Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Информац_технологии_Черных_2000

.pdf
Скачиваний:
131
Добавлен:
08.04.2015
Размер:
5.77 Mб
Скачать

- 61 -

таблице на основании различных критериев, включая SQL-запросы и функции пространственного анализа, выполнять вычисление значений полей

вбазах данных;

разнообразные средства визуализации информации с помощью создания тематических карт;

наличие специальных функций геокодирования, т.е. привязки пространственных объектов по адресам либо другой информации;

возможность вывода твердых копий композиций карт, текста и графиков на принтеры, имеющие драйверы для среды Windows;

возможность изменения самой системы и включения в нее прикладных пользовательских задач с помощью языка программирования

MapBasic;

возможность работы с удаленными базами данных (Oracle, Sybase, Informix, DB2 и др.) без выхода из среды Mapinfo.

В настоящее время компанией ЭСТИ-МАП разработана локализованная версия ГИС Maplnfo Professional 5.01

В России имеется опыт использования Maplnfo Professional практически во всех сферах приложения. Русская версия включает ряд утилит и приложений, расширяющих возможности английской версии.

MapBasic 5.01 Инструментальное средство разработки приложений для Maplnfo. Позволяет создавать неотчуждаемые приложения и использовать Maplnfo в средствах разработки (Delphi, Visual C++ и др.). С помощью языка MapBasic отечественными разработчиками уже написано около 30 прикладных программ.

В настоящее время Maplnfo является основой автоматизированного компьютерного комплекса "ЛесГИС", разработанного Западно-Сибирским государственным лесоустроительным предприятием.

Arc/InfoPC

ARC/INFO 3.5.1- полнофункциональная ГИС для работы в среде MS DOS и Windows. Ведущий продукт ESRI, на платформе персонального компьютера.

Data Automation Kit (DAK) - сокращенный вариант пакета PC ARC/INFO. Предназначен для ввода собственных данных, их обработки и редактирования, визуализации в требуемой проекции, импорта/экспорта данных. Удобен для применения совместно с Arc View 3 GIS. Позволяет подготовить данные для использования в пакетах ARC/INFO, PC ARC/LNFO, ArcCAD.

Arc View GIS 3.1. В основе этой ГИС лежит принцип соединения готового продукта для конечного пользователя и неограниченного расширения системы с помощью программирования на макроязыке Avenue, специализированном для ГИС-приложений. Пакет локализован.

Основные возможности

графическое редактирование данных во внутреннем формате;

адресное геокодирование;

обеспечение доступа к разным типам данных из единой среды;

-62 -

улучшенный географический анализ;

редактирование тематических баз данных;

модификация системы и встраивание пользовательских приложений с использованием языка Avenue;

широкие функции создания твердых копий, включая ввод в форматах

PostScript и CGM;

взаимодействие с различными приложениями через коммуникационные протоколы (например, RPC);

разнообразные средства картографической визуализации

.

GeoDraw / GeoGraph / GeoConstructor

Разработка Центра геоинформационных исследований института географии РАН (г Москва).

GeoDraw является инструментом для создания высококачественных цифровых карт, учитывающих требования ведущих мировых ГИС. GeoGraph для Windows - ГИС для уровня конечного пользователя. GeoConstructor для Windows - инструментальное средство для разработки ГИС-приложений и других специализированных продуктов.

Основные возможности:

создавать электронные карты или атласы как композиции картографических слоев и связанных с ними тематических данных;

управлять таблицами тематических данных (создавать, редактировать, менять структуру, связывать с картографическими слоями);

осуществлять поиск и выбор объектов на карте или в таблице на основании различных критериев с использованием простых SQL-запросов и с помощью пространственных запросов к нескольким слоям;

выполнять вычисление значений полей в базах данных;

выводить твердые копии композиций карт на принтеры, имеющие драйверы в системе Windows;

разнообразные средства визуализации информации с помощью тематических карт;

экспортировать и импортировать данные в широко используемые форматы (GEN PC ARC/INFO, MIF/МШ Maplnfo, VEC EDRISI, DXF AutoCAD);

выполнять включение пользовательских задач путем модификации системы с использованием библиотек (GeoConstructor), описывающих ядро системы на языках программирования Visual Basic, Borland Delphi, Visual C++.

Активно эксплуатируется Поволжским и Северным государственными лесоустроительными предприятиями.

