Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
shpora_na_zalik.docx
Скачиваний:
13
Добавлен:
21.12.2018
Размер:
4.24 Mб
Скачать

1.1 Потреби просторово-часового аналізу

До просторово-часових атрибутів відносяться:

  • протяжність

  • тривалість

  • послідовність

  • розмірність

Сукупність просторових і часових відносин системи утворює її просторову і часову структури, які характеризуються властивостями:

  • метричними,

  • топологічними,

  • симетрично-груповими

Типи атрибутивних величин:

  • Категорії

  • Ранги

  • Кількість

  • Розмір

  • Відношення

Типи об'єктів:

  • Дискретні

  • Неперервні явища

Переваги та недоліки відображення:

Моделі просторових даних :

  • Векторні

  • Растрові

Картографічні проекції системи координат:

  • Рівноплощадні (площа)

  • Рівноазимутальні(напрямок)

  • Конформні (злиття)

  • Еквідістантні (довжина)

Властивості просторово-часового аналізу:

  • Topology

  • Georeferensing (поверхня)

  • GeoCoding (правила назви)

Географічні моделі даних(Geographic data models):

Відношення між об'єктами:

Нотатка: a та b – це дві геометрії (1 або більше геометричних об’єктів – точки, лінії, полігони, поверхні разом з їхніми межами); I(x) – внутрішня сторона x; dim(x) - величина x, або максимальна величина якщо x – результат зв’язкових операцій

Дослідження

Просторове розбиття:

  • Природне

  • Квантільне

  • Рівні інтервали

  • Середньоквадратичне відхилення

Вибір схеми класифікації:

  • За характером розподілу даних

  • За кількістю класів

Використання кольорів, штриховки, графіків, ізоліній, 3-д трьохвимірних перспективних зображень, обрання точки погляду, Z-фактор, джерело світла, перспектива, та ін.

Карти щільності:

Аналіз методом оверлею:

Аналіз оточення:

  • Пошук та оцінка оточення.

  • Оцінка віддаленості по відстані до об'єкту або часу його досягнення.

  • Оцінка оточення по відстані до об'єкту або витратам на його досягнення.

Способи оцінки аналізу оточення:

Статичні проблеми

  • Convex Hull

  • Перетин частин

  • Діаграма Вороного

  • Лінійне планування

  • Найближчі пари точок

  • Евклідовий найкоротший шлях

  • Полігонна триунголяція

Геометричні довідкові проблеми

  • Лінійний пошук

  • Точкове розташування

  • Найближчого сусіда

Ці проблеми більш відомі як геометричні пошукові проблеми, вхідні дані складаються з двох частин: пошуково-просторова частина та довідкова частина, яка змінюється через проблеми зразка.

Динамічні проблеми

  • Час та простір необхідний для побудови шуканої структури даних

  • Час та простір, щоб видозмінити шукану структуру даних звичну до змін в шуканому просторі

  • Час, щоб відповісти на запит

1.2 Структури просторових даних

Об'єкти реального миру, що розглядаються в геоінформатиці, відрізняються просторовими, тимчасовими і тематичними характеристиками.

Існують три основні характеристики об’єктів : просторові,тимчасові та тематичні

Просторові характеристики визначають положення об'єкту в заздалегідь певній системі координат, основна вимога до таких  даних – точність.

Текст доповідача:

ГІС організовує просторові дані в серії тематичних шарів і таблиць. Так як набори даних в ГІС пов'язані географічно, їм приписані реальні місця розташування, і вони накладаються один на одного.

Тимчасові характеристики фіксують час дослідження об'єкту і важливі для оцінки змін властивостей об'єкту з часом. Основна вимога до таких даних – актуальність, що означає можливість їх використання  для обробки, неактуальні дані – це застарілі дані.

Текст доповідача:

Тимчасова характеристика може відображатися кількома способами: шляхом зазначення часового періоду існування об'єктів; шляхом співвіднесення інформації з певними моментами часу; шляхом зазначення швидкості руху об'єктів. Залежно від способу відображення тимчасової характеристики вона може розміщуватися в одній таблиці або в декількох таблицях атрибутів даного об'єкта для різних часових етапів.

