43. Понятие геоинформ. С-мы (гис). Орг-ия данных в гис.

ГИС — это автоматизированная система, имею­щая большое количество графических и тематических баз данных, соединенная с модельными и расчетными функциями для манипу­лирования ими и преобразования в пространственную картографи­ческую информацию для принятия на ее основе разнообразных ре­шений и осуществления контроля.

Любая ГИС работает с базами данных двух типов — графичес­кими и атрибутивными или тематическими.

В графических базах данных хранится то, что принято назы­вать графической или метрической основой, атрибутивные содер­жат в себе так называемую нагрузку карты и дополнительные дан­ные, которые относятся к пространственным, но не могут быть прямо нанесены на карту — это описания территорий или инфор­мация, содержащаяся в отчетах.

ГИС имеет систему визуализации данных,выводящую на экран имеющуюся информацию в виде карт, таб­лиц, схем и т. п., и систему анализа данных, при помощи которой происходит их обработка и анализ. Также двумя необходимыми компонентами ГИС являются сис­темы ввода и вывода информации.

Организация данных в гис

К особенностям ГИС следует отнести наличие больших объемов хранимой в них информации. Кроме того, они отличаются специфичностью организации и структурирования моделей данных.

Данные реального мира, отображаемые в ГИС, можно рассматривать с учетом трех аспектов: пространственного, временного и тематического.

Пространственный аспект связан с определением местоположения, временной - с изменениями объекта или процесса с течением времени, в частности от одного временного среза до другого. Примером временных данных служат результаты переписи населения.

Тематический аспект обусловлен выделением одних признаков объекта и исключением из рассмотрения других.

Все измеримые параметры моделей геоинформационных данных подпадают под одну из этих характеристик: место, время, предмет. В большинстве технологий ГИС для определения места исп-ют один класс данных - координаты, для опр-ия параметров времени и тематической направленности - другой класс - атрибуты.

Геометрически информация, содержащаяся на карте, может быть определена как совокупность наборов точек, линий, контуров и площадей, имеющих метрические значения, отражающие трехмерную реальность. Эта информация образует класс координатных данных ГИС, являющийся обязательной характеристикой геообъектов.

Картографические объекты кроме метрической обладают некоторой присвоенной им описательной информацией (названия политических единиц, городов и рек). Характеристики объектов, входящие в состав этой информации, называют атрибутами.

Векторные и растровые модели

Основой визуального предст-ния данных при помощи ГИС-технологий служит графическая среда. Основу графической среды и соответственно визуализации базы данных ГИС составляют 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.

Векторные модели (ВМ) строятся на векторах, занимающих часть пространства в отличие от занимающих все пространство растровых моделей. Это определяет их основное преим-во - требование на порядки меньшей памяти для хранения и меньших затрат времени на обработку и представление. ВМ может орг-ть пространство в любой последовательности и дает "произвольный доступ" к данным.

В векторной форме легче осуществляются операции с линейными и точечными объектами. В растровых форматах точечный объект должен занимать целую ячейку. Это создает ряд трудностей, связанных с соотношением размеров растра и размера объекта.

Топологическая модель (ТМ). В общем смысле слово топологический означает, что в модели объекта хранятся взаимосвязи, которые расширяют использование данных ГИС для различных видов пространственного анализа. ТМ позволяют представлять элементы карты и всю карту в целом в виде графов.

Растровые модели. В растровых моделях весь объект (исследуемая территория) отображается в пространственные ячейки, образующие регулярную сеть. При этом каждой ячейке растровой модели соответствует одинаковый по размерам, но разный по характеристикам (цвет, плотность) участок поверхности объекта. В ячейке модели содержится одно значение, усредняющее характеристику участка поверхности объекта. В теории обработки изображений эта процедура известна под названием пикселизация.

Если векторная модель дает информацию о том, где расположен тот или иной объект, то растровая - информацию о том, что расположено в той или иной точке территории. Это определяет основное назначение растровых моделей - непрерывное отображение поверхности.

Растровые модели имеют следующие достоинства:

• растр не требует предварительного знакомства с явлениями, данные собираются с равномерно расположенной сети точек.

• растровые данные проще для обработки по параллельным алгоритмам и этим обеспечивают более высокое быстродействие по сравнению с векторными;

• многие растровые модели позволяют вводить векторные данные, в то время как обратная процедура весьма затруднительна для векторных моделей;