- •Лекция 1 Основные понятия и определения гис
- •Введение
- •Первые гис
- •Формат gbf-dime
- •Текущее состояние и перспективы развития
- •Современные программные гис пакеты
- •Основные понятия геоинформатики
- •Свойства информации
- •Источник информации
- •Сообщение и источник сообщения
- •Прямые и косвенные источники сообщения
- •Классификация сообщений
- •Геоинформация
- •Геоданные
- •Система отсчета
- •Геоинформатика
- •Область исследования геоинформатики
- •Структура и классификация гис
- •Классификации гис
- •Классификация гис по проблемной ориентации
- •Классификация гис по целевому назначению
- •Классификация гис по территориальному охвату
- •Классификация гис по типу исходных данных
- •Этапы создания гис проектов
- •Группы задач гис
- •Типы запросов из баз данных гис
- •Группы функций гис
- •Геоинформационный менеджмент
- •Определения из госТа
- •Лекция 2 Организация данных в гис
- •Типы данных в геоинформационных системах
- •Структуры данных
- •Типы данных в соответствии с концепцией и структурой гис
- •Атрибутивные данные
- •Топографические данные
- •Тематические данные
- •Представление пространственных данных
- •Векторное представление данных
- •Класс объектов
- •Класс векторных объектов
- •Векторная модель данных
- •Подтипы
- •Взаимоотношения
- •Пространственная топология
- •Геометрические сети
- •Правила проверки корректности
- •Векторно-топологическое представление
- •Векторная нетопологическая модель данных
- •Векторная топологическая модель данных
- •Растровое представление данных
- •Растровая модель данных
- •Растровые наборы данных
- •Дополнительные данные о слоях растра
- •Сканирование
- •Другие типы представления данных Регулярно-ячеистое представление данных
- •Квадратомическое представление данных
- •Триангуляционная нерегулярная модель (tin)
- •Хранение данных в бд
- •Оценки качества информации
- •Визуализация данных Методы визуализации
- •Соотношение между математическим и визуальным представлением данных
- •Взаимосвязи между данными
- •Модель взаимосвязей
- •Геометрические примитивы
- •Лекция 3 гис-операции и гис-анализ
- •Введение
- •Цели пространственного анализа
- •Модели описания пространства
- •Функции работы с базами данных
- •Формирование и редактирование пространственных данных
- •Геокодирование
- •Картометрические функции
- •Создание моделей поверхностей и анализ растровых изображений
- •Модуль для анализа и трехмерного отображения данных в программе Maplnfo
- •Модуль Spatial Analyst из ArcGis
- •Построение буферных зон
- •Оверлейные операции
- •Сетевой анализ
- •Агрегирование данных
- •Зонирование
- •Специализированный анализ
- •Классификации
- •Цифровое моделирование рельефа
- •Типы цифровых моделей рельефа
- •Математические алгоритмы, используемые для цмр
- •Математикокартографическое моделирование
- •История развития esri ArcGis
- •Требования к аппаратному обеспечению
- •Требования к операционной системе
- •Семейство программных продуктов ArcGis
- •Дополнительные модули
- •Состав ArcGis for Desktop Advanced
- •Основные возможности ArcMap
- •Базовые понятия в ArcGis ArcMap
- •База геоданных
- •Термин «база геоданных» имеет в ArcGis несколько значений
- •Архитектура базы геоданных
- •База геоданных является объектнореляционной
- •Хранение базы геоданных в реляционных базах данных
- •Хранение базы геоданных в таблицах и файлах
- •Инструменты и наборы инструментов ArcToolBox
- •Редактирование векторных слоев Панель инструментов Редактор (Editor)
- •Создание объектов и редактирование свойств шаблонов объектов
- •Инструмент Замыкание
- •Редактирование атрибутов объекта
- •Свойства редактируемого скетча
- •Опции редактирования
- •3D визуализация (ArcGlobe, ArcScene)
- •Новое в ArcGis 10.2.1
- •Лекция 5 Дополнительный модуль ArcGis ArcScan
- •План лекции
- •Введение
- •Интерактивная векторизация (трассировка растра)
- •Векторизация растра трассировкой
- •Распознавание формы
- •Автоматическая векторизация
- •Диалоговое окно Опции замыкания растра (Raster Snapping Options)
- •Этапы работы с ArcScan
- •Начало работы с ArcScan
- •Активация дополнительного модуля ArcScan
- •Добавление панели инструментов ArcScan
- •Начало сеанса редактирования
- •Замыкание на растр
- •Замыкание на растр
- •Очистка растров до векторизации
- •Использование шаблонов объектов
- •Использование методов построения скетча
- •Отмена и возврат правок
- •Применение дополнительных инструментов для редактирования векторизованных объектов
- •Сохранение правок
- •Настройки модуля векторизации ArcScan
- •Настройки Решения пересечений (Intersection Solution setting)
- •Примеры типы векторизации пересечений
- •Настройки максимальной ширины линии (Maximum Line Width setting)
- •Настройки Допуска сжатия
- •Примеры генерализации при разных значениях Допуска сжатия
- •Настройка Ширины сглаживания
- •Примеры применения различной Ширины сглаживания
- •Настройка Допуска замыкания разрывов (Gap Closure Tolerance)
- •Настройка Развернутого угла (Fan Angle)
- •Настройка пробела (Hole setting)
- •Настройка Решение углов (Resolve Corners)
- •Команда стилей (Styles command)
- •Подготовка растровых данных к векторизации
- •Выбор ячеек растра для очистки и векторизации
- •Интерактивная выборка ячеек
- •Интерактивный выбор смежных ячеек
- •Выборка ячеек на основе выражения
- •Выбор смежных ячеек с помощью выражения запроса
- •Поиск области смежных ячеек
- •Поиск диагонали области смежных ячеек
- •Использование выборки ячеек с другими инструментами
- •Сохранение выборки ячеек
- •Очистка растра Сеанс очистки
- •Удаление шума и объектов
- •Добавление новых ячеек
- •Сохранение правок растра
- •Интерактивная векторизация
- •Опции замыкания растра (Raster Snapping Options)
- •Типы свойств замыкания растров
- •Свойства замыкания растра
- •Об установке опций замыкания растра
- •Настройки векторизации
- •Использование инструментов векторизации
- •Автоматическая векторизация
- •Обработка растра
- •Определение объема
- •Определение оптимальных установок
- •Создание векторных объектов
- •Предварительный просмотр векторизации
- •О создании объектов в автоматической векторизации
- •Поиск подходящего местоположения
- •Вычисление расстояния и анализ стоимости перемещения по пути
- •Нахождение оптимального пути между двумя местоположениями
- •Проведение статистического анализа на локальном уровне, на уровне окрестности или зональном
- •Интерполяция значений для изучения областей на основе образцов
- •Очистка данных для последующего анализа или отображения
- •Подключение модуля
- •Базовая терминология Анализ на основе ячеек
- •Алгебра карт
- •Пространственный анализ
- •Функциональные возможности набора инструментов
- •Группы инструментов Spatial Analyst
- •Инструменты Условия (Conditional)
- •Группа инструментов Плотность (Density)
- •Пример поверхности плотности
- •Группа инструментов Расстояние (Distance)
- •Инструменты вычисления Расстояний
- •Пример извлечения по атрибуту
- •Пример извлечения по маске
- •Группа инструментов Генерализация (Generalization)
- •Группа инструментов Гидрология (Hydrology)
- •Пример Направление стока
- •Пример Суммарный сток
- •Группа инструментов Интерполяция (Interpolation)
- •Группа инструментов Локальные (Local)
- •Пример вычисления локальной статистики
- •Группа инструментов Алгебра карт
- •Калькулятор растра
- •Группа инструментов Математические (Math)
- •Группа инструментов Многомерность (Multivariate)
- •Группа инструментов Окрестность (Neighborhood)
- •Пример. Сумма в окне 3х3 пикселя.
