Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Что такое ГИС?
Географическая информационная система (ГИС) - это возможность нового взгляда на окружающий нас мир. Если обойтись без обобщений и образов, то ГИС - это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, также событий, происходящих на нашей планете.. Геоинформационные системы (ГИС) являются классом информационных систем. Геоинформационные технологии можно определить как совокупность программно-технологических средств получения новых видов информации об окружающем мире. Географическая информационная система или геоинформационная система (ГИС) - это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, анализ и отображение пространственных данных и связанных с ними непространственных, а также получение на их основе информации и знаний о географическом пространстве.
2. Область применения.
. Возможности геоинформационных систем могут быть задействованы в самых различных областях деятельности. Вот лишь некоторые примеры использования ГИС:
административно-территориальное управление
телекоммуникации
оперативное диспетчерское управление
транспорт
силовые ведомства
сельское хозяйство
3.История
Начальный период (поздние 1950е — ранние 1970е гг.)
Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы.
Запуск первого искусственного спутника Земли
Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах.
Появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х.
Период государственных инициатив (нач. 1970е — нач. 1980е гг.)
Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:
Автоматизированные системы навигации.
Системы вывоза городских отходов и мусора.
Движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т. д.
Период коммерческого развития (ранние 1980е — настоящее время)
Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных.
Пользовательский период (поздние 1980е — настоящее время)
Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и «открытость» программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских «клубов», телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры.
4. Классификация:
-как информационная система(по объему обрабоат данных, открытая и закрытая: откр-может меняться функциональная программа настраивается интерфейс; закрытая – нельзя ввести изменения)
-по пространственному захвату(глобальная, субконтинентальная, национальн, межнацион, региональн, субрегионально, лоуальная)
В РФ различ-т: федеральн, региональн, муниципальн, локальн.
-по специальзации (анализ, оуенка, мониторинг, прогноз, управление, планирование)
-предметы и области использования.
5. Основные функции.
-Обработка пространственных данных (оцифровка, редактирование, трансформации)
-управление пространственными данными(архивирорвание, создание запросов)
-Пространственный анализ(измерении, буферизация)
-графический вывод(масштабирование, 3д моделирование, изготовление карт)
6. функциональная схема ГИС.
-Система ввода
-Система управления базами данных
-Система обработки и анализа
-Система визуализации
-Система вывода
7. Техническое обеспечение - это комплекс аппаратных средств, применяемых при функционировании ГИС: рабочая станция или персональный компьютер (ПК), устройства ввода-вывода информации, устройства обработки и хранения данных, средства телекоммуникации.
Комплекс технич средств использ для реализ функцион возможн геоинформац систем, включая устройства ввода, обработ, зранения и передачи данных.
Персональн комп.
Дегитайзер(для ввода граф информ)(оцифровка изображ)
Сканер.
Принтеры и плоттеры
Сервер(выбир в зависимости от конфигурации сети и колич рабоч мест)Для хранения больших массивов данных сервер между соб соед устройством хр данных.
Дисковые массивы
8.9. Система ввода.
Назначение: получение данных с устройств ввода,преобразование получ данных во внутренний формат ГИС. (мышь,клавиатура, сканеры, планшеты…)
10.11. Система управлении базт простр данными.
В кач базов системы управления данными могут использ внутренние средства управления данными и внешние. Внутр: имеют небольш емкость храним объектов(10 тыс). Внешние предназнач для хранения больших массивов данных (>100 тыс)
В кач внешних систем управления пространств данными выступает промышл СУБД (orakle,ingress,informiks)
Простр данные имеют свою специфику: графич данные(имеют корд основу), атрибутивные данные(предст из себя данные об объекте котор нельзя отразить на карте).
Д/пользователя этот механизмом хранен простр данных чаще всего скрыт.
Форматы: графический, форм БД.
Графич(растровые…основным форматом хранения растровых данных является формат tiff, jpg,dif.
Векторные формат dwg
12.13. Обработка и анализ.
Предназн для работы с пространств данными выполнение операций поиска, сортировки, группировки, выполн специальн географич функций(площ, расстоян)….
14. 15.Система визуализации.
Назначение: вывод информации на устройство отображения данных. Устройство отображения данных:видиодисплейные терминалы, мониторы, принтеры, плоттеры,3д мониторы, галографич устройства.
16.17. Система вывода.
Вывод информации на другие ГИС преобразование данных в обменные форматы или форматы других ГИС.
Передача данных в ГНСС приемники или в электрические геод приборы.
18.Организация данных в ГИС.
