Программное обеспечение ГИС. Программные обеспечения ГИС делятся на пять основных используемых классов
Программные обеспечения ГИС делятся на пять основных используемых классов. Первый наиболее функционально полный класс программного обеспечения - это инструментальные ГИС. Они могут быть предназначены для самых разнообразных задач: для организации ввода информации (как картографической, так и атрибутивной), ее хранения (в том числе и распределенного, поддерживающего сетевую работу), отработки сложных информационных запросов, решения пространственных аналитических задач (коридоры, окружения, сетевые задачи и др.), построения производных карт и схем (оверлейные операции) и, наконец, для подготовки к выводу на твердый носитель оригинал-макетов картографической и схематической продукции. Как правило, инструментальные ГИС поддерживают работу, как с растровыми, так и с векторными изображениями, имеют встроенную базу данных для цифровой основы и атрибутивной информации или поддерживают для хранения атрибутивной информации одну из распространенных баз данных: Paradox, Access, Oracle и др. Наиболее развитые продукты имеют системы run time, позволяющие оптимизировать необходимые функциональные возможности под конкретную задачу и удешевить тиражирование созданных с их помощью справочных систем.
Второй важный класс - так называемые ГИС-вьюверы, то есть программные продукты, обеспечивающие пользование созданными с помощью инструментальных ГИС базами данных. Как правило, ГИС-вьюверы предоставляют пользователю (если предоставляют вообще) крайне ограниченные возможности пополнения баз данных. Во все ГИС-вьюверы включается инструментарий запросов к базам данных, которые выполняют операции позицирования и зуммирования картографических изображений. Естественно, вьюверы всегда входят составной частью в средние и крупные проекты, позволяя сэкономить затраты на создание части рабочих мест, не наделенных правами пополнения базы данных.
Третий класс - это справочные картографические системы (СКС). Они сочетают в себе хранение и большинство возможных видов визуализации пространственно распределенной информации, содержат механизмы запросов по картографической и атрибутивной информации, но при этом существенно ограничивают возможности пользователя по дополнению встроенных баз данных. Их обновление (актуализация) носит цикличный характер и производится обычно поставщиком СКС за дополнительную плату.
Четвертый класс программного обеспечения - средства пространственного моделирования. Их задача - моделировать пространственное распределение различных параметров (рельефа, зон экологического загрязнения, участков затопления при строительстве плотин и другие). Они опираются на средства работы с матричными данными и снабжаются развитыми средствами визуализации. Типичным является наличие инструментария, позволяющего проводить самые разнообразные вычисления над пространственными данными (сложение, умножение, вычисление производных и другие операции).
Пятый класс, на котором стоит заострить внимание - это специальные средства обработки и дешифрирования данных зондирований земли. Сюда относятся пакеты обработки изображений, снабженные в зависимости от цены различным математическим аппаратом, позволяющим проводить операции со сканированными или записанными в цифровой форме снимками поверхности земли. Это довольно широкий набор операций, начиная со всех видов коррекций (оптической, геометрической) через географическую привязку снимков вплоть до обработки стереопар с выдачей результата в виде актуализированного топоплана.
Кроме упомянутых классов существует еще разнообразные программные средства, манипулирующие с пространственной информацией. Это такие продукты, как средства обработки полевых геодезических наблюдений (пакеты, предусматривающие взаимодействие с GPS-приемниками, электронными тахометрами, нивелирами и другим автоматизированным геодезическим оборудованием), средства навигации и ПО для решения еще более узких предметных задач (изыскания, экология, гидрогеология и пр).
Естественно, возможны и другие принципы классификации программного обеспечения: по сферам применения, по стоимости, поддержке определенным типом (или типами) операционных систем, по вычислительным платформам (ПК, рабочие Unix-станции) и т д.
Стремительный рост количества потребителей ГИС-технологий за счет децентрализации расходования бюджетных средств и приобщения к ним все новых и новых предметных сфер их использования.
