GIS translate
.pdfОсновные связи между вектором пространственных данных (топологические модели) и атрибуты поддерживаются в реляционной базе данных файла (от Berry)
Объектно-ориентированной модели
Объектно-ориентированной модели базы данных управляет данными через объекты.Объект представляет собой набор элементов данных и операции, которые вместе считаются единым целым.Объектноориентированных баз данных является относительно новой модели. Этот подход имеет то притяжение, которое запросов очень естественно, так как функции могут быть сгруппированы вместе с атрибутами по усмотрению администратора баз данных. На сегодняшний день только несколько пакетов ГИС поощрения использования этой модели атрибутов данных. Тем не менее, первые впечатления показывают, что этот подход может провести многие эксплуатационные преимущества по отношению к географическим обработки данных. Выполнение этого обещания с коммерческим продуктом ГИС-прежнему не было видно.
Пространственные отношения DATA
Характер пространственных отношений данные важны для понимания в рамках ГИС. В частности, отношения между географическими особенностями является сложной задачей, в которой мы еще далеки от понимания в полном объеме. Это вызывает обеспокоенность, поскольку главной роли ГИС является манипуляцией и анализа большого количества пространственных данных. На сегодняшний день, принятым теоретическим решением является топологической структуры пространственных данных.
Считается, что топологические модели данных лучше всего отражает географию в реальном мире, и обеспечивает эффективную математическую основу для кодирования пространственных отношений, обеспечивая модель данных для обработки и анализа данных на основе вектора.
Большинство программного обеспечения ГИС разделения пространственных и атрибутивных данных в отдельных системах управления данными. Чаще всего, топологические или растровой структуры используются для хранения пространственных данных, в то время как реляционная структура базы данных будет использоваться для хранения данных атрибутов. Данные из обеих структур связаны друг с другом для использования через уникальный идентификационный номер, например, Функция этикетки и СУБД первичных ключей. Эта связь пространственных объектов с атрибутом записи, как правило, поддерживается внутренними номер, присвоенный программного обеспечения ГИС. Метка нужна, так что пользователь может загрузить соответствующую запись атрибута для данного географического объекта. Чаще всего одна запись атрибут автоматически создается программное обеспечение ГИС раз в чистой топологической структурой правильно генерируется. Этот атрибут записи обычно содержит внутренний номер для функции, метка идентификатора пользователя, площадь функцию, и по периметру функцию. Линейные функции имеют длину функция определена вместо области.
Топология
Топологической модели часто путают с начальным пользователи ГИС. Топология математический подход, который позволяет нам структурировать данные, основанные на принципах соседства функцию и функцию подключения. Это на самом деле математический метод используется для определения пространственных отношений. Без топологической структурой данных в векторной ГИС наиболее манипулирования данными и анализом функций, не было бы практичным, ни целесообразным.
Наиболее распространенной топологической структуры данных дуги / узел модели данных. Эта модель содержит два основных лиц, дуги и узлов. Дуга представляет собой ряд точек, соединенных отрезками прямых линий, которые начинаются и заканчиваются в узле. Узел является точкой пересечения, где два или более дуг с концами. Узлах также происходят в конце оборванных дуги, например, дугу, которая не подключается к другой дуге, таких как тупик. Изолированные узлы, не связанных с дуги представляют точку возможности. Полигона состоит из замкнутой цепи дуги.
В программное обеспечение ГИС топологическое определение обычно хранятся в специальном формате. Однако, большинство предложений программное обеспечение записи топологическое определение в трех таблицах. Эти таблицы аналогичны реляционных таблиц. В трех таблицах представляют различные типы функций, например, точки, линии, области. Четвертая таблица с указанием координат также используется. Узел таблице хранятся сведения об узле и дугами, которые подключены к нему. Дуги таблица содержит топологическую информацию о дугах. Это включает в себя начальный и конечный узел, а полигон для левого и правого, что дуга является элементом.
многоугольник таблица определяет дуг, которые составляют каждый полигон. В то время как дуга, узлов и полигонов терминология используется большинством поставщиков ГИС, некоторые из них также ввести такие понятия, как ребра и грани для определения дуги и полигоны. Это просто использование разных слов для определения топологического определения. Не смущайтесь этим.
