В соответствии с национальным законодательством Китайской Народной Республики исключительное право на использование геоинформационных данных в стране имеют организации, получившими специальное разрешение от административного департамента по геодезии и картографии при Госсовете КНР . Вследствие этих административных ограничений несанкционированные работы, связанные с геоданными, наказываются штрафами, отсутствует геотегинговая информация на многих веб-камерах Китая, оснащённых чипами GPS , происходит неправильное совмещение уличных карт со спутниковыми картами в различных приложениях , а также вне правового поля оказываются краудсорсинговые картографические проекты, такие как OpenStreetMap .

Законодательство

Согласно статьям 7, 26, 40 и 42 Закона Китайской Народной Республики о геодезии и картографии, частные геодезические и картографические работы являются незаконными на материковом Китае с 2002 года. Закон запрещает

публикацию без разрешения важной географической информации и данных о территориях, воздушном и водном пространстве, а также других морских районах, находящихся под юрисдикцией Китайской Народной Республики

— Национальное управление геодезии, картографии и геоинформации Китая, Закон Китайской Народной Республики о геодезии и картографии

В статье 1 этого Закона говорится:

Настоящий Закон принят для усиления управления геодезической и картографической деятельностью, содействия её развитию и обеспечения того, чтобы она служила развитию национальной экономики, укреплению национальной обороны и прогрессу общества .

Штрафы за нарушение Закона составляют от 10 000 до 500 000 юаней (от $1447 до $72 359). Иностранные лица или организации, желающие вести соответствующие работы, должны создать совместное китайско-иностранное предприятие .

В период с 2006 по 2011 год власти КНР расследовали порядка 40 дел, связанных с нарушением Закона о геодезии и картографии . В СМИ появлялись сообщения о преследовании в Китае компаний за незаконную деятельность по работе с геоданными:

• 7 марта 2007 года — оштрафованы японские и корейские ученые; совместное предприятие Weihai наняло иностранных геодезистов без одобрения правительства
• 25 марта 2008 года — Государственное бюро геодезии и картографии Китая принимает меры в отношении некоторых из 10 000 веб-сайтов, публикующих карты в Китае, в большинстве случаев без разрешения .
• 6 января 2009 года — китайские власти оштрафовали британских студентов за «незаконную картографическую деятельность» .
• 2010 год — китайские власти принимают жесткие меры против незарегистрированных или незаконных 42 000 поставщиков онлайн-карт, предоставляющих недостоверную информацию и способствующих утечкам государственной тайны . Новые стандарты требуют, чтобы все поставщики онлайн-карт держали сервера для хранения картографических данных внутри Китая
• 14 марта 2014 года — Coca-Cola обвиняется в незаконном картографировании .
• Как следствие, основные производители цифровых фотоаппаратов, включая Panasonic, Leica, FujiFilm, Nikon и Samsung, ограничили информацию о местоположении в Китае .

OpenStreetMap , краудсорсинговый проект по созданию карты мира, сообщал, что «частные геодезические и картографические работы в Китае незаконны» .

Системы координат

Техническая обработка геоинформационных данных должна применяться к электронным навигационным картам перед публикацией, продажей, распространением и использованием.

— GB 20263―2006 " , 4.1

Китайские правила требуют, чтобы официальные поставщики картографических услуг в Китае использовали специальную систему координат, называемую GCJ-02. использует ещё одну систему координат — BD-09 , которая, по-видимому, основана на GCJ-02 .

GCJ-02

GCJ-02 (в просторечии «координаты Марса», официально кит. 地形 图 非线性 保密 处理 算法 ; букв. «Алгоритм нелинейной конфиденциальности топографической карты») — датум , утверждённый Государственным бюро геодезии и картографии Китая и основанный на модели WGS 84 . Эта система использует алгоритм размытия данных , который добавляет случайные смещения к данным о широте и долготе объектов в интересах национальной безопасности . За использование этого обязательного алгоритма в Китае взимается лицензионный сбор .

Маркер с координатами GCJ-02 будет корректно отображаться на карте. составленной в этой системе координат, однако если маркер WGS-84 (например, местоположение GPS) размещён на карте GCJ-02, или наоборот, смещения могут достигать величины от 100 до 700 метров от его фактического местоположения. При этом карта улиц на Google.com смещена на 50-500 метров от спутниковых снимков , а карта Google.cn — нет . Сервис Yahoo! Maps отображает карту улиц без серьёзных ошибок по сравнению со спутниковыми изображениями . MapQuest также накладывает данные OpenStreetMap с достаточной точностью . Несмотря на секретность, окружающую алгоритм размытия данных в GCJ-02, существует несколько проектов с открытым исходным кодом, которые обеспечивают преобразование между GCJ-02 и WGS-84 для ряда языков программирования, включая C# , C, Go, Java, JavaScript, PHP , Python , R и Руби . Возможно, что эти проекты основаны на взломанном коде, позволяющем частично переводить WGS в GCJ-координаты . Другие решения для преобразования включают интерполяцию координат на основе регрессии из набора данных Google China и координат спутниковых снимков . Попытка У Юнчжэна с использованием анализа быстрого преобразования Фурье дала результат, очень похожий на утечку кода .

Используя взломанный код , GCJ-02 использует параметры из референц-эллипсоида Красовского . Параметры использовались для расчета длины градуса широты и долготы, поэтому смещения в метрах, рассчитанные ранее, могут быть преобразованы в градусы для входных координат модели WGS-84.