- •Группа инструментов Создание растра (Raster Creation)
- •Группа инструментов Переклассификация (Reclass)
- •Пример. Справочная переклассификация
- •Группа инструментов Солнечное излучение (Solar Radiation)
- •Вычисление инсоляции (Вт∙час / м2)
- •Группа инструментов Поверхность (Surface)
- •Пример. Вычисление экспозиции
- •Группа инструментов Зональные (Zonal)
- •Основные термины 3d-анализа Базовая высота
- •Функциональная поверхность
- •Текстуры
- •Объекты, содержащие значения z
- •Уровень детализации (lod)
- •Вытягивание
- •Драпировка
- •Плавающий слой
- •Растеризация
- •3D модель
- •Мультипатч
- •Кэширование
- •Смещение картографического слоя
- •Основы 3d-анализа Подключение модуля 3d Analyst
- •Панели инструментов 3d Analyst
- •Создание 3d видов
- •Порядок отображения слоев в 3d
- •Понятия наблюдателя и цели
- •Непрямые углы 3d отображения и видимый экстент данных
- •Понятие анализа видимости
- •Создание линии видимости
- •Общие сведения о высотах на основе объектов в 3d
- •Высоты из поверхности
- •Метода привязки слоя объектов к поверхности
- •Высоты из каждого объекта
- •Методы использования информации о высотах объектов при их отображении
- •Смещение картографического слоя
- •Комбинация настроек
- •Основы 3d-символов и стилей
- •3D символ по сравнению с 2d символом
- •Геотипические документы
- •Геоспецифические документы
- •3D символы
- •Составные 3d символы
- •Примеры сложных 3d символов
- •Типы 3d символов
- •Трехмерные карты
- •3D стили
- •Создание собственных стилей
- •Программа ArcGis ArcGlobe
- •Визуализация 3d данных
- •Анализ 3d данных
- •Программа ArcGis ArcScene
- •Основные различия между ArcGlobe и ArcScene Различие при проецировании данных
- •Различие в кэшировании данных и управлении памятью
- •Различие в анализе данных
- •Просмотр и отображение
- •Просмотр с удаленного рабочего стола
- •Примеры применения 3d-анализа в ArcGis Пример 1 - Рельефная карта округа
- •Пример 2 Изучение локальных месторождений
- •Пример 3 Построение виртуального города
- •Пример 4 – Анализ видимости для определения места расположения вышки для наблюдения за лесными пожарами
- •Редактирование в 3d
- •Дополнительный модуль 3d-Analyst
- •Интерактивные инструменты 3d Analyst в ArcScene
- •Включение дополнительного модуля Дополнительный модуль ArcGis 3d Analyst
- •Инструменты геообработки 3d Analyst
- •Меню Опции 3d Analyst
- •Создание изолиний
- •Создание линии видимости
- •Создание 3d графики методом оцифровки на поверхности
- •Создание графика профиля на основе оцифрованных пространственных объектов поверхности
- •Основные термины геостатистики Перекрестная проверка модели
- •Детерминированные методы
- •Геостатистический слой
- •Геостатистические методы
- •Интерполяция
- •Ядро модели
- •Методы Кригинг
- •Окрестность поиска
- •Вариограмма
- •Имитация моделей
- •Пространственная автокорреляция
- •Преобразование данных
- •Проверка модели
- •Подключение модуля GeoStatistical Analyst
- •Добавление панели инструментов
- •Состав ArcGis Geostatistical Analyst
- •1) Графики исследовательского анализа пространственных данных
- •Детерминированные методы (Deterministic methods)
- •Геостатистические методы
- •Создаваемые поверхности
- •3) Набор инструментов Geostatistical Analyst
- •Поднабор пространственных объектов
- •Процесс построения модели интерполяции
- •Руководство пользователя ArcGis Geostatistical Analyst
Хранение базы геоданных в реляционных базах данных
Ядром базы геоданных является стандартная реляционная схема базы данных (набор стандартных таблиц базы данных, типов полей, индексов и других объектов базы данных). Схема существует в виде набора системных таблиц базы геоданных в СУБД, которые определяют целостность и поведение географической информации. Эти таблицы хранятся либо в виде файлов на диске или в содержимом СУБД, такой как Oracle, IBM DB2, PostgreSQL, IBM Informix, или Microsoft SQL Server.
Хорошо определенные типы полей используются для хранения традиционных атрибутов в таблицах. Когда база геоданных хранится в СУБД, пространственные представления, такие как векторные и растровые данные, обычно хранятся с помощью расширенных пространственных типов.
Ключевым понятием базы геоданных является понятие набора данных. Это первичный механизм, используемый для организации и обработки географической информации в ArcGIS. База геоданных содержит три основных типа наборов данных:
Классы пространственных объектов
Наборы растровых данных
Таблицы
Хранение базы геоданных в таблицах и файлах
Хранение базы геоданных подразумевает хранение схемы данных, базы правил для каждого географического набора данных и простого табличного представления пространственных и атрибутивных данных.
Все три главных набора данных базы геоданных (классы пространственных данных, атрибутивные таблицы и наборы растровых данных), как и другие элементы базы геоданных, хранятся в памяти с помощью таблиц.
Пространственное отображение географических наборов данных хранится либо в векторном, либо в растровом формате. Данная геометрия хранится и управляется в столбцах атрибутов вместе с традиционными табличными полями атрибутов.
