гис шпора

15.Географический анализ данных дистанционного зондирования.Дистанционное зондирование (ДЗ) означает получение информации о состоянии исследуемой территории по измеренным на расстоянии, без непосредственного контакта датчиков с поверхностью, характеристикам электромагнитного излучения.

Используется широкий диапазон излучений от 0.4 мкм -30 м. В связи с этим используются различные средства съемки: фотографические, телевизионные, сканирующие, радиолокационные и др. Датчики могут быть установлены на космических аппаратах, самолетах и других носителях. Диапазон измеряемых электромагнитных волн - от долей микрометра (видимое оптическое излучение) до метров (радиоволны).

В ГИС используют не первичные материалы ДЗ, получаемые во время съемки, а производные, формируемые в результате их обработки. Данные со спутников подвергаются предварительной цифровой обработке для устранения радиометрических и геометрических искажений, влияния атмосферы и т.д. Для улучшения визуального качества исходных изображений могут применяться процедуры для изменения яркости и контрастности, фильтрации для устранения шумов или подчеркивания контуров и мелких деталей. При использовании аэрофотоснимков следует обращать внимание на искажения, вызываемые углами наклонов снимков и рельефом местности, которые могут быть устранены в процессе трасформирования или ортофототрансформирования.

Специализированные программные средтва для обработки аэрокосмических снимков.

Одним из первых в этой области был немецкий концерн Definiens, чьи программные продукты серии

eCognition завоевали определённую популярность у специалистов в конце девяностых годов прошлого века. Однако подобные решения уже не являются чем-то уникальным, так как через несколько лет после eCognition американская компания Visual Learning Systems выпустила на рынок программные продукты Feature Analyst и Lidar Analyst, удачно интегрировав их в оболочки популярных программ для обработки ДДЗ и ГИС: ArcGIS, ERDAS IMAGINE, SOCET SET и GeoMedia. В 2008 году два других ключевых игрока рынка продемонстрировали свои инструменты для автоматизированного дешифрирования данных спутниковой съёмки: это корпорация ERDAS, выпустившая модуль для объектно-ориентированного дешифрирования – Imagine Objective для ERDAS IMAGINE 9.3, и компания ITT, разработавшая первую версию модуля ENVI Fx 4.5.

Наиболее популярный программный продукт для обработки ДДЗ – ERDAS IMAGINE, и наиболее распространённой ГИС в мире – ArcGIS компании ESRI.

Компьютерная обработка снимков, представленных в цифровом виде, открывает новые технические возможности для дешифрирования. Специальные пакеты программ, такие как ERDAS Imagine, позволяют выводить снимок на экран монитора, улучшать качество снимка (например, убирать влияние атмосферной дымки), синтезировать цветные изображения, выполнять автоматизированное дешифрирование, получать количественные данные (координаты, расстояния, площади и т. д.). Результаты компьютерной обработки служат основой для создания карт, которые могут быть записаны в цифровом виде или распечатаны на бумаге. Получают цифровые снимки при съемке сканирующими системами с аэро- или космических носителей, таких как например российские спутники Ресурс, французские SPOT или американские Landsat. С помощью высокоточных сканеров могут быть переведены в цифровой формат и фотографические снимки.

Автоматизированное дешифрирование - один из этапов процесса компьютерной обработки ДЦЗ, представленных в цифровом виде, т.е. в форме цифровых изображений, включающий ввод изображений в компьютер (цифрование аналоговых и/или импорт цифровых изображений), тематическое дешифрирование и экспертную оценку данных.

Компьютерные технологии обработки снимков по специальным алгоритмам и программам (с обучением и без), дают точность 70-85%. Для фотограмметрических измерений снимков применяют специальные прецизионные оптико-механические приборы, а также компьютерные комплексы со специализированным программным обеспечением. Для обработки аэрокосмических снимков на персональных компьютерах можно использовать коммерческое программное обеспечение общего назначения.

16. Глобальные системы позиционирования(ГСП) : NAVSTAR GPS и ГЛОНАС. Наиболее современные определения координат основаны на использовании глобальных систем позиционирования (ГСП). Суть их работы заключается в следующем: летящие по строго заданным орбитам спутники, мгновенные координаты которых точно известны, непрерывно излучают радиосигналы, регистрируемые специальными спутниковыми приемниками на Земле. Это позволяет с помощью радиотехнических средств измерять расстояния (дальности) от приемника до спутников и определять местоположение приемника (его координаты), или находить вектор между двумя приемниками (разности координат их положения).

