Слайд 15-
Информационные системы
Information system
Systeme d'information
SISTEME INFORMAŢIONALE
Dr.
conf.
Vasile Grama
Слайд 25-
Лекция TEMA
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ДАННЫЕ
топографическая карта
Обзор понятия географические данные
Растровая модель и
растровые ГИС
Векторная модель и векторные ГИС
Увязывание атрибутивных данных с пространственными
объектами
Форматы данных
Работа в ArcCatalog
Опции
Метаданные
Слайд 35-
понятия географические данные
Традиционная топографической карты - два вида представления информации.
1. это чертеж с геометрическими объектами различного типа локализации, описываются
при помощи пространственных координат.
2. представляет пространственное распределение некоторых параметров или описательных данных, характеризующих территорию или отдельные ее части, которые сами по себе описываются без привлечения пространственных координат.
Первый тип - метрической,
второй — семантической (описательной, атрибутивной, смысловой).
Пространственно-распределенную информацию можно разделить на три группы: семантическая, метрическая и топологическая.
Слайд 45-
понятия географические данные
Источником семантической информации является способность человека распознавать (выделять)
некоторые части пространства и находящиеся в них предметы, а также
связывать с ними различные определения или характеристики.
Такую информацию удобно хранить в реляционной базе данных, где ключом может служить, в частности, название объекта или его номер.
Слайд 55-
понятия географические данные
Источником метрической информации является способность человека отличать разные
части пространства и осуществлять измерения расстояний, площадей, объемов.
Метрическая информация
отражает свойство предметов находиться в определенной части пространства и занимать некоторую его часть.
Слайд 65-
понятия географические данные
Топологическая информация отражает свойства пространства, которые не меняются
при любых его линейных деформациях, проводимых без разрывов и «склеиваний».
К топологической информации относятся:
точки пересечения объектов,
данные о примыкании объектов друг к другу (или общих границах).
Простейшими топологическими свойствами являются характеристики положения объектов относительно друг друга, например: «слева», «справа». Каким бы образом мы мысленно не «растягивали» или не «сжимали» пространство, характеристика относительного положения объектов не изменится.
Слайд 75-
понятия географические данные
Вопрос: можно ли такие сущности, как дом, магазин,
улица, считать пространственными объектами?
Ответ: Да. Каждый из этих объектов
занимает определенное пространственное положение, уникальность которого служит для индивидуализации объектов, их отличия одного от другого.
Слайд 85-
понятия географические данные
ВОПРОС: можно ли отношения ДОМ и МАГАЗИНЫ считать
пространственной информацией?
Эти отношения являются не чем иным, как информационным
представлением реальных локализованных в пространстве сущностей, объектов. Ответ — НЕТ.
Отношения в том виде, не позволят различать объекты, основываясь на их пространственном положении, поскольку в атрибутах объектов нет сведений об этом.
Слайд 95-
понятия географические данные
Чтобы информационное представление объектов можно было назвать «пространственным»,
к нему, как минимум, необходимо добавить атрибут, однозначно описывающий область
пространства, в которой объект локализован.
Добавление такого атрибута к обычной базе данных превращает ее в ГЕОИНФОРМАЦИОННУЮ систему.
Задать подобные атрибуты можно, указав относительное (относительно другого объекта) или абсолютное (с помощью координат) положение объекта.
Слайд 105-
понятия географические данные
В соответствии с этим можно определить две модели
хранения пространственной информации:
РАСТРОВУЮ (относительное положение),
ВЕКТОРНУЮ (абсолютное положение).
Слайд 115-
Растровая модель и растровые ГИС
Растровая модель и растровые ГИС
В растровых
ГИС данные хранятся в виде таблиц — сеток с ячейками,
напоминающих по внутренней организации растровые файлы форматов BMP, BIL и других форматов без сжатия.
Слайд 125-
Растровая модель и растровые ГИС
В растровой модели, пространственные объекты можно
представить как совокупность атрибутов.
Например, совокупность атрибутов «болото» и «лес»
порождает объект «лес по болоту» — «овраг», совокупность атрибутов «номер», «улица», «цвет» порождает объект «дом» ..
