WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 33 | 34 || 36 | 37 |   ...   | 45 |

Пространственная информация в ГИС может быть представлена в растровом и векторном формате. Растр применяется в основном там, где графическая информация должна быть просмотрена и не нуждается в модификации. Векторные данные используются для представления информации, которая нуждается в анализе и манипулировании.

Наличие атрибутов позволяет интерпретировать информацию, например, о типе почв, гидрологической сети или жилых строениях. Такая информация хранится обычно в сопутствующих базах данных. Большинству ГИС-программ требуется, чтобы данные были представлены в векторном формате, хотя в ряде систем допускается использование растровых картинок в качестве иллюстрации.

В данный момент в нашей стране идет бурное развитие стандартизации форматов обмена пространственной информации, которое обусловлено пониманием необходимости информационной интеграции различных банков данных для достижения большей эффективности использования функциональных возможностей ГИС. Фактически, стандартом де-факто стали форматы DXF системы AutoCad и DBF системы Dbase. Кроме того, все большее количество крупных ГИС-проектов останавливаются на использовании программных продуктов фирмы ESRI.

Функциональные возможности ГИС ГИС в целом выполняет пять основных процедур с данными: ввод, манипулирование, управление, запрос и анализ, визуализацию. Географические изображения для использования в ГИС вводятся в векторном или растровом виде напрямую, если такие данные уже существуют в подходящем цифровом формате, либо в помощью дигитайзера или сканера. Каждый элемент или объект изображения имеет географическую привязку. Тем самым, любые свойства и характеристики этих объектов или элементов имеют ссылку на местоположение. Понятно, что число и разнообразие свойств и характеристик зависит только от потребностей пользователя. Любая информация, которая содержит прямые или косвенные сведения о названиях, географических или других координатах, ссылки на адрес, почтовый индекс, избирательный округ, номер участка, километровый столб и т.п., может быть включена в ГИС. Средства манипулирования представляют собой различные способы преобразования и выделения данных, например, приведения всей геоинформации к единому масштабу и проекции для удобства совместной обработки. Для хранения, структурирования и управления данными в ГИС чаще всего используются реляционные базы данных, где для связывания таблиц служат общие поля. Запрос и анализ в ГИС можно выполнять на разных уровнях сложности: от простых вопросов - где находится объект и каковы его свойства (для чего нужно просто щелкнуть по объекту мышью), до поисков по сложным шаблонам и сценариям вида "а что, если...",. Очень важны в ГИС средства анализа близости и наложения объектов. Первый инструмент связан с выделением буферных зон вокруг заданных объектов по комбинации различных параметров (например, выделить населенные пункты, расположенные не далее двух километров от автодороги).

Второй позволяет рассчитывать пересечение, объединение и другие сочетания двух и более площадных объектов, расположенных в разных тематических слоях (так называемые оверлейные операции). Результаты наложения можно просто отображать на экране или же создавать новые объекты с любыми наборами атрибутивных характеристик. Развитые средства визуализации позволяют ГИС легко управлять отображением данных. Традиционным результатом обработки и анализа пространственных данных является карта, которая легко дополняется отчетными документами, трехмерными изображениями, таблицами, диаграммами, фотографиями и другими мультимедийными средствами. Кроме базовых операций, ГИС имеет и специальные группы функций, реализующих задачи прокладки маршрута, поиска кратчайших расстояний пространственной статистики и т.д.

По своему назначению ГИС можно разделить на четыре широкие функциональные категории: простые инструменты составления карт и диаграмм; настольные ГИСпакеты широкого применения; полнофункциональные системы и ГИС уровня предприятия (корпоративные системы).

Инструменты составления диаграмм и картирования Средства этой категории дешевы и просты в использовании, но по некоторым функциональным возможностям могут быть вполне сравнимы с более сложными системами. Типичными примерами являются инструменты для электронных таблиц, например Microsoft Map в Exel и Lotus Maps. Эти приложения дают возможность легко использовать функции тематического картирования (то есть отображения на карте информации из своей базы данных). Например, стратегия для Microsoft Map состоит в том, чтобы сделать приложение настолько легким в использовании, чтобы менеджер или руководитель не больше чем за десять минут научился изготовлять нужные карты. Кроме того, эти инструменты доступны любому пользователю электронных таблиц MS Exel и Lopus Maps.

Другой начальный инструмент - Business Map. Он предназначен для пользователей, у которых мало опыта работы с географическими технологиями, и для тех, кому нужно больше, чем просто тематическое картирование. Business Map работает с данными наиболее популярных электронных таблиц и баз данных и поддерживает такие возможности анализа в области бизнеса и управления, как например, пространственные запросы, управление отображаемым составом карты, определение и связывание адресов.

К этой же категории относятся и вьюеры - средства просмотра цифровых карт. В качестве примера можно привести Geomedia Viewer от Intergraph или бесплатный ArcExplorer, позволяющий просматривать и запрашивать данные ArcInfo, FrcView и SDE (об этих продуктах - далее), в том числе и через Интернет.

