Виды пространственных данных
Векторные данные — представлены геометрическими объектами (точками, линиями, полигонами) и атрибутами их свойств (названия, площади, высоты). Такие данные используются в географических информационных системах (ГИС) для создания карт и анализа данных.
Растровые данные — это множество пикселей, которые составляют изображение. Каждому пикселю может быть назначен определенный цвет или значение, которое определяет его характеристики. Растровые данные используются для создания картографических изображений и моделирования.
Трехмерные данные — это пространственная информация, которая представляет собой трехмерные объекты, такие как здания, мосты или другие сооружения. Трехмерные данные могут содержать много уровней детализации, атрибуты текстур и других свойств.
Геологические данные — это данные о составе и структуре горных пород, залежах полезных ископаемых, ландшафта, плиток литосферы, подземных вод и других геофизических параметрах. Геологические данные используются для исследования нефтяных месторождений, геологических карт и планирования строительства дорог и зданий.
Аэрофотоснимки — это изображения земной поверхности, получаемые с помощью аэрофотосъемки. Они используются в ГИС для создания баз данных и изображений, которые могут использоваться в технической документации, планировании инфраструктуры и геологических исследованиях.
Что такое пространственные данные
Пространственные данные представляют собой информацию, связанную с географическими объектами и их местоположением на земной поверхности. Это может быть любая информация, которая имеет географическую составляющую, такую как координаты, границы, площади, высоты и т. д. Пространственные данные играют важную роль во многих сферах деятельности, таких как геоинформационные системы, геодезия, картография, геология и даже мобильные приложения.
Пространственные данные используются для анализа географической информации, которая может помочь в решении различных проблем и принятии важных решений. Например, они могут быть использованы для определения оптимального маршрута движения, рассчитывать площади земельных участков, анализировать изменения в плотности населения и многое другое.
Пространственные данные также играют важную роль в разработке карт и геоинформационных систем. Они позволяют создавать детализированные карты, отражающие различные аспекты географической информации, от границ стран и городов до рельефа и растительности. Геоинформационные системы позволяют производить сложный анализ пространственных данных, интегрировать их с другими видами информации и отображать результаты в удобной для восприятия форме.
В современном мире пространственные данные становятся все более востребованными благодаря развитию технологий и увеличению доступности географической информации. Они помогают в определении местоположения объектов и навигации, а также предоставляют ценную информацию для исследований и планирования различных видов деятельности. Например, современные мобильные приложения используют пространственные данные для геопозиционирования и доставки географических услуг.
Определение пространственных данных
Пространственные данные позволяют нам не только представить информацию в картографическом виде, но и анализировать ее, делать прогнозы, принимать важные решения. Их основное достоинство заключается в том, что они позволяют увидеть связь между различными явлениями и процессами, происходящими на Земле.
Примеры пространственных данных включают географические координаты городов и деревень, высоту гор, плотность населения, климатические условия, протяженность дорог, площадь водоемов и многое другое. Эти данные могут быть полезны для городского планирования, определения оптимальных маршрутов, исследования климатических изменений и принятия решений в различных сферах деятельности.
Примеры пространственных данных
Область применения | Примеры пространственных данных |
---|---|
Геология | Геологические карты, данные о месторождениях полезных ископаемых, геохимические данные |
Экология | Карты распределения видов, данные о площадях заповедников и природных резерватов, съемки спутников высокого разрешения |
Градостроительство | Планы городов, данные о землепользовании, кадастровые карты, данные о транспортной инфраструктуре |
Сельское хозяйство | Карты посевных площадей, данные о состоянии почвы и урожайности, информация о погодных условиях |
Туризм | Туристические карты, маршруты и достопримечательности, панорамные фотографии |
Это лишь некоторые примеры пространственных данных и их применения. В современном мире они играют важную роль в решении различных задач, начиная от планирования городской инфраструктуры и заканчивая разработкой инновационных мобильных приложений с возможностью геопозиционирования.
