Технология работ по геоинформационному анализу и моделированию территории.

 

В качестве основных этапов технологииработ по геоинформационному анализу и моделированию территории следует выделить:

- сбор комплексной информации о территории. Это могут быть картографические материалы, результаты дистанционного зондирования Земли, описательная и статистическая информация, отчеты и т.п.;

- обработка исходных данных, перевод из аналогового вида в цифровой. На этом этапе применяется широкий круг программных средств, причем это не только ГИС, но и системы автоматизированного
проектирования, автоматической векторизации, графические системы, комплексы специализированных программных средств. Благодаря применению новейших технических средств, например широкоформатного сканера, можно существенно увеличить производительность работ по переводу картографических материалов в растровый вид;

- систематизация и накопление пространственно-координированных
данных. Этотэтап работ является одним из основных в разработанной
технологии, так как благодаря этому, происходит создание банка разнородных данных о исследуемой территории. Информация накапливается, систематизируется и может быть использована в дальнейшем при реализации других проектов управления территориями.

- анализ и моделирование. Этот этап работ наиболее творческий,
заключается в подборе (или собственной разработке) программных средств,
решающих определенные управляющие задачи. Среди выполняемых на этом этапе задач можно выделить: создание объемных моделей территории, проведение расчетов по определению зон видимости, решение задач логистики, тематическое картографирование качественных и количественных показателей территории, геокодирование пространственно-временных связей между объектами и др.

- получение готовой продукции в цифровом и аналоговом виде.

Данный этап работ реализуется благодаря разработке специализированных
оболочек для свободного распространения цифровой картографической
информации, как на электронных носителях, так и в среде Интернет. Также применяется методика широкоформатной печати созданных картографических произведений.

Таким образом, можно утверждать, что в настоящее время географические земельно-информационные системы являются доступным и экономически сбалансированным инструментом для управления территориями в рамках природно-технического комплекса.

 

1.2 Общие аналитические операции и методы пространственно-временного моделирования

Несмотря на то, что хранящиеся в ГИС сведения представляют собой основную ценность, они приносят реальную пользу только при их использовании для решения прикладных задач. Каждая ГИС наряду с модулями для ввода и вывода данных обязательно имеет средства, предназначенные для выполнения общих функций про­странственного анализа и средства для решения специфических задач пользователя. Эти средства зависят от моделей данных, под­держиваемых ГИС и используемых для решения задач пользовате­ля. Это, прежде всего, функции организации выбора объектов по тем или иным услови­ям, функции редактирования структуры и информации в базах данных, функции картографической визуализации, картометрические функции, функции построения буферных зон, анализа наложений, функции сетевого анализа и др.

Функции работы с базами данных. Функции анализа в этом слу­чае включают в себя: изменения структуры баз данных (добавле­ние или удаление полей, изменение их типов); ввод новых данных и редактирование имеющихся, в том числе в автоматическом ре­жиме и посредством выполнения специальных процедур анализа, таких, как вычисление площадей или определение соседей; про­стой поиск сведений; поиск необходимых данных с использовани­ем запросов типа SQL либо QBE с одновременным выде­лением выбранных объектов как в таблицах баз данных, так и на картах; вычисление (калькуляцию) новых значений поля по ха­рактеристикам других полей базы данных или других баз; создание производных баз данных путем объединения (классификации) за­писей исходной базы или выбором части полей исходной базы; объединение баз по общему (ключевому) полю и др. Эти функции значительно чаще других используются при анализе данных в ГИС. Их реализация в разных системах различна. В некоторых из них результаты любого запроса становятся самостоятельным элемен­том (GeoMedia Professional, Maplnfo Professional), с которым мож­но обращаться так же, как и с любым другим (классом объектов, таблицей и т.п.), т.е давать ему имя, настраивать его визуализа­цию, конструировать к нему новые запросы, использовать его в других операциях.

Формирование и редактирование пространственных данных. Во всех полнофункциональных ГИС есть средства формирования и редактирования пространственных данных. С точки зрения ана­лиза нас интересуют такие средства, в которых при формирова­нии или редактировании одних данных используются другие.

Среди функций редактирования данных для систем, не поддер­живающих топологические модели данных, есть функции, позво­ляющие из любых данных создавать топологически корректные структуры, т.е. структуры, не имеющие самопересечений, пустот и перекрытий между полигонами, перехлестов и недоводов для линейных объектов.

