Карты как основа ГИС. Понятие геоинформационного картографирования

Картография представляет основные источники данных для ГИС в виде карт. В преобладающем большинстве геоинформационных систем основой БД служит соответствующая базовая карта, поэтому традиционные методы картографии имеют основополагающее значение для них. В то же время можно выделить и основные области ГИС-приложений для картографии:

• автоматизация создания картографического произведения;

• обновление и создание производных карт как результат анализа, преобразования данных и моделирования наоснове ГИС-технологий;

• новые методы использования карт как в ГИС, так и, например, при построении динамических картографическиханимаций.

ГИС базируется на анализе картографической информации и позволяет преодолеть ограниченность «ручного» анализа, обеспечивает возможность составления производных карт по имеющимся, например, морфометрических карт по картам рельефа, карт изменений на основе разновременных карт. ГИС, использующаяся для создания слоев множество тематических карт, представляет хорошее средство их согласования.

ГИС-технологии способствовали развитию методов нового направления в картографии — геоинформационного картографирования (ГК) — автоматизированного создания и использования карт на основе баз географических данных и знаний. Современные ГИС-пакеты содержат средства форматирования карт и размещения надписей, управления дорогостоящими устройствами, обеспечивающими высокое качество конечной продукции, огромные библиотеки знаков и шрифтов.

Известно, что карты обладают ограниченными аналитическими средствами по сравнению с ГИС. В отличие от данных для ГИС, форма хранения картографических данных не обеспечивает, например, возможности анализа взаимосвязей между различными феноменами,если они неотображены на карте.

Перевод карт и других источников пространственной информации в цифровую форму и ГИС-технологии её анализа открывают новые пути манипулирования географическими знаниями и их изображением (визуализацией).

Карты для ГИС поставляют разную информацию и в ГИС пользуются по-разному. Системы координат и разграфка, принятые в картографии, служат основой для географической локализации всех данных в ГИС. Топографические карты, показывающие контуры объектов на поверхности Земли, чаще всего являются основой и для БД ГИС, для привязки и отображения другой дополнительной информации. Тематические карты служат как средством изображения географических явлений, поставляя информацию для тематических слоев БД ГИС, так и основой для пространственного анализа взаимосвязей, отраженных на картах.

Существенное значение для ГИС имеет использование тематических карт и фотокарт, созданных на основе данных дистанционного зондирования.

При использовании карт в ГИС нужно постоянно помнить, что свойства карт, заложенные при их создании, переносятся и на данные, полученные с этих карт, а обнаруживаются часто лишь при последующей обработке цифровых данных.

11. Информационное обеспечение ГИС. Типы источников данных(44-46)

Пространственные данные, необходимые для создания инфор­мационного обеспечения ГИС, можно подразделить на две группы - первичные и вторичные.

Первичные данные — это данные, которые измерены непосредственно, например, путём выборочного обследования в полевых условиях или путём дистанционного зондирования. При этом плотность обследования определяет так называемое разрешение.

К стандартным методам выборочного обследования относятся случайные, систематические (ключевые) и расслоённые (районированные) выборки.

Вторичные данные получают из уже имеющихся карт, таблиц или других баз данных.

Карты поставляют основную территориально-привязанную информацию для БД ГИС. Как и карты, различают данные:

1. о природных ресурсах и окружающей среде;

2. экономические и социально-экономические.

Данные о природных ресурсах и окружающей среде следует подразделить на топографические и тематические.

Источникомтопографических данных служат топографические, обзорно-топографические и обзорные карты. При создании БД ГИС регионального уровня эти карты чаще всего используют для построения координатной основы БД и выбора проекции, пространственной привязки тематических данных и в качестве источника данных о рельефе, гидрографии, населённых пунктах, дорогах, административных и других границах объектов.

К этому же типу следует отнести данные крупномасштабных топографических съёмок, а также данные географической привязки (возникновению последних способствовало развитие ГИС).

Большую часть тематических данных получают по тематическим картам, большое разнообразие которых классифицировано в учебниках по картографии.

ДДЗ – важнейший источник информации.

Экономические и социально-экономические данные. Источники – государственная статистика и административная отчётность, но она конфиденциальная, доступ к ним ограничен. Малопригодны для ГИС если отсутствует достоверная информация об их распространении.Интернет.

Общие свойства данных как основы информационного обеспечения представляют так называемые метаданные (данные о данных).

12. Концептуальные модели представления реального мира (17-19)Классификация моделей пространственной информации в виде иерархической структуры:

• концептуальные модели представления реальности;

• модели пространственных объектов;

• модели пространственных данных;

• модели системы управления базой данных;

• модели геопространства.

Верхний уровень иерархической классификации представляют три концептуальные модели представления пространственной

информации, основанные на разных свойствах реальности, необходимых для её интерпретации и анализа

• дискретно в виде отдельных объектов, покрывающих все
пространство, без пробелов (объектно-ориентированное
представление);

• в линейно-узловом или сетевом виде, когда важно отоб­ражение связей между объектами и путей перемещения в пространстве;

• в виде географических полей непрерывного распространения
переменных параметров объекта или процесса, которые могут
быть оценены в любой точке пространства с заданными коор­динатами.

Такие модели хорошо коррелируют с картографическими моде­лями, традиционно применяемыми для исследования геосистем и визуализации географической информации.

Объектно-ориентированная модель подчёркивает индивиду­альность явления и хорошо подходит для моделирования реальности. Размеры и форма объектов могут быть определены задачами их тема­тической интерпретации и генерализации при заданном масштабе исследования. В таких моделях возникает проблема определения положения границ: для антропогенных и некоторых природных объектов они определяются чётко, для большинства же природных объектов они нечётки и часто отражают постепенный переход от одного объекта к другому. Некоторых границ в природе не существует, например, административных.

Сетевая модель хорошо подходит для представления и изучения транспортных потоков и их оптимизации, в гидрологии, в задачах, связанных с изучением коммуникаций, трубопроводов, средств связи и т. п. Она представляет пространственные объекты или процессы в виде связанных геометрических сетей.

Модели географических полей предназначены для показа и исследования реальных и непрерывных географических распределений. Такие модели дают возможность представлять объекты и явления «сплошного» распространения, но они целиком зависят и от дискретности снятия отчётов и от выбранного метода интерполяции.

Для показа непрерывности изменения используют разные способы, например:

• интерполяция измерений параметра в отдельных точках;

• вычерчивание линии профиля, изолинии или псевдоизолинии;

• построение сеточных цифровых моделей.

13. Модели пространственных объектов(19-21)

Модели пространственных объектов. Понимание моделей пространственных объектов как абстрактного представления абстрактных объектов является ключевым для определения и сбора графической информации, необходимой для корректной интер-111 и • I а ц и и результатов анализа.

Построение моделей (цифровых описаний) объектов реальности — это процесс преобразования реального геогра­фического разнообразия в набор дискретных объектов (диск­ретизация).

Плотность обследования определяет пространственное разрешение данных.

Цифровое описание пространственного объекта включает:

• наименование (идентификатор) объекта;

• указание или описание местоположения (локализации);

• качественное или количественное описание свойств;

пространственные отношения с окружающими объектами

Объект в БД— это цифровое представление всего реального объекта или его части.