- •Часть 1. Географические информационные системы 9
- •Часть 2. Аппаратное обеспечение гис 98
- •Часть 3. Программное обеспечение гис 121
- •Введение
- •Часть 1. Географические информационные системы
- •1. Современные технологии в географии
- •1.1. Определение гис
- •1.2. Классификации гис по назначению, тематике, территориальному охвату, способу организации географических данных
- •1.3. История развития аппаратно-программных средств гис
- •1.4. Функциональные возможности гис
- •1.5. Нормативные документы и законодательство, регулирующие создание и эксплуатацию гис
- •2. Источники данных для гис
- •2.1. Географические карты
- •2.2. Данные дистанционного зондирования
- •2.3. Система спутникового позиционирования
- •2.4. Данные сапр
- •2.5. Геодезические технологии
- •3. Организация информации в гис
- •3.1. Географические объекты
- •3.2. Пространственная информация в гис
- •3.3. Векторный способ цифрового представления пространственных данных
- •3.4. Модели организации связи между пространственными объектами: векторно-нетопологическая модель, векторно-топологическая модель
- •3.5. Атрибутивная информация в гис
- •3.6. Понятие слоя, покрытия
- •3.7. Геореляционные отношения. Связывание объектов и атрибутов в гис
- •3.8. Растровый способ цифрового представления пространственных данных
- •3.9. Гриды как способ цифрового представления пространственных данных
- •3.10. Tin как способ цифрового представления пространственных данных
- •3.11. Объектно-ориентированный подход в гис
- •3.12. Проекции и проекционные преобразования в гис
- •3.13. Координаты. Ошибка регистрации тиков (rms). Десятичные градусы
- •3.14. Геопривязка изображений в гис. Реперные точки. Мировой файл (wf)
- •3.15. Классификаторы картографической информации для гис
- •4. Моделирующие функции в гис
- •4.1. Картографическая алгебра. Оверлейные операции
- •4.2. Операции вычислительной геометрии (буферы)
- •4.3. Картографическая генерализация
- •4.4. Построение моделей непрерывно распределенных признаков
- •4.4.1. Цифровые модели рельефа и местности
- •4.5. Сетевой анализ
- •4.6. Операции с трехмерными объектами
- •5. Дизайн базы данных гис
- •5.1. Основы проектирования дизайна базы данных гис
- •5.2. Пилотный проект гис
- •5.3. Общие требования к документированию гис
- •6. Опыт применения гис
- •6.1. Использование гис-технологий
- •6.2. Глобальные и международные проекты
- •6.3. Национальные программы
- •7. Перспективы развития гис
- •7.2. Интеграция гис и глобальной сети интернет. Web-картографирование
- •7.3. Экспертные системы и гис
- •7.4. Геоиконика и гис
- •Часть 2. Аппаратное обеспечение гис
- •1. Аппаратные средства гис
- •2. Периферийные устройства ввода данных в гис
- •2.1. Дигитайзер
- •2.2. Сканер
- •3. Подготовка сканированной информации для использования в гис
- •4. Способы ввода графической информации в гис
- •4.1. Экспресс-оценка точности цифровых карт
- •4.2. Форматы графических данных
- •4.3. Обменные форматы в гис. Проблемы стандартизации обменных форматов
- •5. Периферийные устройства вывода данных гис
- •5.1. Принтеры
- •5.2. Плоттеры
- •5.3. Цветовая калибровка плоттеров и принтеров
- •6. Подготовка к печати пространственных данных гис
- •Часть 3. Программное обеспечение гис
- •1. Рынок программных гис продуктов
- •2. Функциональная и предметная классификации программного обеспечения гис
- •3. Обзорные характеристики некоторых программных продуктов для работы с гис
- •3.1. Комплекс программных продуктов esri Inc., сша
- •3.2. Комплекс программных продуктов кб «Панорама» (Россия)
- •3.4. Векторный редактор GeoDraw (г.Москва, Россия)
- •3.5. Комплекс программных продуктов для гис Autodesk Inc., сша
- •3.6. Геоинформационная система Map Manager (бгу, г.Минск, Беларусь)
- •3.7. Комплекс программных продуктов Credo (г.Минск, Беларусь)
- •3.8. Векторизатор EasyTrace (г.Рязань, Россия)
- •3.9. Color Processor – растровый процессор (Россия)
- •Литература и ресусы интернет
4.2. Форматы графических данных
Географические информационные системы используют для ввода, выполняют пространственный анализ и подготавливают к печати пространственные данные в растровой и векторной формах. Наиболее распространенными растровыми форматами, используемыми в ГИС являются TIFF, BMP, JPG.
