- •Основи геоінформатики
- •7.1. Загальна характеристика
- •9.1. Загальна характеристика
- •Передмова
- •Частина і. Геоінформаційні технології в сучасному світі Розділ 1. Геоінформаційні технології в сучасному світі
- •1.1. Інформатика і геоінформатика
- •1.2. Визначення гіс. Відмінність гіс від інших інформаційних систем
- •1.3. Історія розвитку геоінформаційних технологій
- •1.4. Функції й галузі застосування гіс і геоінформаційних технологій
- •1.5. Геоінформатика, геоінформаційні технології і географія
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 2. Апаратне забезпечення геоінформаційних систем і технологій
- •2.1. Загальна характеристика апаратного забезпечення гіс
- •2.2. Комп'ютер як складова частина гіс
- •2.2.1. Класифікація комп'ютерів
- •2.2.2. Складові частини пк та їх характеристики
- •2.3. Пристрої збору і введення інформації
- •2.4. Пристрої візуалізації і подання даних
- •2.5. Тенденції розвитку апаратного забезпечення
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Частина II. Основи геоінформаційних технологій Розділ 3. Атрибутивна інформація в гіс
- •3.1. Способи подання атрибутивних даних
- •3.2. Бази даних як подання об'єктів реального світу
- •3.3. Моделі даних
- •3.3.1. Ієрархічна модель даних
- •3.3.2. Мережна модель даних
- •3.3.3. Реляційна модель даних
- •3.3.4. Об'єктно-орієнтована модель даних
- •3.4. Функціонування баз даних
- •3.5. Керування даними в гіс
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 4. Методи формалізації просторово-розподіленої і інформації
- •4.1. Просторова інформація в гіс
- •4.2. Растрове подання просторових даних
- •4.2.1. Загальна характеристика
- •4.2.2. Ієрархічні растрові структури
- •4.2.3. Стиснення растрових даних
- •4.3. Векторне подання метричних даних
- •4.3.1. Точкова полігональна структура
- •4.3.2. Dime-структура
- •4.3.3. Структури «дуга-вузол»
- •4.3.4. Геореляційна структура
- •4.4. Вибір способу формалізації і перетворення структур даних
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 5. Технології введення просторових даних
- •5.1. Введення даних у гіс
- •5.2. Джерела вхідних даних для гіс
- •5.2.1. Картографічні матеріали
- •5.2.2. Дані дистанційного зондування Землі
- •5.2.3. Дані електронних геодезичних приладів
- •5.2.4. Джерела атрибутивних даних
- •5.3. Технології цифрування вхідних даних
- •5.3.1. Автоматизоване введення даних
- •5.3.1.1. Сканування
- •5.3.1.2. Векторизування
- •5.3.1.3. Геокодування
- •5.3.2. Ручне введення даних. Апаратне та екранне дигітизування
- •5.3.2.1. Апаратне дигітизування
- •5.3.2.2. Екранне дигітизування
- •5.3.2.3. Автозахоплення і автотрасування
- •5.3.2.4. Редагування існуючих картографічних об'єктів
- •5.3.2.5. Введення і редагування з використанням існуючих графічних об'єктів
- •5.3.2.6. Групове редагування
- •5.4. Контроль якості створення цифрових карт
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 6. Подання інформації в гіс
- •6.1. Візуалізація інформації в гіс
- •6.2. Методи і технології візуалізації інформації в гіс
- •6.2.1. Подання картографічних шарів
- •6.2.2. Подання екранних видів (вікон)
- •6.2.3. Подання векторних об'єктів
- •6.2.4. Подання поверхонь і растрових карт
- •6.3. Тематичне картографування. Картодіаграми
- •6.3.1. Ранжовані діапазони
- •6.3.2. Стовпчасті та кругові діаграми
- •6.3.3. Ранжовані символи
- •6.3.4. Точки із заданими вагами
- •6.3.5. Індивідуальні значення
- •6.3.6. Легенди тематичних карт і картодіаграм
- •6.4. Карти як результат і засіб візуалізації
- •6.5. Програмні і технічні засоби візуалізаиії картографічної інформації
- •6.5.1. Електронні атласи
- •6.5.3. Системи автоматизованого картографування
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Частина ііі. Геоінформаційні технології просторового аналізу і моделювання Розділ 7. Аналітичні можливості сучасних інструментальних гіс
- •7.1. Загальна характеристика
- •7.2. Картометричні операції
- •7.3. Операції вибору
- •7.3.1. Запити за місцем розташування
- •7.3.2. Запити за атрибутами
- •7.4. Рекласифікація
- •7.5. Картографічна алгебра
- •7.5.1. Локальні операції
- •7.5.2. Операції сусідства
- •7.5.3. Зональні операції
- •7.5.4. Глобальні операції
- •7.6. Статистичний аналіз
- •7.7. Просторовий аналіз
- •7.7.1. Побудова буферів
- •7.7.2. Аналіз географічного збігу і включення