Слайд 135-
Растровая модель и растровые ГИС
Хранение атрибутов организуется в виде матрицы,
каждая клетка которой сопоставляется с прямоугольной областью пространства.
Это похоже
на координатную сетку, которая расчленяет картографируемую территорию на одинаковые прямоугольники.
В каждой клетке записываются значения атрибута, например: высота деревьев, глубина реки. В простейшем случае в клетке просто указывается признак наличия или отсутствия объекта.
Слайд 145-
Растровая модель и растровые ГИС
Матрица - Каждый прямоугольник имеет уникальный
номер, состоящий из позиций в столбце (I) и строке (J)
матрицы, задающий его положение относительно смежных ячеек.
Слайд 155-
Растровая модель и растровые ГИС
Зная координаты первой ячейки и пользуясь
I, J, можно легко перейти к координатам любой другой ячейки
матрицы
где M, N — размер ячейки в принятой системе координат.
X(I) = X(0) + I ( N);
Y(J) = Y(0) + J ( M),
Неделимой «единицей» простр информации, является ЯЧЕЙКА матрицы.
Слайд 165-
Растровая модель и растровые ГИС
Растровые модели данных применяются в случаях,
когда необходимо сохранить сведения об атрибутах некоторого протяженного пространственного объекта,
не имеющего границ, или когда информация о границах объекта не имеет значения для решения поставленной задачи.
К таким объектам относятся, например, атмосферный воздух (атрибут — загрязненность), лес (атрибут — запас древесины), поверхность моря (атрибут — загрязненность).
Слайд 175-
Растровая модель и растровые ГИС
В рамках растровой модели можно легко
сравнивать различные части объектов между собой, обособлять части объектов и
образовывать на их основе новые объекты.
Это делается при помощи специфических операторов, предназначенных для работы с пространственными данными.
Слайд 185-
Векторная модель и векторные ГИС
Векторная модель и векторные ГИС
Векторная модель
данных предназначена для хранения информации о пространственных объектах, границы которых
описываются с помощью координат.
Слайд 195-
Векторная модель и векторные ГИС
Граница пространственного объекта формируется посредством геодезических
или картометрических измерений путем аппроксимации контура объекта и «превращается» в
последовательность координат поворотных точек участков границы.
Представление контура
объекта в векторной модели
Слайд 205-
Векторная модель и векторные ГИС
Контур или набор контуров пространственного объекта
есть неделимая единица хранения пространственной информации, с которой связаны атрибуты
объекта.
В векторной модели в качестве единого и неделимого может быть представлен только тот пространственный объект, который характеризуется одинаковым набором атрибутов и их значений.
Слайд 215-
Векторная модель и векторные ГИС
ПРИМЕР: Предположим, что нужно создать
контуры объектов ДОМА.
Каждый дом должен быть представлен отдельно, нельзя
обрисовать два различных дома одним и тем же контуром, в этом случае произойдет потеря адресной информации.
Одному и тому же объекту невозможно присвоить более одного значения одноименного атрибута (в данному случае — два адреса).
Нельзя выделить часть объекта и присвоить ему другие атрибуты, сохранив при этом «связь» с исходным объектом. Выделенную часть придется оформить как самостоятельный объект.
Слайд 225-
Векторная модель и векторные ГИС
ПРИМЕР (2): в наличии сущность
УЛИЦА (НАЗВАНИЕ), ее атрибуты хранятся в реляционной базе данных.
Невозможно
создать в векторной геоинформационной системе единый объект «Картографический проспект + Геоинформационный проспект», поскольку значения атрибута НАЗВАНИЕ у улиц различны. Поэтому каждую из улиц придется «оформить» как самостоятельный объект.
Слайд 235-
Векторная модель и векторные ГИС
В векторной модели граница является
точно таким же атрибутом объекта УЛИЦА, как и ее название;
этот особенный, «метрический», атрибут характеризует пространственное положение объекта, и, с точки зрения реляционной модели, ничем не отличается от других атрибутов.
Слайд 245-
Векторная модель и векторные ГИС
ВАЖНО - точное совпадение границ
объектов не означает их полную идентичность, для достижения последнего необходимо,
чтобы все метрические и семантические атрибуты объектов были одинаковыми.
Геореляционная модель данных
Слайд 255-
Векторная модель и векторные ГИС
Модель данных, в которой к атрибутам
добавляется
пространственная информация, отображаемая в виде особого поля, носит название
геореляционной модели данных.
Операторы ( объединение, вычитание, построение буфера и др.)
Для удобства манипулирования пространственными объектами в геореляционной модели принято разделять их по характеру локализации на площадные, линейные и точечные.
Слайд 265-
хранения топологической информации
Особенности хранения топологической информации
Зачем нужна топологическая информация?
Дело
в том, что любые измерения координат объектов, выполненные геодезическими или
картометрическими методами, имеют определенную точность.
Знание точности определения координат необходимо для практической работы с цифровыми картами и геоинформационными системами, в противном случае не избежать серьезных ошибок.
Слайд 275-
хранения топологической информации
Например - имея карту с реками, отображенными линиями,
и населенными пунктами, отображенными точками, нужно при помощи ГИС выявить,
с какой стороны реки находится населенный пункт.
ситуация, когда невысокая
Точность карты препятствует
правильному ответу на этот вопрос.
Слайд 285-
хранения топологической информации
При создании цифровых карт необходимо внимательно следить за
соблюдением топологических отношений между объектами: расположение справа-слева, сверху-снизу, внутри-снаружи и
т. п.; примыкание одного объекта к другому и др.
Специалисты ESRI, разработали специальную цепочно-узловую модель данных, которая основана на использовании реляционной модели данных и позволяет избегать ошибок в топологических отношениях между объектами.
Слайд 295-
хранения топологической информации
В рамках цепочно-узловой модели пространственные данные об объектах
представляются двумя примитивами:
Линейными - используются для отображения границ линейных
и площадных объектов, точечные
Точечными - узлы, которые указывают точки примыканий границ друг к другу
Информация об объектах хранится в двух служебных реляционных таблицах — AAT (Arc Attribute Table — таблица атрибутов дуг) и PAT (Point Attribute Table — таблица атрибутов точек).
Слайд 305-
хранения топологической информации
Цепочно-узловая модель позволяет контролировать соблюдение топологических отношений, связанных
с примыканием объектов и взаимным положением площадных и линейных объектов.
Элементы цепочно-узловой модели
и структуры таблиц AAT и PAT
Слайд 315-
Векторные данные
Растровые данные
Данные наделены геометрией, атрибутами и поведением
Географические
данные
Строка
Колонка
Слайд 325-
Класс объектов
Набор объектов с одинаковым типом геометрии
Точечные, линейные или полигональные
классы объектов
Множество линейных объектов
главные дороги
Один класс
линейных объектов
“Дороги”
второстепенные
дороги
магистрали
Слайд 335-
Увязывание атрибутивных данных с пространственными объектами
Классы объектов представляют собой таблицы,
которые хранят пространственные данные
Каждому объекту соответствует запись в таблице
Уникальный идентификатор
связывает объект и атрибуты
FID = 5052
Идентификатор объекта
Слайд 345-
Форматы пространственных данных
ArcGIS работает с пространственными данными разных форматов
САПР (CAD)
Покрытие
Геобазаданных
Шейп-файл
Растр
Таблицы
ArcGIS
Картографический
Интернет Сервис
Слайд 355-
Формат данных: Геобазаданных
Хранит пространственные объекты
и атрибуты в одной и
той же СУБД
Наборы объектов моделируют
пространственные взаимоотношения
Автономные классы объектов
Класс
точечных объектов Coffee
Слайд 365-
Преимущества геобазыданных
Система управления базами данных (СУБД) предназначена для хранения пространственных
и атрибутивных данных.
