- •Геоинформационные системы и технологии // 09.03.02 Информационные системы и технологии
- •1. Определение и задачи геоинформатики
- •2.Фундаментальные понятия геоинформатики. Понятие «геоинформационная система» и «геоинформационные технологии»
- •3. Периодизация развития геоинформатики. История развития ГИС
- •4. Классификация ГИС
- •5. Принципы функционирования ГИС. Структура универсальных ГИС
- •6. Программно-аппаратное обеспечение ГИС
- •7. Принципы организации данных в ГИС
- •8. Геореляционная модель данных
- •9. Источники данных ГИС
- •10. Технологии сбора пространственной информации. Единство измерений. Существующие шкалы измерений. Качество данных. Типы ошибок данных.
- •11. Цифровое представление пространственных данных в виде набора шейп-файлов, преимущества и недостатки // это могут спросить на практике
- •12. Геоинформационное картографирование
- •13. Моделирование пространства с помощью TIN-моделей
- •14. Фигура и размеры Земли, используемые модели. Геодезическая основа карт.
- •15. Системы координат, применяемые в геодезии и картографии
- •16. Геодезическая система координат. Система прямоугольных координат
- •17. Геоид и референц-эллипсоид, системы координат, связанные с референц-эллипсоидом
- •18. Картографические проекции. Масштаб. Искажения. Классификация картографических проекций
- •19. Разграфка и номенклатура листов топографических карт и планов
- •20. Цифровая модель местности. Структура ЦММ. Понятие одномерных, двумерных, трехмерных ЦММ
- •22.Типы пространственных объектов в ГИС. Принцип послойной организации данных. Объектно-ориентированный принцип
- •23. Понятие о моделях пространственных данных. Представление пространственных данных. Модель пространственных данных
- •24. Растровые модели данных. Метод группового кодирования. Регулярно-ячеистое представление данных. Квадротомическая модель данных
- •26. Топология и топологические отношения пространственных объектов
- •27. Спагетти-модель и ее цифровое представление, преимущества и недостатки
- •28. Особенности топологического и послойного представления данных в ГИС
- •29.Сравнение двух методов представления пространства: дискретное пространство и непрерывное пространство
- •30. Различные возможные формы описания пространства, примеры
- •31. Модели поверхностей. Регулярная сеть. Классификация регулярных сетей. Триангуляционная сеть
- •32. Общие принципы визуализации пространственных данных. Визуализация векторных данных. Визуализация растровых данных
- •33. Тематические карты. Основные методы (тематические визуализаторы), используемые для создания тематических карт
- •34. Генерализация. Варианты решения задачи генерализации
- •35. Геоизображения
- •36. Картографо-математическое моделирование
- •37. Определение и задачи пространственного анализа
- •38. Измерительные операции ГИС
- •39. Анализ отношений пространственных объектов. Бинарные отношения
- •40. Пространственные запросы. Пространственные функции. Пространственные операторы
- •41. Оверлейные операции. Буферные зоны
- •42. Сетевой анализ. Анализ инженерных сетей. Задачи, решаемые на основе транспортных сетей
- •43. Анализ геополей
- •44. Расчет зон видимости/невидимости
- •45. Восстановление геополей
- •46. Основные стандарты в области геоинформатики
- •48. Цифровое моделирование рельефа
- •49. Пространственные метаданные
- •50. Применение ГИС в различных областях (транспорт, инженерные коммуникации, управление чрезвычайными ситуациями, природные ресурсы, недвижимость, экология, здравоохранения и т.д.)
- •Практика
- •1. Создание слоя shapefile
- •2. Создание и редактирование векторного объекта
- •3. Настройки прилипания для проекта
- •4. Создание и настройка макета
- •5. Инструменты оцифровки
- •6. Дополнительные инструменты оцифровки
- •7. Стиль векторного слоя
- •8. Стиль растрового слоя
- •9. Подписи слоя
- •10. Таблица атрибутов слоя
- •11. Калькулятор полей
- •12. Инструменты сетевого анализа
- •13. Привязка растра
- •14. Векторная геообработка (буферизация, обрезка и т.д.)
- •15. Векторная обработка геометрии
- •16. Векторный анализ
- •17. Растровый анализ рельефа
- •18. Расчет уклонов по ЦМР
- •19. Создание и сглаживание изолиний
- •20. Инструменты выбора объектов
- •Доп вопрос: Алгоритм Дейкстры и A*
Цифровая карта (ЦК) — ЦКМ, содержание которой соответствует содержанию карты определенного вида и масштаба.
