Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
GIS КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ.pdf
Скачиваний:
52
Добавлен:
28.02.2016
Размер:
890.01 Кб
Скачать

старшого віку. При цьому зниження рівня фантазій, що відбувається з віком, компенсується життєвим досвідом, більш високим рівнем вербальнологічного й понятійного мислення, внаслідок чого здатність до розвитку просторової уяви з віком знижується незначно. Сам процес розвитку просторової уяви сприяє оптимальному й інтенсивному розвитку таких психічних функцій, як пам'ять, мислення, сприйняття, увага, які є обов'язковими для успішного навчання студентів. Іноді студентові важко уявити собі в просторі об'єкт, зображений у проекціях, але це не говорить про низький рівень розвитку його просторової уяви, а значить лише те, що він не має достатнього досвіду роботи з такого виду об'єктами, тому не може їх розпізнати. Процес розпізнавання просторових образів можна порівняти з роботою комп'ютерної програми з обробки сканованих текстів (Optical Character Recognition - OCR), наприклад, ABBYY Fine Reader, що може працювати у двох режимах: у режимі зображення (малюнок, фото) і в режимі тексту. Режим зображення найбільш простий й являє собою просте копіювання, при якому програма виконує функцію ксерокса. Такий режим можна порівняти з діями студента з дуже низьким рівнем просторової уяви, що сприймає креслення (пласке зображення), як абстрактну систему ліній, не "розпізнає" його змісту, тобто реального об'єкту. У режимі тексту програма робить аналіз зображення, порівнюючи окремі його фрагменти з наявними в бібліотеці (у пам'яті) буквами й іншими текстовими знаками, порівнює і розпізнає їх. Поводження програми при цьому схоже на розпізнавання студентами образів реального об'єкту за його проекціями, що можливо тільки при наявності певного рівня розвитку просторової уяви.

Рекомендована література [5, 7, 9, 13, 15] Питання для перевірки знань:

1.Опишіть процеси визначення точкових об’ектів?

2.Опишіть процеси визначення площинних об’ектів?

3.Наведіть характеристику просторових об’єктів високого рівня?

8. Картометричні операції та картографічна алгебра

Картометричні операції – вимірювання по картах, з використанням програмних засобів є одним з найбільш розповсюджених типів аналітичних операцій в ГІС. Можливість і точність виконання вимірювань багато в чому визначається моделлю даних (векторна або растрова), методами вимірювань і точністю цифрування даних.

Перекласифікація є досить поширеною на практиці операцією, змістом якої є зміна змісту растрової карти на основі сформульованої умови. Операція виконується з метою створення нових шарів просторових даних для певної території на основі наявної цифрової картографічної бази даних.

Процес об єднання об єктів у класи називають класифікацією. При виконанні класифікації використовують чотири основних схеми або здійснюють призначення класів в ручну.

До основних схем відносять:

природну розбивку;

кванті лі;

рівні інтервали;

стандартне відхилення.

До найбільш часто реалізованих у рамках ГІС-пакетів операцій статистичного аналізу відносять такі:

обчислення статистичних параметрів просторового розподілу змінної, яка представлена на карті – середнього, середньоквадратичного відхилення, дисперсії, мінімального і максимального значень;

побудова гістограм просторового розподілу змінної для всієї території або її частини в графічній і табличній формі з можливістю задання користувачем кількості інтервалів і / або ширини інтервалів.

Графічний редактор Adobe Illustrator є усталеним індустріальним стандартом та загальновизнаним лідером серед програм створення та обробки векторної комп’ютерної графіки.

Це потужна програма векторної графіки, що має повний набір інструментів для роботи з нею та стала моделлю-прототипом для багатьох інших векторних графічних редакторів.

Суттєвою перевагою Adobe Illustrator є те, що він виконаний в єдиному стилі та може здійснювати відлагоджену взаємодію з іншими графічними пакетами компанії Adobe, такими як растровий графічний редактор Adobe Photoshop та система комп’ютерного верстання Adobe PageMaker, утворюючи разом із ними єдиний, функціонально завершений пакет графічного ПЗ.

Adobe Illustrator дозволяє відкривати та редагувати EPS-файли, створені в будь-якій програмі, що може генерувати формат PostScript. Він повністю підтримує файли програми Acrobat у форматі PDF (основному форматі розповсюдження сторінок у мережі WWW).

Adobe Illustrator є зручним не тільки для професіоналів, а й для початківців завдяки зрозумілому інтерфейсу та розвиненим функціональним можливостям (хоча він не має такого звичного та зручного інтерфейсу й універсальності, як CorelDraw).

Основні елементи управління Adobe Illustrator зосереджено в рядку меню, панелі інструментів та палітрах.

Панель інструментів нагадує Adobe Photoshop, поєднуючи інструменти виділення областей, рисування геометричних фігур та контурів, редагування, елементарних геометричних перетворень та трансформації

графічних об’єктів, створення текстових об’єктів, вибору кольору за зразком, заливки об’єктів, управління переглядом об’єктів тощо.

Загальні властивості, методи управління відображенням та параметрами численних палітр інструментів Adobe Illustrator такі ж, як у Photoshop. Наприклад, палітри для роботи з графікою дозволяють задавати властивості контурів, присвоювати об’єктам додаткові атрибути (текстовий коментар, гіперпосилання на об’єкт Internet та інші), вирівнювати та рівномірно розподіляти виділені об’єкти відносно аркуша документу або інших об’єктів тощо. А палітра ММ-дизайн містить засоби управління шрифтами Multiple Master, які дозволяють міняти накреслення символів.

Векторний графічний редактор Macromedia FreeHand має потужні інструментальні засоби розробки складних ілюстрованих документів, поступаючись Adobe Illustrator та CorelDraw тільки по окремих позиціях. FreeHand спеціально адаптовано для сумісної роботи з програмою комп’ютерного верстання QuarkXPress. Він має простий та дружній інтерфейс, є зручним для початківців.

