Создание автоматизированной интернет-коллекции по крупномасштабным топографическим межевым и военным архивным картам России XIXв. © В. Г. Щекотилов Общество «Знание» России г. Тверь globus-t@yandex.ru Аннотация ГИС), работы в службе геодезии и картографии (в том числе и на этапах создания топографических Коллекция включает в себя крупно- карт и картографических атласов), исследователь- масштабные топографические межевые и ской работы в библиотеках и архивах с военно топографические карты губерний и картографическими материалами, преподавания в территорий России. Реализована совместная вузах курсов электронных карт (ЭК) и геоинфор- навигация по архивным и современным матики, научные исследования в области компью- картам с использованием пространственных терной обработки архивных карт, создание общедо- данных и доступом через Интернет. ступных информационных ресурсов (электронных и печатных) по конкретным архивным картам были Работа выполнена при поддержке РГНФ и базой при создании автоматизированной интернет- Правительства Тверской области, грант коллекции по архивным картографическим произве- №11-11-69008 а/Ц, результаты исследований в дениям с комплексированием их с современными и форме общедоступных интернет-ресурсов архивными картографическими ресурсами, а также (URL: http://boxpis.ru/) используются в рамках просветительского проекта Общества «Зна- пространственными данными из различных ние» России «Верхневолжье через призму веков». источников. Представляемые решения большей частью В фондах библиотек, архивов, музеев существует являются следствием поиска механизмов эффектив- значительный объем архивных и старых карт [2] в ного внедрения полученных практических результа- виде набора листов, альбомов. Данные архивные тов в процессе исследования и компьютерной обра- документы наряду с книгами вовлекаются в процесс ботки многолистных крупномасштабных карт XIX перевода в электронный формат с размещением в в. (одно- и двухверстные топографические межевые Интернете [5]. карты 8 губерний съемки А.И. Менде, а также одно-, Использование средств вычислительной техники двух- и трехверстные военно-топографические позволяет наряду с электронной копией документа карты). В процессе исследований по разработанным (страницы книги, листа карты), визуально макси- методикам также были обработаны пятиверстная мально приближенной по содержанию к оригиналу, карта Кавказа, десятиверстная карта И. А. Стрель- также создавать дополнительные информационные бицкого, мелкомасштабные карты губерний. Также ресурсы, автоматизирующие работу с ними. В част в исследованиях использовались сопутствующие ности, для книги это электронный документ с пространственные данные, в частности, списки возможностью поиска информации, наличием населенных мест губерний, современные списки оглавлений, ссылок, указателей и т.д. Автома- населенных пунктов. тизированные ресурсы по архивным картам в силу В работах, посвященных автоматизации сложности создания представлены в Интернете использования крупномасштабных карт [1, 3, 4, 6]), недостаточно. Особенно это касается крупномас- решения в части создания общедоступных информа- штабных многолистных карт, на которых представ- ционных ресурсов для исследуемых карт малочисл- лен большой объем детальной информации, пред- енны (сайт «Старые карты Москвы и Подмосковья» ставляющей интерес для географов, историков, URL: http://www.retromap.ru/, коллекция D. Ramsey археологов, краеведов. URL: http://www.davidrumsey.com/). При выполне- Опыт разработки и использования распределен- нии прикладных исследований обычно выполняется ных информационных систем (в том числе и с эле- регистрация нужного набора отсканированных ментами географических информационных систем - бумажных единиц карты (страница, лист) в ГИС с последующим созданием по архивной карте Труды 14-й Всероссийской научной конференции векторных слоев, которые в электронном виде «Электронные библиотеки: перспективные методы и практически не распространяются. технологии, электронные коллекции» — RCDL-2012, Архивные картографические произведения в Переславль-Залесский, Россия, 15-18 октября 2012 г. библиотеках обычно представлены единицами 198 экземпляров и соответственно ограниченно доступ- - формирования серии информационных моделей ны даже исследователям. Знаковым