Тришина И.П.
СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА
Учебное пособие по темам 1.10-1.16 МДК.03.01 «Геодезия с основами картографии и картографического черчения»
ПМ.06 «Управление проектами в сфере земельно-имущественных отношений»
для студентов
специальности 21.02.05 «Земельно-имущественные отношения»
Санкт-Петербург, 2016
Организация-разработчик: Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Колледж «Императорский Александровский лицей»
Учебное пособие по темам 1.10-1.16 МДК.03.01 «Геодезия с основами картографии и картографического черчения» ПМ.06 «Управление проектами в сфере земельно-имущественных отношений» рассмотрено методическим советом колледжа и рекомендовано для использования в учебном процессе – протокол № 1 от 29.08.2016.
Методист колледжа А.Ф. Жмайло
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.. 4
10. ГИС - ОСНОВА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ТЕРРИТОРИИ.. 5
10.1. Общие сведения о ГИС MapInfo. 5
10.2 Основные понятия о ГИС.. 7
10.3. Начало работы в MapInfo. 9
11. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ.. 57
11.1. Основные термины Геоинформационной системы.. 57
11.2. Основные понятия Геоинформационной системы.. 60
12. ОСНОВЫ РАБОТЫ В MAPINFO.. 12
12.1. Главное меню MapInfo. 12
12.2. Работа с таблицами. 14
12.3. Рабочий набор. 16
13. РАБОТА СО СЛОЯМИ В MAPINFO.. 19
13.1. Послойное картографирование. 19
13.2.Изменение вида слоя. 22
13.3 Понятие о косметическом слое. 24
13.4.Создание подписей. 24
13.5. Редактирование подписей. 25
14. ОТОБРАЖЕНИЕ И РАБОТА С АТРИБУТИВНЫМИ ДАННЫМИ.. 28
14.1. Просмотр табличных данных. 28
14.2. Построение графиков. 31
14.3. Работа с инструментами. 32
14.4. Работа с выборками. 33
14.5. Работа с запросами. 35
15. ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ.. 38
15.1. Тематическое картографирование. 38
15.2. Геокодирование. 43
15.3. Районирование. 44
15.4. Географический анализ. 46
16. ВВОД И ВЫВОД ДАННЫХ.. 48
16.1. Работа с объектами. 48
16.2. Работа с отчетами. 50
16.3.Работа с операторами. 53
16.4.Работа с функциями. 54
16.5.Работа с базой данных. 56
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ.. 65
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
МДК.03.01 «Геодезия с основами картографии и картографического черчения» – составная часть профессионального модуля ПМ.03 «Картографо-геодезическое сопровождение земельно-имущественных отношений», являющегося обязательным профессиональным модулем, предусмотренным требованиями ФГОС для подготовки специалистов среднего профессионального образования по специальности 21.02.05 «Земельно-имущественные отношения».
Специфика МДК.03.01 «Геодезия с основами картографии и картографического черчения» обусловлена его практической направленностью. Целью МДК является, в первую очередь, формирование и развитие у студентов умений работы с геоинформационной системой. Программой ПМ.03 «Картографо-геодезическое сопровождение земельно-имущественных отношений» предусмотрено проведение теоретических и практических занятий. Основой для проведения практических работ являются теоретические занятия, представленные в данном пособии по МДК.03.01 «Геодезия с основами картографии и картографического черчения».
Учебное пособие содержит основные темы, включенные в рабочую программу ПМ.03 «Картографо-геодезическое сопровождение земельно-имущественных отношений».
Учебное пособие предназначено для студентов колледжа, изучающих МДК.03.01 «Геодезия с основами картографии и картографического черчения».
Пособие можно использовать на учебных занятиях для выполнения отдельных заданий преподавателя, для самостоятельного изучения отдельных тем или для подготовки к экзамену или зачету.
Пособие построено в соответствии с требованиями к уровню подготовленности лиц, обучающихся по данной специальностям, и призвано помочь будущим специалистам выработать умения и навыки работы в геоинформационной системе.
