Система ArcFM фирмы ESRI

Моделирование поверхностей

Поверхность и цифровая модель. Источники данных для формирования ЦМР. Интерполяции.

Преимущества использования. Средства АМ/FM ГИС. ArcInfo – профессиональная ГИС

ArcView – настольная ГИС. Общее представление о системе, интерфейс и преимущества работы. Приложения, входящие в систему, возможности, которые они предоставляют

Работа в среде ArcView. Создание нового проекта. Знакомство с видами. Создание тем и шейп-файлов. Знакомство с таблицами. Трехмерные изображения. Разработка проекта "Пространственная модель городской территории"

Лекция 1 Общие представления о ГИС, подсистемы ГИС

Географические информационные системы (ГИС) — это увлекательное поле

деятельности с быстро растущими возможностями для тех, кто знаком с концепциями и

технологией. Существует общее заблуждение о том, что поскольку ГИС легкодоступны

и имеются во многих различных организациях, можно просто сесть за компьютер и

начать ими пользоваться. Однако ГИС совсем не так просты, как, например текстовые

редакторы. Также как и пользование текстовым редактором предполагает нашу

способность организовывать наши мысли в связную последовательность предложений и

абзацев, так и ГИС требуют знакомства с языком карт. Если спросить, большинство из

нас скажут, что хорошо знают карты. Мы привычно пользуемся картами дорог, и, если

необходимо, то заглядываем в атлас мира с его политическими, физическими и

экономическими границами, связанными с ними цветами, графическими символами,

текстом и, конечно, стрелкой направления на север. Большинство из нас, однако, не

задумывается ни об объеме информации, которую содержит карта, ни о процессах

обобщения, которые возникают при решении вопроса о том, какие детали включаются, а

какие - нет. Значительная часть этой генерализации обусловлена масштабом карты. Чем

мельче масштаб (и больше размер области, отображенной на карте), тем более глубокая

генерализация требуется для создания картографической модели. Идея о том, что карта

является моделью реальности, возможно, наиболее важная идея, которую должен

усвоить будущий специалист по ГИС [11].

Современные тенденции рынка технических средств показывают, что ГИС —

быстро растущая область информационных технологий, далеко обгоняющая многих

других, причем даже в периоды спада. А по мере роста числа организаций, знакомых с

этой технологией, будет расти и потребность в понимании ее базовых принципов, а

также нужда в специалистах, знающих эти принципы. При знакомстве с ГИС могут

возникать некоторые проблемы поэтому от изучающего ГИС требуется изучать больше

чем просто технику. Прежде чем освоить технику, вам нужно освоить ее идеи. 6

1. Общее представление о ГИС.

1.1 Определение информационных систем.

В наиболее общем смысле, геоинформационные системы это инструменты для

обработки пространственной информации, обычно явно привязанной к некоторой части

земной поверхности, которые используются для ее управления. Это рабочее

определение не является ни полным, ни точным. Как и в случае с географией, термин

трудноопределим и представляет собой объединение многих предметных областей. В

результате, нет общепринятого определения ГИС. Сам термин изменяется в

зависимости от интеллектуальных, культурных, экономических и даже политических

целей. Эта терминология стала в действительности очень изменчивой, приводя к все

новым определениям, постоянно проникающим как в научную, так и в популярную

литературу.

Для опытного пользователя ГИС не требуется определения. Но для тех, кто

только слышал об этой технологии, определение может оказаться полезным. Для

предварительного рассмотрения можно взять определение, данное Дэвидом Райндом,

назвавшим ГИС "компьютерной системой для сбора, проверки, интеграции и

анализа информации, относящейся к земной поверхности". Это определение

содержит ряд весьма полезных элементов, которые следует рассмотреть подробнее. Во-

первых, оно говорит, что ГИС имеют дело с земной поверхностью. Хотя это не является

абсолютно необходимым условием, подавляющее большинство областей применения

ГИС имеют дело с участками этой поверхности. Во-вторых, утверждение о том, что

ГИС используются для сбора, проверки, интеграции и анализа информации, напоминает

о большом числе групп операций, необходимых для любой геоинформационной

системы. Предлагались и другие определения ГИС. Некоторые проявляли сильную

связь между ручными и компьютерными методами анализа карт, (Dickinson и Calkins

1988, Aronoff 1989) другие явно указывали среди главных целей ГИС использование их

как инструмента анализа информации о земле (Aronoff 1989, Parker 1988, Tikunov и

Trifimov 1989).