Тематичні характеристики описують різні властивості об'єкту, включаючи економічні, статистичні, технічні і інші властивості, основна вимога – повнота.

Наприклад:

Геологічний опис являє собою тематичні карти природних явищ: корисних копалин, четвертинних відкладень, тектонічні, сейсмічні, літологічні, гідрогеологічні, інженерно-геологічні і т.д. Урбанізаційних опис являє собою тематичні карти суспільних явищ: фактичне і проектне стан кордонів адміністративних утворень, меж господарств, зон індустрії, міських земель, зон сільгосптериторій з виділенням зон меліорації, заповідників, магістралей, трас, об'єктів інженерного забезпечення. Соціально-економічний опис являє собою тематичні карти суспільних явищ: систему територіальних і об'єктних інформаційних паспортів, що відображають економічні і соціальні характеристики різних територіальних суб'єктів господарювання.

Для представлення просторових об'єктів в ГИС використовують просторові і атрибутивні типи даних.

Спочатку ГІС (геоінформаційна система) народилися як засіб створення і актуалізації карт. Природно, що електронні засоби, призначені для видання карт, дуже швидко витіснили класичні пластики, олівці, пера. Трохи пізніше ГІС стали розцінювати як засіб інтеграції атрибутивних і просторових характеристик самих різнорідних об'єктів, тим самим побудувавши «Місток» між ГІС і СУБД (система управління базами даних).

Просторові дані – відомості, які характеризують місцеположення об'єктів в просторі щодо один одного і їх геометрію.

 Просторові об'єкти представляють за допомогою наступних графічних об'єктів: точки, лінії, області і поверхні.

Опис об'єктів  здійснюється  шляхом вказівки  координат об'єктів і складових їх частин.

Текст доповідача:

Програмне забезпечення ГІС містить функції та інструменти, необхідні для зберігання, аналізу та візуалізації географічної (просторової) інформації. Ключовими компонентами програмних продуктів є: інструменти для введення та оперування географічної інформацією; система управління базою даних (DBMS або СУБД); інструменти підтримки просторових запитів, аналізу та візуалізації (відображення); графічний користувальницький інтерфейс (GUI або ГІК) для легкого доступу до інструментів.

Точкові об'єкти – це такі об'єкти, кожен з яких розташований тільки в одній точці простору, представленою парою координат X, Y. Залежно від масштабу картографування, як такі об'єкти можуть розглядатися дерево, будинок або місто.

Залежно від масштабу картографування, як такі об'єкти можуть розглядатися дерево, будинок або місто.

Лінійні об'єкти, представлені як одновимірні, такі, що мають одну розмірність – довжину, ширина об'єкту не виражається в даному масштабі або не істотна. Приклади таких об'єктів: річки, межі муніципальних округів, горизонталі рельєфу.

Лінійні об'єкти, такі як дороги, річки або трубопроводи, зберігаються як набори координат X, Y.

Області (полігони) – площадкові об'єкти,  представляються набором  пар  координат  (Х, У)  або набором об'єктів типу лінія, що є замкнутим контуром. Такими  об'єктами  можуть  бути  представлені території, займані певним ландшафтом, містом або цілим континентом.

Текст доповідача:

Полігони. Такими  об'єктами можуть  бути представлені території, займані певним ландшафтом, містом або цілим континентом.

Поверхня - при її описі потрібне додавання до площадкових об'єктів значень висоти. Відновлення поверхонь здійснюється за допомогою використання математичних алгоритмів (інтерполяції і апроксимації) по початковому набору координат X, Y, Z.

Цифрові моделі рельєфу (ЦМР) використовують для комп'ютерного представлення земних поверхонь. Побудова ЦМР вимагає певної форми представлення вихідних даних (набору координат точок X, Y, Z) і способу їх структурного опису, що дозволяє відновлювати поверхню шляхом інтерполяції або апроксимації вихідних даних.

Додаткові непросторові дані про об'єкти утворюють набір атрибутів.