К концу XX в. в мире созданы две эксплуатационные спутниковые глобальные системы позиционирования, ознаменовавшие революционные изменения в геодезических измерениях. Это американская система Global Positioning System (GPS) и российская Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС).

В каждой системе выделяют по три главные подсистемы (сегменты): наземного контроля и управления (НКУ), созвездия космических аппаратов (КА) и аппаратуры пользователей (АП).  Подсистема НКУ состоит из станций слежения за КА, службы точного времени, главной станции с вычислительным центром и станций загрузки данных на борт спутников. Спутники проходят над контрольными пунктами дважды в сутки. Собранную на станциях слежения информацию об орбитах используют для прогнозирования координат спутников. После этого соответствующие данные загружают на борт каждого спутника.

В каждой спутниковой системе подсистемы КА содержат по 24 основных работающих и по несколько резервных спутников. Спутники равномерно распределены в околоземном пространстве на высотах около 20 тыс. км. На каждом спутнике установлены солнечные батареи питания, двигатели корректировки орбит, атомные эталоны частоты —времени, аппаратура для приема и передачи радиосигналов.

Для измерения дальностей передатчики на всех спутниках излучают радиоволны на двух частотах, обозначаемых L1 и L2. Две частоты нужны для того, чтобы исключить из измерений существенные временные задержки, возникающие при прохождении радиоволн через ионосферу.

Основу подсистемы аппаратуры пользователей (АП) составляет спутниковый приемник. Аппаратура спутника и спутниковый приемник образуют радиодальномер. Приемник принимает радиоволны, передаваемые спутником, и сравнивает их с электрическими колебаниями, выработанными в самом приемнике. В результате получают время распространения радиоволны, а затем и дальность от приемника до космического аппарата. Дальности определяют двумя методами: кодовым (стандартная точность) и фазовым (наиболее точные измерения).

Спутниковые приемники достигли высокого совершенства. Созданы приемники, ориентированные как на использование только спутников одной системы, главным образом GPS, так и на одновременное использование спутников GPS и ГЛОНАСС. Точность определения координат зависит от числа видимых КА. Использование спутниковых группировок двух систем позволяет увеличить количество видимых спутников и повысить точность определений координат примерно в 1,5 раза. В городских условиях, особенно при наличии множества высотных зданий, одна система не в состоянии обеспечить непрерывные измерения в течение длительного времени. Применение комплекса ГЛОНАСС/GPS практически позволяет удвоить продолжительность производительного времени по сравнению со временем использования только спутников GPS.

Преимущества применения спутниковых методов позиционирования для ГИС в следующем:  • оперативность, всепогодность, оптимальная точность и эффективность; в отличие от традиционных геодезических методов не нужна видимость между определяемыми пунктами;  • глобальность — возможность получения данных в единой или во взаимосвязанных системах координат в любой точке Земли;  • четкая временная привязка данных;  • минимизация влияния человеческого фактора;  • цифровая форма записи;  • применение стандартных форматов записи;  • возможность классификации данных на стадии их полевого сбора;  • возможность сбора данных в различных картографических проекциях;  • сбор больших объемов данных.

11.Цифровая карта – цифровая модель карты, созданная путём цифрования картографических источников, фотограмметрической обработки материалов дистанционного зондирования, цифровой регистрации данных полевых съёмок, или иным способом

Электронная карта - картографическое изображение, визуализированное с использованием программных и технических средств в заданной проекции, размерности, системе условных знаков на видеоэкране (дисплее) компьютера на основе данных цифровых карт или баз данных ГИС.

Компьютерная карта – карта, полученная на устройстве графического вывода с помощью средств автоматизированного картографирования (графопостроителей, принтеров, дигитайзеров и др. на бумаге, пластике, фотопленке и иных материалах) или с помощью ГИС.

Картографическая проекция – определённый способ отображения одной поверхности на другую, устанавливающий аналитическую зависимость между координатами точек эллипсоида (сферы) и соответствующих точек плоскости.

