- •Глава 1. Введение в геоинформационные системы 2
- •Глава 2. Основы цифровой картографии 6
- •Глава 3. Модели пространственных данных 32
- •Глава 4. Технологии создания векторных карт 67
- •Глава 1.Введение в геоинформационные системы
- •1.1.Геоинформатика как новая отрасль науки
- •Глава 2.Основы цифровой картографии
- •2.1.Фигура и размеры Земли, используемые модели
- •2.1.1.Основные понятия
- •2.1.2.Геодезическая основа карт
- •2.2.Системы координат, применяемые в геодезии и картографии
- •2.2.1.Географическая (астрономическая) система координат
- •2.2.2.Геодезическая система координат
- •2.2.3.Система прямоугольных координат
- •2.2.4.Полярная система координат
- •2.2.5.Зональная система координат
- •2.3.Картографические проекции. Искажения в картографических проекциях
- •2.3.1.Основные определения
- •2.3.2.Искажения в картографических проекциях
- •2.4.Классификация картографических проекций
- •2.4.1.Классификация проекций по характеру искажений
- •2.4.2.Классификация проекций по виду вспомогательной поверхности
- •2.4.3.Классификация проекций по ориентировке
- •2.4.4.Классификация проекций по виду нормальной картографической сетки
- •2.4.5.Классификация проекций по способу получения и особенностям использования
- •2.5.Равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера
- •2.6.Разграфка и номенклатура листов топографических карт и планов
- •2.7.Вопросы и задания для самопроверки
- •Глава 3.Модели пространственных данных
- •3.1.Пространственные объекты в гис
- •3.2.Основные модели пространственных данных
- •3.3.Принципы организации моделей пространственных данных
- •3.3.1.Связь пространственных и атрибутивных данных об объекте
- •3.4.Векторные модели данных
- •3.4.1.Общие положения
- •3.4.2.Векторные нетопологические модели
- •3.4.3.Векторные топологические модели
- •3.4.3.1.Общие положения
- •3.4.3.2.Основные топологические характеристики в моделях данных гис
- •3.4.3.3.Линейно-узловая топологическая модель данных
- •3.5.Растровые модели данных
- •3.5.1.Общие положения
- •3.5.2.Характеристики растровых моделей
- •3.5.3.Метод группового кодирования
- •3.6.Регулярно-ячеистое представление данных
- •3.7.Квадротомическая модель данных
- •3.7.1.Общие положения
- •3.7.2.Квадротомические деревья
- •3.7.3.Построение квадротомического дерева для случая растровых объектов
- •3.8.Преобразования «вектор–растр» и «растр–вектор»
- •3.9. Вопросы и задания для самопроверки
- •Глава 4.Технологии создания векторных карт
- •4.1.Получение цифровых карт по исходным картам на твердом носителе
- •4.2.Получение карт по данным дистанционного зондирования Земли
- •4.3.Картопостроение по данным наземных измерений и по данным спутниковых систем
- •4.3.1.Спутниковая навигационная система navstar gps
- •4.3.2.Спутниковая навигационная система глонасс
- •4.3.3.Использование данных спутниковых навигационных систем для картопостроения
- •4.4.Вопросы и задания для самопроверки
4.3.3.Использование данных спутниковых навигационных систем для картопостроения
Использование данных спутниковых навигационных систем GPS или ГЛОНАСС о координатах движущихся объектов, получаемых с помощью наземных приемников (навигаторов) и данных электронных тахеометров – измерителей пройденных расстояний – позволяет накапливать пространственные данные в цифровой форме и использовать их непосредственно в среде ГИС, минуя промежуточные материалы на бумажной основе. Хранение материалов непосредственно в цифровой форме снимает проблему создания твердых копий и проблему использования уже отснятых границ смежных объектов при новых съемках. Опыт показывает, что использование навигаторов и тахеометров при достаточно больших объемах работ (тысячи объектов, тысячи погонных километров автодорог и т.п.) позволяет снизить стоимость съемок в сравнении с традиционными бумажными технологиями в 3-4 раза и более. При этом происходит значительное увеличение скорости съемок (в 3-4 раза). При традиционной съемке с помощью обычных геодезических инструментов (теодолитов, кипрегелей и т.п.) работы, например, по территории достаточно крупного города могут занять 5-10 и более лет, в результате чего степень актуальности проведенных измерений будет существенно различаться. Увеличение скорости съемок с помощью наземных приемников с завершением их в 1-2 года позволит получить значительно более однородный цифровой картографический материал.
Сегодня широко распространенные пользовательские приемники GPS могут быть разделены на кодовые с точностью позиционирования 30-100 м, кодово-фазовые – 0,5-3 м и фазовые с точностью позиционирования 5-50 мм. Кодовая аппаратура работает в автономном режиме, но может работать и в дифференциальном режиме позиционирования (DGPS). Последний режим реализуется так, что по радиоканалу от базовой станции на удалении до 100-150 км приемниками могут приниматься дифференциальные поправки двухуровневой точности – до 10 м и до 1 м.
Современные приемники имеют внутреннюю память и тогда разовые определения местоположения объекта можно усреднить в течение определенного промежутка времени, получая точность позиционирования 7-10 м даже без DGPS.
Обычно технология получения карт по данным спутниковых навигационных систем следующая. Пользователь объезжает, обходит или облетает интересующие его объекты, снимая их координаты с помощью приемника GPS. Маршрут его перемещения фиксируется в виде трека в памяти приемника. По возвращении пользователь подключает приемник к компьютеру и копирует полученные данные в ГИС. Эти данные могут быть интерпретированы в ГИС как наборы точечных данных, полилиний или полигонов.
Приемники могут быть как самодостаточными устройствами с экраном, независимым питанием, встроенной памятью, так и внешними устройствами, подключающимися к компьютеру через COM-порт или с помощью BlueTooth. В последнем случае такой приемник является только поставщиком навигационных данных в реальном времени.
В настоящее время габариты микросхем для приема сигналов GPS или ГЛОНАСС позволяют встраивать их в мобильную компьютерную технику (ноутбуки, КПК и др.). Часто навигаторами оснащаются современные средства передвижения (самолеты, автомобили, корабли и т.п.).
При наличии на мобильном средстве передвижения современной навигационной ГИС пользователь в реальном времени не только получает данные от спутниковых систем, но решает при этом ряд практически интересных для него задач, в том числе, задачу навигации.