1.3. Геоинформационные системы
Дальнейшее развитие баз данных по недвижимым памятникам культуры тесно связано с возникшим в конце XX в. новым классом программного обеспечения – геоинформационными системами.
ГИС – «автоматизированная информационная система, предназначенная для сбора, обработки, анализа, моделирования и отображения данных, а также для решения информационных задач с использованием цифровой, картографической, аналоговой и текстовой информации »[ГОСТ 28441-99]. Основой для интеграции данных служит пространственная привязка. Поскольку любые физические тела расположены в пространстве, т.е. имеют координаты, область применения ГИС охватывает практически любую сферу человеческой деятельности, в какой-либо степени касающейся материальных объектов.
Для отображения информации на карте или плане она может иметь любую пространственную привязку: название местности, номера домов, индексы почтовых отделений, расстояние от определенных пунктов и т.д. Но наиболее естественным для ГИС является наличие географических координат у объекта, который мы хотим нанести на карту.
Не затрагивая общих вопросов построения и организации ГИС (см. по этому поводу, например, монографию В.Я. Цветкова [Цветков В.Я., 1998]), отметим лишь, что на конечном уровне – для пользователя – она позволяет графически отображать на карте информацию, имеющую географические координаты, и осуществлять по ним ее поиск. Таким образом, принципиальной особенностью ГИС является наличие специального картографического интерфейса.
В настоящее время многие СУБД уже предусматривают возможность отображения пространственной привязки содержащейся в них информации, так что отнесение информационной системы к ГИС- или не ГИС-классу достаточно условно и определяется развитостью картографического интерфейса.
Визуализация информации в ГИС производится слоями. Слой – это графическое отображение данных по какой-либо одной тематике. Одновременно на экране могут отображаться один, несколько или все слои, содержащиеся в данной ГИС.
Основой для создания тематических слоев обычно служит информация из баз данных, управляемых обычными (не ГИС) СУБД, которые программно подключаются к ГИС. Один из слоев, как правило, изображает карту или план территории для удобства зрительного восприятия информации.
Хотя история разработки ГИС охватывает более трех десятилетий, их активное наступление на рынке коммерческих программных средств началось около 10 лет назад и связано с массовым появлением компьютеров, обладающих высокой производительностью, необходимой для обработки графической информации.
Построение археологической карты – пример самого непосредственного использования ГИС. Возможность послойного отображения информации приводит к тому, что археологическая ГИС может сочетать свойства общей и специальных археологических карт, а также служить как инструментом научного анализа, так и средством для выработки административных решений. Археологическая ГИС может быль легко интегрирована в общую ГИС по данной территории.
Отличительной чертой археологических ГИС является то, что топографические карты могут не только служить фоном для нанесения археологической информации, но и сами выступать важным дополнительным источником информации в добавление к данным, имеющимся в археологической базе. В особенности это касается старых топографических карт. Таким образом, наряду с использованием современной карты, которая выступает в качестве главной топографической основы, включение в число топооснов карт прошлых веков, помогает прослеживать изменения в культурном и природном ландшафте.
Поскольку развитые ГИС представляют собой специальное программное обеспечение, стоимость которого весьма высока, в свободном доступе в интернете находятся главным образом базы данных с некоторыми уже подготовленными на базе ГИС-техно-логий картами. Вместе с тем в практике работы зарубежных, да уже и отдельных отечественных археологов ГИС находят все более широкое применение, хотя о том, что выработаны общепринятые правила их использования в археологии, говорить пока преждевременно.
Касаясь работы зарубежных археологических экспедиций, можно отметить, что для каждой местности и при выполнении почти каждого проекта создается своя ГИС на базе стандартных программ оболочек (ArcView, MapInfo и др.).
Так, в практике датских археологических экспедиций используется программное обеспечение MapInfo, а в норвежском проекте по археологическому обследованию участка территории в центральных районах страны (отведен под военный полигон [Risbøl O., Risan T., Bjørnstad R. и др., 2002]), в котором принимал участие один из авторов, – ArcView. Имеющиеся ГИС по российским памятникам археологии созданы лишь для ограниченных территорий и не связаны в единую систему. Известные по описаниям в литературе ГИС используют программное обеспечение ArcView [Гусев С.В. 2001], [Коробов Д.С., 2001], либо MapInfo [Васильев С.А., 2001]. Применение последнего к задачам археологии рассматривается в монографии И. Джонсона [Jonson I., 1996].
