Использование растровых данных в ГИС-приложениях. Форматы растровых данных, используемых в различных ГИС

Все системы поддерживают обмен пространственной информацией (экспорт и импорт) со многими ГИС и САПР через основные обменные форматы: SHP, E00, GEN (ESRI), VEC (IDRISI), MIF (MapInfo Corp.), DWG, DXF (Autodesk), WMF (Microsoft), DGN (Bentley). Только некоторые, в основном отечественные системы, поддерживают российские обменные форматы – F1M (Роскартография), SXF (Военно-топографическая служба)

Данные системы обеспечивают работу с растровой информацией, поддерживая при этом все основные форматы (TIFF, JPEG,GIF, BMP, WMF, PCX). Некоторые системы поддерживают несколько десятков растровых форматов, например их перечень для системы Autodesk Map выглядит следующим образом: BMP, CALS1, FLIC, G3, G4, CIF, GeoSPOT, GeoTIFF, IG4, IGS, JFIF, JPEG, PCX, PICT, PNG, PSD, PhotoCD, RLC1, RLC2, TARGA, TIFF, ECW и MrSID. В этом списке следует обратить внимание на GeoSPOT, GeoTIFF и MrSID. Первые два формата позволяют передавать информацию о привязке растра к реальным географическим координатам, а последний обладает уникальными возможностями сжатия информации.

13 Функции пространственного анализа над объектами картографических слоев (покрытий) ГИС.

Выбор объектов по запросу:самой простой формой запроса является получение характеристик объекта указанного курсором на экране и обратная операция, когда изображаются объекты с заданными атрибутами. Более сложные запросы позволяют выбирать объекты по нескольким признакам, например по признаку удаленности одних объектов от других, совпадающие объекты, но расположенные в разных слоях и т. д.

Для выбора данных в соответствии с определенными условиями используются SQL- запросы. Для выполнения запросов разной сложности реализованы возможности использования при составлении запросов математических и статистических функций, а также географических операторов, позволяющих выбирать объекты на основании их взаимного расположения в пространстве (например, находится ли анализируемый объект внутри другого объекта или пересекается с ним).

Геометрические функции: к ним относят расчеты геометрических характеристик объектов или их взаимного положения в пространстве, при этом используются формулы аналитической геометрии на плоскости и в пространстве. Так для площадных объектов вычисляются занимаемые ими площади или периметры границ, для линейных - длины, а также расстояния между объектами и т.д.

Оверлейные операции (топологическое наложение слоев)являются однимииз самых распространенных и эффективных средств. В результате наложения двух тематических слоев образуется другой дополнительный слой в виде графической композиции исходных слоев. Учитывая, что анализируемые объекты могут относиться к разным типам (точка, линия, полигон), возможны разные формы анализа: точка на точку, точка на полигон и т.д. Наиболее часто анализируется совмещение полигонов.

Построение буферных зон.Одним из средств анализа близости объектовявляется построение буферных зон.Буферные зоны - это районы (полигоны), граница которых отстоит на заданном расстоянии от границы исходного объекта. Границы таких зон вычисляются на основе анализа соответствующих атрибутивных характеристик. При этом ширина буферной зоны может быть как постоянной, так и переменной. Например, буферная зона вокруг источника электромагнитного излучения, будет иметь форму круга, а зона загрязнения от дымовой трубы завода с учетом розы ветров будет иметь форму близкую к эллипсу.

Сетевой анализ позволяет пользователю проанализировать пространственные сети связных линейных объектов (дороги, линии электропередач и т. д.). Обычно сетевой анализ служит для задач определения ближайшего, наиболее выгодного пути, определения уровня нагрузки на сеть, определение адреса объекта или маршрута по заданному адресу и другие задачи.

14Техника запросов в ГИС-приложениях. Запросы к базам пространственных и атрибутивных данных.

Пространственные запросы - запросы к графическим объектам - являются одной из главных задач любой ГИС. Самый простой и известный из них - ручное выделение объектов на карте, когда Вы "мышью" выделяете один или несколько объектов. При этом подсвечиваются объекты, а также связанные с ними записи атрибутивной таблицы. Более же серьезные задачи решаются с помощью операций определения пространственного положения объектов( лежит внутри, лежит вне, включает,пересекает) относительно друг друга и относительно буферных зон.Атрибутивныебазы данных не только помогают по-разному отобразить объекты с различными свойствами. При выполнении пространственных запросов атрибутика помогает более точно идентифицировать объект - в самом простом случае мы можем указать объект на карте и получить о нем подробную информацию (номер, имя, размер и т.д.) Можно, разумеется, организовывать выбор объектов на карте посредством запросов к атрибутивной таблице, так как мы знаем, что выделение объектов связано с выделением их атрибутивных записей. В любой ГИС можно организовать запрос к атрибутике.

15Основные синтаксические конструкции SQL для работы с табличными базами данных.

Каждый запрос начинается с глагола, т.е. ключевого слова, описывающего выполняемое действие, и заканчивается точкой с запятой.

Типичными глаголами являются SELECT (выбрать), CREATE (создать), INSERT (добавить), DELETE (удалить) и COMMIT (завершить).

После глагола следует одно или несколько предложений. Они описывают данные, с которыми работает запрос, или содержат уточняющую информацию о действии, выполняемом запросом. Каждое предложение начинается с ключевого слова, например WHERE (где), FROM (откуда), INTO (куда) и HAVING (имеющий). Одни предложения в запросе могут изменяться, а другие - нет. При этом конкретная структура и содержимое предложения также могут изменяться. Многие предложения содержат имена таблиц или столбцов; некоторые из них могут содержать дополнительные ключевые слова, константы и выражения.

