Китай — это не просто другая страна. Это другой мир. Необязательно ехать туда, чтобы убедиться в этом. Иногда достаточно зайти в интернет. Например, использовать Google Maps или другие сервисы, чтобы открыть карту Китая. И тогда можно заметить, что расположение объектов (дорог, рек, достопримечательностей и многого другого) на карте и на спутниковых снимках, мягко говоря, не совпадает.
В этой статье хотелось бы рассказать, почему происходит такая путаница и что из этого следует.
В китайском варианте исключительности Китай не навязывает другим свои идеи, но позволяет чужакам приезжать и получать их. Соседние народы, как полагали китайцы, получали выгоду от общения с Китаем и китайской цивилизацией. От них требовалось лишь одно – признавать сюзеренитет китайского правительства. Те же, кто не признавал это, были варварами…
Из книги «О Китае» Генри Киссинджера.
Используйте навигацию, если не хотите читать текст полностью:
→ «Река с желтыми берегами»
→ Системы отсчета
→ Китайские датумы
→ Какова цель китайской системы?
→ Не только Китай
«Река с желтыми берегами»
Вот самый наглядный пример: возьмем изображение центра Шанхая в Google Maps в режиме карты и сравним со спутниковым снимком:
Google Maps в режиме карты.
Спутниковый снимок.
Для примера тот же район города на Яндекс Картах.
При увеличении масштаба становится заметно, что на реке Хуанпу очень много дорог, улиц и зданий. Как будто бы все немного смещено.
На первый взгляд кажется, что если все сдвинуть чуть влево (т. е. на запад), расположение объектов совпадет с изображением со спутника. Но нет, это не поможет.
Если прокрутить до другой части этой реки, можно увидеть, что мост Сюпу на спутниковом снимке расположен немного севернее, чем в режиме карты.
Мост Сюпу.
Значит, нужно переместить все немного на север и немного на запад, чтобы выровнять? Снова нет.
Рассмотрим изображение Пекина ниже: парк Лонгтан находится далеко от того места, где должен быть — в этом случае, спутниковое изображение должно быть смещено на север и на восток, что отличается от примера выше. Но обратите внимание, что Храм Неба расположен более или менее правильно.
Теперь возьмем GPS-координаты площади Тяньаньмэнь (39°54'09.8«N 116°23'29.2»E), расположенной в центре Пекина, и найдем их на Google Maps.
Координаты площади Тяньаньмэнь на Google Maps в режиме карты.
Согласно этим координатам, мы находимся рядом с Национальным центром исполнительских искусств. Однако если посмотрим на слой спутникового изображения, увидим, что координаты указывают точно на монумент народных героев в самом центре площади Тяньаньмэнь. Разница чуть более 400 метров.
Координаты площади Тяньаньмэнь на спутниковом изображении Google Maps.
Складывается впечатление, что несмотря на смещение карты, все равно можно рассчитывать на правильное отображение координат GPS на спутниковых изображениях. Возможно, на данный момент это верно для Google Maps, но не все карты ведут себя таким образом.
Системы отсчета
Есть ли какая-либо закономерность в этой картографической путанице? Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется начать немного издалека и рассказать о том, как нанесена на карту поверхность Земли.
Карты мира используют геодезические датумы. В них применяются различные базовые точки по всему земному шару для привязки позиционных измерений. Эти точки становятся своего рода якорями, на которых основана система координат. Датумы удобнее рассматривать как эллипсоидные проекции или модели изогнутой поверхности планеты, на которых можно проводить позиционные измерения для определения точного местоположения.
Из-за неидеальной сферической формы планеты и того, что датумы используют разные базы данных, может происходить так называемый сдвиг. На практике это приводит к смещению координат на карте, которое мы видели выше в примере с площадью Тяньаньмэнь. В зависимости от региона смещение между координатами разных датумов может составлять от нескольких метров до нескольких километров. Система глобального позиционирования (GPS) использует только одну систему координат — WGS-84.