Преимущества векторных данных
Векторные данные являются одним из основных компонентов географических данных и широко применяются в различных областях, связанных с географией и картографией. Они имеют ряд преимуществ, которые делают их особенно полезными и удобными для работы.
1. Гибкость и масштабируемость
Векторные данные состоят из геометрических форм, таких как точки, линии и полигоны, которые могут быть легко изменены и масштабированы без потери качества. Это позволяет создавать карты различных масштабов с высокой степенью детализации.
2. Точность и точность
Векторные данные обеспечивают высокую точность и точность при представлении географической информации
Они позволяют определять координаты конкретных объектов с высокой степенью точности, что особенно важно в приложениях, требующих точной геолокации и измерений
3. Возможность анализа и обработки
Векторные данные обладают богатым набором атрибутов и могут содержать дополнительную информацию о каждом объекте. Это позволяет выполнять различные аналитические операции и обрабатывать данные, такие как измерение площади, поиск ближайших объектов или определение маршрутов.
4. Интерактивность и удобство использования
Векторные данные могут быть легко взаимодействовать с пользователем и предоставлять возможности для интерактивных действий, таких как масштабирование, перетаскивание или выбор конкретных объектов. Это делает использование векторных данных удобным и интуитивно понятным для пользователей.
Векторные данные являются неотъемлемой частью современных географических информационных систем и предоставляют множество преимуществ для работы с географической информацией. Их гибкость, точность, возможность анализа и интерактивности делают их незаменимым инструментом для многих приложений, связанных с географией и картографией.
Слои
Данные в ГИС обычно разделяются на слои. Слои могут быть виртуальными и представлять собой просто выборки из общей базы данных, так и физически разделенными в разные базы данных
Разделение на слои позволяет легче управлять данными, улучшает «читаемость», но, пожалуй самое важное, разделение делает удобной визуализацию данных, позволяя временно отключать ненужные данные и включать нужные
Данные могут делиться на слои по двум признакам:
- по типу геометрии — многие форматы геоданных просто не позволят вам хранить вместе точки и полигоны, заставляя вас создавать и работать с ними в разных слоях.
- семантически — по типу объектов. Понятно, что реки не стоит хранить в одном слое с дорогами, а границы субъектов федерации в одном слое со зданиями. А вот делить ли по разным слоям реки разных типов или границы административно-территориального деления по границам разного уровня — вопрос сложный и зависит от задачи.
Деление данных на слои может создать некоторые сложности:
- необходимо следить за порядком слоёв при визуализации. Полигональные слои могут «закрыть» точечные или линейные, лежащие под ними.
- объектам в разных слоях сложнее обеспечить необходимые пространственные отношения друг с другом.
- легко попасть ситуацию дублирования одних и тех же объектов.
Расширение классов пространственных объектов
Каждый класс пространственных объектов – это собрание географических объектов с одинаковым типом геометрии (точка, линия или полигон), с однотипными атрибутами и одинаковой пространственной привязкой. Классы пространственных объектов, хранящиеся в базах геоданных могут быть расширены для решения необходимых задач. Здесь приведены некоторые примеры того, как можно расширить функциональность классов пространственных данных, используя базу геоданных.