FreeHand властиві гарна швидкодія, невеликий розмір та невибагливість до апаратних ресурсів.

Графічний векторний редактор CorelXara призначений у першу чергу для створення графічного зображення та формування блоку тексту на сторінці за один сеанс роботи. Він дозволяє виконувати з рисунками, градієнтним заповненням та діапозитивами найдосконаліші дії. CorelXara може не все, але для деяких практичних задач не має собі рівних. Наприклад, при підготуванні складних оригінал-макетів або в процесі навчання дизайнерів-початківців CorelXara стане гарним доповненням до комплекту інших інструментів.

Графічний пакет Micrografx Designer дозволяє за допомогою простого інтерфейсу легко впоратися з багатьма типовими для офісу графічними роботами. Але цей графічний пакет не дуже годиться для професійних художників-графиків (через принципові обмеження інструментальних засобів та можливостей кольорового друку).

Трасувальник Adobe StreamLine є лідером серед програмвекторизаторів. Він дозволяє покращувати точність векторизації завдяки тонкому настроюванню її параметрів. На відміну від потужних трасувальників креслень, StreamLine менш вимогливий до апаратних ресурсів та набагато дешевший.

Рекомендована література [7, 11-15] Питання для перевірки знань:

1.Картометричні операції?

2.Наведіть запити бази даних?

3.Процеси перекласифікації?

4.Використання картографічної алгебри у ГІС?

5.Графічні перетворення?

9. Методи інтерполяції та сервісні ГІС

Інтерполяція є корисним аналітичним інструментом для моделювання поверхонь. Існує велика кількість методів інтерполяції. Найбільш відомими методами інтерполяції растрових неперервних поверхонь є:

метод зворотних зважених відстаней;

метод трендових поверхонь;

методи Крігінга.

Вибір методу інтерполяції залежить від типу очікуваної моделі поверхні, і вихідних даних. До глобальних інтерполяторів відносять метод трендових поверхонь. Вибір того чи іншого методу інтерполяції інколи є проблематичним з точки зору росту їх кількості в ГІС з створенням нових версій, а якість отриманих карт часто залишається недосконалою, оскільки при їх побудові не враховується характер і особливості даних, природні межі, на границях яких явища різко змінюються. Інтерполяція, яка проводиться без врахування цих особливостей призводить до спотворення суті картографічних явищ.

Для вилучення ряду загальних характеристик об’єктів проводиться аналіз трендових поверхонь. Коли варіювання атрибутів спостерігається послідовно по всьому ландшафту створюється модель за допомогою згладженої математичної поверхні. Тоді поверхня будується на основі математичних рівнянь, з урахуванням поліномів або сплайнів. Ідея підбору функції, яка проходить через всі точки вихідних даних, лежить в основі методу глобального поліноміального інтерполювання (GPI – Global Polynomial Interpolation). В якості функції, як випливає з назви методу, підбираються поліноми різних ступенів. Поліном першого ступеня дає площину, поліном другого ступеня – поверхню з одним перегином, третій – з двома і т.д. Отримана за допомогою цього методу поверхня проходить через точки вихідних даних не точно, тому метод відноситься до неточних глобальних інтерполяторів. Найкращий результат за допомогою цього методу (GPI) отримують для однорідних поверхонь, які не мають локальних мінімумів і максимумів, які дуже сильно згладжуються, тому, в цих місцях метод дає значну помилку передбачення.

Використання сервісних ГІС в кадастрових системах. Серверні ГІС використовуються в багатьох типах ГІС, які централізовано управляються. ГІС-технології на основі серверних продуктів розвиваються швидкими темпами і находять своє застосування в багатьох сферах зокрема в кадастрових системах. Для представлення можливостей ГІС будь-якій кількості користувачів по локальним і глобальним мережам програмне ГІСзабезпечення може бути централізовано розміщено на серверах додатках і Web-серверах. Корпоративні користувачі ГІС зв’язуються з центральними ГІС-серверами з використанням звичайних настільних ГІС-додатків, а також

за допомогою Web-браузерів, спеціально створених додатків, мобільних комп’ютерних і інших цифрових пристроїв.

Для підтримки широкого спектру вимог до серверних ГІС необхідно забезпечити доступ до розвинутих можливостей ГІС.

ГІС сервери сумісні з іншими ІТ стандартами і дуже добре взаємодіють з іншим корпоративним програмним забезпеченням (зокрема, Web-сервери, СУБД, корпоративні середовища, включаючи Java J2EE Microsoft .NET). Це забезпечує інтеграцію ГІС з іншими ІС і стандартами обчислювальних процесів (Табл. 9.1).

Таблиця 9.1

Типи серверних ГІС

 

Функціональність серверних ГІС

ArcSDE

ArcIMS

ArcGIS

 

 

 

 

Server

Багатокористувацьке редагування в СУБД

Х

 

 

Багатоярусний конфігуруємий сервер ГІС-даних

Х

 

 

 

Публікація ГІС в Web:

 

 

 

Карти

 

Х

 

Дані

 

Х

 

Мета дані XML сервіси

 

Х

 

 

Картографічний HTML додаток

 

Х

 

 

Картографічний Java додаток

 

Х

 

 

ASP і JSP з’єднання для розробників

 

Х

 

Управління і пошук по каталогу метаданих

 

Х

 

 

Підтримка обміну даними через Web

 

Х

Х

 

Інструменти Data interoperability

 

Х

Х

Середовище розробки Web-додатків для NET,

 

Х

Х

 

ASP, и Java JSP

 

 

 

 

 

 

API доступ і обновлення даних

 

 

Х

 

Серверне ГІС-редагування

 

 

Х

 

Розподілення і управління даними

 

 

Х

Вигрузка/загрузка

 

 

Х

Вилучення /вставка

 

 

Х

Реплікація

 

 

Х

 

ГІС-аналіз на центральному сервері

 

 

Х

Бібліотеки ArcObjects для корпорації і Web

 

 

 

 

розробників

 

 

Х

 

 

 

 

 

 

ГІС Web-сервіси на основі SOAP

 

 

Х

 

Інструменти аналізу растрів

 

 

Х

 

Поверхня/3-D інструменти

 

 

Х

ARCSDE – ГІС-шлюз до реляційних баз даних. Він дозволяє управляти географічною інформацією в багатьох СУБД і відкриває доступ до даних, які зберігаються з їх допомогою для всіх додатків ArcGIS.