Классификация картографических проекций:

По характеру искажений;

По виду меридианов и параллелей нормальной сетки;

По положению полюса нормальной системы координат;

Классификация картографических проекций по виду меридианов и параллелей нормальной сетки (по виду вспомогательной геометрической поверхности);

Азимутальные;

Цилиндрические;

Конические;

Псевдоцилиндрические;

Псевдоконические;

Поликонические;

Классификация картографических проекций по положению полюса нормальной системы координат;

прямые, или нормальные;

поперечные, или экваториальные;

косые, или горизонтальные;

Факторы выбора картографических проекций:1) Факторы, характеризующие объект картографирования

2) Факторы, характеризующие создаваемую карту, способы и условия её использования

3) Факторы, характеризующие получаемую продукцию

Этапы выбора картографичеких проекций

1.Установление совокупности проекций (или их свойств), из которой целесообразно производить их выбор

2. Определение искомой проекции

12.Псевдокартографические методы визуализации.Визуализация – это отображение изображений, в том числе картографических, и иной графики на устройствах отображения (преимущественно на мониторе компьютера) на основе исходных цифровых данных и правил и алгоритмов их преобразования.

Кроме картографических изображений существуют изображения в неевклидовой метрике, среди которых выделяют: картоиды, «мысленные» изображения и анаморфозы.

Картоиды – абстрактные графические изображения, при построении которых бывают не важны конкретные пространственные отношения, но показываются некоторые содержательные характеристики – основная сущность явлений и закономерности в развитии явлений и причин, их определяющих. Картоид – картоподобное изображение. Картоиды относят к наиболее древнему типу познавательных географических моделей, о чём свидетельствуют археологические находки картоподобных изображений местности, окружающей древнего человека эпохи верхнего палеолита (20-30 тыс. лет до н.э.). От обычных карт картоиды отличаются по таким критериям: карты отображают и метрику, и топологию изображаемых объектов, а картоиды – только топологию, поэтому на картоиде можно определить взаимное расположение объектов, но нельзя измерить расстояние между ними. Мысленные» изображения – графические представления образов, формирующихся в мозгу человека о пространственных объектах. Они создавались каждым из нас в виде схемы, когда мы объясняли кому-либо, как найти интересующее его место в городе. Можно усреднить такие представления и получить некоторый собирательный мысленный образ.

Анаморфозы – графические изображения, производные от традиционных карт, масштаб которых трансформируется и варьирует в зависимости от величины характеристики явлений на исходной карте. Анаморфоза  Топологически преобразованная непространственно-подобная карта (иногда именуемая картоидом), в уравнение проекции которой кроме географических координат, входит и сам картографируемый показатель (например, плотность населения на эквидемических А.к., или расстояние от какого-либо центра на эквидистантных А.к. и т.п.). Анаморфозы можно определить, как графические изображения, производные от традиционных карт, масштаб которых трансформируется и варьирует в зависимости от величины характеристики явлений на исходной карте.  ^ Анаморфированные изображения отличаются от картоидов. Картоиды -- абстрактные графические изображения, при построении которых не учитываются конкретные пространственные отношения, например, поляризованный ландшафт, типичные формы рельефа), медико-географические оценки и др. О Среди анаморфированных изображений можно выделить линейные и площадные. Возможно представить и объемные анаморфозы, например в виде трансформированных блок-диаграмм или рельефных карт. Линейные анаморфозы напоминают изображения графов, длина ребер которых позволяет изменять взаимную удаленность отображаемых единиц в зависимости от величин характеристик явлений, закладываемых в основу анаморфоз. Причем в этих примерах соблюдаются пространственные отношения, в противном случае изображение не может быть отнесено к анаморфозам (как, например статистические графики объема экспортно-импортных связей, выраженные в виде столбиков различной высоты и т.д.).  Выделяют линейные, площадные и объемные анаморфозы. Пример линейной анаморфозы: удаленность магазинов, выраженная в затратах времени, от любой, например, центральной точки города. Пример линейных анаморфоз -- изображения линий Московского метрополитена в зависимости от времени их доступности (Салищев, 1982), удаленности магазинов, выраженной в затратах времени, от любой, например, центральной, точки города (Murdych, 1983), экспортно-импортных связей бывшего СССР со странами Европы (Вардомский, Тикунов, 1982) и др В качестве примера приведем линейные анаморфозы, показывающие изменения взаимной транспортной удаленности регионов России. От центра (г. Москва) проведены условные прямые (азимутальные) линии, соединяющие столицу с каждым центром субъекта Федерации (а также с Сургутом, т.к. в Ханты-Мансийске – административном центре Ханты-Мансийского автономного округа нет железной дороги). Затем величина «ценового расстояния» до Москвы и от неё в 1985 и 2001 гг. отложена на этих прямых в избранном масштабе. В итоге получаются линейные анаморфозы, отображающие не только «ценовую» удалённость, но и их изменения.  Наибольшее распространение получили площадные анаморфозы, которые позволяют выравнивать в пространстве какие-либо характеристики (например, характеристики населения, территориальное распределение доходов и т.д.). В этом случае площади изображаемых территориальных единиц становятся пропорциональными соответствующим им величинам закладываемого в основу анаморфозы показателя. При этом нужно максимально сохранить взаимное расположение территориальных единиц, их форму и др.

