Vēsturisko karšu ģeoreferencēšana

11. May, 2011, autors: Kristīne Brūne, LU ĢZZF maģistrantūras studente, ĢIS speciāliste 

EuropeanaTravel* projekta ietvaros Latvijas Nacionālās bibliotēkas (LNB) Kartogrāfisko izdevumu nodaļas uzdevumā tika ģeoreferencētas jeb iesietas koordinātēs un vektorizētas (digitizētas) 20 vēsturiskās kartes. Vissenākā no iesienamajām kartēm ir Ducatuum Livonia et Curlandia, datējama ar 1720. gadiem, visjaunākā – Latvijas dzelzceļu karte, 1935. gads.

Kā ģeoreferencējams materiāls senās kartes ir interesants, jo attīsta radošo domāšanu, bet piņkerīgs gan. Kopumā kartes var sagrupēt trīs grupās – attiecīgi pēc tā, kādu informāciju tās satur iesiešanai, kā arī, kā tās sagatavot iesiešanai:

  1. uz kartēm ir attēlots koordinātu sistēmas tīkls un rāmis (1. att);
  2. karte ir shematiska – nav ne koordinātu sistēmas tīkla, ne rāmja (2. att);
  3. kartē ir attēlots tikai koordinātu sistēmas rāmis (3. att).

1. attēls Karte ar koordinātu sistēmas rāmi un tīklu

2. attēls Shematiska karte

3. attēls Karte tikai ar koordinātu sistēmas rāmi

Pirmajā gadījumā ar kartēm lielu problēmu nav, tikai jānoskaidro koordinātu sistēma, kura ir attēlota kartē, lai to tajā iesietu. Šo 20 karšu klāstā dominējošā bija FERRO (EPSG:4805) koordinātu sistēma, bija sastopama arī Pulkova  jeb Sanktpēterburgas (nultais merdiāns iet cauri Sanktpēterburgas observatorijai, nav definēta, nejaukt ar Pulkova 42) un Merkatora, kura mūsdienās tiek saukta par WGS 84 (EPSG:4236) koordinātu sistēmu. Līdz ar to karte ar 4 vai vairākiem punktiem tiek iesieta oriģinālajā koordinātu sistēmā un tad pēc vajadzības tiek transformēta uz citu koordinātu sistēmu (mūsu gadījumā uz WGS84 un LKS92/Latvia TM). Tā kā Pulkova koordinātu sistēma nav definēta un nav pieejama Qgis koordinātu sistēmu sarakstā, tad no neveiklās situācijas palīdzēja izvairīties nejaušs atklājums, proti, tika pamanīts, ka uz sīka mēroga karšu rāmja tiek attēlotas vairākas koordinātu sistēmas vienlaicīgi ( FERRO un Pulkova, reizēm arī Merkatora (4. attēls)).

4. attēls Fragments no kartes, kur attēlotas vairākas koordinātu sistēmas vienlaicīgi.

Aplūkojot vairākas kartes,  atklājās, ka Pulkova nulles meridiāns atbilst Ferro 48 meridiānam, solis starp meridiāniem ir vienāds (1 vērtība), tas ir 47. Ferro atbilst 1. Pulkovam meridiānam, 46. Ferro – 2. Pulkova utt.  Līdz ar to, ja kartei oriģināli ir redzams tikai Pulkova koordinātu sistēmas tīkls un rāmis, tad to iesiet var Ferro koordinātu sistēmā, attiecīgi iesienamajos punktos ievadot atbilstošās Ferro koordinātes. Kaut arī uz kartēm bija attēlota nepieciešamā WGS 84 koordinātu sistēma, tomēr karti iesiet šajās koordinātās nevar, jo uz karšu rāmja nav korekti attēlots solis starp WGS84 un Pulkova meridiāniem, rezultātā būs kartes nobīde pa kreisi. Liels pluss visām augšminētām koordinātu sistēmām, izņemot LKS92/Latvia TM, ka paralēļu vērtība nemainās, tā atbilst WGS84 kordinātu  sistēmai, mainās tikai meridiānu vērtība.

