Подсистема обработки, поиска и анализа данных. Послойная организация данных

Программы преобразования, обработки и анализа данных.

Эти программы составляют ядро геоинформационных технологий. К ним относятся программы, обеспечивающие:

1. операции переструктуризации данных;

2. трансформацию проекций и изменение системы координат;

3. операции вычислительной геометрии;

4. оверлейные операции (наложение разноименных и разнотипных слоев данных)

5. общие аналитические, графоаналитические и моделирующие функции.

1. Переструктуризации данных — это операции преобразования данных из векторного представления в растровое представление и обратно. Алгоритм векторно-растрового преобразования довольно прост.

а) векторное изображение: набор векторных полигонов с их номерами;

б) регулярная квадратная сетка накладывается на исходное векторное изображение. Принадлежность ячейки и полигона в целом определяется положением его геометрического центра.

в) и г) Каждая ячейка получает номер своего полигона.

Все это выполняется автоматически, машиной.

Существует множество программ для работы с растрами и обработки растровых данных. Например, серия программ: RasterArts, (Spotlight, RasterDesk, Vectory, ColorProcessor) и другие, которые содержат большой набор инструментов для обработки растрового материала (фильтры, калибровку, трансформацию, редактирование и автоматическую векторизацию). Специальные векторизаторы (наиболее распространенные) — MapEdit, EasyTrace — предназначены для автоматизированной или полуавтоматизированной векторизации цветного или ч/б растрового изображения. Они очень удобны, если исходное изображение — расчлененное.

Программы обработки растровых данных помогают:

· исправить метрические погрешности сканера и искажения любой другой природы (ScanCorrect);

· подготовить растровый файл отсканированной карты к векторизации путем уменьшения цветовой гаммы (например, исправить разный цвет у одинаковых фоновых знаков) — Magic Map;

· осуществить цветокалибровку файлов к цветопечати, чтобы минимизировать искажения цветов при печати изображения — AccuPrint.

Среди других операций реструктуризации данных выделяются операции фрагментации или дефрагментации слоев, включая сшивку фрагментов при полистном цифровании исходных карт.

2. Трансформация проекций и изменение системы координат. Сюда входят:

операции пересчета координат пространственного объекта;

операции укладки объектов в систему опорных точек с использованием линейных или аффинных преобразований

трансформация картографической проекции — наиболее часто используемая операция. Необходимость этой операции проявляется при использовании карт, составленных в разных проекциях, для составления, например, электронного атласа.

Коммерческие программные продукты высокого уровня обязательно содержат блок преобразования проекций.

3. Операции вычислительной геометрии. Программные средства ГИС предоставляют пользователю возможность производить некоторые картометрические операции:

· расчет площадей;

· расчет длин ломаных линий;

· расчет координат центроидов и ряд других.

4. Оверлейные операции.

Например, наложение 2-х разноименных слоев — это типичная оверлейная операция.

Наложение двух разноименных слоев с генерацией производных объектов, возникающих при их геометрическом наслоении. Но! Большие затраты времени на поиск координат всех пересечений.

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 местоположении землевладения со ставками земельного налога.

5. Общие аналитические, графоаналитические и моделирующие функции — это:

· расчет и построение так называемых буферных зон, то есть областей, ограниченных эквидистантными линиями — линиями равного отстояния;

· анализ сетей (классические оптимизационные задачи: определение кратчайших путей) и задачи на сетях. Эти операции очень часто используются коммерческими предприятиями для решения транспортных задач (так называемые «задачи коммивояжера»;

· цифровое моделирование рельефа на основе значений плановых и высотных координат множества точек. Это — возможность рассчитать углы наклона, составить экспозицию склонов, вычислить площади поверхности рельефа, объем, нарисовать (сгенерировать) горизонтали или профиль;

· картографическая графика — это: возможность воспроизведения монохромных и цветных карт, выбор и изменение палитры цветовых заливок, штриховок, крапа; редактирование и использование различных способов картографического изображения; создание новых знаков (обычно выбор условных знаков ограничен, и их необходимо добавлять); размещение и редактирование легенды; возможность размещать карты-врезки, графики, таблицы — т.е. выполнять полную компоновку.

Послойная организация данных:

-растр

-растительность

-населенные пункты

-дорожная сеть

-гидрография

-границы

-косметический слой