Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии

Подождите немного. Документ загружается.

ОАС - отраслевая автоматизированная система управления

РМ - реляционная модель

САПР - система автоматизированного проектирования

ПО - программное обеспечение

СИМ - система имитационного моделирования

СКИ - система картографической информации

СУБД - система управления базами данных

СУРЗ - система учета и регистрации землепользователей

ТЗ - техническое задание

УСО - (системный) уровень сбора и обработки первичных

данных

УМХ - (системный) уровень моделирования и хранения

УП - (системный) уровень представления информации

ЦКИ - цифровая картографическая информация

ЦМК - цифровая модель карты

ЦММ - цифровая модель местности

ЦМО - цифровая модель объекта

ЦМР - цифровая модель рельефа

ЦМЯ - цифровая модель явления

ЭК - электронная карта

ЭС - экспертная система

AASAP - Applied Analysis Spectral Analytical Process - процесс

анализа спектральных характеристик пикселей

ADS - Arc Digitizing System - система цифрования

AOI - Area of Interest - область векторизации

CAD - Computer Aided Desing - аналог САПР CASE -

Computer Aided System Engineering - технология

"автоматизированного построения информационной

системы"

СОМ - Component Object Model - компонентная модель

объекта

DEC - Digital Equipment Corporation - фирма, производящая

вычислительную технику DC W - Digital Chart

of the World - цифровая карта мира (суши) в

формате Arclnfo

ER - Entity Relationship (model) - модель "сущность-связь"

ESRI - Институт исследования систем окружающей Среды

(США)

FDD - Floppy Driver Disk - гибкий диск

GPS - Global Position System - глобальная система

позициони-

рования (местоопределения)

HDD - Hard Driver Disk - жесткий диск

HP - Hewlett Packard-фирма, занимающаяся производством

вычислительных средств, в первую очередь

периферийных

ID - Identifier Descriptor - идентификатор базы данных

MOI - Material Of Interest - влияние факторов объектов, мате-

риалов, свойств

OGIS - Open Geodata Interoperability Specification -открытая

спецификация взаимообмена геоданными

OLE - Objekt Linking and Embedding -1. Связывание и

внедрение

объектов. 2. Способ связи разных приложений

Windows

RIS - Relational Interface System - реляционный интерфейс

системы

TIN - Triangulated Irregular Network-треугольные сети

непра-

вильной формы

2D - 2-Dimensoinal - двухмерный объект

3D - З-Dimensoinal - трехмерный объект

282

Содержание

К ЧИТАТЕЛЮ.

ВВЕДЕНИЕ.....

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ГИС.................................................11

1.1. Общие сведения о системном построении информационной системы... 14

1.2. Построение схемы обобщенной ГИС..........................................................18

2. МЕСТО ГИС СРЕДИ ДРУГИХ АВТОМАТИЗИРО

ВАННЫХ СИСТЕМ................................................................... 23

2.1. Основные принципы функционирования АСНИ.......................................23

2.2. Системы автоматизированного проектирования........................................25

2.3. Автоматизированные справочно-информационные системы....................28

2.4. Применение экспертных систем в ГИС.......................................................35

Характеристика ЭС (35). Типы экспертных систем для решения задач

ГИС (39)

3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ

МОДЕЛЕЙ ДАННЫХ В ГИС................................................. 43

3.1. Основные понятия моделей данных............................................................44

3.2. Классификационные задачи.........................................................................49

3.3. Аспекты рассмотрения моделей данных.....................................................50

3.4. Базовые модели данных, используемые в ГИС..........................................53

Мифологическая модель (S3). Иерархическая модель (55).

Квадратоми-ческое дерево (57). Реляционная модель (61). Модель

"сущность-связь" (64). Сетевые модели(бб). Прочие модели (67)

284

4. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ

ДАННЫХ В ГИС..................................................................

4.1. Определение положения точек на поверхности Земли...............................70

4.2. Координатные данные...................................................................................72

Основные типы координатных моделей (73). Взаимосвязи между

координатными моделями (77)

4.3. Номенклатура и разграфка топографических карт.....................................78

4.4. Атрибутивное описание................................................................................84

4.5. Вопросы точности координатных и атрибутивных данных.......................85

4.6. Векторные и растровые модели....................................................................87

Векторная модель (88). Топологическая модель (91). Растровые

модели (96)

...............................................................103

............................................ 105

5. ТЕХНОЛОГИЯ

МОДЕЛИРОВАНИЯ

В ГИС.....................................................

5.1. Основные виды моделирования.................................................................109

5.2. Методологические основы моделирования в ГИС................................... 112

5.3. Особенности моделирования в ГИС..........................................................115

Операции преобразования форматов и представлений данных (115).

Проекции и проекционные преобразования (123). Геометрический анализ

(138). Оверлейные операции (139). Функционально-моделирующие операции

(141)

6. ЦИФРОВЫЕ МОДЕЛИ МЕСТНОСТИ...............................148

6.1. Основные понятия.......................................................................................148

Метод построения ЦММна основе обобщения (148). Метод построения

ЦММ на основе агрегации (151)

6.2. Характеристики цифровых моделей..........................................................154

Основные типы информации (155). Логическая и физическая структура

ЦММ (159). Свойства ЦММ (159). Виды моделирования (161). Осо-

бенности формирования ЦМР (163)

6.3. Методы фотограмметрического проектирования ЦМ............................. 165

Общие положения (165). Модели данных (166). Реализация метода

фотограмметрического проектирования (170)

285

4.7. Оверлейные структуры.

4.8. Трехмерные модели.......

109

7. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ГИС.......................177

7.1. Назначение и возможности...................................................................177

7.2 Специализированная система ER Mapper............................................ 178

7.3. Система ГеоДраф, ГеоГраф (GeoDraw, GeoGraph).............................182

7.4. Инструментальная система ArGIS.......................................................184

7.5. Система ArcCAD...................................................................................184

7.6. Программный продукт ArcView........................................................... 186

7.7. Система AtlasGIS для Windows............................................................ 191

7.8. Система WinGIS..................................................................................... 193

7.9. Системы четвертого поколения............................................................194

Система SICAD/open (195). Семейство Star (195). Географическая

операционная система Small World CIS (196)

7.10. Инструментальная среда CADdy........................................................197

7.11. Модульная система MGE....................................................................200

7.12. Специализированная система Maplnfo...............................................204

7.13. Инструментальная система Arclnfo..............'.....................................205

Общее назначение (205). Первичный интерфейс пользователя (205).

Редактирование и обновление данных (207). Обмен данными (208).

База данных (209). Специализированный интерфейс анализа

геоинформации (210)

7.14. Система электронных карт "Панорама".............................................213

Технологическое обеспечение (213). Аналитическое обеспечение (215)

7.15. Система ERDAS Imagine.....................................................................216

Комплект Imagine Vista (217). Комплект Imagine Production (219)

7.16. Применение концепции "открытых систем" в инструментальных

пакетах ГИС...........................................................................................226

286

8. ПРИМЕНЕНИЕ гис......-------------.......---.------230

231

8.1. Электронные карты.......................................................................

8.2. ГИС для задач городского хозяйства...................................................236

8.3. Технологии ГИС в государственном земельном кадастре России....241

Общие сведения (241). Автоматизированная система кадастрового

картографирования (АСКК) (242) ,

8.4. Экология и ГИС.....................................................................................251

8.5. Методы дистанционного зондирования и ГИС...................................255

8.6. ГИС для решения экономических задач..............................................257

Применение ГИС в бизнесе (257). Перспективы использования ГИС в

бизнесе (260)

ЛИТЕРАТУРА..........«,......................................................................

2б6

ГЛОССАРИЙ..........................................••....................•..................

2б8

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ................................,..............................281

Цветков Виктор Яковлевич

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ

СИСТЕМЫ

И ТЕХНОЛОГИИ

Ведущий редактор Л. А. Табакова Редактор

А. М. Материна Художественный редактор

Ю.И. Артюхов Технический редактор И.В.

Завгородияя Корректор Г.В. Хлопцева

Обложка художника Ю. В. Токарева

Компьютерная верстка Е.В. Васильевской

ИБ №3709

Лицензия ЛР№ 010156 от 29.01.97

Подписано в печать 03.12.97. Формат 60x88/16

Гарнитура «Тайме». Печать офсетная Усл. пл. 17,64.

Уч.-изд. л. 17,64. Тираж 5000 экз. Заказ 3443. «С»013

Издательство «Финансы и статистика»

101000, Москва, ул. Покровка, 7

Телефон (095) 925-35-02, факс (095) 925-09-57

Великолукская городская типография Комитета по

средствам массовой информации и связям с

общественностью администрации Псковской области

182100, Великие Луки, ул. Полиграфистов, 78/12

Осевой меридиан

Рис. 5.6. Проекция Гаусса-Крюгера:

а - общий вид; б -

система координат зоны

Осевые меридианы трехградусных зон совпадают попеременно

то с осевыми меридианами шестиградусных зон, то с крайними

меридианами этих зон.

Во многих странах применяют для составления топографичес-

ких карт универсальную поперечно-цилиндрическую проекцию

Мер-катора (UTM) в шестиградусных зонах. Эта проекция близка

по своим свойствам и распределению искажений к проекции

Гаусса-Крю-гера, но на осевом меридиане каждой зоны масштаб

М=0,9996, а не единица. Проекция UTM получается двойным

проектированием: эллипсоида на шар, а затем шара - на плоскость

в проекции Мер-катора.

Достаточно полное описание перечня проекций приведено в [2]

. Важно отметить, что существует различие между проекцией, с

которой работает пользователь, и проекцией исходной карты. Для

мелкомасштабных карт существенно различие картографических

проекций. Процесс трансформации картографических данных из

одной проекции в другую требует знания параметров проекции

источника и производной проекции, известных из курсов

математической картографии и теории картографических проекций

и справочных изданий.

Пересчет координат может быть представлен как решение

обратной задачи математической картографии, т.е. преобразования

прямоугольных координат в географические, а вслед за нею -

прямой задачи с использованием уравнения производной проекции

либо непосредственного пересчета данных из проекции в

проекцию, минуя приведение к системе географических координат.

При неизвестных функциональных зависимостях,

определяющих соответствие географических и условных

координат, можно воспользоваться методами трансформации по

сети опорных точек с известными координатами. В этом случае

возникает проблема оптимального выбора аппроксимирующей

функции. Наличие координатной основы - обязательное требование

трансформационных преобразований.

Программные средства ГИС содержат различные блоки

преобразования, включающие различные проекции: равновеликую

коническую Ал-берса, азимутальную равнопромежуточную,

коническую равнопромежу-точную, гномоническую,

равновеликую азимутальную Ламберта, коническую

равноугольную Ламберта, Меркатора, цилиндрическую Миллера,

косую Меркатора (Hotine), ортографическую, полярную стереогра-

фическую, поликоническую, синусоидальную, стереографическую,

поперечную Меркатора, универсальную поперечную Меркатора

(UTM), Гринтена.