БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Л.В.Гурьянова

АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ГИС

(для географических специальностей)

Курс лекций

МИНСК

2003

УДК 002.6:55

ББК 26ф

Г91

…

Гурьянова Л.В.

Г91 Аппаратно-программные средства ГИС: Курс лекций. - Мн.:БГУ, 2003.-140 с.

В курсе лекций рассматривается широкий круг вопросов по географическим информационным системам (ГИС). Приводятся основные понятия и определения ГИС, аппаратных и программных средств ГИС, описываются вопросы перевода географической информации в электронную форму, дизайна и проектирования географической базы данных ГИС. Для преподавателей, аспирантов и студентов географических специальностей.

Рекомендовано Ученым советом географического факультета БГУ

2003 г.

©Гурьянова Л.В., 2003

©БГУ, 2003

ВВЕДЕНИЕ 5

Часть 1. Географические информационные системы 9

1. Современные технологии в географии 9

1.1. Определение ГИС 9

1.2. Классификации ГИС по назначению, тематике, территориальному охвату, способу организации географических данных 9

1.3. История развития аппаратно-программных средств ГИС 10

1.4. Функциональные возможности ГИС 14

1.5. Нормативные документы и законодательство, регулирующие создание и эксплуатацию ГИС 15

2. Источники данных для ГИС 18

2.1. Географические карты 18

2.2. Данные дистанционного зондирования 20

2.3. Система спутникового позиционирования 25

2.4. Данные САПР 28

2.5. Геодезические технологии 28

3. Организация информации в ГИС 29

3.1. Географические объекты 29

3.2. Пространственная информация в ГИС 30

3.3. Векторный способ цифрового представления пространственных данных 30

3.4. Модели организации связи между пространственными объектами: векторно-нетопологическая модель, векторно-топологическая модель 31

3.5. Атрибутивная информация в ГИС 34

3.6. Понятие слоя, покрытия 37

3.7. Геореляционные отношения. Связывание объектов и атрибутов в ГИС 38

3.8. Растровый способ цифрового представления пространственных данных 39

3.9. Гриды как способ цифрового представления пространственных данных 41

3.10. TIN как способ цифрового представления пространственных данных 45

3.11. Объектно-ориентированный подход в ГИС 49

3.12. Проекции и проекционные преобразования в ГИС 50

3.13. Координаты. Ошибка регистрации тиков (RMS). Десятичные градусы 59

3.14. Геопривязка изображений в ГИС. Реперные точки. Мировой файл (WF) 61

3.15. Классификаторы картографической информации для ГИС 65

4. Моделирующие функции в ГИС 68

4.1. Картографическая алгебра. Оверлейные операции 69

4.2. Операции вычислительной геометрии (буферы) 73

4.3. Картографическая генерализация 74

4.4. Построение моделей непрерывно распределенных признаков 74

4.4.1. Цифровые модели рельефа и местности 78

4.5. Сетевой анализ 79

4.6. Операции с трехмерными объектами 80

5. Дизайн базы данных ГИС 82

5.1. Основы проектирования дизайна базы данных ГИС 82

5.2. Пилотный проект ГИС 85

5.3. Общие требования к документированию ГИС 85

6. Опыт применения ГИС 86

6.1. Использование ГИС-технологий 86

6.2. Глобальные и международные проекты 87

6.3. Национальные программы 89

7. Перспективы развития ГИС 90

7.1. SDE-технологии в ГИС 90

7.2. Интеграция ГИС и глобальной сети ИНТЕРНЕТ. WEB-картографирование 91

7.3. Экспертные системы и ГИС 94

7.4. Геоиконика и ГИС 96

Часть 2. Аппаратное обеспечение гис 98

1. Аппаратные средства ГИС 98

2. Периферийные устройства ввода данных в ГИС 100

2.1. Дигитайзер 100

2.2. Сканер 101

3. Подготовка сканированной информации для использования в ГИС 106

4. Способы ввода графической информации в ГИС 107

4.1. Экспресс-оценка точности цифровых карт 109

4.2. Форматы графических данных 111

4.3. Обменные форматы в ГИС. Проблемы стандартизации обменных форматов 113

5. Периферийные устройства вывода данных ГИС 115

5.1. Принтеры 115

5.2. Плоттеры 115

5.3. Цветовая калибровка плоттеров и принтеров 117

6. Подготовка к печати пространственных данных ГИС 119