Работа с классами пространственных объектов в базе геоданных
Использовать | Задача |
---|---|
Содержать совокупность пространственно связанных классов данных или построить топологию, сети и наборы данных terrain. |
|
Управлять набором атрибутивных подклассов пространственных объектов в одном классе пространственных объектов. Обычно применяется к таблицам классов пространственных объектов для управления поведением подтипов тех же типов объектов. |
|
Установить список допустимых значений или диапазон допустимых значений для атрибутивных полей. Использовать домены для вспомогательного обеспечения целостности атрибутивных значений. Домены часто используются для классификации данных (класс дорог, коды зон, классификаторы использования земель). |
|
Построить отношения между двумя таблицами с использованием общего ключа. Найти связанные записи во вторичной таблице, основываясь на записях, выбранных в основной таблице, и т.д. |
|
Моделировать способ совместного использования геометрии. Например, соседние округа имеют общую границу. Также, полигоны округов располагаются внутри стран, которые их полностью содержат. |
|
Моделировать транспортную связность и поток. Необходимо установить в ArcGIS for Desktop дополнительный модуль ArcGIS Network Analyst |
|
Моделировать сети коммуникаций и трассировку. |
|
Моделировать нерегулярные триангуляционные сети (TIN) и управлять большими коллекциями точек lidar и sonar. Необходимо установить в ArcGIS for Desktop дополнительный модуль ArcGIS 3D Analyst |
|
Геокодировать адреса. |
|
Разместить события вдоль линейных объектов с измерениями. |
|
Управлять многократно использующимися картографическими представлениями и продвинутыми картографическими правилами отображения. |
|
Управлять рядом ключевых технологических процессов ГИС управления данными, например длинными транзакциями на обновление данных, историческими архивами и многопользовательским редактированием. |
Структуры данных
Существует несколько типов структур геоданных. Наверняка вам придется столкнуться с векторной и растровой.
Векторная структура:
- Элемент структуры: узел и ребро
- Объект: точка, линия, полигон
- Может находиться: где угодно
- Хорошо подходит для описания и хранения дискретных объектов
- Одному объекту может соответствовать много атрибутов
- Примеры: местоположения отдельных объектов, дорожная сеть
Растровая структура:
- Элемент структуры: пиксел
- Объект: пиксел
- Может находиться: только в ячейках регулярной прямоугольной сети
- Хорошо подходит для описания и хранения непрерывных значений
- Одному объекту соответствует одно значение
- Примеры: космоснимки, отсканированные и географически привязанные различные картографически материалы, до этого бывшие бумажными.
Следует внимательно отнестись к выбору структуры данных. Ошибка может привести к неоправданному усложнению процессов редактирования данных, увеличению размера занимаемого на диске, перевод данных из одной структуры в другую может оказаться неожиданно сложным и трудоемким. Процесс перевода информации из растровой структуры в векторную называется векторизацией, обратно — растеризацией.
Выбор структуры данных целиком зависит от задачи. Картографическая основа создаваемая с нуля всегда векторная, так как каждый ее объект — дискретен, но для массового распространения ее часто растеризуют. Высота над уровнем моря является непрерывным признаком и эти данные обычно имеют растровую структуру, но если вам нужно показать только несколько изогипс (линий равных значений высоты) или вершин, то использовать для этого растр — нецелесообразно.
Разумеется, в ГИС часто объединяют слои имеющие разные структуры для их совместной визуализации и анализа.
Представление данных
Важно понимать, что та структура данных, в которой они дошли до вас не обязательно равна структуре в которой они находятся исходно. Так, картографическую основу исходно всегда хранят в векторных структурах, но для распространения часто растеризуют
Передать один тайл отрисованный нужным образом гораздо легче, чем многослойную векторную структуру со множеством объектов.
29.05.2022
Пространственные данные — это данные о пространственных объектах, об их форме, местоположении и свойствах, в том числе представленные с использованием координат. Это геодезические, картографические, топографические, гидрографические, аэрокосмосъемочные, гравиметрические материалы о территории Российской Федерации, которые содержатся в Федеральном фонде пространственных данных. Он насчитывает более 86 млн. единиц хранения.
Также для того, чтобы обеспечить всех пользователей необходимыми пространственными данными в России создана Единая электронная картографическая основа (ЕЭКО), работу над наполнением которой ведет Росреестр.
В середине мая 2022 года в Управлении Росреестра по Пермскому краю состоялось обучающее занятие, на котором были продемонстрированы возможности отечественных информационных ресурсов: ГИС ЕЭКО*, ГИС ФППД* и сервиса «Банк базовых продуктов» Госкорпорации Роскосмос, а также показана процедура формирования заявления о предоставлении пространственных данных и материалов, содержащихся в этих системах.
*ГИС ЕЭКО — Государственная информационная система ведения единой электронной картографической основы.
