Как отмечалось ранее, информация —это каждые сведения о состоянии внешней среды и о процессах, в ней происходящих. Пространственные эти являются совокупность поступающей в совокупность, хранимой и выдаваемой потребителям информации об объектах и элементах местности, их направлятьсяфических заглавиях, организационно-технической и вспомогательной (сервисной) информации. Динамику пространственных данных определяют такие параметры, как частота обращения к массивам, период обновления информации.
Базой формирования пространственных разрешённых должны быть следующие правила:
1. Применение системного подхода как применения и основы создания картографических моделей, как методологии исследования и проектирования совокупности и как научного способа разработки действенных компьютерных разработок.
2. Использование математико-картографического моделирования как метода отображения элементов и объектов местности.
3. Управляемость цифровыми картографическими данными.
4. Однократный обработка и сбор пространственных данных и их многократное применение многими потребителями.
Картографические модели формируются в виде структурированных цифровых данных в рамках номенклатурных страниц карт отечественного издания.
Структура представления этих данных в массивах обязана обес-
печивать доступ к информации о любом пространственном элеобъекте и менте, и возможность внесения трансформаций и дополнений в ранее подготовленную данные.
Цифровая информация о местности обязана удоалетворять следующим требованиям:
формироваться в рамках номенклатурных страниц базисной крупномасштабной топографической карты;
создаваться в принятой картографической проекции и системе координат, к примеру в равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаусса—Крюгера;
иметь классификацию элементов и объектов местности, соответствующую классификации, принятой для базисной крупномасштабной топографической карты;
иметь минимально нужный для ответа пользовательских задач объектовый состав;
снабжать возможность машинного определения информации о расположении объектов и их черт;
снабжать сшивку изображения по объектам и элементам на территории участки (и) отдельные районы местности;
иметь структуру представления, снабжающую возможность дополнений и внесения изменений без искажения имеющихся данных и ухудшения их точностых черт;
снабжать преобразование программным методом информации из векторной формы представления в растровую и напротив.
картографии и Взаимодействие геоинформатики стало базой для создания нового направления — геоинформационного картографирования, сущность которого образовывает автоматизированное информационно-картографическое моделирование природных и социально-экономических геосистем на базе ГИС и баз данных.
Четкая целевая установка и в основном прикладной характер— самые важные отличительные показатели геоинформационного картографирования. В соответствии с подсчетам до ’80 % карт, составляемых посредством ГИС, являются оценочными либо прогнозными или отражают то либо иное целевое районирование территории.
Программно-управляемое картографирование по-новому освещает многие классические неприятности, которые связаны с выбором макомпоновки карт и тематической основы (возможность перехода от проекции к проекции, свободное масштабирование, отсутствие фиксированной нарезки страниц), введением новых изобразительных средств (к примеру, мигающие либо перемещающиеся на карте символы), генерализацией (применение фильтрации, сглаживания и т. п.)-
Происходит соединение двух использования картографии: карт и ветвей создания. Многие трудоемкие прежде операции, связанные с подсчетом площадей и длин, преобразованием изображений либо их совмещением, стали примитивными процедурами. Эти вопросы решаются на базе электронной динамической картометрии. использование и Создание карт, а также цифровых моделей, стало единым интегрированным процессом, покакое количество на протяжении компьютерного анализа происходит постоянное обоюдное трансформирование изображений.
На базе ГИС-разработок сформировалось новое направление своевременного картографирования, т. е. создание и использование карт в настоящем либо близком к настоящему масштабе времени для своевременного информирования пользователей и воздействия на ход процесса. Наряду с этим под настоящим масштабом времени знают скорость создания-применения карт, т. е, темп, снабжающий немедленную обработку поступающей информации, ее картографическую визуализацию для оценки, мониторинга, управления, явлений и контроля процессов, изменяющихся в том же темпе. Своевременные карты предназначены для инвентаризации объектов, предупреждения (сигнализации) о неблагоприятных либо страшных процессах, слежения за их развитием, прогнозов и составления рекомендаций, выбора вариантов контроля, стабилизации либо трансформации процессов в самых различных сферах— от экологических обстановок до политических событий. Данные для своевременного картографирования — материалы космических съемок, замеров и непосредственных наблюдений, кадастровая и мониторинговая информация, статистические эти, результаты опросов, переписей, референдумов.
Цифровые карты классифицируют:
по видам применяющих их автоматизированных совокупностей: для использования в автоматизированных совокупностях управления (АСУ); исполнения в автоматизированных совокупностях навигации (АСЫ): наземной, воздушной, водной, космической; автоматизированных совокупностей хозяйственного комплекса;
назначению: для ответа расчетных задач отображения и моделирования местности и оперативной информации; задач отобраместности и жения обстановки на экранах коллективного и индивидуального пользования;
масштабам и видам: цифровые карты городов масштабов 1:10000, 1:25 000; электронные топографические карты разных территориальных образований масштабов от 1 :25 000до 1:1 000 000; электронные авиационные карты масштабов от 1:500 000 до 1:4 000 000; электронные тематические карты;
методам представления (изображения) информации: двухмерные модели (jc, у); трехмерные модели {х, у, Н), четырехмерные либо пространственно-временные модели (jc, у, И, /);
формам представления: векторные; растровые.
В хозяйственных совокупностях цифровые карты (ЦК) должны обеспечивать своевременное управление хозяйственным комплексом в целом по отраслям, планирование применения материальных и природных ресурсов страны, анализ социальных процессов, моделирование управления ресурсами и принятия ответов при действиях в экстремальных обстановках, мониторинг экологической обстановки, ведение и создание национальных и ведомственных кадастров,
В АСУ ЦК возможно оценивать обстанонку, принимать ответ, ставить задачи и организовывать сотрудничество ведомств и хозяйствующих субъектов, изучать географические изюминки территории страны, территориальных образований и регионов, а также делать нужные расчеты при оценке обстановки, планировании, моделировании действий, определении особенностей местности, прогнозировании трансформаций местности, определении координат объектов на местности в настоящем времени.
Для унификации цифровой картографической информации (ЦКИ) нужны кроме этого правила цифрового описания картографической информации, каковые определяют методы учета главного отличия ЦКИ от ее классического графического аналога — требования топологически согласованного отображения картографических данных. Наряду с этим основополагающими в нем являются определения и следующие термины.
Правила цифрового описания картографической информации — свод систематизированных предписаний, регламентирующих содержание, порядок и структуру формирования цифровой картографической информации при создании цифровых топографических карт.
Объект топографической карты — структурная единица картографической информации, отображающая в соответствии с требованиями нормативной документации объект местности либо другую данные, являющуюся необходимой для отображения на топографической карте.
Цифровое описание объекта цифровой топографической карты (ЦТК) — формализованное представление в цифровом виде данных об объекте топографической карты, которое включает цифровое описание пространственного распространения объекта (метрика объекта ЦТК), его смыслового содержания (семантика объекта ЦТК) и пространственно-логических связей объекта с другими объектами данного номенклатурного страницы топографической карты.
Два главных раздела правил цифрового описания картографической информации определяют:
требования к структуре и содержанию цифрового описания картографической информации в составе ЦТК;
правила цифрового описания картографической информации.
Главные требования, которым должно удовлетворять цифровое описание картографической информации, следующие:
обеспечение возможности представления в цифровой форме любой информации, содержащейся на топографи чески х картах соответствующих масштабов;
включение в цифровое описание объектов ЦТК данных как об их плановом очертании и месторасположении, так и о смысловом содержании с полнотой и точностью, соответствующей требованиям главных положений по обновлению и созданию топографических карт масштабов от 1:10 000 до 1:1 000 000;
реализация представления объектов в объектно-ориентированной форме;
обеспечение однозначности интерпретации цифровой картографической информации при ее обработке;
обеспечение возможности автоматического формирования машинных записей объектов, предусмотренных структурой и составом ЦТК.
Цифровое описание картографической информации выполняют в таковой последовательности: определяют темперамент локализации объектов; формируют семантику и метрику объектов; осуществляют цифровое описание пространственно-логических связей
объектов.
Объекты ЦТК обрисовывают с учетом следующих главных параметров: характера локализации, сложности формирования ориентирования и цифрового описания относительно системы
координат.