Существенным фактором, ограничивающим широкое проникновение ГИС в деловые задачи, является трудность изучения программного обеспечения. Дабы устранить это препятствие, разработаны инструменты картирования и составления диаграмм, дающие пользователю PC мощные средства географического анализа.



Настольные системы В первой половине 1990-х годов рост производства ГИС был в немалой степени обусловлен использованием приложений второй категории - настольных ГИС. Вообще современная настольная геоинформационная система предполагает полный набор средств для анализа и управления данными. Такие продукты, как MapInfo, ArcView GIS, GeoMedia, GeoGraph/GeoDraw, сравнимы по функциональным возможностям с передовыми СУБД и, кроме того, предоставляют средства для анализа, интеграции и отображения пространственных данных. Программный пакет типа MapInfo можно также использовать, чтобы привязать новые данные (например, с помощью спутниковой системы позиционирования); импортировать данные из других источников (например, картографические данные или информацию из корпоративной базы данных) или выполнять комплексные статистические и модельные исследования.

MapInfo предоставляет средства выбора, просмотра и редактирования разнообразных геоданных, создания макетов карт с легендами, графиками и диаграммами, оцифровки карт с помощью дигитайзера, связывания объектов карты с атрибутивной информацией в режиме hotLinks (с видеокамерами, архивами изображений, звуковыми файлами и т.д.), адресного геокодирования, распечатки картографических материалов. MapInfo напрямую работает со многими форматами данных, обеспечивает доступ к стандартным СУБД (Oracle, Ingres, Subase, Infomix), читает файлы форматов DXF, DWG, а также включает включает следующие функции: связи с другими приложениями через протокол DDE (Windows), подключение приложений на MapBasic. Возможности системы могут быть расширены путем подключения дополнительных специализированных модулей.

Прежняя роль ГИС как специального инструмента сменилась гораздо более широким набором ролей в самых разных сферах. Это обусловлено как развитием функциональных возможностей и применимости настольных инструментов, так и появлением новых типов программного обеспечения геоинформационных систем.

Состояние внедрения и использования ГИС-технологии в России.

К сдерживающим факторам развития ГИС в России следует отнести отсутствие или невозможность получения топографической основы крупных масштабов, создание или приобретение которой требует огромных финансовых затрат. Создание тематических слоев тоже является достаточно трудоемким. Поэтому наиболее серьезное развитие ГИС в России получили в добывающих отраслях, где их применение непосредственно связано с финансовой эффективностью - именно это является важной посылкой при создании и внедрении ГИС.

Для Российской Федерации в целом и ее субъектов характерно отсутствие единой унифицированной системы, включающей в себя данные различных сторон функционирования эколого-экономических систем. Под эгидой Госкомприроды СССР в конце 80-х годов разрабатывалась Государственная экоинформационная система (ГЭИС). Планировалось, что создаваемая ГЭИС будет состоять: из баз данных длительного пользования; баз данных, полученных при подспутниковых экспериментах и контрольных измерениях; базы подмножества данных, необходимых для проведения потребителями исследовательской работы, и из информационной сети, связывающей компоненты системы с центрами управления наблюдательными средствами и с базами других систем, в том числе международными. Однако реорганизация Госкомприроды СССР в 1991 г. не позволила продолжить развитие этого проекта. Имеющиеся массивы информации разобщены по министерствам, ведомствам, и территориям, не синхронизированы во времени, рассогласованы в методическом отношении. Имеющиеся информационные системы и математические модели отработки массива данных имеют серьезные противоречия с требованиями потребителей и управляющих органов.

Из-за отсутствия единой методики и научно-обоснованной системы, математических моделей имеющиеся алгоритмы и программы не могут быть востребованы в деле оптимизации природопользования. Современные информационные системы пока не имеют блоков картографического обеспечения (карт мониторинга, экологических ситуаций и т.д.).

Таким образом, одной из основных задач при создании географической информационной системы (ГИС) — современной компьютерной технологии, оперирующей картографической информацией и базами данных, является сбор пространственных данных. Зачастую для разработки геоинформационного проекта бывает достаточно имеющегося картографического материала. В том случае, когда достоверные данные об объектах отсутствуют или частично устарели, необходимо их обновить на основе топографической, космической или аэросъемки, а также результатов цифрования существующих картографических материалов.

Для первичного сбора и уточнения пространственных данных можно использовать оборудование на базе высокоточных навигационных приемников спутникового позиционирования или приборов геодезического класса, предназначенных для картографии и ГИС.

Для сбора пространственных данных с целью размещения в ГИС навигационное оборудование бытового класса не подходит по многим причинам. Основная из них — невозможность оценить точность полученных результатов. Другими словами, в базах данных ГИС будут содержаться как точные (в пределах допуска) координаты объектов, так и со значительными ошибками. При этом отделить одни от других невозможно.

