Система базовых функций программных средств ГИС.

Система базовых функций программных средств ГИС основывается на представлении ГИС-оболочки как системы отдельных. Но связанных между собой программных блоков, обеспечивающих реализацию ГИС технологий. Такой подход отражает структурность и модульность программного обеспечения ГИС, в котором отдельные программные компоненты реализуют отдельные технологические процессы ГИС, в которые могут включаться в различное время. Система включает в себя 10 блоков:

– Обеспечение взаимодействия с пользователем (интерфейс);

– Сбор пространственных данных;

– Создание и управление базами пространственных данных;

– Экспорт/Импорт данных;

– Преобразование данных;

– Пространственный анализ;

– Картографическая обработка информации;

– Форматирование конечного ГИС-продукта;

– Обеспечение разработки ГИС-приложений;

– Администрирование ГИС.

13. Сущность и содержание следующих групп функций ГИС: «сбор данных и создание баз данных», «манипулирование данными» и «обеспечение разработки ГИС-приложений»

Сбор данных. Обеспечивает непосредственное получение данных картографическим методом, либо отбором из отраслевых БД нужной для формирования модели геоинформации. Пространственное определение отраслевых данных выполняется как координатным методом, так и привязкой к контурам. Функции этой группы образуют 5 подгрупп:

1. векторизация по растру: ручная оцифровка точек, контуров, полуавтоматическая оцифровка точек и контуров, автоматическая оцифровка

2. кодирование и идентификация объектов: кодирование объектов по их характеристическому свойству вводом с клавиатуры, выбор кодов объектов по их характеристическому свойству из меню текстовых значений, задание кодов по умолчанию и дублированию предыдущих значений, присвоение объектам идентификаторов вручную, автоматическое присвоение идент. в ручную.

3. задание топологий: установление узлов, установление дуг, задание полигонов, замыкание полигонов, притягивание конечных точек, линий к узлам автоматически или в ручную, связывание сложных полигонов с одним или более внутренними вырезанными областями, определение центроида полигона.

4. задание атрибутов: связывание атрибутов с пространственными объектами по идентификатору или центроиду, ввод атрибутов в интерактивном режиме, ввод атрибутов в пакетном режиме.

5. выявление и устранение ошибок, редактирование модели: контроль качества растра и его исправление, контроль качества векторизации и коррекция геометрической модели в интерактивном или автоматическом режиме, контроль формата и корректности координат точек в интерактивном или автоматическом режиме, контроль корректности топологии и коррекция геом. модели, перемещения, добавление, изменение векторных объектов, контроль корректности. Изменение и добавление идентификаторов объекта, контроль правильности и полноты значения, изменения и добавления кодов.

Создание БД. Специфика функций этой группы проявляется в организации данных позиционирования с учетом координатных систем, пространственных моделей и масштабов картографирования территорий, тематических слоев, организации пространственной навигации. Функции:

– задание внутренней для ГИС модели данных, обеспечивающих описание объектов произвольного типа

– обеспечение многоуровневого представление территорий с согласованием координатных систем

– обеспечение пространственной навигации

– введение данных о качестве информации, включающих происхождение, точность данных, детальность и полноту (метаданные)

– ввод и организация растровых данных (фильтрация, сшивка) по листам или участкам территории

– ввод и организация векторных данных (сводка, сшивка, сверка) по листам или участкам территории

– ввод и изменение атрибутивных данных

– обеспечение организации масштабов данных по типу локализации, теме, классам объектов

– поддержка проектов БД

– поддержка последовательно, прямого и по ключу доступа к данным

– управление связи атрибутивных данных и данных позиционирования

– обеспечение обновления данных

– возможность отслеживания транзакций БД

– возможность устанавливать полномочия на чтение/запись БД

– просмотр БД

– возможность восстановления БД после аварий

Манипулирование данными. Функции направлены на получение из БД и преобразование ПД с целью их подготовки для пространственного анализа и картографического отображения. Подгруппы функций:

1. Поиск и отбор данных: отбор данных по заданной области (прямоугольной, многоугольной), отбор данных по заданной области, соответствующей пространственному объекту площадного типа, отбор ПД по указанию курсором на графическом изображении, отбор ПД по идентификатору или совокупности идентификации объекта, отбор ПД позиционирования по заданным атрибутам.

2. реструктуризация данных: преобразование данных из векторного преставления в растровое, сжатие и разархивация растровых данных, изменение размера растровой ячейки, исключение лишних точек прямолинейных контуров, сглаживание контуров.

