Мета роботи полягає у створенні просторово-геометрічної складової електронного кадастру териконів на основі ГІС та Інтернет технологій. Під складовою частиною кадастру розуміють топографічну основу териконів в шейп-форматі в Системі координат 1942 р. (СК-42) в проекції Гауса; атрибутивні дані, а також 3D-моделі териконів на прикладі м. Донецька.
Дослідження і вивчення задачі є досить актуальним у наші дні. Терикони - об'єкти, які займають особливе місце в таких сферах, як:
-екологія (є екологічно небезпечними об'єктами);
-землевпорядкування, земельний кадастр (необхідно знати і вміти визначати їхні кордони та стежити за їх зміною);
-промисловість (є складовою частиною процесу виробництва, а також можуть стати вторинною сировиною);
-рекультивація земель (в процесі рекультивації терикони стають об'єктами озеленення та залісення, на них у великій кількості розсаджують дерева з метою призупинити руйнування териконів від впливу факторів погодних умов) і т. д.
У місті з розвиненою промисловою структурою необхідно мати карти і тривимірні моделі териконів з атрибутивною інформацією. Це значно полегшить роботу землевпорядників, геодезистів, екологів і фахівців інших сфер.
1. Систематизація інформації про терикони Донецька з використанням геоінформаційних систем.
2. Встановлено межі териконів в контексті питань землеустрою та земельного кадастру.
3. Створено програмне забезпечення, яке перетворює вихідний файл формату kml в shp і перераховує координати з системи координат WGS-84 в СК-42.
4. Подана схема переходу від однієї системи координат до іншої.
5. Створення тривимірних моделей териконів.
Результати роботи можна використовувати для вирішення різних задач із землеустрою та геодезії (встановлення меж, визначення координат, створення карт і растрів різних масштабів). Можливість перенесення тривимірних моделей в Google Earth.
Зараз Донецька влада працює над тим, щоб узагальнити всі дані про донецькі «візитки» і розробляє електронні екологічні карти. Як повідомляють в управлінні екологічної безпеки: «На базі популярної пошукової системи Google будуть створені електронні карти, куди будуть нанесені породні відвали з інформацією про них - висота, дата утворення та інша корисна інформація. Крім того, в нові карти будуть нанесені зелені зони та водні об'єкти Донецька» (З джерела «Комсомольська правда»). Тепер всі донецькі терикони можна буде вивчати по супутниковим картам Google-maps, причому не тільки візуально, а й з детальною інформацією.
Науково-дослідний інститут геодезії і картографії здійснює діяльність, яка пов'язана з виконанням геодезичної системи WGS-84: визначення координат будь-яких об'єктів безпосередньо у системі WGS-84; визначення параметрів зв'язку системи WGS-84 та державної системи координат для будь-яких регіонів України; перетворення даних у будь-яких системах координат в системі координат WGS-84; побудова картосхем (паперових, цифрових) поправок від державної системи координат в систему координат WGS-84.
Інструментом для збору інформації було обрано програмне забезпечення Google Earth. Google Earth (Google Планета Земля) - це клієнтське ПЗ для роботи з тривимірною моделлю Землі, створеної на основі супутникових фотографій з високою роздільною здатністю. У ньому доступні широкі можливості щодо зміни масштабу зображень (іноді до окремих будинків), і багато іншого, включаючи визначення координат об'єкту. Карту можна переглянути під будь-яким кутом; велика частина карти - це звичайні 2D-фотографії, але деякі об'єкти (населені пункти) представлені у вигляді тривимірних моделей.
Воно є універсальним, доступним, простим, часто оновлюваним засобом. Точність визначення координат відповідає поставленій задачі.
Переваги дистанційного моніторингу:
-космознімки дають однотипну і детальну інформацію про важкодоступні райони з такою ж точністю, як і для добре вивчених регіонів, що дозволяє ефективно застосовувати метод екстраполяції дешифровочних ознак на основі виділення ландшафтів-аналогів;
-миттєвість зображення великих площ зводить до мінімуму вплив погодних та сезонних факторів; можливість регулярного проведення повторних зйомок дозволяє обрати кращі зображення; за матеріалами повторних зйомок вивчається динаміка природних процесів;
-комплексний характер інформації, що міститься на космознімках, дозволяє використовувати їх для вивчення складних процесів (наприклад, спалах териконів);
-на знімках з високою роздільною здатністю можна розпізнати особливості морфологічної структури ландшафтів і техногенних утворень. Разом з тим, завдяки природній генералізації зображення, на космічних знімках відображаються найбільш великі та істотні елементи географічної оболонки і сліди антропогенного впливу, що є особливо важливим при вивченні териконів для визначення їх меж.
У даному ПЗ Google Earth створена контурна основа. На космічних знімках були дешифровані терикони. Кожен терикон відзначений міткою. Його межі позначено полігонами. Кожному об'єкту привласнюється унікальний номер і вказується орієнтир або місце розташування (поблизу якої вулиці, шахти, річки, траси він знаходиться).
Всього в м. Донецьку знаходяться 128 териконів, було дешифровано близько 90 териконів.
На малюнку 3 наданий тривимірний вид терикону в ПЗ Google Earth.
Інформація про полігони міститься в KML-файлі, який створюється в процесі роботи з Google Earth.
