Характеристика геоинформационных систем ГИС

Характеристика геоинформационных систем ГИС. Информатизация общества в настоящее время играет затрагивает все сферы деятельности, в том числе и сферу образования.

Одним из проявлений информатизации образовательного процесса это использование географических информационных систем ГИС . Географическая информационная система geographic information system, GIS , ГИС - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных пространственных данных. Первая автоматизированная картографическая система была разработана в Великобритании в 1964г а позднее, в 70-е гг в Канаде была создана первая геоинформационная система.

Вместе с тем наиболее интенсивное развитие ГИС получили лишь в последнее десятилетие XX в. Это связано прежде всего с развитием вычислительной техники и необходимостью анализа и обработки огромных объемов географической и другой информации в условиях интенсивного развития различных отраслей хозяйства.

Наиболее эффективными оказались компьютеризированные ГИС. Разработка и использование ГИС являются новым этапом развития картографи ческого метода изучения географии, основанного на использовании самой современной вычислительной техники.

ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений векторных, растровых, квадротомических и иных. В векторной модели ГИС информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X,Y в современных ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата координата. Местоположение точки точечного объекта, например Приметного камня, описывается парой координат X,Y . Линейные объекты, такие как дороги, реки или трубопроводы, сохраняются как наборы координат X,Y. Полигональные объекты, типа речных водосборов, земельных участков или областей обслуживания, хранятся в виде замкнутого набора координат.

Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств, таких как плотность населения или доступность объектов.

Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами. Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих ячеек, оно подобно отсканированной карте или картинке.

Обе модели имеют свои преимущества и недостатки. Современные ГИС могут работать как с векторными, так и с растровыми моделями данных. Выделяют следующие виды ГИС. По территориальному охвату различают глобальные, или планетарные ГИС global GIS , субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС regional GIS , субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС local GIS рис. 5 . ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС urban GIS , природоохранные ГИС environmental GIS , туристические т.п. рис. 6 . Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами научными и прикладными, среди них инвентаризация ресурсов в том числе кадастр, анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений.

Интегрированные ГИС, ИГИС integrated GIS, IGIS совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений данных дистанционного зондирования в единой интегрированной среде.

Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой. Если обойтись без обобщений и образов, то ГИС - это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, также событий, происходящих на нашей планете.

Работающая ГИС включает в себя пять ключевых составляющих аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и методы. Аппаратные средства. Это компьютер, на котором запущена ГИС. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров.

Программное обеспечение ГИС.ПО ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической пространственной информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются инструменты для ввода и оперирования географической информацией система управления базой данных DBMS или СУБД инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации отображения графический пользовательский интерфейс GUI или ГИП для легкого доступа к инструментам и функциям.

Данные. Это вероятно наиболее важный компонент ГИС. Данные о пространственном положении географические данные и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на коммерческой или другой основе. В процессе управления пространственными данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных Исполнители.

Широкое применение технологии ГИС невозможно без людей, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники конечные пользователи, которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы. Методы. Успешность и эффективность в том числе экономическая применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.

Достаточно очевидным является только применение ГИС в подготовке и распечатке карт и, может быть, в обработке аэро- и космических снимков. Реальный же спектр применений ГИС гораздо шире, и чтобы оценить его, нам стоит взглянуть на применение компьютеров вообще, тогда место ГИС будет представляться гораздо яснее. Компьютеры дают не только большее удобство выполнения известных операций с документами, они являются носителем нового направления человеческой деятельности - информационных технологий, и современное общество основано в значительной степени на них. Информацией следует называть все, что может быть представлено в виде букв, цифр и изображений. 44 . Все методы, техники, приемы, средства, системы, теории, направления и т.д. и т.п которые нацелены на сбор, переработку и использование информации, вместе называются информационными технологиями.

И ГИС - одна из них. Эта технология объединяет традиционные операции при работе с базами данных, такими, как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического пространственного анализа, которые предоставляет карта.

Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.

Создание карт и географический анализ не являются чем-то абсолютно новым. Однако технология ГИС предоставляет новый, более соответствующий современности, более эффективный, удобный и быстрый подход к анализу проблем и решению задач, стоящих перед человечеством в целом, и конкретной организацией или группой людей, в частности.

Она автоматизирует процедуру анализа и прогноза. До начала применения ГИС лишь немногие обладали искусством обобщения и полноценного анализа географической информации с целью обоснованного принятия оптимальных решений, основанных на современных подходах и средствах. В настоящее время ГИС - это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены сотни тысяч людей во всем мире. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности - будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами - экскурсионный и экстремальный туризм, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.

Как же удается с помощью одной технологии решать столь разные задачи? Чтобы это понять, рассмотрим последовательно устройство, работу и примеры применения ГИС. ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения.

Этот простой, но очень гибкий подход доказал свою ценность при решении разнообразных реальных задач для отслеживания передвижения транспортных средств и материалов, детального отображения реальной обстановки и планируемых мероприятий, моделирования глобальной циркуляции атмосферы. рис.7 ГИС обычно выполняет пять задач с данными ввод, манипулирование, управление, запрос и анализ, визуализацию.