3. трансформация данных: преобразование данных из одной системы координат в другие, математическое сглаживание векторных и растровых данных методом трансформации, трансформация карт из одной проекции в другие при известных параметрах проекций, трансформация карт из одной проекции в другие при неизвестных параметрах проекций, согласование данных разных проектов на одну территорию при интегрировании данных из разных источников.

Обеспечение разработки ГИС-приложений. Предназначена для разработки ГИС-приложений отражающие специфические задачи и содержание конкретной предметной области. Функции:

– использование специального встроенного языка программирования и среды обработки

– использование макроязыка функций и определение системы для разработки приложений на встроенном языке программирования

– использование библиотек процедур и функций

– создание и расширение библиотек функций

– использование технологий динамичного обмена данными между оболочкой и приложением

14. Сущность и содержание следующих групп функций ГИС: «экспорт-импорт», «пользовательский интерфейс» и «администрирование системы»

Экспорт-импорт. Обеспечивает взаимодействие ГИС с другими ИС. Функции:

– Конвертация из ряда внешних данных в форматах других систем во внутренний формат ГИС

– Конвертация данных из внутреннего формата ГИС в данные форматов других систем.

– Поддержка распространенных международных общественных форматов

Пользовательский интерфейс. Он состоит из 2 групп: функции служебного интерфейса для осуществления действий системного администратора ГИС по обеспечению работоспособности системы; функции интерфейса конечного пользователя:

– использование русскоязычных терминов предметной области ГИС

– настройка элементов интерфейса под требования конкретного пользователя

– разограничение доступа к операциям в зависимости от прав пользователя доступа по паролю

– использование ниспадающих и всплывающих меню, горячих клавиш

– выбор команд с подсказкой или без

– получение ответов по умолчанию

– выдача сообщений о состоянии выполнения операции

– выведение предупреждений

– защита от некорректного использования операций

– отмена выполнения команды

Администрирование системы. Функции, составляющие данную группу, призваны обеспечивать управление системой, ее работоспособность:

– использование инсталляционной программы установки

– регистрация пользователей и прав

– настройка системы на конкретный проект ГИС

– защита от несанкционированного доступа

– восстановление работоспособности

15. Сущность и содержание следующих групп функций ГИС: "управление базами данных", "экранное отображение информации" и "генерация и получение конечного продукта"

Создание и управление базами геопространственных данных: специфика функций это группы проявляется в организации данных позиционирование с учетом координатных систем, пространственных моделей, масштабов картографированных территорий, тематических слоев, организация пространственной навигации. Наиболее важными являются следующие функции:

– задание внутр. для ГИС-модели данных, обеспечивающей описание объектов производственного типа.

– обеспечение многоуровенного (по масштабам) представления территории с согласованием координатных систем;

– обеспечение пространственной навигации по всему массиву данных;

– введение данных о качестве информации, включая происхождение, точность данных, детальность и полноту;

– ввод и организация растровых данных по листам или участкам территории;

– ввод и организация векторных данных (сводка сверка, сшивка - интерактивное или автоматическое соединение геометрически смежных объектов, добавление и/или удаление точек) по листам или участкам территории;

– ввод и изменение атрибутивных данных (изменение идентификаторов, объединение кодов);

– обеспечение организации массивов данных по типу локализации, теме, классам объектов;

– поддержка проектов баз данных (совокупности данных на определенную территорию для решения конкретной пространственной задачи);

– поддержка последовательного, прямого и по ключу доступа к данным;

– управление связями атрибутивных данных и данных позиционирования;

– обеспечения обновления данных (удаление, добавление, модификация);

– возможность отслеживания транзакций БД;

– возможность устанавливать полномочия на чтение/запись БД;

– просмотр БД;

– возможность восстановления БД после аварийной ситуации.

Формирование конченого продукта ГИС-обработки: эта группа функций ориентирована на создание выходных документов по реализации ГИС-обработки:

– формирование текстовых отчетов (в т.ч. таблиц) в соответствии с заданной структурой и формой представления;

– формирование и вывод графических изображений на печатные устройства (принтеры, плоттеры);

– формирование и вывод ЦКМ, размеры которого превышают размеры рабочего поля терминального устройства;

– формирование цифровых электронных карт и атласов;

– формирование цифровой справочно-картографической мультимедийной продукции;

Экранное отображение информации:

– создание, редактирование, ведение и использование библиотеки

– назначение, построение и редактирование условных обозначений к классам объектов

– построение УЗ в растровых и векторных форматах

– поддержка стандартных картографических условных знаков

– создание, редактирование, ведение, использование библиотек тематических слоев

– наложение, комбинирование, исключение и добавление классов объектов в тематических слоях в производственном порядке