Всемирная геодезическая система 1984 года (WGS-84) — это международно признанная система координат, разработанная и поддерживаемая Национальным агентством геопространственной разведки США (NGA). Согласно сайту NGA:
«WGS 84 представляет собой лучшую глобальную геодезическую справочную систему Земли, доступную в настоящее время для практических приложений картографии, построения карт, геопозиционирования и навигации».
Кажется, лучшую систему будут применять все. Ну или почти все. Но, например, Китай и Россия используют собственные разработки. В случае с Россией речь идет о Глобальной навигационной спутниковой системе (ГЛОНАСС) с системой координат PZ-90. Она имеет разницу с WGS-84 менее 400 мм в любом направлении. Таким образом, различия из-за смещения датума между WGS-84 и PZ-90 по большей части можно считать минимальными. С Китаем же все сложнее. Там разница настолько заметна, что ее обычно называют проблемой смещения GPS в Китае.
Китайские датумы
Национальным стандартом Китая является GCJ-02 (от китайского «guó-cè-jú»). Эта система координат была создана Китайским государственным бюро геодезии и картографии и основана на WGS-84. Однако она использует алгоритм обфускации для случайного смещения координат. Официальное описание GCJ-02 — «地形图非线性保密处理算法», что переводится как «алгоритм нелинейной конфиденциальности топографической карты».
Это означает, что проблема смещения китайской GPS на самом деле является конструктивной особенностью: в отличие от смещения, вызванного разными базовыми точками и/или проекциями, смещение на китайских картах является преднамеренным и обусловлено алгоритмом конфиденциальности.
Еще одна популярная и широко используемая система координат в Китае — BD-09. По сути, это производная от GCJ-02, что еще больше запутывает ситуацию. Система BD-09 создана сервисом Baidu Maps.
Итак, BD-09 основан на GCJ-02, который, в свою очередь, основан на WGS-84, но с примененным к нему преднамеренным алгоритмом запутывания. В результате к широте и долготе добавляются случайные смещения в диапазоне от 50 до 500 метров. В наших примерах это объясняет, почему в Google Maps изображения в режиме карты и спутника иногда совпадают, а иногда полностью расходятся; почему иногда смещение выглядит так, будто оно применено в северо-западном направлении, а иногда — в юго-восточном и т. д.
Мы нашли ответ на вопрос «что» происходит, но тут же встает вопрос «почему» китайское правительство придерживается такого подхода.
Какова цель китайской системы?
В 2002 году китайское правительство приняло Закон о геодезии и картографии, где в первых двух статьях говорится, почему Китай намеренно запутывает данные WGS-84. Вкратце, это сделано, чтобы:
- содействовать развитию геодезии и картографии на службе народнохозяйственного строительства,
- укрепить национальную оборону,
- способствовать социальному развитию.
В Китае даже есть два интересных, если так можно выразиться, законодательных запрета. Во-первых, нельзя преобразовывать GCJ-02 и BD-09 в WGS-84. Во-вторых, запрещено фотографирование с геотегами. Некоторые камеры даже автоматически отключают эту опцию, находясь в Китае.
Еще одно обстоятельство, на которое стоит обратить внимание: многим системам координат доступны преобразования в WGS-84 и обратно с высокой точностью. Но, естественно, с Китаем все не так просто. Некоторые провайдеры, например тот же Baidu, предлагают разработчикам API для преобразования WGS-84 в GCJ-02, но не наоборот. Другими словами, можно перевести свои координаты в китайскую систему, но нельзя перевести китайские координаты обратно в мировые стандарты.
Однако это не помешало энтузиастам, которые работают с открытым исходным кодом, попытаться обойти проблему. Некоторые проекты решают ее с разной степенью успеха. Тем не менее, вряд ли стоит ожидать, что в ближайшее время координаты GPS благодаря реверс-инжинирингу будут точно отображаться на картах Китая. Виной тому, как уже отмечено, характер алгоритма запутывания и строгое соблюдение китайских законов в части устройств с GPS.
Составлять карту Китая сегодня могут только 14 местных компаний. Но, например, Pepsi нужны логистические карты для планирования поставок, а Google необходимо отображать Китай в Google Maps. Как же эти организации получают доступ к китайским картографическим данным? И вот мы плавно подходим к ответу на вопрос, зачем это все.