Ввод. Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Процесс преобразования данных с бумажных карт в компьютерные файлы называется оцифровкой. В современных ГИС этот процесс может быть автоматизирован с применением сканерной технологии, что особенно важно при выполнении крупных проектов, либо, при сравнительно небольшом объеме работ, данные можно вводить с помощью дигитайзера.

Некоторые ГИС имеют встроенные векторизаторы, автоматизирующие процесс оцифровки растровых изображений. Многие данные уже переведены в форматы, напрямую воспринимаемые ГИС-пакетами. Манипулирование. Часто для выполнения конкретного проекта имеющиеся данные нужно дополнительно видоизменить в соответствии с требованиями вашей системы. Например, географическая информация может быть в разных масштабах осевые линии улиц имеются в масштабе 1 100 000, границы округов переписи населения - в масштабе 1 50 000, а жилые объекты - в масштабе 1 10 000 . Для совместной обработки и визуализации все данные удобнее представить в едином масштабе и одинаковой картографической проекции.

ГИС-технология предоставляет разные способы манипулирования пространственными данными и выделения данных, нужных для конкретной задачи. Управление. В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов. Но при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными эффективнее применять системы управления базами данных СУБД , специальные компьютерные средства для работы с интегрированными наборами данных базами данных. В ГИС наиболее удобно использовать реляционную структуру, при которой данные хранятся в табличной форме.

При этом для связывания таблиц применяются общие поля. Этот простой подход достаточно гибок и широко используется во многих, как ГИС, так и не ГИС приложениях.

Запрос и анализ. При наличии ГИС и географической информации Вы сможете получать ответы как на простые вопросы Где расположен географический объект? На каком расстоянии друг от друга расположены эти объекты так и на более сложные, требующие дополнительного анализа, запросы Каков основный тип почв под еловыми лесами? Как повлияет на движение транспорта строительство новой дороги Запросы можно задавать как простым щелчком мышью на определенном объекте, так и посредством развитых аналитических средств.

С помощью ГИС можно выявлять и задавать шаблоны для поиска, проигрывать сценарии по типу что будет, если. Современные ГИС имеют множество мощных инструментов для анализа, среди них наиболее значимы два анализ близости и анализ наложения. Для проведения анализа близости объектов относительно друг друга в ГИС применяется процесс, называемый буферизацией. Он помогает ответить на вопросы типа Сколько человек проживает в 100 м от этого водоема? Каков объем ВВП в данном государстве, регионе? Процесс наложения включает интеграцию данных, расположенных в разных тематических слоях.

В простейшем случае это операция отображения, но при ряде аналитических операций данные из разных слоев объединяются физически. Наложение, или пространственное объединение, позволяет, например, интегрировать данные о почвах, уклоне, растительности и землевладении со ставками земельного налога. Визуализация. Для многих типов пространственных операций конечным результатом является представление данных в виде карты или графика.

Карта - это очень эффективный и информативный способ хранения, представления и передачи географической имеющей пространственную привязку информации. Раньше карты создавались на столетия. ГИС предоставляет новые удивительные инструменты, расширяющие и развивающие искусство и научные основы картографии. С ее помощью визуализация самих карт может быть легко дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками, таблицами, диаграммами, фотографиями и другими средствами, например, мультимедийными. 2.2. Методика организации учебной деятельности с геоинформационной системой MapInfo Professional ГИС представлены различными программными продуктами.

Например, MapInfo, ArcGIS, GIS Atlas и другие. Но самой распространенной является ГИС MapInfo. MapInfo Professional - это геоинформационная система, позволяющая создавать и анализировать карты стран, территорий, районов, городов и вообще всего, что может рассматриваться как карта или план. Созданная электронная карта может быть отображена различными способами, в том числе в виде высококачественной картографической продукции.

Кроме того, MapInfo позволяет решать сложные задачи географического анализа на основе реализации запросов и создания различных тематических карт, осуществлять связь с удаленными базами данных, экспортировать географические объекты в другие программные продукты и многое другое.

Основные возможности MapInfo 1. работа с векторными данными и связанной с ними тематической информацией 2. возможность редактирования картографической информации, в том числе по снимкам, используя их в качестве растровой подложки 3. просмотр данных в любом количестве и по-разному представленных, в виде окон трех видов Карта, Список и График. Технология синхронного представления данных позволяет открывать одновременно несколько окон, содержащих одни и те же данные, причем изменение данных в одном из окон сопровождается автоматическим изменением этих данных во всех остальных окнах 4. разнообразные средства визуализации информации с помощью создания тематических карт 5. изменение проекций карт 6. составление запросов разной сложности от простых выборок из отдельных файлов до сложных SQL - запросов по нескольким файлам 7. прямой доступ к файлам, созданным в dBase или графических файлах различных форматов.

Программный продукт MapInfo можно использовать для создания различных видов тематических карт, в которых регистрируются результаты анализа и обработки материалов, хранящийся в базе данных. База данных MapInfo - не реляционная и не иерархическая она может быть названа пространственной в том смысле, что все сведения, содержащиеся в ней, имеют единую географическую привязку, что обеспечивает взаимосвязь между всеми объектами хранения.