ГИС - ОСНОВА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ТЕРРИТОРИИ
Общие сведения о ГИС MapInfo
Геоинформационная система MapInfo была разработана вначале 90-х годов фирмой Mapping Information Systems Corporation (USA). На сегодняшний день этот пакет является одним из наиболее популярных пакетов на рынке настольных геоинформационных сис-тем.
MapInfo предназначена для:
− создания и редактирования карт;
− визуализации и дизайна карт;
− создания тематических карт;
− пространственного и статистического анализа графической и семантической информации;
− геокодирования;
− работы с базами данных, в том числе через ODBC;
− вывода карт и отчетов на принтер/плоттер или в графический
файл.
Среди многих географических информационных систем MapInfo отличается хорошо продуманным интерфейсом, оптимизированным набором функций для пользователя, удобной и понятной концепцией работы, как с картографическими, так и с семантическими данными.
MapInfo совмещает преимущества обработки данных,которымиобладают базы данных, и наглядность карт, схем и графиков. В MapInfo совмещены эффективные средства анализа и представленияданных.
Встроенный язык MapBasic позволяет каждому пользователю построить свою ГИС, ориентированную на решение конкретных прикладных задач, снабженную меню, разработанными специально для этого приложения.
Основные достоинства MapInfo:
1. Легкость в освоении. Пользователю пакета MapInfo предоставлен понятный и удобный интерфейс, а картографические преобразования, насколько это возможно, скрыты. Операции, поддерживающие общение с базой данных, просты и понятны. Достаточно небольшого опыта работы с любой базой данных, чтобы легко освоить настольную картографию. Имеются русифицированные версии пакета.
2. Просмотр данных в любом количестве окон трех видов:окнах
Карт, Списков и Графиков.
3. Технология синхронного представления данных позволяетоткрывать одновременно несколько окон, содержащих одни и те же данные, причем изменение данных в одном из окон сопровождается автоматическим изменением представления этих данных во всех ос-тальных окнах.
4. Работа с растром. В рассматриваемом пакете довольно просторешен вопрос загрузки растра и привязки его к конкретной географической проекции. Необходимым моментом является то, что пользователь должен знать точные координаты не менее 3-х точек. Пока нет возможности поворачивать или растягивать растровое изображение в самом пакете, но существуют приложения, написанные его пользователями, которые успешно решают эту задачу.
5. Визуализация данных. Этот режим предоставляет пользователю возможность отобразить на карте табличные данные в различном виде. Например, в виде масштабируемых символов, диаграмм, цветовой раскраски площадных объектов или линий и т.д.
Представив данные на карте, пользователь видит ситуацию, а не сухие цифры, за ней стоящие.
6. Средства геоинформационного анализа. MapInfo поддержи-
вает создание буферных зон, формирование производных объектов, графический редактор для создания и изменения объектов и т.д.
Пользователь может создавать тематические карты, т.е. раскрашивать и оформлять географические объекты в зависимости от параметров, создавать и сохранять собственные шаблоны для тематических карт.
7. Средства и процедуры группирования географических объектов позволяют оперативно анализировать и прогнозировать различные ситуации.
8. Создание отчетов и распечаток. Прямо из MapInfo можносоздавать и распечатывать отчеты с фрагментами карт, таблицами, графиками и надписями на печатающем устройстве практически любого типа и размера. Вывод на печать осуществляется через стандартные драйверы.
9. Работа в различных вычислительных системах. MapInfo
11. Встроенная реляционная база данных. Система настольнойкартографии служит для выбора, показа и работы с географическими объектами. Фактически она представляет собой базу данных с картографическим интерфейсом. Встроенный язык запросов позволяет манипулировать данными на профессиональном уровне. В MapInfo применяется SQL с географическим расширением,реализующим работу с географическими объектами. Добавлена процедура поиска по адресу. Сформированные запросы могут быть сохранены во внешних файлах и, при необходимости, подгружены во время работы.
