За утерю карты

Медузная новость о картах Генерального Штаба нынче перевозбудила общественность. Если кратко: мужик продал карты полувековой давности за девять тысяч рублей и теперь может быть осужден на четыре года по статье о разглашении государственной тайны.

Случай возмутительный и для цивилизованного государства постыдный. За продажу засекреченных карт следует вешать, в крайнем случае сажать до момента снятия с проданных карт грифа секретности. А теперь, пока вы подбираете ругательства для обвинения в пособничестве кровавому диктату, я немного поглумлюсь.

Суть претензий к обвинителям сводится к тому, что карты устарели и никакой стратегической ценности не представляют. «Современные армии не воюют по бумажным и вообще по топографическим картам, а по спутниковым данным, которые во всем их превосходят». От лица человека, который за два месяца превратил самую секретную боевую часть в бордель и коррупционный притон, заявляю: это полная чушь.

Устаревшая карта и ошибочная карта — это разные вещи. Тут хорошо провести аналогию с лоциями. Открываешь гражданскую лоцию и читаешь: «Остров Безымянный. Подхода к острову нет. На острове отсутствуют источники питьевой воды, строения и дороги». Потом открываешь секретное приложение к этой лоции, а в нем: «Остров Безымянный. В точке с координатами x,y есть родник с питьевой водой и остатки охотничьего зимовья, от которого к юго-западной части острова ведет заросшая мелколесьем дорога. В точке с координатами xx,yy корабль с параметрами … может подойти к берегу на расстояние двух кабельтовых».

Конечно, спутниковые данные, а тем более дроны — это прекрасно, особенно для бомбежки и наведения хаоса. Вот только не выцепить с них ни грузоподъемность мостов, ни проходимость болот, ни другую полезную информацию. Оправдывать продажу секретных карт тем, что карты старые — все равно, что заявить: «Ну продал он пулемет, и чего? Этот пулемет еще с брежневских времен на складе лежал».

Конечно, это милитаристская паранойя. Охрана гос.тайны в России устроена так: годами тебе запрещают выехать в другую страну, словно переслать тот же сборник ПиП в виде pdf-ки невозможно. При этом, во вторник к тебе подходит механик с просьбой: «Покажи карту на этот участок. Кум приехал, хочу на рыбалку его свозить».

Но разве военные не должны быть параноиками? «Какая война? Это же горячечный бред!». Может вы еще скажете, что солдаты начнут улицы патрулировать, а из дома только по пропускам разрешат выходить?

Есть закон, который запрещает продажу материалов с грифом. И в нем не сказано, нужен ли этот гриф или его просто снять забыли. Насколько я понимаю, механическое действие закона — это и есть признак правового государства. Хотя, если не по закону, а по справедливости — нет в описанной ситуации разглашения тайны. Продал карты, да и хрен бы с ними. Но не за девять же тысяч рублей! Это ведь позор и оскорбление государства. Сажать может и не стоит, а вот прилюдно выпороть — самое то. Нельзя ведь каждого мелкого пакостника врагом государства объявлять.

В России картографический бардак, анархия и презрение. За сбыт краденного с использованием служебного положения грозит до семи лет тюрьмы, а за разглашение государственной тайны — четыре года и титул «жертвы царизма». Полная свобода, не то, что в какой-нибудь замшелой Турции, где на военных картах указан лаконичный текст: «За утерю карты — смерть».

Картографическая шутка от Шелдона Купера

Картографическая шутка от Шелдона Купера

В одной из серий «Теории большого взрыва» на Шелдоне футболка с принтом карты в проекции Миллера. Сцена настолько возмутительна, что сразу ощущаешь подвох. И не зря.

Для принта какую проекцию не возьми — все плохи. Либо Чукотка с Аляской в подмышки залезают, либо выглядит так, словно рисовали проекцией Штаба-Вернера. Невольно размышляешь о методе проецирования сферы на одежду, а лучше в обобщенном случае: на произвольную ограниченную плоскость.

Можно покрыть сферу и плоскость сеткой с равным количеством узлов, а затем увеличивать количество узлов до бесконечности как в методе Монте-Карло. Но это выглядит уродливо, модники нас не поймут.