MapInfo совмещает преимущества обработки данных, которыми обладают базы данных включая мощный язык запросов SQL , и наглядность карт, схем и графиков.

В программном продукте совмещены эффективные средства анализа и представления данных. MapInfo позволяет работать со следующими форматами 1. имя файла. GIF Graphics Interchange Format , 2. имя файла. JPG JPEG format , 3. имя файла. TIF Tagged Image File Format , 4. имя файла. PCX Soft Paintbrush , 5. имя файла. BMP Windows Bitmap , 6. имя файла. TGA Targа , 7. имя файла. BIL Spot спутниковые фотографии. В MapInfo вся информация и текстовая, и графическая хранится в таблицах Tables. Каждая таблица - это группа файлов, задающих вид карты или файла данных.

Обычно при работе с MapInfo используется большое число таблиц и окон. Открывание таблиц и окон занимает определенное время. В MapInfo все используемые таблицы и окна можно объединить в рабочий набор. Рабочий набор представляет собой список всех используемых в данный момент таблиц и окон, сохраняющихся в файле с расширением WOR. Он содержит информацию обо всех открытых окнах, их размерах и положении на экране, текущих шрифтах, символах, линиях и штриховках.

При сохранении Рабочего Набора игнорируются результаты редактирования таблиц, а также операции над косметическим слоем. Их сохранение производится отдельно. Просмотр данных осуществляется с помощью трех окон 1. окно Карты - представляет информацию в виде обычной карты, что позволяет анализировать географические зависимости данных. Окно карты может содержать информацию сразу из нескольких таблиц, при этом каждая таблица представляется отдельным слоем карты 2. окно Списка - представляет информацию в виде электронной таблицы, списка записей, состоящих из строк и столбцов 3. окно Графика - представляет информацию в виде графиков и диаграмм, что позволяет анализировать числовые зависимости между данными.

Технология синхронного представления данных позволяет просматривать таблицу одновременно в нескольких окнах Карт, Списков и Графиков. MapInfo работает со следующими типами растрового изображения 1. черно-белые изображения при этом каждый пиксель соответствует черной или белой точке.

Такие изображения занимают меньше всего места и быстрее всего читаются и показываются в MapInfo 2. полутоновые изображения каждый пиксель содержит код черного, белого или одного из тонов серого цвета 3. цветные изображения каждый пиксель отображает один из цветов, имеющихся в палитре данного изображения. Основные операции могут быть выполнены с помощью соответствующих пунктов меню или кнопок на панелях инструментов.

Ниже приведены назначения основных кнопок специальных панелей программы Пенал и Операции рис.8 Панель инструментов Операции включает в себя такие кнопки как УВЕЛИЧИВАЮЩАЯ ЛУПА 3 служит для увеличения изображения. Есть два способа применения этого инструмента курсор помещается в рабочее поле окна, нажатие левой кнопки мышки увеличивает изображение в окне в два раза. Точка, которая была в центре изображения, останется в центре и при увеличении. Процедуру можно повторить несколько раз до требуемого разрешения. инструментом рисуется прямоугольная область, для чего указатель помещается в воображаемый верхний левый угол прямоугольника и при нажатой клавише передвигается мышка.

За указателем будет растягиваться пунктирный прямоугольник, когда он примет необходимые размеры, отпустите клавишу. Область, ограниченная пунктирной рамкой, будет увеличена. MapInfo увеличит размер изображения настолько, что выбранная область займет теперь все окно Карты. Однако увеличение произойдет с учетом пропорций, так, если Вы выбрали прямоугольник, отличный от формы окна, то увеличенная область будет немного больше, чем выбранная инструментом.

УМЕНЬШАЮЩАЯ ЛУПА 13 служит для уменьшения изображения. Кнопка включает инструмент ИНФОРМАЦИЯ. 6 Инструмент используется для вызова вспомогательного окна Информация и отображения в нем табличных данных, относящихся к выбранному инструментом объекту. В окне также отображаются все объекты, которым может принадлежать точка, на которую указал инструмент в окне Карты. Доступны табличные данные для каждого объекта.

Кнопка включает инструмент ПОДПИСЬ. 7 Инструмент используется для подписывания выбранного инструментом объекта на Карте с использованием полей из соответствующей базы данных. Кнопка доступна, если активно окно Карты, и хотя бы один слой доступен. Кнопка открывает диалог Управление слоями 8 , позволяющий управлять режимами отображения и работы со слоями в окне Карты. Кнопка доступна, если активно окно Карты. Кнопка выводит на экран вспомогательное окно Легенда 9 для показа условных обозначений, используемых в окне Графика и в окне Карты, имеющей тематическое выделение.

Кнопка включает инструмент ВЫБОР В РАМКЕ. 10 Инструмент используется для выбора объектов в прямоугольнике, очерченном этим инструментом. Указатель мыши на фоне Карты будет в виде указывающей руки. Кнопка включает инструмент ВЫБОР В КРУГЕ. 2 Инструмент используется для выбора объектов в круге, очерченном этим инструментом. Кнопка включает инструмент ЛИНЕЙКА 16 и открывает специальное окно Линейка. Инструмент используется для определения расстояния на карте между двумя точками. Кнопка включает инструмент СТРЕЛКА. 1 Инструмент используется для выбора одного или более объектов, одной или более записи.