Тематические данные хранятся в ГИС в виде таблиц, поэтому проблем с их хранением и организацией в базах данных не возникает. Наибольшие проблемы представляет хранение и визуализация графических данных. Основой визуального представления данных при помощи ГИС-технологий служат специальные графические модели. Они подразделяются на векторные и растровые модели. В общем случае модели пространственных (координатных) данных могут иметь векторное или растровое (ячеистое) представление, содержать или не содержать топологические характеристики. Этот подход позволяет классифицировать модели по трем типам: растровая модель; векторная нетопологическая модель; векторная топологическая модель. Все эти модели взаимно преобразуемы. Тем не менее, при получении каждой из них необходимо учитывать их особенности. В ГИС форме представления координатных данных соответствуют два основных подкласса моделей - векторные и растровые (ячеистые или мозаичные). Возможен класс моделей, которые содержат характеристики, как векторов, так и мозаик. Они называются гибридными моделями.
19. Понятие слоя.
Карты в ГИС всегда организованы послойно. Каждый тематический слой карты - множество объектов карты, сгруппированных по принципу тематической близости - слой гидрографии, слой дорог, слой лесных выделов, слой границ землевладений. Слои могут перекрывать друг друга, лежать выше или ниже.
20.Взаимосвязь между координатными моделями.
Первый тип - взаимосвязи для построения сложных объектов из простых элементов, например, взаимосвязи между дугой и упорядоченным набором определяющих ее вершин, взаимосвязи между полигоном и упорядоченным набором определяющих его линий. При этом используют процедуры агрегации и обобщения.
Второй тип - взаимосвязи, которые можно вычислить по координатам объектов. Например, координаты точки пересечения двух линий определяют взаимосвязь типа "скрещивается" и наличие четырехвалентного узла. Табличные координаты отдельной точки и данные о границах полигонов позволяют найти полигон, включающий данную точку. Этим определяется взаимосвязь типа "содержится в". Используя данные о границах полигонов, можно установить, перекрываются ли полигоны и гем самым установить взаимосвязь типа "перекрывает". Другими словами, второй тип связи содержится в атрибутивных данных в неявном виде.
Третий тип - "интеллектуальный". Эти взаимосвя *и нельзя вычислить по координатам, они должны получать специальное описание и семантику при вводе данных. Например, можно вычислить пересечение двух линий, но, если этими линиями являются автодороги, нельзя сказать пересекаются они или в этом месте находится развязка автодорог. Следовательно, для решения дополнительных задач необходима дополнительная информация о связях. Учет связей происходит при кодировании данных, т.е. в подсистемах семантического моделирования.
21. Основные модели данных.
Векторная – основываетсяна представлении карты в виде точек, линий и плоских замкнутых фигур. Онислужат для предоставления информации которую нужно будет в дальнейшемобрабатывать.
Растровые модели –основываются на представлении карты с помощью регулярной сетки одинаковых поформе и площади элементов. Они дают информацию о том что именно расположено втой или иной точке территории, а векторная о том где расположен элемент.
22. Векторныеструктуры данных дают представление географического пространства болееинтуитивно понятным способом и очевидно больше напоминают хорошо известныебумажные карты. Существуют несколько способов объединения векторных структурданных в векторную модель данных, позволяющую исследовать взаимосвязи междупоказателями внутри одного покрытия или между разными покрытиями.
Векторные объекты (используются в нетопологической и топологической моделях данных):
1. Точки – 0-мерные (точечные) объекты, характеризуемыекоординатами на плоскости или в пространстве.
2. Мультиточки – 0-мерные (точечные) объекты, состоящиеиз нескольких (не менее одной) точек. Этот тип объектов является обобщениемтипа «Точки».
3. Линии (полилинии, полиполилинии) – 1-мерные(линейные) объекты, состоящие из последовательности (не менее двух) точек,соединённых между собой отрезками (сегментами, дугами). Заметим, что не всепоследовательные точки могут соединяться между собой отрезками, а потомуобъекты данного типа могут иметь разрывы, т.е. быть топологически несвязанными.Топологически связанные линии обычно называют полилиниями, а несвязанные –полиполилиниями.
4. Полигоны (области, регионы) – 2-мерные (площадные)объекты, состоящие из нескольких (не менее одного) контуров, заданных в видепоследовательности замкнутых линий, и частей плоскости внутри контуров.
Вышеприведенные типы векторных фигур называют простымив противовес следующим:
5. Сложные фигуры (фигуры оформления, объекты САПР) –разнообразные 0-, 1-, 2- и 3-мерные фигуры, используемые в ГИС для оформления.При этом на практике используются прямоугольники, эллипсы, дуги эллипса,сплайны, внедренные изображения (в виде растров и метафайлов), OLE-объекты,различные текстовые надписи, указатели, размерные линии, а также специальныеобъекты для оформления карт в ГИС (масштабные линейки, стрелки направления насевер, легенды карты, фрагменты других карт)
23.24.Топологическая и не топологическая модели.
Топологию применяют длявыделения пространственной связи между объектами, она обеспечивает связь междутоками, линиями, полигонами .Топология вкл в себя информац какие условные знаки соответствуют определенным объектам, как точки соеденены друг с другом и какие точки и линии образуют полигоны .Позволяет пользователю извлекать информацию, например о том какое перекрытие имеет полигоны,находится ли илния внутриполигона, и определять на ск близко объект расположен др к другу.
Для созданиявекторных топологических моделей необходимо учесть следующие особенности или топологические свойства:
Связность - контуры, дороги и прочие векторы должны хранится как взаимосвязанные друг с другомобъекты, а не как независимые наборы точек. Узлы пересечения контуров, информацияоб их взаимном расположении вносится в БД;
Тип пересечений. Например,пересечение 3-х линий называется трехвалентным, 4-х линий – четырехвалентнымБлизость – численный показательблизости объектов друг к другу.
Ориентация, направленность(от объекта А к объекту В). Например, река, имеющая направление движения;
Примыкание (наличиеобщей границы, точек).
Нетопологические.
Любой линейныйобъект (горизонтали рельефа, разломы, …) можно представить в видепоследовательности отрезков прямых линий с координатами точек начала и концаэтих линий, обязательно наличие уникального идентификационного номера ID .Таким образом, может быть описана кривая с любой степенью точности. Чем меньшедлина отрезка, описывающего кривую, тем выше точность.
Полигональные илиплощадные объекты описываются подобным образом в выбранной последовательности (почасовой стрелке или против). Начальная и конечная пара координат должнысовпадать.
25.Основные характеристикирастровой модели.
Это графические модели, которыесостоят из сетки отдельных элементов (точек растра) или пикселов.
-разрешение
-значение
-ориентация
-зона
-положение
Разрешение – это минимальнлинейн размер наименьшего участка протранства или поверхности отображенной 1пикселем. Пиксели обычно представл собой прямоугольники или квадраты болеевысокого разрешения., облад растром с наименьш размером чейки.
Значение – элемент информациихранящийся в элементе растра(пикселе).
При обработке растраприменяется типизир-е данные. Тип значений в ячейках растра определ как реальн.Явление, так и особенностями конкретн геоинформац сист.
Ориентация – угол междунаправлением на север и колонками растра(их положением)
Зона – соседствующие друг сдругом ячейки имеющие одинаковое значение .Зоной могут быть как отдельные объекты, так и прир явления, ареалы типов почв….Для указания всех зон с одним и тем же значением используют понятие класс зон.
Буферные зоны – зона границыкоторой удалены на известное расстояние от какого либо объекта(водоохранныезоны)
Положение- обычно задается упорядоченной парой координат которые определют положение объекта впространстве!К достоинствам растрового формата можно отнестибыстроту формализации и представления в машинно-читаемом виде. Недостаткомрастрового представления информации является значительный объем файлов, сказывающийся в основном на скорости обработки информации на компьютерах снебольшими размерами оперативной памяти и времени вывода изображения на экран.Для преодоления подобных недостатков используются различные способы сжатия(упаковки) информации от простейшего группового или лексикографического кода.
26.Основныеформаты хранениярастровых данных.
выполняют пространственный анализ и подготавливают кпечати пространственные данные в растровой и векторной формах. Наиболеераспространенными растровыми форматами, используемыми в ГИС, являются TIFF,BMP, JPG. TIFF (Tagged Image File Format) - это платформенно-независимый форматфайла, предназначенный для обмена изображениями высокого качества междунастольными издательскими системами и связанными с ними приложениями. ФорматTIFF считается одним из лучших форматов для изображений: компактен и хорошооперирует черно-белыми и цветными изображениями, а также изображениями вградациях серого. Основным недостатком формата является большое количестворасширений, что требует точной передачи в заголовке типа расширения.
GeoTIFF - это DRG расширение формата файла TIFF, предназначенноедля передачи изображений, имеющих пространственную привязку.
Разрабатывается лабораторией по разработке ракетных иреактивных двигателей (Jet Propulsion Laboratory) NASA. Формат поддерживаетпредставления изображений, растр; дополнительно передается система координат,проекция, параметры геометрической коррекции.
BMP (bit map, bitmap) - простой и широкораспространенный формат файла для хранения растровых изображений в видебитового двоичного массива, разработанный фирмой Microsoft. Используется такжедля экспорта и импорта изображений между приложениями операционных системWindows
29. Операция наложения друг надруга двух или более слоев, в результате которой образуется графическаякомпозиция, или графический оверлей исходных слоев, или один производный слой,содержащий композицию пространственных объектов исходных слоев, топологию этойкомпозиции и атрибуты, арифметически или логически производные от значенийатрибутов исходных объектов в топологическом оверлее векторных представленийпространственных объектов. Выполнение операции топологического оверлея зачастуютребует "очистки" производного слоя от, как правило мелких,паразитных, или ложных полигонов образующихся из-за несогласованности границисходных слоев (например, в результате ошибок цифрования), получивших такженаименование иглообразных полигонов по их характерной игольчатой,лучинообразной форме;
Оверлейные операции - это действия, в результате которых выполняетсяобъединение пространственных характеристик покрытий ARC/INFO в новый слой иреляционное соединение их атрибутивных таблиц .Полигональные оверлеи - этоспециальная операция наложения одного полигонального покрытия на другоеполигональное покрытие и их атрибутов для создания нового полигональногопокрытия
30. Топологическими называются свойства, которые неизменяются при деформациях, производимых без разрывов и склеиваний.
Например, возьмем изображение сложенного пазла ирастянем его так, чтобы картинка стала трудно различимой. Несмотря на такоеварварское отношение, кое-какие его свойства останутся прежними. Во-первых, неизменится число элементов. Во-вторых, каждый элемент сохранит свое место средисоседей и на каждом будет тот же рисунок, хотя и искаженный. Если части линиина рисунке были соединены, то они будут едины и после растягивания.
Классификациятопологических отношений
Можно выделить три класса топологических отношений(внутренние, межобъектные и концептуальные). Каждый класс определяет большуюгруппу топологических отношений, которые отражают элементы внутренней или внешнейтопологии. Указанные классы могут перекрываться, взаимодополнять друг друга.
1)внутренние – определяют целостностьобъекта как совокупности элементарных геометрических частей и семантическогоконтекста;
2)концептуальные – топологические отношения,устанавливающие наиболее общие правила расположения объектов, относящихся кразным классам ;
3)межобъектные – топологические отношения,устанавливаемые между парой объектов
Установление топологическихотношений базируется на геометрическом расположении объектов на карте.
31. Атрибутивная информация в ГИС
Качественные иликоличественные (неграфические) данные, представленные в виде свойств илихарактеристик, относящихся к определенному пространственному объекту базыданных ГИС, носят название атрибутивных данных (Attribute Data) [39].Атрибутивные данные географических объектов представляются в форме специальныхатрибутивных таблиц, состоящих из строк и столбцов. Таблица атрибутов объектов- это особый тип файла данных, хранящий информацию о каждой точке, дуге илиполигоне. Она содержит стандартные атрибуты, появляющиеся в определенномпорядке. Таблицы этого типа содержат все данные тематических атрибутов,связанные с пространственной информацией карты. В файле возможно любое числоатрибутов, однако все строки имеют одинаковый формат и длину. Одни и те же колонкиили поля в каждой записи всегда представляют определенный атрибут объекта.
33. К основным понятиям сетевой модели базы данныхотносятся: уровень, элемент (узел), связь.
Узел— этосовокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схемеиерархического дерева узлы представляются вершинами графа.В сетевой структуре каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.
Сетевые базы данных подобны иерархическим,за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которыесоединяют родственную информацию.
Несмотря на то, что эта модель решает некоторыепроблемы, связанные с иерархической моделью, выполнение простых запросовостается достаточно сложным процессом.
Также, поскольку логика процедуры выборки данныхзависит от физической организации этих данных, то эта модель не являетсяполностью независимой от приложения. Другими словами, если необходимо изменитьструктуру данных, то нужно изменить и приложение.
34. Иерархическая структура представляет совокупностьэлементов, связанных между собой по определенным правилам. Объекты, связанныеиерархическими отношениями, образуют ориентированный граф (перевернутоедерево).
К основным понятиям иерархической структуры относятся:уровень, элемент (узел), связь. Узел - это совокупность атрибутов данных,описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлыпредставляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связантолько с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое деревоимеет только одну вершину (корень дерева), не подчиненную никакой другойвершине и находящуюся на самом верхнем (первом) уровне. Зависимые (подчиненные)узлы находятся на втором, третьем и т.д. уровнях. Количество деревьев в базеданных определяется числом корневых записей.
Иерархические базы данных могут быть представлены какдерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает одинобъект, второй— объекты второго уровня ит.д.
Между объектами существуют связи, каждый объект можетвключать в себя несколько объектов более низкого уровня.
35.36. реляционная модель базы данных состоит из трех частей,описывающих разные аспекты реляционного подхода: структурной части,манипуляционной части и целостной части.
В структурной части модели фиксируется, чтоединственной структурой данных, используемой в реляционных базах данных,является нормализованное парное отношение.
В манипуляционной части модели утверждаются двафундаментальных механизма манипулирования реляционными базами данных -реляционная алгебра и реляционное исчисление. Первый механизм базируется восновном на классической теории множеств (с некоторыми уточнениями), а второй -на классическом логическом аппарате исчисления предикатов первого порядка. основнойфункцией манипуляционной части реляционной модели базы данных являетсяобеспечение меры реляционности любого конкретного языка реляционных баз данных:язык называется реляционным, если он обладает не меньшей выразительностью имощностью, чем реляционная алгебра или реляционное исчисление.
38. SQL является, преждевсего, информационно-логическим языком, предназначенным для описания хранимыхданных, для извлечения хранимых данных и для модификации данных. SQL неявляется языком программирования.
Изначально, SQL был основнымспособом работы пользователя с базой данных и представлял собой небольшуюсовокупность команд (операторов) допускающих создание таблиц, добавление втаблицы новых записей, извлечение записей из таблиц (в соответствии с заданнымусловием), удаление записей и изменение структур таблиц. В связи с усложнениемязык SQL стал более прикладным языком программирования, а пользователи получиливозможность использовать визуальные построители запросов.
0. Масштаб варьирует в широких пределах: от 1:500 дляконкретных объектов в городах до обзорных карг мельче 1:2 500 000 дляРоссийской Федерации в целом. Научно-технический совет Роскомзема рекомендовалв 1993 г. для изготовления государственных земельно-кадастровых (базовых) карти планов следующие масштабы: Москва и Санкт-Петербург — 1:500, 1:1000; крупныепромышленные и культурные центры — 1:1000, 1:2000; города, поселки, сельскиенаселенные пункты — 1:2000; пригородные зоны крупных городов и промышленныхцентров— 1:5000; основная земледельческая зона России — 1:10 000; землистепной, лесостепной и южнотаежной зон, вовлеченные в интенсивноесельскохозяйственное использование, — 1:25 000; земли среднетаежной, лесотундрово-северотаежнойи полярно-тундровой зон—1:50000, 1:100 000.
41.Тематическое содержание картографических документов ГЗК должно обеспечивать соответствие принятойструктуре информационных фондов, тематических баз данных, соответствующихустановленным разделам ГЗК: регистрация земельных участков, учет количества икачества земель, оценка земель. Базовая земельно-кадастровая карта обязательнадля всех административно-территориальных образований РФ.
42. Базовые земелыю-кадастровые карты предназначены дляучета границ и площадей полей, участков, элементов инфраструктуры, объектовземельной собственности, землевладений и землепользовании. Эти объекты должныиметь четкие естественные и/или юридически установленные и обозначенные внатуре (при межевании) границы земельных участков и контуры угодий. Порекомендации Научно-технического совета Роскомзема (23.04.1993 г.) к объектам счеткими контурами относят объекты, месторасположение и очертание которых могугбыть найдены на местности и обозначены на издаваемой карте с ошибкой не более0,1 мм.
Базовые земелыю-кадастровые карты адекватно отображаютпространственное расположение объектов землепользования в натуре. В зависимостиот хозяйственной значимости объектов требования к точности определения ихграниц в натуре относительно используемой системы координат варьируют в широкихпределах: ог Шсм и менее в Москве и Санкт-Петербурге до 10 м и менее вадминистративных районах и до 25 м в субъектах Российской Федерации.
43, Картографическая система ГЗК состоит из шести снизанных между собой подсистем: программа (проект) серии карт, составление базовых карт серии, базовая серия, использование базовых карт, серия производственных карт, архивный фонд карт (рис. 4.1).
Программу картографической системы, н соответствии с которой ее создают, разрабатывают совместно с проектом системы ГЗК. Она, исходя из задач, функций, структуры и состава информационной системы требований к точности и достоверности данных, определяет состав и содержание серии карт, технологии составления карт и поддержания их на современном уровне. Базовая серия включает необходимый комплект первичных карт, на основе которого формируют информационную систему территориальных подразделений нижнего уровня веления кадастра. Посте этого составляют аналогичные карты для территориальных полразделений среднего и верхнего уровней и различные карты Для выполнения качественной и экономической оценки, решают Другие задачи. Каждая подсистема картографической системы, обеспечивая функционирование других ее подсистем, одновременно формиру. ет ГЗК, его подсистемы и их звенья (рис. 4.2). Например, картографическая система является важной составной частью Государственного земельного кадастра, охватывающей все его технологические стадии и обеспечивающей решение задач и выполнение функций ГЗК. Это связано с тем, что адекватную кадасглэовому объекту и предмету картографическую информацию используют на всех стадиях кадастрового цикла, так как на всех стадиях ведения ГЗК необходимо учитывать и использовать территориально распределенную информацию.
На разных стадиях кадастровые карты создают с помощью следующих основных методов: предпроектные исследования, проектирование и составление карт.
44. Основой формирования пространственных данных должны быть следующие принципы:
!. Использование системного подхода как основы создания и применения картографических моделей, как методологии исследования и проектирования системы и как научного метола разработки эффективных компьютерных техноло!ий.
2. Применение математико-клртотрафического моделирования как способа отображения элементов и объектов местности.
3. Управляемость цифровыми картографическими данными.
4. Однократный сбор и обработка пространственных ланных и их многократное использование многими потребителями.
Картографические модели формируются в виде структурированных цифровых данных в рамках номенклатурных листов карт отечественною издания.
45. Цифровая информация о местности должна удовлетворять следующим требованиям:
формироваться в рамках номенклатурных листов базовой крупномасштабной топографической карты;
создаваться в принятой системе координат и картографической проекции, например в равноугольной иоперечно-иидигщриче-ской проекции Гаусса^ Крклера;
иметь классификацию элементов и объектов местности, соответствующую классификации, принятой для базовой крупномасштабной топографической карты;
иметь минимально необходимый для решения пользовательских задач объектовый состав;
обеспечивать возможность машинного определения данных о месторасположении объектов и их характеристик;
обеспечивать сшивку изображения по элементам и объектам на отдельные участки (районы) местности и территории;
иметь структуру представления, обеспечивающую возможность внесения изменений и дополнений без искажения имеющихся данных и ухудшения их точиостых характеристик;
обеспечивать преобразование программным путем информации из векторной формы представления в растровую и наоборот
46. Цифровая карта – математическая модель графического изображения бумажных карт, общепринятых в картографии. В некотором смысле цифровая карта является упрощенным представлением ЦММ, включая в себя только те данные по объектам местности, которые непосредственно отображаются на карте.
Цифровые карты классифицируют:
по видам использующих их автоматизированных систем: для использования в автоматизированных системах управления (АСУ); выполнения в автоматизированных системах навигации (АСН): наземной, воздушной, водной, космической; автоматизированных систем хозяйственного комплекса;
назначению: для решения расчетных задач отображения и моделирования оперативной информации и местности; задач отображения обстановки и местности на экранах коллективного и индивидуального пользования;
видам и масштабам: цифровые карты городов масштабов 1:10 000, 1:25 ООО; электронные топографические карты различных территориальных образований масштабов от 1 :25 ООО до 1:1 ООО ООО; электронные авиационные карты масштабов от 1:500 000 до 1:4 000 000; электронные тематические карты;
способам представления (изображения) информации: двухмерные модели (х, у); трехмерные модели (х, у, Я); четырехмерные или пространственно-временные модели (х, у, I/, г);
формам представления: векторные; растровые.
В хозяйственных системах цифровые карты (ЦК) должны обеспечивать оперативное управление хозяйственным комплексом в целом по отраслям, планирование использования материальных и природных ресурсов страны, анализ социальных процессов, моделирование управления ресурсами и принятия решений при действиях в экстремальных ситуациях, мониторинг экологической обстановки, создание и веление государственных и ведомственных кадастров.
47, Правша цифрового описания картографической информации — свод систематизированных прелтшеаний, регламентирующих содержание, структуру и порядок формирования цифровой картографической информации при создании цифровых топографических карт.
Объект топографической карты — структурная единица картографической информации, отображающая в соответствии с требованиями нормативно" документации объект местности или другую информацию, обязательной для отображения на топографической карте.
Цифровое описание объекта цифровой топографической карты (ЦЩ}— формализованное представление в цифровом виде данных об объекте топографической карты, которое включает цифровое описание пространственного распространения объекта (метрика объекта III К- его смыслового содержания (семантика объекта ЦТК) и пространственно-логических связей объекта с другими объектами данного номенклатурного листа топографической карты.