ArcSDE – ключовий компонент багатокористувацької системи на основі ArcGIS. Він представляє відкритий інтерфейс до СУБД і дозволяє ArcGIS управляти географічною інформацією на різних платформах баз даних, включаючи Oracle, Oracle со Spatial або Locator, Microsoft SQL Server, IBM DB2 і Informix. Коли виникає потреба в створенні великої багатокористувацької бази геоданих, яку повинні одночасно редагувати і використовувати різні користувачі, ArcSDE (табл.. 9.2) додає необхідні для цього можливості в систему на основі ArcGIS, надаючи засоби управління і взаємодії з багатокористувацькою базою геоданих, що зберігається в СУБД. Це досягається за рахунок ряду фундаментальних можливостей ГІС.

 

Можливості ARCSDE

 

Таблиця 9.2

 

 

 

 

ArcSDE – шлюз до СУБД, зокрема Oracle, Oracle со

Високопродуктивний

Spatial або Locator, Microsoft SQL Server, IBM DB2 і

шлюз до СУБД

Informix.

ArcSDE

інтерфейс,

який підтримує

розширене, високопродуктивне управління ГІС-

 

 

даними ряду СУБД.

 

 

 

Відкрита підтримка

ArcSDE

дозволяє

управляти

географічною

інформацією,

яка зберігається в

одній з РСУБД:

СУБД

Oracle, Microsoft SQL Server, Informix або IBM DB2.

 

Доступ для багатьох

ArcSDE забезпечує підтримку великих баз даних і

користувачів

підтримує багатокористувацьке редагування.

Бази даних, що

ArcSDE підтримує об’єм бази даних і кількість

розвиваються та

користувачів, який дозволяє ресурс СУБД.

масштабуються

 

 

 

 

 

 

 

ArcSDE забезпечує підтримку довгих трансакцій і

 

версій даних в РСУБД. Управління робочими

Робочий процес ГІС і

процесами,

такими

як

багатокористувацьке

довгі трансакції

редагування, ведення журналу змін, відкріплення,

 

прикріплення даних, слабо зв’язана реплікація,

 

базується на довгих трансакціях і версіях.

 

ArcSDE забезпечує цілісну структуру зберігання

Комплексне

просторових даних векторних і растрових форматів

моделювання

в СУБД, включаючи коректне зберігання векторної і

географічної

растрової геометрії, підтримка координат x,y,z і

інформації

x,y,z,m, багатополосних растрів, топологій, мереж,

 

анотацій, моделей геообробки, карт, шарів і т.п.

 

Шлюз ArcSDE логічно підтримує різні опції

 

багатошарової конфігурації для серверів додатків на

Гнучка конфігурація

рівні клієнтських додатків і в мережі. ArcSDE

 

підтримується

широким

набором операційних

 

систем, включаючи Windows, UNIX, і Linux.

Використання ARCSDE. ArcSDE – забезпечує рівнозначні можливості при використанні різних СУБД. Хоча всі поставщики реляційних баз даних

підтримують SQL і однотипну обробку простих SQL-запитів є суттєві відмінності в деталях застосування ними серверів бази даних, що пропонуються. Ці відмінності пов’язані з продуктивністю і індексацією, підтримуваними типами даних, інструментарієм управлінням цілісністю даних і виконанням складних запитів. Також є відмінності в підтримці просторових типів даних в СУБД. Стандартний SQL не підтримує просторові дані. Специфікації ISO SQL/MM Spatial і OGC’s simple feature SQL

розширяють SQL до визначення стандарту мови SQL для типів векторної геометрії. DB2 и Informix підтримують ці стандартні типи SQL. В Oracle впроваджена своя власна система просторових типів, яка пропонується в якості опції, яка окремо оплачується. Microsoft SQL Server не має підтримки просторових типів даних. ArcSDE забезпечує гнучкість впровадження унікальних можливостей, які інтегрують те, що пропонується кожним з постачальників СУБД, а також представляє необхідну підтримку просторових типів даних у випадку, коли вона відсутня в базовій СУБД. ArcSDE – забезпечує дуже високу продуктивність управління просторовими даними при використанні найбільш поширених конфігурацій баз даних:

Oracle (з стисненим двійковим зберіганням)

Oracle(з Locator або Spatial)

Microsoft SQL Server (з стисненим двійковим зберіганням)

IBM DB2 (з Spatial Extender)

IBM Informix (з Spatial DataBlade®)

ArcSDE призначений для взаємодії з різноманітним і складним світом СУБД. Архітектура ArcSDE представляє собою виключну гнучкість роботи для тих, хто його використовує. Він представляє вільний вибір між постачальниками баз даних і фізичних схем зберігання, а також доступ до даних, та їх просторову цілісність для кожного з механізмів реляційних баз даних. ArcSDE розподіляє обов’язки між СУБД і ГІС. Функціональність управління наборами географічних даних розподіляється між програмним забезпеченням ГІС і СУБД. СУБД делегуються певними аспектами управління наборами географічних даних, таких як дискове зберігання, визначення типів атрибутів, обробка асоціативних запитів, обробка багатокористувацьких трансакцій. Деякі механізми СУБД розширені підтримкою просторових типів і пов’язаними з нею засобами індексації і пошуку. ГІС-додаток відповідає за визначення конкретної схеми СУБД, яка використовується для представлення різних наборів географічних даних і за логіку доменів, яка дозволяє підтримувати цілісність і застосовуваність внутрішніх табличних записів. По суті, СУБД використовується в якості виконавчого механізму для наборів географічних даних. ArcSDE базується на багаторівневій архітектурі (прикладній і для зберігання), в якій аспекти пов’язані зі зберіганням даних і звернення до них віднесені до звена зберігання (СУБД), а функції, забезпечення цілісності даних високого рівня і обробка інформації належать прикладному і доменному програмному забезпеченню (ArcGIS). ArcSDE підтримує роботу на рівні додатків ArcGIS і

