Файл: Лекция 1 (03. 02. 2021) Тема 1 Основные сведения о геоинформационных системах (гис) Понятия информации и данных.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 107
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Объект, на котором сосредоточено внимание исследователя называется объектом исследования.
Свойство – характерная особенность объекта, которая может быть замечена и оценена субъектом.
Все свойства принято делить на следующие группы:
- общие свойства;
- атрибуты;
- внутренние свойства;
- внешние свойства.
Общие свойства – свойства, присущие всем объектам предметной области.
К ним относятся – наличие уникального имени; наличие внутренней структуры; наличие особенных характеристик, позволяющих познавать данный объект; нахождение в определенном пространстве и в определенном состоянии; возможность изменения положения и состояния объекта; наличие отношений и связей с другими объектами.
Атрибуты – необходимые, существенные, неотъемлемые свойства объекта.
С точки зрения субъекта свойства делятся на внутренние свойства. Показатели этих свойств называются параметрами. И внешние свойства, представляющие собой свойства среды, связанные некоторыми отношениями с параметрами данного объекта.
Показатели свойств внешней среды, влияющие на параметры исследуемого объекта, называются факторами.
Все свойства объектов меняются во времени и любой набор значений показателей этих свойств относится к определенному моменту времени. Это отношение называется состоянием объекта. Значение показателей свойств меняются с течением времени, происходит смена состояний объектов.
Акт смены состояний объектов отнесенному к определенному промежутку времени называется событием. Последовательность взаимосвязанных событий, происходящих на некотором интервале времени, называется процессом.
Пространственные объекты.
Пространственный объект – это предмет, явление, событие или процесс, для которого важную роль играют такие свойства как положение, форма, размер и взаимное положение по отношению к другим объектам или явлениям.
Все пространственные объекты подразделяются на следующие 5 классов:
- объекты, имеющие изменчивость от точки к точке (рельеф, уровень загрязнения почвы, содержание полезных ископаемых);
- природные объекты с нечеткими границами (заболоченные участки поверхности, типы почв или тела полезных ископаемых);
- техногенные объекты, обычно имеющие четкие и ясные границы и формы (насыпи или уступы карьеров);
- явления, четко локализованные в пространстве (выброс газа или землетрясение);
- объекты, которые связаны или не связаны друг с другом в пространстве (земельные участки, здания или горные выработки).
К свойствам пространственных объектов относят следующие:
- пространственные (характерные особенности, отражающие положение объектов в пространстве, его форму, размеры и взаимное положение по отношению к другим объектам);
- временные (используются для того, чтобы указать время получения сведений, накапливать временные ряды фактов и иметь возможность исследовать протекание процессов и явлений с течением времени);
- тематические (описывают свойства объекта, не включенные в пространственные и временные. К ним относятся: наличие уникального имени, определение предназначения (экономическое, технического) или внутренняя структура).
К группам пространственных свойств относятся:
- пространственная привязка;
- геометрические размеры и форма;
- взаимное положение объектов между собой.
Пространственная привязка отражает то, что пространственные объекты рассматриваются в определенной системе привязки или координат.
Системы координат могут иметь в качестве начала отчета реальный объект или объект, не существующий в действительности. Также СК могут быть общепризнанными или местными (условными). Пространственная привязка может быть выполнена в нескольких формах (например, в виде числовых координат или путем указания объектов соседей или заданием линейной привязка и т.д.).
Для пространственных объектов, имеющих четкие границы и форма, оцениваются геометрические свойства и форма (к ним относится длина, площадь, объем, форма, регулярность или неправильность формы, ориентировка и др.)
Для однородных по тематике объектов, например, для ЗУ в садоводстве могут рассматриваться их групповые пространственные свойства. Например, компактность распределения объектов, соседство с другими объектами, степень связность объектов друг с другом и т.д.
Фундаментальные различия между свойствами разных типов
-
Геометрические или метрические свойства, которые требуют измерений координат и геометрических размеров объекта. -
Свойства, которые отражают пространственные взаимоотношения. Они относятся к неметрическим и называются топологическими свойства – это свойства не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний. К ним относят связность, ориентация и направленность, примыкание, включение или содержание внутри себя.