EasyTrace 5.0 Win95/NT

Разработана фирмой Easy Trace Group. Основные возможности:

работа с растрами вплоть до 16 млн цветов. Одновременно может отображаться несколько растровых подложек с полным контролем над их

- 63 -

видимостью и цветом (для черно-белых растров);

можно выполнять обрезку растрового изображения по произвольному полигональному контуру;

привязка может выполняться простой укладкой растра в заданную точку с трансформацией по регулярной сетке или по произвольному набору опорных точек;

работает полуавтоматическая векторизация для 1 б- и 256-цвет-ных растров. Программа автоматически выбирает растровый слой и наиболее подходящий цветовой набор (из предварительно составленных) в момент указания точки затравки;

существует возможность наложения растровых фрагментов (слоев) друг на друга; можно делать отдельные слои невидимыми, наконец, чернобелым растрам можно присваивать цвет отображения (чтобы визуально отличать от других растровых слоев);

растровые и векторные слои могут быть объединены в тематические группы, которые облегчают управление слоями (включение/ выключение, экспорт и т.д.) в больших проектах, включающих десятки слоев.

Данная версия позволяет решить задачу объединения разнородной векторной информации непосредственно в процессе векторизации. При выполнении импорта можно сдвигать, масштабировать, расширять векторное поле и набор слоев.

Этот пакет можно использовать как простой и достаточно мощный векторный редактор (без использования растров), позволяющий работать по схеме: импорт/объединение - редактирование/верификация - экспорт.

Microstatio

Разработана фирмой Bentley и является ГИС в среде CAD-СИСТЕМ. Основные возможности:

мощное средство, интегрируемое с MicroStation 95 и сочетающее разнообразные графические возможности с поддержкой баз данных, манипуляцией растровыми изображениями, а также имеющее разнообразные средства пространственного анализа;

Geographies поддерживает усовершенствованную модель пространственных данных, где один и тот же графический элемент может быть связан с несколькими "свойствами" - составными объектами, обозначающими какой-либо картографируемый объект местности (например, речку), а сами "свойства" имеют 3 характеристики, описывающие типы графических элементов (точка, линия, полигон), из которых они могут состоять. В свою очередь, "свойства" группируются в "категории" - аналог цифрового слоя;

система поддерживает взаимодействие со всеми основными базами данных (просмотр, запросы, редактирование) и поддерживает SQL;

Geographies включает в себя средство поддержки работы с растровыми изображениями большого размера, редактирования векторных данных, используя несколько растровых изображений в качестве фона;

система позволяет осуществлять взаимодействие с другими

- 64 -

программами через стандарты OLE и DDE. DGN - проект полностью совместим с Modular GIS Environment фирмы Intergraph;

можно модифицировать систему и включить пользовательские блоки

спомощью языков MicroStation Basic и MicroStation Development Language (MDL).

Включен интерфейс управления библиотекой карт, позволяющий, в частности, работать с ключевой картой (Key Map) всей территории, моделируемой в проекте, или картой индексов, вызывая нажатием кнопки мыши карту нижнего уровня (вложенную карту).

WinGIS/Map

Разработчик - фирма PROGIS W.H.M. (Австрия). Основные возможности:

создание электронных карт любой сложности;

обеспечивает обмен с графическими форматами других ГИС и различными СУБД;

наличие SQL языка запросов при работе с таблицами;

работа с векторной, растровой и текстовой информацией на одном

слое;

поддержка дигитайзерного ввода и векторизации растра;

наличие деловой графики;

подключение мультимедиа к любому графическому объекту;

наличие современного генератора отчетов;

поддержка архитектуры клиент-сервер;

наличие DDE, OLE, что дает возможность пользователям создавать свои приложения.

В настоящее время WinGIS является основой лесоустроительной ГИС, разработанной Северо-Западным государственным лесоустроительным предприятием.

ГИС-ПАРК Разработчик - ТОО "Ланэко" Основное назначение:

создание многоцелевых картографических баз данных, связанных с гипертекстовыми описаниями картографических объектов -накопление, редактирование, селекция, преобразование формы представления, систематизация данных;

построение производных карт - арифметические и логические операции над картами, фильтрация и т. д.;

картометрия - вычисления расстояний, периметров, площадей, крутизны, ориентации, мощности;

анализ данных - пространственная статистика, таксономия, исследование связей и зависимостей, поиск диагностических комбинаций признаков объектов;

идентификация объектов - распознавание и автоматическое картографирование объектов и ситуаций;

-65 -

планирование и моделирование стратегий картировочных и поисковых работ;

аналитическое и фактографическое информационное обслуживание;

картографический ввод данных.

