Страница 3 из 4
Рис. 6. Принципиальная схема структуры современной ГИС
Как уже понятно из предыдущего изложения ГИС позволяют интегрировать пространственные и атрибутивные данные и составлять в результате единую информационную систему.
Как представляются данные в среде ГИС?
После освоения базовых сведений о геоинформатике, пришло время перейти к общим принципам представления данных в среде ГИС. Для получения качественного результата по созданию ГИС-проектов эти принципы нужно неукоснительно соблюдать!
1. Один слой электронной карты должен содержать один семантический тип явлений (рельеф, гидрография, транспортная сеть и т.д.). Например, в слое, посвященном горизонталям, не должно быть гидрологических объектов. При нарушении этого принципа даже при внешне «правильном» рисунке будет невозможно выполнить даже простейшие операции геоинформационного анализа данных.
2. Необходимо грамотно выбирать какой способ представления пространственных данных необходимо использовать (растровый или векторный). Каждый из этих способов имеет свои характерные сильные и слабые стороны, о которых мы поговорим ниже. Неправильный выбор способа представления данных обычно приводит либо к снижению качества отображаемой информации, либо к сложностям ее обработки (увеличении времени на выполнение даже простейших операций).
3. Управление большими массивами информацией из разных источников эффективно выполняется при использовании средств управлениями базами данных (СУБД). Не нужно бояться этого громкого названия. Для выполнения учебных исследований, как правило, используются такие методы разработки и наполнения баз данных, которые не вызывают значительных затруднений даже у новичков.
4. Особенно внимательно нужно относиться к географическим характеристикам данных (в первую очередь проекции, масштабу, точности и разрешению). Именно этот принцип вызывает наибольшие затруднения у начинающих пользователей ГИС, так как его успешная реализация предполагает относительно высокий уровень картографических знаний. Ниже мы рассмотрим наиболее важные понятия и алгоритмы работы, которые нужно усвоить и использовать в своей работе.
Успешное выполнение этих четырех принципов позволит качественно и эффективно выполнить практически любой ГИС-проект. Рассмотрим каждый принцип более подробно.
Как грамотно создать структуру слоев ГИС?
Структура слоев ГИС зависит от цели работы и исходных данных. Например, в мелкомасштабном картографировании все гидрологические объекты могут быть объединены в одном слое «Гидрография», а при разработке крупномасштабной ГИС реки, озера, родники и колодцы могут быть размещены в разных слоях. Так как изменение структуры слоев готового ГИС-проекта является трудоемкой процедурой, нужно внимательно отнестись к ней на этапе разработки.
Примерная структура слоев тематической ГИС приведена на рисунке.
Рис. 7. Структура слоев ГИС «Шуя»
Включая и отключая отображение слоев карты можно скомпоновать изображение, необходимое для решения Ваших конкретных задач. При разработке структуры слоев ГИС важно помнить правило: «Один слой – один тип данных».
Чем различаются растровая и векторная графика?
Для создания графических объектов на карте Вам потребуется знание основ компьютерной графики. Если излагать их кратко, то в электронной картографии используются два способа представления графической информации: растровый и векторный.
Растровая графика представляет собой аналог таблицы, состоящей из квадратных мельчайших элементов – пикселей, каждый из которых имеет уникальное значение цвета, яркости и контраста. Так как пикселей в изображении очень много (иногда миллионы), при просмотре без увеличения они сливаются и формируют цельное изображение. Растровая графика активно используется в ГИС, так как ее легко изготовить (обычная цифровая фотография или изображение, введенное со сканера, являются типичными растровыми изображениями). Для обработки растровой графики необходимо воспользоваться программами Adobe Photoshop, Corel PhotoPaint или Paint.
Рис. 8. Растровая графика
Векторная графика описывает объекты посредством формул, каждый объект просчитывается компьютером как последовательность геометрических задач. Любое изображение может быть представлено как совокупность точек, линий и полигонов. Векторная графика сложна в создании, для ее изготовления Вам потребуются программы CorelDraw, Adobe Illustrator или любая ГИС, а также очень много времени.
Рис. 9. Векторная графика
Каждый тип графики имеет специфические «плюсы» и «минусы»:
Растровая графика идеальная для описания непрерывных явлений (количество осадков, рельеф и т.п.), имеет простую структуру данных, позволяет проводить моделирование и сравнение карт. При этом растровое изображение занимает большие объемы информации (иногда несколько гигабайт), искажается при трансформации и сложно редактируется.
Векторная графика идеальна для описания дискретных (прерывистых) объектов и явлений (гидрографической сети, застройки и т.п.), компактна в хранении, легко редактируется и трансформируется. Но при этом ее использование затруднительно при сравнении разных карт и пространственном анализе, кроме того ее создание является очень трудоемким, так как нужно вручную наносить каждый элемент изображения.
Рис. 10. Основные фигуры – элементы векторного изображения
В ГИС растровая графика, как правило, используется для создания «подложек» – исходных данных для оцифровки (векторизации), а также для геоинформационного анализа (построения цифровых моделей рельефа и др.). Векторная графика служит для создания географических объектов и их связи с атрибутивными таблицами.
Рис. 11. Сравнение растровой и векторной графики. При нормальном увеличении эти изображения идентичны, а уже при двухкратном увеличении растровое изображение начало «сыпаться», стали видны отдельные пиксели. Качество векторного изображения не зависит от степени увеличения.
Для определения типа используемой графики для слоя Ваших данных вспомните известный слоган: «Растр быстр в создании, но вектор точнее». Исключения бывают, но очень редко.
Что такое база данных?
Термин «база данных» обычно ассоциируется с чем-то сложным и недоступным для пользователя-новичка. На самом деле база данных – это представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов, систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью компьютера (Гражданский кодекс РФ, ст. 1260).