Так как большинство входных данных не существует в топологической структурой данных, топологии должны быть построены с программным обеспечением ГИС. В зависимости от набора данных, это может быть ресурсоемкие и отнимает много времени процедура. Этот процесс строительства предполагает создание топологических таблиц и определение дуги, узлов и полигонов лиц. Чтобы правильно определить топологию Есть конкретные требования в отношении графических элементов, например, нет повторяющихся линий, отсутствие пробелов в дугами, которые определяют полигонов и т.д. Эти требования рассматриваются в редактирование данных раздела книги.
Топологической модели используется, поскольку он эффективно моделирует отношения пространственного лиц. Таким образом, он хорошо подходит для таких операций, как примыкания и соединения анализов. Родственности включает в себя оценку функции смежности, например, функции, которые соприкасаются друг с другом, и близость, например, функции, которые находятся рядом друг с другом. Основное преимущество топологической модели является то, что пространственный анализ может быть сделано без использования данных координат. Многие операции можно сделать, в значительной степени, если не полностью, используя топологические определения в одиночку. Это является значительным преимуществом по сравнению с CAD или спагетти вектор структура данных, которая требует вывода пространственных отношений с координатой данных до анализа могут быть предприняты.
Основным недостатком топологической модели данных является статической природы. Это может быть трудоемким процессом, чтобы правильно определить топологию в зависимости от размера и сложности набора данных. Например, 2.000 полигонов насаждений потребуется значительно больше времени, чтобы построить топологию, что 2000 муниципальных границах много. Это связано с присущей сложности функций, например, много, как правило, прямоугольная в то время как лесные насаждения часто длинные и извилистые. Это может быть внимание при оценке топологической возможности по созданию программного обеспечения ГИС. Статический характер топологической модели также подразумевает, что каждый раз, когда некоторые изменения произошли, например, Границы лесов стенда изменен с учетом уборки или ожогов, топология должна быть восстановлена. Целостность топологической структуры и СУБД таблицы, содержащие данные атрибутов может быть проблемой здесь. Это часто называют ссылочной целостности. В то время как топология является механизм обеспечения целостности с пространственными данными, ссылочной целостности является концепция обеспечения целостности для связанных топологических данных и атрибутов данных.
ГЛАВА 3: источники данных
В этой главе рассматриваются различные источники, форматы входных и методов ГИС-данных. Основное внимание уделяется рассмотрению различных входных данных методов пространственных данных. Эта глава также описывает ввод данных ошибок, пространственной и атрибутов, а также обзоры типичных процедур для исправления ошибок ввода. В этой главе будут представлять наибольший интерес для технического персонала и ГИС операторов.
Источники данных
Методы ввода данных
Редактирование данных и обеспечения качества
ИСТОЧНИКИ ДАННЫХ
Как ранее определили два типа данных вводятся в ГИС, пространственного и атрибутов.Процесс ввода данных является операция кодирования обоих типов данных в формате базы данных ГИС.
Создание чистый цифровой базы данных является наиболее важной и трудоемкой задачей, на которой полезность ГИС зависит.Создание и поддержание надежной базы пространственных данных является краеугольным камнем успешной реализации ГИС.
Кроме того, цифровых данных является самой дорогой частью ГИС. Тем не менее, зачастую, недостаточно внимания уделяется качеству данных и процессов, посредством которых они готовы для автоматизации.
Общий консенсус среди ГИС-сообщество в том, что от 60 до 80% затрат, понесенных при реализации ГИСтехнологии заключается в сбор данных, сбора данных и разработки баз данных.
Широкий спектр источников данных существуют для пространственных и атрибутивных данных. Наиболее распространенные общие источники пространственных данных:
жесткий карты копия;
аэрофотоснимки;
дистанционного зондирования изображения;
точка образцы данных обследований и
существующих цифровых файлов данных.
Существующие жесткие копию карты, например, иногда упоминается как аналоговые карты, обеспечивают наиболее популярным источником для любого проекта ГИС.