Два основных раздела правил цифрового описания картографической информации определяют:
требования к содержанию и структуре цифрового описания картографической информации в составе ЦТК;
правила цифрового описания картографической информации.
Основные требования, которым должно удовлетворять цифровое описание картографической информации, следующие:
обеспечение возможности представления в цифровой форме любой информации, содержащейся на топографических картах соответствующих масштабов;
включение в цифровое описание объектов ЦТК данных как об их месторасположении и плановом очертании, так и о смысловом содержании с точностью и полнотой, соответствующей требованиям основных положений по созданию и обновлению топографических карт масштабов от 1:10000 до 1:1000 000;
реализация представления объектов в объектно-ориентированной форме;
обеспечение однозначности интерпретации цифровой картографической информации при ее обработке;
обеспечение возможности авгоматического формирования машинных записей объектов, предусмотренных структурой и составом ЦТК.
Цифровое описание картографической информации проводят в такой последовательности: определяют характер локализации обкктои' Формируют метрику и семантику объектов; осуществляют цифровое описание пространственно-логических связей объектов.
Объекты ЦТК описывают с учетом следующих основных параметров: характера локализации, сложности формирования цифрового опиезния и ориентирования относительно системы координат.
Цифровое описание характеристик объекта ЦТК должно содержать:
код характеристики в соответствии с се наименованием по классификатору объектов ЦТК; значение (при наличии);
координаты точки (точек) привязки (при необходимости).
Значение характеристики, если в соответствии с классификатором объектов ЦТК она имеет множество значений, должно соответствовать одному из следующих вариантов:
для количественных характеристик — числовое значение;
качественных характеристик—код соответствующего значения;
характеристик типа «имя собственное» — собственное имя объекта в текстовой форме.
48. Основные крупные блоки:
фотограмметрическая подсистема, при помоши которой осуществляются ввод и преобразование полутоновых цветных или черно-белых снимков, обработка или выдача конечной продукции в виде ортофотопланов (полутоновые изображения участка местности в ортогональной проекции) или штриховых кадастровых планов;
подсистема цифрования ортофотопланов и карт, при помоши которой преобразуются в цифровой вид имеющиеся планы и карты;
подсистема цифровой обработки, хранения и отображения картографической информации, которая служит для создания цифровой модели местности (ЦММ) путем преобразования растровых изображений в векторную форму, формирования тематических слоев, создания специальных хранилищ информации (баз ланных) и электронных карт, выдачи готовой продукции в виде цветных земельно-кадастровых и других тематических карт.
50.В наиболее обшем виде ГИС-технология создания цифровых карт следующая.
1. Подготовка исходных материалов и ввод данных со следующих источников информации:
с накопителей электронных тахеометров;
приемников GPS;
систем обработки изображений;
на основе дигитализации (цифрования) материалов обследований, авторских или составительских оригиналов, а также имеющихся планово-карто1рафичсских материалов;
на основе сканирования исходных материалов и трансформирования полученного растрового изображения.
2. Формирование и редактирование слоев создаваемой карты и таблиц к ним, а также формирование базы данных.
3. Ввод табличных и текстовых данных с характеристиками объектов (атрибутов).
4. Разработка знаковой системы (легенды карты).
5. Совмещение слоев, формирование картографического изображения тематической каргы и его редактирование.
6. Компоновка карты и формирование макета печати.
7. Вывод каргы на печать.
51. Способ значков (рис. 4.5) применяют для изображения объектов, локализованных в пунктах и не выражающихся в масштабе карты (населенные пункты, промышленные предприятия и т. п.). Различают три вида значков: геометрические (простые и структурные), буквенные и наглядные, которые показывают месторасположение объекта, его качественные и количественные характеристики посредством формы, внутреннего рисунка, цвета и размера. Размеры значков не соответствуют плошади, занимаемой объектами, они позволяют только определить месторасположение, свойства, динамику объекта. Способ линейных знаков (рис. 4.6) применяют для изображения на картах различных линейных объектов, ширина которых не выражается в масштабе карты. К таким объектам относятся границы, реки, дороги и др. Для передачи качественных и количественных
характеристик объектов используют рисунок, цвет, структуру линейных знаков.
52.Способ качественного фюна (рис 4.7) применяют на картах для подразделения территории на однородные в качественном отношении участки, выделяемые по тем или иным природным, экономическим или политико-административным признакам.