– наложение, комбинирование, исключение и добавление тематических слоев в произвольном порядке и в заданном режиме отображения

– масштабирование изображения произвольно или с заданным коэффициентом масштабирования

– перемещение изображения в окне произвольно

– центровка изображения

– возврат к предыдущему изображению

– установка и снятие условия невидимости

– вывод надписей к заданному классу объектов

– вывод зарамочного оформления

– выделение одного или нескольких объектов на ЦКИ

– вывод разных картографических изображений на один участок территории

– отображение вложенных графических и текстовых файлов

– получение картограмм по стат. показателям и их отображение

16. Сущность и состав группы функций ГИС "анализ и моделирование (пространственный анализ)"

Функции этой группы охватывают всю аналитическую и моделирующую область функционирования ГИС и обеспечивают решение пространственных специфических задач, т.е. те действия, ради которых собственно созданы ГИС.

Все множество функций можно представить в виде совокупности подгрупп:

– определение геометрическая характеристика геопространства (измерительные операции). Определение: длины прямых и ломаных, длины кривых, периметра полигона, площади и т.п.;

– определение топологических характеристик геопространств: включение, содержание, пересечение, примыкание, соседство;

– выполнение булевых операций над объектами: объединение множеств, пересечение множеств, разность множеств;

– построение буферных зон. Буферная зона – область, ограниченная эквидистантной линией. Строится вокруг объектов разной пространственной локализации в 2 вариантах: при постоянном значении влияния различных факторов или в зависимости от фактора – буферизация со взвешиванием;

– оверлеи – топологическое наложение слоев. Операция наложения друг на друга 2 или более слоев, в рез-те которых образуется: - графическая композиция исходных слоев; - один производный слой; - топологическое наложение слоев (точки на точки, линии на линии и тп);

– Анализ сетей – группа пространственно-аналитических операций над линейными объектами, образующими сетевые структуры. Решает задачи: поиска кратчайшего пути м/у двумя точками, выбор оптимального маршрута, поиск ближайшего соседа;

– анализ поверхностей: вычисление углов наклона, определение экспозиции склонов, моделирование сети тальвегов и водоразделов, интерполяция высот и т.п.;

– анализ распределения объектов в пространстве: расстановка, упорядоченность, концентрация, связность или бессвязность.

17. Сущность и назначение функций "определение геометрических и топологических характеристик геопространства"

1. Определение геометрических характеристик геопространства:

– длина прямой или ломанной между двумя заданными точками;

– длина кривой между двумя точками;

– периметр полигона;

– площадь полигона;

– кратчайшее расстояние от заданной точки до линии или полигона;

– кратчайшее расстояние между линиями и полигонами.

2. Определение топологических характеристик геопространства:

– включение (объект В включен в объект А);

– содержание (объект А содержит В);

– пересечение (А пересекает В);

– прилежание (А прилежит к В);

– соседство (А сосед В).

18. Сущность и назначение функции «Построение буферных зон»

Построение буферных зон. Буферная зона – область, ограниченная эквидистантной линией. Строится вокруг объектов разной пространственной локализации в 2 вариантах: при постоянном значении влияния различных факторов (без взвешивания) или в зависимости от фактора – буферизация со взвешиванием.

19 - Сущность и назначение функции «Оверлей»

Оверлеи – топологическое наложение слоев. Операция наложения друг на друга 2 или более слоев, в результате которых образуется

– графическая композиция исходных слоев;

– один производный слой;

– топологическое наложение слоев:

o точки на точки, линии, полигоны

o линии на точки, линии и полигоны

o полигоны на точки, линии и полигоны

20. Сущность и назначение функции «Сетевой анализ»

Анализ сетей – группа пространственно-аналитических операций над линейными объектами, образующими сетевые структуры. Решает задачи:

– поиска кратчайшего пути между двумя точками сети (по какому-то фактору – расстоянию, времени, затрат, ресурсам)

– выбор оптимального маршрута на множестве точек сети (задача коммивояжера - штурмана)

– распределение ресурсов и размещение центров сети (пропускная способность)

– поиск ближайшего соседа по опр. Фактору

21. Сущность и назначение функции «Анализ поверхностей»

Анализ поверхностей:

– вычисление углов наклона, линий стока

– определение экспозиции склонов

– моделирование сети тальвегов и водоразделов

– интерполяция высот

– определение границ зон видимости

– построение изолиний

– генерирование профилей заданных сечений

– вычисление объемов относительно заданной плоскости по модели рельефа

– оконтуривание водосборных объектов

– генерация трехмерных изображений

– совмещение трехмерных и двумерных изображений

Дата добавления: 2015-11-16