Подсистема обработки, поиска и анализа данных. Послойная организация данных

Программы преобразования, обработки и анализа данных.

Эти программы составляют ядро геоинформационных технологий. К ним относятся программы, обеспечивающие:

1. операции переструктуризации данных;

2. трансформацию проекций и изменение системы координат;

3. операции вычислительной геометрии;

4. оверлейные операции (наложение разноименных и разнотипных слоев данных)

5. общие аналитические, графоаналитические и моделирующие функции.

1.Переструктуризации данных — это операции преобразования данных из векторного представления в растровое представление и обратно. Алгоритм векторно-растрового преобразования довольно прост.

а) векторное изображение: набор векторных полигонов с их номерами;

б) регулярная квадратная сетка накладывается на исходное векторное изображение. Принадлежность ячейки и полигона в целом определяется положением его геометрического центра.

в) и г) Каждая ячейка получает номер своего полигона.

Все это выполняется автоматически, машиной.

Существует множество программ для работы с растрами и обработки растровых данных. Например, серия программ: RasterArts, (Spotlight, RasterDesk, Vectory, ColorProcessor) и другие, которые содержат большой набор инструментов для обработки растрового материала (фильтры, калибровку, трансформацию, редактирование и автоматическую векторизацию). Специальные векторизаторы (наиболее распространенные) — MapEdit, EasyTrace — предназначены для автоматизированной или полуавтоматизированной векторизации цветного или ч/б растрового изображения. Они очень удобны, если исходное изображение — расчлененное.

Программы обработки растровых данных помогают:

· исправить метрические погрешности сканера и искажения любой другой природы (ScanCorrect);

· подготовить растровый файл отсканированной карты к векторизации путем уменьшения цветовой гаммы (например, исправить разный цвет у одинаковых фоновых знаков) — Magic Map;

· осуществить цветокалибровку файлов к цветопечати, чтобы минимизировать искажения цветов при печати изображения — AccuPrint.

Среди других операций реструктуризации данных выделяются операции фрагментации или дефрагментации слоев, включая сшивку фрагментов при полистном цифровании исходных карт.

2.Трансформация проекций и изменение системы координат. Сюда входят:

операции пересчета координат пространственного объекта;

операции укладки объектов в систему опорных точек с использованием линейных или аффинных преобразований

трансформация картографической проекции — наиболее часто используемая операция. Необходимость этой операции проявляется при использовании карт, составленных в разных проекциях, для составления, например, электронного атласа.

Коммерческие программные продукты высокого уровня обязательно содержат блок преобразования проекций.

3.Операции вычислительной геометрии. Программные средства ГИС предоставляют пользователю возможность производить некоторые картометрические операции:

· расчет площадей;

· расчет длин ломаных линий;

· расчет координат центроидов и ряд других.

4.Оверлейные операции.

Например, наложение 2-х разноименных слоев — это типичная оверлейная операция.

Наложение двух разноименных слоев с генерацией производных объектов, возникающих при их геометрическом наслоении. Но! Большие затраты времени на поиск координат всех пересечений.

В простейшем случае это операция отображения, но при ряде аналитических операций данные из разных слоев объединяются физически. Наложение, или пространственное объединение, позволяет, например, интегрировать данные о почвах, уклоне, растительности и местоположении землевладения со ставками земельного налога.

5.Общие аналитические, графоаналитические и моделирующие функции — это:

· расчет и построение так называемых буферных зон, то есть областей, ограниченных эквидистантными линиями — линиями равного отстояния;

· анализ сетей (классические оптимизационные задачи: определение кратчайших путей) и задачи на сетях. Эти операции очень часто используются коммерческими предприятиями для решения транспортных задач (так называемые «задачи коммивояжера»;

· цифровое моделирование рельефа на основе значений плановых и высотных координат множества точек. Это — возможность рассчитать углы наклона, составить экспозицию склонов, вычислить площади поверхности рельефа, объем, нарисовать (сгенерировать) горизонтали или профиль;

· картографическая графика — это: возможность воспроизведения монохромных и цветных карт, выбор и изменение палитры цветовых заливок, штриховок, крапа; редактирование и использование различных способов картографического изображения; создание новых знаков (обычно выбор условных знаков ограничен, и их необходимо добавлять); размещение и редактирование легенды; возможность размещать карты-врезки, графики, таблицы — т.е. выполнять полную компоновку.

Послойная организация данных:

-растр

-растительность

-населенные пункты

-дорожная сеть

-гидрография

-границы

-косметический слой