Объемные анаморфозы- отображают в сочитании с площадными анаморфозами и цветовыми градациями, дополнительные свойства территориальных едениц. Использование анаморфоз. Наиболее часто анаморфозы используются для различных характеристик населенности территории, в медицинской географии, для отображения качества окружающей среды, загрязнения воздуха и т.д.  ^ По технологии анализа анаморфоз выделяют: - визуальные, - интерактивные (человеко-машинные) - и автоматизированные способы. По целям анализа: - анализ структуры; - анализ взаимосвязей явлений; - анализ динамики явлений. 29.Использование растровых изображений в MapInfo Растровые изображения позволяют использовать отсканированные бумажные карты, фотографии и другие графические материалы при создании векторных карт. Отсканировав бумажную карту и получив таким образом растровый файл, можно отобразить в окне Карты. Как правило растровые снимки служат подложкой с большим количеством деталей под другими слоями карт. Поместив векторные слои поверх растрового изображения, можно использовать растр для коррекции при редактировании Карты. Процесс редактирования на основе растровой подложки еще называют трассировкой. Для использования растрового изображения в MapInfo его необходимо зарегистрировать. Процедура регистрации растрового изображения

1. Откройте растровый файл, выполнив команду Файл Открыть таблицу. Выберите тип файла растрового

изображения.

2. Выберите файл растра и нажмите «Открыть». Появится диалог, где надо выбрать «Показать» или

«Регистрировать» растр.

3. Нажмите «Регистрировать». Откроется диалог «Регистрация изображения»(рис 1). В нижней половине

этого диалога в окошке будет показан предварительный вид растрового изображения.

4. Задайте проекцию растрового изображения, нажав кнопку «Проекция». Если проекция не задана,

MapInfo Professional будет использовать проекцию “Широта-Долгота” или ту проекцию таблицы, которая

указана в настройках окна Карты.

5. Чтобы начать расстановку контрольных точек, нажмите кнопку «Добавить», появится новая

запись в списке контрольных точек.

6. Нажмите кнопку Извлечь с карты и найдите соответствующую точку на векторной Карте. MapInfo

Professional обновит координаты в окошках X на карте и Y на карте в диалоге «Редактировать

контрольную точку» новыми значениями. Нажмите OK, чтобы сохранить новые координаты, и закройте

диалог.

7. Повторяйте процедуру до тех пор, пока не определите три или четыре точки в окне диалога Регистрация

изображения, расположенные не на одной линии.

8. После того, как будут заданы все контрольные точки, нажмите OK в диалоге Регистрация изображения.

Растровое изображение будет показано в окне Карты под векторным.

9. С помощью диалога Управление слоями добейтесь нужного порядка показа слоев относительно

векторной Карты.

23. МарInfo: возможности, особенности работы MapInfo Professional – географическая информационная система (ГИС), предназначенная для сбора, хранения, отображения, редактирования и анализа пространственных данных. Благодаря простоте освоения, богатым функциональным возможностям и разумной стоимости, MapInfo Professional стала самой массовой геоинформационной системой.