Программные продукты Intergraph GeoMedia 2.0

Универсальный географический клиент, дополняющий продукты MGE и FRAMME и расширяющий возможности ГИС путем интеграции данных из многих источников. GeoMedia позволяет проводить пространственный анализ данных, созданных в ГИС MGE,

MGE Segment Manager, FRAMME, ARC/INFO, СУБД Oracle SDO, Microsoft Access с целью их отображения, анализа и демонстрации. GeoMedia адаптируется и программируется с помощью стандартных средств разработки Windows.

GeoMedia Pro

Инструмент для сбора, редактирования и организации базы графических и атрибутивных данных, пространственного анализа и подготовки карт для выпуска. Расширяет возможности Geomedia, предлагая набор мощных, но в то же время более простых, чем в традиционных ГИСприложениях инструментов для ввода и редактирования данных. Geomedia Pro поддерживает распространенные растровые и векторные форматы, позволяя без конвертации читать файлы MicroStation, AutoCAD, ARC/INFO, Arc View, Maplnfo, MGE, FRAMME. Совместно с Geomedia и с Geomedia Pro

поставляется Imageneer Technical - средство производства качественных картографических произведений.

GeoMedia Map

Предоставляет пользователям MGE и FRAMME возможность публиковать свои географические данные в сетях Internet/Intranet. В качестве формата передачи данных используется ActiveCGM. Карты в ActiveCGMформате совмещают в одном активном окне векторную, растровую и атрибутивную информацию, а доступ к ним осуществляется с помощью стандартных браузеров. GeoMedia Web Map работает на платформе Windows NT Server.

Idrisi

Полнофункциональная растровая ГИС, включающая модули работы с векторными данными. Предназначена для анализа пространственных и временных данных, обработки аэро- и космических снимков, пространственного анализа, картографического моделирования поддержки принятия решений с учетом неопределенности исходных данных и других задач.

Большое количество программных продуктов для ГИС-технологай на российском рынке затрудняет выбор единой ГИС для лесной отрасли. Критериями выбора могут служить: открытость системы; многофункциональность, удобство в работе, русификация программных

- 66 -

продуктов, общедоступность по стоимости, возможность обмена данными с другими ГИС, интеграция с передовыми технологиями измерений на местности.

С 1999 года для целей создания на лесоустроительных предприятиях России совмещенных картографических лесотаксационных баз данных используют и ГИС Maplnfo. Для конечного пользователя поставляется комплекс программ LesGis, разработанный Западно-Сибирским лесоустроительным предприятием. На уровне лесничества LesGis предназначен для получения информации, реализации системы запросов, отвода и материально-денежной оценки лесосек, получения форм государственного учета лесного фонда, внесения текущих изменений, связанных с хозяйственной деятельностью и стихийными факторами. Технология лесоустроительного проектирования на базе ГИС Maplnfo принята к эксплуатации Федеральной службой лесного хозяйства.

4.3. Методы получения и обработки цифровой пространственной информации

4.3.1. Методы картографии и геодезии

Методы оцифровки традиционных карт на бумажных (или иных твердых, аналоговых) носителях

Внедрение геоинформационных технологий предполагает активное использование высокоэффективных методов получения цифрового материала на основе имеющихся традиционных карт В настоящее время из всего многообразия карт чаще всего цифруются кадастровые планы (городские, земельные, лесные), топографические карты всех масштабов, а также общегеографические и различные прикладные (географические, экологические, геологические, морские и летные навигационные и др.) карты.

Существует два основных способа ввода исходных картматерналов с твердых носителей: дигитайзерный и сканерный. При этом имеется в виду, что сканеры и дигитайзеры - специализированные картографические.

Дигитайзерные технологии обладают рядом достоинств, поэтому рынок широкоформатных дигитайзеров весьма стабилен (Макачев, 1996). Среди достоинств следующие:

наиболее высокая точность оцифровки - разрешающая способность до 10 000 dpi и точность до 50 мкм;

возможность расслоения изображения по цветам в момент цифровки;

возможность работы с толстыми исходными материалами (до 5 мм), в том числе и на алюминиевой подложке;

возможность более качественной оцифровки документов плохого исходного качества;

-67 -

получение оцифрованной информации непосредственно в векторной

форме;

низкая стоимость (на порядки) дигитайзера по сравнению с широкоформатными (картографическими) сканерами.

Дигитайзерный ввод эффективен и, как правило, применяется при небольшом объеме работ по вводу карт - нескольких листов в месяц. Но при потоковом полупроизводственном или производственном цифровании карт (десяти и сотни листов в месяц), безусловно, необходимы сканерные технологические методики.