Потенциальные пользователи должны знать, что в то время как есть много частных фирм, специализирующихся на предоставлении цифровых данных, федеральные, областные и государственные правительственные учреждения являются прекрасным источником данных. Из-за больших расходов, связанных с данными захвата и вход, государственных ведомств часто являются единственными учреждениями, финансовых и трудовых ресурсов финансирования инвестиций в сбор данных. Британская Колумбия и Альберта агентства правительства являются хорошими примерами. Оба правительства провинций определена и реализована провинции широкий охват цифровых данных основной карты в разных масштабах карты, например, 1:20000 и 1:250000. Кроме того, провинциальные агентства лесного хозяйства также предоставляют тематические инвентаризации лесов данных в цифровом формате. Федеральные агентства часто являются хорошим источником для информационной базы карту.Неотъемлемое преимущество цифровых данных от государственных органов является его стоимость. Как правило, недороги. Однако, это часто компенсируется точностью данных и качества. Тематические покрытий часто не в курсе. Тем не менее, важно отметить, что конкретные характеристики правительственных данных значительно варьируется по всей Северной Америке.
Характеристики данных имеет еще более широкий спектр источников данных. Любой текстовый или табличный данных, чем может быть привязаны к географическим объектом, например,точки, линии или области, могут быть введены в ГИС. Атрибут данных, как правило, вводить ручную настройку или с помощью утилиты массовой загрузки программного обеспечения СУБД. ASCII формат является стандартом де-факто для передачи и преобразования информации об атрибутах.
На следующем рисунке описаны основные типы данных, которые используются и созданные ГИС.
Основные типы данных, которые используются и созданные ГИС (после Berry).
МЕТОДЫ ДАННЫХ
После ввода данных атрибутов, как правило, довольно просты, обсуждение методов ввода данных будет ограничена пространственным данным. Существует не один способ ввода пространственных данных в ГИС. Скорее всего, их несколько, взаимно совместимых методов, которые можно использовать по отдельности или в комбинации.
Выбор метода ввода данных в значительной степени определяется приложением, имеющегося бюджета, а также тип и сложность данных на вход.
Есть по крайней мере четыре основных процедур для ввода пространственных данных в ГИС. К ним относятся:
Руководство оцифровки;
Автоматическое сканирование;
Ввод координат использованием координатной геометрии и
Превращение существующих цифровых данных.
Оцифровка
В то время как значительная работа была проделана с новыми технологиями, подавляющее большинство ГИС пространственные ввод данных осуществляется путем ручной оцифровки. Дигитайзер представляет собой электронное устройство, состоящее из таблицы, на которой карта или рисунок помещается.
Пользователь прослеживает пространственных особенностей с ручным магнитную ручку, которую часто называют мыши или курсора. В то время как отслеживание особенностей координат выбранной точки, например, вершин, которые отправляются на компьютер и хранится. Все точки, которые записаны являются зарегистрированными против позиционной контрольных точек, как правило, углы карты, которые введенные пользователем в начале оцифровки сессии. Координаты записываются в определенный пользователем системы координат и картографические проекции. Широта и долгота и UTM наиболее часто используется. Возможность регулировать или преобразования данных при оцифровке из одной проекции в другую является желательной функции программного обеспечения ГИС. Многочисленные функциональные методы существуют, чтобы помочь оператору в процессе оцифровки.
Оцифровка можно сделать в режиме точки, где отдельные точки записываются по одному или в потоковом режиме, где точка собираются на регулярные промежутки времени или расстояния, измеряемые движения X и Y, например, каждые 3 метра. Оцифровка также может быть сделано слепо или с графического терминала. Слепой оцифровки делает вывод, что графический результат не сразу видимой для человека оцифровки. Большинство систем отображения оцифрованного линиями, как это оцифровывается на сопроводительной графического терминала.
Большинство ГИС в использовании режима спагетти оцифровки. Это позволяет пользователю просто оцифровать линии, указав начальную и конечную точку. Данные могут быть захвачены в точке или потоковом режиме. Тем не менее, некоторые системы позволяют пользователю для сбора данных в дугу / узел топологической структуры данных. Дуги / узел структуры данных требует, чтобы дигитайзер идентифицировать узлы.