Базы геоданных поддерживают SQL-доступ к геометрии пространственных объектов в следующих СУБД:
Oracle (с использованием типа ArcSDE SQL или типа Oracle Spatial SQL, если вы используете Oracle Spatial)
IBM DB2
IBM Informix
Microsoft SQL Server
Informix
PostgreSQL (с применением типов геометрии ST_Geometry или PostGIS, если вы хотите использовать PostGIS)
Инструменты и наборы инструментов ArcToolBox
В любом приложении ArcGIS for Desktop окно ArcToolbox открывается при помощи кнопки Показать/Скрыть окно ArcToolbox. ArcToolbox которую можно найти на стандартной панели инструментов или щелкнув Геообработка > ArcToolbox.
Инструменты геообработки осуществляют небольшие, но важные операции с географическими данными, например, извлечение и наложение данных; изменение картографических проекций; добавление столбцов в таблицы; расчет значений атрибутов, наложение полигонов и прокладка оптимальных маршрутов, и это далеко не все операции. Имеются сотни инструментов в вашем распоряжении, и вы можете создавать ваши собственные инструменты с помощью ModelBuilder, визуального языка программирования или с помощью написания скриптов в текстовом языке программирования.
Инструменты организованы в наборы инструментов. ArcGIS поставляет сотни инструментов, организованных в несколько наборов инструментов и предоставляющих богатые функциональные возможности для широкого диапазона дисциплин.
Для того, чтобы использовать инструмент, вы должны сначала найти его. Существует четыре способа это сделать:
Большинство часто используемых инструментов могут быть найдены в меню Геообработка (Geoprocessing) на панели инструментов Стандартные (Standard). Вы можете настроить этот список с помощью Настройка (Customize) > Режим настройки (Customize mode).
Поиск инструментов в диалоговом окне Поиск (Search). Поиск позволяет вам ввести ключевое слово, короткую фразу, которая описывает, что этот инструмент делает.
Поиск инструмента в окне Каталога. Поиск предполагает, что вы знаете, какой набор инструментов содержит нужный инструмент.
Поиск инструмента в окне ArcToolbox. Окно ArcToolbox, подобно окну Каталога, показывает наборы инструментов и инструменты в виде дерева. Вы можете добавить созданные вами наборы инструментов в окно ArcToolbox.
Поиск инструментов в диалоговом окне Поиск (Search)
ArcToolBox
Панель инструментов геообработки cодержит 18 групп инструментов.
Позволяет добавляет пользовательские инструменты.
Диалоговое окно инструмента
Для того, чтобы открыть диалоговое окно инструмента из диалогового окна Поиск (Search), щелкните на имени инструмента. Для того, чтобы открыть диалоговое окно инструмента в окне Каталога, щелкните дважды на инструменте или правой кнопкой щелкните на инструменте и щелкните Открыть (Open).
Диалоговое окно Результаты
Вы можете отслеживать работу инструмента в диалоговом окне Результаты. Чтобы открыть окно Результаты, щелкните Геообработка > Результаты. С помощью диалогового окна Результаты вы можете найти подробности о производительности инструмента. Вы также можете предоставить общий доступ к результатам через сервис геообработки или пакет результатов геообработки.
Обработка в фоновом режиме
Инструменты работают в фоновом режиме, то есть вы можете продолжать работать с ArcMap (или другими приложениями, такими как ArcGlobe) пока инструмент работает.
Вы увидите индикатор выполнения внизу вашего документа, который показывает имя текущего работающего инструмента. Когда инструмент заканчивает работу, уведомление об этом появляется в системной записи.
Модели и ModelBuilder
Геообработка позволяет вам построить цепочку последовательности инструментов таким образом, что выходные данные одного инструмента используются в другом. Вы используете модель геообработки для связи инструментов вместе, и ModelBuilder, представленный ниже, показывает, как вы создаете модели.
Python и скрипты
Язык Python является независимым, межплатформенным, открытым языком программирования, быстрым, мощным и легким в освоении. Python считается текстовым (или интерпретативным) языком, так как он не требует компилятора. Программы, которые вы пишете с помощью языка Python, называются скриптами. Кроме языка Python существуют и другие языки написания скриптов, но Esri выбрал язык Python как предпочтительный язык написания скриптов из-за его мощности и широкого признания.
Язык Python инсталлируется автоматически при инсталляции ArcGIS. Все инструменты геообработки, а также широкий выбор полезных функций для запроса ГИС-данных теперь доступны в ArcPy site-package. Пакет определенных функций является термином языка Python для библиотеки, которая добавляет дополнительные функции к языку Python, и пакет определенных функций ArcPy определят, как ГИС-функции добавляются в Python. ArcPy site package
устанавливается вместе с ArcGIS. С использование языка Python и пакета ArcPy, вы можете разработать неограниченное число полезных программ, которые работают с географическими данными.