Ограничения на геоинформационные данные в Китае
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[1]. 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[2], а также вне правового поля оказываются краудсорсинговые картографические проекты, такие как OpenStreetMap[3].
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[3].
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[1].
В период с 2006 по 2011 год власти КНР расследовали порядка 40 дел, связанных с нарушением Закона о геодезии и картографии[4]. 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[5]
- 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].
- 6 января 2009 года — китайские власти оштрафовали британских студентов за «незаконную картографическую деятельность»[7].
- 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[8]
- 14 марта 2014 года — Coca-Cola обвиняется в незаконном картографировании[9].
- Как следствие, основные производители цифровых фотоаппаратов, включая Panasonic, Leica, FujiFilm, Nikon и Samsung, ограничили информацию о местоположении в Китае[10].
OpenStreetMap, краудсорсинговый проект по созданию карты мира, сообщал, что «частные геодезические и картографические работы в Китае незаконны»[11].
Системы координат
Техническая обработка геоинформационных данных должна применяться к электронным навигационным картам перед публикацией, продажей, распространением и использованием.— GB 20263―2006 "Основные процессы безопасности для электронных навигационных карт», 4.1
Китайские правила требуют, чтобы официальные поставщики картографических услуг в Китае использовали специальную систему координат, называемую GCJ-02. Baidu Maps использует ещё одну систему координат — BD-09[12][13], которая, по-видимому, основана на GCJ-02[14].
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»)[15] — датум, утверждённый Государственным бюро геодезии и картографии Китая и основанный на модели WGS 84[16]. Эта система использует алгоритм размытия данных[17], который добавляет случайные смещения к данным о широте и долготе объектов в интересах национальной безопасности[14][18]. За использование этого обязательного алгоритма в Китае взимается лицензионный сбор[15].
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[9][19], а карта Google.cn — нет[20]. Сервис Yahoo! Maps отображает карту улиц без серьёзных ошибок по сравнению со спутниковыми изображениями[21]. MapQuest также накладывает данные OpenStreetMap с достаточной точностью[22]. 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#[23], C, Go, Java, JavaScript, PHP[24], Python[25], R[14] и Руби[26][27]. Возможно, что эти проекты основаны на взломанном коде, позволяющем частично переводить WGS в GCJ-координаты[28]. Другие решения для преобразования включают интерполяцию координат на основе регрессии из набора данных Google China и координат спутниковых снимков[29]. Попытка У Юнчжэна с использованием анализа быстрого преобразования Фурье дала результат, очень похожий на утечку кода[30].
Используя взломанный код[23], 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 Baidu Maps, добавляющая дополнительное размывание данных в GCJ-02 «для лучшей защиты конфиденциальности пользователей»[31][13]. Baidu предоставляет API для преобразования координат Google или GPS (WGS-84), GCJ-02, BD-09, MapBar или 51ditu в координаты Baidu или GCJ-02[32][12]. В соответствии с требованиями китайского законодательства[32], API для преобразования координат в WGS-84 отсутствует, но существуют реализации с открытым исходным кодом на R[14] и других языках программирования[24].
Обратное преобразование
Повидимому, система GCJ-02 использует несколько высокочастотных шумов в форме , 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[33][14]:
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[24], в то время как точный метод (метод простой итерации) позволяет получить «сантиметровую точность» за два вызова функции forward[34][33]. 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[14].
Установление рабочих методов преобразования в обоих направлениях в значительной степени приводит к устареванию наборов данных для отклонений, упомянутых ниже[35].
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 AutoNavi или NavInfo) обязаны приобрести алгоритм «коррекции смещения», который позволяет корректно отображать GPS-координаты на местной карте[35]. 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[36].
Google работает с китайской компанией location-based service AutoNavi с 2006 года, чтобы иметь возможность применять свои карты в Китае[37]. google.cn/maps (ранее Google Ditu) использует систему GCJ-02 как для своих карт улиц[38], так и для спутниковых изображений[39]. 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[40], 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[41].
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[42], и для её решения появились сторонние приложения[43]. Наборы данных со смещениями для большого количества китайских городов имеются в продаже[44]. 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[45].
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[46], и сдвинутые и правильные геоданные перекрываются. Это создает проблемы для пользователей, пересекающих границу, особенно для тех, кто не осведомлён об этой проблеме.
Примечания
- Surveying and Mapping Law of the People's Republic of China . National Administration of Surveying, Mapping and Geoinformation of China. Дата обращения: 7 апреля 2015. Архивировано 25 мая 2017 года.
- Rabaza Bergua, Carlos S., López-de-Larrínzar-Galdámez, Juan, Salvador Suárez, Iván, Usón Montesinos, Miguel, Muro Medrano, Pedro R. Restricciones al trabajo con información geográfica online en China . IV Jornadas Ibéricas de Infraestructuras de Datos Espaciales. Universidad de Castilla-La Mancha, Campus Tecnológico Fábrica de Armas, Toledo: JIIDE 2013 (13 November 2013).
- Surveying and Mapping Law of the People's Republic of China— National Administration of Surveying, Mapping and Geoinformation . en.nasg.gov.cn. — «Articles 7, 26, 40 and 42». Дата обращения: 27 февраля 2018. Архивировано 25 мая 2017 года.
