Основной_конспект_ГИС_Ламбин
.pdfВыходные:
•преобразованный (трансформированный) растр;
•растр, полученный в результате обработки векторного материала (картограммы, отмывка и оттенение рельефа, 3D-поверхности и т.д.);
•растеризованая векторная графика.
Особенности исходных растровых планово-картографических материалов
1. Сканированные планово-картографические материалы
•Область применения определяется исходным масштабом (справочнообзорный 1:100000 – 1:200000, для земель за пределами населенных пунктов, границы населенных пунктов – 1:10000, для городов и поселков – 1:500 – 1:2000 (1:5000);
•По актуальности ситуации большинство из них устарели (съемка 70-х годов, обновление – 80-х);
•Ситуация местности отражена не полностью;
•Карты масштаба 1:50000 и крупнее являются секретными.
2. Космические снимки
•Область применения определяется пространственным разрешением (минимальным объектом на местности, соответствующим пикселю снимка);
•Позволяют оперативно получать актуальные данные (вплоть до съемки на желаемые дату и время);
•Высокая информативность и объективность;
•Возможность съемки больших территорий за короткий период времени;
•Периодичность съемки для целей мониторинга явлений;
•Относительная дешевизна (вплоть до бесплатных снимков среднего разрешения);
•Все возрастающая доступность и гибкая ценовая политика поставщиков;
•Снимки являются несекретными.
3. Аэрофотоснимки
•Более высокая точность и информативность по сравнению с космическими снимками;
•Стоимость на порядок выше, чем у космических снимков;
•Режим секретности.
3. Программное и техническое обеспечение ГИС
Аппаратные средства.
Это компьютер, на котором установлена ГИС, а также набор специфических периферийных устройств. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров.
Компьютеры.
В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью локальных компьютеров. Широкое применение находят также переносные компьютеры (NooteBooc, PalmTop).
Требования к конфигурации.
•Процессор.
•Оперативная память.
•Емкость жестких дисков.
•Сетевой адаптер.
•CD-RW, DVD-RW.
•Видеосистема (монитор + видеокарта).
Сканеры широкоформатные Служат для ввода в ГИС растровых картографических материалов
(топокарт, топопланов, схем, графических материалов землеустройства и т.п.) для последующей их векторизации.
Бывают:
•роликовые (с протяжкой документа, самые дешевые, невысокая точность);
•планшетные (высокая точность, сканирование материалов на жесткой основе);
•барабанные (высокая точность, большая ширина).
Формат – от А2 до А0 и больше.
Фотограмметрические – до 30*30 см, разрешение до 7-10 мкм (2500-3600 dpi), точность – до 3 мкм.
Основные производители – Contex, Vidar, Scangraphics, CalComp, Oce, XL Vision, ГНПО «Геосистема» (Винница) и др.
Дигитайзеры широкоформатные.
Служат для непосредственного ввода информации в ГИС с растровых картографических материалов. Для картографических Д. характерна стандартная точность 0.25-0.15 мм, более дорогие модели – 0.10-0.05 м. Формат
– от 600*600 мм (для закрепления номенклатурного листа целиком) до А0.
Основные производители - Summagraphics, CalComp, Mutoh, GraphTec и др.
Принтеры широкоформатные (плоттеры)
Струйные. Требовательность к материалам и чернилам. 4-7 чернильниц. Разрешение до 1400 dpi, точность – до 0.1 мм.
Основные производители – Hewlett Packard, Epson, Encad, Summagraphics, CalComp, Oce.
Приёмники глобальной системы позиционирования (GPS) Геодезические – с точностью до 5 мм в дифференциальном режиме. Одночастотные (L1) и двухчастотные (L1/L2). Сейчас - с Palm–
контроллерами.
Ввод данных в ГИС из накопителя или в on-line режиме по радиомодему.
Основные производители – Trimble, Leica, Geotroniks AB, AshTech.
Геодезические приборы (электронные тахеометры)
Основные производители – Spectra Precision, Topcon, Sokkia, Leica, Geotroniks AB, Zeiss, Trimble, УОМЗ (Россия).
Новое – Лазерные 3-мерные сканеры (рельеф поверхности и сложных конструкций - карьеров, элементов архитектуры, промышленного оборудования).
Цифровые и аналитические фотограмметрические станции Для сканирования аэрофото- и космических снимков и производства
цифровых ортофотопланов.
Основные производители – Leica, ГНПО «Геосистема» (Винница) – «Дельта».
Программное обеспечение ГИС (ПО)
Содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации.
Ключевыми компонентами программных продуктов являются:
•инструменты для ввода и оперирования географической информацией;
•система управления базой данных (DBMS или СУБД);
•инструменты поддержки пространственных запросов;
•средства пространственного анализа и моделирования;
•средства визуализации данных и их вывода (на печать, экспорт в другие форматы);
•графический пользовательский интерфейс для легкого доступа к инструментам и функциям.
