ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.09.2020
Просмотров: 1294
Скачиваний: 6
Основополагающая проблема создания баз пространственных данных (БД) – представление в них реального мира. Решению этой проблемы способствует интеграция трех областей науки – картографии, геоинформатики, и аэрокосмического зондирования, использующих свой метод представления и изучения геосистем на основе пространственно определенной информации: картография — на основе создания образно-знаковой модели действительности, геоинформатика — на основе построения цифровой информационной модели, а аэрокосмические исследования используют дистанционно полученные геоизображения — «снимковые» модели.
Термин географическая информационная система является дословным переводом с английского "Geographic(al) information system". Стандартно ГИС определяются как информационные системы, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных. Термин ГИС употребляется и в другом значении — он обозначает программное средство ГИС, программный продукт, ГИС-пакет, обеспечивающий функционирование ГИС как системы (GIS ArcView, ArcGIS, GIS Idrisi).
8. Классификация ГИС: по пространственному охвату, предметной области, проблемной ориентации, функциональности и уровню управления.
Широкий спектр решаемых с использованием ГИС задач привел к большому разнообразию самих геоинформационных систем. Появились узкоспециализированные с различными функциональными возможностями ГИС. В связи с этим для их классификации выделяется несколько оснований:
1. По пространственному охвату ГИС подразделяются на:
§ глобальные (планетарные) ГИС;
§ субконтинентальные ГИС;
§ национальные (часто со статусом государственные);
§ межнациональные;
§ региональные;
§ субрегиональные;
§ локальные (те местные).
На глобальном и субконтинетальном уровне решаются задачи всеобщего межгосударственного охвата (масштаб картографической основы 1:1000000 и меньше); на национальном и межнациональном уровне решаются задачи государственного значения – управление отраслями народного хозяйства и т. д. (масштаб картографической основы 1:1000000 и крупнее); на региональном и субрегиональном уровне решаются задачи областного и регионального значения (масштаб картографической основы 1:1000000 – 1:100000); на локальном уровне решаются задачи местного значения – управления городским хозяйством, сельхозугодиями (масштаб картографической основы 1:10000 – 1:25000) и узкие производственные задачи – задачи управления малыми территориями (масштаб картографической основы 1:500 – 1:5000).
При этом могут быть использованы различные картографические проекции, системы координат, масштаб, точность определения местоположения объектов, пространственное разрешение.
2. ГИС классифицируют по объектам информационного моделирования, таковыми являются:
§ феномены реальности (лес, земля, вода, население, хозяйство и др.);
§ процессы (наводнения, загрязнения окружающей среды, миграционные процессы и др.);
§ нематериальные объекты, идеи.
3. ГИС классифицируют по предметной области информационного моделирования. Например:
§ природоохранные ГИС; § земельные информационные системы (ЗИС); § городские или муниципальные ГИС (МГИС); § ГИС для целей предотвращения и локализации последствий ЧС и т. д.
4. ГИС различают по проблемной ориентации, которая определяется решаемыми в ГИС научными и прикладными задачами. определяется решаемыми в ней
научными и прикладными задачами. Они могут быть выстроены в ряд по мере усложнения и наращивания возможностей управлении моделируемыми объектами и процессами: инвентаризация (кадастр, паспортизация) объектов и ресурсов, анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия
решений.
5. Классификация ГИС по их функциональности. уместно выделить самые общие функции ГИС, вынесенные в ее определение выше: это получение данных, их ввод в компьютерную (точнее цифровую среду), хранение (в том числе обновление, или актуализация), обработка, вывод (например, в формекарт), распространение и использование данных, включая принятие решений на их основе
Соответственно этим обобщенным функциям выделяются структурные единицы ГИС: ее подсистемы (блоки, модули), включая подсистему ввода и т.д.
Известна также классификация ГИС по уровню управления. Например, в зависимости от уровня органов государственного управления, использующих ресурсы геоинформационной системы, различают ГИС федерального, регионального и специального назначения, причем под последними понимаются системы, используемые для обслуживания информационных потребностей конкретных отраслей народного хозяйства.
9. Источники пространственных данных и их типы. Способы получения данных.
Источники пространственных данных для ГИС — основа их информационного обеспечения.
