Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Прочее arrow Географические информационные системы

Лекция 7: Классификация программных средств ГИС

2 часа

1. Классификация программных средств ГИС

2. Критерии оценки инструментальных средств ГИС

1. Классификация программных средств ГИС

Представленные сегодня на рынке программные средства (ПС) ГИС можно условно подразделять на несколько категорий:

Таблица - Категории программных средств ГИС

Категория ГИС

Функции

Ввод аттриб. данных

Ввод простр. данных

Создание баз данных

Запросы

Простр. анализ и моделир.

Инструментальные ГИС

Да

Да

Да

Да

Да

ГИС-вьюеры

Ограничен

Ограничен

Нет

Да

Ограничен

Справочные картографические системы

Ограничен

Ограничен

Ограничено

Да

Нет

Векторизаторы картографических изображений

Ограничен

Да

Ограничено

Нет

Нет

Средства пространственного моделирования

Да

Нет

Ограничено

Да

Да

Средства обработки данных зондирований

Ограничен

Да

Ограничено

Да

Ограничен

1. Инструментальные ГИС - системы с наиболее широкими возможностями, включающими ввод, хранение, сложные запросы, пространственный анализ, вывод твердых копий.

2. Многие крупные инструментальные ГИС сопровождаются ГИС- вьюерами. Они предназначены для просмотра введенной ранее и структурированной по правам доступа информации, позволяя при этом выполнять информационные запросы из сформированых с помощью инструментальных ГИС баз данных. Большинство их позволяет организовать вывод оформленного картографического планшета на твердый носитель.

3. Векторизаторы растровых картографических изображений. Предназначены для реализации процедур ввода пространственной информации со сканера, включают автоматические или полуавтоматические средства преобразования растровых изображений в векторную информацию.

4. Справочные картографические системы. По функциональным возможностям приближены к ГИС-вьюерам, однако предназначены для работы только со встроенной базой данных, имея минимальные средства для ее обновления или пополнения.

5. Специализированные средства пространственного моделирования. К этому классу относятся системы, оперирующие с пространственной информацией, но ориентированные в первую очередь на частные задачи; моделирование процесса распространения загрязнений, геологических явлений, анализа рельефа.

6. Средства обработки и дешифрирования данных дистанционного зондирования. Этот класс программных средств предназначен для обработки цифровых изображений земной поверхности, полученной с борта самолетов и искусственных спутников.

2. Критерии оценки инструментальных средств ГИС

1. Поддержка моделей пространственных данных

Очень важная характеристика системы - набор поддерживаемых ею моделей представления пространственных данных. По составу поддерживаемых моделей данных можно судить о потенциальных возможностях и характере функций пространственного анализа в ПС ГИС. Моделью представления информации называют систему концепций и правил, используемую для описания типов объектов и взаимоотношений между их экземплярами. При этом одна группа аналитических функций может быть реализована на нескольких, другая - только на конкретной модели. Кроме того, реализация одних и тех же функций на разных моделях данных может иметь свои особенности. Модель пространственной информации определяет характер практически всех последующих операций и методов анализа, способ ввода данных и особенности получаемых результатов. Переход между разными моделями данных хотя и возможен, но сложен, требует значительных дополнительных затрат труда и может приводить к безвозвратным потерям информации. В общем случае очень сложно говорить о возможностях перехода от одной конкретной модели к другой. Наиболее распространенными моделями являются векторная топологическая, векторная нетопологическая и растровая. Выделяют также изображения, имеющие пространственную привязку (различия между растровой моделью и изображением состоит в том, что ячейка первого хранит фактически код явления, а второго - величину яркости). Для анализа рельефа используют нерегулярные триангуляционные сети. В некоторых приложениях может быть применена модель данных САПР.