Гораздо разумнее представить футболку как деформированную сферу и спроецировать одну поверхность на другую так, чтобы в разрывах рукавов, ворота и основания футболка сохраняла исходные значения. Это легко можно сделать если выразить исходную сферу как множество вещественных чисел, а сферу футболки как множество комплексных чисел. Тогда ткань футболки будет соответствовать подмножеству комплексных чисел с нулевой мнимой частью.

Шутка в том, что в разрывах майки находится Шелдон — персонаж с невырожденной мнимой частью, окруженный вещественным миром. Опять-же, трудный для понимания, лишний в обыденных расчетах, но в серьезных задачах незаменимый. Снимаю шляпу перед режиссером и костюмером.

Но главный секрет в том, что проекция Меркатора со всеми ее производными (включая проекцию Миллера) представляет собой деформированную сферу Римана, точка бесконечности которой равноудалена от остальных точек. Для двумерной сферы это возможно сделать лишь поместив точку бесконечности в центр шара, ограниченного исходной сферой.

Логично предположить, что для проекции трехмерной сферы потребуется дополнительное измерение. Проще говоря: у жителей пятимерного пространства-времени на бумажных картах реки текут и машинки ездят. Если, конечно допустить, что они картируют автомобили. Роль наблюдателя тоже придется игнорировать, но все-равно, я обожаю такой юмор.

Политический детектив

Политический детектив

Лучший новогодний подарок для молодых исследователей преподнес Навальный, рассказав о проблеме своих грязных трусов. Оставим в стороне политические игры, гораздо интереснее оценить технологическую часть работы.

Всякое исследование состоит как минимум из двух частей: описания наблюдения и его объяснения. Последнее — всегда искусство, где каждый имеет право на ошибку и даже право на молчание. Вы можете работать по плохой методике, можете давать неверные объяснения, но не имеете права изменять полученные результаты. Это как священная корова — какая бы ни была, трогать ее не смей.

В разных сферах результаты наблюдений выглядят по-разному: у статистиков — это листинги анализа, у геологов — промокшие пикетажки с пятнами крови от давленных комаров. Ни первое, ни второе нельзя нарезать на кусочки и склеивать так, что-бы выглядело красивее. Зато предоставить в качестве доказательства покушения на убийство видеоролик с монтажными склейками через каждые десять секунд — это нормально. Да еще и с картинками-перебивками.

Действительно ли разговор выложен целиком? Да, есть ссылка на полную версию, но там лишь звуковая дорожка, а на видео прекрасно видно, что запись ведется в Audacity, где вырезать любой кусок может даже ребенок.

Я не утверждаю, что из разговора вырезаны куски, а лишь демонстрирую пример того, как нельзя работать с информацией. Запись подобного разговора должна транслироваться в прямой эфир с тридцати камер без всякого монтажа. Это еще не значит, что в таком виде она послужит доказательством, мало ли кто скрывается за обладателем голоса, но тщательность исполнения хотя бы обратит на себя внимание.

Вместо этого предлагают взглянуть на экранизацию голливудского сценария. С героем против системы, легкой эротикой и декорациями из карт, фотографий и паутины красных ниточек. Но ведь даже с такой, чисто художественной точки зрения — это сплошная халтура. Один взгляд на дальний план полностью переворачивает весь сюжет.

Перед нами три карты: большая политическая и две малых, скорее всего топографических. Политическая интереса не представляет, там все-равно ничего не разобрать, зато остальные крайне любопытны. Судя по стилю, они обе из одного источника (конечно, с некоторой вероятностью). На той, что слева внизу угадывается Томск от безымянного острова перед Коммунальным мостом до острова Энеков. Что-ж, это ожидаемо. Но что на другой карте, которая справа вверху? Неужели район гостиницы «Ксандер», где произошло отравление? А может знаменитое село Кафтанчиково, где купался Навальный? А вот хрен. Ближайшее, хоть сколько-нибудь похожее место — в северо-западном пригороде Томска: город Северск.

Откуда такой интерес? Может потому, что первое название этого места — поселок Чекист? А может потому, что там расположен Сибирский химический комбинат — комплекс заводов по переработке и обогащению урана и плутония? Но это значит, там в избытке фторид урана, да и плавиковую кислоту достать не проблема. О фосфоре с азотом можно даже не говорить. А если тайно проникнуть на завод и по незнанию… впрочем, тут я остановлюсь. Пусть сценаристы продолжают, им все-таки деньги за это платят.