Так, при удалении перекрытий в системе Maplnfo Professional участок перекрытия будет присоединен к тому полигону, площадь которого больше, и удален из полигонов с меньшей площадью. При удалении пустот между полигонами задается максимальная площадь, которую может иметь удаляемая пустота. Пустотная об­ласть присоединяется к тому из соседних с ней полигонов, пло­щадь которого больше.

 

На рынке программных продуктов предлагаются различные ГИС, отличающиеся по функциональным возможностям, требованиям к аппаратным ресурсам и другим характеристикам. Одна из широко распространенных в России ГИС - MapInfo Professional, разработанная фирмой MapInfo Corporation (США).

 

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ГИС МАРINFO

Общие сведения

MapInfo Professional - это геоинформационная система, позволяющая создавать и анализировать карты стран, территорий, районов, городов и вообще всего, что может рассматриваться как карта или план. Созданная электронная карта может быть отображена различными способами, в том числе в виде высококачественной картографической продукции. Кроме того, MapInfo позволяет решать сложные задачи географического анализа на основе реализации запросов и создания различных тематических карт, осуществлять связь с удаленными базами данных, экспортировать географические объекты в другие программные продукты и многое другое.

Основные возможности MapInfo:

· работа с векторными данными и связанной с ними тематической информацией;

· возможность редактирования картографической информации, в том числе по снимкам, используя их в качестве растровой подложки;

· просмотр данных в любом количестве и по-разному представленных, в виде окон трех видов: Карта, Список и График. Технология синхронного представления данных позволяет открывать одновременно несколько окон, содержащих одни и те же данные, причем изменение данных в одном из окон сопровождается автоматическим изменением этих данных во всех остальных окнах;

· разнообразные средства визуализации информации с помощью создания тематических карт;

· изменение проекций карт;

· составление запросов разной сложности: от простых выборок из отдельных файлов до сложных SQL - запросов по нескольким файлам;

· прямой доступ к файлам, созданным в dBase или графических файлах различных форматов.

Программный продукт MapInfo можно использовать для создания различных видов тематических карт, в которых регистрируются результаты анализа и обработки материалов, хранящийся в базе данных.

База данных MapInfo - не реляционная и не иерархическая; она может быть названа пространственной в том смысле, что все сведения, содержащиеся в ней, имеют единую географическую привязку, что обеспечивает взаимосвязь между всеми объектами хранения.

MapInfo совмещает преимущества обработки данных, которыми обладают базы данных (включая мощный язык запросов SQL), и наглядность карт, схем и графиков. В программном продукте совмещены эффективные средства анализа и представления данных.

В MapInfo вся информация (и текстовая, и графическая) хранится в таблицах (Tables). Каждая таблица - это группа файлов, задающих вид карты или файла данных. Обычно при работе с MapInfo используется большое число таблиц и окон. Открывание таблиц и окон занимает определенное время. В MapInfo все используемые таблицы и окна можно объединить в Рабочий Набор.

Просмотр данных осуществляется с помощью трех окон:

окно Карты

· - представляет информацию в виде обычной карты, что позволяет анализировать географические зависимости данных. Окно карты может содержать информацию сразу из нескольких таблиц, при этом каждая таблица представляется отдельным слоем карты;

окно Списка

· - представляет информацию в виде электронной таблицы, списка записей, состоящих из строк и столбцов;

окно Графика

· - представляет информацию в виде графиков и диаграмм, что позволяет анализировать числовые зависимости между данными.

Технология синхронного представления данных позволяет просматривать таблицу одновременно в нескольких окнах Карт, Списков и Графиков.

MapInfo работает со следующими типами растрового изображения:

· черно-белые изображения: при этом каждый пиксель соответствует черной или белой точке. Такие изображения занимают меньше всего места и быстрее всего читаются и показываются в MapInfo;

· полутоновые изображения: каждый пиксель содержит код черного, белого или одного из тонов серого цвета;

· цветные изображения: каждый пиксель отображает один из цветов, имеющихся в палитре данного изображения.

MapInfo позволяет работать со следующими форматами:

· имя файла.GIF (Graphics Interchange Format),

· имя файла.JPG (JPEG format),

· имя файла.TIF (Tagged Image File Format),

· имя файла.PCX (Soft Paintbrush),

· имя файла.BMP (Windows Bitmap),

· имя файла.TGA (Targа),

· имя файла.BIL (Spot спутниковые фотографии).

 

Инструментальная среда