ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.05.2019
Просмотров: 5960
Скачиваний: 3
26
элементарный геометрический объект географической базы данных ГИС,
который определяет местоположение соответствующего площадного ре-
ального пространственного объекта. В развитых полнофункциональных
ГИС основные виды векторных графических примитивов дополняются
секциями, маршрутами, регионами и др., рис.17.
Рис.17. Представление полигональных геообъектов в ГИС
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 представ-
ления пространственных объектов ГИС векторными моделями относятся
компактная структура, качественная графика, топология.
Вопросы для самопроверки:
1. Дайте определение векторной модели географических данных.
2. Перечислите основные виды векторных графических примитивов.
3. Дайте определение точки, линии и полигона в ГИС.
4. Перечислите преимущества векторной графики.
2.5. Растровая модель географических данных
Растровая модель географических данных (Raster Geographic
Data Model)
−
это способ представления географических данных в базе
данных ГИС в виде равномерной ячеистой структуры, формирующей
прямоугольную матрицу, в которой каждый элемент принимает опреде-
ленное значение, присущее реальному пространственному объекту [23].
Например, на рис.18 показано, как для реальной территории (слой 1)
в векторной модели оцифрованы границы землепользователей (слой 2) и
на нижнем слое (слой 3) эти категории землепользователей представлены
создан в pdfFactory Pro пробной версии
27
в виде ячеистой структуры (растровой модели). Каждая ячейка растровой
модели имеет соответствующие координаты и соответствует атрибуту
землепользования.
Рис.18. Комбинация векторной и растровой моделей территории в ГИС
Таким образом, для растровой модели характерно то, что она разби-
вает всю территорию на элементы регулярной сетки, или ячейки, при
этом каждая ячейка содержит только одно значение. Эта величина мо-
жет, например, выражать яркость земной поверхности (для снимков дис-
танционного зондирования) или быть признаком принадлежности к тому
или иному типу объектов (для растровых карт).
К достоинствам растровой графики относятся: техническая готов-
ность внешних устройств для ввода изображений (к ним относятся ска-
неры, видеокамеры, цифровые фотокамеры, размещенные как наземно,
так и на летательных платформах); фотореалистичность (можно полу-
чать живописные эффекты, например, туман или дымку, добиваться тон-
чайшей нюансировки цвета, создавать перспективную глубину и нерез-
кость, размытость и т. д.); простая структура данных; эффективные мо-
делирующие функции при использовании в ГИС. К недостаткам растро-
вой графики можно отнести то, что при трансформации изображения
(повороты, наклоны и др.) в графике наблюдаются существенные иска-
жения. В растровой графике также отмечается невозможность увеличе-
ния изображений для рассмотрения деталей, т. е. увеличение точек рас-
тра визуально искажает иллюстрацию и делает ее грубой (пикселизация).
создан в pdfFactory Pro пробной версии
28
Учитывая, что в настоящее время ГИС все чаще используются как
средство серьезного анализа и моделирования, а также активное исполь-
зование космоснимков в ГИС
−
интерес к растровой модели данных ГИС
возрастает. Например, растровые модели в ГИС являются основным спо-
собом представления непрерывно распределенных признаков (поля за-
грязнений, климатические характеристики, почвенно—растительный по-
кров, геоморфологические особенности местности и т. д.) для выполне-
ния анализа и моделирования.
Геометрические особенности растровых данных позволяют модели-
ровать в ГИС как точечные, так и линейные и площадные объекты,
рис.19. При этом точка имеет номер, координаты и атрибуты. Линия
имеет порядковый номер, серию координат, формирующих линию и ат-
рибуты. Полигон также имеет номер, группу координат, формирующих
площадь и атрибуты.
Рис.19. Растровое моделирование точечных, линейных и площадных объектов в ГИС
Вопросы для самопроверки:
1. Дайте определение растровой модели данных ГИС.
2. Какие величины может отражать ячейка растровой модели?
3. Назовите достоинства растровой графики.
4. Опишите способы представления точки, линии и полигона в растровой
графике.
создан в pdfFactory Pro пробной версии
29
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ В ГИС
При создании карты ГИС интегрируют самую различную информа-
цию – данные многих форматов, включая шейп-файлы, покрытия, табли-
цы, файлы форматов САПР, рисунки, изображения.