*ГИС ФППД — Государственная информационная система «Федеральный портал пространственных данных».
Ресурс «Банк Базовых продуктов», разработанный Научным центром оперативного мониторинга Земли АО «Российские космические системы» представляет собой геоинформационный сервис, базирующийся на централизованном хранении стандартных базовых продуктов, получаемых в результате обработки данных с отечественной группировки космических аппаратов дистанционного зондирования Земли для дальнейшего формирования тематических базовых продуктов, применяемых для решения различных прикладных задач глобального и регионального мониторинга.
Участникам занятия были также представлены возможности сервиса, которые реализованы как на его официальном сайте, так и через модуль для геоинформационной системы QGIS. Это, например, просмотр бесшовной склейки космоснимков за различные временные периоды территории Российской Федерации и всего земного шара, осуществление поиска данных дистанционного зондирования Земли по области интереса через настройки фильтра поиска и пр.
Функционал сервиса очень широк: с помощью его материалов и инструментария ГИС QGIS можно, например, выявить территории сельскохозяйственных угодий, подверженных зарастанию.
В конце обучающего занятия было проведено тестирование, с которым все участники успешно справились.
К сведению. ГИС ЕЭКО и ГИС ФППД введены Росреестром в промышленную эксплуатацию в рамках реализации государственной программы Российской Федерации «Национальная система пространственных данных», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 01.12.2021 № 2148.
Сведения ЕЭКО и ФФПД для физических и юридических лиц платные.
Об Управлении Росреестра по Пермскому краю
Управление Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр) по Пермскому краю является территориальным органом федерального органа исполнительной власти, осуществляющим функции по государственному кадастровому учету и государственной регистрации прав на недвижимое имущество и сделок с ним, землеустройства, государственного мониторинга земель, а также функции по федеральному государственному надзору в области геодезии и картографии, государственному земельному надзору, надзору за деятельностью саморегулируемых организаций оценщиков, контролю деятельности саморегулируемых организаций арбитражных управляющих, организации работы Комиссии по оспариванию кадастровой стоимости объектов недвижимости. Осуществляет контроль за деятельностью подведомственного учреждения Росреестра — филиала ФГБУ «ФКП Росреестра» по Пермскому краю по предоставлению государственных услуг Росреестра. Руководитель Управления Росреестра по Пермскому краю – Лариса Аржевитина.
Контакты для СМИ
Пресс-служба Управления Федеральной службы
государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр) по Пермскому краю
+7 (342) 205-95-58 (доб. 0214, 0216, 0219)
614990, г. Пермь, ул. Ленина, д. 66/2
http://rosreestr.gov.ru/
Слайд 5Базовыми (элементарными) типами пространственных объектов, которыми оперируют современные ГИС, обычно считаются
(в скобках приведены их синонимы): точка (точечный объект) — О-мерный объект, характеризуемый плановыми координатами; линия (линейный объект, полилиния) — l-мерный объект, образованный последовательностью не менее двух точек с известными плановыми координатами (линейными сегментами или дугами); область (полигон, полигональный объект, контур, контурный объект) — 2-мерный (площадной) объект, внутренняя область, ограниченная замкнутой последовательностью линий (дуг в векторных топологических моделях (данных) или сегментов в модели «спагетти») и идентифицируемая внутренней точкой (меткой);
Слайд 12Инфраструктура пространственных данныхНеобходимосоздать сеть уполномоченных организаций на уровне субъектов РФ и
органов местного самоуправления (на правах филиалов) с функциями:
— дежурства по БПД,
— регистрации работ, связанных с созданием пространственных данных,
— ведением базы метаданных пространственной информации
— обеспечения доступа к БПД и базам метаданных со стороны граждан, хозяйствующих субъектов и органов власти.Эти организации могут быть созданы на базе приватизированных предприятий Роскартографии, ФГУ ЗКП и хозрасчетных подразделений органов архитектуры и градостроительства. Финансироваться работы должны за счет бюджетов (федеральный, субъекта РФ и местного самоуправления) и договорных работ по продаже данных третьих лиц (база метаданных) без прав создания производной картографической продукции и производных баз пространственных данных
Метаданные
Метаданные — информация о данных, описывающая их особенности. Например, про отдельный набор мы хотели бы знать:
- кто, как и когда создал этот набор
- как правильно его цитировать при использовании
- какая лицензия у данных
- каков масштаб данных
- многое многое другое.