Вопрос
Растровая модель данных
● Разбивает всю изучаемую территорию на элементы регулярной сетки или ячейки
● Каждая ячейка содержит только одно значение
● Является пространственно заполненной, поскольку каждое местоположение на изучаемой территории соответствует ячейке растра, иными совами - растровая модель оперирует элементарными местоположениями
Соглашения, принятые для растровой ГИС
Разрешение
Минимальная линейная размерность наименьшей единицы географического пространства, для которой могут быть приведены какие-либо данные. В растровой модели данных наименьшей единицей для большинства систем выступает квадрат или прямоугольник. Такие единицы известны как сетка, ячейка или пиксель. Множество ячеек образует решетку, растр, матрицу.
Площадной контур (Зона)
Набор смежных местоположений одинакового свойства. Термин Класс (или район) часто используется в отношении всех самостоятельных зон, которые имеют одинаковые свойства. Основными компонентами зоны являются ее значение и местоположения
Значение
Единица информации, хранящаяся в слое для каждого пикселя или ячейки. Ячейки одной зоны (или района) имеют одинаковое значение
Местоположение
Наименьшая единица географического пространства, для которого могут быть приведены какие-либо характеристики или свойства (пиксель, ячейка). Такая частица картографического плана однозначно идентифицируется упорядоченной парой координат - номерами строки и столбца
Растр
В растровой графике элементарной единицей является пиксель. Отличается удобством и высокой скоростью получения развитыми средствами обработки и ввода.
Все ПО по работе с растром предназначены для обработки его, а не для создания
Основным свойством растровой графики является разрешение - это свойство, позволяющее увеличивать изображение без потери качества, без пикселизации. Разрешение измеряется в точках на дюйм и определяется техническими возможностями средств для создания растрового изображения.
Зависимость между линейными размерами иллюстрации и размерами файла
Размер снимка разрешение размер файла
10х15 75dpi 380 kb
10x15 150dpi 1.5Mb
10x15 300dpi 6Mb
10x15 600dpi 24Mb
Построение модели в растровом изображении осуществляется путем кодировки основных цветов в каждой элементарной ячейки изображения – цветовое разрешение.
При кодировании цвета двумя байтами существует возможность передачи 65 536 High color – высокое разрешение,
Если отводится 3 байта – 16.5 млн. – True color
Наиболее распространенная модель кодировки является RGB, кодировка осуществляется цифрами - 0, -256
Для создания полиграфических объектов преобразуют модель СМУК, которая содержит черный цвет.
Основной недостаток растра:
1.ограниченные возможности разрешения или увеличения изображения без потри качества
2.большие объемы памяти занимаемые растром.
Основные используемые растровые изображения
-материалы дистанционного зондирования земли, полученные с помощью камер.
-преобразование в растр исходные аналоговые картографические материалы.
Фрактал
Основной элемент фрактальной графики является геометрическая фигура. С помощью математического моделирования производится автоматическая генерация изображения, т. е. его воссоздание.
26 вопрос
Векторная графика
Основной вид графики используемый в ГИС. Основной элемент векторного изображения - точка, линия, полигон.
В векторной графике точка задается парой координат и имеет свойства физической точки.. Геодезическая точка размеров и измерений не имеет.
Линия имеет одно измерение- длину, частный случай дуги. Линия может быть в виде сегмента и в виде вектора.
Полигон имеет два измерения: периметр. Площадь, образуется совокупностью линий, начальная и конечная координата совпадает.
С помощью этих трех элементов передается все многообразие окружающей действительности в виде картографической цифровой модели.
Векторная модель данных
● Основана на векторах (направленных отрезках прямых)
● Базовым примитивом является точка
● Объекты создаются путем соединения точек прямыми линиями или дугами
● Площади определяются набором линий
● Представляет собой объектно-ориентированную систему
Пример векторного представления пространственных объектов
Типы векторных объектов,основанные на определении пространственных размеров