Технология составления цифровых карт (ЦК) при использовании развитых векторизаторов (типа MapEDIT, Easy Trace и др.) выглядит следующим образом (Москалев, 1996):

составление проекта работ с формированием классификатора (библиотеки типов);

сканирование исходных материалов;

перевод растровых изображений в векторное представление (векторизация);

ввод атрибутивных данных (семантических характеристик объектов);

"сшивка" разных планшетов в единую карту;

экспорт данных в обменный формат конечной информационной системы;

окончательное оформление вида отображения разнотипных объектов

вконечной информационной системе.

Этап составления проекта - подготовительный - имеет весьма значимую роль в связи с трудоемкостью работ и большими издержками при внесении существенных корректировок в процессе оцифровки; включает:

определение состава объектов, подлежащих векторизации;

разбиение их на тематические "слои", "покрытия", определение перечня типов объектов, входящих в каждый слой;

создание библиотеки типов (классификатора);

снабжение типов объектов атрибутами отображения (цвет, толщина и тип линий) в векторизаторе и решение этих вопросов для конечной геоинформационной системы;

определение необходимой точности снятия графических данных и, как следствие, необходимой разрешающей способности сканирования и типа сканера;

определение размера индивидуального векторизуемого фрагмента карты, исходя из условия обеспечения наибольшей технологичности процесса векторизации.

Этап сканирования исходных картографических материалов не менее важен, поскольку точность и качество векторизации прямо зависят от качества получаемых сканерных изображений; включает:

настройку сканерной утилиты на сканирование конкретного исходного материала;

• фрагментарное сканирование исходных карт (как правило,

- 68 -

программное обеспечение позволяет векторизовать исходные материалы формата АО и более, используя сканеры небольшого формата, в этом случае сканирование производится с небольшим перекрытием фрагментов);

При сканировании необходимо добиваться максимальной контрастности изображения, отсутствия текстуры (смеси разноцветных пикселей) и цветового разделения разнотипных объектов (при наличии цветных исходных материалов).

Для обеспечения точности съема данных с исходного носителя не менее ОД мм рекомендуемое разрешение сканирования 600 dpi -тогда каждому элементу исходного материала размером 0,1 мм будут соответствовать два пиксела сканерного изображения. Это обеспечивает попадание в заданную точность при любых преобразованиях координат.

Обычно получение черно-белых сканов необходимого качества не вызывает особых затруднений. Однако разделение объектов по цветности решается намного успешнее, чем разделение по полутонам. При получении цветных (16-цветных) изображений определенные сложности могут возникнуть, но их несложно преодолеть, немного поработав с настройкой сканерной утилиты.

Векторизация представляет собой формализацию исходных растровых изображений (растровых графических объектов) в терминах векторных графических примитивов, таких как точка, отрезок, полилиния (ломаная линия), ареал (полигон).

Векторизация и ввод атрибутивных данных в развитых векторизаторах могут осуществляться одновременно, что приводит к существенной экономии времени при получении конечных результатов. Векторизация исходных растровых изображений производится в интерактивном режиме. В процессе работы для векторизации графических объектов оператор имеет возможность выбирать различные инструментальные средства из имеющегося набора - от ручных процедур до полностью автоматических. Рекомендуется векторизацию осуществлять первоначально в относительных координатах растра. Перевод в реальную систему координат производится лишь на этапе "сшивки" планшетов или экспорта в обменный формат конечной геоинформационной системы в соответствии с координатами опорных реберных точек. По окончании векторизации карты оператор осуществляет контроль топологической корректности каждого покрытия в отдельности. Специальные процедуры постобработки обеспечивают обнаружение и исправление нарушений топологии в автоматическом или интерактивном режимах.

"Сшивка" планшетов может производиться различными способами в зависимости от типа карт и целей создания ГИС.

В решении задач интеграции ("сшивки") листов мелкомасштабных карт самыми существенными трудностями являются различия картографических проекций. Для таких карт характерно многообразие разработанных проекций, появление которых связано с решением задач компоновки карт для отображения разных территорий и необходимостью проведения различных

- 69 -

расчетов по измерениям на бумажных картах. В среде ГИС ЦК чаще всего привязаны к системе географических координат и выбор той или иной проекции определяется пользователем, причем преобразование проекции осуществляется достаточно просто имеющимися стандартными функциями. Таким образом, для интеграции мелкомасштабных карт необходимо применение таких ГИС, которые имеют возможности преобразования широкого спектра проекций и их настройки на конкретные карты. Задача состоит лишь в том, чтобы правильно определить проекцию (параметры проекции) исходной карты. В том случае, если на карте имеется картографическая сетка параллелей и меридианов, проекцию можно более или менее точно определить. При определении проекции исходной карты рекомендуется пользоваться атласом (Гинзбург, Салманова, 1957) для отечественных карт и (Snyder, Voxland, 1989) для зарубежных (по крайней мере, американских).

