Lietuvos upių baseinai

Atvirąjį žemėlapį galima naudoti ne tik lankytinų vietų ar kelio iki jų paieškai. Atvirojo žemėlapio duomenis galima naudoti ir darant įvairius skaičiavimus. Pabandykime paskaičiuoti Lietuvos upių baseinus.

Skaičiavimui imsime upių ir upeliukų duomenis, tada nurodysime upių žemupius, nuo kurių reikės „lipti“ aukštyn upe, užeinant į visus intakus. Skaičiuojant „grynus“ baseinus, Lietuvoje gausime gan neįdomų vaizdelį – ~80% Lietuvos užima Nemuno baseinas. Todėl paskaičiuosime ir kelis Nemuno intakų baseinus: Neries, Šventosios, Nevėžio ir Merkio. Tada jau gauname spalvingesni/įdomesnį rezultatą:

Upių baseinai

Skaičiavimas

Skaičiavimui naudojama PostGIS funkcija st_touches, randanti objektus, kurie liečia nurodytą objektą, ir senas geras „bangos“ principas, paprastai taikomas trumpiausio kelio iš labirinto paieškai.

Galima pastebėti, kad jei imtume ir kanalus, tai Ventos-Dubysos kanalo pagalba Nemunas „užgrobtų“ ir Ventą, na arba atvirkščiai 🙂 Na, bet kanalų mes neimame, nes skaičiuojame tik natūralius vandens kelius, taigi du skirtingi baseinai niekaip negali susijungti.

Probleminės vietos – už Lietuvos ribų išeinančios upės: Šventoji (ta kuri į Nemuną įteka), Mūša, Nemunėlis ir kitos. Galimi du sprendimo variantai:

  1. Tarkime nuo Mūšos (einant upe aukštyn) dar Latvijos pusėje atsiskiria daug kitų upių, kurios prasideda Lietuvoje. Galime visas tokias Mūšos baseino upes „surinkti“ ties Lietuvos siena ir iš karto priskirti Mūsos baseinui (darant „standartinį“ skaičiavimą upės baseiną pradedame nuo vienos atkarpos, o Mūšos atveju pradėsime nuo kelių atkarpų).
  2. Šventoji į Nemuną įteka iš Karaliaučiaus pusės, nors prasideda Lietuvoje. Galima atskirai atsisiųsti Šventosios atkarpos Karaliaučiuje duomenis ir juos rankiniu būdu susidėti į duombazę, kad atstatytume pilną upės trajektoriją (daroma prielaida, kad skaičiuojame naudodami tik Lietuvos duomenis)

Kam viso to reikia?

Toks skaičiavimas vizualizuoja kur yra kokie baseinai. Tada mes galime geriau įsivaizduoti, kad būdami 80% Lietuvos teritorijos, į upę paleidę žaislinį laivelį, jį vėliau sutiksime Rusnėje (žinoma jei jis stebuklingai peršoks visas užtvankas).

Kitas dalykas, taip mes patikriname OpenStreetMap duomenis. Jei kažkokios upės kelių atkarpos lieka nepriskirtos jokiam baseinui – reiškia yra duomenų klaidų. Gal griovys neteisingai pažymėtas kaip upeliukas, gal trūksta kažkokios upės atkarpos, gal nėra nupaišytas vandens kelias per vandens telkinius (ežerus, tvenkinius). Vizualiai klaidos atrodo taip:

Upių baseinų klaidos

Kelias per ežerus ir tvenkinius? Kam? Ogi tam, kad vėliau būtų galima daryti maršrutizavimą upėmis. Netolimuose planuose yra upių žemėlapis, kuriame būtų galima skaičiuoti baidarių, laivų, plaustų ar kokių kitų neskęstančių plaukimo priemonių maršrutą. Tam reikia, kad upių duomenys būtų teisingi, kaip kelių duomenys.

Išeities failai

Jei kas norite pabandyti patys paskaičiuoti upių baseinus, ar turite minčių, ką dar galima padaryti su tokiais skaičiavimais, susiimportuokite Lietuvos duomenis į PostgreSQL su PostGIS ir tada naudokite šiuos skriptus:

  • table.sql – pagrindinė lentelė, kurioje laikomi upių segmentų duomenys
  • sesupe.sql – Šešupės duomenys (realiai einant upe aukštyn Šešupė Lietuvoje „pasirodo“ viename taške, tai šis importas nėra būtinas, tiesiog išbandytas principas)
  • excess.sql – pertekliniai segmentai (palei sieną arba kai kurie oficialiai neregistruoti „upeliukai“, nesusijungiantys su bendru upių tinklu)
  • touch.sql – vieno bangos žingsnio skaičiavimo funkcija
  • process.sql – pagrindinė upių baseino skaičiavimo funkcija
  • upiu_baseinai.qgs – QGIS projektas rezultatų peržiūrai

Paleidimas:

psql gis < table.sql
psql gis < touch.sql
psql gis < excess.sql
psql gis < sesupe.sql
psql gis < process.sql

Ir tada QGIS'e atsidarote projekto failą upiu_baseinai.qgs. Projekte tikimasi, kad db yra localhost su standartiniu prievadu (portu) ir naudotoju gis be slaptažodžio. Jei pas jus kitokie nustatymai - pataisykite .qgs projekto failą rankomis (tai paprastas xml failas).

Tai teik su vandeniu, o algoritmą panaudosime ir kitiems tikslams... :-)

Share

Vektorinis žemėlapis

Džiugu pranešti, kad atnaujintas openmap.lt pradėjo naudoti vektorinius žemėlapius. Mano žiniomis, tai pirmas Lietuvoje padarytas vektorinis žemėlapis (kitas yra Google žemėlapis, bet jis ne Lietuvoje padarytas).

Sakysite, kad techninės detalės, niekam neįdomu? Ne. Štai kelios paprastam naudotojui matomos vektorinio žemėlapio savybės, kurių nebuvo ir negalėjo būti anksčiau naudotuose rastriniuose („kaladėliniuose“) žemėlapiuose.

Žemėlapio pasukimas

Nors šiais laikais įprasta žemėlapį orientuoti taip, kad viršuje būtų šiaurė (beje, istoriškai taip buvo ne visada: viduramžiais viršuje buvo pietūs, dar anksčiau viršuje buvo rytai). Vektorinį žemėlapį galima pasukti kaip norime, ir visos etiketės (gatvių, lankytinų vietų ir pan. pavadinimai) bus atitinkamai perpaišytos, nebus aukštyn kojomis parašyto teksto:

Kam to reikia? Dažnai žmonės mėgsta žemėlapį pasukti savo žiūrėjimo kryptimi. Jei tarkim aš stoviu prie Gedimino paminklo Katedros aikštėje ir noriu eiti link Rotušės, tai norėsiu taip pasukti žemėlapį, kad Rotušė būtų „virš“ Katedros aikštės. Taip pat galima padaryti, kad žemėlapis automatiškai sukinėtųsi pagal judėjimo kryptį (kaip tai daroma GPSR įrenginiuose).

Žemėlapio pakreipimas

Žemėlapį taip pat galima pakreipti, taip sudarant erdvinio vaizdo įspūdį:

Pasukti ir pakreipti žemėlapį galite dešiniu pelės mygtuku arba dviem pirštais tapšno-įrenginiuose.

Žemėlapis yra interaktyvus

Galima spausti ant žemėlapyje rodomų lankytinų vietų, bus rodoma papildoma informacija, tokia kaip darbo laikas, svetainė, nuotrauka ir pan.

Ortofotografinis sluoksnis

Šiame žemėlapyje yra ir Nacionalinės Žemės Tarnybos ortofotografinis ORT10LT sluoksnis. Tai nėra vektorinės technologijos nuopelnas tiesiogiai, bet su vektoriniu žemėlapiu yra daug paprasčiau padaryti, kad ant ortofotografinio žemėlapio būtų rodomi kelių, upių pavadinimai ir pan.

Kitos techninės naujovės

Taipogi yra eilė naujovių labiau techninėmis detalėmis besidomintiems. Tarkim vektorinio žemėlapio atveju, serveris grąžina tik objektų formas. Kaip braižomas žemėlapis (kokie objektai braižomi, kokie nebraižomi, kokios naudojamos spalvos, kelių storiai, piktogramos lankytinoms vietoms ir panašiai) yra valdoma paprastu json failu žemėlapį rodančioje svetainėje. Tai reiškia, kad dabar, net neatlikdami sudėtingų veiksmų, tokių kaip savo duombazės kūrimas, osm duomenų įkėlimas ir atnaujinimas ir pan. jūs galite susikurti savo žemėlapį tiesiog įvairiais vizualaus redagavimo įrankiais pakoregavę stiliaus json failą pagal savo poreikius (gal išmesti sau neįdomius objektus, gal spalvas pritaikyti prie savo svetainės spalvų schemos ir pan.).

Pakreipus žemėlapį galima pridėti 3D žemėlapį tiesiog panaudojus pastatų aukščio informaciją.

Ir dar daug daug kitų naujų galimybių, apie kurias bus rašoma vėliau 🙂

Share

2017 – piliakalnių metai

2017 metai paskelbti piliakalnių metais. Tikriausiai visi žinome bent keliasdešimt piliakalnių, bet tikrai ne visi žino, kad Lietuvoje žinomų/atrastų/patvirtintų piliakalnių yra beveik 900! Visus juos rasti galite Lietuvos lankytinų vietų žemėlapyje http://places.openmap.lt/.

Lietuvos piliakalniai

Mano šiandienos žiniomis, daugiau piliakalnių turi tik Didžioji Britanija (~2000). Kai kurie piliakalniai yra sutvarkyti, padaryti privažiavimai, laiptai. Kiti gi lieka „paslėpti“ po medžiais ar krūmais, tokius rasti galima tik naudojantis žemėlapiu.

Atvirame žemėlapyje piliakalnių informacija buvo suvesta naudojant archeologų svetainės piliakalniai.lt duomenis. Šioje svetainėje rasite ir detalesnį dr. Gintauto Zabielos piliakalnių, jų tipų, raidos ir tyrimo istorijos aprašymą.

Piliakalnių sąrašas pastoviai pildomas atradus naujus piliakalnius. Taip taip, piliakalnių sąrašas auga! Atrandami nauji piliakalniai! Gal ir jūs rasite kokį naują piliakalnį? 🙂

Kadangi places.openmap.lt duomenis ima iš OpenStreetMap, tai visus piliakalnius rasite ir iš OpenStreetMap duomenų daromuose Garmin žemėlapiuose, ir įvairiose programėlėse išmaniesiems įrenginiams.

Įdomių atradimų piliakalnių metais!

Share

Juostinis upių žemėlapis

Mikalojaus Kristupo Radvilos 1613 metų žemėlapis

Dauguma žino ar bent jau kada nors viena akimi yra matę Mikalojaus Kristupo Radvilos 1613 metų žemėlapį „Magni Ducatus Lithuaniae, et Regionum Adiacentium exacta Descriptio“. Šiame žemėlapyje yra ir įdomūs dviejų upių žemėlapiai:

Upių žemėlapiai

Šie upių žemėlapiai skirti grynai plaukiojimui upėmis. Plaukiant upe svarbu žinoti, kas yra upės kairėje ar dešinėje pusėje, koks miestas yra už kokio kito miesto, salos, vingiai ir pan. Stambaus mastelio detalės, tokios kaip tiksli kryptis, kuria upė teka viename ar kitame taške, čia nevaizduojamos, nes jos plaukiant upe nesvarbios. Neatvaizduodami tikslios krypties, laimime galimybę visą upės vagą sudėti į naudojimui patogią ilgą vertikalią juostą – daug mažesniame plote telpa net ir ilgos upės. Taipogi nevaizduojami toli nuo upės esantys kelionei upe nesvarbūs objektai.

Savas juostinis upių žemėlapis

Toks žemėlapis būtų patogus ir šiandieniniams vandens keliautojams, pavyzdžiui plaukiantiems baidarėmis ar plaustais. Juk ne visi drąsūs vežtis elektroninius prietaisus, kurie gali įkristi į vandenį (nors elektroniniai prietaisai turėtų savo pranašumų, pavyzdžiui galima būtų naudoti specialiai upėms skirtą GPS įrenginių žemėlapį). Įprastiniai popieriniai žemėlapiai kaip ir tiktų navigacijai upėmis, bet jie nėra tam specialiai pritaikyti, todėl nėra idealiai patogūs. Ką jeigu sukurti savo juostinį upių žemėlapį naudojant atvirus OpenStreetMap duomenis? Bandžiau ieškoti internete informacijos apie tokius žemėlapius, bet nepavyko rasti absoliučiai nieko. Gali būti, kad tiesiog nežinojau teisingo termino, bet taip pat gali būti, kad nelabai kas ir domėjosi šia tema.

Taigi, po daugiau nei metų norėjimo, pribrendo laikas prisėsti ir pabandyti pasidaryti tokį žemėlapį. Žemiau aprašysiu pagrindines užduotis ir pastebėjimus.