Otrajā gadījumā, kur kartes pārsvarā ir shematiskas, kā arī tām nevar noteikt koordinātu sistēmu, jo nav koordinātu tīkls un rāmis, tad tās tiek piesietas klāt pie pamatkartes, kura jau ir iesieta. Par iesiešanas punktiem kalpo punkti, kuri ilga laika posmā nav būtiski mainījuši savu atrašanās vietu, mūsu gadījumā tās bija apdzīvotās vietas. Kā pamatkarte tika izmantota gisnet.lv WMS serverī pieejamās Krievijas ģenerālštāba topogrāfiskās kartes. Plusiņš šim gadījumam ir tas, ka uzreiz karti var iesiet mērķa koordinātu sistēmā (attiecīgi, pamatkartes koordinātu sistēmā). Protams, šādā veidā karte neatspoguļo informāciju par to, ar kādu domu tā tika zīmēta (ja tomēr tika izmantota kāda no koordinātu sistēmām).

Trešais gadījums ir visradošākais :), laikietilpīgākais un pagaidām apšaubāmākais. No vienas puses kartes koordinātu sistēmu var uzzināt no koordinātu sistēmas rāmja, bet no otras puses nav koordinātu sistēmas tīkla, līdz ar to pirmajā gadījumā minēto ģeoreferencēšanas paņēmienu nevar izmantot. Var rīkoties pēc ģeoreferencēšanas metodes, kura minēta 2. gadījumā, bet pieņemot, ka katra vēsturiskā karte ir īpatnējs mākslas darbs un jo senāka, jo ar lielāku māksliniecisko vērtību, līdz ar to šī karte var zaudēt būtisku informāciju, tas ir, tās autora uztveri par Latvijas aprisēm un vietu ģeogrāfiskajā telpā. Ja aprises daudz maz saglabāsies, tad novietojums ģeogrāfiskajā telpā gan būtiski mainīsies. Tāpēc radās viltīgs plāns, kā šo informāciju saglabāt un karti tomēr iesiet. Ar programmas Gimp palīdzību uz kartes kopijas tika savilkts koordinātu sistēmas tīkls, pēc kuras karte tika iesieta. Pēc tam pie iesietās kartes kopijas tika piesieta oriģinālā karte. Iesienamie punkti ir brīva izvēle, bet jo mazāki tie ir (dažādi punkti), jo labāk, jo mērķis ir iesiet karti tā, lai tā nedubultotos ar pamatkarti (5. un 6. attēls).

4. attēls Fragments no kartes, kur attēlotas vairākas koordinātu sistēmas vienlaicīgi.

6. attēls Fragments no kartes, kura precīzi iesējusies (karšu slāņi sakrīt tā, ka attēls nemiglojas, nedubultojas)

Teorētiski (un arī praktiski) tas var nostrādāt, bet pārbaudīt idejas pareizību ir grūtāk, jo gandrīz nekur aplūkotajā literatūrā nav minēts, kā šāda veida karte tiek sagatavota ģeoreferencēšanai, un vēl mazāk par to, vai iesienot to šādā veidā, tiešām tiek saglabāta tās sākotnējā informācija. Manuprāt – tiek; vismaz vairāk, nekā, ja tiktu iesieta pēc apraktītā otrā gadījuma.

Ģeoreferencētās kartes tika arī vektorizētas, ar ko var iepazīties citā rakstā .

Pagaidām šīs 20 kartes var aplūkot Web pārlūkā: http://www.gisnet.lv/europeana/ un WMS servisā: http://www.gisnet.lv/cgi-bin/lnb_europeanatravel

Karšu ģeoreferencēšana tika veikta ar Quantum gis (Qgis) spraudņa “Telpiskā piesaiste” jeb Georeferencer GDAL (versija 3.1.9) palīdzību, iesieto karšu transformēšana uz citu koordinātu sistēmu ir veikta ar gdal/ogr rīku gdalwarp.

Piebilde

Ģeoreferencēšana – informācijas piesaiste ģeogrāfiskajai vietai (location). Vēsturiskās kartes, kuras ir pieejamas ieskenētā veidā, ir viens no informācijas veidiem, kuru var ģeoreferencēt, tas ir piesiet ģeogrāfiskajām koordinātēm. Tas tiek darīts, lai paplašinātu pētījumu, atvieglotu jaunu datu iegūšanu, rastu iedvesmu jauniem pētījumiem. No ģeoreferencētām kartēm netiks iegūta precīza koordinātu informācija, jo starpība starp mūsdienu un tā laika izpratni un iespējām karšu zīmēšanā ir liela. Toties var iegūt vēsturisko informāciju ērtākā un vieglāk apstrādājamā veidā. Vēsturiskās informācijas piemēri:

  • vietvārdi;
  • zemes lietojuma izmaiņas;
  • var izsekot ceļu un dzelzceļu tīkla attīstībai;
  • kartes autora tā laika uztveri par ģeogrāfiju, valsts attīstību, ceļu infrastruktūru;
  • informāciju par tā laika mērniecības un kartogrāfijas attīstību.

* European aTravel projekts ir Eiropas Komisijas IKT programmas eContent Plus 2008. gadā atbalstīts projekts, kura mērķis ir nodrošināt Eiropas nacionālo un Universitāšu bibliotēku satura pieejamību Eiropas digitālajā bibliotēkā (Europeana.eu). Projekta ietvaros tika digitalizēti vairāk nekā 1 miljonu resursu – kartes, manuskripti, fotogrāfijas, filmas, grāmatas un atklātnes, kas ir saistīti ar tūrismu, ceļošanu, tirdzniecības ceļiem un to izpēti.

Pirmpublicējums: ĢISnet


KOMENTĀRI: 5, KATEGORIJAS: Digitālā bibliotēka, Krājumi, Vispārīgi

Komentāri: 5

  1. Ivars Indāns saka:
    11. May, 2011 plkst. 22:05

    Paldies, interesanti.
    Pasmags lietotāju interfeiss, bet tas sākums, lai veicas!

    Ieteiktu apskatīties citus risinājumus,
    Par ļoti labu piemēru uzskatu Maskavas un St. Pēterburgas kartes: http://retromap.ru/
    Šajā risinājumā, līdzīgi kā maps.google.com, googleearth, u.c. kartes ir saistītas ar citiem objektiem: panoramio fotogrāfijām, vecās Maskavas foto, wikipēdijas ierakstiem utt,
    Ceru, ka Europeanas projekts nebūs “švakāks” par Krievijas produktu 🙂

  2. Mr. Serge saka:
    13. May, 2011 plkst. 0:05

    Ļoti interesants projekts. Es ceru, ka tuvākajā nākotnē karšu daudzums būs lielāks un būs daudz kā vēl ko pētīt.
    Starp citu, viens no manis iecienītākajiem karšu piesiešanas risinājumiem (no lietotāja skatu punkta) ir Ņujorkas publiskajai bibliotēkai.
    http://maps.nypl.org/warper/
    Varbūt atradīsiet arī sev kaut ko iedvesmai no viņiem.

  3. fein saka:
    22. May, 2011 plkst. 13:05

    Ņujorkas publiskās bobliotēkas variants ir ideāls risnājums- vienkārši un saprotami. Karšu nodaļas lasītava saviem apmeklētājiem arī varētu ko tādu piedāvāt, tieši vidi kurā radīt datus, ne tikai pārlūkot. Bet tā nākotnes vīzija. Vispirms jāsagaida karšu pārlūks, lai nav oriģināli jāņurka, iesiet varētu ar to pašu QGis programmu, nav sarežģīta, pietam latviešu valodā.

  4. Signe Valtiņa saka:
    22. May, 2011 plkst. 14:05

    Paldies par ieteikumu! “Crowdsourcing” patiešām ir lielisks veids, kā, iesaistot ieinteresētos cilvēkus, panākt rezultātus, kas pašiem vien nebūtu pa spēkam. Šobrīd mums cilvēki aktīvi palīdz labot metadatus vienā no mūsu jaunākajiem projektiem http://www.zudusilatvija.lv Ceram, ka nākotnē varēsim piedāvāt arī kolektīvo karšu ģeoreferencēšanas iespēju.:)

  5. Kristīne saka:
    23. May, 2011 plkst. 17:05

    to Fein:

    Karšu iesiešana arī notika ar QGis programmu. LNB pašlaik strādā pie sava karšu pārlūka, bet kāds tas būs – tas pagaidām nevienam nav zināms. Jācer tikai uz to labāko.

Izsaki viedokli

You must be logged in to post a comment.