представляє шлюз до СУБД для підтримки збереження бази геоданих в різних СУБД. ArcSDE використовується для ефективного зберігання, індексації і доступу до векторних і растрових даних, даних геодезичних вимірювань, мета даним і іншим просторовим даним, які підтримуються в СУБД. ArcSDE також відповідає за доступність всієї функціональності ГІС незалежно від можливостей базової СУБД і застосовує цю логіку однаково по відношенню до всіх СУБД.

ArcSDE управляє зберіганням базової геометрії в таблицях СУБД з використанням підтримуваних в кожнвй з СУБД типів даних, які доступні через SQL в СУБД. Також ArcSDE представляє відкриту бібліотеку клієнта ArcSDE, яка забезпечує повний доступ до базових просторових таблиць для користувацьких додатків. Інтерфейс прикладного програмування (API) є для C і Java. Основна роль ArcSDE і бази геоданих полягає в забезпеченні інтеграції ГІС і СУБД.

Переваги ArcSDE:

висока продуктивність;

дуже великі об’єми даних;

інтеграція довгих трансакцій і версій;

підтримка любих ГІС-даних (векторних, растрових, геодезичних, поверхонь, мета даних і інших);

послідовно підтримує основні РСУБД;

масштабуєма для багатьох користувачів і баз даних.

Розмір бази геоданих може варіювати від невеликої однокристувацької до крупної корпоративної багатокористувацької бази даних. Основна задача ArcSDE полягає в тому, що база геоданих повинна бути доступна для багатьох користувачів мережі, щоб забезпечити можливість одночасного редагування і використання наборів даних ГІС, а сама база геоданих могла розширятися і рости до любого рівня і відповідності з потребами.

Зберігання просторової геометрії. ArcSDE повною мірою використовує всі переваги, які притаманні СУБД і типам даних SQL. ArcSDE забезпечує доступ до багатьох СУБД, управляє даними в наборох стандартних типів SQL, які підтримуються конкретною СУБД.

Підтримує роботу з усіма просторовими даними (включаючи векторні об’єкти, растри, топологію, мережі, моделі місцевості, дані геодезичного знімання, табличну інформацію, а також дані про місцеположення такі як адреса, моделі і мета дані) незалежно від СУБД, яка використовується. ArcSDE використовує типи SQL, що пропонуються для збереження даних і повністю підтримує розширені просторові типи для SQL у випадку, коли їх підтримує базова СУБД.

Використовувані в СУБД типи великих двійкових об’єктів не підтримують розширені просторові типи (табл. 9.3).

Таблиця 9.3

 

 

Використання СУБД

 

 

 

СУБД

Зберігання

РСУБД

 

Примітки

 

геометрії

Тип колонки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Microsoft SQL Server не

 

 

 

підтримує додаткові типи

 

 

 

колонок для зберігання

 

 

 

просторових даних. Однак, через

 

 

 

колонку Image відбувається

 

 

 

повне управління складними

 

Стисненні

Зображення

потоками двійкових даних, які

 

необхідні для лінійних і

 

двійкові дані

(Image)

 

полігональних даних, які

SQL

ArcSDE

 

 

присутні в додатках ГІС.

Server

 

 

 

 

Двійкові типи колонок SQL

 

 

 

 

 

 

Server є надійними,

 

 

 

масштабуємимим та

 

 

 

високопродуктивними, як і типи

 

 

 

полів, які використовуються в

 

 

 

корпоративних СУБД.

 

Бінарний

Зображення

 

 

 

 

 

(Image)

OGC простий об’єктний тип.

 

формат OGC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IBM

Геометричний

 

Обидва формати IBM РСУБД,

об’єкт Spatial

ST_Geometry

DB2 і Informix, використовують

DB2

Extender

 

додаткові просторові типи

 

 

Informix

 

 

колонок для управління

 

Геометричний

 

векторною геометрією.

 

об’єкт Spatial

ST_Geometry

Розроблені сумісно з ESRI і

 

Extender

 

базуються на ISO SQL MM

 

 

 

специфікації просторових даних.

 

 

 

Даний

механізм

зберігання

 

 

 

ArcSDE

використовується за

 

Стиснені

 

замовчуванням

і є

найбільш

 

двійкові дані

Long Raw

поширеним способом зберігання.

 

ArcSDE

 

Забезпечує

 

високу

 

 

 

продуктивність,

масштабування і

Oracle

 

 

надійність.

 

 

 

 

Деякі

 

користувачі

 

 

 

 

 

 

 

використовують

тип

колонки

 

LOB

LOB

LOB для роботи в Oracle

 

 

 

Replication Services.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OGC Well-

LOB

OGC простий об’єктний тип.

 

Known Binary

 

 

 

 

 

 

Продовження Таблиця 9.3

 

 

 

Крім

використання

стиснених

 

 

 

двійкових

типів

ArcSDE або

 

 

 

LOB,

користувачі

Oracle

Spatial

Oracle з

 

 

можуть

 

 

 

додатково

Spatial

Просторовий

 

використовувати

тип

колонки

Option

 

SDO_Geometry.

Користувачі

тип геометрії

SDO_Geometry

або

можуть

вибирати

різні

типи

Locator

Oracle

 

колонок

 

для

 

зберігання

 

 

 

 

Option

 

 

просторових даних

в

різних

 

 

 

таблицях

і

підбирати

найкращу

 

 

 

опцію

 

 

для

 

кожного

 

 

 

індивідуального набору даних.