Темперамент локализации предусматривает дискретные, линейные, площадные объекты ЦТК, и подписи. Правила предусматривают, что в качестве объекта ЦТК «Подпись» смогут быть лишь имена личные объектов, границы которых невозможно с уверенностью выяснить на местности. Своеобразным объектом ЦТК есть его паспорт, содержащий комплект метаданных, которые характеризуют данные в границах номенклатурного листа (НЛ) ЦТК в целом.
Возможность формирования несложных и сложных, и стандартно и нестандартно ориентированных объектов ЦТК определяется в значительной мере генетической связью между традиционной и цифровой формами описания картографической информации. Вместе с тем ее применяют не только для ответа аналитических задач, но и для визуализации результатов анализа, где методы отображения должны иметь информационную
помощь.
Цифровое описание каждого объекта ЦТК в необходимом порядке должно включать его номер, идентификатор, метрику и семантику. В цифровом описании объектов ЦТК смогут кроме этого иметься информацию о пространственно-логических связях.
Правила представления объектов цифровых топографических карт предусматривают, что их метрика обязана описываться координатами точек в заданной совокупности координат, определяющими
его плановые очертания и месторасположение с точностью, которая удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ЦТК соответствующего масштаба.
Метрика линейного объекта ЦТК должна быть представлена массивом координат точек, расположенных на осевой линии объекта по всей его длине. Формирование массива должно обеспечивать возможность описания: криволинейных объектов — точками, плотность которых снабжает сохранение извилистости линии при последующем воспроизведении объекта; объектов, состоящих из прямолинейных отрезков, —точками, фиксирующими вершины углов поворота ломаной линии.
Семантика объекта ЦТК обязана характеризовать свойства и сущность этого объекта и содержать:
код объекта в соответствии с его наименованием по классификатору объектов;
код характера локализации;
цифровое описание черт объекта.
Цифровое описание черт объекта ЦТК должно содержать:
код чёрта в соответствии с ее наименованием по классификатору объектов ЦТК;
значение (при наличии);
координаты точки (точек) привязки (при необходимости).
Значение чёрта, в случае если в соответствии с классификатором объектов ЦТК она имеет множество значений, должно соответствовать одному из следующих вариантов:
для количественных черт — числовое значение;
качественных черт — код соответствующего значения;
черт типа «имя собственное» — собственное имя объекта в текстовой форме.
Сложный объект ЦТК обязан содержать семантику нескольких взаимосвязанных объектов, входящих в его состав.
Правила цифрового описания пространственно-логических связей объектов ЦТК требуют обеспечения топологически согласованного отображения картографических данных. Исполнение этого требования достигают или метрической согласованностью объектов ЦТК, или введением в цифровое описание семантики объектов особых черт, определяющих отношения обрисовываемого объекта с другими объектами.
Процесс создания ЦК включает:
автоматизированное преобразование исходной картографической информации в цифровую форму;
символизацию картографической информации (КИ) и автоматизированное составление ЦК;
разработку пользовательской совокупности управления базами данных (СУБД) для работы с ЦК.
Информационное обеспечение разработки создания совокупности ЦК включает:
кодирования и систему классификации картографической информации;
правила цифрового описания картографической информации;
совокупность (библиотеки) условных знаков ЦК;
формат данных ЦК.
К главным способам создания ЦК относят следующие:
автоматического распознавания образов (растровых изображений, приобретаемых при сканировании);
картографической генерализации с применением теории графов и логико-процедурного подхода, аппарата экспертных совокупностей;
многосредного (multimedia) ПО;
экспертных совокупностей;
установления пространственно-логических связей.
Все преимущества и основные качества ЦК проявляются при их применении. Исходя из этого наровне с фактически цифровой картой потребителю может выдаваться СУБД ЦК, которая реализует следующие главные задачи:
ведение и создание базы данных ЦК;
работа с картографическим изображением:
отображение, масштабирование, перемещение картографического изображения в произвольном направлении;
управление динамическим окном,уровнями нагрузки визуализируемого изображения;
использование и формирование цифровой картографической информации;
применение фотоснимков.
Самый перспективны способы, применяющие цифровую аэрофотоснимки и картографическую информацию.