12. Доступ к данным на удаленном сервере. В MapInfo существует доступ к удаленной базе данных с помощью присоединенных таблиц. Присоединенные таблицы можно редактировать и сохранять изменения, не выходя из MapInfo. Таблицы Access и Excel могут быть напрямую открыты с помощью меню.
13. Встроенные OLE. MapInfo дает возможность встраиватькарту в документы OLE-программ и передавать картографическому объекту подмножество своих функций. Когда окно MapInfo вставляется в OLE-контейнер, оно становится встроенным OLE-объектом. Если программа-получатель поддерживает протокол OLE, то карту можно напрямую перенести мышкой. Из OLE-контейнера Microsoft Word, Microsoft Excel, Corel Draw и других можно осуществлять опе-
рации непосредственно с картой. Из контейнера доступны такие характеристики, как создание или модификация тематических карт, включение или выключение панелей и легенд, открытие и закрытие таблиц, управление слоями и др.
14. Бесшовные слои карты. Режим Бесшовные слои карты позволяет временно трактовать несколько таблиц, содержащих объекты одного и того же типа (например, границы стран, границы водных массивов и т.п.), и идентичную структуру, как одну таблицу. Например, в Управлении слоями слой бесшовной карты воспринимается, как одно целое. Бесшовный слой карты может быть сохранен как самостоятельный.
Основные понятия о ГИС
В ГИС данные содержат три основные характеристики: место, время, тема. Но при организации моделей данных ГИС используютдва класса:
− позиционные данные (пространственные),определяющие местоположение;
− атрибутивные данные,определяющие тематические и временные характеристики.
Пространственные данные могут быть описаны с помощью векторных моделей, которые образуются тремя типами данных:
− точками (точечными объектами);
− линиями (полилиниями,линейными объектами);
− полигонами (ареалами,площадными объектами).
Слой –набор однотипных векторных графических данных:точечных, линейных, ареальных. Основной способ представления данных таблицы в окне Карты. Карта в MapInfo может состоять из нескольких слоев.
Кроме векторных слоев с объектами таблиц MapInfo, в окне Карты могут быть показаны растровые слои (слой с растровым изображением), а также тематические слои и Косметический слой.
Самым верхним в окне Карты всегда является Косметический слой, данные которого находятся в специальной временной таблице.
Таблица –основная информационная единица MapInfo. В отличие от обычного понятия таблицы, в MapInfo она представляет собой слой, привязанный к табличной базе данных, и по существу соответствует карте. Каждая строка таблицы базы данных содержит информацию об отдельном географическом объекте. Каждый столбец содержит определенный атрибут.
Такое представление данных позволяет применять методы деловой графики для визуализации статистической, экономической и прочей пространственно-временной информации. В частности, это дает возможность показать на географических объектах диаграммы и графики подобно тому, как это делается в пакетах деловой графики или в электронных таблицах. Каждой таблице может соответствовать один слой (карта). Для обозначения изображения таблицы (табличных данных) в MapInfo используют термин список.
Рабочий Набор –совокупность данных(таблиц и слоев),котораяпозволяет создавать сложную карту (картографическую композицию). В Рабочем Наборе запоминаются как имена таблиц, окна, вспомогательные окна, так и их расположение на экране. Таким образом, пользователь может сохранить рабочее состояние окон MapInfo и вызвать его в последующих сеансах работы.
При загрузке Рабочий Набор откроет все таблицы и все окна, которые были открыты в момент сохранения Рабочего Набора, и все окна, расположив их в тех местах и в том порядке, в котором они находились в момент сохранения набора.
Легенда – список условных обозначений,используемых картойили графиком.
Отчет –совокупность графических данных,предназначенная длявывода на печать. Отчет может содержать несколько фреймов (окон), в которых размещается разная информация: карты, легенды, графики, дополнительные подписи и т.д.