Примітка: ST_Geometry і SDO_Geometry фактично відносяться до наборів типів для точок, ліній та полігонів.

Доступ до наборів даних ГІС. Для управління даними ГІС і компіляції необідно дещо більше ніж просто окрема велика корпоративна база даних. Важливою вимогою будь-якої ГІС є можливість одночасного доступу до багатьох наборів даних і файлів в різних форматах, до СУБД і мережам. ArcSDE допомагає забезпечити відповідність цим ключовим вимогам ГІС, не прив’язуючи користувачів до однієї конкретної СУБД або рішення щодо управління даними. Фундаментальна технологія для багатокористувацьких баз геоданих ArcSDE – це шлюз, який забезпечує оперування прикладною логікою бази геоданих в додатку до баз геоданих, які зберігаються в реляційних базах даних. Програмне забезпечення бази геоданих представляє її поведінку і цілісність, а ArcSDE відповідає за ефективне зберігання і доступ до альтернативним архітектурам різних СУБД.

ARCIMS. Публікації в Web ГІС-карт, даних і метаданих. ArcIMS – це орієнтований на Інтернет серверний додаток, який забезпечує публікацію на центральному Web-порталі ГІС-карт, даних і мета даних, до яких можуть звертатися користувачі різних організацій шляхом Всесвітньої мережі (World Wide Web). Web-сайти, які оснащені ArcIMS, широко використовуються для представлення ГІС-даних, інтерактивних карт, каталогів мета даних і спеціалізованих ГІС-додатків. Як правило, користувачі ArcIMS звертаються до таких сервісів через Web-браузер з використанням HTML або Java додатків, які входять до складу ArcIMS. Крім цього, до сервісів ArcIMS можна звернутися з використанням клієнтських додатків, таких як ArcGIS Desktop, робочі місця на основі ArcGIS Engine, додатків ArcReader, ArcPad, вузли на основі ArcGIS Server, додатку MapObjects® for Java, більшість безпровідних пристрої, які використовують протоколи з’єднання HTTP і XML для Web-з’єднань.

Використання ArcIMS. Основне призначення ArcIMS – передача географічних даних, карт і мета даних через Web.

Поширення цільових додатків.

У більшості випадків ArcIMS потрібен для доставки ГІС-даних користувачам в межах організації або зовнішнім користувачам через Інтернет. Необхідно забезпечити доступ до даних також простих додатків, які сфокусовані на використанні даних через Web-браузер. За допомогою цих Web-додатків користувачі вирішують подібний набір базових задач.

Як правило додатки, що базуються на ArcIMS не використовуються для поновлення даних або проведення розширеного спеціалізованого ГІСаналізу.

Технології для ГІС-мереж. Web-публікації за допомогою ArcIMS часто є першим кроком при впровадженні корпоративної ГІС. На цьому етапі організації публікують і представляють ГІС-дані і послуги широкому колу користувачів. Потім ця технологія може бути доповнена технологією ArcGIS Server для централізованого управління даними, а також виконання продвинутого ГІС-моделювання і аналізу в клієнт-серверному середовищі.

Багато прихильників загальнонаціональних, континентальних та глобальних Інфраструктур просторових даних (Spatial Data Infrastructures, SDIs), де користувачі мають можливість реєструвати свої набори ГІС-даних, інформацію про наявні інформаційні ресурси і напрацювання у вигляді єдиного порталу. До каталогу ГІС-порталу можна звертатися із запитами і проводити по ньому цільовий пошук (по аналогу з пошуком в Інтернет сайтах типу www.google.com) для виявлення ГІС-інформації яка є необхідна для діяльності організацій.

ArcIMS – є ключовою технологією для побудови всіх складових ГІСмережі. ArcIMS містить інструменти для створення ГІС-порталу з катологом мета даних, проведення пошуку по цьому каталогу, створення картографічних Web-сервісів, а також довідникових сервісів, сервісів представлення даних і метаданих, розробки картографічних Web-додатків. Для створення і управління каталогами ГІС-порталів існує спеціальний програмний модуль, який використовується для побудови власних вузлів

SDI.

Можливості ARCIMS. У випадку коли клієнт ArcIMS відсилає запит на сервер, сервер ArcIMS обробляє цей запит і дає відповідь. Типовими є запити на генерування карт, вилучення даних у відповідності з заданим екстентом карти або проведення пошуку метаданих. Через ArcIMS доступний широкий набір ГІС Web-сервісів. Найбільш поширеними є ArcIMS-сервіси по представленню інтерактивних карт клієнтам. При створенні карти для власного Web-сайту визначаються шари даних карти і спосіб відображення об’єктів карти. Визначаються набори символів надписи, масштаби для відображення і т.п. Коли клієнт надсилає запит до карти, вона генерується на сервері у відповідності з заданими специфікаціями. Карта пересилається клієнту за допомогою одного з трьох сервісів: Image Service (сервіс растрових зображень), Feature Service (потік векторних об’єктів) або через сервіс ArcMap Image Service. Image Service використовує можливості виводу зображень ArcIMS для передачі миттєвого знімку (snapshot) карти клієнту, який надіслав запит. Знімок надсилається у вигляді стисненого файлу

зображення. Нове зображення генерується при кожному запиті клієнта нової інформації, наприклад, при переміщенні карти. Також даний сервіс може пересилати клієнту стиснені растрові дані. Сервіси зображень можуть використовувати два протоколи: ArcXML или WMS специфікацію Open GIS Consortium. Feature Service в потоковому режимі передає стисненні векторні об’єкти клієнту. Такий режим забезпечує рішення більш продвинутих задач: підписування об’єктів, управління способом відображення об’єктів, створення підказок карти, просторова вибірка об’єктів. За допомогою цієї функції користувач на клієнтському місці може змінювати оформлення і зміст карти. Ці сервіси можуть використовувати два протоколи: ArcXML або

WMS специфікацію OpenGIS Consortium.

ArcMap Image Service передає зображення документа ArcMap клієнту за його запитом. Цей сервіс дозволяє представляти карти, на яких використовуються такі можливості ArcMap, як розвинута картографія і відкритий доступ до даних. За допомогою ArcMap Server можна представляти практично всю інформацію і графічні дані, які були створені в в ArcMap. Також ArcMap Server підтримує доступ до версій бази геоданих і використовується в багатьох схемах побудови корпоративних ГІС. Сервіси ArcMap можуть використовувати два протоколи: ArcXML або WMS

специфікацію Open GIS Consortium.

Деякі ключові можливості ArcIMS для ГІС Web-публікацій: Формування зображень. Формування зображень забезпечує створення

миттєвого знімку поточного вигляду інтерактивної карти. Наприклад. при збільшенні/зменшенні, переміщенні карти, включення/відключення шарів картографічний сервер ArcIMS відображає кожний поточний вигляд карти і передає його як зображення клієнтам ArcIMS.

Потік векторних об’єктів. Клієнтам надсилається потік векторних об’єктів, що забезпечує виконання ряду задач: створення надписів до об’єктів карти, підказок, просторових вибірок і т.п. Ця можливість важлива для більш продвинутих клієнтських додатків ArcIMS:

ArcExplorer™ - Java Edition, ArcGIS Desktop, ArcIMS

Java вювери. Передача потоку векторних даних з Web-сайту під управлінням ArcIMS може бути інтегрована з іншими векторними даними, наприклад, локальними. Ці дані можна сумісно використовувати при виконанні просторового аналізу.

Запит даних. Для отримання необхідної інформації можна будувати нові запити або запустити раніш побудовані.

Вилучення даних. Можна подати запит на географічний набір даних з сервера. Сервер реагує на запит, надсилаючи клієнту запаковані файли з даними у вибраному форматі (наприклад, у вигляді шейп-файлів) для використання на клієнтському місці.

Геокодування. Ця функція дозволяє задати адресу і отримати відповідне місцеположення від сервісу геокодування ArcIMS. На основі введеної адреси сервер повертає або місцеположення, яке точно відповідає

заданим параметрам, або список можливих кандидатів, які мають близьку відповідність введеній адресі.

Сервіси каталогу метаданих. Каталог посилань на місця збереження даних і інформаційних наборів може бути створений за допомогою ArcGIS Desktop, ArcIMS і ArcSDE, а потім опублікований у вигляді пошукового сервісу з використанням ArcIMS. Тобто, на web-сайті зовнішнім користувачам представляється зручний відкритий інформаційний центр, де кожний зможе стати активним учасником ГІС-мережі.

Додатки для перегляду каталогу мета даних і пошуку по ньому. В

ArcIMS підключено ряд Web-орієнтованих HTML-додатків для перегляду каталогу мета даних і проведення по ньому ціле направленого пошуку. Також в ArcIMS є довідник, що налаштовується (gazetteer). Ці засоби є важливими для створення каталогу ГІС-порталу.

ArcMap Server. Можна використовувати ArcGIS для створення власних карт і потім поширювати їх за допомогою ArcIMS. Таким чином можна забезпечити доступ до повноцінних баз геоданих і картографічних можливостей ArcMap на Web-сайті під управлінням ArcIMS.

Картографічні Web-додатки. ArcIMS включає декілька картографічних Web-додатків для доступу до ГІС функцій через браузер. При цьому до ГІС-ресурсів можуть звертатися користувачі, які використовують Web-браузери в якості ГІС-терміналів.

Додаткові модулі ARCIMS. Модуль Data Delivery. Додатковий модкль ArcIMS Data Delivery забезпечує можливість вигружати з ArcIMS-сайту дані в багатьох форматах, використовуючи транслятори, які визначаються за допомогою модулю ArcGIS Desktop Data Interoperability. Модуль ArcIMS Data Delivery базується на програмному забезпеченні FME від компанії Safe Software.

Рішення для створення ГІС-порталів. Це розширення пропонується у вигляді окремого набору інструментів розробника GIS Portal Toolkit. Рішення на основі ArcIMS і ArcSDE включає набір Web-додатків для ArcIMS Web і стандартних шаблонів, які використовуються для швидкого створення повноцінного ГІС-порталу. Функції, які підтримуються ГІС-порталом включають головну HTML сторінку Web-порталу і її інтерфейс, додаток пошуку і отримання мета даних з налаштованим довідником, додаток для обробки мета даних, схему бази даних ГІС-каталогу для управління центральним каталогом мета даних, додаток динамічного Webкартографування для генерування інтерактивних карт для багатьох видалених Web-джерел даних. Це рішення було основою при створенні таких порталів географічної інформації як U.S. Geospatial One-Stop (www.geodata.gov), INSPIRE Європейського Союзу, а також ряду порталів в Норвегії, Індії і інших країнах.

ARCGIS SERVER. ArcGIS Server – це платформа для створення корпоративних централізовано управляємих ГІС-додатків, які підтримують багатьох користувачів, ГІС-функціональність і базуються на промислових стандартах. ArcGIS Server можна використовувати для створення Web-

додатків, Web-сервісів і інших корпоративних додатків. ArcGIS Server також доступний для настільних додатків, які взаємодіють з сервером в режимі клієнт/сервер.

Адміністрування ArcGIS Server відбувається за допомогою програмних продуктів ArcGIS Desktop, які можуть звертатися до ArcGIS Server по локальним мережам (LAN) або по Інтернет.

ADF включає пакет розробника з програмними об’єктними компонентами, елементами управління Web controls, шаблонами Webдодатків, довідкою для розробників і прикладами програних кодів. Також в неї включена runtime-ліцензія для поширення Web-додатків без необхідності установки ArcObjects на Web-сервері.

Навіщо використовувати ARCGIS SERVER?