исключением из для конкретной карты различного формата, с такого подхода является размещение в Интернете различным растровым разрешением; отсканированных листов ряда многолистных круп- - формирования электронных ресурсов общего номасштабных карт XIX в. (например, двухверстной доступа в форматах ГИС и Интернета; топографической межевой Тверской губернии и - формирования печатных информационных военно-топографической Европейской России) Рос- ресурсов от обзорных карт-схем до детальных сийской национальной библиотекой (URL: атласов. http://leb.nlr.ru/). Создание электронных ИР по отдельным Все это создает предпосылки для формирования архивным картам губерний и территорий позволяет общедоступных автоматизированных информацион- формировать производные электронные ресурсы: ных ресурсов по архивным картографическим произведениям [7]. - объединение листов от различных многолист- ных карт (учет изменения административных Среди архивных карт особое место занимают границ); карты XIX в., когда происходил переход от планов генерального межевания (ПГМ) к топографическим - объединение листов для заданной территории картам [8]. Как следствие карты XIX в. большей (губерния/область, уезд/район, волость/поселение); частью еще не имели современный облик и для них - объединение различных крупномасштабных неприменимы современных методы автоматизиро- карт в единый массив («межстоличный» регион, ванной обработки (исключение составляют одно- и Европейская Россия). двухверстные военно-топографические карты, лис- Создание ИР по архивным картам является также ты которых по образу современных топографиичес- базой для подготовки серии печатных изданий по ких карт имеют форму трапеций). архивным картам (печатных ИР): К числу объемных картографических произве- - обзорные карт-схемы на всю территорию дений XIX века относятся [9]: конкретной карты; - топографические межевые одно- и двухверст- - обзорные карт-схемы на административные ные карты 8 губерний (Тверская, Владимирская, образования (губерния/область, уезд/район); Ярославская, Нижегородская, Симбирская, Тамбов- - детальные карт-схемы на значимые территории ская, Пензенская, Рязанская) съемки А. И. Менде (волость, поселение, значимая территория – окрест- (до издания в 1853г. карты Тверской губернии - ности населенного пункт/места/усадьбы/ историко- Мендт) 1847-1866гг. (рис. 1); культурного объекта); - военно-топографические одно-, двух- и трех- - комбинированные книжные атласы в согласо- верстные карты Европейской России и пограничных ванном сравнительном представлении архивной пространств (Западного, Южного, Азиатского); карты и современных данных (карты, космического - атласы Российской империи (обычно с снимка). отдельными картами по каждой губернии); На рис. 1 представлены 8 губерний съемки А. И. - серии мелкомасштабных карт губерний (Ю. М. Менде (Мендт), на которые изданы цветные Шокальского); топографические межевые карты, а также схема - мелкомасштабные многолистные десятиверст- листов и четвертей первой карты серии, изданной ные карты России (Ф. Ф. Шуберта, И.А. Стрельбиц- наиболее детально и в вариациях на Тверскую кого). губернию. Уникальность и информационная насыщенность На рис. 2 представлен электронный атлас в крупномасштабных картографических произведе- форме автономного приложения по ретроспективе ний XIX в., а также сложность их эффективного архивных и современных карт Тверской области (2.а использования даже специалистами, обусловили – основной экран с отображением закоординирован- разработку средств автоматизации работы с ними и ной информации; 2.б – режим согласованной соответственно создание электронных и печатных навигации по двум картам). информационных ресурсов (ИР). На рис. 3 представлен вариант использования При создании информационных ресурсов по создаваемых интернет-ресурсов через свободно архивным картам решались следующие частные распространяемую программу САС.Планета (URL: задачи [10]: http://sasgis.ru) (3.а – объединение карт «межсто- личного» региона; 3.б – объединение более 500 - формирование из фрагментов единого изобра- листов военно-топографической трехверстной карты жения элемента многолистной карты (листа или – включает территории Литвы, Латвии, Эстонии, четверти); Белорусии, Украины, Молдавии). - разработка математической модели ЭК боль- На рис. 4 представлены примеры печатных ИР: шого объема; 4.а – обзорной карт-схемы Тверской губернии; 4.б – атласа с согласованными страницами современной и архивной карты. 199 а) 8 губерний съемки А.И. Менде а) объединение карт «межстоличного» региона б) разграфка листов и четвертей б) трехверстная карта Европейской России Рис. 1. Съемка 8 губерний А.И. Менде Рис. 3. Интернет ресурсы и программа САС.Планета а) гипертекстовая информация а) обзорная карт-схема карты губернии б) согласование двух карт б) комбинированный атлас Рис. 2. Электронный атлас ретроспективы карт Рис. 4. Печатные информационные ресурсы 200 Реализация доступа к архивным картам в форме создаются конфигурационные файлы, которые общедоступной автоматизированной интернет- размещаются на форуме данной программы (URL: коллекции являлась одной из принципиальных http://sasgis.ru/forum/viewtopic.php?f=45&t=1038). целей исследований. На данном этапе исследований после апробации Тем не менее, даже на уровне доступа к нескольких подходов удалось решить самостоя- интернет-ресурсу через браузер реализована функ- тельную нетривиальную задачу формирования циональность: растровой ЭК по многолистной архивной карте - комплексирования с электронными докумен- губернии, территории и для объединения несколь- тами через механизм гиперссылок; ких карт. С расширением подхода на многолистные - возможность создания с использованием среднемасштабные карты территорий. Пока пред- ресурса метаданных, апробирована при ставление ресурса даже по отдельной крупномасс- геокодировании Автоматизированного электронно- штабной карте губернии или территории востребо- го списка населенных мест (АЭ СНМ); вано исследователями. Исключение составляет двухверстная военно-топографическая карта - на ресурсе в форме гипертекстовых страниц Московской губернии, появившаяся на нескольких размещены списки населенных мест (около 10 тыс.) ресурсах. Одно из объяснений – листы одно- и уездов Тверской губернии, которые через ссылки двухверстных военно-топографических карт имеют согласованы с архивной и современной картой; форму трапеций как и современные топогра- - локальное уточнение согласования архивной и фические карты с определенными координатами современной карты по контрольной точке; углов листа, что существенно облегчает их - использование механизма Google поиска и обработку. позиционирования на карте. Основная проблема при использовании много- Интернет-ресурс является одной из конечных листных карт заключается, во-первых, в невозмож- форм (соответственно одним из форматов данных) ности объединить листы в одно растровое изобра- представления результатов исследований. Ресурс жение. Во-вторых, координаты углов отдельных создавался на основе предварительно созданных с листов (за отмеченным исключением) не известны и применением авторских приложений и ГИС раст- необходимо решать задачу объединения нескольких ровых ЭК, которые используются в детальных листов. научных и прикладных исследованиях. Первое решение (еще при отсутствии технологии Интернет-ресурсы по современным картам Google maps) в рамках автономного приложения с достаточно многообразны, но по степени деталь- ретроспективой карт (рис. 2) базировалось на: ности с крупномасштабными архивными картами - виртуальном объединении растровых изобра- могут сравниться единицы (а именно, пока только жений равновеликих прямоугольников листов; карта РосРеестра, рис. 5). Карты Google, Яндекса, - формировании по виртуальному изображению Космоснимки и другие существенно уступают системы тайлов заданных размеров для нескольких крупномасштабным архивным по информативности. вариантов разрешения; - согласования систем координат виртуального объединенного изображения карты с системой коор- динат, в частности, Гаусса-Крюгера. Для данного подхода был апробирован и вариант интернет-коллекции карт. После появления формата карт Google и соответствующих API реализовано следующее решение: - с использованием данных регистрации в ГИС системы тестовых листов (полученные координаты углов) решается оптимизационная задача оценки параметров эквидистантной системы листов Рис. 5. Сравнение информативности карт архивной карты применительно к выбранной Формат данных интернет-ресурса допускает проекции, в частности – Гаусса-Крюгера; обращение к нему не только через браузер, но и с - виртуально прямоугольники листов заполняя- применением приложений с функциональностью ются изображениями карты с листа; ГИС. Например, в программе САС.Планета (URL: - виртуальное полотно всех листов карты http://sasgis.ru/forum/viewtopic.php?f=45&t=1038) программно разбивается на систему равновеликих реализован импорт-экспорт, создание и редакти- (достаточно больших, например 10000х10000 рование векторных данных с использованием аэро- пикселей) изображений и автоматически формиру- и космических снимков и картографических ется файл регистрации каждого из них для ГИС материалов из различных источников. Для доступа к (например, MapInfo), т.е. получаем систему растровым ЭК создаваемой интернет-коллекции растровых ЭК; 201 - система растровых ЭК позволяет: использовать - по архивной карте формируется векторная их в ГИС для создания векторных слоев; формиро- карта (например, мельниц – более 1000 объектов), вать тайловые комплексы в форматах Google maps; затем для объектов заполняются семантические производить верстку обзорных карт-схем и автома- характеристики. тическое формирование согласованных атласов. Первый подход применяется для создания и Для мелкомасштабных карт, которые каталогизация прикладных списков, согласованных включаются в ресурс, при регистрации в ГИС через гиперссылки с ресурсом (приложения к используется механизм адаптивной трансформации изданиям, элемент препарирования записок системы координат средствами ГИС. путешественников, СНМ и т.д. ). Ресурс позволяет Для интернет-ресурса с использованием формата создавать такие списки и соответственно открывает Google maps в интересах максимального согласо- возможности формирования и структурирования вания его с картами из других источников и новых информационных массивов. использования современных средств навигации По второму варианту сформированы, в реализовано трансформирование архивных карт в частности, границы уездов и волостей, слой проекцию широта-долгота, WGS-84. водяных и ветряных мельниц по карте Тверской Отличительной особенностью крупномасштаб- губернии. ных архивных карт является практически отсутствие В ресурсе представлена апробация обработки дублирования по территории. Топографические следующих групп карт: межевые карты на 8 губерний съемки А. И. Менде - 4-х из 8-ми топографических межевых карт дополняют военно-топографическую трехверстную губерний съемки А. И. Менде (Мендт); Европейской России (Прибалтика, Украина, - самой большой по пространству трехверстной Белоруссия, Молдавия, Польша), а двухверстная военно-топографической карты Европейской Московской губернии и пятиверстная Кавказа России; дополняет их. Поэтому одно из направлений продолжения исследований заключается в форми- - двухверстная карта Московской губернии; ровании единого комплекса растровых ЭК (и - пятиверстная карта Кавказа. соответственно производных от него) на объеди- Таким образом представлен значительный объем нение этих основных карт. крупномасштабных карт губерний и территорий Подготовка метаданных, связанных с архивными России, который кроме 20 областей России картами, до недавнего времени шла автономно. В охватывает территории современных Украины, частности, в форме электронной таблицы был Белоруссии, Молдовы, Латвии, Литвы, Эстонии. создан автономный Автоматизированный электрон- Мониторинг хостинга показывает что каждый ный список населенных мест Тверской области по третий пользователь архивных картографических архивным (Тверской и сопредельных губерний – произведений ресурса является зарубежным. более 10000 мест) и современным данным [14]. В ресурсе реализовано комплексирование После создания интернет-ресурса с использованием данных по картам России XIX в. с зарубежной его функциональности (без привлечения ГИС) было коллекцией D. Rumsey, которая содержит крупно- произведено дополнение АЭ СНМ координатной масштабные многолистных карт Франции и Герма- информацией (рис. 6). нии (URL: http://www.davidrumsey.com/). Объедине- ние коллекций образует связное картографическое покрытие (рис. 7). Рис. 6. Формирование списковых метаданных С помощью создания программных процедур список скомплексирован с интернет-браузером, реализован экспорт данных в систему html страниц и обменный формат векторных электронных карт. Интернет-ресурс