- •7.7.3. Аналіз близькості
- •7.7.4. Зонування території за допомогою полігонів Тиссена-Вороного
- •7.8. Оверлейний аналіз
- •7.9. Аналіз рельєфу
- •7.9.1. Цифрові моделі рельєфу та їх побудова
- •7.9.2. Аналіз рельєфу з використанням цифрових моделей рельєфу
- •7.9.3. Аналіз гідрографічної мережі
- •7.9.4. Пакет «Рельєф-процесор»
- •7.10. Мережний аналіз
- •7.10.1. Географічні мережі
- •7.10.2. Мережний аналіз
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 8. Геостатистичний аналіз і моделювання
- •8.1. Геостатистичне моделювання
- •8.2. Просторова інтерполяція
- •8.3. Детерміновані методи просторової інформації
- •8.3.1. Глобальні методи інтерполяції
- •8.3.2. Локально-детерміновані методи інтерполяції
- •8.4.Локально-стохастичні методи просторової інтерполяції і геостатистичне моделювання
- •8.4.1. Принципи геостатистичного моделювання
- •8.4.2. Побудова і оптимізація варіограмної моделі
- •8.4.3. Моделювання поверхонь та їх оцінка
- •8.4.4. Різновиди локально-стохастичної інтерполяції
- •8.5. Вибір методу інтерполяції
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Частина IV. Програмні засоби і геоінформаційні системи Розділ 9. Програмні засоби для роботи з просторовими даними
- •9.1. Загальна характеристика
- •9.2. Програмні засоби гіс
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 10. Комерційні гіс-пакети
- •10.1. Програмне гіс-забезпечення компанії esri (сша)
- •10.1.1. Сімейство програмних пакетів ArcGis
- •10.1.2. Настільні інструментальні гіс-сімейства ArcGis
- •10.1.2.1. Загальна характеристика
- •10.1.2.2. Пакет ArcView
- •10.1.2.3. Система ArcInfo
- •10.2. Програмні гіс-пакети фірми Intergraph
- •10.2.1. Багатогалузеве модульне середовише гіс — mge
- •10.2.2. Сімейство пакетів GeoMedia/GeoMedia Professional
- •10.3. Сімейство програмних продуктів фірми Bentley Systems
- •10.3.1. Пакет MicroStation
- •10.3.2. Основні додатки на базі MicroStation
- •10.4. Програмні продукти компанії Autodesk
- •10.5. Програмні пакети GeoniCs
- •10.7. Пакет гіс і обробки просторової інформації іdrisi
- •10.8. Пакет pcRaster
- •10.9. Пакет GeoDraw/GeoGraph
- •10.10. Програма створення і оновлення цифрових карт Digitals
- •10.11. Тенденції розвитку програмного гіс-забезпечення
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Розділ 11. Сучасні геоінформаційні системи
- •11.1. Класифікація сучасних гіс
- •11.2. Великі гіс-проекти
- •11.2.1. Електронний атлас України
- •11.2.2. Глобальні геоінформаиійні системи
- •11.3. Технології «клієнт-сервер» і Internet-технології в гіс
- •11.3.1. Розподілені бази даних
- •11.3.2. Internet-сервіси і гіс
- •Питання і завдання для самоперевірки
- •Післямова
- •Словник термінів
- •Словник абревіатур
- •Використана література
- •Рекомендована література Основна
- •Додаткова
7.5.3. Зональні операції
Дана група операцій картографічного моделювання складається із операторів, що обчислюють нове значення для кожної комірки як функцію значень комірок, які входять у той самий ареал (зону), що і розглянута в даний момент комірка. Ці операції забезпечують агрегування значень комірок у межах територіальних одиниць (ареалів) розглянутої карти. Для кожної комірки розглянутої територіальної одиниці обчислюється статистичне значення на основі значень комірок вихідної карти. Це значення присвоюється всім коміркам результуючої карти, що належить до однієї (даної) територіальній одиниці (зони, ареалу).
До операторів, що забезпечують виконання операцій даної групи, звичайно належать оператори:
- присвоєння кожній комірці карти значення площі ареалу, до якого вона належить;
- присвоєння кожній комірці середнього значення комірок, що належать даному ареалу (класу);
- присвоєння кожній комірці кількості унікальних значень змінної в межах ареалу;
- присвоєння кожній комірці значення, що найбільш часто виявляється в даному класі;
- присвоєння кожній комірці максимального значення з комірок ареалу, до якого вона належить;
- присвоєння кожній комірці мінімального значення з ареалу, до якого вона належить;
- присвоєння кожній комірці суми значень комірок ареалу, до якого вона належить;
- ідентифікації всіх безперервних груп комірок з однаковими значеннями і присвоєння коміркам, що належать до однієї безперервної групи, нового унікального значення.