Вы также можете использовать инструмент для операций правки на Карте, в Отчете или Списке. Кнопка открывает инструмент СТАТИСТИКА 17 , показывающий суммы и средние значения в числовых полях выбранных записей. Число выбранных записей объектов также показывается в этом окне. При изменении выбора значения автоматически пересчитываются.

Панель инструментов Пенал содержит следующие кнопки Кнопка включает инструмент ЛИНИЯ. 25 Данный инструмент используется для рисования прямых линий в окнах Карт и Отчетов. Кнопка включает инструмент ПОЛИЛИНИЯ. 19 Инструмент используется для рисования ломаных линий в окнах Карт и Отчетов. Кнопка включает инструмент ДУГА. 26 Инструмент используется для рисования объектов типа дуга, представляющих собой четверть эллипса.

После создания объекта Вы можете изменять форму дуги по своему желанию. Кнопка включает инструмент ЭЛЛИПС. 27 Инструмент используется для рисования эллипсов и окружностей. Кнопка включает инструмент ПОЛИГОН 20 . Инструмент используется для рисования многоугольников в окнах Карт и Отчетов, последовательно задавая его стороны. Кнопка открывает диалог ЛИНИИ 29 , используемый для изменения стиля оформления линейных объектов. Можно задавать текущий стиль оформления областей и изменять стиль выбранных объектов.

Кнопка открывает диалог Стиль области 24 , используемый для изменения стиля оформления площадных объектов, таких как область, прямоугольник, эллипс и скругленный прямоугольник. Вы можете изменить тип линии контура, ее цвет и толщину, а также цвет и тип штриховки. Диалог используется как для задания текущего стиля оформления областей, так и для изменения стиля выбранных объектов. Кнопка включает инструмент ПРЯМОУГОЛЬНИК. 21 Инструмент используется для рисования прямоугольников.

Кнопка включает одноименный режим, который позволяет изменять форму полигонов, полилиний, прямых линий путем передвижения, добавления и удаления узлов и сегментов линий. Вы также можете копировать и переносить узлы для создания новых линий и ломаных. Кнопка доступна, если выполняется одно из следующих условий активно окно Карты и изменяемый слой или активно окно Отчета. Кнопка включает инструмент СИМВОЛ. 18 Инструмент используется для создания точечного объекта, отмечаемого символом на карте. Кнопка открывает диалог Символ, используемый для изменения стиля оформления точечных объектов.

Вы можете изменить тип символа, его размер и цвет. Диалог используется как для задания текущего стиля оформления точечных объектов и текста в Списках, так и для изменения стиля выбранных объектов. Кнопка включает инструмент ТЕКСТ, 22 используемый для создания текстовых объектов в окнах Карт и Отчетов. Кнопка открывает диалог Стиль текста 30 , используемый для изменения стиля оформления текстов.

Вы можете изменить шрифт, его написание, размер и цвет. Диалог используется как для задания текущего стиля оформления текстовых объектов, так и для изменения стиля выбранных объектов. Для экологической оценки территории необходима разнообразная информация, характеризующая как пространственное расположение объектов природной среды, так и их экологическое состояние. Представление информации в электронном виде средствами ГИС позволяет выполнять совместную обработку и комплексный анализ разнородной информации.

Исходными данными для получения такой информации служат карты, аэрокосмические изображения, результаты полевых исследований, статистические материалы и др. Для создания электронных карт необходимо исходные материалы карты, снимки преобразовать в цифровую форму. Для этой цели используются сканеры. В результате сканирования получаем исходные изображения в растровом формате. Статистические данные вводятся непосредственно с клавиатуры, или файлы с данными импортируются из других программных продуктов.

Для получения электронной карты необходимо перейти к векторному представлению объектов, представленных на карте или снимке. Для работы с растровым изображением в среде ГИС необходимо открыть файл как растровое изображение, выполнить его привязку, после этого можно переходить к векторизации объектов. Существует три способа векторизации ручной, интерактивный и автоматический. При ручной векторизации оператор обводит мышью каждый объект.

При интерактивной - часть операций производится автоматически. Так, например, при векторизации горизонталей достаточно задать начальную точку и направление отслеживания линий. Далее векторизатор сам отследит эту линию до тех пор, пока на его пути не встретятся неопределенные ситуации разрыв линии. Возможности интерактивной векторизации прямо связаны с качеством исходного материала и сложностью карты. Автоматическая векторизация предполагает непосредственный перевод из растрового формата в векторный с помощью специальных программ, а затем редактирования.

Оно необходимо, поскольку даже самая изощренная программа может неверно распознать объект, принять, например, символ за группу точек и т.п. Существуют специальные программы для автоматической векторизации некоторых типов растровых изображений например, карт, текстовой информации, которые можно использовать на этапе подготовительных работ. В среде MapInfo векторизация выполняется ручным способом.

Открытие и регистрация растрового изображения. Для открытия растрового изображения карты или снимка из меню ФАЙЛ выберите команду Открыть таблицу, в результате появится диалоговое окно. Необходимо выбрать тип файла - Растр, указать имя файла KARTA и открыть его, используяОткрыть. После чего на экране появляется еще одно диалоговое окно, которое позволяет выбрать режим работы с изображением Показать или Регистрировать Показать - изображение будет показано в окне карты в условной системе координат.

Регистрировать - предлагается выполнить регистрацию изображения, т.е. задать координаты минимум трех точек изображения в выбранной системе координат. Регистрация, по сути, является основой для математического преобразования данных, представленных в одной координатной системе например, подпиксельной системе координат, в другую систему координат например, широта долгота таким образом, чтобы на полученный результат можно было накладывать корректно другие слои информации для проведения пространственного анализа.

Чтобы зарегистрировать изображение, необходимо выполнить следующие операции определить набор опорных точек на изображении. Опорные точки должны быть ярко выраженными и опознаваемыми, чтобы их можно было быстро найти и на растровом изображении, и на карте. В качестве опорных точек лучше всего выбрать пересечения улиц, углы пашни, перекрестия дорог и т.д. затем следует ввести информацию об опорных точках в MapInfo. Координаты этих точек можно непосредственно задать в диалоге или получить, указав на некоторую точку карты, предварительно совместив ее с изображением. наилучший результат регистрации можно получить в том случае, если число опорных точек достаточно велико, при этом они должны быть распределены по всему растровому изображению.

Не следует задавать много точек на одном участке растра. Регистрация для данного участка будет корректной, но для остальной части изображения будет нарастать погрешность. Если такое все-таки произошло, MapInfo позволяет изменить положение опорных точек или добавить новые точки в любой момент.

При регистрации растрового изображения очень важно точно наводить курсор на опорные точки. Если опорные точки размещены правильно, MapInfo будет показывать растровое изображение без искажений и поворотов. При наложении векторных данных MapInfo, таким образом, трансформирует векторную информацию, чтобы добиться правильного взаимного расположения растра и векторных слоев. Для того, чтобы зарегистрировать растровое изображение при открытии изображения, необходимо выбрать Регистрация либо, открыв незарегистрированное изображение, в главном меню выбрать ТАБЛИЦА, затем Растр, затем Регистрация, в результате появляется диалоговое окно Регистрация изображения. На первом этапе выбирается картографическая проекция и единицы измерения.

Затем курсором мышки указывают на точку изображения. Появится диалоговое окно Добавить опорную точку, в котором задают координаты точки измеренные на карте или полученные из других источников. Точка будет помечена в окошке изображения.

Для того, чтобы зарегистрировать карту, необходимо ввести координаты, по крайней мере, трех опорных точек но если проекция изображения неизвестна, то число точек должно быть значительно больше. В процессе регистрации нового растрового изображения, в диалоговом окне Регистрация изображения для опорных точек выдаются значения погрешностей регистрации. Под погрешностью понимается разница между реальным положением точки на изображении и заданными координатами Х и У. Очень важно, чтобы значение погрешности было как можно меньше.

При больших погрешностях регистрации возникнут отклонения при совмещении растрового и векторных слоев. Для того, чтобы добиться максимальной точности при указании координат опорных точек, необходимо увеличить изображение кнопка. Точность регистрации можно увеличить за счет большего числа опорных точек. При слишком большой погрешности регистрации надо ввести изменения в координаты опорных точек.

Для этого выбирают запись о точке в верхней части диалога Регистрация изображения и выбирают другое расположение точки на карте. Регистрацию растрового изображения выполняют только один раз. В дальнейшем эта информация будет храниться в файле с расширением tab KARTA.tab. Векторизация растровых данных в среде MapInfo Следующий этап - сбор данных или векторизация растрового изображения. Векторизация выполняется по слоям. Эти слои можно представить, как прозрачные пленки, которые могут совмещаться в различных сочетаниях.

Каждый слой содержит однотипные объекты, например, один слой может содержать пашни, другой - леса, третий - реки и т.д. Если поместить такие слои один поверх другого, то в результате получится полная карта. Для каждого слоя составляется своя таблица. Для создания нового слоя используется косметический слой. Косметический слой - это пустой слой, лежащий на поверхности всех прочих слоев. Он используется для рисования, в него помещаются подписи, заголовки карт, разные географические объекты. Косметический слой всегда является самым верхним слоем карты.

Его нельзя удалить из окна Карты, а также изменить его положение по отношению к другим слоям. Создание слоев карты Для того, чтобы создать первый слой необходимо на панели Операции выбрать Управление слоями. После этого появится диалоговое окно Управление слоями. Необходимо установить флажок под значком Рисовать для косметического слоя и нажать ОК. После проделанной операции панель Пенал станет доступна для пользования.

Теперь можно приступать к рисовке первого слоя. Для этого необходимо на панели Пенал выбрать инструмент эллипс, прямоугольник, линию, замкнутый или незамкнутый полигон, а также соответствующий стиль и цвет. Для отображения контура неправильной формы используется инструмент ПОЛИГОН. Указатель необходимо поместить в точку, с которой хотите начать рисование, и щелкнуть левой кнопкой мыши, а затем перемещать указатель так, чтобы линия, которую вы рисуете, совпадала с контурами на карте, изменение направления линии фиксируется одним нажатием левой кнопки мыши. Для замыкания ломаной дважды нажимается левая кнопка мыши, после чего соединяется первая и последняя точки.