BD-09

BD-09 — система географических координат, используемая , добавляющая дополнительное размывание данных в GCJ-02 «для лучшей защиты конфиденциальности пользователей» . Baidu предоставляет API для преобразования координат Google или GPS (WGS-84), GCJ-02, BD-09, или в координаты Baidu или GCJ-02 . В соответствии с требованиями китайского законодательства , API для преобразования координат в WGS-84 отсутствует, но существуют реализации с открытым исходным кодом на R и других языках программирования .

Обратное преобразование

Повидимому, система GCJ-02 использует несколько высокочастотных шумов в форме ${\displaystyle 20n\sin {}(180k\times lat_{rad})}$ , эффективно генерируя трансцендентное уравнение и тем самым устраняя аналитические решения. Однако «обратные» преобразования с открытым исходным кодом используют свойства GCJ-02, заключающиеся в том, что преобразованные координаты не слишком отличаются от WGS-84 и в основном монотонны относительно соответствующих координат WGS-84 :

from typing import Callable

# Represent coordinates with complex numbers for simplicity
coords = complex
# Coords-to-coords function
C2C = Callable[[coords], coords]

def rev_transform_rough(bad: coords, worsen: C2C) -> coords:
    """Roughly reverse the ``worsen`` transformation.

    Since ``bad = worsen(good)`` is close to ``good``,
    ``worsen(bad) - bad`` can be used to approximate ``bad - good``.

    First seen in eviltransform.
    """
    return bad - (worsen(bad) - bad)

def rev_transform(bad: coords, worsen: C2C) -> coords:
    """More precisely reverse the ``worsen`` transformation.

    Similar to ``rev_transform_rough``,
    ``worsen(a) - worsen(b)`` can be used to approximate ``a - b``.

    First seen in geoChina/R/cst.R (caijun 2014).
    Iteration-only version (without rough initialization) has been known
    since fengzee-me/ChinaMapShift (November 2013).
    """
    eps = 1e-6
    wgs = rev_transform_rough(bad, worsen)
    improvement = 99 + 99j  # dummy value

    while abs(improvement) > eps:
        improvement = worsen(wgs) - bad
        wgs = wgs - improvement
    return wgs

По имеющимся данным, грубый метод даёт точность в 1-2 метра для wgs2gcj , в то время как точный метод ( метод простой итерации ) позволяет получить «сантиметровую точность» за два вызова функции forward . Поскольку эти два свойства обеспечивают некоторую базовую функциональность системы координат, маловероятно, что методы будут изменены с новыми системами координат. Преобразование кода BD в GCJ во многом походит на грубый метод, за исключением того, что он сначала удаляет явно примененный постоянный сдвиг на ~ 20 угловых секунд по обеим координатам и работает в полярных координатах, аналогично прямой функции .

Установление рабочих методов преобразования в обоих направлениях в значительной степени приводит к устареванию наборов данных для отклонений, упомянутых ниже .

Проблема смещения GPS-координат

Проблема смещения GPS-координат в Китае возникающих из-за разницы между датумами GCJ-02 и WGS-84. GPS-координаты выражаются с использованием стандарта WGS-84, и при нанесении на карты улиц Китая, выраженных в координатах GCJ-02, возникает расхождение на значительную (часто более 500 метров) и при этом переменную величину. В связи с этим авторизованные поставщики услуг по геолокации и цифровых карт (такие как или ) обязаны приобрести алгоритм «коррекции смещения», который позволяет корректно отображать GPS-координаты на местной карте . Спутниковые изображения и пользовательские наборы данных карт улиц, например из OpenStreetMap , также отображаются правильно, поскольку они были собраны с помощью GPS-устройств (хотя технически это незаконно ).

Некоторые поставщики картографического контента, такие как Here , также предпочитают смещать свой слой спутниковых изображений, чтобы он соответствовал карте улиц в координатах GCJ-02 .

Google работает с китайской компанией location-based service AutoNavi с 2006 года, чтобы иметь возможность применять свои карты в Китае . google.cn/maps (ранее Google Ditu) использует систему GCJ-02 как для своих карт улиц , так и для спутниковых изображений . Однако координаты в модели WGS-84, сообщаемые браузером, отображаются некорректно. Напротив, google.com/maps использует данные GCJ-02 для карт улиц, но не смещает слой данных спутниковых снимков, который продолжает использовать координаты WGS-84 , с тем преимуществом, что координаты WGS-84 можно всё равно правильно наложить на спутниковое изображение (но не на карту улиц). Google Планета Земля также использует WGS-84 для отображения спутниковых снимков .

Наложение GPS-треков на Google.com Maps и любые уличные карты, полученные с Google.com через его API, влечёт аналогичную проблему смещения отображения, потому что GPS-треки используют WGS-84, а карты Google.com используют GCJ-02. Об этой проблеме много раз сообщалось на форумах по продуктам Google с 2009 года , и для её решения появились сторонние приложения . Наборы данных со смещениями для большого количества китайских городов имеются в продаже . Наличие этой проблемы отмечалось с 2008 года, и её причины были неясны; первоначально ошибочно предполагалось, что в импортированных GPS-чипах был взломан код, что приводило к некорректному сообщению координат .

Гонконг и Макао

В соответствии с принципом « Одна страна, две системы » законодательство материкового Китая не применяется в специальных административных районах (САР) Гонконг и Макао , поэтому там отсутствуют соответствующие ограничения по работе с геоданными и отсутствует проблема смещения GPS-координат. Однако на границе между САР и материковым Китаем данные, отображаемые на онлайн-картах, разорваны , и сдвинутые и правильные геоданные перекрываются. Это создает проблемы для пользователей, пересекающих границу, особенно для тех, кто не осведомлён об этой проблеме.

Примечания