Дисциплина 6 – «Автоматизация топографо-геодезических работ»

1. Программные средства автоматизированных технологий земельного и городского кадастра; их классификация.

Встречаются различные модели, определяющие составные части ГИС. Любую ГИС можно представить как 4-х компонентную модель,включающую:

-аппаратное обеспечение (процессоры, периферия и др.)

-програмное обеспечение (методы и ср-ва, обеспечивающие функции хранения, анализа и предоставление данных)

-данные (качественные и количественные характеристики)

-пользовательские системы.

Более устойчива модель ГИС, в основу которой положен функциональный принцип. Основной компонент такой системы:

подсистема ввода и преобразования данных(создает целостную информацию цифрового образа объекта на основе преобразования графической информации в цифровой вид и ввода её в компьютер. Источниками м.б. карты, геодезические приборы, снимки. Информация м.б. введена с клавиатуры, сканера и др. Наиболее распространены 3 способа преобразования графической инф-ции в цифровую форму: точечный(с помощью цифрователей, дигитайзеров), линейный, сканирование).

подсистема обработки и анализа ГИС (выполняет процедуры обработки данных, манипулирование пространственных и семантических данных, осуществляемых при обработке пользовательских запросов. К наиболее важным относят операции, обеспечивающие выбор и внесение данных в память машины, а также все аналитические операции, которые происходят при решении задачи: поиск данных памяти, проведение логических операций, специальные математич.расчеты. ГИС должна обладать большим набором ср-в анализа пространственных данных, возможностью их расширения и дополнения. Анализ данных позволяет получить новую инф-цию из существующей БД).

подсистема вывода данных (для вывода изображения на монитор или печатающие устройства, что позволяет выполнять след. действия: создание диаграмм, вывод стат. данных, создание карт и т.д.).

подсистема предоставления информации (для оперативного предоставления данных по запросам пользователей ГИС. Здесь также определяются условия и режимы предоставления инф-ции по запросам пользователей, осуществляется защита от несанкционированного доступа).

пользовательский интерфейс (он должен отвечать требованиям физического и психологического комфорта пользователя).

подсистема хранения данных (для организации хранения и обновления БД с помощью систем управления ими. Для работы с файлами БД необходимо СУБД-один из основ. компонентов ГИС, в значительной степени лпределяющий эффективность работы ГИС. СУБД ГИС осущ-ет автоматически поиск в БД инф-ции. Различная природа пространственных и атрибутивных данных определяет проблему управления этими данными. Боль-во ГИС имеют 2 отдельные СУБД для графических и семантических данных. СУБД семантических данных должна иметь интерфейс с СУБД графических данных, которая должна обеспечить: хранение и манипулирование точечными, линейными, площадными графическими объектами; многоуровневое представление графических данных; произвольную выборку и отображение любых фрагментов графических изображений. СУБД пространственных и атрибутивных данных целеком совмещена, это затрудняет манипулирование атрибут.данными. При выборе СУБД руководствуются требованиями: возможность оперировать данными различного типа; наличие возможности работы в сетях; наличие возможности обработки больших объемов инф-ции; наличие сисемы защиты данных от потерь; наличие системы разграничения доступа к инф-ции).

Каждая из подсистем выполняет опред. функции, и отсутствие хотя бы одной из них свидетельствует о неполноценности ГИС-системы. Ядром является БД, под которой понимают поименнованную совокупность данных, отображающих состояние объекта, его свойства и взаимосвязь с др. объектами. Формирование начинается с формирования БД, основанных на территориальной привязке данных. БД ГИС включает графические и атрибутивные данные, которые могут хранится вместе или отдельно.

2. Типы и форматы данных используемых в автоматизированных информационных технологиях кадастра.

Базовыми моделями яв-ся:растровые модели, регулярно-ячеистные, квадротомическая модель данных, векторные модели

1) Растр –прямоугольная решетка, которая разбивает изображения на однородные или гомогенные неделимые части, которые наз. пикселами, каждый изкоторых имеет определенный код, определенное пространственное расположение и характеристики(цвет). В результате сложения значений пикселов складывается цифровое изображение. Пари растровом моделировании для цифрового описания точки достаточно указать принадлежность к определенному пикселу или набору пикселей. Как правило растровые модели отображают исходные объекты с определенной степенью пространственного разрешения. Пространственное разрешение определяется необходимой точностью воспроизводимого объекта. К св-вам растрового изображения относится возможность послойного отображения сложных объектов, а также неограниченный набор атрибутивных данных.В ГИС растрового типа достаточно просто реализуются ф-ции пространственного анализа. Этот анализ заключается в наборе определенных матричных операции, которые позволяют интегрировать данные системы с полицветными изображениями получаемыми в результате дистанционого зондирования. Для хранения используются методы группового кодирования. Степень сжатия растровых данных составляет от 50-10%, что связано с послойным расположением объекта, а также формативными параметрами растрового изображения.

