2620

ку мышки нужно отпустить.

5.Режим измерения расстояний. Данный режим предназначен для измерения расстояний по карте. При этом последовательными щелчками мышкой по карте можно указать ломаную, а в строке статуса увидеть длину всей ломаной и её последнего сегмента.

6.Режим измерения площадей. Данный режим предназначен для измерения площади и периметра областей на карте. При этом щелчками мышки можно указать вершины некоторого многоугольника на карте, а в строке статуса получить его площадь и периметр.

7.Режим редактирования объектов. Данный режим позволяет изменить геометрию пространственных объектов и их атрибутивные характеристики. Для этого нужно мышкой выделить некоторый объект на карте, после чего можно интерактивно переместить отдельные узлы многоугольников и ломаных, а также изменить атрибуты объекта в отдельном окне.

8.Режим создания новых объектов. Данный режим позволяет создавать на карте новые объекты. Для этого нужно просто указать мышкой на карте точки либо узлы создаваемых многоугольников и ломаных.

Кроме кнопок выбора режимов работы с картой на панелях инструментов имеются самые разнообразные кнопки, предназначенные для работы с электронными картами. Эти кнопки, как и аналогичные им команды в главном меню ГИС, предназначены для управления текущим видимым изображением на экране; для ввода новых и редактирования существующих данных; для выполнения различных операций пространственного анализа; печати карт и пр.

3.3Послойная организация данных в ГИС

Воснове геоинформационных систем лежит концепция по-

слойной организации пространственных данных, когда однотип-

ные данные на земной поверхности группируются в слои (иногда называемые темами). Совокупность всех слоёв в ГИС образует кар-

ту.

Деление объектов на слои производится так, чтобы в одном слое а) объекты были одной природы происхождения (дороги, реки, здания), б) объекты желательно имели одинаковую топологическую структуру и размерность (т.е. когда их можно описать точками, линиями или полигонами).

В тоже время, чрезмерно большое количество слоёв создавать нежелательно. Например, нет смысла создавать отдельные слои для

71

автомобилей разных марок, лучше сделать один слой с автомобилями, при этом каждому объекту, описывающему автомобиль, следует сопоставить код марки автомобиля.

В верхней части рис. 28 приведен пример городской застройки, на которой изображены жилые дома, фабрики, заправка, склады, различные автомобили, лесопарковая зона, река, улицы, мост, тоннель. Для геоинформационной системы можно было создать 5 основных слоёв:

1. Слой автомобилей. Каждый автомобиль должен представляться в виде точки и до- полнительно опи-

сываться пара-

метрами цвета и

марки.

2. Слой автомо-

бильных дорог. В

зависимости от

решаемых задач

автомобильные

дороги могут

быть представле-

ны в виде осевых

линий, либо в ви-

де многоугольни-

ков, точно описывающих проез-

Рис. 28. Общая схема деления пространственных

жую часть. В не-

данных в ГИС на отдельные слои – наборы

которых случаях

однотипных данных [2]

имеет смысл иметь два отдельных слоя для осе-

вых линий дорог и для проезжих частей.

3.Слой деревев. Деревья можно представить в ГИС в виде точечных объектов, для каждого из которых заданы атрибуты типа дерева, высоты, диаметра. Альтернативно крупные лесопарковые массивы могут быть описаны в виде многоугольников, окаймляющих сплошные зоны насаждений. Для каждого такого массива деревьев в атрибутах следует указать плотность посадки, среднюю высоту деревьев.

4. Слой зданий. Здания представляются в виде многоугольников,

72

описывающих контур здания на уровне земли. Для зданий в атрибутах следует указать тип здания (жилое, промышленное, коммерческое), адрес, высоту, количество этажей и др.

5. Слой рек. Реки на карте города обычно представляются в виде многоугольников. На других более мелких картах (картах области или всей страны) реки часто моделируют с помощью ломаных.

Деление данных на слои позволяет работать в ГИС только с теми данными, которые необходимы для решения поставленных задач.

В самом простом случае можно «выключить» те слои, которые нам не нужны, и увидеть на карте оставшиеся.