Компаниям, чей бизнес связан с Китаем, приходится иметь китайского картографического партнера. Например, Google с 2006 года сотрудничает с поставщиком AutoNavi.
AutoNavi передает информацию GCJ-02 в Google для использования в картографии, но некоторые данные скрываются (например, у Google Maps нет доступа к военным объектам, аэродромам, стратегическим запасам продовольствия и т. д.).
То есть ни одна компания не может сегодня рассчитывать, что получит от Китая полностью достоверные геопространственные данные. Неточность в 500 метров может показаться несущественной, особенно если учесть размеры этой страны. Но при работе с географическими объектами, протяженность которых составляет всего несколько километров, она может быть критичной. Получается, данные, представленные в GSJ-02, необходимо каким-то образом модерировать.
Можно создать карту с использованием базы данных GCJ-02 и спутниковых изображений. Преимущество в том, что слой классической карты и вид со спутника будут совпадать. Недостаток — Китай не будет синхронизирован с остальным миром. Например, до 2010 года сервис Google Maps был доступен в Китае под доменом maps.google.cn (теперь предлагается просто перенаправление на домен Гонконга). Тогда Google использовал этот вариант для китайских карт. Когда вы смотрели на Китай, слои карты и спутниковых снимков совпадали, но на границах происходило что-то вроде изображения ниже. Это связано с тем, что в Google одновременно использовали WGS-84 для всего мира и GCJ-02 — исключительно для Китая.
Граница материкового Китая и Гонконга.
Другой вариант — создать карту, использующую координаты GCJ-02, но сохраняющую вид со спутника WGS-84. Это полная противоположность решению, описанному выше. Китайская часть карты будет синхронизирована с остальным миром, но не будет совмещена с видом со спутника. Собственно, именно это мы и имеем сегодня.
Не только Китай
Конечно, вся эта картографическая запутанность отчасти объясняется стремлением Китая заставить иностранные компании обращаться к местным поставщикам данных. Любому, кто хочет вести в Китае бизнес на законных основаниях, придется использовать китайские дата-центры, китайских поставщиков данных, китайскую инфраструктуру и т. д.
И немного предвзято обвинять только Китай в том, что они используют подобную методику запутывания. Если бы китайская компания захотела составить обширную коммерческую карту США, она также столкнулась бы со всевозможными препятствиями.
Для интересующихся темой географических карт рекомендую ознакомиться с интересной книгой Джона Дэвиса и Александра Кента под названием «The Red Atlas: How the Soviet Union Secretly Mapped the World». В ней рассказывается об очень подробных картах западных городов, созданных Советским Союзом во время Холодной войны.
Из книги «Красный Атлас».
Южная Корея, кстати, тоже так делает. Ее правительство запрещает Google доступ к своей официальной карте. Лицензию на картографические данные можно получить только через местные предприятия. Официальная причина — из-за угрозы со стороны Северной Кореи.
То же самое есть на картах отдаленных регионов восточной Индии. Улицы, по которым течет река, достопримечательность посреди широкого русла. Это, конечно, недалеко от Китая, но определенно другая страна.
Германия «зависла» с изображениями в режиме просмотра улиц в 2008 году (и обновляла карты только своих крупных городов). Это произошло из-за некоторого ажиотажа в отношении конфиденциальности. Появление новой опции в картах вызвало недовольство владельцев и жильцов зданий. Они начали требовать, чтобы в режиме просмотра улиц в Google Maps их собственность была заблюрена. По этому поводу был даже принят соответствующий закон. В 2023 году немцы решили, наконец, начать обновлять свои карты.
На самом деле, все карты так или иначе врут. Как видите, не только китайские. Карты и глобусы, как книги или картины, созданы людьми и могут быть искажены. Эти искажения возникают из-за изменения масштаба, символов, проекции, упрощения и выбора содержания карты. Это своего рода картографический парадокс: чтобы не скрыть важную информацию в тумане деталей, карта должна предлагать выборочное, неполное представление о реальности.
Одну ветку тронешь — десять закачаются, падающий дворец трудно подпереть одним бревном.
Китайская пословица.
Автор: Александр Шилов
