Назначение и возможности комплекса

Требования к АКС. Пример структуры АКС.

Основные требования к цифровым картам (ЦК).Пример организации ЦК.

Основные виды картографических цифровых технологий и автоматизированных систем (АКС). Пример конкретной технологии.

В зависимости от методов и средств сбора информации цифровые технологии составления карт, как если вы помните, и традиционные, подразделяются на 3 основных вида: геодезические, фотограмметрические и собственно картографические.

В геодезических технологиях сбор информации выполняется в процессе геодезической съёмки с помощью электронных тахеометров или приемников GPS, позволяющих автоматически регистрировать данные измерений в цифровой векторной форме, на основе которых в процессе дальнейшей обработки средствами ГИС формируются слои будущей ЦК и выполняются другие картосоставительские операции. Геодезическая часть данной технологии составления ЦК состоит из следующих видов работ:

1. Подготовительные работы.

2. Геодезическое обоснование съёмки.

3. Цифровая геодезическая или GPS-съёмка.

4. Предварительная обработка результатов съёмки.

Далее см. обобщённую технологию, начиная со 2-ого пункта.

В фотограмметрических технологиях сбор информации выполняется в процессе аэрофотосъёмки и дальнейшей цифровой фотограмметрической обработки средствами АФС. Стадия сбора информации включает в себя следующие виды работ:

1. Подготовительные работы

2. Геодезическое обоснование съёмочных работ.

3. Аэрофотосъёмка.

4. Сканирование снимков.

5. Фотограмметрическое сгущение (фототриангуляция)

6. Трансформирование снимков.

7. Монтаж трансформированных снимков в границах объекта или в рамках листов карты (плана).

8. Стереоскопическая съёмка рельефа и контуров объекта.

9. Формирование ЦМР и слоёв карты.

Продолжение см. обобщённую технологию п.2 и далее.

В собственно картографических технологиях в качестве источников геоданных используются существующие планово-картографические материалы. Главной задачей начальной стадии этой технологии является сбор исходных материалов, их анализ, согласование и подготовка к цифрованию. После цифрования материалов сканированием или дигитализацией дальнейшая обработка геоданных осуществляется в последовательности, представленной в обобщённой технологии, начиная со второго пункта.

Автоматизированная система, средствами которой создаются цифровые карты, может представлять собой:

1) системный картографический комплекс, состоящий из ГИС и системы или систем другого типа. Примером может служить комплекс, который кроме ГИС включает в себя автоматизированную фотограмметрическую систему (АФС).

2) Отдельная ГИС, специализированная для составления карт, например, MapInfo или для подготовки карт к изданию, например, канадская картографическая система MERCATOR.

3) Отдельный специализированный модуль или группа модулей, например, картографические модули систем ArcInfo и MGE.

4) ГИС или системный комплекс в составе автоматизированной системы некартографического назначения, например, системы проектирования.

В качестве конкретного примера картографической цифровой технологии рассмотрим схему составления цифровой кадастровой карты средствами АКС, состоящей из АФС и ГИС. Она применяется в сочетании с работами по инвентаризации земель и включает в себя следующие этапы:

- подготовительные работы;

- аэрофотосъёмка;

- планово-высотная подготовка материалов съёмки и создания опорной межевой сети;

- фотограмметрическая обработка материалов съёмки;

- полевое обследование участков и дешифрирование снимков;

- картосоставительские работы.

Подготовительные работы заключаются:

- в разработке документов и осуществлении мероприятий по проведению инвентаризации земель в районе;

- в сборе, обработке и систематизации существующей документации;

- в подготовке списков субъектов права и землепользователей;

- отражение собранной информации на материалах дешифрования.

Аэрофотосъёмка выполняется топографическим аэрофотоаппаратом с форматом кадра 23х23. Для сокращения объёма работ по планово-высотной подготовке снимков определение координат центров фотографирования выполняется GPS-методами.

Планово-высотная подготовка снимков входит в комплекс работ по созданию опорной межевой сети, а также выносу и закреплению на местности границ. Планово-высотная привязка опознаков и совмещённых с ними точек границ выполняется с помощью GPS-методов и электронных тахеометров.