Геокодирование – процедура позиционирования информациибазы данных (реляционной таблицы) в соответствии с подсоединенными объектами Карты. Таблица, описывающая совокупность объектов данного слоя, состоит из записей, имеющих в числе прочих географические (позиционные) данные (например, название страны, области, города или адрес). При геокодировании MapInfo выбирает эту информацию и ассоциирует ее с существующей позиционной информацией, которая позволяет осуществить привязку и показ объекта на Карте.
Проекция (карты) –математическая модель,осуществляющаяпроектирование каждой точки земной поверхности на карту. В зависимости от выбора вида проекции (способа передачи координат) визуальное представление одной и той же карты будет различным. Каждая проекция задается набором параметров. Различие между проекциями подчеркивается различными видами координатной сетки.
Начало работы в MapInfo
Для запуска программы выбрать иконку 
с подписью MapInfo и запустить программу двукратным быстрым нажатием левой кнопки «мыши» или нажатием клавиши ENTER.
После запуска появится диалог начала сеанса. В нем указывается, с чего следует начать сеанс работы.
Рис. 1. Диалоговое окно Открыть сразу
− Восстановить прошлый сеанс –используется для того,что-
бы открыть все таблицы и окна, которые были открыты на момент последнего закрытия программы.
− Предыдущий Рабочий Набор –используется для открытия Рабочего Набора,который был создан или изменялся последним. Имя этого набора показывается под надписью кнопки.
− Рабочий набор –используется для открытия Рабочего Набора (аналог пункту главного меню Файл → Открыть Рабочий Набор).
− Таблицу –используется для открытия таблицы(аналог пункту главного меню Файл → Открыть таблицу).
Основы технологии работы
MapInfo относится к классу векторных ГИС.Это означает,чтоосновными объектами, с которыми оперирует система, являются векторные объекты. Построение карты в MapInfo заключается в создании совокупности векторных объектов, отображающих необходимые объекты местности и привязки векторных данных к таблицам, в которых хранится атрибутивная информации.
Основные технологические процессы в MapInfo можно разделить на четыре группы: ввод данных, графическое редактирование, геоинформационное моделирование, подготовка данных к печати.
Построение карты может быть реализовано тремя путями:
1. Создание новой карты на основе информации, которая вводится оператором.
2. Создание новой карты на основе существующей векторной карты путем ее модификации или обновления.
3. Создание новой карты на основе трассировки растровых изображений, которые могут представлять собой сканированные
снимки или карты.
В процессе работы кроме основного падающего меню используют три основные инструментальные панели в MapInfo: «Операции», «Пенал», «Программы».
Инструментальная панель «Операции»
Инструментальная панель «Операции» содержит следующие кнопки:
– Стрелка (Выбрать объект).
– Выбор в рамке.
– Выбор в круге.
– Выбор в полигоне.
– Выбор в области.
– Отменить выделение.
– Выбор в графике.
– Увеличивающая лупа.
– Уменьшающая лупа.
– Показать по другому (Открывает диалог Показать по-другому,нужный для изменения масштаба и/или сдвигаизображения в окне Карты).
– Ладошка (Сдвиг изображения).
– Информация
– Геолинк.
– Подпись.
– Дубль окна.
– Управление слоями.
– Линейка.
– Легенда.
– Статистика.
– Изменяемый район.
– Добавить к району.
– Показать скрыть врезку.
– Врезка.
Инструментальная панель «Пенал»
Инструментальная панель «Пенал» содержит следующие кноп-
ки:
– Символ (точечный объект).
– Линия.
– Ломаная.
– Дуга.
– Многоугольник.
– Эллипс.
– Прямоугольник.
– Скругленный прямоугольник.
– Текст.
– Рамка.
– Форма
– Добавить узел.
– Стиль символа.
– Стиль линии.
– Стиль области.
– Стиль текста
Инструментальная панель «Программы»
Инструментальная панель «Программы» содержит три кнопки:
– Запуск программы MapBasic.
– Показать/скрыть окно MapBasic.
– Запуск MetaData Browser.
Возможно использование четвертой панели при необходимости работы с удаленными базами данных.
