12.Представление данных в векторном формате. Этапы создание баз данных в векторном формате.

В векторном формате, в котором пространственные объекты пред­ставляются точками, линиями и полигонами, позиционная составляющая или геометрия обычно хранится в одном файле в виде индексированных записей: индекс кодирует объект (соответственно, точечный, линейный или полигональный), а запись состоит из набора пар или троек координат, число которых в записи соответствует типу объекта: 1 -для точки, n - для линии или полигона. Чтобы отличить записи для линий и полигонов их либо кодируют разными типами индексов, либо для поли­гонов в последней записи повторяют координаты первой точки поли­гона.

Файлы векторного формата содержат описания рисунков в виде набора команд для построения простейших графических объектов (линий, окружностей, прямоугольников, дуг и т. д.). Кроме того, в этих файлах хранится некоторая дополнительная информация. Различные векторные форматы отличаются набором команд и способом их кодирования. Большинство векторных форматов разработано для хранения чертежей и рисунков, созданных программами САПР (система автоматизиров.проектирования). Пакеты САПР используются для выполнения чертежей механических и электрических систем, электронных макетов и схем, карт и графиков, а также всевозможных рисунков. Даже небольшие векторные файлы, как правило, состоят из элементарных векторных данных, которые содержат информацию об отдельных объектах изображения. Объем данных, используемых для представления каждого объекта, зависит от его сложности и тех возможностей по уменьшению размера файла, которые заложены в применяемом формате. После заголовка обычно размещаются данные изображения. Они состоят из элементов, являющихся наименьшими частями изображения. Каждый элемент либо однозначно связан с информацией по умолчанию, либо сопровождается информацией, задающей его размер, форму, относительную позицию в изображении, цвет и другие атрибуты.

Этапы: 1) создание таблицы; 2) Создание связей (после создания всех таблиц необходимо создать связи между ними и после этого база данных будет готова к работе); 3) Разработка приложения (после создания базы данных и создания векторного чертежа наступает самый сложный и объемный этап работы - разработка приложения. Без законченного приложения обычный пользователь не сможет работать с этими данными).

13. Растровые модели гис. Создание растра, по ячеечный ввод информации, картографические слои, картографические зоны, разрешение, ориентировка растровых массивов.

Растровое изображение – это массив точек или пикселей, в которых каждому пикселу соответствует свое значение или цвет. Растровые изображения бывают цветными, бинарными. Растровая модель создается следующими способами в рамках ГИС: 1) создание растровых массивов бумажных карт; 2) на основе дистанц.зондирования; 3) в программе, графич.редакторе (Фотошоп). Важно понятие Н изображения. При увеличении на экране дисплея, например в 4 раза, 1 элементу растров.модели будет соответствовать 4 элемента экранного разрешения. И далее с увеличением появляется зубчатость, которая очень неудобна при показе точности размещения пространств.объектов, следовательно растров.модели не использ. в специальных геодезических приложениях, где важна геометрическая точность показа объектов (топографич. и геодезич. съемка). Здесь использ.векторная модель данных. Растровая модель очень проста, но имеет ряд сложностей: 1) невозможно работать в растров.моделях в каких-то координатных системах, т.к. каждую ячейку необходимо отдельно привязывать, переносить и т.д.; 2) графич.сложности возникают, когда необходимо растров.модель перенести, скопировать, возникает необходимость работать с каждой ячейкой отдельно. Векторной форме в этом плане выгодней, т.к. в основе лежат дуга, окружность, линия, точка. Меняя радиус окружности или координаты точки можно оперативно менять расположение точек объектов. Векторные модели позволяют работать в 3D. Различие растров.и векторн.моделей можно легко увидеть в процессе векторизации (процесс цифрования растрового изображения на экране компьютера), главные задачи ее: 1) создание векторных тематич.слоев на основе растровых массивов данных; 2) установление исходной системы координат бумажной карты, а также восстановление утеренного графич.изображения; 3) современные редакторы позволяют выполнять строго топологическое описание объектов; 4) создание в рамках векторизации атрибутивной базы данных; 5) экспорт слоев в общепризнанные международные стандарты.

