Основные понятия и термины ГИС Географическая информационная

Основные понятия и термины ГИС

Географическая информационная система - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно - координированных данных (пространственных данных).

ГИС - это технология, которая объединяет традиционные операции при работе с базами данных, такими, как запрос и статистический анализ (функции СУБД), с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта.

Что такое ГИС? • Интеграция пяти основных компонентов Специалисты Данные Программное обеспечение Аналитические процедуры и методы Оборудование

Наименование Пространственный объект Место Свойства Отношения с иными объектами «Поведение»

Пространственные данные Атрибутивные данные

Использование пространственных отношений • Относительное расположение объектов определяет их взаимоотношения Нью-Йорк Шоссе I-80 прилегает к соединяет Сан- Атлантическому Франциско и океану Нью-Йорк Сан-Франциско находится Шоссе I-80 имеет внутри Калифорнии длину и направление • Топология математически моделирует связность , смежность и совпадение

Ввод Манипулирование Управление Запрос и анализ Визуализация

Функции ГИС Ввод Потребители Хранение Строения Запросы Анализ Улицы Отображение Реальность Вывод

Структура ГИС

Ввод данных Бумажные карты Цифровые данные Координаты ГИС- данные 480585. 5, 3769234. 6 483194. 1, 3768432. 3 485285. 8, 3768391. 2 484327. 4, 3768565. 9 GPS 483874. 7, 3769823. 0

Хранение данных X, Y X, Y • Векторные форматы –Дискретное представление реальных явлений • Растровые форматы –Использование квадратных ячеек для моделирования явлений Реальное явление (Магистраль) Строки X, Y Столбцы

Планетарные Субконтинентальные Государственные Региональные Субрегиональные Локальные

Организация информации в ГИС

ГИС может работать с двумя существенно отличающимися типами данных - векторными и растровыми.

Представление объектов в векторном формате u Объекты реального мира абстрактно представляются тремя основными графическими формами Магазины Улицы Землепользования Точки Линии Области/Полигоны

Структура растровых данных u Матрица квадратных ячеек, представляющих кусочки земной поверхности u Каждая ячейка – это единица площади под таким квадратиком u Каждая ячейка хранит число (значение) u Числа могут быть промерами, количеством или кодами Отображение высот Значения высот Положение ячейки определяется номерами столбца и строки матрицы

Растровая модель данных. Исходные полигональные объекты слева – с атрибутами (классами) А, B, С, D и Е и матрица размерностью 7 х7 растровой модели; справа – каждому элементу, которой присвоено значение атрибута объекта. Групповое кодирование Просматривая матрицу слева направо и сверху вниз получим одномерный массив следующего вида: 4 C 1 D 2 C 1 B 2 E 3 D 1 C 1 B 1 E 1 C 3 D 4 C 3 D 1 B 3 C 3 A 1 B 3 C 1 A 3 B 4 D 1 A 2 B

Регулярно-ячеистая модель данных Если атомарной единицей данных при их описании служит элемент разбиения территории – регулярная пространственная ячейка (территориальная ячейка) правильной геометрической формы, то речь идет о регулярно-ячеистой модели данных. Ячейки могут быть: прямоугольной (тогда сходство с растровой моделью абсолютно), треугольной, гексагональной, трапециевидной формы. Разбиение сферы на равновеликие трапеции

Квадротомическая модель данных

Векторная модель Данные представлены в виде объектов - точек, линий и полигонов - с которыми связаны атрибутные данные. Точки – это пары координат, линии – наборы координат, определяющих форму, полигоны – наборы координат, определяющих границы замкнутых областей. Координатами точек являются декартовы координаты в некоторой прямоугольной системе координат (например, в системе координат проекции Гаусса-Крюгера) или пара географических координат - широта и долгота. В векторной модели имеются средства для передачи топологических отношений между объектами.

Соотносим векторные формы с реальными объектами u Точка: пара x, y координат 62053, 22848 {62053, 22848} u Линия: серия пар x, y координат 62053, 22845 62061, 22846 {62053, 22845; 62056, 22844; 62056, 22844 62061, 22846} u Полигон: линия, заканчивающаяся в начальной точке 62059, 22842 62054, 22841 {62054, 22841; 62059, 22842; 62060, 22839; 62055, 22839; 62054, 22841} 62060, 22839 62055, 22839

Бумажная карта 5 16 Так выглядит линия на цифровой 26 карте. 25 Спагетти-модель векторных данных. Нет явной топологической информации, модель – прямой перевод графического изображения. Структура данных Объект Номер Положение Точка 5 Одна пара координат (х, у) Линия 16 Набор пар координат (х, у) Полигон 25 Набор пар координат (х, у), первая и последняя совпадают Полигон 26 Набор пар координат (х, у), первая и последняя совпадают

А В Дуги, имеющие общий узел соединены. Это называется линейно-узловой топологией. Каждая дуга представляет собой набор соединенных вершин от начального до конечного узла. На рисунке показаны три дуги: 1, 2 и 3. Дуга 1 начинается в узле 10 и кончается в узле 20. Ее форма определяется вершинами a, b, с и d. На рисунке полигон А определен дугами 1 и 2. Смежными будут полигоны, имеющие общую дугу. Полигоны А и В являются смежными, т. к. А – это левый полигон дуги 2, а В – ее правый полигон.

Топологическое представление векторных объектов Формирование топологии включает определение и кодирование взаимосвязей между точечными, линейными и площадными объектами.

Формат данных: Покрытие • Каталог, содержащий несколько классов объектов • Может хранить точечные, линейные и полигональные классы объектов и др. • Атрибуты хранятся в отдельных таблицах INFO Покрытия должны храниться в рабочем Таблица Покрытия Пространстве Arc. GIS Рабочее пространство содержит каталог info Каталог info хранит информацию об атрибутивных таблицах “COV#’ поле доступа к Отдельным файлам координат Покрытие landusecov

Формат данных: База геоданных • Хранит пространственные объекты и их атрибуты в одной и той же СУБД • Классы объектов могут быть • отдельными или сгруппированными • в наборы классов объектов • Наборы объектов моделируют • пространственные отношения

Сопоставление растровой и векторной моделей данных Преимущества Растровая модель Векторная модель 1. Простая структура данных 1. Компактная структура 2. Эффективные оверлейные операции 2. Топология 3. Работа со сложными структурами 3. Качественная графика 4. Работа со снимками

Стандартные форматы пространственных данных Растровые форматы: BMP, PCX, TIFF, GIF, JPEG, RLE, RLC Векторные форматы: DXF (обменный Auto. CAD), DGN (обменный Intergraph Microstation), GEN (обменный т ARC/INFO), MIF/MID (графических и атрибутивных данных пакета Map. Info), SHP (Arc. View), TOP ( CREDO)