3.4 Организация данных и интерфейс различных ГИС

Работа с географическими информационными системами (ГИС) строится через пользовательский интерфейс. Поскольку все рассматриваемые программы работают в Windows, некоторые принципы организации интерфейса у них общие и являются элементами Windowsинтерфейса, например главное меню, контекстные меню, всплывающие подсказки, панели кнопок команд и инструментов, настройки среды (пути к файлам разных типов, единицы измерений, отображаемая информация, цвета и др.), организация мастеров или диалогов настройки параметров различных операций (поиск файла, сохранение файла, печать, построение буферных зон, построение тематических карт и др.). Следовательно, для успешной работы с ГИС необхо-

димо владеть основами работы в Windows [11].

Из теории геоинформатики известно, что ГИС работает с пространственными данными, включающими пространственную (геометрическую) и атрибутивную (описательную) составляющие. Пространственные данные используются в векторной и растровой формах. Они могут располагать дополнительными сведениями (привязка

креальному пространству, топологические связи и т. п.).

Вразных ГИС физическая организация данных (виды файлов, папок, их форматы, места реального размещения) может значительно различаться, поэтому при работе с конкретной системой необходимо обращать внимание как на физическую, так и на логическую структуру организации данных.

Итак, все используемые данные хранятся в файлах. Для хранения пространственной и атрибутивной информации применяют фай-

лы ГеоГраф, ArcView, Maplnfo Professional, в некоторых случаях век-

торная и базовая атрибутивная информация может храниться в одном файле GeoMedia Professional. Растровая информация пока во всех сис-

73

темах содержится в отдельных файлах.

Логически используемые данные разделяются на слои (ГеоГраф, Maplnfo), темы (ArcView) или классы объектов (GeoMedia). Под раз-

ными слоями чаще всего понимают сведения, которые с точки зрения предметной области рассмотрения имеют различное назначение и характеристики (обычно структуры базовой атрибутивной информации). Поэтому в одних задачах некоторая информация может попасть в один слой (например, Дороги), а в других она будет разделена на несколько слоев (например, Автострады, Шоссе, Улицы, Проселочные дороги и т.д.). Часто в разные слои разносятся данные, имеющие различный характер локализации, даже в случае их содержательного единства. Так, реки могут быть разделены на два слоя — линейных и площадных объектов.

Для объектов одного слоя (темы, класса) обычно устанавливается несколько параметров:

•стиль рисования линий;

•стиль заполнения площадей;

•тип значка точечного объекта;

•цвета линий и заполнения площадей;

•диапазон масштабов, в которых отображаются объекты слоя;

•доступность объекта для поиска;

•доступность объектов слоя для редактирования.

Следует отметить, что в тех случаях, когда физические данные хранятся в разных файлах, опять-таки в одних системах, для хранения графики каждого слоя используется только один файл, а в других их может быть несколько (ГеоГраф, ArcView, Maplnfo). В одних случаях информация обо всех слоях может храниться в одной папке (Maplnfo), в других — для всех файлов каждого слоя создается своя папка (ГеоГраф), и имена файлов в этой папке совпадают с именем папки, но имеют разные расширения.

Следующий уровень логической организации объединяет несколько слоев. Его называют Карта (ГеоГраф, Maplnfo), Документ (GeoMedia), Вид (ArcView) или иначе. В одной карте объединяются слои, назначаются способы их представления (визуализации) и задаются интервалы (масштабы) видимости, в другой — те же слои могут иметь иное визуальное представление и другие интервалы видимости. В карте со слоями кроме базовых таблиц атрибутивной информации могут быть связаны другие таблицы, если у них и базовых есть общее поле.

74

И наконец, в некоторых случаях (ArcView, Maplnfo, ГеоГраф) несколько карт или видов может быть связано в атлас или каталог (иногда этот, более общий, уровень называют проектом (ArcView, ГеоГраф) или рабочим набором (Maplnfo)).

Следовательно, чтобы начать работу с любой ГИС, необходимо

разобраться с организацией интерфейса и принципами организации данных в ГИС [11], даже если вы имеете готовые структуры, описывающие эту организацию (файлы карты или проек-

та). Зачастую вы можете получить только файлы с исходной информацией, и тогда вся организация логики ее связей ляжет на ваши плечи. Это же может произойти, когда вы получаете данные в обменных форматах или конвертированные во внутренние форматы из форматов других систем, и обязательно произойдет, если данные вы будете вводить самостоятельно.