Геопространственные данные и их структура.
Пространственные данные – цифровые данные пространственных объектов, включающие сведения об их местоположении и свойствах, пространственных и непространственных атрибутах.
Пространственные данные обычно состоят из двух взаимосвязанных частей:
- из позиционных данных (координат);
- непозиционных данных (топология, геометрия и атрибуты).
Пространственные данные и время являются составными частями пространственно-временных данных.
Организация данных в ГИС и ЗИС
Основная идея организации структуры данных в ГИС заключается в том, чтобы максимально нормализовать их, т.е. разбить на смысловые и функциональные группы.
При организации данных различают:
- тип данных;
- структуру данных (топология и слои);
- модель данных (иерархические, сетевые и т.д.);
- форму представление пространственных данных (растровая, векторная, трехмерная);
Существуют два главных типа данных в ГИС:
- картографические;
- атрибутивные (описательные).
Они связываются между собой с помощью идентификаторов.
Идентификатор – уникальный символ (номер или уникальное имя), которые присваиваются объекту либо формально, либо на основе существующих перечней или кадастров.
Картографические данные – картографическая информация, хранящаяся в цифровой форме. Данные формируются по географическим объектам, описываемым на карте. Большую часть этих объектов можно классифицировать на точки, линии и полигоны.
Точка представляет собой объект для которой требуется только географическое местоположение (например, широта, долгота). Примером характеристик точек могут служить места расположения колодцев.
Линия состоит из линии связных друг с другом точек и имеет только длину (дорога, просека, трубопровод).
Площадной объект (полигон) – площадь, ограниченная замкнутой линией. Расположен на плоскости и имеет два размера (длину и ширину) (ЗУ с определенным типов почвы, здания, озера, леса).
Атрибутивные данные – описательная информация, которая хранится в базе данных об объектах, расположенных на карте.
Геоинформация – это концептуально связанные между собой пространственно-временные данные о пространственных объектах окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии.
Лекция №3 (03.03.2021)
Тема 2. Растровая и векторная модели данных
Представление о пространственных данных – способ цифрового описания пространственных объектов или тип структуры пространственных данных.
Наиболее универсальные из них следующие:
- векторное представление – точки, линии, полигоны векторно-топографическое представление и векторно-нетопологическое (спагетти).
Растровое представление – представляет собой ячейки или сетки.
Модель типа ТИН.
Также в ГИС выделяют несколько форм представления объектов:
-
В виде нерегулярной сети точек; -
В виде регулярной сети точек; -
В виде изолиний (недостаток – нет информации об объектах, расположенных между изолиниями).
Растровая модель данных – цифровое представление пространственных объектов в виде совокупности ячеек растра (пикселей) с присвоенными им значениями класса объектов.
В растровой системе есть два способа включения атрибутивной информации об объектах:
-
Присваивание значения атрибута каждой ячейке растра -
Связывание каждой ячейки растра с базой данных -
Характеристики растровых моделей
Характеристики растровых моделей:
-
Разрешение – минимальный линейный размер наименьшего участка пространства, отображаемый одним пикселем. Более высоким разрешением обладает растр с наименьшим размером ячеек. -
Значение – элемент информации, хранящийся в элементе растра (в пикселе). Тип значений в ячейках растра определяется как реальным значением, так и особенностями ГИС. В разных системах можно использовать разные классы значений (целые числа, десятичные обозначения, буквенные). -
Ориентация – угол между направлением на север и положением колонок растра. -
Зона – включает соседствующие друг с другом ячейки, имеющие одинаковое значение. Зоной могут быть отображение отдельных объектов, природных объектов, ареалов типов почв и др. для указания всех зон с одним и тем же значением используют понятие класс зон. Не во всех слоях изображения могут присутствовать зоны. Основные характеристики зоны – ее значение и положение. Положение обычно задается парой координат – номером строки и номером столбца, которые однозначно определяют ее положение. -
Положение задается парой координат (№ строки и № столбца), которые определяют положение зоны.