При дальнейшем описании глаголы, с которых начинаются запросы, и ключевые слова (слова, которые в SQL зарезервированы для специального использования и являются частью его синтаксиса) будут записываться заглавными буквами, чтобы отличать их от имен столбцов и таблиц. Но в общем случае синтаксис SQL -запросов не чувствителен к расположению текста по строкам и к регистру символов. При выполнении каждый запрос SQL проходит несколько фаз обработки

• синтаксический разбор, который включает проверку синтаксиса запроса, проверку имен таблиц и столбцов в БД, а также подготовку исходных данных для оптимизатора;

• проверка привилегий пользователя, проверка действительности имен системных каталогов, таблиц и названий полей;

• генерация плана доступа к ресурсам (план доступа - это двоичное представление выполнимого кода по отношению к данным, сохраняемым в БД);

• оптимизация плана доступа, которая включает подстановку действительных имен таблиц и колонок БД в представление, идентификацию возможных вариантов выполнения запроса, определение стоимости выполнения каждого варианта, выбор наилучшего варианта на основе внутренней статистики;

• выполнение запроса.

16 Формирование отчета на запрос к БД ГИС. Оформление отчета в виде карт, таблиц, картограмм, стандартной деловой графики.

Табличный отчет представляет собой напечатанную таблицу, в которой данные упорядочены по столбцам и строкам. Каждый из столбцов отчета содержит поле исходной таблицы или вычисляемое поле, а строка представляет собой запись.

Табличный отчет позволяет напечатать данные из таблиц в наиболее простом и естественном виде. Однако табулированное представление данных в отчете имеет свои недостатки. На практике в ряде случаев (почтовые этикетки, чеки, письма и т.д.) поля исход ной таблицы должны располагаться в специально отведенных для них местах отчета. Очевидно, что табличный отчет не пригоден для этих целей.

17 ГИС MapInfo. Назначение и функциональные возможности системы для решения задач кадастра.

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 обособленными базами данных, экспортировать географические объекты в другие программные продукты и многое другое.

В MapInfo вся информация (и текстовая и графическая) хранится в таблицах (Tables). Каждая таблица - это группа файлов, которые задают вид карты или файла данных. Обычно при работе с MapInfo используется большое число таблиц и окон. Открытие таблиц и окон занимает определенное время. В MapInfo все используемые таблицы и окна можно объединить в Рабочий Набор. Рабочий набор - это список всех таблиц и окон, которые используются в данный момент, хранящийся в файле с расширением WOR.

В нем содержится информация обо всех открытых окнах, их размерах и положении на экране, обо всех используемых шрифтах, символах, линиях и штриховках.

Просмотр данных осуществляется с помощью трех окон:

· окно Карты - представляет информацию в виде обычной карты, позволяющей 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, состоящей из строк и столбцов;

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

18Структура данных MapInfo. Типы данных в MapInfo.

Способы представления данных:

• Карта и список
  В окне Карты доступны инструменты редактирования и создания картографических объектов, масштабирования, изменения проекций и другие функции работы с картой. Связанная с картографическими объектами атрибутивная информация хранится в виде таблиц, данные из которых можно представить в виде графиков и диаграмм различных типов
• Легенда
  В окне Легенды отображаются условные обозначения объектов на карте и тематических слоях
• Отчет
  В окне Отчета предоставляются средства масштабирования, макетирования, а также сохранения шаблонов многолистных карт. Работая с MapInfo, можно формировать и распечатывать отчеты с фрагментами карт, списками, графиками и надписями. При выводе на печать MapInfo использует стандартные драйверы операционной системы
• Тематические карты
  Для наглядного представления и картографического анализа пространственных данных в ГИС MapInfo используется тематическое картографирование. MapInfo предлагает следующие методы построения тематических карт: диапазоны значений, столбчатые и круговые диаграммы, градуированные символы, плотность точек, отдельные значения, непрерывная поверхность. Сочетание тематических слоев и методов буферизации, районирования, слияния и разбиения объектов, пространственной и атрибутивной классификации позволяет создавать синтетические многокомпонентные карты с иерархической структурой.

Источники данных MapInfo:

• Таблицы MapInfo
• Обменные векторные форматы САПР и геоинформационных систем: AutoCAD (DXF, DWG), Intergraph/MicroStation Design, ESRI Shape файл, ARC/INFO Export, а также растровые карты в форматах GIF, JPEG, TIFF, PCX, BMP, MrSID, PSD, ECW, BIL (снимки SPOT) и GRID (GRA, GRD). В MapInfo можно отображать данные, полученные с помощью GPS и других электронных геодезических приборов
• Файлы Excel, Access, xBASE, Lotus 1-2-3 и текстовые, в которых кроме атрибутивной информации могут храниться координаты точечных объектов
• ГИС MapInfo может выступать в роли «картографического клиента» при работе с такими известными СУБД, как Oracle и DB2, поскольку поддерживает эффективный механизм взаимодействия с ними через протокол ODBC. Более того, доступ к данным из СУБД Oracle возможен и через внутренний интерфейс (OCI) этой базы данных

В одном сеансе работы одновременно могут использоваться данные разных форматов.

Встроенный язык запросов SQL, благодаря географическому расширению, позволяет организовывать выборки с учетом пространственных отношений объектов, таких как удаленность, вложенность, перекрытия, пересечения, площади объектов и т.п. Запросы к базе данных можно сохранять в виде шаблонов для дальнейшего использования. В MapInfo имеется возможность поиска и нанесения объектов на карту по координатам, адресу или системе индексов.