Владимир Комиссаров 

************

Теперь, когда мы поняли состояние дел с привязкой исторических карт и созданием из них электронных атласов, а также определились в целом с теми путями и методами, которыми мы будем решать имеющиеся задачи, самое время немного углубиться в вопросы теории, а заодно и определиться с терминологией, которую мы применяли в предыдущих вводных частях без всякого объяснения.

Начнем с самого простого, но очень важного вопроса: что вообще представляют собой те карты и атласы, с которыми мы будем иметь дело?

Почти все время мы с вами будем иметь дело не с исходными «бумажными» материалами, а с их электронными копиями, полученными тем или иным способом, но в большинстве случаев — простым сканированием исходного исторического образца. Таким образом, когда мы будем говорить «карта», чаще всего мы будем подразумевать именно карту в электронном формате. Электронных форматов для хранения карт существует великое множество, но все их можно разделить на векторные и растровые форматы. Отличие их в том, что в векторном формате все данные хранятся в виде наборов геометрических объектов (точек, линий и полигонов), каждый из которых имеет набор собственных атрибутов (например, цвет заливки у полигона). Растровый же формат представляет собой «мозаику» из отдельных точек (или пикселей [1]), при этом и здесь каждая точка может иметь какие-то атрибуты (также, скажем, цвет). Хотя исторические карты и можно преобразовать в векторные форматы, однако в этом цикле мы их рассматривать почти не будем, поскольку, как я упомянул выше, наиболее естественными и первичными форматами таких карт являются растровые, полученные в результате сканирования (или фотографирования) исходного образца. Хотя векторные форматы и могут быть полезны для создания отдельной карты, например, с границами губерний, это все же выходит за рамки нашего общего рассмотрения, поэтому мы оставим их лишь для вспомогательных целей (например, для задания границ обрезки растровой карты). Таким образом, в дальнейшем мы сосредоточимся почти только лишь на растровых картах, или растрах, как часто коротко их называют. А здесь мы с вами разберем еще несколько отличий, поскольку они нам помогут в понимании других теоретических концепций.

Как мы с вами видели из предыдущей части, все известные методы изготовления объединенных электронных атласов из отдельных листов многолистовых карт можно свести к двум базовым идеям. Первая заключается в том, что эти отдельные листы привязываются как можно точнее (пока оставим в стороне детали, например, выбора системы координат, поскольку я их довольно подробно в той части разобрал), а затем, полагаясь на то, что они уже хорошо привязаны и из-за этого непременно должны стыковаться между собой без явных ошибок, собираются в единое покрытие. Вторая же исходит из того, что каждый лист карты является частью единой «эквидистантной сетки» (в определенном смысле эта сетка и представляет объединенный атлас), которую необходимо предварительно рассчитать в выбранной проекции и только после этого к ней привязывать отдельные листы. А схожи эти идеи в том, что и первая группа, и вторая исходят из того, что и привязку, и объединение нужно вести в одних и тех же, заранее определенных системе координат и проекции.

Можно предложить и другую идею, если обратить внимание на то, что для объединения («склейки») отдельных листов достаточно иметь лишь рамку карты, представляющую собой единичный элемент эквидистантной сетки. Внутреннее содержимое карты (например, пересечения линий меридианов и параллелей, или контрольные точки) никак не участвует в процессе объединения, зато оно необходимо для процесса привязки листа. А это значит, что при склейке можно полностью абстрагироваться от этого внутреннего содержимого, из чего сразу можно сделать и следующий вывод: для объединения листов вообще не нужно знать ни систему координат, ни проекцию карты. Этот вывод может показаться довольно тривиальным, ведь, в самом деле, объединение листов можно вести и, скажем, в стороннем графическом редакторе, который вообще не умеет работать с геопривязкой. Однако он важен для понимания еще одной вещи: последовательность действий при этом можно поменять местами, и вначале объединять листы, а затем уже привязывать всю группу карт, которые объединены в единое целое [1].

Давайте рассмотрим плюсы и минусы такого подхода.