Растров.модель предполагает позиционирование объектов указанием их положения в соответствующей растру прямоугольной матрице единообразно для всех типов пространственных объектов (точек, линий, полигонов и поверхностей). - Разбивает всю изучаемую территорию на элементы регулярной сетки или ячейки; - Каждая ячейка содержит только одно значение; - Является пространственно заполненной, поскольку каждое местоположение на изучаемой территории соответствует ячейке растра, иными совами - растровая модель оперирует элементарными местоположениями Растровые слои представляют из себя сплошные изображения. Они не могут содержать объекты. Однако они могут служить фоном для векторных слоев. 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. В растровых моделях в качестве атомарной модели используют двумерный элемент - пиксель (ячейка). Упорядоченная совокупность атомарных моделей образует растр, который, в свою очередь, является моделью карты или геообьекта. Данные для анализа могут быть получены из векторных слоев, отражающих поля тематических или/и временных характеристик, растеризацией и записаны в таблицу или напрямую занесены туда из отчетов. Таблица, содержащая атрибуты объектов, называется таблицей атрибутов. В таблице каждому объекту соответствует строка таблицы, каждому тематическому признаку - столбец таблицы. Каждая клетка таблицы отражает значение определенного признака для определенного объекта. В общем случае ввод информации для задач ГИС осуществляется комплексно: по данным дистанционного зондирования, со снимков спутников, аэроснимков, по материалам дешифрирования снимков, полевым измерениям, по информации с карт. Для растровой ГИС приняты следующие фундаментальные термины: Разрешение – минимальная размерность по одной из координатных осей наименьшего элемента географического пространства, для которого могут быть приведены какие-либо данные. В растровой модели данных элементарным объектом для большинства систем выступает квадрат или прямоугольник. Такие единицы именуют как сетка, ячейка или пиксель. Множество ячеек образует решетку, растр, матрицу. Площадная Зона – набор соседствующих местоположений одинакового свойства. Термин Класс (или район) часто используют в отношении всех самобытных зон, которые имеют одинаковые параметры. Главными компонентами зоны являются ее значение и местоположения. Значение – это единица информации, хранящаяся в теме (слое) для каждой точки или пикселя объекта. Ячейки одной зоны (или района) имеют одинаковое значение. Местоположение – это наименьшая единица картографического пространства, для которогомогут быть определены какие-либо характеристики или свойства (пиксель, ячейка). Такая единицакартографического плана однозначно идентифицируется упорядоченной парой координат – номерами строки и столбца.

3. Исторически подсистемы ГИС сложились в ходе становления конкретн.ГИС-центров. Подсистемы: 1) обработки данных (-получение данных с тематич.карт, изображений, в ходе полевых наблюдений; - перевод данных с этих источников в цифровую форму; - хранение данных, закрытость и обновляемость данных); 2) анализа данных (- реализуются запросы к данным (от простого запроса где, что находится до сложного многомерного статистич.анализа); - анализ и прогноз прир-соцэконом. явлений; - вывод инфо(текст, таблицы, графики,карты, цифров.формат и др.); 3) использования инфо (-реализуются интересы пользователей ГИС и разработчиков); 4) управления (- научный персонал разработчиков ГИС, присутствуют специалисты для создания оболочек ГИС, сист.-программист, сист-аналитик, администратор базы данных, операторы ввода инфо, специалисты тематики (экологи, геологи и т.д.).

8. В настоящее время все больше данных появляется на магнитных носителях, CD-ROM, данных, доступных в сети Internet; (цифровые карты мира - DCW, цифровые картографические данные Геологической службы США - DLG, цифровые космические снимки, так называемые Quicklook, и многие другие). Однако, нужно помнить, что пока изображения, распространяемые в Интернет зачастую имеют низкое разрешение, растровый формат и ограниченные размеры. Истинное горизонтальное и вертикальное положение объектов обычно непосредственно определяется в результате полевой съемки. Система спутникового позиционирования (ССП) - новый способ точного определения положения объектов на земной поверхности. Положение объекта рассчитывается по сигналам, поступающим с серии ИСЗ (Искусственный спутник Земли) (ГЛОНАСС, Россия, NAVSTAR или GPS, США) с точностью от метров до нескольких сантиметров. Она сопоставима с точностью самых крупномасштабных карт. Аэрофото- и космические снимки (первичные данные) представляют собой великолепные подложки для оцифровки ГИС данных. Они содержат координаты совместно с изображениями и подтверждают или расширяют информацию о конкретном географическом регионе. В ГИС используют не первичные материалы дистанц.зондирования, получаемые во время съемки, а производные, формируемые в результате их обработки. Данные со спутников подвергаются предварительной цифровой обработке для устранения радиометрических и геометрических искажений, влияния атмосферы и т.д. Для улучшения визуального качества исходных изображений могут применяться процедуры для изменения яркости и контрастности, фильтрации для устранения шумов или подчеркивания контуров и мелких деталей. При использовании аэрофотоснимков следует обращать внимание на искажения, вызываемые углами наклонов снимков и рельефом местности, которые могут быть устранены в процессе трасформирования или ортофототрансформирования.