Разработка экспертной совокупности формирования содержания пространственных моделей местности (ПММ) обязана обеспечить ответ задач проектирования пространственных изображений методом отбора объектового состава, его обобщения и вывода и символизации на экран отображения в требуемой картографической проекции. Наряду с этим потребуется создать методику описания не только условных знаков, но и пространствен но-логических отношений между ними.
Ответ задачи разработки способов организации цифровых данных в банке ПММ и правил построения банков ПММ определяется спецификой пространственных изображений, форматами представления данных. Для этого потребуется создавать пространственно-временной банк с четырехмерным моделированием (х, у, Я, /), где будут генерироваться ПММ в режиме настоящего премени.
Во многом создание цифровых карт зависит от применяемых геоинформационных совокупностей. Так, для цифровых карт с применением пакета программ MapEDIT версии 2.1 (рис. 4.3) нужны следующие этапы:
составление проекта работ с формированием классификатора (библиотеки типов);
сканирование исходных материалов;
перевод растровых изображений в векторное представление (векторизация);
ввод атрибутных данных (семантических черт объектов);
«сшивка» различных планшетов в единую карту;
экспорт данных в обменный формат конечной информационной совокупности;
импорт данных в конечную информационную совокупность;
окончательное оформление вида отображения разнотипных объектов в конечной информационной совокупности.
В связи с трудоемкостью работ, которые связаны с оцифровкой карт, и громадными издержками, появляющимися в связи с внесением каких-либо значительных корректур в ходе оцифровки, большое значение ириобретает подготовительный этап проведения работ. Степень детальной продуманности каждого этапа выполнения работ, верно выставленные требования по точности и четкое познание того, какие конкретно результаты должны быть взяты, немногом определяют успех всей предстоящей работы.
Этап составления проекта включает ответ следующих задач:
определение состава объектов, подлежащих векторизации;
разделение объектов на тематические слои, определение перечня типов объектов, входящих в любой слой;
разработка структуры базы атрибутных данных для каждого слоя;
создание библиотеки типов (классификатора) средствами программы MapEDlT.EXE;
снабжение типов объектов атрибутами отображения (цвет, толщина и тип линии) в векторизаторе MapEDIT и ответ этого вопроса для конечной гсоинформационной совокупности;
определение нужной точности съема графических данных и, как следствие, нужной разрешающей способности сканирования и типа сканера;
определение размера лично векторизуемого фрагмента карты, исходя из условия обеспечения громаднейшей технологичности процесса векторизации.
не меньше серьёзен этап сканирования исходных картографических материалов, т. е. получение файлов с исходными растровыми изображениями. качество и Точность векторизации прямо зависят от качества приобретаемых сканерных изображений.
Этап сканирования исходных материалов включает: настройку сканерной утилиты на сканирование конкретного исходного материала;
фрагментарное сканирование исходных материалов (MapEDIT разрешает векторизовать исходные материалы формата АО и более, применяя сканеры маленького формата; в этом случае сканирование производится с маленьким перекрытием фрагментов).
Электронная карта(англ. electronic map) — это картографическое изображение, визуализированное на дисплее (мониторе) компьютера на базе данных цифровых карт либо баз данных ГИС, либо картографическое произведение в электронной (безбумажной) форме, воображающее собой цифровые эти вместе с программно их визуализации.
Полная цифровая модель объекта цифровой карты, отображающая в определенной совокупности координат пространственное положение и геометрическое описание объектов карты, включает: геометрическую (метрическую) данные; атрибуты-показатели, которые связаны с объектом и характеризующие его; неметрические (топологические) характеристики, каковые растолковывают связи между объектами (ориентация одного объекта по отношению к второму, наличие неспециализированной точек и границы, сложность контуров, наложение одного объекта на другой).
Геоинформационное картографирование. Цель и задачи. Классификация цифровых карт.
