Визуализация данных в ГИС
Представление информации в понятной и удобной для пользователя форме является одной из основных функций любой системы обработки данных. Поскольку ГИС ориентированы преимущественно на обработку пространственно-распределенных данных, они подают обработанную информацию в виде различных карт, картодиаграмм, трехмерных и анимированных изображений.
Построение картографического изображения является достаточно сложным научно-методическим и технологическим процессом. Для создания карт и других геоизображений в различных прикладных науках (картографии, геологии, землеустройстве, гидрографии и др.) разработаны различные стандарты и нормативные требования. В то же время технология ГИС дает пользователю гораздо большие возможности для создания и обработки картографической информации, которые во многих случаях не предусмотрены или не востребованы традиционными методами бумажных технологий.
На экран дисплея можно вывести несколько окон с различными тематическими картами для их совместного визуального анализа; электронные карты легко масштабируются с возможностью автоматизированной генерализации; специальные средства редактирования позволяют быстро изменять подписи, условные обозначения и общую компоновку картографического изображения.
При наличии картографической базы данных пользователь получает возможность делать быстрые интерактивные запросы о свойствах того или иного объекта курсором мыши, составлять запросы с использованием математических и логических функций, делать выборки, строить тематические карты и картодиаграммы. Пользователь может ставить перед информационной системой запросы типа: «Какие населенные пункты с какой общей численностью населения находятся на расстоянии 100 км от АЭС», «Какие сады и виноградники находятся в пределах двух часов езды от города N» — и получать ответы в картографической и табличной форме.
Для визуализации данных в геоинформационных системах (ГИС) используют графические модели, которые могут иметь векторное или растровое (ячеистое или пиксельное) представление. При этом модели могут включать в себя топологические характеристики. В связи с этим актуален вопрос представления геоданных и их визуализации в геоинформационных системах.
Объем растровых (сканерных) изображений зависит от размеров пиксела и количества пикселов, входящих в изображение. Например, аэрофотоснимок размером 23 х 23 см с размером пиксела от 8 до 24 мкм имеет соответственно от 827 до 92 Мпк. Такие объемы информации требуют мощных и быстродействующих технических устройств для передачи и обработки геоданных.
Персональные данные как информация ограниченного доступа
... физические лица (граждане). Как информация ограниченного доступа, персональные данные относятся к категории конфиденциальных ... обработки и защиты персональных данных. Ограничение доступа работников организации к персональным данным - неотъемлемая часть мероприятий по обеспечению безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах. Допуск к обработке персональных данных ...
В настоящее время принята классификация по трем типам:
- растровая модель;
- векторная модель;
- векторная топологическая модель.
Рис.
1. Сопоставление растровой и векторной моделей данных
Растровый метод основан на разбиении пространства на множество элементов поверхности (процесс квантования).
Формы элементов растра (ячейки или пиксели) могут быть различными — треугольными, прямоугольными, квадратными и др., различных размеров (с различной разрешающей способностью), но, как правило, одинаковыми по размеру.
Рис. 2. Тип карты: растровая
Пространство в таком случае отображается через цепочки соединенных ячеек (пикселов), которые представляются, в свою очередь, линиями. Понятно, что растровые атрибуты не содержат точной координатной информации для объектов квантованного географического пространства, поскольку оно поделено на дискретные ячейки конечного размера. Для покрытия всей области кванты растра должны примыкать друг к другу, а это значит, что присваивая каждому из них определенные номера по вертикали и горизонтали, можно использовать их в качестве координатной сетки. Вообще на конкретной карте каждой ячейке может быть присвоено одно значение атрибута, однако число атрибутов может стать сколь угодно большим, если ячейка связана с базой данных.
Растровая модель дает информацию о том, что расположено на данной части территории. Чем больше размер ячейки, тем ниже разрешение растра, и, соответственно, меньше точность положения точек, линий и областей, заключенных в нем. Растровые модели используются для представления различных типов тематической картографической информации — отражения почвенно-растительного покрова, геолого-геоморфологических характеристик, землепользования и т. п. Такие модели удобно использовать для выявления различных взаимосвязей, и часто они являются основными при создании географических информационных систем.
Географическое пространство в нашей эпохе охватывает огромный объем данных и информации о мире вокруг нас. Однако для эффективного использования этой информации требуется способ представления и организации ее. Векторная модель представляет собой один из таких способов.
Векторная модель основана на использовании точных пространственных координат для каждой точки в пространстве. Такой подход позволяет нам представлять пространство как непрерывное и связанное, соединяя точки линиями и образуя области, включающие в себя замкнутую последовательность линий. Таким образом, векторная модель позволяет нам представлять сложные географические объекты с высокой точностью и детализацией.
Например, линии могут представлять транспортные магистрали с информацией об особенностях передвижения по ним, таких как направление движения, скорость и другие параметры. Каждый отрезок линии может быть определен двумя точками, определяющими его положение и ориентацию в пространстве.
