ГОСТ Р 52055-2003
Геоинформационное картографирование. Пространственные модели местности. Общие требования

Геоинформационное картографирование

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ МОДЕЛИ МЕСТНОСТИ

Общие требования

Издание официальное

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН 29 Научно-исследовательским институтом Министерства обороны Российской Федерации (29 НИИ МО РФ)

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ГК 22 «Информационные технологии», подкомитетом ПК 51 «Геоинформационные технологии*

2    ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 22 мая 2003 г. № 155-сг

3    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

С) ИНК Издательство стандартов, 2003

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России

II

Содержание

Введение..................................................................IV

1    Область применения........................................................I

2    Нормативные ссылки........................................................I

3    Определения..............................................................I

4    Требования к пространственным моделям местности................................I

III

В веление

Для решения информационных и расчетных задач, анализа, моделирования, отображения обстановки и местности многочисленные пользователи применяют пространственные (трехмерные) модели местности. Вместе с электронными картами они являются составной частью картографического обеспечения имеющихся и создаваемых систем управления, информационно-расчетных систем.

Пространственные модели местности позволяют решить следующие задачи:

-    общую оценку местности;

-    изучение и оценку свойств местности и отдельных наземных и подземных (подводных) объектов;

-    ориентирование на местности;

-    отображение данных о местности и обстановке;

-    моделирование обстановки;

-    решение информационных, расчетных и навигационных задач;

-    обучение пользователей на тренажерах реального времени;

-    проведение учебных занятий, тренировок и других мероприятий, связанных с подготовкой специалистов ятя решения задач на местности;

-    повышение качества создаваемых пространственных моделей местности;

-    информационную совместимость различных систем управления и навигации. геоинформа-ционных систем н тренажеров.

IV

Г О С УДЛ РС Т В ЕН И Ы И СТЛНДАР Г РОС С И И С К О И Ф Е Д Е Р Л ЦИ И

Гсоинформанноннос картографирование ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ МОДЕЛИ МЕСТНОСТИ Общие требования

Geoinformatic mapping. Spatial models of terrain. General requirements

Дата ввелення 2004—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к математической основе, содержанию и о(|к>рм.тсш11о пространственных моделей местности.

Требования настоящего стандарта отражают современные тенденции развития информатизации в интересах экономики, социальной сферы и национальной безопасности и предназначены для расположенных на территории Российской Федерации учреждений, организаций и предприятий независимо от форм собственности и подчинения, которые занимаются сбором, систематизацией, анализом, обработкой и передачей пространственных данных, созданием и применением пространственных моделей местности, организацией баз и банков пространственных данных.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 50X28—95 Геоинформанионнос картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования

ГОСТ Р 51353-99 Гсоинформаиионнос картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание

3    Определения

В настоящем стандарте применяются термины по ГОСТ Р 50X28—95 (электронная карта) и ГОСТ Р 51353-99 (метаданные), а также следующий термин с соответствующим определением:

пространственная модель местности: Наглядное и измеримое трехмерное изображение земной поверхности на электронных средствах отображения информации, воспроизведенное в соответствии с заданными условиями наблюдения (обзора) на основе цифровой информации о местности (электронных карт, цифровых моделей местности), полученной с географических карг, кадастровых планов и космоаэрофотографнчсскнх материалов, рельефных карт и видеоизображений.

Пространственная модель местности может быть представлена в виде двух изображений на экранах мониторов, обеспечивающих объемное (стереоскопическое) наблюдение участка местности и объектов (наземных, подземных, подводных).

4    Требования к пространственным моделям местности

4.1 Разрабатываемые пространственные модели местности (далее — модели местности) должны обеспечивать:

- возможность наглядного представления трехмерного образа местности с топологическими связями и характеристиками в зависимости от времени суток, года и обстановки на экранах индивидуального и коллективного пользования:

II мание официальное ★

-    возможность наглядного зрительного восприятия рельефа, пространственных форм, размеров и положения наземных и подземных объектов местности, коммуникаций;

-    читаемость и распознаваемость элементов и объектов местности;

-    многоплановость изображения элементов и объектов местности;

-    измеримость изображения;

-    визуальную оценку взаимного пространственного расположения объектов.

4.2    Математическая основа моделей местности (проекция, масштаб) должна обеспечивать получение наглядного и топографически точного без разрывов изображения местности н определенном масштабе.