Фотограмметрическая обработка снимков выполняется средствами АФС и включает в себя:

- подготовительные работы;

- сканирование снимков;

- создание фотограмметрического проекта;

- сгущение опорных точек способом фототриангуляции;

- формирование ЦМР для трансформирования снимков;

- трансформирование цифровых снимков и монтаж фотопланов;

- стереоскопическая съёмка контуров.

Полевое обследование земельных участков заключается в определении фактических границ и нанесении их на фотоплан или увеличенный снимок, в сборе всех необходимых сведений об участках и субъектах права на них, в дешифрировании всех объектов кадастрового картографирования на увеличенном снимке.

Картосоставительский этап включают комплекс технологических процессов и операций:

- ввод для выполнения картосоставительского этапа, кроме полученных ЦМР и векторных моделей контуров, результатов тахеометрической съёмки, контрольных абрисов контуров, материалов дешифрирования, исходных планов и карт и некоторой другой информации;

- создание ГИС- проекта в виде структуры из каталогов, файлов конфигураций и настроек;

- преобразование трёхмерных структур в плоские векторные структуры;

- интерактивная сшивка смежных листов;

- структурирование векторных данных в набор тематических слоёв;

- автоматизированное создание и редактирование топологических моделей контурных слоёв;

- формирование условных обозначений элементов слоёв;

- символизация слоёв;

- отбор слоёв и элементов для бумажного варианта ЦК;

- автоматическое и интерактивное размещение подписей;

- соединение слоёвых изображений в единое изображение;

- автоматическое формирование легенды, координатной сетки, рамки, зарамочного оформления;

- просмотр и редактирование вида бумажного варианта карты;

- вывод многоцветных твёрдых копий карты на печать тиражом 2- 10 экземпляров;

- печать контрольных абрисов результатов съёмки и векторизации;

- вывод твёрдых копий ортофотопланов с координатной сеткой и оформлением, а также ортофотокарт.

Требования, предъявляемые к ЦК:

1) полнота; 2) точность; 3) актуальность; 4) топологическая корректность; 5) целостность и некоторые другие.

Полнота ЦК включает в себя: а) наличие паспорта, содержащего метаданные об общих характеристиках карты (вид продукции, дата и место изготовления, источники, система координат и проекция, сведения о территории); б) соответствие состава геоданных действующему классификатору предметной области и объекта, теме, назначению, масштабу, а также проекту содержания карты.

Точность ЦК определяется точностью координат точек локализации её элементов, которая вычисляется как средняя ошибка координат этих точек относительно ближайших точек съёмного обоснования.

Актуальность ЦК определяется временем создания исходной информации, сроками составления карты, а также её назначением, требованиями заказчика и скоростью изменения объекта карты.

Топологическая корректность включает следующие требования к векторным данным:

- замкнутость границ контурных объектов (координаты первой и последней точек должны быть равны);

- осевые линии линейных объектов не должны иметь разрывов;

- смежные контуры должны иметь одно звено границы, чтобы не получались ложные контуры.

И следующие дополнительные требования к векторно-топологическим данным:

- на линиях, не являющихся границами, но используемых в качестве границ контурных объектов, должны быть образованы узлы и цепи;

- элементы модели (узлы и цепи) не должны дублироваться.

Целостность (непротиворечивость) геоданных:

- все отдельные пространственные данные (точки, линии, контуры) должны иметь собственный идентификатор;

- все атрибутивные данные должны быть привязаны идентификаторами к соответствующим пространственным элементам;

- графические символы должны быть привязаны к соответствующим пространственными и атрибутивными элементами.

В качестве примеров организации ЦК рассмотрим принципиальную схему структуры данных карты в среде систем MGE и MapInfo. Структура MGE- карты состоит из двух взаимосвязанных подструктур: пространственной, размещенной в графических файлах «Карта» формата Mif и атрибутивной, представленной файлами реляционной БД в формате Mid.

Пространственные данные представлены в системе тематически и геометрически однородными слоями или картами. К элементам слоев привязаны соответствующие графические обозначения. Кроме того, в пространственной подструктуре содержится таблица «Ссылки» с данными имен таблиц БД- номерами таблиц и идентификаторами записей в них. В состав БД входит следующий перечень таблиц: «Список таблиц», «Категории (классы) элементов», «Элементы», «Подписи», «Карты (слои)», и множество таблиц с данными атрибутов элементов под общим названием «Атрибуты». По идентификатору таблицы «Ссылки» с помощью таблицы «Список таблиц» определяется имя таблицы БД, ссылку на которую имеет данный пространственный элемент. Таблица «Карты» позволяет связывать каждую строку таблицы атрибутов с пространственным элементом файла конкретной категории.

MapInfo содержит всю информацию карты - пространственную, географическую, текстовую и другую в виде таблиц. Одной таблице в системе соответствует один слой карты, а каждая таблица представлена набором файлов - компонентов:

1) Файл ТАВ с описанием структуры и формата данных таблицы.

2) Файл DAT, содержащий атрибутивные данные.

3) Файл МАР, содержащий пространственные данные.

4) Файл ID, в котором содержатся указатели (идентификаторы) элементов слоя.

5) Файл BMP, содержащий изображения.

Для своего нормального функционирования АКС должна отвечать следующим основным требованиям:

1. Должна содержать все компоненты, рабочие места и устройства, необходимые для выполнения предусмотренных в проекте технологических процессов, контроля их результатов и выпуска конечных продуктов.

2. Должна быть обеспечена совместимость данных, передаваемых между компонентами, рабочими местами и устройствами системы.

3. Неоднородность аппаратной базы и программных средств должна быть минимальной.

4. Должны быть предусмотрены средства для резервного копирования данных, а так же их архивирования.

5. Должны быть программы конвертирования данных из различных обменных форматов во внутренний формат и обратно.

6. Прикладные программы должны быть открытыми для модификации и развития системы.

7. Интерфейс пользователя должен быть удобным и открытым.

8. Должна быть обеспечена защита данных и программ, а так же возможность восстановления файлов после сбоев в системе.

9. Пропускная способность сети между рабочими местами, между серверами и коммутаторами и между коммутаторами должна быть согласована и находится строго в определенных интервалах.

В качестве примера устройства конкретной АКС рассмотрим архитектуру автоматизированной системы составления цифровых кадастровых карт, которая установлена в лаборатории цифрового картографирования нашей кафедры. Система состоит из четырех подсистем: фотограмметрической, векторной, картографической и базы данных. Первая подсистема выполняет следующие виды работ: сканирование аэрофотоснимков, фототриангуляцию, стереосъемку рельефа и контуров и хранение материалов. Подсистема состоит из рабочих мест соответственно сканирования, фототриангуляции и стереосъемки. Векторная подсистема имеет два рабочих места: сканирования планово- картографических материалов, а так же векторизации растровых данных и редактирования. Векторизация в подсистеме выполняется как по бинарному та к и полутоновому растровому изображению в ручном и полуавтоматическом режимах. Картографическая подсистема состоит из двух рабочих мест - специальной обработки и печати карты и выполняет ГИС- проектирование, топологизацию векторных моделей, ввод и редактирование атрибутивных данных, формирование библиотек условных обозначений и символизацию слоев, подготовку и печать бумажного варианта карты. База данных проектируется и управляется с помощью рабочего места администратора проекта. Оно обладает всеми возможностями рабочего места специальной обработки и дополнительно обеспечивает: проектирование структур баз данных; централизованное управление базами данных; анализ их содержания и состояния; поддержание сохранности и целостности данных; санкционирование доступа к данным; управление процессами обработки данных; управление обменом данных.

Все компьютеры и другие устройства системы соединены в сеть. Фотограмметрический сервер и сервер базы данных и графики подключены к собственным соединенным между собой коммутаторам: рабочие места фотограмметрической подсистемы присоединены к коммутатору, соединенному с фотограмметрическим сервером, а остальные рабочие места присоединены к серверу базы данных и графики. Сеть обеспечивает взаимодействие всех подразделений и связывает подсистемы и их рабочие места в единое целое. Работу АКС в целом обеспечивает и контролирует рабочее место администратора системы и сети. В его функции, в частности, входят: обеспечение хранения, защиты, распределения и управления всеми видами данных; распределение ресурсов системы; обеспечение сохранности и целостности всех видов данных; санкционирование доступа к ним; резервное копирование текущих структур данных; управление сетью системы и обеспечение бесперебойного и эффективного функционирования.

7. Системный комплекс «ТАСИС».

В разделе рассматриваются темы:

7.1. Назначение и возможности комплекса.