2) Регулярно-ячеистые модели. Простейшей ячеистой моделью яв-ся картографические проекции, которые образуются путем разбиения геоида Земли на равновеликие трапеции. Ячеистые модели данных также применяются для геиграфической привязки данных дистанционного зондирования Земли. Как правило имея растровую основу аэрокосмич. снимки м.б. разбиты на отдельные сигменты, либо с помощью параллелей и меридианов, либо путем разбиения на планшетные линии. Регулярно ячеистые модели данных таким образом представляют собой оцифрованные растровые изображения, которые представляют собой координатную плоскость, разбитую на отдельные сигменты. Если для растровых элементов единицами яв-ся пиксел, то для рассмотренной модели элементом изображения яв-ся ячейка. Ячейки регцулярно располагаются в пространстве имеют правильную геометричкескую форму. Форма ячеек бывает квадраной, треугольной, трапецивидной и тд. При разработке ячеистых моделей часто используют географич. модели, при этом пространство делится на сферические трапеции имеющие переменный угловой диаметр. В отличии от обычной географич картыф цифровые модели практически не дают искажений. В регулярно-ячеисную модель данных широко используют при построении 1 геоинформационной систем в 60-70г. При построении данных моделей учитывалось, что изменения детализации карты определяется необходимым разрешением, при этом разрешение формировалось путем разбиения пространства на большее или меньшее количество ячеек. Регулярно-ячеистая модель данных яв-ся основой ГИС вплоть до 80г. Причиной было отсутствие методов векторного цифрования и ср-в компьютерной графики.

3) Квадротомическая модель данных. Главной особенностью этой модели данных является компактность по сравнению с растровыми моделями и достаточно высокая скорость цифровых операций. Кваротомическая модель основана на разбиении пространства на вложенные в друг друга пиксели или регулярные ячейки. Таким образом вложенные элементы образуют иерархическую древовидную структуру которая состоит из объединенных цифровых связей квадротомических блоков. На первом этапе пространство делится на 4 квадротомических блока которые в дальнейшем соединяются в один далее не делимый элемент и соединяется м/у собой последовательно раскрываемыми связями. Таким образом при раскрытии квадротомич. модели может раскрываться либо сжатся изображение, или все более дробное изображение пространства. Линеная квадротомическая модель яв-ся достаточно экономной и быстродействующей моделью, однако использование ГИС данной модели получили лишь в начале 80г. и к настоящему времени используются очень редко. Существуют модели которые делят простванство на квадраты, актанты. В случаи квадротомических моделей формируется двухмерное изображение, актанты - трехмерное изображение. Близкими к квадратамическим моделям являются наборы растровых слоев, в которых происходит автоматическое уменьшение разрешение при открытии каждого из слоев.

4) Векторные модели данных. Делится на векторные топологические и нетопологические. Все векторные используются для цифрового представления точечных, линейных, площадных аналогично картографическим моделям в которых происходит выбор необходимой проекции для более точного воспроизводства реального пространства. Веткорные изображения получили широкое распространение с начала 80 г. Первоначально для их получения использовали ручные векторизаторы, которые генерировали поток точек вслед за движением курсора по планшету сканером. Множетсво точечных объектов м.б. представлены в векторном формате в виде неупорядоченной последовательности записи. В каждой из записи имеет определенный номер идентификации и 2-х значений координат х и у. В таком случае линейный объект м.б. представлен в виде последовательно образующих их точек. Каждая из этих точек обязательно соединена последующей цифровой связью и таким образом формируется полилинейный объект Векторные модели данных являются классическими при построении координат приведенных к географическим картам, а также и их помощью имеющихся в данных . м.б. привязана к пространным моделям наиболее важный объект для векторных карт яв-ся узел с которого определяется не только конфигурация, площади объекта, но и характеристики периметр, координаты крайних точек.