МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»

Створення графічно-атрибутивних даних в mapinfo методичні вказівки

до лабораторної роботи з курсу «Основи комп’ютерної картографії»

для студентів бакалаврського рівня підготовки спеціальності

6.0709 «Геодезія, картографія та землевпорядкування»

Затверджено

на засіданні кафедри

фотограмметрії та геоінформатики

Протокол №______ від ________ 2012 р.

Львів - 2013

Створення графічно-атрибутивних даних в MapInfo: Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу «Основи комп’ютерної картографії» для студентів бакалаврського рівня підготовки спеціальності 6.0709 «Геодезія, картографія та землевпорядкування»/Укл.: Б.В.Четверіков, Л.В.Бабій – Львів.

Укладачі Четверіков Б.В., асистент

Бабій Л.В., старший викладач

Відповідальний за випуск Дорожинський О.Л., д-р. техн. наук, проф

Рецензенти Іванчук О.М., канд. техн. наук, доц.,

Заяць О.С., канд. техн. наук, ст.викл.

Лабораторну роботу «Створення графічно-атрибутивних даних в MapInfo» з курсу «Основи комп’ютерної картографії» студенти бакалаврського рівня підготовки спеціальності «Геодезія, картографія та землевпорядкування» виконують згідно з робочою програмою дисципліни у 8-му семестрі.

Мета роботи – сформувати вміння та навички створення графічно-атрибутивної бази даних на прикладі план-схеми розташування навчальних корпусів Національного університету «Львівська політехніка».

Для виконання лабораторної роботи студентам надаються контрольні запитання та файли прив’язаної растрової план-схеми розташування навчальних корпусів Національного університету «Львівська політехніка» (Polytechnic_map.jpg, Polytechnic_map.tab).

У процесі виконання роботи студенти повинні засвоїти методику створення графічних векторних об’єктів в програмному пакеті MapInfo, та наповнення атрибутивної бази даних до них.

1. Зміст та обсяг роботи

Робота містить як теоретичну так і практичну частину. На повторення теоретичного матеріалу, який стосується представлення графічної та атрибутивної інформації в програмному пакеті MapInfo, заплановано 6 год. самостійної підготовки. На виконання експериментальних досліджень – 4 год. аудиторного часу.

Контрольні запитання

1. Що таке географічна інформація в ГІС?

2. Що таке атрибутивна інформація в ГІС?

3. Що таке векторна модель даних в ГІС?

4. Що таке векторизація зображення?

5. Наведіть приклади безрозмірних графічних об’єктів?

6. Перелічіть одновимірні графічні об’єкти?

7. Наведіть приклади двовимірних графічних об’єктів?

8. Які особливості векторних моделей даних?

9. Що називають таблицею атрибутів?

10. Що таке косметичний шар карти?

2. Основні теоретичні положення

Географічна інформація в ГІС представлена ​​даними, що описують просторове розташування об'єктів (координати, елементи графічного оформлення). Дані знаходяться в цифровій формі на оптичних та "жорстких" дисках і слугують для візуалізації картини в тій чи іншій моделі даних.

Атрибутивна інформація в ГІС - це дані, що описують якісні або кількісні параметри просторово співвіднесених об'єктів.

Координатні дані можуть бути представлені у векторному, або в растровому форматах. Растрові зображення відображають поля даних, тобто носять польовий характер. Векторні зображення відображають об'єкти, тобто носять об'єктний характер. Кожен вид зображення має свої переваги, тому в ГІС використовуються обидва види. Растрові зображення часто використовуються на стадії введення, векторні - при опрацюванні та видачі результатів. Растровими зображеннями є основні вхідні документи: знімки, карти, архівні дані. Операції перетворення даних з растрового представлення в векторне зображення називається векторизацією. У технологічному плані дана операція являє собою перехід від польового зображення до об'єктному.

Векторна модель даних (vector data model) або цифрове представлення точкових, лінійних і полігональних просторових об'єктів у виді набору координатних пар, з описом тільки геометрії об'єктів, що відповідає нетопологічній моделі. Векторно-нетопологічне подання даних в ГІС називають модель «спагеті». Векторним моделям відповідає векторний формат просторових даних (vector data format). Ці моделі будуються з використанням векторів, в яких кожна точка на карті визначається через її віддаленість від опорної точки і величину кута між напрямком на точку з опорної точки і напрямком на Північ (за годинниковою стрілкою). У векторних моделях ГІС опис об'єктів зберігається в пам'яті комп'ютера у вигляді математичних формул і геометричних абстракцій, таких як коло, квадрат, еліпс і подібних фігур. При побудові векторних зображень створюється цілісний вигляд шляхом з'єднання точок лініями, дугами або полілінією. Тому векторну модель називають об'єктною. Векторні зображення займають значно менше пам'яті при зберіганні, ніж растрові, вимагають менше витрат часу на обробку. Алгоритми обробки, як правило, більш прості.