Многопользовательское
редактирование
Создание
объектов
Логическая проверка пространственных и атрибутивных данных
Унифицированное
хранилище
Взаимоотношения
Маштабируемое
хранение данных
Geodatabase
Управление растровыми и
векторными данными
Слайд 375-
Логическая Проверка данных
Атрибутивная проверка
Классы взаимоотношений
Домены
Подтипы
Пространственная проверка
Геометрическая сеть
Топология
Автоматизация пространственных объектов и
поведения атрибутов
Ускоренный ввод данных
Контроль качества, логичности и правильности данных
Слайд 385-
Формат данных: Шейп-файл
Шейп-файл
Содержит один класс объектов
Атрибуты хранятся в таблице dBASE
Состоит
из нескольких файлов
Шейп-файл можно создавать и
редактировать при помощи ArcGIS
или ArcView 3.x
Менеджмент шейп-файлов
посредством ArcCatalog
Слайд 395-
Формат данных: Покрытие
Покрытие
Содержит несколько классов объектов
Атрибуты хранятся в таблице INFO
Хранится
только в ArcGIS Workspace
Редактирование выполняется
только при помощи ArcInfo Workstation
Менеджмент
покрытий
только посредством ArcCatalog
Слайд 405-
Формат данных: САПР (CAD)
Файлы Инженерной компьютерной графики (DXF, DWG, DGN)
Логический
набор
Одновременный доступ к одному или ко всем классам объектов
Редактируются
после конвертации в формат покрытие или класс объектов геобазыданных
Файл CAD (атрибутивные таблицы – «только чтение»)
“Shape” поле доступа к
координатам с правом «чтение»
Слайд 415-
Пространственная автоматизация таблицы координат
Таблица с географическими
координатами
Таблица с адресами
Слайд 425-
Менеджмент растровых данных
Растры - матрица квадратных ячеек
Каждая ячейка содержит
значение
Степень детализации зависит от размера ячейки
Грид (растровый формат ESRI)
Снимки (TIFF,
BMP, SID, JPEG, ERDAS)
Слайд 435-
Использование данных с веб-сайта Geography Network
Предоставление карт или данных
Информационный центр
данных
Геосервисы и решения
Слайд 445-
Универсальный просмотрщик данных
Определение и изменение структуры таблиц или классов объектов
Управление
данными: Копирование, Переименование, Удаление
Дополнительные инструменты управления данными доступны в
окне ArcToolbox
Работа в ArcCatalog
Слайд 455-
Три способа просмотра данных
Содержание
Просмотр
Метаданные
Слайд 465-
Закладка Содержание
Большие значки
Список
Подробности
Уменьшенное
изображение
Данные
Слои
Карты
Слайд 475-
Создание Уменьшенного изображения
Используется в закладке Содержание
Увеличьте
(по желанию )
Кликните кнопку
создания уменьшенного изображения
Перейдите на закладку Предварительный просмотр
Слайд 485-
Закладка Просмотр
Вид Географии или Таблицы
Выбор из ниспадающего меню
Настройка режимов
Слайд 495-
Метаданные
Описательная информация данных
Закладка Метаданные
Описательные метаданные
Метаданные к пространственным данным
Метаданные к
атрибутивным данным
Инструменты Метаданных
Создание и редактирование содержания
Работа с разными стилями
Слайд 505-
Закладка Метаданные
Создание и отображение метаданных в разных стилях
XML
ISO
FGDC Classic
FGDC_ESRI
Слайд 515-
Подключение к любой папке локальной сети
Подключение через Сетевое окружение
с сохранением пути
Пример: \\servername\foldername\filename.ext
Отключение от папки
Подключение к папке
Слайд 525-
Работа с таблицами других баз данных
Доступ к разным данных
Подключение
к OLE DB
Возможность подключения к Microsoft Excel
Используйте пошаговые инструкции в
Информационной Базе данных ESRI
Слайд 535-
Доступ к данным в Интернет
Подключение к Картографическому Интернет серверу
Пример:
к серверу веб-сайта
Geography Network
Слайд 545-
Опции ArcCatalog
Включить/выключить настройки типов данных
Добавить новые типы файлов
Выбор стиля метаданных
Определение
визуализации таблиц
Отображение растровых данных
Установки среды Геобработки
Слайд 555-
Добавление новых типов файлов
Новые типы файлов визуализируются в дереве
каталога
Добавление форматов непространственных данных
Импорт типов файлов из реестра Windows
Создание новых
типов вне реестра