Отсутствие общепринятого определения привело к значительному

недопониманию того, что такое ГИС, каковы их возможности и для чего такие системы7

могут применяться. Это привело к тому, что некоторые люди полагают, например, что

нет разницы между компьютерной картографией, компьютерным черчением и

собственно ГИС. Поскольку графические экраны всех трех систем могут выглядеть

одинаково как для случайного, так и для опытного наблюдателя, легко предположить,

что эти системы, при небольших различиях, в принципе, - одно и тоже. Но любой, кто

попытается анализировать карты, скоро поймет, что системы компьютерной

картографии, придуманные для создания карт из графических примитивов в сочетании с

описательными атрибутами, прекрасно подходят для отображения карт, но обычно не

содержат аналитических возможностей ГИС. Аналогично, для чисто картографических

целей желательно использовать именно систему компьютерной картографии,

разработанную специально для ввода, организации и вывода картографических данных,

нежели продираться через мириады аналитических функций мощно профессиональной

ГИС. Системы компьютерного черчения, специально разработанные для создания

графических изображений, не привязанных к внешним описательным данным, —

прекрасный инструмент для инженера, ускоряют создание чертежей и упрощают их

редактирование. В отличие от систем компьютерной картографии, они неудобны для

создания карт, а также не имеют средств анализа карт, обычно главной задачи ГИС.

Определение можно расширить также и до включения организаций и людей,

работающих с пространственными данными. Для любой быстро развивающейся

технологии определения могут меняться [1].

Сформулируем определение, которое представляет ГИС как набор подсистем, ее

образующих. Это определение, предложенное в качестве стандарта Марблом и Пюке, в

целом резюмирует то, что мы делаем с помощью ГИС, и как мы это делаем. В нем

говорится о том, что ГИС имеют дело с пространственно-временной информацией и

часто, но не обязательно, используют компьютеры. Более важно, что это определение

использует идею подсистем, которая дает легко понимаемые рамки изучения ГИС.

1.1.1 Подсистемы ГИС.

В соответствии с данным выше определением, ГИС имеют следующие

подсистемы:

1. Подсистема сбора данных, которая собирает и проводит предварительную8

обработку данных из различных источников. Эта подсистема также в основном отвечает

за преобразования различных типов пространственных данных (например, от изолиний

топографической карты к модели рельефа ГИС).

2. Подсистема хранения и выборки данных, организующая пространственные

данные с целью их выборки, обновления редактирования.

3. Подсистема манипуляции данными и анализа, которая, выполнив различные

задачи на основе этих данных, группирует и разделяет их;

устанавливает параметры и ограничения и выполняет моделирующие функции.

4. Подсистема вывода, которая отображает всю базу данных или часть ее в

табличной, диаграммной или картографической форме.

Первая подсистема ГИС может быть соотнесена с первым и вторым шагом

процесс картографирования - сбором данных и компиляцией (составлением) карт.

Исходная информация берется из таких источников, как аэрофотосъемка, цифровое

дистанционное зондирование, геодезические работы, словесные описания и зарисовки,

данные статистики и т. д. Использование компьютера и других электронных устройств,

например дигитайзера или сканера, позволяет проводить подготовку исходных данных

для записи, или кодирования точек, линий и областей к их дальнейшему

использованию. Кроме того, источниками могут быть готовые цифровые карты,

цифровые модели рельефа, цифровые ортофотоснимки и многие другие.

Вторая подсистема - подсистема хранения и выборки полностью соответствует

нашим представлениям о функциях компьютера, как хранителя информации. В ГИС

подсистема хранения и выборки позволяет делать запросы, возвращающие только

нужную, контекстно-связанную информацию, она переносит акцент с общей

интерпретации информации на формулирование адекватных запросов. В общих словах,

эта подсистема хранит либо явно, либо неявно, геометрические координаты точечных,

линейных и площадных геометрических объектов и связанные с ними характеристики

(атрибуты). Компьютерные методы поиска естественным образом присущи самому

программному обеспечению ГИС.

Анализ данных чаще всего является преимуществом человека – пользователя.

Подсистема анализа позволяет значительно упростить и облегчить анализ

пространственно-связанных данных, практически исключить ручной труд и в

значительной мере упростить расчеты, выполняемые пользователем. Подсистема9

анализа является "сердцем" ГИС. Необходимость анализа карт для выделения и

сравнения картин распределения земных феноменов дал импульс для поиска новых,

более удобных, быстрых и мощных методов. ГИС-анализ использует потенциал

современных компьютеров, сравнения и описания информации, хранящейся в базах

данных которые дают быстрый доступ к исходным данным и позволяют агрегировать и

классифицировать данные для дальнейшего анализа. Они способны комбинировать

выбранные наборыданных уникальными и ценными способами.

После выполнения анализа, нужно представить как-то его результаты. В

картографии, будь то традиционная бумажная картография или ее цифровой

эквивалент, компьютерная картография, выходной продукт в целом тот же - карта.

Подсистема вывода позволяет компоновать результирующие данные в любой удобной

для пользователя форме. Среди примеров выходных данных - печать адресов на

конвертах по результатам поиска в базе данных потенциальных клиентов с целью

распространения рекламы; базы данных некоторых служб могут быть подключены в

единую систему, результатом чего будет максимальная информационная насыщенность

данных на выдаче. В действительности типы выдачи часто продиктованы больше

областью применения ГИС, нежели используемым программным обеспечением. И, как

и пользователи карт, выдачи бывают самые разные [2].

Дата добавления: 2014-01-15