фактически стал выступать составной инструментальной частью формирования Рис. 7. Комплексирование с другими коллекциями метаданных. На рис. 7 показана трехверстная карта Европей- При этом апробированы два подхода: ской России, границы карт Франции и Германии, - создаваемый или уже существующий список границы пятиверстной карты Кавказа и объединения (указатель) дополняется координатной инфор- карт 8 губерний съемки А. И. Менде с двухверстной мацией; картой Московской губернии. Комплексирование 202 реализовано на основе формата программы Google - методы обработки конкретных карт (крупно-, Earth через данную программу или через веб средне- и мелкомасштабных; однолистных и много- вариант ее ядра для интернет-браузера. листных; атласов); Количественный состав адаптированных архив- - создание коллекции по оригинальным изобра- ных карт уже делает актуальным механизм катало- жениям карт; гизации, что пока находится на стадии поиска - создание ресурса с обработанными изображе- эргономичного решения. ниями карт и их объединений в интересах повыше- С использованием созданных информационных ния эргономичности использования; ресурсов, в частности, по двухверстной топогра- - создание коллекции с объединением архивных фической межевой карте Тверской губернии были карт и пространственных данных. проведены, например, следующие прикладные В силу объемности и нетривиальности исходного исследования: материала сделана лишь итерация формирования - создание карты границ уездов и волостей; ресурса, интернет-коллекции. - оценка временных изменений использования Фактически сформирована и расширяется меж- земель конкретных территорий (вокруг озера региональная, межгосударственная среда поль- Селигер, междуречье р. Волга и р. Тверца); зователей ресурса [15]. - пространственное изменение русла реки После апробации формирования ресурса по Логовеж; самой объемной (по пространству и числу листов) - создание векторная карта мельниц, на которой трехверстной военно-топографической карты (более нанесено 294 водяных и 783 ветряных мельниц. 500 листов), территория 7 государств СНГ и ЕС Наряду с использованием ресурсов в научных и стала очевидна возможность формирования на прикладных исследованиях они могут использо- основе разработанных подходов ресурса по всему ваться при краеведческой деятельности детей и комплексу архивных карт России XIX века [13]. молодежи в аспекте историко-патриотического вос- Естественным выглядит размещение на интернет питания и связи поколений, формирования междис- ресурсах библиотек, музеев, архивов и в их локаль- циплинарных связей (география, информатика, ных сетях электронных картографических материа- история, краеведение) [11, 12, 16]. Примеры лов, что и происходит сейчас, в частности, на сайтах использования ресурса в краеведении: 1. места Российской национальной библиотеки и Президент- пребывания известных людей; 2. образование ской библиотеки. Апробированные информацион- населенных мест и изменение названий; 3. Изме- ные, программные и коммуникационные решения нение дорожной сети; 4. изменение использования позволяют эргономично комплексировать распреде- земель; 5. объекты карты: церковные, мельницы, ленные в Интернете электронные коллекции по постоялые дворы, захоронения и т.д.; 6. Совре- архивным картографическим произведениям. менные и старинные границы (область-губерния, район-уезд, поселение-волость); 7. места жительства Литература родных и родственников. [1] Е. Б. Белова, Л.И. Бородкин, И.М. Гарскова и По результатам интернет-опроса созданные др. Историческая информатика / Под ред. Л.И. ресурсы используются: в картографии – 7%; в Бородкина, И.М. Гарсковой. М., 1996. физической географии – 2%; социально- [2] А. М.Берлянт. Картографический словарь. М.: экономической географии 3%; в исторических Научный мир, 2005. исследованиях 17%; в краеведческих исследованиях 19%; в генеалогии 6%; для туризма 7%; для [3] Л. Б. Вампилова. Практическое значение мето- профессиональной и любительской археологии – да регионального историко-географического 21%; для знакомства с картами – 17%. анализа // Историческая география: теория и практика. СПб., 2004. В настоящее время в объем интернет-коллекции составляет около 40 Гб данных, суточный [4] В. Н. Владимиров. От исторического картогра- исходящий трафик более 1.5 Гб. фирования к исторической геоинформатике // Круг идей: алгоритмы и технологии историчес- Публичное представление научных и кой информатики. М.