Точечные объекты помечаются символами. Выбирается инструмент СИМВОЛ, курсор помещается в нужное место карты, и нажимается кнопка мыши. После того, как закончили рисовать данный слой, необходимо его сохранить. Для этого выбирают команду КАРТА СОХРАНИТЬ КОСМЕТИКУ, появляется диалоговое окно, в окошке ИМЯ задают наименование нового слоя и сохраняют его с помощью кнопки Сохранить.

Следующий слой создается так же, как и предыдущий. Созданные слои можно использовать для совмещения разнородной информации на одной карте и представления географических связей между данными. Слои можно переупорядочивать, настраивать и удалять. Для того, чтобы поменять порядок слоев на панели ОПЕРАЦИИ , выбирают кнопку Управление слоями, в появившемся диалоговом окне видно расположение слоев карты.

Слой, который необходимо переместить, выделяют и нажимают кнопку ВВЕРХ или ВНИЗ, после нажатия ОК на экране появится измененное изображение карты. Для того, чтобы слой удалить или добавить, используют кнопки ДОБАВИТЬ или УДАЛИТЬ. В результате всех перечисленных действий получают векторную карту, состоящую из отдельных слоев, хранящихся в специальной таблице слоев, которые можно подгружать и редактировать в любой последовательности независимо друг от друга. Таким образом, можно получить векторное изображение снимка, плана и т.д. Редактирование векторных данных.

В MapInfo имеются средства для редактирования графических объектов. Изменения вносятся путем активизации того слоя, где произошли изменения. На панели Операции выбирают любой из инструментов, предназначенных для выделения объектов, и выделяют необходимый объект щелчком левой кнопки мыши. Выделенный объект можно переместить на новое место, изменить тип линий, штриховки, вид символов, а также изменить размер.

Изменение формы возможно только для тех объектов, которые созданы инструментом ПОЛИГОН. После того, как такой объект будет выделен, становится доступным инструмент ФОРМА, нажатие которого позволит увидеть все узлы, где сходятся две стороны ломаной. Изменять форму объекта можно путем перемещения, добавления или удаления узлов. Узлы используются не только для изменения формы, но и для выравнивания объектов относительно друг друга. Этот процесс называется совмещением узлов и важен для стыковки соседних объектов.

Режим совмещения узлов можно включить, нажав клавишу S или выполнив команду Настройка Режимы Окно карты, после чего задается радиус совмещения узлов в пикселях. При включенном режиме совмещения узлов автоматически совмещаются узлы одного объекта с соответствующими узлами другого объекта, если расстояние между ними становится меньше заданного радиуса. Иногда в ходе редактирования необходимо преобразовать область в ломаную, в этом случае операции редактирования узлов становятся доступными для любых объектов.

Это можно сделать, выбрав объект и выполнив команду Объекты Превратить в ломаную. Существуют и другие возможности редактирования. Сохранение Рабочего Набора. При работе с несколькими таблицами в течение длительного времени рекомендуется сохранять информацию Рабочего Набора. Для этого выбирают команду ФАЙЛ Сохранить Рабочий Набор. На экране появится диалоговое окно, в котором указывается Имя файла для сохранения информации.

В результате появится файл с расширением wor karta 1.wor. Установление подписей. Ни одна карта не обходится без подписей, так как подписи - это очень важный компонент. Подписи можно устанавливать автоматически и вручную. Для того, чтобы нанести подписи вручную на панели Операций, выбирают, курсор наводят на тот объект, на котором необходимо установить подпись, щелкают левой кнопкой мыши и набирают с клавиатуры подпись. Для того, чтобы автоматически подписать различные слои карты используют диалог Управление слоями. Подписи создаются из данных, соотнесенных с географическими объектами. Для этого устанавливают флажок Подписывание и нажимают кнопку Подписи.

Появляется диалоговое окно, в котором выбирают положение подписи относительно объекта на карте, атрибуты шрифта и прочие режимы, нажимают ОК и еще раз ОК в диалоговом окне Управление слоями. Анализ пространственных данных Выборка группы данных и выполнение запросов В MapInfo имеются специальные функции, позволяющие организовывать и группировать данные в соответствии с требованиями пользователя.

Для этого существует возможность выделенные объекты помещать в новую таблицу, тем самым получая выборку данных. Используя для этой цели разные инструменты, можно выбирать объекты на заданном расстоянии от исходного объекта, объекты, расположенные в пределах некоторого площадного объекта, или объекты, удовлетворяющие некоторому условию. Рассмотрим подробнее некоторые возможности. С помощью инструмента СТРЕЛКА можно выделить несколько объектов, дополнительно нажимая кнопку SHIFT. Выбранные таким образом объекты сохранятся в виде временной таблицы.

Для ее просмотра необходимо выполнить команду ОКНО Новый список. В появившемся окне выбрать функцию Выборка, появится таблица, в которой будут помещены выбранные объекты. Выбрать объект на заданном расстоянии от исходного объекта можно инструментом ВЫБОР В КРУГЕ. Заметим, что объекты не обязательно должны полностью лежать внутри этого круга.

