МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
з дисципліни
“Геоінформаційні системи”
Харків 2012
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
з дисципліни “ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ”
для студентів денної форми навчання
напряму 6.040303 – системний аналіз
ЗАТВЕРДЖЕНО
кафедрою ПМ
Протокол № __ від _____________
Харків 2012
Конспект лекцій з дисципліни “Геоінформаційні системи” для студентів денної форми навчання напряму 6.040303 “Системний аналіз”/ Упоряд.: С.М. Ієвлєва, – Харків: ХНУРЕ, 2012 – 128 с.
Упорядник: С.М. Ієвлєва
Рецензент: В.П. Ткаченко, к–т техн. наук, проф. каф. МСТ
Зміст
6.2.1 Полярна засічка 57
6.2.2 Пряма кутова засічка 58
6.2.3 Лінійна засічка 59
6.3.1 Системи координат 61
6.3.2 Внутрішнє орієнтування знімка 61
6.3.3 Зовнішнє орієнтування знімка 62
10.3.1 Підсистема введення даних. 105
10.3.2 Підсистема зберігання даних. 106
10.3.3 Підсистема просторового аналізу та візуалізації результатів 107
11.10.1 ArcGIS Arclnfo 119
11.10.2 ArcGIS ArcEditor 120
11.10.3 ArcGIS ArcView 120
11.10.4 ArcView GIS 121
Вступ
Дисципліна “Геоінформаційні системи” займає важливе місце в системі прикладних математичних дисциплін, що вивчаються студентами спеціальності «Системний аналіз».
Розвиток інформаційних технологій на базі обчислювальної техніки, створення автоматизованих, високопродуктивних робочих станцій, банків даних і баз знань, а також обчислювальних мереж привело до появи геоінформатики, в основі якої лежать геоінфрмаційні системи і геоінформаційні технології. (ГІС).
ГІС забезпечує могутній інструментарій, для вирішення проблем, зв'язаних з географією і навколишнім середовищем. ГІС дозволяє упорядковувати інформацію про дану місцевість чи місто у вигляді комплекту карт. Головним у ГІС є "природне" представлення інформації (як власне просторової інформації, так і іншої – тематичної тощо), що має відношення до об'єктів, розташованим "у просторі".
ГІС впроваджені й успішно працюють у таких областях, як автоматичне картографування, керування ресурсами і господарством. Об'єкти, які представляються в ГІС, мають крім геодезичних даних, ще і технологічні характеристики, що представляються у виді різноманітних баз даних. Головна мета впровадження інформаційної системи це організація загального рішення проблем з збільшення ступеня автоматизації графічних робіт, збору і систематизації інформації у виді баз даних, схем і карт, ефективного збереження і пошуку інформації у виді електронних архівів. Крім цього система повинна забезпечуватися постійним розвитком функціональних можливостей для рішення нових задач.
У рамках дисципліни передбачається проведення лабораторних робіт, які допоможуть поглибленому вивченню дисципліни, осмисленню та закріпленню знань, набутих на лекціях, розвитку вмінь їх практичного застосування. Для успішного оволодіння матеріалом студенти повинні мати базові знання з алгебри та геометрії, математичного аналізу, баз даних та знань, програмування.
Вивченню методів теорії оптимального керування присвячено багато літератури, зокрема, роботи [1–14]. Під час викладення матеріалу автор дотримувався, в основному, робіт [1–4].
1 Загальні відомості про гіс
План лекції. Визначення ГІС. «Дані», «інформація», «знання» у геоінформаційних системах. Узагальнені функції ГІС-систем. Класифікація ГІС. Джерела даних та їх типи. Способи введення даних. Перетворення вихідних даних. Основні компоненти ГІС.
Визначення гіс
Для формулювання визначення географічної інформаційної системи або геоінформаційної системи (ГІС), розшифруємо для початку абревіатури ГІС.
Гео (географічні) – тобто, пов'язані з просторовими даними, які отримують шляхом переходу вручну або напівавтоматично від паперових карт до комп'ютерного картографування, з використанням інструментарію математичного картографування.
Інформаційні – тобто, використовуються терміни інформаційних систем і баз даних.
Системи – тобто, використовуються властивості і терміни системного аналізу. Враховуючи вищезазначене, можна виділити два основних визначення ГІС, що наведено в літературі.
«ГІС – автоматизована інформаційна система, призначена для збору, обробки, аналізу, моделювання і зображення даних, а також для вирішення інформаційних завдань з використанням цифрової, картографічної, аналогової і текстової інформації» (ГОСТ 28441-99).
«ГІС – автоматизована інформаційна система, призначена для обробки просторово-часових даних, основою яких є географічна інформація і має спеціальний картографічний інтерфейс».
Таким чином, можна виділити ряд характерних особливостей ГІС:
- автоматизована система;
- виконує обробку (аналіз, моделювання, обчислення різних залежностей і.т.д.);
- оперує просторово-тимчасовими даними (дані прив'язані до місця і до часу);
- основа інтеграції даних – просторова, а не часова;
- картографічний інтерфейс.
Питання про те, відносити або не відносити до розряду ГІС ту або іншу інформаційну систему – досить умовний і тут можуть бути коливання в широких межах. Багато авторів відносять до функцій ГІС також і збір даних.
«Родичами» ГІС є різні CAD системи, електронні карти і електронні таблиці з можливостями побудови планів.
Найбільш важливим критерієм віднесення до ГІС є розвиненість спеціалізованого картографічного інтерфейсу і інструментів просторового аналізу даних.
Хоча історія розробки ГІС охоплює вже більше 5 десятиліть, їх активний «наступ» на ринку комерційних програмних засобів почався 15-20 років тому і пов'язаний з масовою появою комп'ютерів, що мають високу продуктивність, необхідну для обробки графічної інформації.
В сьогоденні на ринку програмних засобів присутні ГІС самого різного рівня складності та вартості. Найбільш прості – це засоби побудови інтерактивних карт-зображень. Найбільш розвинені – це ГІС, що об'єднують розподілені ресурси, що передбачають одночасну роботу багатьох користувачів і дозволяють виконувати багатосторонню обробку інформації.
Найбільш поширені ГІС – настільні ГІС, коли й сама ГІС-програма і дані, які оброблюються знаходяться на одному комп'ютері або в локальній мережі.
Можна говорити також про корпоративні ГІС, а Google Earth назвати «Всесвітньою ГІС».
У таких випадках робота організується за технологією клієнт-сервер, коли на комп'ютері користувача знаходиться клієнтська програма, що звертається до сервера, для отримання та обробки інформації.
До найвідоміших настільних ГІС можна віднести програми ArcView, ArcGis (компанія ESRI), МарInfo (компанія МарInfo), з вітчизняних можна виділити сімейство програм «Панорама» (КБ Панорама).