Užduotis

Taigi užduotis yra žemėlapio duomenis transformuoti (iškraipyti) taip, kad upė tekėtų daugmaž tiesiai, bet tuo pačiu neprarandant mažų detalių – posūkių, jų krypčių. Tokiu būdu transformuotą žemėlapį galima būtų atspausdinti ant patogiai siauros, bet labai ilgos juostos, sulankstytos armonikėle (baidarėje nėra labai patogu išsilankstyti didelį standartinį žemėlapį).

Imkime puikią Lietuvos upę dar puikesniu pavadinimu Ūla. Ūlos vaga yra vingiuota tiek žiūrint stambiame, tiek ir žiūrint smulkiame mastelyje – puikiai tinka bandymams. Pabandykime ištiesinti stambaus mastelio posūkius. Tam mes nubraižysime tolydžią kreivę, einančią daugmaž pagal Ūlos tekėjimą, tik kad ta kreivė turėtų kiek galima mažesnius „posūkius“ (kad kiek galima mažiau reikėtų kraipyti pradinius duomenis). Tarkime gavome tokią (raudonai pavaizduotą) kreivę:

Dabar mums reikia pasirašyti transformaciją, kuri realias koordinates pakeistų į naujas taip, kad raudona linija būtų tiesi ir vertikali.

Transformacija

Paprasčiausias variantas, kaip turint tašką p gauti jo koordinates naujoje „koordinačių sistemoje“, – x koordinatę skaičiuoti kaip taško p nuotolį nuo centro (raudonosios) linijos, t.y. trumpiausią įmanomą atstumą iki centro linijos. O y koordinatę – kaip atstumą centro linija nuo centro linijos pradžios iki taško centro linijoje, kuris yra arčiausiai taškui p.

Taip gauname koordinačių transformacijos funkciją. Dabar belieka norimų vaizduoti objektų visų viršūnių koordinates transformuoti naudojant šią funkciją. Transformavę Ūlos centro liniją, gauname tokį vaizdelį:

Centre matome vertikalią linija – tai mūsų ankstesniame vaizdelyje esanti „raudonoji linija“. Ir greta matome Ūlą, iškraipytą pagal šią „centro liniją“. Kaip matome, Ūla ištiesinta stambių posūkių atžvilgiu, bet neprarasti smulkūs posūkiai. T.y. žiūrėdami tokį žemėlapį mes matysime, kada bus posūkis į kairę, kada į dešinę (galėsime orientuotis), bet visą Ūlos žemėlapį vis tiek bus galima atspausdinti ant ilgo siauro popieriaus, kurį sulanksčius armonikėle bus labai patogu naudoti baidarėje.

Aplinkiniai objektai

Panaudoję tą pačią transformacijos funkciją, gauname ir aplinkinius objektus – Ūlos krantus, kelius, miškus, pievas, miestus, pastatus ir t.t. ir pan. Kadangi visi jie yra iškraipyti pagal mūsų nusibrėžtą raudonąją liniją, tai aplinkinių objektų geometrija irgi neatitiks realybės. Žinoma iškraipymas labiausiai matomas ten, kur „raudonoji linija“ sukasi, ir kur ji sukasi labiausiai. Štai palyginkime objektus ties Kriokšliu (viena iš dviejų vietų, kur „raudonoji linija“ keičia kryptį labiausiai). Kaip viskas atrodo „realioje“ projekcijoje:

O štai kaip atrodo iškreiptoje pagal „raudonąją liniją“ projekcijoje:

Kaip matome, visi objektai matomi. Ūlos vingių esmė išlikusi. Bet tarkim Tilto gatvė, kuri realybėje yra daugmaž tiesi – išsikreipė. Pastatai irgi pakraipyti. Bet bendrai paėmus vaizdelis tikrai neblogas – galima susiorientuoti, kur yra kas.

Kas toliau?

Pradiniai pažaidimai būtų tokie. Galutiniame žemėlapyje bus pridėta ir plaukimo informacija iš upese.lt (įlipimo/išlipimo, pavojingos vietos, intakai), lankytini objektai aplink upę ir pan.

Tokius juostinius žemėlapius daryti galima nebūtinai vandenininkams. Galima žemėlapį kraipyti pagal dviračių ar automobilių kelią, ar bet ką kitą.

Dabar reikia gražiai sudėlioti kodą, išrankioti kai kuriuos ekstremumus ir… paruošti juostinį žemėlapį bandomajam spausdinimui. Kai tik tai bus padaryta – parašysiu dar. (atnaujinimas: pirma bandomoji versija jau atspausdinta)

Jei kas turite informacijos apie tokius „juostinius žemėlapius“ – būtinai pasidalinkite. Malonaus, įdomaus ir saugaus plaukiojimo!

Share