Сбор данных в дугу / узел подход помогает строить топологические структуры данных немедленно. Это уменьшает количество постобработки, необходимых для очистки и создания топологического определения. Однако, чаще всего оцифровки с дугой / узел подход не отменяет требования для редактирования и очистки оцифрованных линиями до полной топологической структуры могут быть получены.
Здание топологии, прежде всего, пост-процесс оцифровки, которые обычно выполняются в пакетном режиме после того, как данные были убраны. На сегодняшний день только несколько коммерческих предложений ГИС вектор программного обеспечения успешно выставляются возможность создания топологии интерактивно, когда пользователь переводит в цифровую форму.
Руководство оцифровки имеет много преимуществ. Они включают в себя:
Низкие капитальные затраты, например, оцифровки таблиц дешевой;
Низкая стоимость рабочей силы;
Гибкость и адаптируемость к различным типам данных и источников;
Легко преподавал в короткий промежуток времени - легко освоили навыки
Вообще качество данных является высокая;
Оцифровка устройства очень надежны, и чаще всего предлагают большую точность, что гарантирует данных, а также
Возможность легко регистрировать и обновлять существующие данные.
Для растровых данных на основе ГИС-прежнему широко оцифровывается в векторный формат и преобразуется в растровую структуру после строительства чистой топологической структуры. Эта процедура обычно отличается от вектора минимально программное обеспечение оцифровки, кроме некоторых растровых систем позволяют пользователю определить разрешение размер сетки-ячейки.
Преобразования в структуре растровой могут возникнуть на лету или впоследствии как отдельный процесс преобразования.
Автоматическое сканирование
Разнообразие сканирующих устройств существуют для автоматического сбора пространственных данных. В то время как различные технические подходы существуют в технологии сканирования, все они имеют то преимущество, что в состоянии захватить пространственных объектов с карты на быстрый скорости. Тем не менее, до сих пор, сканирование не доказано, чтобы быть жизнеспособной альтернативой для большинства внедрению ГИС. Сканеры, как правило, дорогие приобретения и эксплуатации. Кроме того, большинство сканирующие устройства имеют ограничения по отношению к захвату выбранных объектов, например, Текст и символом признания. Опыт показал, что наиболее отсканированных данных требует значительного количества ручного редактирования для создания чистого слоя данных. С учетом этих основных ограничений некоторые другие практические ограничения сканеры должны быть определены. Они включают в себя:
жесткий карты копия часто не могут быть удалены, где сканирующего устройства можно, например, Большинство компаний или агентств, не могут позволить себе их собственные устройства сканирования и, следовательно, должны направить свои карты для частных фирм для сканирования;
данные на жестком копии, не может быть в форме, которое будет жизнеспособным для эффективного сканирования, например, Карты имеют низкое качество, или находятся в неудовлетворительном состоянии;
географические особенности могут быть слишком мало на одной карте, чтобы сделать ее практической, экономически оправданным, к сканированию;
Часто на оживленных карт сканер не сможет различить особенности для захвата от окружающих графической информации, например, плотных контуров с этикетками;
с растровым сканированием там трудно читать уникальные метки (текст) для географических объектов, эффективного и
Сканирование гораздо дороже, чем ручной оцифровки, с учетом всех затрат / производительности.
Консенсус в рамках ГИС-сообщества показывает, что сканеры работают лучше, когда информация о карте сохраняется очень чистым, очень проста, и незагроможденный с графической символики.
Сама стоимость сканирования обычно исключает возможность использования методов сканирования для сбора данных в большинстве реализаций ГИС. Большой сбор данных магазинов и государственных учреждений являются те, скорее всего, использует технологии сканирования.
В настоящее время общее мнение состоит в том, что качество данных, полученных от сканирующих устройств не достаточно существенным, чтобы оправдать затраты на использование технологии сканирования. Тем не менее, крупные прорывы делаются в поле, с помощью сканирующей техники и с возможностями автоматической очистки и подготовки отсканированных данных для топологического кодирования. К ним относятся различные следующие строки и методы распознавания текста. Пользователи должны знать, что эта технология имеет большой потенциал в ближайшие годы, особенно для крупных установок ГИС.