Его используют для характеристики явлений, сплошных на земной поверхности (климат, растительность), занимающих на ней значительные площади (почвенный покров) или имеющих массовое распространение (население). Плошали раскрашивают разными цветами или
различными видами штриховки. Этот способ применяют как основной для оформления почвенных, геоботанических, геологических и других карт.
Способ количественного фона применяют на картах для подразделения территории по одному или нескольким количественным показателям. При этом изображенную на карте территорию разделяют на отдельные участки в соответствии со значениями показателя. Для каждого учаегка указывают количественную характеристику показателя согласно установленной ступенчатой шкале. 'Гак же, как и для способа качественного фона, на карте используют окраску (или штриховку) участков территории различными кетовыми тонами. В отличие от способа качественного фона окраску выполняют разными по насътщенности тонами одной цветовой гаммы. С увеличением количественного значения показателя увеличивается насыщенность тона.
Способ количественного фона применяют, например, на агрохимических картах (содержание в почвах подвижного фосфора, обменного калия).
53. Способ изолиний (рис. 4.8) применяют для изображения на картах явлений, имеющих сплошное, непрерывное и при этом более или менее плавное распределение на зна'гательной территории. Изолинии — это линии равных значений какого-либо количественного показателя (изогипсы, изотермы, изобаты и Т. п.). Это очень удобный, гибкий и высокоинформативный способ изображения. Он позволяет передать не только количественные характеристики явлений, но и их динамику, перемещение, связь одних явлений с другими. Изолинии применяют для реальных непрерывных (рельеф суши и морского дна, температура, количество осадков) и условно-непрерывных (плотность населения, густота овражно-ба-лочной сети) явлений. В этом случае их называют псевдоизолиниями, т. с. изолиниями условно-абстрактных расчетных показателей.
cпособ знаков движения (рис. 4.10) применяют для отображения на картах пространственных перемещений (морских течений, перевозок). Этим способом можно изображать различные объекты, например точечные (движение отдельного корабля), линейные (перемешише атмосферных фронтов), площадные (перемещение ледников), а также направления, количество, скорость перемещения, структуру перевозимого груза и другие данные. Для отображения применяют стрелки (векторы) и полосы (эпюры) разного цвета, рисунка, ширины
54. Точечный способ (рис. 4.12) — способ изображения на картах явлений рассеянного распространения, неравномерно размешенных на обширных площадях. Для реализации этого способа на карте используют большое число точек. Каждая из них имеет определенный «вес*. Например, одна точка соответствует 500 га посевов пшеницы или 1000 голов крупного рогатого скота. С применением точечных обозначений разного размера или цвета на карте достаточно подробно в качественном и количественном аспектах отображают разные явления, их структуру и размещение на территории. Способ ареалов (рис. 4.11) применяют в тех случаях, когда необходимо обозначить район, в пределах которого распространены те или иные однородные объекты (полезные ископаемые, сельскохозяйственные культуры, животные и т.д.). Для передачи ареала на карте используют различныеприемы: ограничение ареалов *—сплошной или пунктирной линией, окраску ареала, штриховку, надписи в пределах ареала, отдельный рисунок или иные графические приемы для указания пределов распространения явления.
55,Способ локализованных диаграмм (рис. 4.9) — способ изображения, при котором диаграммы привязаны к определенным пунктам. Но при этом характе-
и их подписи ризуют нс только эти пункты. Например, локализованные диаграммы, показывающие динамику метеорологических явлений. Они относятся к пунктам расположения метеостанций и дают представление о климате данного района. Способ картограммы (рис. 4.13) применяют для отображения относительных показателей по ячейкам территориального, чаще всего административного деления. Относительными показателями могут быть: гогота (поселений, речной сети), плотность (населения), доля (земель, посевных площадей) в общей площади района или сельскохозяйственного предприятия.
Показатели изображают на карте окраской или штриховкой в пределах административно-территориальных единиц. С увеличением значения показателя увеличивается насыщенность цветового тона.
Способ картодиаграмм (рис. 4.14) применяют для изображения абсолютных показателей в пределах административно-территориальных единиц. Такими показателями могут быть число жителей по районам, сельскохозяйственным предприятиям или плошали под сельскохозяйственными угольями, культурами и т.д. Для графического оформления на карге используют диаграммные знаки в виде окружностей, квадратов или других геометрических фигур, размеры которых зависят от значения показателя.
Картодиаграммы могут быть линейными (столбчатыми), когда длина столбца пропорциональна значению показателя; площадными, когда плошали пропорциональны сравниваемым величинам и объемными. Среди вышеперечисленных различают струк-rvpinje картодиаграммы, изображающие составные части показателя, а также совмещенные