Если на карте такой сетки нет, то определение проекции, а иногда даже типа проекции, либо достаточно сложно, либо вообще не возможно. Тогда для согласования пространственных данных можно использовать аналитическое трансформирование плоскости (без предварительного проекционного преобразования) по набору опорных точек, которые пользователь выбирает исходя из особенностей изображения. Неплохой результат дает использование в качестве опорных точек пересечения линейных объектов (перекрестков дорог, квартальных просек, пересечений административных границ и т.д.), часто используются точечные объекты (пунсоны населенных пунктов, отметки высот) и реже так называемые "нечеткие" опорные точки (например, характерные точки гидрографической сети и береговой линии и т.д.). Существенным недостатком такого способа является возможная потеря точности, которая происходит в основном из-за генерализации картматериалов.

Для топографических карт нет такого разнообразия проекций - существенным здесь является многообразие моделей Земли и связанных с ними систем географических (геодезических) координат. Существуют различные способы перехода от одной системы координат к другой, в частности, при наличии параметров связей между эллипсоидами (Бойков, Галазин, Каплан и др., 1993) можно воспользоваться формулами пересчета географических координат (Герасимов, Ефимов, Насретдинов, 1993).

При составлении топографических карт используются в основном варианты поперечной цилиндрической равноугольной проекции, частными случаями которой являются проекция Гаусса-Крюгера и UTM, а также некоторые поликонические проекции. Такие проекции определены в пределах специальных зон. Если территория расположена в двух или более зонах, то с точки зрения создания ГИС, на эту территорию листы карты, относящиеся к разным зонам, приходится трактовать как составленные в разных проекциях, так как формулы проекции привязаны к центральному меридиану конкретной зоны, т.е. такие листы непосредственно "сшить" нельзя и приходится сводить данные в одну систему либо с помощью

- 70 -

географических координат, либо с помощью преобразования плоскости (если лишь небольшая часть территории попала в другую зону).

"Сшивку" разных листов в единую систему рекомендуется осуществлять в общей теоретической системе координат, а не "сшивать" листы попарно (Казанцев, Флейс, Яровых, 1995). Это позволяет, во-первых, не накапливать ошибки преобразования, и, во-вторых, оценить точность полученной в результате цифровой карты по отклонениям от теоретических координат.

Сегодня созданием цифровых карт занимаются различные фирмы и организации. При цифровании, а также размещении заказов на цифрование картматериалов необходимо учитывать, что эти работы могут выполняться только при наличии лицензии Роскартографии, и только предприятиям Роскартографии предоставлено право изготавливать наиболее точные и полные топографические ЦК. Роскартог-рафия обладает наиболее полным фондом исходных материалов, по которым изготавливаются ЦК. При этом исходными материалами являются не тиражные оттиски на бумаге, подверженные усадке, сдвигу красок и т.д., а расчлененные диапозитивы на пластике, обеспечивающие лучшее качество цифрования. Кроме того, ЦК Роскартографии должны периодически обновляться. И, наконец, только ЦК, изготовленные на предприятиях Роскартографии как ведомства, отвечающего за топогеодезическое обеспечение страны, могут рассматриваться в качестве полноценного юридического документа. Созданием ЦК занимается шесть специальных центров геоинформации, размещенных во всех концах страны, а также почти все аэрогеодезические предприятия Роскартографии. Вся эта информация накапливается в центральном банке ЦК, в Государственном центре геоинформационных систем и технологий (ГосГИСцентре). В настоящее время имеется полный комплект ЦК масштаба 1:1 000 000 на всю Россию, ведется формирование банка ЦК масштаба 1:200 000. Основной формат хранения и передачи данных F1M по желанию заказчика может быть конвертирован в форматы

ARC/INFO, DXF/DBF.

Экспорт/импорт полученных ЦК дигитайзерным или сканерным способами производится, как правило, в обменные файлы наиболее распространенных инструментальных ГИС и САПР. Наличие в ГИС механизмов конвертирования данных, функций преобразования форматов для обеспечения экспорта/импорта, на первый взгляд, снимает массу проблем их межформатной совместимости. Однако набор конвертеров каждого программного продукта ограничен и даже теоретически не может охватить все множество существующих форматов, кроме того, далеко не все конвертеры работают абсолютно безупречно. Можно привести примеры, когда переход от формата к формату без вмешательства оператора попросту невыполним. Один из самых радикальных и эффективных подходов заключается в стандартизации форм и форматов представления пространственных данных.

С точки зрения конвертации графических данных, все используемые

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.