Первым и самым важным «плюсом» является то, что поскольку элементы эквидистантной сетки являются (геометрически) точными и одинаковыми по размерам прямоугольниками, мы сможем привязать к ней каждый лист карты (который за исключением незначительных деформаций, связанных с погрешностями при сканировании, некоторыми изменениями в размерах при хранении архивного материала и т.д. также представляет собой почти точный прямоугольник) с минимальными искажениями. При этом мы всегда сможем точно контролировать этот процесс, выбирая для трансформации тот алгоритм, который эти минимальные искажения и обеспечит, сохраняя в первую очередь линейность [2]. И при этом, как это сказано выше, нам не нужно знать ни систему координат, ни проекцию исходной карты, ведь прямоугольная сетка фактически представляет собой отображение простой декартовой системы координат. Иллюстрацией здесь может служить сборный лист оригинальных брульонов (съемочных планшетов) карты Менде по Пензенской области, где эквидистантная сетка довольно хорошо видна.

«... первые догадки о новом устройстве вещей чрезвычайно

определяют, в каких терминах следует думать о задаче».

Алексей Семихатов. «Сто лет недосказанности»

Андрею Мачинскому, из-за которого мне всегда приходилось думать об этих вещах.

Когда я задумал этот цикл статей, я не предполагал никакой сколько-нибудь масштабной работы. Мне хотелось лишь в двух-трех статьях изложить обновленный подход к привязке исторических карт и изготовлению из них объединенных, «склеенных» покрытий, пригодных для размещения, в первую очередь, в Интернете, а также обсудить проблемы точности имеющихся привязок, которые я не раз поднимал.

Однако, чем дальше я погружался в работу над этим простым планом, тем больше я понимал: текущее состояние дел как с привязкой карт вообще (не говоря уже об сложных исторических картах), так и с созданием из них единых покрытий крайне далеко от идеального, и даже — сколько-нибудь логически законченного. Между тем, несмотря на огромную работу, которая была проведена за истекшие примерно два десятка лет, создание такого рода покрытий продолжает оставаться актуальным и сегодня. Ведь такие карты нужны очень многим: краеведам, изучающим родной край, туристам, которые пользуются этой краеведческой деятельностью, историкам, которые при работе в архивах постоянно сталкиваются с той сложностью поиска документов, когда надо знать административное деление местности на определенный период, поисковикам, которые занимаются исследованием мест прошедших боев и находят ранее неизвестные захоронения погибших, всем тем, кто интересуется происхождением своих предков, а также многим и многим другим.

Ниже я коротко изложу то, что представляет собой такое состояние на сегодняшний день, однако сразу же хочу сделать еще одно замечание. Кажется, что до сих пор не существует ни одного сколько-нибудь подробного и цельного учебника по привязке карт. Имеющиеся руководства (разнообразные «мануалы» и «туториалы») как правило ограничиваются лишь самыми простыми случаями, например, для демонстрации возможностей той или иной программы, не давая никакой теоретической основы — почему что-то надо делать именно так, а не иначе. Имеющиеся же теоретические заметки обычно касаются лишь одной, совершенно узкой темы, оставляя за бортом общую картину. Именно поэтому возникла еще одна идея — постараться изложить не только основы метода, но и сделать такое изложение максимально похожим на учебник, с тем, чтобы любой желающий читатель смог повторить результаты, а при желании — применить полученные знания для самостоятельной работы с собственными картами, и даже — не обязательно историческими. Причем, поскольку сама идея цикла предполагает не только привязку индивидуальных карт, но и их объединение в большие покрытия, для «учебника» она также оказалась бы полезной, поскольку именно на процессе объединения проще всего понять, как на практике выглядят те или иные теоретические построения.

Буквально в самое последнеее время пользователи Windows-версии QGIS столкнулись с проблемой. После очередного обновления программы проекты, в которых были подключены слои, содержащие файлы OziExplorer, стали открываться с ошибкой. Та же ошибка («неподдерживаемый формат файла») происходила и при попытке загрузить некоторые  map-файлы Ozi в виде нового слоя.

Спешу сразу успокоить читателя: с вашими привязками (которые хранятся в map-файле) все в порядке. Проблема в работе с файлом собственно карты, если он находится в одном из специальных форматов OziExplorer — ozf, ozf2, ozfx3 и т.д. Файлы в других форматах (gif, png, tiff и т.д.) по-прежнему работают нормально. Проблема заключается не столько в самой QGIS, сколько в необходимой для работы с разнообразными растровыми и векторными данными библиотеке геопространственных данных — GDAL.