З його допомогою розробники і системні інженери можуть впровадити централізовану ГІС з багатокристувацьким доступом. Створення централізованих ГІС-додатків дозволяє знизити загальну вартість установки і підтримки настільних додатків на всіх клієнтських місцях. Можливості ArcGIS Server по підтримці Web-сервісів важливі для інтеграції ГІС з іншими ІТ-системами, такими як реляційні бази даних, Web-сервери і корпоративні сервери додатків.

ArcGIS Server представляє доступ до ГІС на основі браузерів, можливості централізованого багатокористувацького редагування баз геоданих, розподіленого управління даними, цілеспрямованих операцій геообробки на сервері, публікацій ГІС Web-сервісів, інтеграції ГІС і ІТ.

Доступ до ГІС на основі браузерів

Через Інтернет-браузер користувачі можуть звертатися до Webдодатків, які розроблені і установлені за допомогою ArcGIS Server.

Централізоване багатокористувацьке редагування бази геоданих.

Управління корпоративною базою геоданих одна з основних задач для багатьох організацій, яким необхідні можливості одночасного багатокористувацького редагування і поновлення даних. Велика кількість віддалених користувачів можуть поновлювати центральну базу даних через свої Web-браузери і додатки, орієнтовані на функції редагування.

ArcGIS Server представляє архітектуру, яка гарантує, що ці віддалені редактори змжуть вносити необхідні випрпалення в багатористувацьку базу геоданих напряму, зберігаючи цілісність даних.

Розподілене управління даними з використанням версій корпоративних баз геоданих

Створений засобами ArcGIS Server прикладний сервер центральної бази геоданих може управляти робочими процесами по управлінню розподіленими даними із декількох ГІС-систем. Центральний сервер ГІСдодатків контролює цілісність геопросторових даних на основі сучасної логіки бази геоданих для всіх трансакцій бази даних.

Наприклад:

-деяким користувачам необхідна можливість автономного редагування. Їм необхідно відкріпити частину бази даних ГІС,

провести редагування бази даних в окремій ГІС-системі, а потім повернути внесені зміни назад до корпоративної бази даних;

-необхідність реплікації (воспроизвести) бази даних в декількох місцях в незалежних приватних системах. Періодично кожний

екземпляр повинен надіслати і отримати нові зміни з метою синхронізації змісту кожної репліки.

Виконання геообробки на сервері. Забезпечення доступу до функцій, що реалізують розвинену ГІС-логіку для:

-визначення місцеположення подій вдоль лінійних об’єктів за допомогою системи лінійних координат;

-геокодування і визначення місцеположення адрес;

-виконання трасування по комунальним і інженерним мережам;

-буферезації, накладання, вилучення просторових об’єктів. Рекомендована література [7, 11, 12] Питання для перевірки знань:

1.Методи глобальної інтерполяції?

2.Методи локальної інтерполяції?

3.Використання сервісних ГІС в кадастрових системах?

ВИСНОВКИ

Питання якісного інформаційного забезпечення прийняття рішень у галузі екологічного управління було та залишається наріжним питанням реалізації екологічної політики як на місцевому так і на регіональному та загальнодержавному рівні. Останні зміни ЗУ «Про охорону навколишнього природного середовища» (Ст.25-1 ЗУ № 254-IV від 28.11.2002р.) вимагають створення відповідного екологічного інформаційного забезпечення, яке повинне здійснюватися органами державної влади та органами місцевого самоврядування в межах їх повноважень. Коло питань, яке постає як перед спеціально уповноваженими органами виконавчої влади на місцях (Міекоресурсами, МНС, Мінохорони здоров’я та ін.), так і перед державними адміністраціями та органами місцевого самоврядування, охоплює від негайного інформування про надзвичайні екологічні ситуації до систематичного інформування населення через засоби масової інформації про стан навколишнього природного середовища, динаміку його змін, джерела забруднення, розміщення відходів чи іншої зміни навколишнього природного середовища й характер впливу екологічних факторів на здоров’я людей через забезпечення вільного доступу до екологічної інформації. Зрозуміло, що на практиці реалізація різних аспектів вказаних законодавчих вимог вимагає застосування певних інформаційних та телекомунікаційних технологій чільне місце серед яких займають геоінформаційні технології, які, на сьогоднішній день, об’єднують ГІС, GPS та ДЗЗ. Доцільність реалізації конкретних екологічних інформаційних систем та програмних продуктів на основі сучасних геоінформаційних технологій, на сьогодні вже не викликає сумнівів в ефективності, а доступність цифрових даних (як картографічних так і ДЗЗ) на території дозволяє безпосередньо говорити про вирішення того чи іншого кола задач екологічного управління: нормування, контролю, експертизи, моніторингу тощо.

Застосування ГІС та ДЗЗ-технологій дозволяє зробити кардинальні зрушення в галузі забезпечення прийняття управлінських рішень щодо використання природних ресурсів, охорони навколишнього природного середовища (НПС) та екологічної безпеки на різних управлінських рівнях.

Головними перевагами використання ГІС вважають розвиненість функцій просторового аналізу, інтуїтивно зрозумілий графічний інтерфейс, модульність архітектури, відповідність сучасним стандартам інформаційних систем, відповідність зростаючим вимогам користувача.

Основна мета зазначеної технології - інформаційне забезпечення, розробка і підтримка прийняття рішень. При цьому автоматизуються як процеси перетворення форми подачі інформації, так і процеси переходу від одних понять до інших, тобто процеси отримання якісно нової інформації і прийняття рішень. Перший аспект передбачає автоматизацію зміни способів зберігання і відображення картографічної інформації; процедур трансформації, корекції, систематизації і фільтрації даних; методики отримання аналітичних відомостей; технології переносу рішень на

картографічну основу та інших одноманітних операцій. Другий аспект передбачає автоматизацію районування територій, прогнозування і картографування ситуацій, планування натурних спостережень і інших процедур прийняття наукових і керівних рішень. Технологія базується на системному підході і передбачає спільний аналіз і комплексну інтерпретацію якісних і кількісних даних методами розпізнавання, інтерактивний режим праці, оптимізацію отриманих рішень і вибір з них найкращого по фіксованим кількісним критеріям. З точки зору кінцевої мети систему ГІС слід розглядати перш за все як інструмент інтерпретації побічних даних про картографовані об'єкти, за допомогою якого будуються карти різного змісту, розробляються прогнози, оцінюються стратегії подальших дій і даються практичні рекомендації. Застосування ГІС дозволяє:

-створювати і використовувати у повсякденній праці багатоцільові бази картографічних даних;

-комплексно аналізувати і інтерпретувати великі об'єми розрізнених неоднорідних якісних і кількісних даних;

-оцінювати і ранжирувати характеристичні ознаки об'єктів дослідження в умовах неоднозначності їх зв'язків з цільовою властивістю цих об'єктів;

-збільшити ступінь вилучення і використання корисної інформації з наявних даних і підвищити детальність і достовірність створюваних карт і прогнозних побудов;

-обмежити залежність кінцевих результатів від суб'єктивних концепцій дослідників і поєднувати формалізовані і експертні методи прийняття рішень;

-контролювати якість прогнозних побудов до початку натурних спостережень і оптимізувати мережу цих спостережень, моделювати різні стратегії використання природного середовища;

-забезпечити оперативну інформаційну підтримку експертних рішень довідковими, фактографічними і аналітичними даними.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1.Белолипецкий В.М. Математическое моделирование в задачах охраны окружающей среды. / Белолипецкий В.М., Шокин Ю.П. – Новосибирск: ИНФОЛИО-ПРЕСС, 1997. – 239 с.

2.Бусыгин Б.С. Автоматизированное решение прогнозно-поисковых задач в режиме диалога "человек - ЭВМ" / Бусыгин Б.С., Мирошниченко Л.В. Романов А.В. // Мат. методы и автомат, системы в геологии. Обзор. ВИЭМС. - М., 1987. – 58 с.

3.Бойчук Л.М. Моделирование некоторых экономических процессов на основе принципа динамической координации. / Бойчук Л.М., Кротов Г.И., Сарычев А.П. - Киев, 1994. - 48 с. (Препринт / НАН Украины. Ин-т кибернетики им. В.М. Глушкова)

4.Вольтерра В. Математическая теория борьбы за существование. / Вольтерра В. М.: Наука, 1976. – 286 с.

5.Давтян Н. А. Принципы моделирования развивающихся систем. / Давтян Н.А. – В кн.: Сб. трудов ВНИИСИ "Системные аспекты концепции развития". – М.: ВНИИСИ, – 1985. – С. 76-84.

6.Іванова Л.І., Єгоров О.І. „Основи фотограмметрії”: Навчальний посібник – Київ: КНУБА, 2002. - 156 с.

7.Кохан С.С., Востоков А.Б. Дистанційне зондування Землі: теоретичні основи: Підручник / Передм. Д.О. Мельничука. – К.: Вища шк.., 2009. –

511с.: іл. ISBN 978-966-642-416-X

8.Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. / Марчук Г.И. – М.: Наука, 1982. – 319 с.

9.Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. – Москва, «Недра», 1973 (Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР), 144 с.

10.Руденко В.Д., Макарчук О.М., Патланжоглу М.О. Практичний курс з інформатики/ За редакцією Мадзігона В.М. – Київ: Фенікс, 1997. – 304 с.

11.Саричева Л.В. Комп’ютерний еколого-соціально-економічний моніторинг регіонів. Математичне забезпечення: Монографія. / Саричева Л.В. – Дніпропетровськ: Національний гірний університет, 2003. – 222 с.

12.Саричева Л.В. Комп’ютерний еколого-соціально-економічний моніторинг регіонів. Геоінформаційне забезпечення: Монографія. / Саричева Л.В. – Дніпропетровськ: Національний гірний університет, 2003. – 174 с.

13.Светличный А.А., Андерсен В.Н., Плотницкий С.В. „Географические информационные системы”: технология и приложения. – Одесса: Астропринт, 1997. - 196с.: ил.

14.Суховірський Б.І. „Географічні інформаційні системи”: Навчальний посібник. – Чернігів: ДКП РВВ, 2000. - 197 с.: іл.

15.Словник іншомовних слів: 23000 слів та термінологічних словосполучень/ Уклад. Пустовіт Л.О. та ін. – Київ: Довіра, 2000. – 1018 с.

ЗМІСТ

Вступ…………………………………………………………..……..3

1.Інформаційні системи та їх інтеграція у середовище ГІС……..5

2.Робота з моделями даних………………………………………..7

2.1.Організація даних в програмному середовищі ГІС………21

2.2.Векторні та растрові шари даних, для задачі автоматизації процесу оренди нерухомості…………………….22

3.Поняття про просторові та атрибутивні дані…………………..30

4.Засоби вводу та виводу інформації, та засоби

шифрування карт…………………………………………………...39

5.Географічні перетворення………………………………….…...42

5.1.Вступ до SQL…………………………………………………..44

5.2.Створення таблиці за допомогою

SQL Server Enterprice Manager…………………………………..49

5.3.Оператори INSERT, DELETE, UPDATE…………………...49

6.Аналітичні можливості сучасних

інструментальних ГІС …………………………………….…….….51

7.Просторові об’єкти…………………………………………..…..57

8.Картометричні операції та картографічна алгебра …………....64

9.Методи інтерполяції та сервісні ГІС…………………………….67

Висновки…………………………………………………………….79

Список використаної літератури………………….………………..81

©Чорний С.Г.

«ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ (ГІС)» КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

ДЛЯ СТУДЕНТІВ СПЕЦІАЛЬНОСТІ: 7.070801 / 8. 070801 ЕКОЛОГІЯ ТА ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМИ НАВЧАННЯ

Тираж___ екз. подписано до друку "___"________________

Заказ №____ Об’єм 4,47 п.л.

Видавництво "Керченський морський державний технологічний університет" 98309, м. Керч, вул. Орджонікідзе, 82

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

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]