Загальний формат команд більшості зональних операцій такий:
Результат = оператор (вираз, класи ареалів),
де Результат — результуюча карта; оператор — один із зональних операторів; вираз — карта змінної, з якою виконуються дії (обчислюється площа, середнє значення, знаходиться кількість унікальних значень і т.ін.), класи ареалів — карта просторового розподілу деяких класів просторових ареалів (ґрунтових, рослинності, ландшафтних, адміністративних або господарських одиниць).
7.5.4. Глобальні операції
Глобальні операції виконуються в тому випадку, коли карта класів об'єктів представлена одним об'єктом, розподіленим по всій площі. Результатом виконання глобальної операції є число — функція значень всіх комірок, що не містять відсутні значення (mv).
До складу глобальних входять такі оператори, як:
- обчислення загальної площі комірок;
- обчислення суми значень всіх комірок;
- обчислення середнього значення зі значень усіх комірок;
- знаходження максимального і мінімального значень зі значень усіх комірок;
- визначення площі і довжини комірки растра і деякі інші.
Загальним форматом глобальної операції є:
Результат = оператор (вираз),
де Результат — результуюча карта; оператор — один із глобальних операторів; вираз — карта змінної.
Результат виконання глобальних операцій присвоюється всім коміркам нової карти з такими ж просторовими атрибутами, що й у вихідної.
7.6. Статистичний аналіз
Сучасні інструментальні ГІС мають різні можливості статистичного аналізу. У пакетах з розвиненими аналітичними можливостями, таких, як, наприклад, IDRISI, функції статистичного аналізу реалізовані як власні оператори і відображені в головному меню. У низці пакетів, у тому числі й у пакеті MapInfo, що широко використовується в Україні, функції статистичного аналізу реалізуються засобами офісного пакета фірми Microsoft (MS Excel), з яким вони цілком сумісні.
До найбільш часто реалізованих у рамках ГІС-пакетів операцій статистичного аналізу відносять такі:
- обчислення статистичних параметрів просторового розподілу змінної, представленої на карті, — середнього, середньоквадратичного відхилення, дисперсії, мінімального і максимального значень;
- побудова гістограм просторового розподілу змінної для всієї території або її частини в графічній і табличній формі з можливістю задания користувачем кількості інтервалів і/або ширини інтервалів.
У пакетах з розвинутими аналітичними можливостями набір операцій статистичного аналізу значно розширений. У рамках пакета просторового аналізу растрових зображень IDRISI у розділі Statistics головного меню, крім модуля, що реалізує описані вище операції (HISTO), пропонуються до використання ще декілька програмних модулів, які реалізують різні операції статистичного аналізу, у тому числі:
EXTRACT — визначення статистичних параметрів — середнього, середньоквадратичного відхилення, мінімального і максимального значень, розмаху коливань вибіркової сукупності, сформованої на основі карти по масці, що задається;
REGRESS — лінійної регресії просторових розподілів двох змінних з побудовою графіка регресії;
MULTIREG — множинної лінійної регресії кількох просторових змінних (геозображень);
LOGITREG — лінійної регресії двох логарифмічно перетворених просторово розподілених змінних;
TREND — побудови трендової поверхні геозображення з використанням поліномів першого, другого і третього порядку, параметри яких визначаються за допомогою методу найменших квадратів;
AUTOCORR — розрахунку характеристики «однокрокової» просторової автокореляції — статистики Морана І для усього геозображення або його частин, що задаються картою-маскою;
CROSSTAB — зіставлення двох просторових розподілів і оцінка їх відповідності один одному з використанням коефіцієнта кореляції Крамера V і індекса відповідності Каппа (КІА), виконання крос-класифікації геозображень;
STANDARD — нормалізації просторового розподілу кількісної змінної з використанням попередньо обчислених середнього арифметичного значення і середньоквадратичного відхилення — шляхом віднімання від значення кожної комірки середнього значення і ділення отриманої різниці на середньоквадратичне відхилення;
RANDOM — генерування просторового розподілу випадкової змінної, що підпорядковується лінійному, нормальному і логнормальному законам розподілу.
Крім цього, в пакеті IDRISI в модулі TSA (Time Series Analysis) (Розділ головного меню Change / Time Series Analysis (Аналіз змін / Часових рядів)) реалізується один із методів факторного аналізу — метод головних компонентів, а в модулі BAYCLASS з розділу Image Processing (обробка зображень) — класифікація геозображень з використанням теореми Байєса і ряду інших методів статистичного аналізу.