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

  1. Геометрические или метрические свойства, которые требуют измерений координат и геометрических размеров объекта.

  2. 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:

  1. В виде нерегулярной сети точек;

  2. В виде регулярной сети точек;

  3. 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:

  1. Присваивание значения атрибута каждой ячейке растра

  2. Связывание каждой ячейки растра с базой данных

  3. Характеристики растровых моделей

Характеристики растровых моделей:

  1. Разрешение – минимальный линейный размер наименьшего участка пространства, отображаемый одним пикселем. Более высоким разрешением обладает растр с наименьшим размером ячеек.

  2. 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).

  3. Ориентация – угол между направлением на север и положением колонок растра.

  4. 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.

  5. Положение задается парой координат (№ строки и № столбца), которые определяют положение зоны.