Конечно, все сказанное хрень, но оцените какой сюжет! А вместо этого — история про то как трусы измазали. Как зритель, я совершенно недоволен, однако с педагогической точки зрения признаю: все верно. Нет лучшего подарка для молодых исследователей, чем лишний раз напомнить цитату Жванецкого: «Тщательнее надо, ребята. Формулы вам дали, только надо руки помыть тому пацану, который колбу держит. А то потравим друг друга окончательно».

ГИС-специалист на минималках

ГИС-специалист на минималках

На днях возник вопрос о минимальных знаниях для начинающего ГИС-специалиста. Не оцифровщика, для такой работы достаточно изучить назначение нескольких кнопок, а именно специалиста.

Начнем с базовых вещей. Необходимо понимание задач маткартографии с умением объяснить термины «система координат», «проекция» и «сфероид». Никто не требует знания формулы Молоденского или размеров большой полуоси, достаточно не бояться аббревиатуры EPSG и знать отличие между 4326 и 3857. Уметь на пальцах объяснить разницу между проекциями Меркатора и Гаусса-Крюгера.

Маткартографии должна сопутствовать общая компьютерная грамотность. Необходимо знать основные типы и форматы данных, отличать векторную графику от растровой, иметь представление о цветовых моделях, композитах и каналах. Знать организацию HTML, принцип работы каскадных таблиц и структуру си-образного кода. Желательно, что-бы человека не охватывал ступор при открытии командной строки.

Понятие «ГИС» можно разделить на четыре больших сегмента: настольные системы, веб-гис, дешифрирование и OSM. Человек должен иметь опыт создания и редактирования данных в QGIS, ArcGIS, в крайнем случае Mapinfo или Аксиоме. GRASS — это круто, но если человек разбирается только в нем и ни в чем больше, велика вероятность, что он психопат. Необходимо понимать роль атрибутивных таблиц, знать назначение калькулятора полей, уметь работать с инструментами геопроцессинга и выборки, уметь привязать растр, свободно импортировать и экспортировать данные и объяснить, в каком случае сохранять файл в геотиффе, а в каком в шейпе или геоджейсоне.

Для начала работы с веб-гис необходимо знать устройство растровых тайлов и отличие TMS от WMS. Собрать хотя-бы несколько проектов на лефлете и OpenLayers, пару часов поиграть с визуальным редактором мапбокса. Отдельным плюсом будет знакомство с тайлмилл и уж тем более с мапником.

С дешифрированием еще проще. Если человек свободно может рассказать про вегетационный индекс, большинство вопросов отпадает. Если он для конкретного примера может посоветовать что выбрать: Модис, Ландсат или Сентинель, да еще и знает, где их достать — совсем хорошо. Если знает различия между ЦММ и ЦМР — просто прекрасно, но годится и простое знание различий между ASTER и SRTM.

Знакомство с OSM можно было бы считать факультативным, если бы не два обстоятельства. Во-первых, до тех пор, пока человек не займется правками, ему на понятие лицензирования данных плевать. Во-вторых, без OpenStreetMap сейчас почти никуда. Королем джосма быть необязательно, но знать принцип тегирования объектов и специфику проекта необходимо.

Если очень постараться, то за месяц можно все освоить. Если старания не прикладывать, то хватит и недели. Все остальное либо наберется в процессе работы, либо вообще к сфере ГИС отношения не имеет (например, статистический анализ).

Самое главное, помнить о том, что работа ГИС-специалиста — историческое недоразумение. ГИС — лишь инструмент. То, что недавно казалось исключительной вотчиной геоинформатиков, сейчас переходит к сенсулятным программистам. А значит изучать все вышеназванное полезно в той же мере, что и знакомиться с бороной-суковаткой: в реальной работе применять странно, но для некоторых видов сексуальных извращений вполне подойдет.

Уличная картография в Афинах

Продолжаю рассказ о пигс-картографии на примере карт греческой столицы: https://youtu.be/yyNYlcAMuXA

К большому сожалению, запись обрывается за минуту до финала. Впрочем, большинство не досмотрят и до середины, а те, кто досмотрят, все поймут даже без моего заключения.


