Основные представления о моделировании. Базовые понятия и термины (стр. 7 )

Тип Point для типа данных geography представляет единичное расположение, где Lat представляет широту, а Long — долготу. Значения широты и долготы измеряются в градусах. Значения широты всегда находятся в интервале [-90, 90]. Все значения, находящиеся вне этого диапазона, вызывают исключение. Значения долготы всегда находятся в интервале (-180, 180]. Все значения, находящиеся вне этого диапазона, преобразуются в соответствующие значения в его пределах. Например, если введено значение долготы 190, то оно будет преобразовано в значение -170. SRID представляет идентификатор пространственной ссылки экземпляра geography, который необходимо вернуть. В пространственных данных SQL Server экземпляр Point является объектом без измерения, представляющим отдельное месторасположение, и может содержать значения Z (уровень) и M (мера). LineString является одномерным объектом, представляющим последовательность точек и соединяющих их линейных сегментов. Объект CircularString — это коллекция, состоящая из нуля и более непрерывных круговых сегментов дуги. Сегмент дуги — это сегмент кривой, определяемый тремя точками на двумерной плоскости; первая точка не может совпадать с третьей. Если все три точки сегмента дуги лежат на одной прямой, сегмент дуги считается линейным сегментом. Объект CompoundCurve — это набор из нуля или более непрерывных экземпляров CircularString или LineString геометрического или географического типов. Polygon представляет собой двухмерную поверхность, хранимую в виде последовательности точек, определяющих внешнее ограничивающее кольцо, и внутренних колец (последние могут отсутствовать). CurvePolygon является топологически закрытой областью, определенной внешним ограничивающим кольцом, а также нулем или более внутренних колец. Экземпляр MultiPoint представляет собой коллекцию точек. Граница у экземпляра MultiPoint отсутствует. MultiLineString представляет собой коллекцию экземпляров geometry или geographyLineString. Экземпляр MultiPolygon представляет собой коллекцию экземпляров Polygon. Тип данных GeometryCollection представляет собой коллекцию экземпляров geometry или geography. Коллекция GeometryCollection может быть пустой.

20. Геоинформационные системы. Базовые понятия. История развития. Основная область применения в экологии и почвоведении. ИС:  Географическая информационная система или геоинформационная система (ГИС) - это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, анализ и отображение пространственных данных и связанных с ними непространственных, а также получение на их основе информации и знаний о географическом пространстве.

Обобщенные функции ГИС-систем

Большинство современных ГИС осуществляют комплексную обработку информации, используя ниже приведенные функции:

1. Ввод и редактирование данных;

2. Поддержка моделей пространственных данных;

3. Хранение информации;

4. Преобразование систем координат и трансформация картографических проекций;

5. Растрово-векторные операции;

6. Измерительные операции;

7. Полигональные операции;

8. Операции пространственного анализа;

9. Различные виды пространственного моделирования;

10. Цифровое моделирование рельефа и анализ поверхностей;

11. Вывод результатов в разных формах.

1.4. Классификация ГИС

ГИС системы разрабатываются с целью решения научных и прикладных задач по мониторингу экологических ситуаций, рациональному использованию природных ресурсов, а также для инфраструктурного проектирования, городского и регионального планирования, для принятия оперативных мер в условиях чрезвычайных ситуаций др.

По функциональным возможностям:

- полнофункциональные ГИС общего назначения;

- специализированные ГИС ориентированы на решение конкретной задачи в какой либо предметной области;

- информационно-справочные системы для домашнего и информационно-справочного пользования.

Функциональные возможности ГИС определяются также архитектурным принципом их построения:

- закрытые системы - не имеют возможностей расширения, они способны выполнять только тот набор функций, который однозначно определен на момент покупки.

- открытые системы отличаются легкостью приспособления, возможностями расширения, так как могут быть достроены самим пользователем при помощи специального аппарата (встроенных языков программирования).

По пространственному (территориальному) охвату:

- глобальные (планетарные);

- общенациональные;

- региональные;

- локальные (в том числе муниципальные).

По проблемно-тематической ориентации:

- общегеографические;

- экологические и природопользовательские;

- отраслевые (водных ресурсов, лесопользования, геологические, туризма и т. д.);

По способу организации географических данных:

- векторные;

- растровые;

- векторно-растровые ГИС.