7.2. Структура и пользовательский интерфейс комплекса.

7.3. Технологические схемы составления ЦК средствами комплекса.

ТАСИС предназначен для создания и эксплуатации крупных и средних корпоративных специализированных информационных, геоинформационных, кадастровых, реестровых и технологических систем с разнообразными массивами данных (семантика, графика растровая, векторная графика, аудио, видео и другие виды информации).

Система «ТАСИС» представляет собой программный комплекс, предназначенный для создания геоинформационных систем различного назначения и рассчитанный на специалистов, обладающих минимальными знаниями в области использования средств вычислительной техники. В основу системы «ТАСИС» положена система управления базами данных (СУБД) «ORACLE», которая используется как хранилище информации и обеспечивает необходимые сетевые возможности для распределенной среды обработки данных. Основные возможности «ТАСИС»:

- Создание распределенной базы данных алфавитно-цифровой и графической информации, представляющей собой совокупность произвольным образом взаимосвязанных таблиц, находящихся, в общем случае, в различных компьютерах различной архитектуры;

- Встроенные элементы «CASE» технологии для проектирования алфавитно-цифровой базы данных;

- Ввод, корректировку и удаление алфавитно-цифровой и графической информации;

- Формирование и выполнение сложных запросов на поиск данных в базе с наложением заданных ограничений на выбираемые строки, при этом от конечного пользователя не требуется никаких знаний о структуре базы данных и содержании отдельных ее таблиц; допускается использование в запросе различных арифметических выражений, а также групповых функций, поддерживаемых СУБД Oracle;

- Формирование и сопровождение каталога запросов на поиск информации в алфавитно-цифровой базе данных;

- Результаты выполнения поисковых запросов представляются в виде таблиц, содержащих алфавитно-цифровую информацию; во время просмотра таблица с результатом выполнения запроса имеется возможность просмотра графической информации, которая может либо связана, либо не связана с алфавитно-цифровой информацией, полученной в результате запроса;

- Представление графической информации в векторном и растровом виде и ее хранение в таблицах СУБД;

- Графическая информация в векторной форме представляется объектами, состоящими из неограниченного числа уровней, подчиненных объекту.

- Формирование тематических векторных слоев, включающих в себя уровни различных объектов;

- Измерение площадей, линейных и угловых размеров, координат точек линий объектов и их уровней;

- Ввод векторной графической информации с помощью клавиатуры, дигитайзера, файла или с растровой подложки (слайда);

- Привязка слайда к координатной системе выполняется по точкам с известными координатами, число точек привязки должно быть не менее трех;

- Отображение в одном окне (или нескольких окнах) одновременно нескольких растровых подложек (слайдов) с возможностью их произвольно масштабирования;

- Использование географической и местной систем координат;

- Отображение графической информации в независимых окнах просмотра;

- Графическая база данных векторной информации организованна в двух уровнях; первый уровень представляет собой таблицу проекта, в которой выполняется временное хранение линий их создание и редактирование, а второй уровень предназначается для долговременного хранения объектов;

- Прозрачный доступ к данным других пользователей системы с возможностью копирования их информации;

- Одновременное ведение нескольких проектов;

- Независимая работа нескольких копий программы на одном рабочем месте;

- Наличие встроенного генератора выходных форм позволяет формировать, редактировать и выводить на принтер или растровый плоттер многостраничные выходные формы, содержащие векторную, растровую и алфавитно-цифровую информацию в определенной пользователем комбинации;

- Вывод графической информации на плоттер и принтер;

Кроме того, при наличии соответствующих коммуникаций комплекс может обеспечить:

- работу специалистов различных территориально-распределенных корпоративных структур по созданию базы данных по конкретному направлению в рамках выполнения ими своих функциональных обязанностей;

- формирование для работы корпоративной структуры управления территориально-распределенных баз данных, программного обеспечения и технологий;

- взаимодействие территориально-распределенных баз данных и технологических систем по согласованным форматам данных территориальных структур управления с разграничением прав доступа;

- оперативное интегрированное представление любой необходимой информации для руководства по решаемой проблеме в реальном режиме времени на рабочем месте главы корпорации или руководителя соответствующей территориальной структуры из распределенных баз данных различных производственных территориально-распределенных структур управления.

Дата добавления: 2013-12-12