карты и Планы как правило создают двумя способами: по итогам наземных геодезических съемок и с использованием материалов дистанционного зондирования местности. К таким материалам относят полутоновые как цветные, так и черно-белые космические либо аэрофотоснимки, полученные с помощью разных аэрофотосъемочных совокупностей, устанавливаемых на борту неестественных спутников Почвы, космических станций, самолетов, вертолетов, дельтапланов и пр-
Комплекс работ по созданию земельно-ресурсных (среди них и земельно-кадастровых) карт реализовывают по определенной технологической схеме, обобщенная блок-схема которой продемонстрирована на рисунке 4.4. Главные большие блоки:
фотограмметрическая система, при помощи которой осуществляются преобразование и ввод полутоновых цветных либо черно-белых снимков, обработка либо выдача конечной продукции в виде ортофотопланов (полутоновые изображения участка местности в ортогональной проекции) либо штриховых кадастровых замыслов;
система цифрования ортофотопланов и карт, при помощи которой преобразуются в цифровой вид имеющиеся карты и планы;
система цифровой обработки, отображения и хранения картографической информации, которая помогает для цифровой модели местности (ЦММ) методом преобразования растровых изображений в векторную форму, формирования тематических слоев, создания особых хранилищ информации (баз данных) и электронных карт, выдачи готовой продукции в виде цветных земельно-кадастровых и других тематических карт.
Центральным ядром технологической схемы есть подсистема цифровой обработки, отображения и хранения графической информации.
Цифровая карта — это цифровое выражение векторного либо растрового представления общегеографической либо тематической
Рис. 4.4- Блок-схемя создания земельио-р«сурсных карт
карты, записанное н определенном формате, снабжающем ее хранение, воспроизведение и редактирование.
Электронная карта (англ. electronic map) — это картографическое изображение, визуализированное на дисплее (мониторе) компьютера на базе данных цифровых карт либо баз данных ГИС, либо картографическое произведение в электронной (безбумажной) форме, воображающее собой цифровые эти вместе с программно их визуализации.
Полная цифровая модель объекта цифровой карты, отображающая в определенной совокупности координат пространственное положение и геометрическое описание объектов карты, включает: геометрическую (метрическую) данные; атрибуты-показатели, которые связаны с объектом и характеризующие его; неметрические (топологические) характеристики, каковые растолковывают связи между объектами (ориентация одного объекта по отношению к второму, наличие неспециализированной точек и границы, сложность контуров, наложение одного объекта на другой).
Информация об объекте, содержащаяся в базе данных ГИС, обязана складываться из необходимых и необязательных компонентов Не обязательно хранить все атрибутивные эти слоя в одной таблице — данные из различных источников возможно держать в различных таблицах и связывать их логически в одну громадную таблицу. Для этого возможно применять однообразное во всех таблицах и одновременно с этим неповторимое в пределах раздельно забранной таблицы поле (номер объекта либо его идентификатор), т, е. любая таблица должна иметь так называемый первичный ключ (индекс) — поле либо комплект полей, содержимое которых конкретно определяет запись в таблице и отличает ее от вторых. Связь между таблицами в большинстве случаев образуется при добавлении в первую таблицу поля, содержащего значения индекса второй таблицы. Именно поэтому становится вероятным объединять какие конкретно угодно громадные количества данных и при помощи особых программных средств осуществлять отбор записей, создавать группировки, сортировки и объединения, и поиск в базе данных по запросу пользователя, что не только актуально, но и формирует громадные удобства пользователю, потому, что не требует перестройки всей БД, достаточно только обновить лишь одну из исходных таблиц.
Логическая сообщение будет функционировать следующим образом: при выделении атрибутной информации объекта в одной таблице, что отобразится во всех других. Таким способом возможно связать не-
какое количество таблиц не только логически, но и физически«сшить» их в одну громадную.
Дабы совокупность имела возможность вольно оперировать с огромным числом так организованной пространственной информации, ее комплекты нужно в некотором роде соотнести с элементами изображения карты. Для этого как правило применяют способ квантования информации — разделение се на последовательность уровней (слоев). В цифровой картографии этот подход получил наименование послойного принципа (первый принцип) организации элементов изображения.
Второй принцип организации элементов изображения — объектно-ориентированный, в то время, когда объекты собирают в соответствии с логическими связями между ними, с построением раззависимостей и личных иерархий.
Обучаемся просматривать электрические схемы на примере несложного терморегулятора.