КML або Keyhole Markup Language (мова географічної розмітки) - це граматика XML і формат файлу для моделювання та зберігання таких географічних об'єктів, як точки, лінії, зображення, багатокутники та моделі для відображення в Google Планета Земля, Карти Google та інших програмах. KML можна використовувати для обміну позначками та інформацією з іншими користувачами названих програм. Як і в HTML, структура мови KML заснована на тегах з іменами і атрибутами, які використовуються для досягнення певних цілей при перегляді. KML-файли зазвичай поширюються в ZIP-архіві: KMZ.
Для кожного об'єкта (терикона) задані основні геоінформаційні характеристики:
-географічна широта;
-географічна довгота;
-висота над рівнем моря або над рівнем поверхні Землі;
-візуальні характеристики (колір, форма, товщина, розмір, надпис);
-наведено короткий опис об'єкта (який в подальшому відображається в підказці за запитом користувача).
Також може бути вказаний рекомендований ракурс спостереження зазначеного на карті місця, тобто рекомендована висота, азимут і кут нахилу «віртуальної камери».
Google Earth використовує систему координат WGS-84, тому перед нами стоїть задача отримати топографічну основу в системі координат, яка застосовується в нашій країні. Це УСК-2000 (Постанова КМУ від 21.09.2004 «Деякі питання застосування геодезичної системи координат»). Однак на перехідний період (до введення референцної системи координат України) для обчислення координат пунктів ГГС залишається референцна система координат 1942 року (СК-42) (Постанова КМУ від 08.06.1998 «Про затвердження основних положень створення Державної геодезичної мережі України», пункт 3).Таким чином, кінцеві результати необхідно отримати в СК-42.
Перехід від WGS-84 в CК-42 здійснимо в кілька етапів:
1) Перехід від геодезичних координат в WGS-84 до прямокутних координат в WGS-84
2) Перехід від прямокутних координат в WGS-84 до прямокутних координат в СК-42
На цьому етапі при обчисленні використовуються параметри переходу між системами координат WGS-84 та CK-42: зміщення по осях координат, кути повороту навколо осей координат, масштабний коефіцієнт. Нижче подані приблизні параметри переходу між системами координат WGS-84 та CK-42.
3) Перехід від прямокутних координат в CK-42 до геодезичних координат в CK-42
Для обчислення широти з точністю 0.03'' робимо три ітерації.
4) Перехід від геодезичних координат в CK-42 до плоских прямокутних координат в CK-42 в проекції Гауса
Задачу створення топографічної основи здійснюємо в об'єктному середовищі програмування Delphi. Кроки виконання:
1. Відкриття потрібного файлу у форматі KML.
2. Зчитування та перерахунок координат.
3. Формування шейп-файлу з новими координатами.
Зчитування та обробка KML-файлу проводиться за допомогою компоненти SVO GIS (Shape Viewer Objects) - безкоштовною для комерційного користування бібліотеки для створення GIS. За допомогою цієї компоненти можна отримати з KML координати і створити шейп-файл. Ця компонента є вільною для використання і надається з вихідним кодом. Для зберігання інформації був обраний формат SHP, один із самих популярних форматів просторових даних для опису характеристик поверхні Землі.
Шейп-файл (файл форм) - це однорідний набір просторових об'єктів, які можуть мати форму точки, мультіточки, полілінії або полігону. Кожен об'єкт в шейп-файлі являє собою один географічний об'єкт в сукупності з його атрибутами. Геометрія об'єкта зберігається як форма, що містить набір векторних координат. Шейп-файл складається з трьох основних файлів: головного файлу (*.SHP), індексного файлу (*.SHX) і таблиці dBase (*.DBF). Головний файл - це файл прямого доступу, що містить просторові дані (записи, кожна з яких описує об'єкт за допомогою переліку вершин з координатами). Таблиця dBase містить будь-яку атрибутивну інформацію про об'єкти або атрибутивні ключі, за якими можуть бути приєднані інші атрибутивні таблиці.
Переваги формату SHP:
1) shapefiles не містять топологічної надбудови;
2) має ряд переваг перед іншими джерелами даних, наприклад, більш швидке відтворення на екрані і можливість редагування;
3) shapefiles працюють з об'єктами, які можуть перекриватися або зовсім не стикатися;
4) потребують меншої дискової пам'яті і більш прості при читанні та запису;
5) shapefiles підтримують редагування даних за допомогою ArcView GIS, що чимало важливо при подальшому моніторингу териконів;
6) полігони мають бути представлені у вигляді замкнутих фігур (як і подані терикони);
7) атрибутивні дані містяться в форматі dBase. Це зручно для зберігання атрибутивної інформації та подальшого її використання в різноманітних базах даних.
Кожен запис бази даних знаходиться у зв'язку «один до одного» з відповідним записом об'єкта.
1. KML-файл з інформацією про терикони: координати (геодезична широта, геодезична довгота і висота) меж териконів в системі координат WGS-84; атрибутивна інформація (місце розташування).
2. SHP-файл з інформацією про терикони: плоскі прямокутні координати меж териконів в системі координат СК-42 в проекції Гауса.
3. Планується створення 3D моделей териконів.
При написанні даного автореферату робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2010. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або у керівника після зазначеної дати.