Координатной геометрии
Третий способ ввода пространственных данных включает в себя расчет и ввод координат использованием координатной геометрии (COGO) процедур. Это включает в себя ввод, из данных опроса, явные измерения функции от некоторого известного памятника. Этот вход технику, очевидно, очень дорогостоящий и трудоемкий. На самом деле, он редко используется для природного ресурса в ГИС. Этот метод полезен для создания очень точных картографических определения собственности, и, соответственно, больше подходит для управления учета земель на кадастровый или муниципальной масштабе.
Преобразование существующих цифровых данных
Четвертый метод, который становится все более популярным для ввода данных является преобразование существующих цифровых данных. Разнообразие пространственных данных, включая цифровые карты, открыто доступных из широкого спектра государственных и частных источников. Наиболее распространенные цифровые данные для использования в ГИС данные из CAD систем. Ряд программ преобразования данных существуют, в основном, от поставщиков программного обеспечения ГИС, для преобразования данных из CAD форматов растровой или топологических ГИС формата данных. Несколько специальных стандартов для обмена данными были созданы на рынке. Они дополняются количество форматов правительство распределения, которые были разработаны. Учитывая широкий спектр форматов данных, которые существуют, большинство поставщиков ГИС разработаны и обеспечивает обмен данными / преобразования программного обеспечения, чтобы перейти от их формата для тех, считаются общими на рынке.
Большинство производителей программного обеспечения ГИС также предоставляют ASCII формата обмена данными, характерными для их продукта, и библиотека программирования подпрограмму, которая позволит пользователям создавать свои собственные функции преобразования данных для выполнения своих конкретных потребностей. Как цифровых данных становится все более доступной эту возможность становится необходимостью для любой ГИС. Преобразование данных из существующих цифровых данных не является проблемой для большинства технических специалистов в области ГИС. Однако, для небольших ГИС установок, которые имеют ограниченный доступ к ГИС Аналитик это может быть основным камнем преткновения в получении оперативной ГИС. Правительственные учреждения, как правило, хороший источник для технической информации о требованиях преобразования данных.
Некоторые из форматов данных, общих для ГИС рынке перечислены ниже. Пожалуйста, обратите внимание, что большинство форматов используется только для графических данных. Атрибут данных, как правило, обрабатываются как ASCII текстовых файлов. Производитель имена поставляются в случае необходимости.
IGDS - интерактивный дизайн Графика программного обеспечения (Intergraph / MicroStation) Это двоичный формат является стандартным на рынке под ключ CAD и стал стандартом де-факто в отображении промышленности Канады. Это собственный формат, однако большинство поставщиков программного обеспечения ГИС обеспечивает DGN переводчиков.
DLG - Digital Line Graph (US Geological Survey) Это ASCII формат используется Геологической службой США в качестве стандартного распределения и, следовательно, хорошо использовать в Соединенных Штатах. Это не используется очень много в Канаде, хотя большинство поставщиков программного обеспечения предоставляют два пути преобразования в DLG.
DXF - формат обмена данными чертежей (Autocad) Это ASCII формат в основном используется для преобразования из / в формат рисунков AutoCAD и является стандартом в инженерную дисциплину. Большинство производителей программного обеспечения ГИС предоставить переводчика DXF.
GENERATE - ARC / INFO Графический формат обмена общей ASCII формат пространственных данных, используемых ARC / INFO программного обеспечения для размещения общих пространственных данных.
ЭКСПОРТ - ARC / INFO Формат экспорта. Обменного формата, который включает в себя как графический и атрибутов данных. Этот формат предназначен для передачи ARC / INFO данных из одной аппаратной платформе, или сайт, на другой. Он также часто используются для архивирования.
ARC / INFO данных. Это не опубликован формат данных, однако некоторые производители настольных ГИС и отображение предоставляют переводчиков. Формат экспорта может прийти в любой несжатый, частично сжат или полностью сжатом формате