Классификация программных средств ГИС
1.Инструментальные ГИС – полнофункциональные и наиболее универсальные.
Имеют собственные языки программирования (структурные, объектно-
ориентированные и макроязыки).
ArcInfo, ArcView (ArcGIS), MapInfo, MicroStation, AutoCAD MAP, SmallWord GIS, GeoGraph/GeoDraw, Credo, Панорама, Око, …
2.Визуализаторы (ГИС-вьюеры). Картографические броузеры, или
браузеры.
3.Векторизаторы растровых картографических материалов - программные средства для выполнения растрово-векторного преобразования (векторизации) пространственных данных
ArcScan (ArcInfo), EasyTrace, MapEdit, Spotlight, Vectory
4.Специализированные средства пространственного моделирования.
CAD-Relief (AutoCAD),Spatial Analyst, 3D-Analyst, Geo Statistics, Network Analyst (ArcView)
5.Специализированные средства обработки (дешифрирования) данных
ДЗЗ.
ERDAS IMAGINE, ER Mapper, TNTmips,Idrisi, Digitals (Delta)
6.Специализированные средства преобразования данных (конвертеры) и другие средства, обслуживающие отдельные этапы геоинформационных технологий и функциональные группы.
7.Средства разработки приложений (MapObjects, ГеоКонструктор, MapX).
•Программное обеспечение ГИС может поставляться в автономном и сетевом вариантах (версиях).
4. Информационное и методическое обеспечение ГИС
Информационное обеспечение ГИС.
1. Данные - наиболее важный компонент ГИС.
Они бывают пространственные и атрибутивные.
Пространственные (географические) данные отображают объекты, расположенные на поверхности Земли (а также над и под ней), в географических или геодезических координатах.
Связь с картографической проекцией и системой координат – отличие от САПР.
Объекты бывают трех типов – точечные, линейные и площадные (полигоны).
Атрибутивные данные – дополнительная информация о пространственных объектах (название, площадь, вид угодий и категория земель, собственник участка и т.д.).
2. Основные способы и особенности представления пространственной информации
Пространственные данные чаще всего группируются в слои по отдельным типам и видам данных (привести примеры слоев). Слои могут содержать объекты только одного вида (ArcView 3.*) или разные (MapInfo). Это своего рода вертикальная организация данных.
Горизонтальная организация данных – разбивка их на номенклатурные листы, административные единицы.
Основные модели пространственных данных:
• векторная
-нетопологическая (типа «спагетти») (ArcView, MapInfo);
-топологическая (ArcInfo);
-объектно-ориентированная (ArcGis 8; SmolWord)
• растровая
-Grid-модель (на регулярной сетке);
-TIN-модель (полигоны Тиссена или Вороного, триангуляция Делоне)
3. Организация связи пространственных и атрибутивных данных
Атрибутивная информация хранится в базах данных.
Они могут быть встроенные в файлы ГИС или находиться во внешних
(удаленных) БД.
Взаимосвязь – через идентификаторы объектов (ключевые поля БД).
Способы связи:
-геореляционная модель (смешанная или гибридная) – пространственная и атрибутивная информация хранится в отдельных файлах (таблицах), как внутренних так и внешних.
-интегрированная модель, при которой пространственные данные хранятся вместе с атрибутивными в реляционных СУБД. В этом случае ГИС выступает как надстройка над СУБД.
-объектная, а сейчас – объектно-реляционная.
Важно: рациональная организация данных в самих файлах БД
(использование классификаторов, кодификаторов, реляционных отношений 1-
, -1, - ).
4. Метаданные
Метаданные – данные о данных.
В ГИС организовываются в виде отдельных файлов и сопровождают электронные карты.
Методическое обеспечение ГИС
Нормативно-правовая и нормативно-техническая база
Законы Украины:
-«Про топографо-геодезичну і картографічну діяльність»;
-«Про авторське право і суміжні права»; Постановления КМУ:
-Програма топографо-геодезичного та картографічного забезпечення України на 1998 - 2002 роки;
-Про впровадження на території України Світової геодезичної системи координат WGS-84;
-Про Порядок використання апаратури супутникових радіонавігаційних систем під час проведення топографо-геодезичних, картографічних, аерофотознімальних, проектних, дослідницьких робіт і вишукувань та кадастрових зйомок;
-Положення про порядок розпорядження картографічною інформацією;
-Інструкція про порядок обліку, зберігання і використання документів, справ, видань та інших матеріальних носіїв інформації, які містять конфіденційну інформацію, що є власністю держави;
Документы Государственной службы геодезии и картографии:
-Державна програма з цифрового картографування України;
-Класифікатор інформації, яка відображається на топографічних картах масштабів 1:10 000, 1:25000, 1:50000, 1:100000, 1:200000, 1:50000, 1:1000000;
-Класифікатор інформації, яка відображається на топографічних планах масштабів 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500;
-Основні положення створення топографічних планів масштабів 1:5000, 1:2000, 1:1000 та 1:500;
-Інструкція з топографічного знімання у масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000
та 1:500;
-Основні положення створення та оновлення топографічних карт масштабів 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000, 1:200000, 1:500000, 1:1000000;
-Положення про авторське право в картографії;
-Положення про редагування цифрових карт місцевості, які виготовляються на основі картографічних матеріалів з використанням растроскануючого обладнання;
-Положення про забезпечення регіональних органів державної виконавчої влади та місцевого самоврядування топографо-геодезичною та картографічною інформацією;
-Тимчасові умови використання і розповсюдження топографогеодезичної та картографічної інформації при створенні земельно-кадастрової документації;
Документы Госкомзема, СБУ и других ведомств:
-Звід відомостей, що становлять державну таємницю України;
Лицензирование деятельности
Закон Украины «О лицензировании отдельных видов хозяйственной
деятельности» - «Картографо-геодезические работы» и «Землеустроительные работы».