Базовим примітивом векторних моделей ГІС є точка. Через поняття «точка» визначаються всі інші об'єкти векторної моделі.

Безрозмірні типи об'єктів:

• Точка - визначає геометричне місце розташування об'єкта;

• Вузол - топологічний перехід або кінцева точка, також може визначати місце розташування об'єкта.

Одновимірні типи об'єктів:

• Лінія - одновимірний об'єкт;

• Лінійний сегмент - пряма лінія між двома точками;

• Дуга - геометричне місце точок, які формують криву, визначену математичною функцією;

• Зв'язок - з'єднання між двома вузлами;

• Спрямований зв'язок - зв'язок з одним певним напрямом;

• Кільце - послідовність непересічних ланцюжків, рядків, зв'язків або замкнутих дуг.

Двовимірні типи об'єктів:

• Область - обмежений безперервний об'єкт, який може включати чи не включати в себе власну границю;

• Внутрішня область - область, яка не включає власну границю;

• Полігон (контур) - двовимірний (площинний) об'єкт, внутрішня область якого утворена замкнутою послідовністю сегментів в моделі «спагеті».

Розрізняють простий полігон, який не містить внутрішніх полігонів, і складний полігон, що містить внутрішні полігони, звані також «островами» (island) і анклавами (hole).

Кожна ділянка лінії може бути кордоном перетину двох полігонів, кожен з яких може мати свої відмінні від іншого атрибути. Тому ці полігони по відношенню до лінії іменуються «лівий» і «правий».

Векторне зображення можна отримати різними способами. Найбільш часто використовують векторизацію сканованого (растрового) зображення. Векторизація полягає в розпізнаванні на растровому зображенні об'єктів, виділення їх, створення кожного об'єкта у векторному форматі. Для автоматичної векторизації необхідно мати зображення високої якості, часто доводиться займатися виправленням початкового або / та векторного зображень.

До особливостей векторних моделей можна віднести наступні:

• У векторній моделі легко здійснюються деякі операції з об'єктами, наприклад, розбивка об'єкта (річкової мережі) на ділянки, заміна умовних позначень;

• Легко проводяться зміна масштабу, повороти, розтягування та інші операції;

• Векторні моделі мають перевагу перед растровими моделями в точності представлення точкових об'єктів.

Для вирішення задач ГІС недостатньо мати тільки одні координатні дані. Крім метричної інформації об'єкти повинні володіти тимчасовою і описовою інформацією. Наприклад, якщо об'єктом на карті є «місто», то воно може мати назву, характеризуватися чисельністю населення в даний момент часу і іншою інформацією. Сукупність різноманітних характеристик об'єктів складає клас атрибутивних моделей ГІС. Вони описують тематичні та часові характеристики об'єктів. Таблиця, що зберігає описову інформацію, називається таблицею атрибутів. Кожен рядок таблиці відповідає одному об'єкту; кожен стовпець - тематичною ознакою; осередок, що знаходиться на перетині рядка і стовпця, відображає значення певної ознаки вибраного об'єкту.

Атрибутивний опис доповнює координатні дані, і разом вони створюють повний опис моделі предметної області ГІС. Атрибутами можуть бути символи, числа, графічні ознаки об'єктів (колір, рисунок, тип заливки та ін.)

Комп'ютерна Карта складається з шарів. Шари можна уявляти собі як прозорі плівки, що лежать одна на одній. Кожен шар містить різні види інформації: області, точки, лінії, тексти; а всі разом вони складають Карту.

Наприклад, це може бути карта міста чи села, де є такі шари як: межа міста або села, дороги, будинки, земельні ділянки, колодязі і т.д. MapInfo дозволяє показувати або один шар, або два, або всі шари відразу.

Створивши Карту з шарів, можна налаштовувати кожен шар окремо, додавати нові шари, переміщати або видаляти існуючі. Кожне вікно Карти містить косметичний шар. Косметичний шар можна уявити собі як прозору плівку. Кожен шар представляє різні колекції географічних об'єктів.