ГИС MapInfo – высокоэффективное средство для визуализации и анализа пространственных данных. Сферы применения ГИС MapInfo: бизнес и наука, образование и управление, социологические, демографические и политические исследования, промышленность и экология, транспорт и нефтегазовая индустрия, землепользование и кадастр, службы коммунального хозяйства и быстрого реагирования, армия и органы правопорядка, а также многие другие отрасли хозяйства.

Основные достоинства MapInfo:

1. Легкость в освоении. Пользователю пакета MapInfo предоставлен понятный иудобный интерфейс, а картографические преобразования, насколько это возможно,скрыты. Операции, поддерживающие общение с базой данных, просты и понятны.Достаточно небольшого опыта работы с любой базой данных, чтобы легко освоить настольную картографию. Имеются русифицированные версиипакета.

2. Просмотр данных в любом количестве окон трех видов: окнах Карт, Списков иГрафиков.

3. Технология синхронного представления данных позволяет открыватьодновременно несколько окон, содержащих одни и те же данные, причем изменениеданных в одном из окон сопровождается автоматическим изменением представленияэтих данных во всех остальных окнах.

4. Работа с растром. В рассматриваемом пакете довольно просто решен вопросзагрузки растра и привязки его к конкретной географической проекции. Необходимым моментом является то, что пользователь должен знать точные координаты не менее 3-хточек. Пока нет возможности поворачивать или растягивать растровое изображение в самом пакете, но существуют приложения, написанные его пользователями, которые

успешно решают эту задачу MapInfo совмещает преимущества обработки информации, которыми обладают базы данных (включая язык запросов SQL), и наглядность Карт, схем и графиков. В MapInfo Professional совмещены эффективные средства анализа и представления данных.

5. Визуализация данных. Этот режим предоставляет пользователю возможностьотобразить на карте табличные данные в различном виде. Например, в видемасштабируемых символов, диаграмм, цветовой раскраски площадных объектов или линий и т.д.Представив данные на карте, пользователь видит ситуацию, а не сухие цифры, за ней стоящие.

6. Средства геоинформационного анализа. MapInfo поддерживает создание буферных зон, формирование производных объектов, графический редактор для создания и изменения объектов и т.д. Пользователь может создавать тематические карты, т.е. раскрашивать и оформлять географические объекты в зависимости от параметров, создавать и сохранять собственные шаблоны для тематических карт.

7. Средства и процедуры группирования географических объектов позволяют оперативно анализировать и прогнозировать различные ситуации.

8. Создание отчетов и распечаток. Прямо из MapInfo можно создавать и распечатывать отчеты с фрагментами карт, таблицами, графиками и надписями на печатающем устройстве практически любого типа и размера. Вывод на печать осуществляется через стандартные драйверы.

9. Работа в различных вычислительных системах. При этом интерфейс пользователя одинаков во всех системах. Файлы данных и компилированныепрограммы на языке MapBasic переносимы с платформы на платформу. Данные в формате MapInfo, поставляемые на CD-ROM, воспринимаются всеми перечисленнымисистемами.

10. Наличие встроенного языка программирования MapBasic. Язык MapBasic – язык для создания собственных ГИС приложений в среде MapInfo. Он содержит средства управления выполнением программы (циклы, условные переходы и т.д.); создания собственного интерфейса (диалоги, меню и т.д.); поддержки

обмена данными между процессами (DDE, DLL, RPC, XCMD, XFCN); встроенный механизм SQL-запросов и др. Программа на языке MapBasic может компилироваться помодульно, что облегчает отладку. Также можно создавать собственные библиотеки и т.д.

11. Встроенная реляционная база данных. Система настольной картографии служит для выбора, показа работы с географическими объектами. Фактически она представляет собой базу данных с картографическим интерфейсом. Встроенный язык запросов SQL позволяет манипулировать данными на профессиональном уровне. В MapInfo применяется SQL с географическим расширением, реализующим работу с

географическими объектами. Добавлена процедура поиска по адресу. Сформированные запросы могут быть сохранены во внешних файлах и, при необходимости, подгружены во время работы.

12. Доступ к данным на удаленном сервере. В MapInfo существует доступ к удаленной базе данных с помощью присоединенных таблиц. Присоединенные таблицы можно редактировать и сохранять изменения, не выходя из MapInfo. Таблицы Access и Excel могут быть напрямую открыты с помощью меню.