Существует огромное количество специальных форматов и спецификаций для описания геоданных: американский FGDC, европейские ISO19115/ISO19139 и INSPIRE, наконец наш ГОСТ Р 52573-2006.
Совет: Вам не обязательно заполнять огромное количество характеристик ваших данных, но старайтесь сопровождать свои данные небольшим описанием, содержащим ответы на основные вопросы.
Слайд 11Инфраструктура пространственных данныхРегламенты обменаДля ведения БПД на уровне местного самоуправления, субъекта
РФ и страны в целом, а также для организации информационного обмена пространственными данными в целом должны быть разработаны программно независимые форматы хранения БПД и регламенты информационного обмена между разноуровневыми БПД и остальными пространственными данными (ведомственными, субъектов хозяйствования)Возможные сценарии организации работВ настоящее время все картографические данные сосредоточены в:
— Федеральном картографо-геодезическом фонде (53 хранилища),
— ведомственных картографических фондах и информационных банках (полезные ископаемые, водные ресурсы, лесопользование, экология),системе государственного земельного кадастра,
— органах градостроительства и архитектуры местного самоуправления и субъектов РФ,
— БТИ (ФГУПы, ГУПы, МУПы),
— Трестах инженерно-строительных изысканий
Ключевые преимущества ГИС
-
удобное для пользователя отображение пространственных данных
Картографирование пространственных данных, в том числе в трехмерном измерении, наиболее удобно для восприятия, что упрощает построение запросов и их последующий анализ. -
интеграция данных внутри организации
Геоинформационные системы объединяют данные, накопленные в различных подразделениях компании или даже в разных областях деятельности организаций целого региона. Коллективное использование накопленных данных и их интеграция в единый информационный массив дает существенные конкурентные преимущества и повышает эффективность эксплуатации геоинформационных систем. -
принятие обоснованных решений
Автоматизация процесса анализа и построения отчетов о любых явлениях, связанных с пространственными данными, помогает ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений. -
удобное средство для создания карт
Геоинформационные системы оптимизируют процесс расшифровки данных космических и аэросъемок и используют уже созданные планы местности, схемы, чертежи. ГИС существенно экономят временные ресурсы, автоматизируя процесс работы с картами, и создают трехмерные модели местности.
Изображения
Изображениями в ГИС часто называют ряд основанных на ячейках или пикселях источников данных — материалы космической или аэрофотосъемки, цифровые модели рельефа, наборы растровых данных и т.д.
Изображения управляются как растровый тип данных, состоящий из ячеек, организованных в сетке из рядов и столбцов. Помимо картографической проекции, система координат набора растровых данных включает размер ячейки и базовые координаты (обычно левого верхнего и правого нижнего углов сетки).
Эти свойства позволяют описать набор растровых данных как серию значений ячеек, начиная с левого верхнего угла.
Местоположение каждой ячейки можно автоматически получить, зная координаты начала отсчёта, размер ячейки и количество строк и столбцов.
Обычно источниками изображений могут быть камеры, которые могут получать космические снимки, которые можно привязать и уровнять относительно местоположений на земной поверхности (например, цифровые ортофотоизображения).
Изображения также используются для сбора данных как из видимой, так и не видимой частей электромагнитного спектра. Одна из таких систем — это многозональный сканер на спутниках Landsat, записывающий изображения в семи каналах (или диапазонах) электромагнитного спектра. Значения для каждого канала записываются в отдельный грид. Набор из семи гридов составляет многоканальное изображение.