При анализе и оценке различных типов источников как основы информационного обеспечения ГИС следует иметь в виду их общие свойства, а именно пространственный охват, масштабы, разрешение, качество, форму существования (аналоговая — цифровая), периодичность поступления, актуальность и обновляемость, условия и стоимость получения, приобретения и перевода в цифровую форму (цифрования), доступность, форматы представления, соответствие стандартам и иные характеристики, которые объединяются обобщающим термином «метаданные» («данные о данных»)
В качестве источников пространственных данных выступают аналоговые или цифровые данные, которые служат основой для создания моделей пространственных данных. Существует несколько основных типов источников пространственных данных:
1. Картографические источники, в т.ч. карты, планы, атласы, схемы и другие картографические изображения, нанесенные на бумагу, картон, пленку, пластик или иные носители. Такие данные должны быть вначале переведены в электронный вид с помощью сканирования или цифрового фотографирования. Полученные растровые изображения могут быть непосредственно использованы в качестве слоя карты в ГИС, либо их можно векторизовать - перевести в векторный вид. Кроме современного метода «сканирование-векторизация», ранее широко (сейчас уже достаточно редко) использовался метод цифрования (дигитализации), когда векторные данные непосредственно «скалывались» специальным пером с твердой копии карты, уложенной поверх дигитайзера (цифрового планшета).
2. Данные дистанционного зондирования (ДДЗ), включая аэро- и космоснимки в видимом, инфракрасном, ультрафиолетовом, радиодиапазоне или во многих диапазонах волн сразу; результаты лазерного сканирования поверхности земли, а также другие данные, полученные неконтактным способом.
3. Данные полевых изысканий, полученные с использованием различных геодезических приборов (теодолиты, нивелиры, электронные тахеометры, лазерные сканеры) и приборов глобальной спутниковой навигации (GPS, ГЛОНАСС, Galileo).
4. Данные натурных наблюдений на гидрометеорологических и иных постах и станциях. Как правило, эти данные характеризуют распределение полей некоторых явлений на Земле, таких как температура, осадки, скорость и направление ветра и др. Эти данные обычно передаются в ГИС в виде точечных объектов (с координатами места наблюдения), которым заданы в виде атрибутов измеренные значения.
5. Статистические данные ведомственной и государственной статистики. Такие данные обычно помещаются в ГИС в виде атрибутов пространственных объектов.
Как правило, источники пространственных данных не могут быть непосредственно переданы в ГИС для использования.
10. Пространственный объект как цифровое представление (цифровая модель) объекта реальности.
Объектом информационного моделирования в ГИС является пространственный объект. Это одно из ключевых понятий геоинформатики. Он может быть определен как цифровое представление (модель) объекта реальности (местности), содержащее его местоположение и набор свойств (характеристик, атрибутов), или сам этот объект.
Некоторое множество цифровых данных о пространственных объектах образует пространственные данные. Они состоят из двух взаимосвязанных частей: позиционной и атрибутивной составляющих, которые образуют описание пространственного положения и тематического содержания данных.
Пространственные объекты, как абстрактные представления реальных объектов в ГИС, разнообразны и традиционно классифицируются соответственно пространственной локализации отображаемых ими объектов реальности или пространства, которое они образуют. Базовыми (элементарными) типами пространственных объектов, которыми оперируют современные ГИС, обычно считаются (в скобках приведены их синонимы):
- точка (точечный объект) – 0-мерный объект, характеризуемый плановыми координатами и высотой;
- линия (линейный объект, полилиния) – 1-мерный объект, образованный последовательностью не менее двух точек с известными плановыми координатами и высотами (линейными сегментами или дугами);
- область (полигон, полигональный объект, контур, контурный объект) – 2-мерный (площадной) объект, внутренняя область, ограниченная замкнутой последовательностью линий (дуг в векторных топологических моделях (данных) или сегментов в модели «спагетти») и идентифицируемая внутренней точкой (меткой);
- пиксел (пиксель, пэл) – 2-мерный объект, элемент цифрового изображения, наименьшая из его составляющих, получаемая в результате дискретизации изображения (разбиения на далее неделимые элементы растра);
- элемент дискретизации координатной плоскости в растровой модели (данных) ГИС.
Общее цифровое описание пространственного объекта включает: наименование, указание местоположения, набор свойств, отношения с другими объектами.