Все очень просто: при переходе к версии GDAL 3.11 разработчики библиотеки отключили поддержку указанных файлов Ozi, посчитав тех, кто их еще использует, «небольшой группой пользователей». Разработчики же QGIS в дистрибутив самой последней линейки программы (3.44) включили как раз версию GDAL 3.11.

Впрочем, включить новую минорную версию библиотеки в новую минорную версию основной программы — дело понятное, хотя, как мы видим, и рискованное, чреватое подобными несовместимостями (но для минорных версий это возможно). Гораздо хуже обстоят дела с LTR-версией 3.40 (LTR — это «long-term release», линейка, которая поддерживается дольше обычного). Вот тут разработчики QGIS сделали явную ошибку, включив GDAL 3.11 в патчевый (bugfix) релиз 3.40.8. Таким образом, несовместимость с ozfx-файлами была обеспечена внутри одной минорной версии, что по принятым и обычным правилам, категорически недопустимо.

Что же делать, если работать с указанными форматами все же нужно? Для пользователей QGIS под Windows ответ очевиден: временно не обновлять программу ни до версии 3.44, ни до LTR-версий 3.40.8 и выше, а имеющиеся файлы в проектах постепенно конвертировать в другие форматы либо средствами самой QGIS, либо, например, воспользовавшись хорошо известной когда-то давно программой-конвертером DeMapper, если вы хотите сохранить исходники для проекта как файлы именно OziExplorer (с привязками в map-файле). Эта программа сохранит ваш ozfx-файл в формате png, но после этого вам нужно будет отредактировать текстовым редактором и map-файл, указав в нем пути с созданному png-файлу.

Обновлен пакет исторических онлайн-карт для мобильных приложений (Locus Map, OsmAnd, Guru Maps). В него добавлена еще одна версия топографических карт 1980-х годов, изготовленная из ранее сохраненного кэша проекта SASPlanet.

Полный список изменений вместе с уточнениями к общим инструкциям можно посмотреть здесь.

Обновленные инструкции по установке и переустановке пакетов находятся здесь.

Обновлен пакет исторических онлайн-карт для мобильных приложений (Locus Map, OsmAnd, Guru Maps). В него добавлена 10-верстная Специальная карта Западной части Российской империи Ф.Ф. Шуберта.

Полный список изменений вместе с уточнениями к общим инструкциям можно посмотреть здесь.

Обновленные инструкции по установке и переустановке пакетов находятся здесь.

Давайте теперь от математики и статистики (надеюсь, что изложенное в предыдущих частях вам показалось не очень скучным) вновь обратимся к истории. Как вы помните, в самой первой части цикла я дал подробный обзор того, как на протяжении многих лет в литературе выглядело представление о параметрах военно-топографической трехверстной карты, никак не касаясь собственно истории ее создания. Поэтому начав с Высочайшего одобрения 2 апреля 1845 года [1], мы с вами сразу перескочили почти на 20 лет вперед, к появлению первого упоминания о широте главной параллели в 55°.

Однако понятно, что и у императорского одобрения была своя предыстория. И она начинается 13 декабря 1843 года, когда вместо ушедшего «на повышение» Ф.Ф. Шуберта директором Военно-топографического Депо был назначен генерал-майор (на тот момент) Павел Алексеевич Тучков (1803-1864). Я не буду здесь подробно разбирать его биографию, она достаточно хорошо известна из множества публикаций. Остановлюсь лишь на тех важных моментах, которые имеют непосредственное отношение к нашему рассказу.

Вышла новая версия пакетов исторических онлайн-карт для мобильных приложений (Locus Map, OsmAnd, Guru Maps). Полностью пересмотрена структура хранения карт РККА (1939-1941 гг.) и карты Стрельбицкого 1871 года. Это позволило отказаться от промежуточного сервера для их хранения и в несколько раз увеличить скорость их загрузки (в том числе для загрузки оффлайн-карт). Для всех карт в пакетах увеличено количество доступных зумов вплоть до 15-го. Изменились адреса указанных выше карт, старые адреса карт будут отключены в самое ближайшее время без дополнительных уведомлений, поэтому рекомендуем обновить пакеты как можно скорее.

Полный список изменений вместе с уточнениями к общим инструкциям можно посмотреть здесь.

Обновленные инструкции по установке и переустановке пакетов находятся здесь.