TIFF (Tagged Image File Format) – это платформенно-независимый формат файла, предназначенный для обмена изображениями высокого качества между настольными издательскими системами и связанными с ними приложениями. Разрабатывается Aldus Corporation. Предполагает два варианта: основной и расширенный. Многочисленные расширения формата принимают форму дополнительных тегов в структуре файла. Формат TIFF считается одним из лучших форматов для изображений: компактен и хорошо оперирует черно-белыми и цветными изображениями, а также изображениями в градациях серого. Основным недостатком формата является большое количество расширений, что требует точной передачи в заголовке типа расширения. GeoTIFF -это DRG расширение формата файла TIFF, предназначенное для передачи изображений, имеющих пространственную привязку. Разрабатывается лабораторией по разработке ракетных и реактивных двигателей (Jet Propulsion Laboratory) NASA. Формат поддерживает представления изображений, растр; дополнительно передается система координат, проекция, параметры геометрической коррекции.
BMP (bit map, bitmap) – простой и широко распространенный формат файла для хранения растровых изображений в виде битового двоичного массива, разработанный фирмой Microsoft. Используется также для экспорта и импорта изображений между приложениями операционных систем Windows и OS/2. Файлы аппаратно независимого BMP могут содержать изображения с глубиной пиксела 1, 4, 8 или 24 бита. Обеспечивает передачу 2, 16, 256 или 16 млн. цветов. Для 4- и 8-битовых изображений иногда применяется сжатие RLE.
JPEG (Joint Photographic Experts Group) - объединенная экспертная группа по фотографии, рабочая группа по созданию стандартов видео- и мультипликационных изображений, в частности одноименного формата и стандарта JPEG для сжатия (упаковки) изображений на основе алгоритма косинусного преобразования DCT (Discrete Cosine Transform). Формат представляет собой сжатый BMP. Позволяет передавать до 16 млн. цветов с глубиной пиксела до 32 бит. Несмотря на медленную программную распаковку и упаковку, обеспечивает наилучшее сжатие за счет кодирования с большими потерями.
Из числа используемых в ГИС-пакетах векторных форматов следует отметить DXF, SXF, шейпы ArcView.
DXF (Drawing Interchange (eXchange) Format) это открытый формат файла компании Autodesk Inc., предназначенный для обмена данными САПР. Формат является самым популярным для обмена данными, предусмотренного в большинстве коммерческих программных средств ГИС. Формат поддерживает векторную нетопологическую модель пространственных данных. Позволяет передавать фиксированное число атрибутов вместе с элементом векторного изображения.
SXF (Storage and eXchange Format) - это формат файла для хранения цифровой информации о местности, создания цифровых и электронных карт, обмена данными между различными системами и решения прикладных задач, разрабатываемый Топографической службой ВС РФ. Формат поддерживает векторную нетопологическую модель пространственных данных, использует иерархический классификатор для передачи атрибутивной информации. Позволяет также передавать номенклатуру листа, проекцию, систему координат, систему высот, масштаб и другие характеристики передаваемой цифровой карты.
Шейпы ArcView (SHAPEFILE) представляют собой простой открытый нетопологический формат хранения геометрической и атрибутивной информации о географически привязанных объектах и представлен пятью файлами с определенными расширениями, которые следует сохранять в том же рабочем каталоге, что и соответствующий проект. Преимущество SHAPE-файлов - в поддержке атрибутивной информации и в том, что этот формат является базовым для популярной системы ArcView. Этот формат постоянно совершенствуется, так, в 1997 году в него были добавлены средства для корректного хранения 3-х мерной информации (т. е. наряду с X и Y введена еще и Z-координата). Благодаря этому, а также тому, что SHAPE-файлы легко переносимы между DOS/Windows и UNIX средами. Формат SHAPEFILE, вероятно, с течением времени станет основным форматом обмена пространственной информацией с векторной формой представления для программных продуктов ESRI [56].