История ГИС.

В современной литературе по геоинформационным технологиям авторы выделяют три основных периода развития программно-аппаратных средств ГИС: пионерный, государственных инициатив, пользовательский (коммерческий).

Пионерный период: конец 50-х – начало 70-х годов прошлого столтия. В этот период в сфере информационных технологий выполняются работы по изучению новых возможностей картографии с использованием электронной вычислительной техники. Данный период характеризуется развитием картографии в связи с бурным развитием компьютерных технологий: создание и использование электронных вычислительных машин в 50-х гг, принтеров, крупных графических дисплеев, анализаторов поверхности и других периферийных устройств.

Период государственных инициатив: характерен для периода с 70-х годов по начало 80-х годов. Данный период характеризуется созданием и развитием крупных геоинформационных проектов под покровительством государства, что соответствует названию периода.

Увеличивается количество государственных институтов в области геоинформационных технологий, при снижении роли и заслуг отдельных исследователей и небольших групп.

Пользовательский (коммерческий) период: Начиная с 1981 года и по настоящее время.

Для этого периода характерно массовая коммерческая эксплуатация программных продуктов и приложений ГИС.

21. Сравнительный анализ растровых и векторных ГИС. Их преимущества и недостатки. Основная область применения в экологии и почвоведении.

Векторная и растровая модели. ГИС может работать с двумя существенно отличающимися типами данных - векторными и растровыми. В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X, Y. Местоположение точки (точечного объекта), например буровой скважины, описывается парой координат (X, Y). Линейные объекты, такие как дороги, реки или трубопроводы, сохраняются как наборы координат X, Y. Полигональные объекты, типа речных водосборов, земельных участков или областей обслуживания, хранятся в виде замкнутого набора координат. Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств, таких как типы почв или доступность объектов. Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами. Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек), оно подобно отсканированной карте или картинке. Обе модели имеют свои преимущества и недостатки. Современные ГИС могут работать как с векторными, так и с растровыми моделями.

21. Сравнительный анализ растровых и векторных ГИС

ГИС по способу организации географических данных: векторные; растровые; векторно-растровые (гибридные)

ГИС называется вектор–ориентированной (векторной), если ее объекты состоят из комбинации векторных, графических и соответствующих тематических данных. Используются на крупномасштабных картах (кадастр, учет земельных угодий, энергоснабжение). ГИС называется растр - ориентированная (растровой), если ее объекты состоят исключительно из растровых, графических и соответствующих тематических данных. Используются на мелкомасштабных картах (дальняя разведка, фотограмметрия). Гибридная ГИС - это система сочетающая в себе свойства вектор и растр ориентированных ГИС, объекты которой могут содержать как векторные так и растровые данные.

Сравнение растровой и векторной моделей

Показатели	Растровая модель	Векторная модель
Сбор данных	Быстрый	Медленный
Объем данных	Большой	Маленький
Манипулирование графическими элементами	Среднее	Хорошее
Структура данных	Простая	Сложная
Геометрическая точность	Низкая	Высокая
Возможности анализа на сетях	Слабые	Хорошие
Возможности анализа перекрытия областей	Хорошие	Средние
Геометрическая генерализация	Простая	Сложная

В развитых сегодняшних ГИС обеспечивается работа как с растровой, так и с векторной моделями данных, поэтому такие ГИС иногда называют гибридными (растрово-векторными). При этом растровая модель в них занимает подчиненное положение и обычно операции с ней реализуются в полной мере с помощью дополнительных модулей расширения, таких как GRID в ARC/INFO 7.1 и Spatial Analyst в ArcView GIS.

Примеры программ.

Векторно-растровая ГИС ГеоПроцессор Векторно-растровая ГИС ГеоПроцессор 2.0 Векторно-растровая ГИС ГеоТайм II Векторная ГИС КОМПАС-III Векторная ГИС КОМПАС-V

22. Как можно создавать новые тематические слои.

Пространственные данные в ГИС организованы в виде тематических (векторных и растровых) слоев. Каждый тематический слой карты - множество объектов карты, сгруппированных по принципу тематической близости - слой гидрографии, слой дорог, слой лесных выделов, слой границ землевладений. Слои могут перекрывать друг друга, лежать выше или ниже.