Косметичний шар - це порожній шар, що лежить поверх всіх інших шарів. Він використовується для векторизації. У нього поміщаються підписи, заголовки карт, різні графічні об'єкти. Косметичний шар завжди є самим верхнім шаром Карти. Його не можна видалити з вікна Карти. Не можна змінити також і його положення по відношенню до решти шарів.

Косметичний шар може бути або доступним, або змінним. Інші режими (підписування, масштабний ефект, оформлення) для косметичного шару не встановлюються.

Вміст косметичного шару пропорційно прив'язаний до розмірів Карти.

Косметичний шар не зберігається автоматично при закритті вікна Карти. Для збереження об'єктів, векторизованих у косметичному шарі, необхідно зберегти Робочий Набір. MapInfo при закритті таблиць або при закінченні робіт попереджає про те, що залишилися не збережені косметичні об'єкти, і пропонує їх зберегти.

3. Календарний план виконання

експериментальної частини лабораторної роботи

№	Процес	Час виконання (акад.год)
1	Створення графічних даних в MapInfo	2
2	Створення атрибутивних даних в MapInfo	2
Усього		4

4. СТВОРЕННЯ ГРАФІЧНО-АТРИБУТИВНОЇ БАЗИ ДАНИХ

4.1. Створення графічних даних в MapInfo

Відкрийте програмний пакет MapInfo. В результаті з’явится діалогове вікно варіантів відкриття даних (рис.1). В цьому діалоговому вікні оберіть поле Таблицу та натисніть Открыть…

Рис.1. Вікно вибору відкриття даних

У вікні відкриття файлу оберіть задане растрове зображення згідно з вихідними даними (рис.2).

Рис.2. Вікно з відкритим растровим зображенням території корпусів НУ «Львівська політехніка»

На інструментальній панелі Операции, що знаходиться у вікні програми зправа, оберіть піктограму Управление слоями. В результаті з лівого боку у вікні програми з’явиться діалогове вікно управління шарами. В цьому вікні оберіть шар Косметический слой і зробіть його можливим до редагування, натиснувши на піктограмі аркуша паперу зправа (рис.3).

Рис.3. Встановлення параметрів редагування косметичного шару у діалоговому вікні Управление слоями

Приступаємо до векторизації полігональних об’єктів для схематичного плану. Спочатку Ви маєте векторизувати будинки, що знаходяться на растровому зображенні. Для цього за допомогою піктограми Стиль полигона з інструментальної панелі Пенал виконайте налаштування відображення майбутнього шару векторизованих будинків. У діалоговому вікні Стиль региона підберіть відповідний колір полігональних об’єктів в полі Цвет. Решта налаштувань залиште за замовчуванням (рис.4). Натисніть ОК.

Рис.4. Встановлення параметрів кольору відображення векторного шару будинків

За допомогою піктограми Полигон з інструментальної панелі Пенал почніть векторизацію усіх будівель, що є на растровому зображенні. В результаті Ви маєте отримати зображення, що подано на рис.5.

Рис.5. Векторизований шар будинків

Але, оскільки ця векторизація об’єктів проведена в косметичному шарі, необхідно зберегти його у повноцінний робочий шар. Для цього виконайте команду з головного меню Карта/Сохранить косметику…(рис.6). Задайте ім’я вихідного файлу (наприклад, buildings).

Рис.6. Виконання команди збереження косметичного шару

Почніть векторизацію лінійних об’єктів дорожньої мережі. Для цього з інструментальної панелі Пенал оберіть піктограму Стиль линии і змініть налаштування в розділі Толщина в полі Пиксел на найтовшу лінію (рис.7), решта налаштувань залиште за замовчуванням. Натисніть ОК.

Рис.7. Вікно налаштування відображення лінійних об’єктів

Перед безпосередньою векторизацію дорожньої мережі, зайдіть в діалог управління шарами і знову зробіть можливим до редагування косметичний шар. Після цього натисніть на піктограмі Полилиния в інструментальній панелі Пенал і починайте векторизувати шар об’єктів дорожньої мережі. В результаті Ви маєте отримати відображення у вікні програми яке подано на рис.8.

Рис.8. Векторизовані шари будинків та дорожньої мережі схематичного плану НУ «Львівська політехніка»

Збережіть отриманий шар векторних об’єктів аналогічно до шару будівель. Задайте ім’я вихідного файлу (наприклад, roads). Векторизуйте також шар рослинності на території Університету. В управлінні шарами заберіть галочку з відображення растрового шару, внаслідок цього залишаться тільки створені векторні шари (рис.9).

Рис.9. Векторні шари об’єктів схематичного плану НУ «Львівська політехніка»