Типовой набор ГИС-инструментов включает создание слоев про-
странственной информации по исследуемой территории, визуализацию,
редактирование, комбинирование и анализ слоев информации, создание
и редактирование легенд и таблиц атрибутивных данных (например, вы-
сота зданий, тип дорожного покрытия, вид растительности и т.д.), по-
строение диаграмм, оформление компоновок карт. Использование ГИС
также обеспечивает традиционный анализ таблиц: запросы, сортировки,
выборки. В целом пользователь получает мощный инструмент по визуа-
лизации результатов и выполнению пространственных запросов. Очень
удобно, перемещаясь по записям в таблице, сразу отображать на карте
объект, соответствующий текущей записи. Используя механизм создания
тематических карт можно составлять любые картограммы – типов почв,
видов растительности и т.д. Выделение цветом по тем или иным пара-
метрам позволяет сразу увидеть критические места на изучаемой терри-
тории, например, выброс загрязняющих веществ, свалки отходов и т.д.
Пространственный анализ включает базовые функции пространст-
венного анализа, такие как построение буферных зон, определение бли-
зости, запрос на отображение области и расчет ее площади по координа-
там, измерение расстояний.
3.1. Типовые ГИС-задачи
В отличие от систем автоматизированного картографирования ГИС
обладают развитыми возможностями выполнения пространственного
компьютерного анализа территории.
Типовые компьютерные задачи по анализу территории, решаемые
ГИС, можно сгруппировать следующим образом:
1. Автоматизированное отображение позиции геообъекта на местно-
сти. ГИС размещает заданный географический объект на местно-
сти согласно введенным в компьютер данным по географическим
координатам — географической широте и долготе с учетом гео-
графической проекции. Например, карта пунсонов населенных
пунктов по административным областям Республики Беларусь.
2. Автоматизированное построение тематических ГИС-картограмм
по значениям атрибутов геообъектов. ГИС выполняет автоматизи-
рованное построение тематических картограмм по любым значе-
ниям как всех, так и выбранных геообъектов. Например, автомати-
создан в pdfFactory Pro пробной версии
30
зированное построение масштабируемых пунсонов городов в зави-
симости от общей численности населения в них.
3. Автоматизированное построение тематических ГИС-карт характе-
ристик плотности ввиде изолиний или непрерывных грид-
поверхностей. Например, построение карт плотности населения по
административным районам.
4. Автоматизированный расчет расстояний, площадей, периметров,
буферных зон геообъектов. Например, расчет площадей земельных
участков, их периметров.
5. Автоматизированный поиск места по критериям для размещения
любого техногенного объекта. ГИС выполняет автоматизирован-
ное сложение и вычитание полигонов, позволяющее «шаг за ша-
гом» оценивать по установленному списку критериев условия ме-
стности. Например, поиск места для размещения кирпичного заво-
да или электростанции.
6. Автоматизированное построение моделей рельефа с выделением
водосборных территорий, расчетов уклонов, экспозиций, отмывок.
7. Автоматизированные расчеты маршрутов передвижения всех ви-
дов транспортных средств с отлеживанием позиции в режиме ре-
ального времени.
8. Классификация состояния территории по поверхностям, например
по растровым моделям, космоснимкам.
Обобщая, можно сказать, что создание ГИС позволяет решать не-
сколько классов задач. Первым, наиболее распространенным классом за-
дач являются информационно-справочные задачи, которые позволяют
осуществлять поиск и уточнение местоположения и характеристик инте-
ресующих геообъектов [22].
Второй класс — это задачи анализа, моделирования и прогнозиро-
вания природных и техногенных процессов. Решение этих задач позво-
лит в удобной и наглядной картографической форме (на мониторе или на
бумажном носителе) получать обобщенную или детализированную ин-
формацию. Примерами компьютерного моделирования могут быть карты
зонирования (например, урожайности сельскохозяйтсвенных культур
или др.) или моделирование зон затопления при очень высоком уровне
воды в реке, моделирование аварийных разливов и их влияние на объек-
ты инженерно-транспортной инфраструктуры в зоне возможного затоп-
ления и многие другие, рис.20.
создан в pdfFactory Pro пробной версии