Данные понятие, виды
... представление информации на магнитных и лазерных носителях. Посредством технических и программных средств ЭВМ первичные данные ... данные регистрируются путем изменения оптических характеристик ее поверхности. Изменение оптических свойств (изменение коэффициента отражения поверхности ... модели самолета или автомобиля и т.д. 2. Накопление и систематизация данных, т.е. организация такого размещения данных, ...
Представление и организация данных векторной модели могут быть улучшены путем включения атрибутивных данных, связанных с геометрическими объектами. Например, можно привязать данные о населении, площади или других характеристиках к различным географическим объектам. Это позволяет нам сделать представление картографических объектов более информативным и полезным.
Однако для обеспечения связности и правильных пространственных соотношений все атрибуты должны быть определены по всей сети без пропусков. Топологическая модель позволяет отразить эти связи между объектами и хранить векторную информацию в виде взаимосвязанных объектов вместо независимых наборов точек. Такой подход обеспечивает лучшую организацию данных и более эффективную работу с ними.
Помимо представления географических объектов, важным аспектом в построении ГИС является представление рельефа поверхности. В растровой модели каждой ячейке дискретизированного пространства можно присвоить атрибут абсолютного значения высоты. Таким образом, с использованием сопоставленных ячеек с указанием высотных отметок мы можем представить поверхность в виде растровой модели. Это позволяет нам анализировать рельеф и решать задачи, связанные с высотами и направлениями в пространстве.
В итоге, векторная модель представляет собой эффективный способ представления и организации географической информации. Она позволяет нам детализированно представлять сложные географические объекты, связывать их с атрибутивными данными и анализировать пространственные связи. В сочетании с представлением рельефа в растровой модели, мы можем создавать ГИС, которые помогут нам более точно изучать мир вокруг нас и принимать обоснованные решения на основе доступной информации.
Векторные модели часто используются для представления рельефа поверхности. Например, при описании кристалла, мы можем представить его как набор гладких граней, соединенных между собой в определенных точках. Эти точки отразят изменения в структуре поверхности кристалла. Подобным образом, мы можем представлять топографическую поверхность с использованием плоскостей, линий и вершин, каждая из которых обозначает определенное значение высоты.
При использовании этой модели поверхности, мы можем создать наложение в ГИС, называемое ТШ, или нерегулярной триангуляционной сетью. Полная модель поверхности генерируется путем соединения пар точек по специальной методике, и мы можем использовать точки, расположенные произвольно, вне зависимости от их регулярности.
Помимо этой модели, система точечных данных также может быть использована для представления поверхности при помощи изолиний или горизонталей.
Также стоит отметить, что важную информацию о пространственных параметрах можно получить из данных дистанционного зондирования, которые большей частью поступают в растровом формате. В этих данных каждый пиксель содержит радиометрические значения, полученные от электромагнитного излучения. Ключевым преимуществом использования такого типа данных в ГИС является то, что их легко интегрировать благодаря одинаковости структур данных.
После обработки этих данных в ГИС с использованием растровой модели, возможно трансформировать полученные результаты в векторизованное изображение, и уже из него – в векторную топологическую модель, которая учитывает пространственные координаты и дает семантическое описание объектов.
Базы данных и системы управления базами данных
... Система управления базами данных (СУБД) Глава1. Базы данных 1. 1 Основные понятия баз данных В современных базах данных хранятся не только данные, но и информация. База данных (БД)– организованная структура, предназначенная для хранения информации. Современные БД позволяют ...
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://liarte.ru/referat/vizualizatsiya-dannyih-v-gis/
Анализ Основных Приёмов Анализа Картографических Изображений в Геоинформационных Системах
Прогрессивная работа Аль-Шами, Шудры и Гладилина (1) представляет подробное руководство об изучении и анализе картографических изображений в контексте геоинформационных систем (ГИС).
Картографические изображения играют многофункциональную роль в ГИС, предоставляя необходимые данные для пространственного моделирования и аналитического решения различных задач.
Технологии получения рестровых карт и планов
Германова (2) системно освещает различные методы создания растровых карт и планов, что представляет собой чрезвычайно важную часть геоинформационных систем. Растровые изображения являются популярным и полезным инструментом в ГИС, позволяющим визуализировать и анализировать пространственные данные.
Основы Географических Информационных Систем
Основные принципы и методы ГИС глубоко изучены в работе Де Мерса (3).
Он акцентирует внимание на подходах к сбору, обработке и анализу пространственных данных.
Технологии Географических Информационных Систем и их приложения
Светличный и его коллеги (4-5) углубляются в изучение технологии геоинформационных систем, а также их возможное применение в разных областях. Это уровняет путь к разработке эффективных и надежных ГИС с большими функциональными возможностями.
Применение Геоинформационных Систем в Экологических Исследованиях
Роль ГИС и дистанционного зондирования в экологии подробно рассмотрена в работе Трифоновой, Мищенко и Краснощекова (6).
Здесь ГИС рассматриваются как инструмент, способный существенно повысить эффективность и аккуратность исследований, связанных с окружающей средой.
Таким образом, эти источники предоставляют подробное понимание об основах, технологиях и приложениях ГИС, являющимися основой для анализа и обработки картографических изображений.