Модель местности должна создаваться в перспективной или другой проекции, позволяющей строить нс только подобное местности изображение, но и выполнять с его использованием измерения углов и размеров объектов.

В зависимости от предназначения и решаемых задач масштабы моделей местности должны соответствовать масштабному ряду карт и планов городов, изготовляемых и планируемых к изго-товлению.

Точное в геометрическом отношении изображение местности достигается только при одинаковых горизонтальном и вертикальном масштабах изображения. При создании модели местности для более наглядного изображения местности допускается увеличение вертикального масштаба по отношению к горизонтальному. Правильный выбор этого соотношения зависит от назначения модели местности, горизонтального масштаба, размеров изображения и характер;! рельефа местности. Как правило, увеличение будет минимальным при создании крупномасштабного изображения высокогорных районов и максимальным — при создании мелкомасштабных карг районов с незначительными превышениями.

Для модели местности с горизонтальным масштабом 1:50 ООО и крупнее отношение горизонтального масштаба к вертикальному составляет:

1:4 — 1:5 — для холмистой местности (относительные превышения менее 500 м);

1:3 — 1:4 — для горной местности (относительные превышения не более 1000 м);

1:2 — 1:3 — для высокогорной местности (относительные превышения свыше 1000 м).

Для модели местности с горизонтальным масштабом 1:100 000 и мельче (до 1:1 000 000 включительно) это отношение находится в пределах 1:6 — 1:8 — 1:4 — 1:5.

С целью наиболее обоснованного выбора вертикального масштаба предварительно строят несколько вариантов поперечного профиля с различными коэффициентами увеличения и выбирают из них наиболее подходящий. 13 зависимости от характера рельефа в пределах одного изображения, например при сочетании холмистой и горной местности, могут быть использованы коэффициенты переменной величины.

Единица хранения модели местности в базе данных должна соответствовать разграфке исходных материалов, используемых для ее создания.

Математическая основ;! модели местности должна обеспечивать:

-    визуализацию пространственного изображения района (участка местности) с отображением форм рельефа и об!.сктового состава из любой произвольно выбранной пользователем точки;

-    возможность изменения ракурса наблюдения отображаемого района из одной точки;

-    пошаговое моделирование изображения (перемещение точки наблюдения отображаемого района по задаваемой пользователем в пространстве траектории);

-    изменение масштаба отображаемой модели местности.

4.3    Содержание модели местности должно включать следующие элементы: рельеф, гидрографию. населенные пункты, сельскохозяйственные, промышленные и социально-культурные объекты, дорожную сеть, растительный покров и грунты, границы, подписи названий объектов местности и их характеристик, в том числе подземных (подводных) объектов и топологических связей между ними с необходимыми характеристиками.

13 населенных пунктах (и за их пределами) выделяют трехмерные модели, находящиеся на разных уровнях отдельных строений, кварталов, промышленных сооружений, водопроводов, линий связи и электропередачи, газопроводов и нефтепроводов, железных и автомобильных дорог, каналов, мостов, плотин и шлюзов.

Нагрузку элементами содержания и объектами местности выбирают в интерактивном режиме в зависимости от назначения модели местности, решаемых задач и необходимого уровня детализации картографической информации. При изменении масштаба могут быть выполнены отбор и обобщение (генерализация) изображения.

ГОСТ Р 52055-2003

Содержание модели местности может включать дополнительную информацию в виде справок о местности и специальной информации.

4.4    Применяемые при оформлении модели местности изобразительные средства (графика, цвет, светотеневая пластика) должны обеспечивать максимально возможное соответствие отображаемой модели реальной местности, наглядность, читаемость и распознаваемость элементов содержания модели местности. Эти средства не должны мешать отображению элементов обстановки.

Трехмерные условные знаки населенных пунктов, кварталов, отдельных зданий и сооружений и т.л. следует разрабатывать с учетом требований наибольшей наглядности, возможности изображения подобия относительных размеров объектов и наличия необходимых исходных данных.

Допускается создавать и использовать условные знаки двух типов:

-    с сохранением характерных очертаний реальных объектов;

-    с обобщением и типизацией очертаний реальных объектов (типовые многоэтажные жилые лома).

Географические названия на модели местности отображают двумя способами:

-    размещением названий непосредственно на изображении модели местности:

-    вынесением названий за пределы изображения модели местности с указателями на объекты, к которым относятся названия.