Одной из особенностей приемников спутникового позиционирования, предназначенных для сбора пространственных данных ГИС, является использование при работе программного обеспечения для создания или обновления существующей базы данных с внесением не только координат, но и всей атрибутивной информации, характеризующей объект. Еще одним отличием данного класса оборудования является точность определения координат — в большинстве случаев она находится в пределах от нескольких дециметров до нескольких метров. Следовательно, навигационное оборудование для ГИС — это комплекс, состоящий из приемника спутникового позиционирования с уровнем точности от дециметрового до субметрового и контроллера с программным обеспечением, позволяющий выполнять сбор данных для создания или обновления базы данных ГИС.





Многие производители спутникового оборудования уже представили приборы, соответствующие новому конструктивному «стандарту», — приемник, антенна и контроллер с операционной системой компактно размещены в одном корпусе. В ближайшем будущем следует ожидать миниатюризации оборудования, использования более совершенных экранов контроллеров и беспроводных технологий.

Изменения, которые коснутся непосредственно приемников спутникового позиционирования, будут связаны с:

— модернизацией американской GPS (возможность приема гражданского кода на частотах L2 и L5);

— вводом в эксплуатацию ГЛОНАСС и Galileo, что обусловит разработку приемников GNSS, позволяющих работать со всеми спутниковыми системами навигации, и повышение точности получаемых результатов, в том числе в сложных условиях работ.

Класс GPS-приемников для ГИС Определить класс ГИС GPS-приемников можно как по целям использования данного типа приборов, так и по технологиям, использующимся при создании подобной аппаратуры. Картографические GPS-приемники представляют собой профессиональную аппаратуру, созданную для решения ГИС задач. В эти задачи входит и дешифрирование данных дистанционного зондирования (благодаря возможности использования растровых подложек), и обновление существующих ГИС (за счет функции импорта в среду мобильной ГИС), создание ГИС-элементов (точек, линий и полигонов с атрибутивной информацией) непосредственно в поле – т.е. создание ГИС-слоев «с нуля». К решаемым задачам можно отнести и поиск объектов исследования, а реализация технологии передачи поправок в реальном времени позволяет проводить эту процедуру точнее 1 метра. Зачастую материалами для создания ГИС служат карты, не обновлявшиеся на протяжении довольно длительного периода времени, в данном случае, подобная аппаратура также может успешно применяться для уточнения имеющейся информации. Так выглядит лишь краткий список того, каким образом может использоваться подобное оборудование.

Цели использования диктуют требования к данному оборудованию. В первую очередь они касаются скорости ведения измерений, функциональности программного обеспечения, внешнего вида приборов и эксплуатационных особенностей. Зачастую выполнение этих требований ведется в ущерб точности.

Аппаратура оснащена мощными процессорами, обеспечивающими быстродействие программного обеспечения, а также значительными объемами для хранения информации.

В новейших приборах существует возможность использования съемных карт памяти, объемом до 1 Гб.

Картографические GPS приборы поставляются уже с установленными операционными платформами. Они открыты для любого программного обеспечения, созданного именно для этого типа платформ. Современное программное обеспечение для мобильных ГИС решает следующие задачи:

— съемка точечных, линейных или полигональных объектов;

— контроль качества съемки пространственных объектов, оценка точности;

— планирование съемки – расчет наиболее благоприятных периодов в течение суток;

— навигация, возможность выхода на точку по заранее известным координатам;

— загрузка в качестве основы существующие слои ГИС или растровых изображений;

— ввод многих атрибутов, характеризующих объект;

— определение атрибутов разных типов – числовой, текстовый, логический и пр.;

—установление правил контроля содержания вводимой информации;

— автогенерация часто повторяющихся значений;

— ввод информации с внешних датчиков;

—прием поправок в реальном времени;

— преобразование данных съемки в различные системы координат непосредственно в полевых условиях.

Это лишь краткий список того, что позволяет производить современное программное обеспечение, использующееся при работе с картографическими GPS-приемниками.

Работа с подобными приборами характеризуется постоянным взаимодействием с офисными ГИС. Именно поэтому функциям импорта/экспорта уделено особое внимание.

Перенос информации как из мобильной в офисную ГИС, так и в обратном направлении происходит без потери как пространственной, так и атрибутивной информации. И более того, существует возможность генерации полей, характеризующих как качество съемки (значение DOP, SNR), так и дополнительной информации об объекте (высота, площадь, длина).

Таким образом, GPS-приемники картографического класса имеют принципиальные отличия, которые и позволяют их выделить в отдельный класс. Они разработаны для решения специфического круга задач, определяемых их возможностями. Противопоставлять их геодезическим, а тем более любительским приборам не имеет смысла, все эти приборы имеют собственную нишу на рынке и использовать тот или иной класс для целей другого класса не представляется целесообразным (существует, например, возможность использования ГИС ПО для управления геодезическими приемниками). Развитие данного класса целиком опирается на требования ГИС-индустрии.

Pages:     | 1 |   ...   | 33 | 34 || 36 | 37 |   ...   | 45 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.