32. Порядок действий геопривязки изображения в гис.

Для самостоятельного выполнения практикума вне учебных классов необходимо установить на компьютере на диск C: программное обеспечение ArcView 3.2 ESRI Inc. с модулем Spatial Analyst и отсканировать физико-географическую карту Беларуси с границами административных районов. Отсканированные карты и фотографии с бумажных носителей необходимо сохранять с расширением TIFF или BMP. С сайта http://arcscripts.esri.com необходимо скачать скрипт по геопривязке (например, Register and Transform Tool, сайт разработчика http://mlib319-pc28.csuchico.edu/tools/avenue/free.html) и подгрузить его в системную папку EX32.

Упражнения построены в форме пошаговых тренажеров с контрольными вопросами для самопроверки и копиями экрана для более удобного обучения. Упражнения составлены как «цепные», т.е. результаты выполнения начального упражнения являются исходными данными для выполнения последующего упражнения. Заключительным упражнением является выполнение мини-проекта по составлению комплексного ГИС-атласа территории. При выполнении упражнений необходимо создать на компьютере свою личную рабочую папку, поименованную по Вашей фамилии (8 символов латиницей).

Геопривязка растровых изображений.

1 шаг. Откройте в Виде негеопривязанное растровое изображение, например отсканированную карту Беларуси rb.tif.

2 шаг. Подключите расширение Register and Transform Tool.

3 шаг. Перейдите в меню Вид и выберите команду Register and Transform. Выберите способ аффинного преобразования координат (устанавливается по умолчанию).

4 шаг. С использованием списка плановых координат городов Беларуси выполните последовательный ввод плановых координат городов по Х- и У-координате: Например, геопривязка г. Минска с координатами (х-5538679.85734, у-5974653.38994).

5 шаг. После ввода необходимого количества координат (не менее 3-х, но для более качественной геопривязки рекомендуется 10-12) нажмите клавишу записи мирового файла.

6 шаг. Откройте в Виде геопривязанное растровое изображение rb.tif. С использованием текстового редактора Блокнот ознакомьтесь со структурой записи мирового файла rb.tfw.

33. Этапы создания гис: создание векторной модели территории; наполнение семантической табличной базы данных; настройка полученной гис; работа с гис.

Создание векторной модели территории. Векторная модель − это способ представления географических данных в базе данных ГИС в виде задания пар прямоугольных координат точек (X,Y), которые определяют начало и направление вектора (элементарную дугу). Последовательность дуг образует линейный пространственный объект базы данных ГИС. Каждый линейный объект определяется упорядоченным набором пар координат точек. В свою очередь, набор замкнутых линейных объектов образует полигон − площадной пространственный объект базы данных ГИС. В векторной модели данных ГИС реальные географические объекты представляются в виде графических примитивов. Например, определенные географические объекты могут быть представлены точками - колодец, водонапорная башня, линиями – шоссе, река, полигонами – дома, земельные участки. Реальные географические объекты линейной протяженности (дороги, реки, трубопроводы) моделируются в ГИС виде дуг. Дуга (Arc) – это элементарный геометрический объект географической базы данных ГИС, который определяет местоположение соответствующего линейного реального пространственного объекта или его части, а также границы полигона или ее фрагмента.

Площадные географические объекты (земельные участки, озеро, постройка) представляются полигонами. Полигон – это элементарный геометрический объект географической базы данных ГИС, который определяет местоположение соответствующего площадного реального пространственного объекта. В развитых полнофункциональных ГИС основные виды векторных графических примитивов дополняются секциями, маршрутами, регионами. Векторная графика обрабатывается компьютером как идеальные геометрические фигуры, которые можно масштабировать, вращать и производить другие действия, при этом изменяются лишь координаты вершин отрезков и параметры кривых. К числу преимуществ представления пространственных объектов ГИС векторными моделями относятся компактная структура, качественная графика, топология