13. Встроенные OLE. MapInfo дает возможность встраивать карту в документы OLE- программ и передавать картографическому объекту подмножество своих функций. Когда окно MapInfo вставляется в OLE-контейнер, оно становится встроенным OLE-объектом. Если программа-получатель поддерживает протокол OLE, то карту можно напрямую перенести мышкой. Из OLE-контейнера Microsoft Word, Microsoft Excel,

Corel Draw и других можно осуществлять операции непосредственно с картой. Из

контейнера доступны такие характеристики, как создание или модификация тематических карт, включение или выключение панелей и легенд, открытие и закрытие таблиц, управление слоями и др.

14. Бесшовные слои карты. Режим Бесшовные слои карты позволяет временно трактовать несколько таблиц, содержащих объекты одного и того же типа (например, границы стран, границы водных массивов и т.п.), и идентичную структуру, как одну таблицу. Например, в Управлении слоями слой бесшовной карты воспринимается, как одно целое. Бесшовный слой карты может быть сохранен как самостоятельный. С помощью MapInfo Professional Вы можете в полном объеме использовать все преимущества геоинформационного картографирования. Вы можете отобразить свои данные на Карте в виде точек, тематически раскрашенных диапазонов, круговых или столбчатых диаграмм, районов и др. Вы можете выполнять операции с географическими объектами типа райо-нирования, объединения и слияния объектов и буферизации. Вы можете также сделать запросы к собственным данным и запросы к удаленным базам данных прямо из MapInfo Professional. Каждый раз при запуске MapInfo Вы общаетесь с удобным и дружественным интерфейсом. После обработки пространственных данных Вы можете сохранить результат в виде файла или распечатать его на принтере или плоттере.

24. Основные процедуры создания карты в МарInfo. Управление слоями. В MapInfo Professional Вы начинаете работу с открытия таблицы с данными и отображения ее в окне Карты. Каждая таблица отображается как отдельный слой. Каждый слой содержит таблицу и связанные с ней объекты Карты, такие как полигоны, точки, линии и текст. Кроме этого, слой содержит стили оформления и масштаб окна Карты. Слои карты являются теми структурными единицами, с которыми Вы работаете в MapInfo Professional. Создав карту из слоев, Вы можете затем настраивать режимы видимости отдельных слоев, добавлять новые слои, изменять порядок расположения слоев или удалять слои. Например, один слой может содержать границы областей, второй слой – символы, показывающие областные центры, а третий – текстовые подписи. При наложении слоев один на другой, складывается целая карта. Можно отображать одну, две или более таблиц одновременно. Карты в MapInfo Professional состоят из слоев с объектами. Основных типов объектов 5: • Площадные объекты: замкнутые полигоны, эллипсы и прямоугольники, представляющие регионы, территории, округа, городские районы, зоны бедствий или коммерческих интересов и т.п. • Точечные объекты: адреса клиентов, ресторанов, АЗС и т.п. Точки могут быть объединены в группы точек. • Линейные объекты: незамкнутые объекты, имеющие длину. Линии, дуги и полилинии, обычно используются для отображения дорог, рек, коммуникаций и т.п. • Текстовые объекты: названия городов, подписи к географическим объектам, заголовки Карты и т.д. • Коллекции объектов: совокупность областей, линий и объектов группы точек. Вы можете помещать объекты одного типа на отдельные слои, а можете на каком-либо слое размещать разнородные географические объекты.  Чтобы открыть диалог Управление слоями: 1. В окне Карты проделайте одно из следующих действий: • Выполните команду Карта > Управление слоями. • Нажмите кнопку  Управление слоями на панели Операции. Диалог Управление слоями позволяет манипулировать слоями, управлять их атрибутами и отображением на экране. 1 - Установите эти флажки, чтобы отобразить слой 2 - Установите этот флажок, чтобы редактировать слой 3 - Установите эти флажки, чтобы подписывать слой автоматически 4 - Установите этот флажок, чтобы сделать слой доступным 2. После внесения необходимых изменений и настроек в диалоге нажмите OK, и Карта отобразится по-новому.