Постановление КМУ «О перечне документов, необходимых для получения лицензии на ведение отдельных видов хозяйственной деятельности»
Стандарты и форматы данных
За рубежом – более 20 лет стандартизации данных ГИС для обмена, использования в сетях и специализированных приложениях.
SDTS – Стандарт на передачу пространственной информации (США). На его основе разрабатываются многие национальные стандарты.
Форматы данных: разнообразие в связи с многочисленными ГИС. Наиболее известные поддерживают экспорт/импорт основных форматов.
Есть специализированное ПО – конвертеры данных ГИС.
Классификаторы
Основные – классификаторы топографической информации различных масштабов (см. выше).
Кроме того – классификаторы ведомственные (КОАТУУ, категорий земель, видов угодий, ограничений и сервитутов и т.д.).
Кроме того – кодификаторы (разработчика – улиц города, типов правоустанавливающих документов и т.д.).
Методики выполнения отдельных видов работ и операций
Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы организации.
Методики по сканированию и векторизации, трансформации растровых материалов, формированию математической модели рельефа, моделированию процессов и явлений в ГИС, дешифрированию материалов ДЗЗ, и др.
Защита конфиденциальной информации
В этом направлении руководствоваться следующими положениями:
-«Звід відомостей, що становлять державну таємницю України»;
-«Інструкція про порядок обліку, зберігання і використання документів, справ, видань та інших матеріальних носіїв інформації, які містять конфіденційну інформацію, що є власністю держави»;
-Положение о комерческой тайне предприятия.
Многие ГИС предусматривают парольную защиту и шифрование файлов (в т.ч. и ArcView). Эти функции способствуют сохранности данных и предотвращению их несанкционированного копирования.
Кроме того, на предприятиях и в организациях важно организовать:
•Резервное копирование и архивирование
•Распределенный доступ к данным.
ЛИТЕРАТУРА
1.Arc View GIS. Руководство пользователя.
2.ArcCatalog. Руководство пользователя.- К.: ЕСОММ, 2004.- 258 с.
3.ArcMap. Руководство пользователя.- К.: ЕСОММ, 2004.- 516 с.
4.ArcToolbox. Руководство пользователя.- К.: ЕСОММ, 2004.- 111 с.
5.Баранов Ю.Б., Берлянт А.М., Капралов Е.Г., Кошкарев А.В. и др. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов. – М.: ГИСАссоциация, 1999.- 204 с.
6.Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. - М.: 1997. – 64 с.
7.Гарбук С.В. Космические системы дистанционного зондирования Земли.
-СканЭкс", Москва, 1997.
8.Географічні інформаційні системи/ За ред. Ван Мервіна М., Кохан С.С.-
К.: НАУ.-2003.-206 с.
9.ДеМерс М. Географические Информационные Системы. Основы. : Пер. с
англ. –М.: Дата+, 1999, -490с.
10.Козаченко Т.І., Пархоменко П.О., Молочко А.М. Картографічне моделювання: Навчальний посібник.- Вінниця:Антекс-У, 1999.- 328 с.
11.Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. - Изд. 2-е, испр. и доп. - М.: ООО "Библион", 1997. - 160 с.
12.Моделирование нашего мира (пособие ESRI по проектированию баз геоданных) .- К.: ЕСОММ, 2004.- 254 с.
13.Редактирование в ArcMap.- К.: ЕСОММ, 2004.- 245 с.
14.Светличный А.А., Андерсен В.Н., Плотницкий С.В. Географические информационные системы: технология и приложения.- Одеса: Астропринт, 1997.- 196 с.
15.Словник з дистанційного зондування Землі // За ред. членакореспондента НАН України В.І. Лялько та д.т.н. М.О. Попова. – К.: СМП
“Аверс”, 2004. – 170 с.
16.Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. - М.: Финансы и статистика, 1998.
17.Энди Митчел Руководство по ГИС анализу: - Часть 1: Пространственные модели и взаимосвязи.: Пер. с англ. – Киев, ЗАО ECOMM Co; Стилос, 2000, -198с.