RU:GIS for Dummies (written by a dummy)
Данная страница задумана как введение в некоторые концепции ГИС/географии для людей, которые, как и я, не являются ни географами, ни специалистами ГИС и пришли в OSM по разным причинам.
Мне довелось разбираться в этом во время разработки Merkaartor. Можете свободно поправлять все мои глупые ошибки ;-)
Датумы, или что за штуковина такая - WGS84
Всем известно, что Земля круглая, верно? А кто-то, вероятно, знает, что это не так. На самом деле, под воздействием различных сил Земля фактически сплюснута у полюсов и выглядит как эллипсоид. Мало того, её форма постоянно меняется! В современном мире форму Земли называют геоидом.
Как вы знаете, любая точка на Земле может быть привязана по долготе (Восток-Запад) и широте (Север-Юг). Проблема в том, что начало этих координат определено в точке (0,0)°, которая постоянно перемещается! Чтобы, не взирая на творящееся безобразие, иметь возможность привязки, нам нужен набор точных параметров Земли, и это как раз то, что описывается датумами.
В GPS и OSM используется датум WGS84.
Проекции, или что такое Меркатор
Земля круглая (не такая уж и круглая, но пусть так), и нам надо найти способ отобразить трёхмерный глобус на наших двухмерных мониторах (или напечатанных двухмерных картах). Тут на сцену выходят проекции. Путём ряда допущений и сложных математических преобразований, земной шар можно спроецировать на двухмерную поверхность.
Есть множество различных проекций, и каждая используется в различных целях. Далее вы узнаете, что для OSM, наиболее важны проекция Меркатора и Plate Carrée (фр. - плоская поверхность), она же - равнопромежуточная проекция, хотя, на самом деле, в OSM можно использовать любую проекцию.
В копилку эрудита, Герард Меркатор - фламандский картограф, живший в 16 веке.
TMS
- Основная статья: TMS
TMS — это стандарт для передачи через интернет карт, разбитых на плитки (tile-based). Он может различаться в деталях реализации, но в общем случае, это когда карта отрисована на различных уровнях приближения, поделена на плитки (в основном 256x256 пикселей) и раздаётся через обыкновенный веб сервер.
Обычно для генерации карт используется проекция Меркатора, или, точнее, её особая разновидность, которую мы называем «Проекция Google». Её особенность в том, что она ограничена параллелью 85° северной и южной широты, и при отображении карты мира целиком, она выглядит квадратной.
- Тайлы карт Google и имена тайлов подвижной карты OSM имеют отличия от спецификации TMS в том, что первый тайл 0,0 расположен в верхнем левом, а не нижнем левом углу. Смотрите TMS#The Y coordinate flipped
WMS
- Основная статья: WMS
WMS — это ещё один стандарт передачи изображений карт. Он полностью отличается от TMS тем, что клиенту передаётся отрисованная местность, заданная параметрами, указанными в URL. По сути, вы указываете, что хотите видеть (слои), область, которая должна быть показана (границы) и формат полученной картинки (сжатие и размер).
«Проекцией» которая обычно используется в WMS является epsg:4326. Я взял «проекцию» в кавычки, поскольку epsg:4326 на самом деле не проекция, она просто также использует широту/долготу с WGS84 датумом. Аналогом является равнопромежуточная проекция. Название как бы намекает нам, что масштаб в ней 1° = 1 пиксель.
В результате, долгота проходит от -180° до +180°, широта от -90° до + 90°, полная проекция Земли является прямоугольником с соотношением сторон 2:1.
Линии, Точки и Полигоны
OSM знает только два простых типа данных: точки и линии. Это отличает его от большинства других распространённых ГИС-программ, которые работают работают ещё и с третьим типом - полигоном - обозначающим двухмерные области (в OSM его заменяет замкнутая линия).
Форматы файлов - Что такое "Shape"?
Наиболее распространённым форматом обмена ГИС данными является .shp формат, также известный как Shapefile. Он был предложен ESRI (компанией, давшей нам знаменитый ArcGIS) и сегодня он является стандартом де-факто в бизнесе. Многие ГИС программы могут работать с Shapefile или, по крайней мере, конвертировать его в доступный для себя. Shapefile состоит из множества обычных файлов, и его легко разрушить, если неосторожно копировать/вставлять их.
Слои - это про GIMP или что?
Большинство ГИС программ работают со слоями - средством, знакомым многим по редакторам вроде Photoshop или GIMP. Их идея предельно проста: вместо того, чтобы сваливать объекты в одну кучу, вы размещаете разные типы объектов на разных уровнях. Этот путь сильно упрощает обработку, анализ и редактирование данных.
Пример использования слоёв в ГИС:
Некий учёный имеет спутниковый снимок Сахеля. Для работы ему нужно определить а) основные дороги и б) колодцы. Исходя из этого, он использует имеющееся изображение как базовый слой, и создаёт над ним ещё два: один слой для линий (дороги), один для точек (колодцы). Это необходимо по двум причинам:
- Организованность данных: дороги и колодцы это разные вещи, так что размещать их на одном слое нелогично.
- Многие форматы хранения географических данных (в основном .shp) для каждого типа данных используют отдельный файл.
Кeep it simple - ключевой аспект проекта OpenStreetMap, благодаря которому новички осваивают работу в редакторе легко и быстро, насколько это возможно. Как правило, все объекты карты проще свалить в один слой. Некоторые редакторы поддерживают отдельные слои, но это в основном используется для обработки/слияния данных из разных источников. Это не ограничение, на самом деле! Это просто иной подход к созданию карты. Часто карты, основанные на OSM отображают, определённые OSM теги на отдельных слоях (например, вебкарта, отображающая кликабельные маркеры). Таким же образом любая конвертация OSM данных в Shapefile связана с разделением данных по тегам.
Note: На этой странице мы говорим о слоях с позиции программ для ГИС. В OSM слово "слой" (уровень, layer) используется в несколько ином контексте.