Для получения более конкретного представления о применении ГИС в информационном обеспечении деятельности, связанной с недвижимыми памятниками культуры, рассмотрим доступную через интернет географическую информационную систему по истории штата Мериленд (США) [Maryland, 1997] Maryland Historical Trust (MHT). Данная ГИС создавалась и для управления объектами культурного наследия, и для проведения исследовательских работ. Основой для ее создания была информация по памятникам, которая более 25 последних лет собиралась из различных источников, прежде всего профессиональными археологами, собирателями древностей, археологами, работающими по контракту (особенно на государственных проектах строительства дорог). Перед создателями ГИС стояли пять основных задач:
создание основной компьютерной карты для отображения исторической информации;
перевод в цифровую форму информации о положении исторических памятников и мест, имеющихся на бумажных картах;
развитие БД, содержащей исследовательскую и управленческую информацию, которая может быть связана с цифровой информацией о местоположении исторических памятников;
идентификация и использование информации из других источников (спутниковых и аэроснимков в видимом и инфракрасном свете, исторических карт линий берега, карт прошлых веков для данной территории, карт заповедных территорий, карт наводнений и др.);
создание удобного пользовательского интерфейса.
Для создания базовой карты была сканирована соответствующая современная бумажная карта масштаба 1:24000, состоящая из прямоугольных листов со стороной листа 7,5 угловых минут. Территория штата перекрывалась 257 картами.
Цифровая информация о положении исторических мест и памятников была разделена на пять наборов данных:
– данные инвентаря исторической собственности штата, который включает здания, исторические участки и структуры – всего около 36000 отдельных ресурсов;
– археологические памятники – около 9500 ресурсов;
– районы проведения археологических обследований – около 1500 ресурсов;
– исторические памятники, перечисленные в Национальном регистре исторических мест, – около 1100 ресурсов;
– исторические охранные зоны штата Мериленд – около 350 ресурсов.
Хотя информация из названых источников во многом повторяется, однако обозначенные там границы памятников часто различаются. В связи с эти все пять наборов были представлены в ГИС на отдельных слоях полигонами, построенными по карте масштаба 1:24000 с максимальной тщательностью.
Разработчикам было необходимо создать конструкцию БД с отдельной записью для каждого археологического памятника, для того чтобы позволить осуществить территориальное представление информации и связать ее с ГИС. Однако такая структура не позволяет простым образом вводить информацию по истории памятника или описывать проводимые на нем работы. Для отслеживания или управления информацией такого типа наиболее подходящей структурой является организация записей по видам деятельности. Поэтому в итоге была принята реляционная модель построения БД.
Логически созданая база состоит из трех разделов. Первый – данные по археологическим памятникам. Построение этого раздела опиралось на имеющиеся "бумажные" инвентаризационные формы и частично отражало их структуру. Второй раздел – данные о проведенных археологических работах: месте, времени, персоналиях, организациях, хранении отчетов и т.д. И третий раздел – справочник со всеми терминами базы данных, предоставляющий пользователям большую гибкость в формате поиска. Исследователи имеют возможность проводить поиск информации, содержащейся в любом месте в БД, используя ключевые слова, комбинации терминов и шаблоны, а также предопределенные иерархические деревья.
Использование различных источников информации, в том числе старинных карт, помогает отслеживать изменения в культурном и природном ландшафте с течением времени. Технические средства ГИС позволяют осуществить привязку карт различного времени друг к другу. Объекты, имеющиеся на старой карте, но отсутствующие на современной, дают возможность делать предположения о возможных исторических памятниках.
ГИС по истории штата Мериленд имеет удобный интерфейс, позволяющий в большинстве случаев осуществлять переход к содержанию интересующего объекта “щелчком мыши” на карте, изображении или иконке.
В качестве программного обеспечения при создании ГИС использовалась разработка фирмы TNTMips (Map and Image Processing Software).
Подводя итоги обсуждения опыта применения ГИС для решения задач, связанных с недвижимыми памятниками культуры, можно сделать следующие выводы: ГИС являются мощным инструментом, способствующим как организации управления памятниками культуры, так и решению исследовательских задач; возможности геоинформационных систем в практике российских исследователей используются далеко не в полной мере; необходимо выработать стандарты их применения для объединения ГИС, создаваемых в отдельных регионах, в общенациональную ГИС по памятникам культуры. В частности для создания археологических ГИС необходимо выработать единую систему обозначений памятников, общие принципы группировки археологической информации по слоям ГИС, выбрать единые масштабы представления данных, отработать методики использования картографических материалов различного времени и оценки точности этих материалов, создать банк высокоточной координатной информации по археологическим памятникам.
|