Карты, которые показаны на видео можно посмотреть в лучшем разрешении:

Пунктир на карте

Пунктир на карте

Прежде чем использовать на карте прерывистую линию, стоит лишний раз подумать. Во-первых, это создает лишний шум, и без явной необходимости лучше пунктир не применять. Во-вторых, если без него не обойтись, то делать это необходимо с умом.

Лучше всего пунктир подходит для объектов с неявным существованием, например пересыхающих рек. Одни и те же объекты в зависимости от карты могут быть как явными, так и неявными, поэтому выбор пунктира (впрочем, и других условных знаков) привязан не к объекту, а к карте. Например, на политической карте государственные границы — совершенно явный объект, показывать их пунктиром глупо. Единственное исключение — спорные и неустановленные границы. Напротив, на физической карте, границ государств может вообще не быть. В этом случае, если наполнение карты позволяет, границы можно изобразить прерывистыми линиями.

Второй важный момент: всякая линия на карте говорит о двух вещах: где расположены точки перегиба и какая между ними связность. Если вы используете пунктирную линию, не теряйте точки перегиба. Часто разрыв пунктирной линии приходится именно на них — ситуация совершенно недопустимая. Лучше уж немного изменить длину штрихов или расстояние между ними.

Картографическое общение

Картографическое общение

Иногда карта — лишь инструмент, вроде молотка или болгарки, а иногда элемент общения. В последнем случае, у карты всегда есть контекст, выдающий истинный смысл послания и работать с ним надо уметь.

Для примера возьмем карту на обратной этикетке бутылки краснодарского вина. Претензий по качеству исполнения много. Тут и плохая генерализация, и лишние данные, и плохая работа с гидрографией, и жуткое размещение подписей. Про отсутствие разрывов линий можно даже не вспоминать.

Но это все технические моменты. Мы же говорим про текст и контекст. Текст прост: виноград выращен на широте Бордо. Контекст же просит: купите наше вино, ведь оно не хуже французского. Можно подумать, качество напитка определяется лишь местом произрастания винограда. С тем же успехом я могу выгнать брагу и картографически доказывать ее превосходство над большинством немецких вин.

Контекст редко осознается людьми, но всегда ощущается. Если краснодарское вино не хуже французского, то лучше все-таки взять французское. Всякая позиция «не хуже, чем» ущербна и заявляет о вторичности. Скажу даже категоричнее: всякая сравнительная оценка подразумевает превосходство эталона. Забывать об этом невероятно глупо. Феминистки, например, однажды забыли, а теперь лозунг «Женщина — тоже человек» вызывает у любого образованного человека насмешку.

Но главный юмор в том, что краснодарское вино действительно ничем не хуже. А если оставаться в рамках вменяемых цен, то даже лучше. Виноделы молодцы: постарались и получили хороший напиток. Но пригласили маркетолога, фантазия которого перечеркнула половину работы. А в конце дали свободу криворукому картографу. Он поработал и от оставшейся половины результата вообще ничего не осталось.

Общение тоже разновидность инструмента. Если возникает идея нарисовать карту, не лишне спросить себя: «Что я хочу этой картой сказать?». Может окажется, что говорить вообще не следует.

Перколяция в роутинге

Оказывается, если ложиться спать не после рассвета, а в семь вечера, то просыпаться в пять утра значительно легче. А еще, оказывается, что среди докладов и статей о картографии, почти не упоминается теория перколяции. Но если о первом можно догадаться, хотя-бы теоретически, причины второго мне совершенно не ясны.

Теория перколяции занимается вопросами перетекания субстанций разной природы по разветвленной сети каналов. Например, она отвечает на вопрос о минимальном количестве заблокированных участков дорог, при котором построение маршрута из восточной части города в западную становится невозможным. Или, в случае картографии, помогает оценить зависимость качества роутинга от связности графа дорог.

Никогда не поверю, что на развитии алгоритма Дейкстры все остановилось. В чем причина? В иной терминологии? В специфике задач? Или может, реальность такова, что любая разновидность модели Шкловского — де Жена оказывается бесполезной? Даже если так, все-равно кого-то должна была соблазнить идея рассматривать построение связного графа в качестве фазового перехода.

Тема безгранична для теории и практики картографов-урбанистов. Особенно, если представить дорожную сеть как набор ламинарных и хаотических участков. Введя ограничение на максимальную протяженность маршрута, вы получите области в которых небольшое отклонение от маршрута ведет к невозможности его завершения. Значит можно рассчитать размерность Хаусдорфа-Безиковича для фазового пространства дорожной сети. Я только не понимаю, что такая размерность будет означать и как ее рассчитывать. Но это все-равно интереснее инструкции по установке графхоппера.

Игра в абстракции

Игра в абстракции

В чем главная разница между стулом и собакой? Стул на трех ножках идеален, а собака без лапы обязательно хромает, хотя сидеть может совершенно нормально. Значит минимальное количестве точек опоры зависит от свойственности объекту движения.

Движение — это изменение положения в пространстве и времени. Следовательно, для стула время не существует. Но кто из нас не видел старый стул? А может не существует одного времени, их много?

Или взять человека. У него вообще две ноги. Выходит, что мы живем в двумерном мире, стул в трехмерном, а собака в четырехмерном. Ну или минимально необходимое число точек опоры кратно количеству измерений пространства в котором находится объект.

Тут вы скажете, что все дело в симметрии. А я расскажу о том, что порой полезно поиграть в абстракции, даже когда они лишены смысла. Ну ладно, пусть не так уж и полезно. Но чрезвычайно увлекательно.

«Это все глупость и пустая трата времени» скажет иной. Совершенно согласен. Но бывает посмотришь на человека, который не задается подобными размышлениями — дурак дураком. Я прямо вижу как старик Меркатор рассказывает: «Если разрезать карты на квадратики и сложить их стопкой, сможем смотреть в любую точку как через подзорную трубу».

— Послушай, Герард. Твое предложение резать карты нам не нравится. Но когда ты говоришь, что в будущем карты будет рисовать разная чернь — мы в полном недоумении. А завтра что? Объявишь, будто жизни католиков и гугенотов одинаково важны?

Уличная топонимика

Пройдусь по Абрикосовой

Задумался о сервисе топонимического роутинга. Ну вот блажь у меня сегодня такая: не хочу идти по улицам, которые названы в честь деятелей революции, подавай всякие Звездные, Солнечные и Полевые. Или, напротив, хочу проехать от Подтелкова до Кривошлыкова по улицам, которые названы в честь их знакомых. Как вообще именуются улицы в России?

Провел небольшое исследование на городе Шахты. Оказалось, что из 1073 именованных в OSM улиц почти половина (45 процентов) названа в честь людей. На втором месте по частоте (19 процентов) улицы, которые назвали в честь других топонимов, например Московская, Челябинская, Байкальская и др. Кстати, по неизвестной причине такие названия часто группируют, образуя целые кварталы. Самый известный пример — питерская балерина («Разве можно верить пустым словам балерины») — ряд параллельных улиц вдоль Обводного, которые названы в честь пригородов Москвы.

Третье место занимают топонимы, названия которых отражают свойства местности. Это те самые «Полевые», «Речные», «Вишневые» и подобные им. Если не брать популярное название «Садовая», улицы эти обычно коротки и второстепенны. Короче них только улицы с названиями, которые вообще классифицировать невозможно. Например, «Мясокомбинатовский тупик». Зато такие улицы на пятом месте по встречаемости (9,5 процентов). Они уступают лишь топонимам, которые связаны с производственной деятельностью (11 процентов). Улицы с трудовыми названиями удалены одновременно и от исторического центра и от городских окраин.

Любопытно, что революционные топонимы вроде «Депутатская», «Советская», «Комиссаровский» одни из самых редких, их около пяти процентов. Но большинство в центре города. Это самые многолюдные улицы, поэтому иногда думаешь, что других топонимов у города вообще нет.

Замыкают список названия улиц, связанные с культурой, наукой и спортом («Творческая», «Стадионный») с тремя процентами и военные названия («Оборонная», «Солдатская» и др.) доля которых всего два с половиной процента.

Понятно, что проценты примерны, поскольку некоторые названия трудно однозначно отнести лишь к одной категории. Но еще понятнее, что принцип наименования улиц прост: в честь человека, местности, природы, труда, исторических событий или знакового объекта. Рискну предположить, что подобный принцип и соотношение можно смело распространить на всю страну.

Топонимический роутинг из этого может и не сделать, но какую-нибудь любопытную вещицу — вполне.