4.5    К параметрам визуализации модели местности относят размеры отображаемого района (участка) местности, соотношение вертикального и горизонтального масштабов, азимут направления (траектории) просмотра трехмерной модели, координаты точки стояния наблюдателя, фокусное расстояние имитируемой зрительной системы (при необходимости) и координаты источников освещения.

4.6    Модель местности должна обеспечивать координатную привяжу (точечное соответствие) тематических данных и оперативно-тактической обстановки.

4.7    Точность моделей местности, получаемых по цифровой картографической информации, характеризуется совместным влиянием погрешностей исходного картографического материала, аэрокосмических изображений и ошибок преобразования картографической информации в цифровую форму.

4.8    Среднюю квадратическую ошибку планового положения твердых контуров относительно ближайших пунктов и точек геодезической основы о_п определяют по формуле

где о,, _{к м}.п> — средняя квадратическая ошибка положения твердых контуров на исходном картографическом материале;

о_ц — средняя квадратическая ошибка цифрования и обработки картографической информации.

Значение q_l<K<uw определяют на основании руководящих документов, в соответствии с которыми изготовлены исходные картографические материалы.

4.9 Среднюю квадратическую ошибку цифрования и обработки картографической информации о„ вычисляют по формуле

°И = ^± 4 <&П ⁺ О? ⁺ °с ⁺ <*д

где о_ОГ1 — средняя квадратическая ошибка, вносимая оператором в процессе цифрования:

а_т — средняя квадратическая ошибка, характеризующая точность технических средств цифрования;

о_с — средняя квадратическая ошибка сжатия метрической информации; о_л— средняя квадратическая ошибка учета деформации исходного картографического материала.

4.10 Среднюю квадратическую ошибку положения горизонталей по высоте относительно ближайших пунктов и точек геодезической основы о_г вычисляют по формуле

3

«г = ^± у °²и.к.м⁺ °П • М ¹8²Р •

глс о,, _к м » — средняя квадратическая ошибка положения горизонталей по высоте на исходном картографическом материале (определяется на основании руководящих документов);

М — знаменатель масштаба исходного картографического материала (в тысячах); р—среднее значение уклона местности в пределах исходного картографического материала.

4.11    Точность формирования модели местности о_{п мм} зависит от погрешностей о„_пмЛ|. точности построения трехмерной модели местности о_ГЛ, и ошибок (качественных показателей технических характеристик) средств визуализации о_{с в}. т.с.

°п.м.м = ^± ^о2.п.м.м + <£м ⁺ <£в • где о„ „_Л| м — средняя квалрати*н:ская ошибка положения объекта, как следствие влияния величин о„. о,

°н.п.м.м = ^± 4 О?, + о} ■

В СВОЮ очередь, погрешности О_ТЛ|. О_с „ ЯВЛЯЮТСЯ функциями ошибок. зависящих от следующих наиболее значимых факторов:

-    проекция и масштаб, используемые для трехмерного отображения участка местности;

-    корректность и качество математического аппарата и алгоритмического обеспечения, применяемых в процессе вычислений:

-    параметры местоположения пункта наблюдения;

-    степень удаленности объектов от переднего плана модели местности;

-    точность аппроксимирования объектов при их визуализации (особенно при отображении внсмасштабных условных знаков);

-    размеры рабочего поля экрана видеоустройства;

-    размерность пикселя экрана видеоустройства.

4.12    Сведения о математической основе, содержании и оформлении моделей местности, их точности должны быть описаны метаданными.

УДК 681.327.6:006.354    ОКС    35.240.30    П85    ОКСТУ    4002

Ключевые слова: гсоинформанионнос картографирование, пространственные модели местности, картографическое обеспечение

Редактор Р.С. Федорова Технический редактор В. II. Пругакова Корректор ЕЛ. Дульмева Компьютерная верстка J1A. Круговой

Ип. дни. N? 02354 от 14.07.2000. Сдано в набор 29.05.2003. Подписано в печать I2.0S.2003. Уст. печ. я. 0.93. Уч.-ии. я. 0.60. Тираж 204 экх С 11205. Зак. 562.

ПИК Иштельспю стандартов, 107076 Москва. Колоде шы И пер.. 14, htip://www^landards.m    e-mail: т(ой-jandards.ru

Набрано в И па гс льете на ПЭВМ Филиал ПИК Издательство стандартов — пт. «Московский печатник». 105062 Москва. Лялин пер.. 6.

Плр 0S0102