Кроме создания всех логических уровней организации данных необходимо обеспечить их пространственную согласованность. В одном случае это должно делаться заранее, поскольку используемые системы не поддерживают преобразование проекций и эллипсоидов «на лету», в другом — преобразования допустимы, но для их осуществления нужно правильно настроить параметры.

После общего введения необходимо ознакомиться с принципами организации интерфейса и данных в той системе, с которой мы будем работать.

Приведем краткое описание этих принципов для системы

MapInfo.

3.5 Информация в Maplnfo Professional

Maplnfo содержит всю информацию (графическую и атрибутивную) в таблицах. Каждая таблица физически представляется набором файлов-компонентов и состоит, по крайней мере, из двух файлов: данных (*.dat или *.wks и т.д.) и описаний структуры данных (*.tab). Если таблица включает графические объекты, то к таблице будут относиться еще два файла: описаний графических объектов (*.mар) и их идентификаторов (*.id).

Для открытия существующей таблицы необходимо выполнить команду Файл > Открыть таблицу и в появившемся диалоге открытия файла выбрать файл с расширением * .tab.

3.5.1 Интерфейс MapInfo Professional

Интерфейс программы полностью соответствует интерфейсу

75

большинства офисных приложений в Windows. Основными интерфейсными элементами являются окно программы с главным меню и четырьмя панелями инструментов, названными Команды, Операции,

Пенал и Программы.

На панели Команды собраны пиктограммы наиболее часто вызываемых команд главного меню (рис. 29):

Рис. 29. Пиктограммы часто вызываемых команд MapInfo (красная стрелка)

•Создать новую таблицу;

•Открыть таблицу;

•Сохранить таблицу;

•Создать новую карту;

•Создать новый список;

•Создать новый график;

•Создать новый отчет (макет печати);

•Записать в буфер обмена выбранную информацию;

•Вставить из буфера обмена сохраненную информацию;

•Напечатать.

Панели могут размещаться в строках под главным меню или на отдельных перемещаемых в пределах всего рабочего стола окнах. Кроме главного окна при работе может быть открыто одно или несколько окон карт, одно или несколько окон списков (таблиц баз дан-

76

ных), а также окна графиков, отчетов, районирований. В процессе работы появляются различные окна диалогов (открытия таблиц и проектов, их сохранения, настройки параметров карты, настройки слоев, построения запросов и многие другие). Практически все окна являются стандартными и, следовательно, можно: перемещать их по рабочему столу, изменять размеры, сворачивать и раскрывать, а также закрывать. Работа преимущественно выполняется с использованием мыши.

3.5.2 Работа с данными

Работа с графическими данными ведется в окнах карты, а с атрибутивными характеристиками — в окнах списков (таблиц баз данных), которых может быть несколько. Одно из окон карты является активным. При открытии новой таблицы ее можно показать либо в существующих окнах, либо в новом окне. Для открытия таблицы в новом окне карты в диалоге открытия таблицы в пункте Представление необходимо выбрать В новой карте.

Каждая таблица в окне карты представляется одним слоем.

Перечень таблиц, открытых в окне карты, отображается в поле заголовка окна карты. Настройка отображения пространственной информации (или настройка слоев) осуществляется в диалоговом окне Управление слоями, которое можно вызвать несколькими способами:

1)выполнив команду Карта > Управление слоями;

2)выбрав на панели инструментов кнопку Управление слоями;

3)нажав на правую клавишу мыши в окне карты и выбрав в контек-

стном меню пункт Управление слоями.

Диалоговое окно Управление слоями позволяет для каждого слоя настроить следующие параметры: видимость, доступность, изменяемость, подписывание, а также порядок отображения и параметры оформления (рисования), среди которых: показ направлений линий, узлов и центроидов, выбор максимального и минимального масштабов для интервала масштабов, в пределах которого отображается слой на данной карте, и выбор значков, цветов и стилей заполнения и рисования линий при единообразном оформлении всех объектов слоя.

При работе с картой большое значение имеют не только настройки свойств отдельных слоев, но и настройки свойств карты в целом.

Эти настройки выполняются в окне Режимы окна карты, вызывае-

мом в меню Настройки > Режимы > Окно карты.

Задаваемые режимы определяют:

77

•поведение изображения карты при изменении размеров окна карты (сохраняет или изменяет масштаб);

•стили и цвета оформления выбранных и изменяемых объектов;

•учет сфероидичности Земли при выполнении измерений;

•единицы измерений отображаемых координат и др. Некоторые дополнительные настройки выполняются в окне с тем же названием

Режимы окна карты, но вызываемом в меню Карта > Режимы.