Атрибуты
Карты выражают описательную информацию с помощью картографических символов, цветов и надписей. Например:
- Дороги показываются на основании классов дорог (разными линейными символами показаны автомагистрали, грунтовые дороги, улицы и тропинки).
- Реки и водные объекты изображаются синим, что означает воду.
- Улицы в городе надписаны по своим названиям и иногда ещё дописывается информация по диапазону номеров домов в пределах сегмента улицы.
- Специальными точечными и линейными символами показываются специфические объекты — железные дороги, аэропорты, школы, больницы и различные места событий.
В ГИС управление описательными атрибутами осуществляется в таблицах.
В ГИС управление описательными атрибутами в таблицах происходит на основе последовательности простых, но существенных принципов реляционных баз данных. Атрибутивные таблицы предоставляют простые универсальные модели данных для хранения и работы с атрибутивной информацией. Традиционно они открытые, так как их простота и гибкость позволяет поддерживать широкий диапазон приложений. Ключевые концепции включают:
- Описательные данные организованы в таблицах.
- Таблицы содержат ряды.
- У всех рядов в таблице одинаковый набор столбцов.
- Каждый столбец имеет тип данных (целочисленный, десятичный, символьный, даты и т.д.).
- В реляционных базах данных эти концепции расширяются, включая ряд реляционных функций и операторов, которые можно использовать для работы с таблицами и их элементами данных. Это называется »Язык структурированных запросов» (SQL — Structured Query Language).
ГИС-технологии и перспективы их развития
ГИС-технологии, согласно программе по обеспечению населения РФ, должны развиваться и модернизироваться. Для реализации этой цели, министерство РФ в делах информации связи запустило разработку системы и дизайна интернет-сайтов Федеральной целевой программы, название которой «Единая Россия». Недавно была подписана «Концепция развития и формирования единого информационного пространства государственных информационных ресурсов России».
Развитие данного процесса осуществляется в два этапа:
- Создание электронного представительства ФЦП, наполнение сайтов значимой информацией социального характера.
- Регистрация сайтов в интерактивный портал.
Портал будет работать согласно следующим принципам
- устранение абсолютно всех барьеров административного характера при внедрении коммуникативных и информационных технологий;
- невозможность повторения работ, реализуемых под эгидой других проектов;
- минимизация затрат с максимальной экономией денежных ресурсов для бюджетных средств с последующим снижением финансовой нагрузки;
- обязательная открытость всех новейших концепций для обсуждения новых целей и задач;
- обязательное достоверное отображение информации, отражающей официальную позицию органов исполнительной власти.
Состоянием на сегодня, в сфере современного компьютерного общества прослеживается важная тенденция, связанная с переходом в сетевую среду передачи информационных данных. Средние и малые компании занимаются объединением собственных компьютеров в единую информационную сеть. Центральная проблема состоит в том, что сложно обеспечить совместный доступ к информации, а так же, не менее сложно защитить эту информацию от несанкционированного доступа. Таким образом, разработчики пытаются массово внедрить ГИС и сориентировать его на массового непрофессионального пользователя.