–Барнаул, 2005. практических результатов в области формирования [5] Заседание коллегии Архивной службы Новоси- общедоступных информационных ресурсов по бирской области. О расширении возможностей архивным картографическим произведениям архивных органов и учреждений Новосибир- подтверждает их востребованность широким ской области в использовании архивных доку- спектром пользователей [16, 17, 18, 19]. ментов, обеспечении доступности к архивной Дальнейшая детализация исследований может информации граждан с целью удовлетворения идти в различных направлениях: их духовных и социальных потребностей. - состав и особенности групп карт; Новосибирск, 2009. [6] Е. В. Лялля. Применение технологий геоин- формационных систем для работы с историчес- кими картографическими произведениями. 203 Материалы Всероссийской заочной научной столичного» пространства, Геодезия и конференции «Проблемы исторической демо- картография, №6, Москва, 2010. С.24-29. графии и исторической географии». Нижний [16] В.Г. Щекотилов, О.Е. Лазарев. Концепция Новгород, 2007. реализации широкого доступа к крупномас- [7] Методы обработки и совместного представле- штабным картам губерний XIXв. – системам ния архивных и современных карт. Параллель многолистных картографических произведе- Менде: Статьи и материалы / под ред. Щекоти- ний. Труды XIV съезда РГО. –СПб.: Изд-во лова В.Г. - Тверь: Изд-во М. Батасовой, 2010. РГО, 2010. [8] З. К. Новокшанова-Соколовская. Картографи- [17] В.Г. Щекотилов, О.Е. Лазарев, О.С. Лазарева, ческие и геодезические работы в России в XIX А.Т. Левитин, М.В. Щекотилова. Системы - начале XX в. - М.: Наука, 1967. многолистных крупномасштабных карт губер- [9] А. В. Постников. Развитие крупномасштабной ний и списки населенных мест XIX в. как картографии в России. М., 1989. уникальный информационный ресурс краеве- [10] В .Г. Щекотилов, О.Е. Лазарев. Метод разра- дения. География: проблемы науки и образо- ботки электронных атласов и серий карт-схем вания. LXIII Герценовские чтения. Материалы на основе крупномасштабных карт губерний, ежегодной Международной НПК РГПУ. – Геодезия и картография, №1, Москва, 2010. СПб.: «Полиграф-Ресурс», 2010. С.687-692. С.31-39. [18] В.Г. Щекотилов, О.Е. Лазарев. Метод [11] В. Г. Щекотилов. Информационная система компьютерной адаптации различных изданий «Историческая, географическая и социально- губернских крупномасштабных карт XXIв. экономическая параллель XIX-XXI вв. по межстоличного региона как историко-геогра- архивной информации съемки А.И. Менде» на фического геоинформационного ресурса. Все- основе интернет-технологий как российская научная конференция. Инновации в инновационный образовательный ресурс. // геоэкологии: теория, практика, образование. – Социосфера, Пенза, 2011. С.33-36. М.: Изд-во МГУ, 2010. [12] В.Г. Щекотилов, О.Е. Лазарев. Опыт решения [19] В.Г. Щекотилов, О.Е. Лазарев. Решение проблемы общедоступности вопросов эргономики при компьютерной крупномасштабных карт XIX века. Известия обработке крупномасштабных архивных карт. РГО, Т.142, Вып. 5, 2010. С.63-66. Человеческий фактор: Проблемы психологии и эргономики, №4(51), Тверь, 2009. С.22-26. [13] В.Г. Щекотилов. Cоздание информационного ресурса «3-х верстная военно-топографическая Creating an automated online collection on карта» //Социосфера, Пенза, Вып.3, 2011. large-scale topographic and military land- [14] В.Г. Щекотилов, О.Е. Лазарев, П.С. Дубоделов, И.В. Колосова, М.В. Щекотилова. maps archival Russian XIX century. Автоматизированный электронный список населенных мест по данным XIX и XXI веков Vladimir Shekotilov на примере Тверской области, Геодезия и Internet collection includes large-scale topographic картография, №5_, Москва, 2010. С.22-26. landmarking and military topographic maps of the [15] В.Г. Щекотилов, О.Е. Лазарев, О.С. Лазарева. provinces and territories of Russia. A joint navigation Формирование информационного простран- through archival and contemporary maps applying ства крупномасштабных и обзорных архивных spatial mapping and access by the Internet has been карт XIX века для автоматизации исследо- implemented. ваний регионального уровня на примере «меж- 204