Здесь можно дополнительно настроить:

•единицы измерения координат, расстояний и площадей;

•информацию, отображаемую в нижней строке окна карты (масштаб, размер окна или координаты курсора);

•проекцию карты (в случае, если исходные файлы содержат пространственную информацию в географических координатах).

Все типовые операции и их модификации вызываются с помощью кнопок панели инструментов Операции. Это прежде всего:

•индивидуальный и групповой выбор объектов;

•увеличение и уменьшение масштаба с использованием рамки;

•сдвиг изображения;

•вызов информации о выбранном объекте;

•измерение длин и расстояний;

•настройка слоев.

3.5.3 Начало и окончание работы с Maplnfo Professional

При продолжении работы с системой необходимо загрузить файл с информацией о предыдущем сеансе, который называется рабочим набором. Для этого следует выполнить команду Файл > Открыть рабочий набор и в окне диалога выбрать соответствующий файл с расширением *.wor.

Если в начале работы у вас уже имеются файлы таблиц Maplnfo, то необходимо выполнить команду Файл > Открыть таблицу или нажать на кнопку Открыть таблицу и в появившемся окне диалога выбрать соответствующий файл с расширением *.tab.

И наконец, если вы начинаете работу с чистого листа, то таблицу MapInfo придется создать, выбрав команду Файл > Новая таблица или нажав на кнопку Новая таблица, и в появившемся Диалоговом окне описать структуру базы данных атрибутивной информации, а также выбрать проекцию, в которой будет сохраняться пространственная информация в этой таблице.

Настройку визуализации пространственных данных следует выполнить в окне Управление слоями, которое можно вызвать ко-

78

мандой Карта > Управление слоями, нажав на кнопку Управление слоями на панели Операции или командой Управление слоями в

контекстном меню, которое появляется после щелчка правой клавиши мыши на окне карты.

Заканчивая работу с MapInfo, следует сохранить как таблицы, в которых произошли изменения, так и рабочий набор, отражающий текущее состояние всех компонентов, с которыми в этот момент работает MapInfo. Для этого выполняют команду Файл > Сохранить рабочий набор. Для сохранения изменений в отдельных таблицах необходимо выполнить Файл > Сохранить таблицу или нажать на кнопку Сохранить таблицу на панели Команды.

79

Глава 4. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

4.1Исходные данные

1.Цифровая учебная топографическая (ЦТК) карта масштаба 1:10 000 с сечением рельефа 2,5 метра в формате MapInfo 5.

2.Программы для решения задач по топографической карте.

3.Растровые учебные аэрофотоснимки масштаба 1: 12 000, которые покрывают площадь трапеции ЦТК.

4.Растровая учебная карта масштаба 1: 10 000, которая сканирована с бумажной основы.

4.2Цифровая учебная топографическая (ЦТК) карта

Учебная цифровая топографическая карта создана в формате MapInfo 5. Ее векторное представление позволяет получать геодезические и прямоугольные координаты точек по всему полю карты и высоты точек, подписанные на карте. Координаты и отметки служат основой для решения задач по топографической карте при изучении общего курса геодезии.

Использование цифровой учебной карты позволяет также решать прикладные задачи инженерной геодезии, для чего, в зависимости от специфики прикладных работ, необходимо создавать отдельные приложения (строительство, мелиорация, геология, горное дело и т.д.).

Карта имеет послойную структуру.

Ниже приводится перечень и содержание слоев учебной топографической карты.

1.Zdan: строения, эл. подстанции;

2.Boloto: болото проходимое, непроходимое;

3.Dor: дороги, улицы, проезды;

4.Gidrl: реки (линейные), каналы, броды, направления течения;

5.Gidrp: реки (площадные), озера;

6.Gigrt: колодцы, родники;

7.K: дополнительное оформление

8.Kontur: точечный контур растительности;

9.Kvart: кварталы огнестойкие и неогнестойкие;

10.Lini: ЛЭП, линии связи;

11.Ogrg: ограждения;

12.Otmet: отметки высот, отметки у ориентира, урезы воды, пункты ГГС, точки съемочной сети, нивелирные реперы.

80