Тема 1.

1. Геоданные – любые сведения о свойствах природных объектов, связанных с Землей. Геоданные можно измерять (кол-я хорактеристика) и наблюдать (кач-я или кол-я харак-ки объектов).Геолого-геофизическиеданные яв-ся геопространственными и состоят из: тематичестких свойств (литология, геохимия, геофизика) и пространственной привязки.

Геоинформатика – специфический отдел информатики, имеющий дело с пространственно привязанной информацией. Возникла на пересечении многих областей, м.б. в геологии, географии, био, археол, на ж/д.Геологическая геоинформатика– это наука об общих свойствах геоинформации, закономерностях и методах ее поиска и регистрации, распространения и использования при изучении и освоении природных объектов, процессов и явлений.

2.ГИС – специализированные информационные системы, для работы с информацией об объектах и явлениях, имеющими пространственную привязку и для которых важную роль играет их положение, размер, форма, взаиморасположение с др. объектами и явлениями. ГИС обеспечивает взаимосвязь меж. колич-ми и кач-ми харак-ми геогр. объектов и яв-й, представленных в БД в виде простых моделей; включает наборы современных интрументов для работы с геоданными.

Взаимосвязь графических объектов и их атрибутов осуществляется через динамическую связь: картографический символ реального объекта – пространственный элемент(точка) – атрибутивная таблица (изменения св-в объекта в атр. табл. меняет его изображение на карте (добыв./законсерв. скв.)). Реальный мир состоит из множества географ. компонентов, которые представленны в ГИС в качестве связанных слоев данных.

ГИС дел-ся на 4 подсистемы: сбора данных, хранения и выборки данных, анализа данных, вывода данных.

История: нач. 60-х – 1я в мире ГИС в Канаде, ее задачей были классификация и нанесение на карту земельных ресурсов Канады. Выходными данными первых ГИС были не карты, а обобщенные результаты исследований в виде таблиц. Д-р Томлинсон – «отец» ГИС, в 1977 г. образовал компанию, проводит семинары по ГИС во всем мире.

3.Система ArcGISразработана вESRI– институт иссл-я систем окр. среды, США. Состоит из:ArcMap(визуализация, карты),ArcToolbox(геобработка, модели),ArcCatalog(базы геоданных).

ArcCatalog (вид базы геоданных)– это пространственная БД, содержащая наборы данных (векторных, растровых, текстовых), к-е представляют геоинформацию в виде моделей данных ГИС.

ArcMap (вид геовизуализации) – это набор карт, к-е показывают пространственные объекты и отношения меж. объектами на поверх-ти З. Карты могут исп-ся как «окна в БД» для поддержки запросов, анализа и редактирования инф-ии.

ArcToolbox (вид геообработки)– входит в составArcMap, это набор инструментов для получения новых наборов геоданных из существующих наборов данных.

Тема 2.

4.Модель – такое описание объектов исследования, к-е сохраняет основные свой-ва объектов и не содержит второстепенных. Модели пространственных данных составляют информационную основу ГИС.

Пространственный объект – это цифровое представление реального объекта, содержащее его местоположение и набор св-в. Основные типы пространственных объектов: точка, линия, полигон, поверхность. Описание пространственного объекта состоит из: позиционной части – топология, местоположение и непозиционной части (атрибутивной) – наименование, св-ва, харак-ки.

5.Топология– пространственные взаимоотношения между смежными и близлежащими объектами (пересечение и примыкание).

Указание местоположения с помощью: геогр шир. и долгота; коор. Х и У; почтовые адреса; коды идентифицирующие разграниченные уч-ки тер-ии; местоположение зафиксированное на карте.

Топологические свойства объектов: пространственная размерность; замкнутость; простота; нахождение на границе, внутри или вне полигона.

Атрибуты– любые типы данных (текст, изображение, аудио, видео, карта), которые поставлены в соответствие пространственному объекту. Атрибутивные данные представляются в виде текста или цифр. Атрибутивные данные включают: качественную характеристику (семантику) объекта и статистику (количественные атрибуты) объекта.

Для измерения атрибутов используются шкалы: номинальная – идентифицирует объект; порядковая – качественная харак-ка объекта; интервальная – количественная хар-ка кол. св-ва объекта.

6.Пространственные данные – множество цифровых данных о пространственных объектах. Данные бывают нерпрерывные и дискретные. Выд-т 2 типа моделей пространственных данных: растровая и векторная.

Выделяют 3 типа моделей пространственных данных: 1) Модели дискретных объектов, т е объектов, у которых четко выделяются границы; 2) Модели непрерывных полей (Например, абсолютные отметки высот и рассеяние загрязняющего вещества; 3) Модели сетей.

7.Растровые модели – изучаемую территорию разбивают на элементы регулярной сетки или ячейки. Т.е.ячейка (pixel) – это основной элемент растр. модели. Пиксель является наипростейшей, неделимой частью растра, представляющей определенный участок Земли. Размер ячейки определяет геометрическое разрешение модели.

Каждому пикселу присваивается только одно цифровое значение – код пиксела, определяющий имя объекта. Значения ячеек могут быть целыми или десятичными числами. Ячейки могут также иметь значения No Data (нет данных), чтобы показать отсутствие данных. Значения ячеек могут относиться к центральной точке пикселя (поверхность рельефа) или ко всей его площади (столбцы).Зона– объединяетвсе пикселис одинаковым значением.Регион – объединяетпримыкающиедр. к др. пиксели с одинаковым значением.

Число битов, используемых компьютером для каждого пикселя, называется битовой глубиной, или глубиной цвета(ч/б=1 бит/пиксель, полутоновое=8, с индексированным цветом = 4, 8, 16, полноцветное=24 и более).

Чтобы определить местоположение растра в географическом пространстве, необходимо знать координаты Х, У хотя бы одного угла растра.

Для задания свойства объектов каждому пикселу присваивается значение, соответствующее атрибуту объекта, расположенного в этой ячейке растра.

Глубина цв. и размер пикселя – важнейшие харак-ки растровых моделей.

«+» растровой модели: простая структурара, эффективные операции над слоями, работа со снимками; «-» растровой модели: большой объем памяти для записи, искажение при масштабировании, выделить 1 объект очень сложно.

8.Векторные модели– основаны на векторах. Базовыми элементами яв-ся дуга (arc) и узел (node). Форма дуг описывается дополнительными формообразующими точками – вертексами.

Точка– отдельная пара координат X, Y.

Линия– связанная последовательность пар координат вершин и узлов

Область– замкнутая последовательность соединенных линий, начальная и конечная точки которой совпадают.

Атрибуты, связываются с объектами через идентификаторы, которые хранятся в таблицах данных. В таблицах помимо свойств имеется специальное поле, где обозначены индексы. Существует 2 вида векторных моделей: нетопологические и топологические.

9. Разновидности векторных моделей.Два типа векторных моделей: топологичекая и нетопологическая (спагетти-модель). В топологической указывается взаимное положение между объектами (соседство, близость), границы полигонов – дуги. В нетопологической не содержится описания отношений между объектами, каждый геометрический объект хранится отдельно и не связан с другими, граница соседствующих полигонов описывается дважды.

Для связи свойств и положения объекта используется идентификатор объекта. Атрибуты хранятся в таблицах данных.

«+» векторной модели: компактная стр-ра, топология, качественная графика.