Кожному полігону приписується підготовлений набір значень - атрибутів, після чого він перетворюється на повноцінний об'єкт ГІС, а ввесь набір полігонів, ліній і точок у векторну геологічну карту.

Атрибутивні дані - це якісні або кількісні характеристики просторових об'єктів, що виражаються, як правило, в алфавітно-цифровому вигляді.

Приклади таких даних: географічна назва, видовий склад рослинності, характеристики ґрунтів і тому подібне

Центральним блоком будь-якої ГІС є база даних. Це набір карт і пов'язаної з ними інформації у цифровій формі. Найчастіше просторова база даних містить географічну інформацію про протяжні об'єкти (їх форму, географічні координати), а атрибутивна база даних зберігає опис різних характеристик (якісних чи кількісних) об'єктів, що становлять першу базу.

Сукупність атрибутів визначає клас атрибутивних моделей ГІС. Для відображення координатних даних використовують графічну форму представлення і рідше табличну. Для відображення атрибутивних даних використовують таблиці. Таблиця, що містить атрибути об'єктів, називається таблицею атрибутів. Кожному просторовому об'єкту відповідає рядок таблиці, кожній тематичній ознаці - стовпчик таблиці. Кожна клітина таблиці відображає значення для певної ознаки певного об'єкта.

Природа просторових і атрибутивних даних різна, відповідно різні і методи маніпулювання (зберігання, введення, редагування, пошуку і аналізу) для двох цих складових геоінформаційної системи. Одна з основних ідей, втілених в традиційних ГИС, - це збереження зв'язку між просторовими і атрибутивними даними, при роздільному  їх зберіганні і, частково, роздільній обробці.

Загальний цифровий опис просторового об'єкту включає: найменування; вказівка місцеположення; набір властивостей; відносини з іншими об'єктами. Найменуванням об'єкту служить його географічна назва (якщо воно є), його умовний код або ідентифікатор, що привласнюється користувачем або системою.

Однотипні об'єкти по просторовій і тематичній ознаках об'єднуються в шари цифрової карти, які розглядаються як окремі інформаційні одиниці, при цьому існує можливість поєднання всієї наявної інформації

Деякі множини цифрових даних про просторові об'єкти утворюють просторові дані. Вони складаються з двох взаємопов'язаних частин: позиційної (тополого-геометричної) і непозиційній (атрибутивною) складових, які утворюють опис просторового положення і тематичного змісту даних відповідно.

Структури даних

Для представлення просторових даних в ГИС  застосовують векторні і растрові структури  даних.

Зліва растрова структура, справа – векторна.

Векторна структура – це представлення просторових  об'єктів у вигляді набору координатних пар (векторів), що описують геометрію об'єктів

Текст доповідача:

Векторні структури даних дають уявлення географічного простору більш інтуїтивно зрозумілим способом і очевидно більше нагадують добре відомі паперові карти. Існують декілька способів об'єднання векторних структур даних у векторну модель даних, що дозволяє досліджувати взаємозв'язки між показниками всередині одного покриття або між різними покриттями. Наприклад спагетті-модель, топологічна модель і кодування ланцюгів векторів (Лекція №3).

Растрова структура даних припускає представлення даних у вигляді двомірної сітки, кожен осередок якої містить тільки одне значення,   що характеризує об'єкт, відповідний осередку растру на місцевості або на зображенні. Як така характеристика може бути код об'єкту (ліс, луг і так далі) висота або оптична щільність.

Точність растрових даних обмежується розміром осередку. Такі структури є зручним засобом аналізу і візуалізації різного роду інформації.

У геоінформаційних системах широко поширена растрова модель даних. Растри застосовуються для зберігання і обробки даних дистанційного зондування, для представлення цифрових моделей рельєфу, при візуалізації геоданих і т.д. Існує безліч варіантів кодування растрових структур. Деякі з них більш економно витрачають пам'ять, інші дозволяють одержувати більш швидкі алгоритми. Растрова модель відповідає двовимірному ячеїстого зображенню, яке зберігається в пам'яті комп'ютера у вигляді дномерной послідовності значень.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]