Тема 2. Джерела даних в гіс. Системи вводу даних у гіс.
План
Джерела даних.
Системи вводу.
Типи і способи представлення даних в ГІС.
Джерела даних для створення туристичних моделей
Введення даних, незважаючи на впровадження автоматизованих технологій, як і раніше, залишається найбільш складною і трудомісткою операцією при створенні і функціонуванні ГІС. Найбільш часто використовуються технології сканування паперових картографічних матеріалів, геометрична корекція сканованого зображення для усунення просторових похибок, цифрування паперових або сканованих карт із використанням ручної або напівавтоматизованої технології розпізнавання картографічних об'єктів.
Як вихідні матеріали, з яких виконується введення даних у ГІС, використовуються загальногеографічні карти різного тематичного змісту (див. рис 1.1):
картографічні джерела (топографічні карти, архітектурні плани і плани землевпорядкування);
дані дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) і фотограмметричні дані;
кадастри;
дані польових вишукувань;
гідрометеорологічні дані;
статистичні дані;
текстові джерела;
інтернет.
Рис 1. Джерела даних ГІС
Картографічні джерела
Карта – одне з найважливіших джерел масових даних для формування позиційної й змістовної частини баз даних ГІС у вигляді цифрових картооснов, які утворюють єдиний базис для позиціонування об'єктів і створення набору тематичних шарів даних у ГІС, сукупність яких є загальною інформаційною основою ГІС.
Карти, як джерело просторових даних для ГІС, як і раніше, зберігають свою актуальність. Хоча частина матеріалів, отриманих методами дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) і польової інструментальної зйомки, постійно зростає, на різних картах можна знайти різнобічну і відповідним чином формалізовану інформацію про багатьох реальних або виявлених різними методами просторових об'єктів.
Для просторового прив'язування і копіювання даних при побудові багатьох картографічних баз даних, включаючи тематичні карти і цифрові моделі рельєфу, використовуються топографічні карти — загальногеографічні карти універсального призначення, що докладно зображують місцевість. За топокартами можна визначити і безпосередньо цифрувати такі просторові об'єкти:
систему координат (географічну чи топографічну);
місце розташування і висоти пунктів опорної геодезичної мережі;
оцінки висот рельєфу, контури і глибину ерозійних форм; місце розташування гідрографічних об'єктів, оцінки урізів води, глибин, ширини русла, швидкості і напрямку течії;
назву населеного пункту, кількість будинків, тип і контури великих будівель, кар'єрів та ін.;
тип покриття, ширину проїжджої частини й узбіччя для авто доріг, висоту (глибину) насипів і виїмок;
контури лісових масивів або ділянок природної рослинності, тип деревних порід, висоту і густоту рослинності, ширину лісосмуг;
місце розташування і тип елементів лінійної технічної інфраструктури (ЛЕП, трубопроводи).
Кадастри
Документація землеустрою розробляється у вигляді програми, схеми, проектів, спеціальної тематичної карти, атласів, технічної документації.
Статистичні джерела
Атрибутивні дані в ГІС можуть мати різні способи і технології формалізації, обробки і подання. До атрибутивної відносять ту інформацію, яка або не має просторового прив'язування, або характеризує просторові об'єкти без зазначення місця їх розміщення. Наприклад, порядкові номери просторових об'єктів, їхні власні імена, числові кількісні або якісні значення. Блок атрибутивної інформації, прив'язаної до будь-якого просторового об'єкта, може містити від одного до багатьох сотень окремих атрибутивних значень різного типу, що характеризують різні параметри цього об'єкта.
Для використання в середовищі ГІС атрибутивна інформація підлягає систематизації, структуризації і формалізації, що дозволяє використовувати для подальшого її введення й обробки різні засоби автоматизованого пошуку, обчислень і візуалізації. Для кожного типу просторових об'єктів вибирається набір атрибутів, що дозволяють ідентифікувати конкретний тип об'єкта серед інших і з максимальною повнотою описати його властивості. Після визначення списку атрибутів вибираються методи їхньої формалізації [1].
Важливим джерелом даних, передусім атрибутивних, є різні статистичні матеріали. В Україні статистика досить добре розвинена та має розгалужену інфраструктуру державних управлінь зі статистики. Також джерелом атрибутивних даних для ГІС можуть бути стандартні форми різних державних, комерційних і громадських організацій, наукові звіти та публікації, дані спостережень на гідрометеорологічних станціях тощо. Велика частина таких документів створюється і подається в цифрованому вигляді у форматах програмних пакетів обробки документів Word, Excel, Access. До складу більшості пакетів ГІС, що працюють з реляційними таблицями для збереження атрибутивних даних, входять спеціальні модулі імпорту й експорту даних у формати Excel і Access.
Інтернет
Цифрові картографічні матеріали представлені в Інтернеті у різних видах. Найбільш цікавою є карта висот, що являє собою матрицю, кожна точка якої характеризується координатами і висотою.
Текстові джерела
Текстові джерела використовуються в ГІС в якості описової інформації. Важливим джерелом даних може бути різна довідкова література, результати лабораторних досліджень тощо.
Дані дистанційного зондування (ДДЗ)
ДДЗ поєднують усі типи даних, отриманих з носіїв космічного та авіаційного базування і складають значну частину дистанційних даних, на відміну від зйомок, отриманих в умовах фізичного контакту з об'єктами зйомки.
Методи дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) базуються на реєстрації і подальшій інтерпретації відбитої сонячної радіації від поверхні ґрунту, рослинності, води та інших об'єктів. Винос пристроїв, що реєструють, у повітряний або навколоземний простір дозволяє одержати значно більш широке охоплення території порівняно з наземними методами досліджень. При дистанційному зондуванні значний вплив на якість і застосовність одержуваних даних чинять спектральний діапазон зйомки, просторова точність, радіометрична точність, просторове охоплення, оперативність і повторюваність зйомки, вартість даних.
З космосу здійснюється високоточна зйомка для топографічного картографування, радіолокаційна зйомка рельєфу і вологості поверхневого шару ґрунту. Зйомка ведеться безупинно згідно з маршрутом прольоту супутника, дані постійно передаються на наземні станції. На наземних станціях виконується обробка інформації, що надходить: здійснюються геометрична корекція (усуваються кутові перекручування крайових зон, лінійні перекручування уздовж лінії зйомки і т. ін.); радіометрична корекція (усуваються перешкоди, що виникають при зйомці, передачі і прийомі даних, атмосферні перешкоди, вирівнюється освітленість); нарізка на ділянки визначеного розміру, прив'язування до системи координат і т. ін. Такі матеріали можуть передаватися замовнику протягом тижня після зйомки. Багато комерційних систем можуть проводити зйомку визначеної ділянки, для чого змінюється кут нахилу знімальної камери або орбіта супутника. У центрах обробки інформації накопичені великі архіви цифрових даних.
У наш час діють кілька комерційних систем дистанційного зондування, дані яких активно поширюються і на Україні. Досить поширені дані американської системи Landsat, французької SPOT, індійської Irs, російської "Ресурс". Дані високої просторової точності пропонуються знімальними системами Iconos і QuickBird (США).
Дані польових вишукувань
У процесі геодезичних вимірів початкова (вхідна) інформація для ГІС утворюється або у цифровому вигляді, або у в аналоговому.
Дані з електронних геодезичних приладів являють собою файл із координатами й ідентифікаторами точок зйомки. У таких файлах також може міститися інформація про проведені виміри – вертикальні та горизонтальні кути, відстані. Файли даних можуть створюватися у спеціальних фірмових форматах або у звичайному текстовому форматі ASCII.