10. Векторные модели данных: понятие объекта, геометрические примитивы, форматы векторных данных, области применения в гис.

Понятие о векторном формате связано с представлением линейных объектов в виде набора образующих их точек: любая кривая может быть описана с заданной точностью совокупностью отрезков прямых (или векторов), соединяющих эти точки (рис. 7).

Таким образом, фундаментальными понятиями для векторных ГИС являются: вершина (точка) и дуга - линия, составленная одним или несколькими отрезками. Площадные объекты (полигоны) задаются наборами дуг. Каждый отрезок дуги может являться границей между двумя полигонами.

Векторная модель отличается рядом особенностей, делающих ее более привлекательной для работы в ГИС по сравнению с растровой. Векторная модель помогает расположить слои с объектами разного типа в любой последовательности. Модель дает произвольный доступ к объектам по их названию или идентификатору. В такой форме легче осуществляются операции с объектами: выбор по свойству, анализ, замена условных обозначений и т. д. Векторная модель имеет значительное преимущество по точности (рис. 8). Многие приложения, использующие графику для расчетов, работают только с векторными файлами, т. к. такая технология более эффективна.

Показ векторного изображения в любом масштабе происходит без искажения, поскольку при отображении на экране программа, используя математическое описание каждого объекта, всегда может вычислить расположение и цвет пикселов экрана так, чтобы оптимальным образом передать изображение. Возможными становятся и такие режимы показа, которые не имеют аналогов в способах отображения растровой информации - например, показ поверхности в каркасном представлении (рис. 9).

Векторные модели с помощью дискретных наборов данных (линий, полигонов) отображают непрерывные объекты или явления. Следовательно, можно говорить о векторной дискретизации. При этом векторное представление позволяет отразить большую пространственную изменчивость, чем растровое, что обусловлено более четким показом границ (рис. 10).

И наконец, при хранении в памяти компьютера векторные объекты занимают меньший (в 100-1000 раз) объем памяти, легко редактируются, масштабируются и трансформируются без искажений.

Объект – обозначение пространственного элемента, который также называется геоэлементом, которому могут быть подчинена геометрия и тематика. Каждый объект принадлежит к классу объектов, свойства которого определяет объект

Стандартные форматы:

• AI

• CDR

• CGM

• DXF

• EPS

• PDF

• TGA

• TIFF

• WMF

• шейп-файлы

• покрытия ARC/INFO

• чертежи САПР

22. Структура, варианты исполнения и основные приложения программного пакета ArcGis.

ArcGIS – это интегрированный набор программных ГИС- продуктов для создания полноценной современной ГИС. Фундаментальная архитектура ArcGIS обеспечивает внедрение ГИС- функциональности и бизнес-логики (процедур использования пространственных данных) в разных прикладных сферах, на разных уровнях организации работы: на персональных компьютерах, на серверах, через Web, или в полевых условиях. Поддерживается как работа отдельных пользователей, так и многопользовательский режим обработки и анализа данных.

Структура ArcGIS состоит из следующих основных блоков:

Настольные ГИС- продукты (Desktop GIS) - ArcReader, ArcView, ArcEditor, ArcInfo, а также дополнительные модули ArcGIS, представляют масштабированный по решаемым задачам и унифицированный по интерфейсу и общим принципам работы ряд продуктов для создания, обмена, управления, анализа и публикации географической информации. Основные настольные продукты ArcGIS (ArcView, ArcEditor, ArcInfo) имеют общую архитектуру, но различаются по уровню доступной функциональности составляющих их базовых приложений ArcMap и ArcCatalog и числу входящих в них инструментов геообработки, сгруппированных по типам решаемых задач. Эти приложения предоставляют широчайшие возможности работы с пространственными данными. ArcMap обеспечивает решение разнообразных картографических задач, пространственный анализ и редактирование данных. ArcCatalog отвечает за управление ГИС- данными, обеспечивает доступ к данным на отдельном компьютере, по локальной сети или через Интернет.

Серверные ГИС - ArcGIS Server, ArcIMS и ArcSDE. Они используются для создания и управления серверными ГИС- приложениями, позволяющими распространять пространственные данные (географическое знание) в пределах крупных организаций или многим другим пользователям через Интернет. ArcGIS Server – это сервер приложений, содержащий общую коллективно используемую библиотеку программных ГИС- объектов для создания серверных приложений, работающих в корпоративной сети или в Web. ArcIMS – масштабируемый картографический Интернет- сервер для публикации карт, данных и метаданных через открытые Интернет- протоколы, обеспечивает создание ГИС- порталов. ArcSDE – мощный сервер пространственных данных для управления географической информацией, хранящейся во многих коммерческих СУБД.

Встраиваемые ГИС - ArcGIS Engine – это библиотека встраиваемых компонентов ГИС и инструментов, с помощью которой разработчики могут создавать новые или расширять имеющиеся настольные пользовательские приложения. Используя ArcGIS Engine, разработчики могут встроить ГИС- функции в существующие приложения (например, Microsoft Word и Excel), либо создать приложения, сфокусированные на решении определенных задач, предоставив необходимые функции ГИС для массового использования в конкретной организации или отрасли.

Мобильные ГИС – пакет ArcPad, установленный на мобильных устройствах с поддержкой GPS, широко используется для целенаправленного сбора данных и другой ГИС- информации, их просмотра и обновления непосредственно в полевых условиях.

ArcObjects – общие встраиваемые ГИС- компоненты. Основой ArcGIS является общая модульная библиотека ГИС- компонентов, известная как ArcObjects. Архитектура всех продуктов семейства ArcGIS, созданного с помощью ArcObjects, предоставляет готовые блоки и инструментальные средства для ГИС в составе настольных ГИС, встраиваемых ГИС и серверных ГИС. Вместе они представляют современную платформу разработки, обеспечивающую ГИС- функциональность на любом уровне организации рабочего процесса.

Основные приложения пакета:

1. ArcMap

ArcMap основное приложение ArcGIS Desktop. Оно используется для всех картографических задач, включая создание карт, анализ карт и редактирование данных. В этом приложении вы работаете с картами. У карты есть компоновка, содержащая собственно вид географических данных набор слоев карты, легенду, масштабные линейки, стрелки Севера и другие элементы.

В ArcMap есть два варианта отображения и работы с картой — в Виде географических данных и в Виде компоновки — в них можно решать разнообразные ГИС задачи.

2. ArcCatalog

Приложение ArcCatalog поможет структурировать и управлять всеми данными вашей ГИС. Оно предоставляет инструменты для поиска и просмотра географических данных, создания и просмотра метаданных, быстрого просмотра любого набора данных, а также инструменты для структурирования географических данных.

3. ArcToolbox

ArcToolbox это простое приложение, содержащее множество инструментов обработки геоданных (конвертация, проецирование, геообработка данных, оверлейный анализ, организация многолистных карт…). Есть две версии ArcToolbox: полная версия входит в ArcInfo (более 150 инструментов), облегченная - в ArcView и ArcEditor (20 наиболее часто используемых инструментов конвертации и управления данными).