- Hvistendahl, M. (24 January 2013). “Foreigners Run Afoul of China's Tightening Secrecy Rules”. Science. 339 (6118): 384—385. Bibcode:2013Sci...339..384H. DOI:10.1126/science.339.6118.384. PMID 23349263.
- Dingding, Xin. Unlawful surveys to be dealt severely, China Daily (7 March 2007).
- Liang, Yan. China cracks down on illegal online map services to protect state security (25 March 2008).
- China fines UK students for 'illegal map-making' (6 January 2009).
- Wang, Guanqun. China issues new rules on Internet map publishing (19 May 2010).
- Pasternack, Alex. If You're a Foreigner Using GPS in China, You Could Be a Spy . Vice (14 March 2013).
- Doctorow, Cory. Why your camera's GPS won't work in China (maybe) . Boing Boing (23 May 2015). Архивировано 24 мая 2015 года.
- Legality . Project China. OpenStreetMap. Дата обращения: 7 апреля 2015.
- Coordinate conversion (кит.). Baidu Maps. Дата обращения: 7 апреля 2015.
- 坐标转换API, Coordinate Conversion API (кит.). developer.baidu.com/map. Baidu. Архивировано 28 марта 2017 года.
- A package for geocoding, reverse geocoding and coordinate transformations between WGS-84, GCJ-02 and BD-09 coordinate systems (15 February 2014).
- 科研要为祖国和人民服务――记中国测绘科学研究院地图学与地理信息系统研究所党支部书记、所长李成名 (кит.). 中国共产党新闻网. 人民网(创先争优). — «然而,李成名及其团队作出决定:将“新地图”软件以只收取成本费用甚至免费的方式提供给各个城市。». Дата обращения: 30 марта 2017. Архивировано 4 августа 2011 года.
- Quickstart . Google Maps for AngularJS. Дата обращения: 7 апреля 2015.
- 手机地理轨迹取证步骤大解密 . IT168.
- 国内常见的电子地图坐标介绍 . 鲲鹏Web数据抓取.
- Google.com hybrid map of The Bund . Дата обращения: 7 апреля 2015.
- Google.cn map of The Bund . Google China. Дата обращения: 7 апреля 2015. Архивировано 15 января 2016 года.
- Yahoo! Map of The Bund . Дата обращения: 7 апреля 2015.
- MapQuest map of The Bund . Дата обращения: 7 апреля 2015. (недоступная ссылка)
- EvilTransform.cs (2 February 2013).
- Lee, Googol. Transform coordinates between Earth (WGS-84) and Mars in China (GCJ-02) .
- China GPS offset problem . SnapDragon Blog.
- MarsGeo . Omniref. Архивировано 16 апреля 2015 года.
- EvilTransform Ruby gem .
- FENG, Zili. ChinaMapDeviation (6 April 2015). Архивировано 7 апреля 2015 года.
- Guilbot, Maxime. ChinaMapDeviation (28 May 2013).
- Wu, Yongzheng. The Deviation of China Map as a Regression Problem . GitHub Pages. Дата обращения: 1 февраля 2016.
- Baidu LBS Open Platform FAQ . Baidu Developer. Дата обращения: 19 декабря 2016.
- WEB 服务 API - 坐标转换服务 (кит.). 百度地图开放平台 (6 марта 2014). Дата обращения: 23 марта 2019.
- 中国地图偏移算法 (кит.). Архивировано 21 февраля 2017 года.
- bewantbe. make gcj2wgs_exact() much faster, by using fixed… . GitHub. Дата обращения: 29 февраля 2016.
- Feng, Zili. The government charges Chinese companies for the "shift correction" feature (7 April 2015).
- Monument to the People's Heroes. Nokia Here street map and satellite map both use GCJ-02 coordinates . Дата обращения: 8 апреля 2015.
- Lee, Mark. Apple Shares Google China Map Partner in Win for AutoNavi: Tech . Bloomberg (6 July 2012).
- Monument to the People's Heroes. Google China street map uses GCJ-02 coordinates . Дата обращения: 8 апреля 2015. Архивировано 25 мая 2017 года.
- Monument to the People's Heroes. Google China satellite imagery uses GCJ-02 coordinates . Дата обращения: 8 апреля 2015. Архивировано 25 мая 2017 года.
- Monument to the People's Heroes. Google.com satellite imagery uses WGS-84 coordinates . Дата обращения: 8 апреля 2015.
- Could you please correct the offset in China due to GCJ-02 coordinate? . Google Earth. Google Product Forums (6 April 2014).
- OFFSET MAPPING ISSUE IN CHINA . Google Product Forums (5 March 2012).
- ABCMaps application to fix the China GPS offset (24 July 2010).
- Pasden, John. A More Complete iOS Solution to the China GPS Offset Problem (23 December 2014).
- Wang, Jian Shuo. All Maps in China are Transformed . Архивировано 16 января 2014 года.
- Google Maps near Hong Kong-Shenzhen border . Google Maps. Дата обращения: 19 декабря 2016.