Популярные картографические ВЕБ-сервисы:
/(41)/(41)Картографический сервис Google Maps(http://maps.google.com)/(41)векторнымиБостон/(41)Бостон/(41)ГИС-технологии —поиск/(41)разных системах координатсовместногообщуюВсе данные на карте должны быть в единой проекции, иначе они не могут быть правильно совмещены и их нельзя вместе просматривать и анализировать3. Преобразование проекций (трансформация) в ГИС/(41)Два метода трансформации:
Проектирование (если известны параметры исходной и новой проекции):1) вариант (x1,y1) (,) (x2,y2):
сначала
прямоугольные координаты исходной проекции (x1,y1) преобразуются в географические (,) (широта, долгота) — обратная задача математической картографии; затем по географическим координатам (,) вычисляются прямоугольные координаты новой проекции (x2,y2) с использованием формул математической картографии — прямая задача математической картографии.2) вариант (x1,y1) (x2,y2): непосредственный пересчет данных из одной проекции в другую, минуя приведение к системе географических координат.ГИС-технологии: преобразование проекций/(41)Полиномиальные преобразования неопределенных(x,y) (x’,y’)
набора опорных точек, координаты которых известны в обеих системах координат, затем по координатам опорных точек рассчитывается полином, который используется для перехода их исходной системы координат в новую.Примеры использования:
для
регистрации спутниковых изображений или сканированного растра в определенной координатной системе. для перевода в нужную систему координат векторных слоев, полученных векторизацией сканированной карты или цифрованием карт с помощью дигитайзера;ГИС-технологии: преобразование проекций/(41)До преобразованияПосле преобразованияГИС-технологии: преобразование проекций/(41)Линейные ( аффинные ) преобразования:
включают параллельный перенос, масштабирование, поворот, сохраняют параллельность линий, определяются полиномами
1-ой степени с 6 коэффициентами: x’ = а0 + а1х + а2у; y’ = b0 +b1х + b2у, где (х,у) — положение объекта до преобразования; (x’,y’) — после преобразования; а0 , b0 — коэффициенты переноса; а1 , b2 — коэффициенты масштабирования; а2 , b1 — коэффициенты вращения.Нелинейные преобразования: описываются уравнениями со степенями >1. дают эффект «резинового листа», при котором точки преобразуются неодинаково и параллельные линии становятся непараллельными, возможно кривыми. ГИС-технологии: преобразование проекций/(41) линейных уравнений
необходимо иметь
не менее 3 опорных точек, дающих 6 значений координат, при этом опорные точки не должны располагаться на одной прямой; для учета неодинаковых искажений карты используется число опорных точек >3 (при этом находятся усредненные параметры преобразований — система уравнений, составленных для каждой точки, решается методом наименьших квадратов, минимизируя величину среднеквадратических отклонений координат точек).В общем случае число опорных точек для полиномиальных преобразований должно удовлетворять соотношениюn > (m + 1)(m + 2)/2, где m — степень полинома.Преобразование проекций: полиномиальные преобразования
Геоданные
ГИС работает с географическими данными (они же «геоданные», «пространственные данные» или «геопространственные данные»).
Сами ГИС появились как гибрид баз данных (БД) и инженерной графики (САПР), поэтому объекты, с которыми имеем дело в ГИС также объединяют в себе две сущности: геометрию и атрибутивную информацию (атрибутику). Так, объект «дорога» в понимании ГИС это:
- геометрический примитив: совокупность поворотных точек каждая из которых имеет координаты и соединенных друг с другом в определенном порядке
- атрибутивное описание: совокупность пар ключ=значение.
Эта особенность ГИС поначалу обособила ГИС от параллельно развивавшихся каждая в своём «русле» баз данных и САПР. Сейчас границы технологий существенно размылись. У нас есть базы данных способные хранить геоданные (например PostgreSQL/PostGIS) и САПР имеющие представление о том, где в географическом пространстве находятся объекты, с которыми мы в них работаем (например AutoCAD Map).
Как создаются геоданные
Геоданные от обычных данных отличаются наличием координат определяющих их географическую привязку. Для того, чтобы создать геоданные нам необходимо выполнить процесс географической привязки
Важно при этом понимать, что является при этом источником координат.
Мы можем получить координаты:
- Из системы геопозицинирования — такой как GPS или ГЛОНАСС;
- Из других, уже привязанных, карт;
Картографические данные
Картографические данные представляют собой картографическую информацию, которая хранится в цифровой форме. Картографическая информация может быть двух типов – пространственная и описательная.
Описание положения и формы географических объектов, а также их пространственных связей с другими объектами – это пространственная информация. Табличные данные об этих объектах относятся к описательной информации.
Картографические данные – это описываемые на карте географические объекты, которые в основном классифицируются на точки, линии, площади.
Рисунок 1. База данных MODIS. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Точками может быть показано расположение колодцев, места дорожных аварий и др. Связанные друг с другом точки образуют линии, не имеющие ширины.