Инструмент ВЫБОР В ОБЛАСТИ предназначен для выбора объектов, расположенных в пределах некоторого площадного объекта, то есть выбирают объекты, лежащие в области другого объекта. С помощью инструмента ВЫБОР В РАМКЕ выбираются объекты с верхнего слоя, расположенные внутри заданного прямоугольника. Запросы. Производить выбор объектов можно также и с помощью команды SQL-запрос, которая позволяет составлять запросы разной сложности, например создавать таблицы запросов, содержащие данные, которых не имеется в исходных таблицах комбинирование различных таблиц в одну новую таблицу создавать вычисляемые колонки обобщать данные из всех записей в заданной колонке.

При обобщении данных необходимо указать как группировать записи и как обобщать данные. Создание тематических карт Тематические карты предоставляют широкие возможности для анализа данных путем присвоения графическим объектам на карте цветов, штриховок, типов линий и символов на основании некоторого условия или числового значения.

Создание карты в MapInfo начинается с открытия таблицы или таблиц. Возможны два метода использования данных для создания тематической карты. Данные используются из базовой основной таблицы. Нужно указать название Таблицы и Поля в диалоге КАРТА Создание тематической карты. Данные используются из другой таблицы. В этом случае выбирают функцию Объединение в диалоге КАРТА Создание тематической карты в списке. Поля для показа диалога Обновить тематическую колонку. С его помощью создают временную колонку, по значениям которой и будет создаваться тематическая карта.

Вновь созданные тематические карты добавляются в окно КАРТА Управление слоями в виде отдельного слоя, помещаясь поверх того слоя, на основе которого она была создана. При этом необходимо соблюдать порядок их расположения, что важно при показе нескольких тематических слоев одновременно MapInfo позволяет создавать тематические карты следующего типа 1. диапазоны значений 2. столбчатые диаграммы 3. круговые диаграммы 4. размерные символы 5. плотность точек 6. отдельные значения 7. поверхности.

Тематической переменной называется величина, отображаемая на тематической карте. Так, тематические карты типа круговые диаграммы и столбчатые графики строятся по нескольким тематическим переменным, а остальные типы карт отображают изменение одной переменной. Рассмотрим более подробно каждый тип тематических карт. Метод диапазонов группирует записи с близкими значениями тематической переменной, присваивая им различные цвета или типы линий.

Столбчатые и круговые диаграммы позволяют анализировать значения нескольких переменных одновременно. На такой карте значения определяют величину соответствующего столбца на графике или сегмента диаграммы. Пользователь имеет возможность 1. задавать цвет каждого столбца или сегмента, закрашивать фоновым цветом рамку вокруг каждого графика или тип границ секторов 2. изменять ориентацию столбцов вертикальная или горизонтальная или задавать угол, определяющий начальное положение первого сектора диаграммы 3. задавать месторасположение диаграмм 4. изменять вид диаграмм например, диаграмма состоит из нескольких столбцов, или столбцы можно накладывать друг на друга 5. задавать различные размеры для разных столбцов.

Метод размерных символов - тематическая переменная отображается символом, размер которого пропорционален ее значению, при этом цвет, тип и предельно допустимые размеры значков выбирает пользователь. Метод плотности точек позволяет показывать данные точками, при этом число точек в каждой области пропорционально значению тематической переменной.

Можно регулировать значение задавать количество точек, изменять размер точек на карте увеличивать или уменьшать. На карте точки расставляются хаотично. Метод отдельных значений позволяет выделять точки, линейные и площадные объекты по отдельным значениям из заданного поля таблицы, сопоставляя каждое значение своим цветом. Метод поверхности отображает данные в виде растровой поверхности с непрерывной цветовой раскраской карты.

Этот метод в основном используется для иллюстрации изменений температуры или изображения рельефа топографической поверхности. Процесс создания тематических карт состоит из следующих шагов 1. выбор типа тематической карты 2. выбор тематических переменных название таблицы и ее поля 3. настройка тематической карты. Содержание задания. В процессе лабораторных работ каждый студент по отсканированному фрагменту план-схемы г. Уссурийска и статистическим данным об источниках загрязнения и объемах выбросов на данную территорию вариант выдается преподавателем должен сформировать средствами ГИС MapInfo следующую продукцию Создать базовые слои гидрография, квартал, автомобильные и железнодорожные дороги, озеленение. Сформировать тематические карты двух видов 1. методом диапазонов показать различные источники загрязнения 2. методом круговая диаграмма отобразить соотношение выбросов вредных веществ в атмосферу различными источниками загрязнения данные приведены в приложении. Рассмотрим последовательность выполнения операций на примере создания тематической карты Источники загрязнения атмосферы вредными веществами методами диапазонов и круговой диаграммы.

В качестве основного материала будем использовать план-схема города Уссурийска масштаба 1 32 000. Тематический слой нагрузка - источники загрязнения заводы, фабрики, ТЭЦ и т.д отрисовывается на карте после создания основных слоев гидрографии, кварталов, автомобильных и железных дорог, озеленения. Информация об источниках загрязнения содержится в таблице, по которой и будет строиться тематическая карта методом диапазонов.

Для этого нужно указать название Таблицы и Поля в диалоге КАРТА Создание тематической карты.