Наполнение семантической табличной базы данных. Изучению семантики данных препятствует некоторая недовыясненность сути предмета, отсутствие единых признанных подходов и терминологическая путаница. Определенные затруднения вызывает увеличение количества предметных областей, с которыми необходимо работать, и неизбежное усиление роли лингвистического и когнитивного аспектов.В языках программирования обратим внимание на необходимость выделения нескольких видов семантики: операционной (описывается в терминах перехода состояний некоторой абстрактной машины), денотационной (в языке для представления семантики используются математические структуры, позволяющие установить возможность вычисления конструкций языка посредством специализированных функций), дедуктивной (позволяет доказывать свойства программ, в первую очередь их правильность), трансляционной (использует правила перевода на язык, семантика которого известна), основанной на таблицах решений. Существует безосновательная, но устойчивая традиция выделять некоторые модели и базы данных как семантические. Модель «сущность-связь» считается семантической моделью, по-видимому, по сравнению с табличными моделями данных. Oracle11g представляется как первая семантическая база данных из-за того, что она хорошо работает с XMLи RDF и действительно расширяет семантический слой базы. Однако элементы семантики есть в любых моделях данных. В тех же табличных базах семантику определяют метаданные, например, ключи и ограничения целостности. В базах данных с декларативными языками всегда реализуется операционная семантика представляется планами исполнения. Так что можно говорить только о большей или меньшей насыщенности моделей и баз данных семантикой. Любые фрагменты семантики, которые могут быть выделены, запомнены и использованы при интерпретации данных. Смыслы данных – это частный вид элементов семантики, но не любой элемент семантики есть смысл данных. Иначе говоря, мы можем достаточно четко определить смыслы данных и показать, как их реализовывать, но не утверждаем, что других элементов семантики в информационных системах не существует. Элементы семантики, интерпретируемые программой, должны быть активны во время исполнения программы. Смыслы в базах данных это вид данных, прикрепленных к другим данным и отличающийся от обычных пассивных данных своей активностью, то есть способностью инициировать работу некоторого программного или человеко-программного интерпретатора смысла.

34. Наполнение семантических таблиц. СЕМАНТИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ – созданная Э.Бэтом формальная разрешающая процедура для формул логики высказываний и логики предикатов, позволяющая чисто синтаксическими средствами решать семантические проблемы формализованных исчислений.

Правила построения семантических таблиц специфичны для каждой системы, а также зависят от способа их построения. В общем случае семантическая таблица состоит из двух сопряжённых столбцов; в левом столбце пишутся формулы, соответствующие высказываниям, принимаемым за истинные, а в правом — принимаемым за ложные. Рассуждение осуществляется «от противного». Если необходимо выяснить, следует ли формула B из формул A₁, … A_n, то в левом столбце таблицы пишут формулы A₁, … A_n, а в правом — формулу B. Если необходимо установить общезначимость формулы D, то в правом столбце таблицы пишут эту формулу. Если необходимо установить, является ли формула противоречивой, то эту формулу пишут в левом столбце таблицы.

Правила редукции, позволяющие переходить от формул, содержащих n логических терминов, к формулам, содержащим меньше чем n логических терминов, являются правилами построения таблицы.

Альтернативная подтаблица является замкнутой, если некоторая формула входит в её левый и правый столбцы. Таблица является замкнутой, если замкнуты все её альтернативные подтаблицы.

Метод исследования рассуждений посредством логики предикатов, заданной семантическими таблицами, заключается в следующем. На первом шаге переводим на язык логики предикатов посылки и заключение рассуждения. Например, рассуждение: «Всякий, кто находится в здравом уме, может понимать логику. Ни один из сыновей Крокса не может понимать логику. Сумасшедшие не допускаются к голосованию. Следовательно, никто из сыновей Крокса не допускается к голосованию» на язык логики предикатов переводится так: первой, второй и третьей посылками являются соответственно формулы: ∀x (P(x) ⊃ Q(x)), ∀x (R(x, a) ⊃ ¬ Q(x)), ∀x (¬ P(x) ⊃ ¬ S(x)), а заключением — формула ∀x (R(x, a) ⊃ ¬ S(x)). Второй шаг состоит в построении семантической таблицы, в левый столбец которой пишем формулы, соответствующие посылкам, а в правый — формулу, соответствующую заключению.

Из приведённой выше таблицы видно, что все её подтаблицы замкнуты, следовательно и сама семантическая таблица замкнута. Можно сделать вывод, что анализируемое рассуждение является правильным. В силу неразрешимости логики предикатов возможны три результата: таблица оказывается замкнутой (в этом случае исследуемое рассуждение является правильным, а если анализировалось отдельное высказывание — это высказывание является логически истинным); все возможные правила применены, а таблица не замкнулась (рассуждение является неправильным, а если анализировалось отдельное высказывание — это высказывание не является логически истинным); процесс построения таблицы оказывается бесконечным (в этом случае задача не решена).

В целом, возможность применения метода семантических таблиц для решения задач как семантического (теоретико-модельного), так и формально-дедуктивного (теоретико-доказательственного) характера позволяет выявить гносеологически весьма важное обстоятельство, состоящее в том, что основу дедукции составляют некоторые отношения содержательно-семантического характера.

35. Связь ГИС с внешними данными. Геокодирование. Модуль «Спутник-ГИС: Внешние интернет-источники». Данный модуль предназначен для отображения в ГИС растровых данных, получаемых из внешних источников. В качестве таких источников могут выступать WMS-службы (Web Map Service), TMS-службы (тайлированные источники), а также ArcGIS-сервера с открытым REST-протоколом получения данных. В рамках поставляемого модуля в качестве базовых внешних источников данных выступают: ArcGIS-источники (например, публичная кадастровая карта портала госуслуг); WMS-источники (космоснимки); TMS-источники (распространенные сервисы web-картографии); Другие базы данных ГИС

В качестве поддерживаемых модулем ГИС выступают «MapInfo» и «ИнГео».

