Геоінформаційні системи - студопедія

В даний час відповідно до вимог нових ІТ створюються і функціонують багато систем управління, пов'язані з необхідністю відображення інформації на електронній карті:

• геоінформаційні системи (ГІС);

• системи федерального і муніципального управління;

• системи військового призначення і т.д.

Графічне представлення будь-якої ситуації на екрані комп'ютера має на увазі, що відображається ються різних графічних образів. Сформований на екрані ЕОМ графічний образ складається з двох різних з точки зору середовища зберігання частин - графічної «підкладки» або графічного фону та інших графічних об'єктів. По відношенню до цих інших графічним образам «образ-підкладка» є «майданних», або просторовим двомірним зображення-ням. Основною проблемою при реалізації геоінформаційних додатків є труднощі формалізованого опису конкретної предметної області та її відображення на електронній карті.

Основним класом даних ГІС є координатні дані, що містять геометричну інформацію і відображають просторовий аспект. Основні типи координатних даних: точка (вузли, вершини), лінія (незамкнута), контур (замкнута лінія), полігон (ареал, район). На практиці для побудови реальних об'єктів використовують більше число даних (наприклад, висячий вузол, псевдоузел, нормальний вузол, покриття, шар і ін.).

Розглянуті типи даних мають більше число різноманітних зв'язків, які можна умовно розділити на три групи:

• взаємозв'язку для побудови складних об'єктів з простих елементів;

• взаємозв'язку, які обчислюють за координатами об'єктів;

• взаємозв'язку, що визначаються за допомогою спеціального опису і семантики при введенні даних.

Основою візуального представлення даних при використанні ГІС-технологій є графічне середовище, основу якої складають векторні і растрові (ніздрюваті) моделі.

Векторні моделі засновані на уявленні геометричній інформації за допомогою векторів, що займають частину простору, що вимагає при реалізації меншого обсягу пам'яті. Використовуються векторні моделі в транспортних, комунальних, маркетингових додатках ГІС.

У растрових моделях об'єкт (територія) відображається в просторові осередки, що утворюють регулярну мережу. Кожному осередку растрової моделі відповідає однаковий за розмірами, але різний за характеристиками (колір, щільність) ділянку поверхні. Осередок моделі характеризується одним значенням, що є середньої характеристикою ділянки поверхні. Ця процедура називається пікселізацією. Растрові моделі діляться на регулярні, нерегулярні і вкладені (рекурсивні або ієрархічні) мозаїки. Плоскі регулярні мозаїки бувають трьох типів: квадрат (рис. 2), трикутник (рис. 3) і шестикутник.

Мал. 1. Основні елементи координатні (а) і векторних (б) даних

Регулярна прямокутні грати

Мал. 2. Мозаїка - квадрат

Квадратна форма зручна при обробці великих обсягів інформації, трикутна - для створення сферичних поверхонь. Як нерегулярних мозаїк використовують трикутні мережі неправильної форми (Triangulated Irregular Network - TIN) і полігони Тіссена (рис. 3.4). Вони зручні для створення цифрових моделей відміток місцевості по заданому набору точок.

Т.ч. векторна модель містить інформацію про місцезнаходження об'єкта, а растрова про те, що розташоване в тій чи іншій точці об'єкта. Векторні моделі відносяться до бінарним або квазібінарних. Растрові дозволяють відображати півтони.

Регулярна трикутна решітка

Рис 3. 3 Мозаїка - трикутник

Рис 4 Полігони Тіссена

Основною областю використання растрових моделей є обробка аерокосмічних знімків.

Цифрова карта може бути організована у вигляді безлічі шарів (покриттів або карт підкладок). Шари в ГІС представляють набір цифрових картографічних моделей, побудованих на основі об'єднання (типізації) просторових об'єктів, що мають спільні функціональні ознаки.

Рис 3.5 Приклад шарів інтегрованої ГІС

Сукупність шарів утворює інтегровану основу графічної частини ГІС. Приклад шарів інтегрованої ГІС представлений на рис. 3.5.

Важливим моментом при проектуванні ГІС є розмірність моделі. Застосовують двомірні моделі координат (2D) і тривимірні (3D). Двомірні моделі використовуються при побудові карт, а тривимірні - при моделюванні геологічних процесів, проектуванні інженерних споруд (гребель, водосховищ, кар'єрів та ін.), Моделюванні потоків газів і рідин. Існують два типи тривимірних моделей: псевдотрехмерние, коли фіксується третя координата і справжні тривимірні.

Більшість сучасних ГІС здійснює комплексну обробку інформації:

• збір первинних даних;

• накопичення і зберігання інформації;

• різні види моделювання (семантичне, імітаційне, геометричне, евристичне);

• документальне забезпечення.
Основні галузі використання ГІС:

• державний земельний кадастр;