При нажатии на кнопку ДАЛЕЕ появится таблица Создание тематической карты, в которой предлагается образец автоматически раскрашенных диапазонов и окно Настройки, посредством которого можно задавать свои Диапазоны, Стили и Легенду.

При выборе клавишиДиапазонов на экране монитора появится таблица Настройка диапазонов. Выбираем метод - Равное количество записей, а с помощью команды диапазоны задаем число диапазонов в данном примере, число диапазонов равно 4 . Таким образом, получим цветовую характеристику различных источников загрязнения. Выбрав клавишу Стили, настраиваем нужный нам стиль например, от светло-серого до темно-серого тона нажатием на кнопку слева. С помощью кнопки ЛЕГЕНДА можно задавать порядок строк в легенде, добавлять Заголовки, Подзаголовки, выбирать Шрифты и надписи при диапазонах источники загрязнения с помощью функции Правка выбранного, а также изменять порядок показа условных значений в легенде с помощью клавиш По возрастанию или По убыванию.

Каждая выбранная операция подтверждается кнопкой OK. Для сохранения установок тематических карт, как стандартных, используется кнопка Запомнить как в соответствующих диалогах, и в дальнейшем они будут применяться по умолчанию при создании тематических карт. Для отображения соотношений выбросов вредных веществ в атмосферу конкретным источником загрязнения, необходимо, чтобы таблица, содержащая информацию о вредных веществах и базовая таблица заводов были открыты.

Затем выполняем команду КАРТА Создание тематической карты и выбираем метод круговая диаграмма. При нажатии на кнопку Далее на мониторе появится диалог Создание тематической карты, в котором выбирается таблица заводов. В окошке списка Поле при выборе Объединение появится диалог Обновить тематическую колонку. В окошке Обновить таблицу уже автоматически будет установлено базовое название - заводы, а в окошке Обновить колонку - установлено Добавить новую временную колонку. В списке Значения извлечь из Значение, а в списке для выбрать одно из вредных веществ, и после чего появится диалог Создание тематической карты, в списке Поля из таблицы выбрать вредное вещество и при нажатии на клавишу Добавить оно переместится в список Поля для диаграммы, таким образом задаем поля для всех заданных вредных веществ.

Задав поля для диаграммы, нажимаем на кнопку Далее, появится диалог Создание тематической карты, и в окошке Образец нам будет предложена диаграмма, сектора которой раскрашены автоматически.

В списке Настройки, выбрав кнопку Стили, задаем свой цвет сегмента для каждого вредного вещества, вид, размеры, положение и оформление задаем начальное положение первого сектора диаграммы. Легенда вредных веществ создается аналогично легенде заводов источников загрязнения. После нажатия кнопки OK MapInfo покажет тематическую карту в текущем окне, на которой будет показано соотношение выброса вредных веществ в зависимости от источника загрязнения.

С помощью ОКНО Новый отчет можно подготовить прекрасный наглядный материал с использованием созданной тематической карты, легенды и дополнительных данных таблиц и графиков. Создание таблиц Для создания в MapInfo таблицы данных в косметическом слое устанавливаем флажком новый слой, после этого раскрываем меню Файл Новая таблица.

При нажатии на кнопку OK появится диалоговое окно Новая таблица, выбираем функцию Показать списком Создать. На мониторе высветится диалог Показать структуру данных, с помощью кнопки Добавить поле задаем Имя поля Поля id, заводы , Тип целое, символьное, Размер и Индексирование. Для выбора характеристик имеется окно Описание поля. После заполнения таблицы нажимаем на кнопку Создать. Появится диалоговое окно Создать новую таблицу, то есть нам будет предложено сохранить таблицу под своим именем например, сохраним файл под именем заводы, и после нажатия на кнопку Сохранить увидим созданную нами структурную таблицу, которую нужно заполнить соответствующей информацией. Нажатием на правую кнопку мыши увидим подменю и выберем команду Новая запись, с помощью которой и будет заполняться таблица нужными данными.

Таблица вредных веществ создается аналогично рассмотренной выше таблице заводов. Формирование отчета Конечную продукцию в виде карт или графиков можно распечатать на бумаге или сохранить в виде файла для использования в других программных продуктах. Для создания качественных распечаток используется окно Отчетов.

В окне Отчета готовится макет, на котором размещаются для печати любые изготовленные в MapInfo материалы карты, списки, графики, легенды, тексты или другие графические объекты. Окна карты, списки и графики помещаются внутри рамок, размеры и положение которых можно изменять.

Режимы показа каждого фрагмента могут быть изменены. Также можно рисовать линии, картинки или вставить текст, чтобы сделать карту нагляднее или улучшить ее эстетическое качество. Для того, чтобы сделать отчет, необходимо выбрать Окно Новый отчет. Появится диалоговое окно Новое окно отчета, выбирают один из трех вариантов и нажимают OK. На экране появится окно Отчета, которое обрамлено линейками для определения точных размеров макета. В окно Отчета можно поместить информацию из любых открытых окон. Таким образом можно сделать выводы ГИС MapInfo является одной из самых популярных ГИС-пакетов среди учителей.

ГИС MapInfo достаточно легка в освоении и применении ГИС MapInfo хорошо подходит для применении в школах. Глава 3.