Модуль применяется в следующих случаях: При создании прикладных геоинформационных систем - для обеспечения доступа к дополнительным информационным ресурсам; При создании цифровых карт масштабов 1:1000, 1:5000 - для оцифровки зданий и других объектов по открытым данным ДЗЗ; При ведении адресных реестров - как вспомогательный инструмент для поиска и верификации данных

Модуль выполняет отображение и перепроецирование растровых данных «на лету». Для базы данных ГИС устанавливается система координат, которая используется при преобразовании данных. Поддерживаются общеизвестные системы координат, включая возможность задания проекции с дополнительным аффинным или квадратичным преобразованием. Установка системы координат может быть сделана путём выбора из реестра общеизвестных систем координат или импорта из формата MapInfo или ручным указанием параметров.

Загрузка изображений производится плитками (тайлами), указанного в настройках источника размера. Тайлы загружаются в кэш, роль которого может выполнять открытая для общего доступа папка внутри локальной сети. Пользователь так же может регулировать размер загружаемых изображений и их формат.

Для каждого из источников возможно указать параметры и порядок отрисовки: до отрисовки всех карт; до или после отрисовки определенной карты; до или после отрисовки определенного слоя;

Поиск объектов и отображение семантических сведений по точке, указанной пользователем на карте.  Поддерживаются следующие типы поисковых сервисов:сервисы ArcGIS-источников; сервисы WMS; Wikimapia; поиск по земельному кадастру, территориальным зонам (сервисы публичной кадастровой карты).

Геокодирование - это процесс преобразования описания местоположения (например, координат, адреса или названия места) в местоположение на поверхности Земли. Можно геокодировать одно местоположение за один раз или сразу несколько местоположений, предоставляя их описания в виде таблицы. В результате геокодирования получаются географические объекты с атрибутами, которые можно использовать для составления карт или пространственного анализа.

С помощью геокодирования можно быстро находить различные местоположения разных типов, включая достопримечательности или названия из географического справочника, такие как горы, мосты и магазины; координаты на основе долготы и широты или других систем привязки к местности, адреса в различных стилях и форматах, включая пересечения дорог, номера домов с названиями улиц и почтовыми кодами.

Существует широкий диапазон приложений, для которых может использоваться геокодирование: от простого анализа данных для управления в сфере бизнеса и потребительских услуг до планирования сбыта. Если есть геокодированные адреса, можно отобразить их местоположения на карте и увидеть закономерности в данных. Это можно сделать путем простого просмотра информации или с помощью некоторых инструментов анализа, доступных в ArcGIS. Также можно отображать адресную информацию с учетом определенных параметров, что позволит более полно анализировать информацию.

Можно использовать различные способы для того, чтобы поделиться функциональными возможностями геокодирования. Это могут быть и подборка локаторов адресов, чтобы переслать их через сжатые архивы или на дисках, и онлайн приложения, позволяющие пользователям выполнять геокодирование через Интернет.

В реальном мире вы находите местоположения на основании его описания. Это может быть номер и название улицы. Описание может содержать название города, штата или страны, а также природные характеристики.

Допустим, нужно найти адрес 380 New York St., Redlands, CA 92373; имея точную карту улиц. Сначала можно найти штат Калифорния, а затем город Редландс. Также можно использовать карту почтовых индексов и определить регион с соответствующим значением почтового индекса. Затем вы найдете улицу, а потом определите, где и на какой стороне квартала расположен данный адрес.

Аналогично тому, как нашли адрес, сужая область поиска до определенного района, чтобы найти определенный объект, а затем и точку этого объекта, компьютер выполняет примерно такой же процесс, назначая определенное местоположение адресу при геокодировании. Геокодирование начинается с текстового описания места и перевода его в координаты x, y, которые могут быть нанесены на карту.

Глобальный сервис ближайшего пункта обслуживания ArcGIS Online позволяет находить адреса или местоположения во всем мире, геокодировать таблицы адресов или проводить обратное геокодирование местоположения, не приобретая справочный набор данных для создания локаторов. Этот сервис использует богатые, высококачественные точечные и адресные данные, местоположения и словари географических названий по всему миру. World Geocoding Service доступен практически везде – необходимо лишь подключение к Интернету и соответствующие учетные данные – что делает необязательным настройку сервиса на вашем собственном экземпляре ArcGIS for Server. Сервис предназначен для упрощения работы разработчиков и ГИС-профессионалов.