2. Функции пространственного анализа

Практически все современные развитые ГИС содержат исчерпывающий набор запросных функций. Это относится как к инструментальным ГИС, так и к ГИС-вьюерам. Запросы позволяют формировать множество различных объектов (в том числе - пространственных) на основе заданных критериев, которые можно формулировать на языке пространственных взаимоотношений. Самой простой формой пространственных запросов являются получение характеристик объекта по указанию его курсором на экране и отображение объектов с заданными значениями атрибутов (обратная операция). В более развитых системах можно отбирать объекты, например, по признаку их удаленности от других объектов, соседства, совпадения и др. Классические функции пространственного анализа включают полигональный оверлей, анализ близости, буферизацию, алгебру карт, построение и анализ моделей рельефа, моделирование сетей. Операция буферизации обеспечивает такие возможности как, например, построение карт зон зашумленности, доступности, распространения загрязнения по территории. При помощи оверлеев можно рассчитывать статистику и строить карты совместной встречаемости явлений. Результатом анализа сетей могут стать, например, карты транспортной доступности, распространения загрязнений по речной сети. Многие из этих операций требуют очень серьезных вычислительных затрат. Дополнительно ГИС предоставляют такие функции, как измерение длин, площадей, углов и проч.

Приведем далее краткий перечень основных функций пространственного анализа:

Полигональные операции

Наложение полигонов.

Определение принадлежности точки полигону.

Определение принадлежности линии полигону.

Снятие границы и слияние полигонов.

Анализ близости

Построение буферных зон: на множестве точек, относительно кривых, на множестве полигонов, возможность взвешивания.

Генерация полигонов Тиссена.

Анализ сетей

Поиск кратчайшего пути.

Суммирование значений атрибутов по элементам сети.

Размещение центров и распределение ресурсов сети.

Поиск пространственной смежности.

Поиск ближайшего соседа.

Поиск по адресам.

Функции картографической алгебры

Перекодирование и переклассификация.

Средние, максимальные и минимальные значения ячейки по множеству слоев.

Логические комбинации слоев.

Сложение/вычитание, умножение/деление слоев карт.

Возведение в степень, дифференцирование.

Операции анализа в режиме скользящего «окна».

Группировка или идентификация неразрывных зон равных значений.

Характеристики формы (вытянутость, фрагментированность).

Цифровое моделирование рельефа

Вычисление углов наклона.

Определение экспозиций склонов.

Интерполяция высот.

Определение границ зон видимости для точечных объектов.

Определение зон видимости для линейных объектов и полигонов.

Генерация горизонталей с задаваемым пользователем сечением.

Расчет дренажной сети и оптимального пути по поверхности.

Генерация профилей поперечных сечений.

Вычисление объемов относительно заданной плоскости.

Прочие функции

Логические операции с множеством карт.

Генерация случайной пространственной сети опробования.

Работа с базами атрибутивной информации.

В качестве средств работы с атрибутивной информацией ГИС могут использовать внутренние или внешние СУБД.

Как правило, внутренние СУБД обладают более узким набором возможностей.

Для мощных систем характерно наличие «живых» связок с мощными серверами реляционных баз данных.

3. Средства ввода/вывода пространственной информации

Функционирование аналитических процедур обеспечивается наличием в ГИС средств ввода/вывода информации. Такие средства могут включать модули работы с дигитайзерами, сканерами, электронными геодезическими приборами, обеспечивать автоматическую или ручную векторизацию растровых изображений. Необходимо поддерживать средства геометрической коррекции, преобразования картографических проекций и контроля качества баз пространственной информации. Обязательный элемент ГИС - редактор графической информации. В некоторых системах предусматривают алгоритмы геометрической генерализации.

4. Средства преобразования форматов

Необходимым компонентом всех ГИС служат модули преобразования внешних форматов данных, куда должны входить средства импорта/экспорта наиболее распространенных графических векторных и растровых форматов. В наиболее мощных системах начала появляться поддержка различных стандартов обмена пространственными данными и протоколов взаимодействия приложений.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее