2. Технологии ввода пространственных (топографических)данных в гис; источники данных для гис

Наиболее распространены три способа преобразования графи­ческой информации в цифровую форму: точечный, линейный и сканирование.

Фотографические снимки необходимо для обработки переводить в цифровую форму. Цифровые копии зональных снимков получают ска­нированием каждого кадра. Три совмещенных скани­рованных зональных снимка можно программно скомбинировать для получения цветного изображения.

К характеристикам, определяющим дешифровочные возмож­ности снимков, относятся показатели разрешения данных съемки. В дист-нном зондировании разрешение — это мера способно­сти оптической системы различать сигналы, которые простран­ственно близки или спектрально подобны. Выделяют 4 типа разрешения:

спектральное

пространственное

радиометрическое (яркостное)

временное

Для ввода простр-х данных об объектах местности, отраженных в аналоговом или бумажном виде, исп-ют м-д цифрования дигитайзером или способы векторизации на основе програмных средств.

Дигитайзер – полуавтоматич. Устройство, дающее возможность преобразовывать карты, планы, аэроснимки в эл.циф.модель с сохр-ем инф-ции в векторном или grid-формате. Дигитайзеры сущ 2 видов:

курсор (съемщик графики) в форме мышки

курсор (автом ручка)

Дигитайзеры включ в себя:

курсор

раб.стол (планшет)

регистрирующее табло (отобр. Перемещ-е дигитайзера)

эл.блок (компьютер)

В целях автом-ции цифр-я граф.основы исп-ют прогр.средства цифрования, позволяющие путем сканир-я в растровом формате ручным, полуавтом, автом. сп-бами цифр-ть растровую основу.

Easy trace, R2V –программы вектопризатора.

Цифр-е графич основы вып. В поточном и следящих режимах.

СТРУКТУРА ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

ГИС можно представить как модель, которая включает:

подсистема ввода и преобразования данных;

подсистема обработки и анализа данных;

подсистема хранения данных;

база данных (БД);

система управления базой данных (СУБД);

подсистема вывода (визуализации) данных;

подсистема предоставления информации;

пользовательский интерфейс

Каждая из подсистем выполняет определенные функции, и от­сутствие хотя бы одной из них свидетельствует о неполноценнос­ти ГИС-системы.

Ядром каждой информац-й системы (и ГИС в том числе) является БД, под которой понимают поименованную со­вокупность данных, отображающую состояние объекта, его свой­ства и взаимоотношения с другими объектами, а также комплекс технических и программных средств для ведения этих БД.

3. Модели представления пространственных данных в гис.

Простр-е модел-е яв-ся информац-ц машиной ГИС. С появлением инф-ки все данные разделились: цифровые и аналоговые. Цифр-я предст-т набор логич-х правил на основе кот-х построена система или объект. Объект цифр-го моделир-я в ГИС – простран-е объекты. Опр-е наборы данных о данном объекте образ-т системы простр-х данных. Эти данные х-ют позиционные и атрибутив-е составл-е объекта. К позицион-м относ-ся полож-е объекта в простр-ве. К атрибут-м- качест-е харак-ки объекта и его типолог-я принадл-ть.

Простран-е объекты классиф-ся в ГИС в соотв-и с простр-й локализацией опр-х параметров, кот они х-ют, а также по набору данных, кот опис-т данные объекты. Базовыми типами простр-х объектов яв-ся: 1) точка (точеч-й объект) , 2) линия, 3) область, 4) пиксел, 5) ячейка ,6) пов-ть , 7) тело

Базовыми моделями в ГИС явл.: растр-е мод-и, матричные модели, квадротомич-е, векторные.

Растровая модель данных. Растр - это прямоуг-я решетка, кот. разбив-т изобр-я на однородные или гомогенные неделимые части – пикселы. Каждый из пикселов имеет опр-й код, опр-е простр-е распол-е и хар-ки (цвет). В рез-те сложения значений пикселов склад-ся цифровое изобр-е. При растр-м моделир-ии для цифр-го опис-я т-ки дост-чно указать принадл-ть к опр-му пикселу или набору пикселов. Раст-е мод-и отобр-т исх-е об-ты с опр-й ст-нью простр-го разреш-я. Простр-е разреш-е опр-ся необх-й точн-ю распр-е об-кта.

Св-вам растр-х изображ-й яв-ся:

- возможность послойного изобр-я сложных объектов.

- неогранич-й набор атрибут-х дан-х.

Регулярно-ячеистая (матричная) модель. Самая простая – картогр-я проекция, кот. образ-ся путем разбиения геоида земли на равновеликие тр-ции. Яч-е модели дан-х также применяются для географ-й привязки дан-х дистанц-го зонд-я земли.

Регулярно яч-е м-ли дан-х предст-т собой оцифров-е растровые изображения, кот. предст-т собой корд-ю плос-ть, разбитую на отд-е сегменты.

Если для растра элементар-й единицей яв-ся пиксел, то для растр. яч-е м-ли дан-х – ячейка. Ячейки регулярно расп-ся в пространстве, имеют правильную геометр-ю форму. Форма ячеек бывает квад., треуг., пиксеугол-й.

При разраб-ке яч-й м-ли часто исп-т геогр-е проекции.

Векторная модель. Векторные: топологические, нетополог-е. Все векторные м-ли исп-ся для циф-го предст-я точечных, лин-х и площад-х объектов, аналогично карт-ми м-лями, в кот. происх-т выбор необх-й проекции для более точного воспроиз-я простр-ва. Первоначально для их получения исп-сь ручные векторизаторы, кот. генерировали поток точек вслед за движением курсора по планшету камеры.

Дост.: возм-ть трансформир-я в любых напр-ях до изм-я до 3-х мер-й м-ли.

Однако дан-я модель не эф-на для хранения дан-х и треб-т соотв-х комп-х ср-в.

В.м.д. позв-т ввести также особые объекты,напр., прямоугольники, зад-е только 2-мя контр-ми точками, дуги, окр-ти с одной узловой точки, мультиобъеты (мультиточки), состав-е полилинии.

Наиболее важным объектом яв-ся: узел.

Практич-е знач-е векторных моделей заключ-ся:

1) в формир-ии разномасш-х сетей, позволяющ-х с различной детальностью рассм-ть либо параметры объектов, либо их взаимное распол-е.

2) с пом-ю в.м.д. возможен сетевой анализ различ-х по качеству объектов.

Квадротомическая модель. Гл. особ-ть: компакт­ность по сравнению с растровой моделью и высокая скорость провед-я цифровых операций. Кв. м.д. основ-ся на разбиении простр-ва на вложенные друг в друга пикселы или регулярные ячейки. Т. о. вложенные элементы образуют иерарх-ю древовидную структуру, кот. сост-т из объед-х цифровыми связями квадр-х блоков (квадратов).

На 1-м этапе образ-ся кв.м. простр-ва делится на 4 кв. блока, кот. в дальнейшем соед-ся в один далее неделимый элемент и соед-ся м/д собой послед-но раскр-ми связями. Т.о. при раскрытии кв.м.д. может раскрыться либо сжатое изобр-е, либо посл-но раскрыв-е все более дробное изобр-е прост-ва.

Линейная кв.м.д. яв-ся достаточно экономной и быстродейств-й моделью, однако, исп-е в ГИС данной модели получ. ипс-е в нач. 80-х и в данное время исп-сь редко. Сущ. кв.м.д., кот делит прост-во на квадраты, октанты. В случае кв.м. формир-ся 2 –х мерное изобр-е, а октантов – 3-х мерное. Близкие к кв.м. – набор растровых слоев изобр-й.