К таким линейным объектам можно отнести дорогу, трубопровод, просеку и др. Территория, ограниченная замкнутой линией, образует площадь или полигон.
Любой полигон имеет длину и ширину, т. е. площадь. Примерами полигонов могут быть площади с определенным типом почвы.
Описательные данные не являются графическими и относятся ко второму типу данных. Описательная информация называется атрибутом и хранится в базе данных об объектах, расположенных на карте.
К описательной информации относятся, например, названия городов, рек, гор, номера дорог и т. д.
Структурные данные могут быть двух типов – топология и слои. Для выделения пространственной связи между объектами применяют топологию, которая обеспечивает связь между линиями, точками, полигонами. Слои применяются для структурирования данных.
Топологическая информация описывает расположение объектов в пространстве относительно друг друга. Использование таких терминов, как «объект находится правее или левее» для геоинформационной системы (ГИС) не подходит, поскольку топологию необходимо определить точно для выполнения пространственного анализа.
Топология определяет свойства объектов, описывая их пространственную связь. Информация, которую она в себя включает, это соответствие условных знаков определенным объектам, соединение точек друг с другом, точки и линии, образующих полигоны.
Вся эта информация хранится в ГИС. Информация на карте большинством ГИС разделяется на картографические слои, содержащие информацию только об одном типе объектов.
Слои в ГИС должны быть связаны друг с другом для того, чтобы получить значимые аналитические результаты. Связь слоев идет через общую систему координат базы данных.
Мы используем Яндекс Метрику
Этот сайт использует сервис веб-аналитики Яндекс Метрика, предоставляемый компанией ООО «ЯНДЕКС», 119021, Россия, Москва, ул. Л. Толстого, 16 (далее — Яндекс).
Сервис Яндекс Метрика использует технологию “cookie” — небольшие текстовые файлы, размещаемые на компьютере пользователей с целью анализа их пользовательской активности.
Вы можете отказаться от использования cookies, выбрав соответствующие настройки в браузере. Также вы можете использовать инструмент — https://yandex.ru/support/metrika/general/opt-out.html Однако это может повлиять на работу некоторых функций сайта. Используя этот сайт, вы соглашаетесь на обработку данных о вас Яндексом в порядке и целях, указанных выше.
Что нужно делать, чтобы научиться эффективно работать с геоданными
Социализируйтесь
Вопросы для самопроверки
- ГИС нужно осваивать потому что:
- Это модно и современно
- Без специального ПО ГИС нельзя работать с данными
- Использование ГИС позволит эффективнее решить мои задачи связанные с геоданными.
- ГИС это очень мощный инструмент
- Какую форму представления лучше всего использовать для данных о рельефе?
- Растровую
- Векторную
- Зависит от задачи
- У вас географический объект и пара координат: 37, 55, какую систему координат для этого объекта нужно пробовать первой:
- Прямоугольная (спроецированная)
- Локальная
- Географическая
- Недостаточно данных чтобы ответить на вопрос
- Вы скачали с сайта набор данных и в его описании вы прочитали, что он находится в известной, несекретной системе координат, этого достаточно, чтобы уверенно сказать «я смогу наложить эти данные на свои»:
- Да
- Нет
- Вам прислали набор геоданных, вы задумчиво смотрите на файлы и не видите среди них никаких метаданных, какие первые два вопроса вы зададите тем, кто вам их прислал?
- ____________________________________________________
- ____________________________________________________
- Вы разрабатываете мобильное приложение, подключились к API Яндекс.карт и по адресам извлекли координаты всех детских учреждений г. Москвы. В своём приложении вы наложили их на карту OpenStreetMap потому что она красивее. Когда вы рассказали про своё приложение знакомому участнику OpenStreetMap, он предупредил, что у вас могут быть проблемы. Что вы сделали не так?
- __________________________________________________
- OpenStreetMap это ГИС?
- Да
- Нет
- Ни в коем случае!