Электронная карта — ЦК, визуализированная или подготовленная к визуализации на экране средства отображения информации в специальной системе условных знаков
22.Типы пространственных объектов в ГИС. Принцип послойной организации данных. Объектно-ориентированный принцип
Элементы пространственных объектов
Элементы пространственных объектов — простейшие элементы (геометрические примитивы), из которых состоят пространственные объекты. Они представляют собой точки, линии и полигоны.[ГОСТ Р
52438-2005; ГОСТ Р 70846.5-2023]
Типы элементов:
1. Точка (Point) — нулевые элементы (0D)
Нульмерный пространственный объект, координатные данные которого состоят из единственной пары плановых координат (X, Y).[ГОСТ Р
52438-2005]
Примеры: дом, скважина, столб, город (в мелком масштабе), дерево
2. Линия (Line/Polyline) — одномерные элементы (1D)
Одномерный пространственный объект, координатные данные которого состоят из двух или более пар плановых координат, образующих
последовательность сегментов.[ГОСТ Р 52438-2005]
Примеры: дорога, река, линия электропередач, трубопровод, граница
3.Мультилиния — единый объект, коллекция линий
4.Полигон (Polygon) — двумерные элементы (2D)
Двухмерный пространственный объект, ограниченный замкнутым линейным объектом и обычно идентифицированный своим центроидом.[ГОСТ Р 52438-2005]
Примеры: участок земли, озеро, здание, лесной массив, административная граница
5.Мультиполигон — единый объект, коллекция полигонов
6.Надпись
7.Поверхность (геополе) и тело — замкнутая и незамкнутая трехмерная геометрическая фигура соответственно
Данные пространственных объектов
Координатные данные — позиционная характеристика пространственного объекта, описывающая его местоположение в установленной системе координат в виде последовательности наборов координат точек.[Вопрос;
ГОСТ Р 70846.5-2023]
Атрибутивные (описательные) данные — набор имён и значений атрибутов пространственного объекта (свойства, характеристики объекта).[Вопрос; GIS-Lab]
Примеры атрибутов: тип объекта, название, адрес, год постройки, год создания дороги, глубина реки, площадь участка
Адресные данные — минимальный набор атрибутов пространственного объекта, позволяющих идентифицировать его как уникальный среди других, включающий наименование объекта и его характеристики, используемые для обмена данными. (подвид атрибутивных данных)
Топологические данные — геометрические данные объекта по отношению к другим объектам: замкнутость, связность, пересечения и т.д.
Послойная организация данных
В основе ГИС лежит концепция послойной организации пространственных данных, когда однотипные данные группируются в слои (темы).[Studfile]
Принципы деления на слои:
1. Объекты одного слоя — одной природы происхождения (дороги, реки, здания)
2. Одинаковая размерность — описываются точками, линиями или полигонами (не смешивание)
3. Одинаковая топологическая структура — для удобства хранения и анализа
Примеры слоёв в городской ГИС: [Studfile]
● Слой автомобилей — точечные объекты с атрибутами цвета, марки ● Слой дорог — линейные объекты или полигоны (проезжая часть) ● Слой деревьев — точечные объекты с атрибутами (тип, высота,
диаметр) или полигоны (лесные массивы)
● Слой зданий — полигональные объекты с атрибутами (тип, адрес, этажность)
● Слой рек — полигональные объекты на мелких масштабах, линейные на крупных
Преимущества послойной организации:
● Работать только с нужными данными (включать/выключать слои) ● Организация и структурирование информации ● Единая система координат для всех слоёв ● Удобство анализа и редактирования
Модели организации векторных данных
1. Спагетти-модель (нетопологическая) [Studfile; Studopedia]
Простейшая векторная структура, которая переводит «один в один» графическое изображение бумажной карты.
Характеристики:
● Каждый объект — это набор координат (цепочка), как макаронина в компьютере
● Нет явной топологической информации — топологические отношения не хранятся, а вычисляются
● Соседние полигоны имеют разные цепочки для общих сторон (дублирование границ)
● Простая структура, но затруднена пространственная аналитика
● Примеры: формат Shapefile[Studfile]
2. Топологические модели [Studfile; Studopedia]
Содержат топологическую информацию в явном виде.
Компоненты:
