- •1 Общие сведения о географических
- •1.1 Понятие о геоинформационных системах
- •1.2 Історія геоинформатики.
- •1.3 Обобщенные функции гис-систем
- •1.3.1 Основні принципи функціонування гіс.
- •1.4 Гіс серед інших автоматизованих систем.
- •1.5 Классификация гис
- •1.6 Наукові, технічні, технологічні й прикладні аспекти проектування, створення й використання гіс.
- •2.2 Программное обеспечение
- •2 Основные компоненты гис
- •2.3 Информационное обеспечение
- •3 Структуры и модели данных
- •3.1 Введення даних у гіс.
- •3.3 Модели данных
- •3.4 Форматы данных
- •3.5 Базы данных и управление ими
- •4 Технологии ввода данных
- •4.1 Способы ввода данных
- •4.2 Преобразование исходных данных
- •4.3 Ввод данных дистанционного зондирования
- •5 Анализ пространственных данных
- •5.1 Задачи пространственного анализа
- •5.2 Основные функции пространственного анализа данных
- •5.3 Анализ пространственного распределения объектов
- •6 Моделирование поверхностей
- •6.1 Поверхность и цифровая модель
- •6.2 Источники данных для формирования цмр
- •6.4 Интерполяции
- •7 Технология построения цифровых моделей рельефа
- •7.1 Основные процессы
- •7.2 Требования к точности выполнения процессов
- •7.3 Использование цмр
- •8 Методы и средства визуализации
- •8.1 Электронные карты и атласы
- •8.2 Картографические способы отображения результатов анализа данных
- •8.3 Трехмерная визуализация
- •9 Этапы и правила проектирования гис
- •10 Тематичне картографування в гіс.
- •10.1 Області застосування тематичних карт.
- •11 Основы экологического картографирования
- •11.1 Понятие об экологическом картографировании и экологических картах
- •11.2. Классификация экологических карт
- •11.3. Показатели загрязненности компонентов природной среды, отображаемые на экологических картах
- •11.3.1. Аналитические показатели загрязненности окружающей среды
- •11.3.2. Интегральные показатели загрязненности окружающей среды
- •11.4. Способы картографического отображения элементов тематического содержания, используемые на экологических картах
- •11.4.1. Способ значков
- •12.4.2. Способ линейных условных знаков
- •11.4.3 Способ изолиний
- •11.4.4 Способ ареалов
- •11.4.5 Способ локализованных диаграмм
- •11.4.6. Способ знаков движения
- •11.4.7 Выбор способов картографического отображения при проектировании экологической карты
- •12 Геоинформационное картографирование
- •12.1 Гіс у геодезії й картографії.
- •12.2 Карты в сетях "интернета"
- •13 Гіс і охорона навколишнього середовища
- •13.1 Роль і місце гіс у природоохоронних заходах.
- •13.2 Роль гис в системе по чрезвычайным ситуациям Украины
- •14 Основні напрямки розвитку гіс
- •14.1 Характеристика напрямків розвитку гіс
- •14.2 Майбутні класи і покоління гіс
- •15 Краткий обзор программных средств, используемых в украине
14.2 Майбутні класи і покоління гіс
Виходячи з наявної зараз інформації і відслідковуючи сучасні тенденції розвитку геоінформаційних систем і технологій, уже зараз є можливим намітити деякі риси майбутніх географічних інформаційних систем:
- ГІС-ТБ - (Гіс-телебачення). Ймовірно ці системи стануть новим класом ГІС, що будуть з’єднувати можливості сучасного телебачення, а також традиційних і спеціалізованих ГІС і Інтернет. Окремі передумови виникнення деяких рис таких систем уже з'явилися і використовуються на телевізійних каналах. Великий потенціал у ГІС-ТБ простежується в сфері організації дистанційного освітнього телебачення, де використовуючи функції і можливості ГІС-систем і ГІС-технологій. Можна було б уже зараз організовувати і транслювати різноманітні передачі й уроки, побудовані на просторовій ідеології.
- ГІС2 - (ГІС про ГІС чи "ГІС у квадраті"). Цей новий тип геоінформаційних систем ймовірно буде мати можливість вивчення й аналізу не самої територіальної інформації, а значної маси уже існуючих і територіально розподілених ГІС, створених і використовуваних у різних напрямках людської діяльності. ГІС2 можуть і повинні стати визначеними навігаторами по просторах ГІС-систем, а можливо й інших інформаційних ресурсів.
- ГЛОБ-ГІС - (Глобальна ГІС). В остаточному підсумку на базі перерахованих нами систем і мережі Інтернет може виникнути єдина телекомунікаційна Глобальна Географічна Інформаційна Система, у якої будуть десятки мільйонів користувачів в усьому світі.
Поєднання можливостей ГІС - ДЗЗ - GPS - Інтернет складе наймогутніший квартет просторової інформації, нових технологій, каналів зв'язку і наданих послуг, що будуть реалізовуватися як у Глобальній ГІС, яка володіє різними унікальними можливостями, так і в окремих спеціалізованих ГІС різного типу і класу.
Всі охарактеризовані вище тенденції, перспективи, напрямки і шляхи розвитку приведуть в остаточному підсумку до того, що географія і геоінформатика в XXI столітті будуть являти собою єдиний комплекс наук, що спирається на просторову ідеологію і використовує найсучасніші технології із переробки величезного обсягу будь-якої просторової інформації.
15 Краткий обзор программных средств, используемых в украине
Если говорить о программном обеспечении ГИС, то следует отметить, что большинство программных пакетов обладают схожим набором характеристик, такими как, послойное картографирование, маркирование, кодирование геоинформации, нахождение объектов в заданной области, определение разных величин, но очень сильно различаются в цене и функциональности.
Выбор программного обеспечения зависит от конкретных прикладных задач, решаемых пользователем.
Для примера приведем список, содержащий названия фирм и ПО, которое они выпускают, табл.1.1.
Таблица 15.1-ГИС Software и компании
Фирма-производитель |
Software
|
MapInfo
|
MapInfo Pro
|
ESRI
|
ArcView, Arc/INFO
|
Tactician |
Tactician |
Integraph
|
GeoMedia |
Geograph
|
ГеоГраф ГИС 2.0 |
Autodesk GmbH |
AutoCAD MAP, AutoCAD Land Development, Autodesk MapGuide R5, AutoCAD Map 2000 |
Caliper |
Maptitude |
КРЕДО-Диалог |
CREDO |
В установленной ГИС затраты на оборудование и ПО составляют лишь малую часть от затрат на приобретение и обработку данных. Обычно поставщики географических и атрибутивных данных предоставляют информацию о формате данных, дате их получения, их источниках, качестве и анализируемости.
В Украине используются ГИС, как профессионального уровня, так и специализированные. Программные продукты формируются на основе модульного принципа. Обычно выделяют базовый модуль и модули расширения (или приложения). В базовом модуле содержатся функции, реализующие основные операции ГИС, в том числе программная поддержка устройств ввода-вывода, экспорт и импорт данных и т.д.
Следует отметить, что программные продукты разных фирм имеют много общего, так как производители вынуждены заимствовать друг у друга те или иные технологические разработки.
В настоящее время на рынке представлено около 20 хорошо известных ГИС-пакетов, которые можно отнести к полнофункциональным.
Характеризуя свойства полнофункциональных ГИС можно отметить их общие черты. Все системы работают на платформе Windows. Только некоторые из них имеют версии, работающие под управлением других операционных систем ("Горизонт" - MS DOS, Unix, Linux, MC BC, Free BSD, Solaris, ИНТРОС; ПАРК – MS DOS; Arc GIS Arc Info-Solaris, Digital Unix, AIX и др.; Arc View GIS – Unix).
Все системы поддерживают обмен пространственной информацией (экспорт и импорт) со многими ГИС и САПР через основные обменные форматы.
Еще более однородными являются возможности по работе с атрибутивной информацией. Большинство систем обеспечивают работу со всеми основными СУБД через драйверы ODBC, BDE. Первой в ряду поддерживаемых или используемых СУБД стоит Oracle.
В преобладающем большинстве случаев современные полнофункциональные ГИС позволяют расширять свои возможности. Основным способом расширения возможностей является программирование на языках высокого уровня (MS Visual Basic, MS Visual C++, Borland Delphy, Borland C++ Builder) с подключением DLL и OCX-библиотек (ActiveX). Естественно имеются и исключения. Такие системы как MapInfo Professional используют Map Basic, а системы AricView GIS - Avenue.
Наиболее распространенными зарубежными системами по разным причинам являются AricView GIS, MapInfo Professional, Micro Station/J. Аналогичный перечень отечественных систем возглавляют ГеоГраф, Панорама (Карта 2000), ПАРК, GeoLink.
Коротко охарактеризуем наиболее распространенные программные продукты, отмечая особенности и области применения.
Arc GIS Arc Info (разработчик фирма ESRI, США). Полнофункциональная ГИС, состоящая из двух независимо устанавливаемых программных пакетов – Arc Info Workstation и Arc Info Desktop. Первый состоит из трех базовых модулей: Arc Map – отображение, редактирование и анализ данных, Arc Catalog – доступ к данным и управление ими, Arc Toolbox – инструмент расширенного пространственного анализа, управление проекциями и конвертацией данных.
Дополнительные модули обеспечивают решение следующих задач:
- Arc COGO – набор средств и функций для работы с геодезическими данными;
- Arc GRID – имеет мощный набор средств анализа и управления непрерывно распределенными числовыми и качественными признаками, представляемыми в виде регулярных моделей, а также моделирования сложных процессов;
- ARC TIN – предназначен для моделирования топографических поверхностей;
- Arc NETWORK – для моделирования и анализа топологически связанных объектов в виде пространственных сетей, оценки и управление ресурсами, распределенными по сетям, и процессами в таких сетях.
Arc Info обеспечивает создание геоинформационных систем, создание и ведение земельных, лесных, геологических и других кадастров, проектирование транспортных сетей, оценку природных ресурсов.
Arc GIS Arc View (разработчик фирма ESRI, США). Настольная ГИС, которая предоставляет пользователю средства выбора и просмотра разнообразных геоданных, их редактирования, анализа и вывода (бизнес, наука, образование, управление, социология, демография, экология, транспорт, городское хозяйство).
Все продукты Arc Gis могут использовать дополнительные модули для решения специализированных задач пространственного анализа:
- Arc GIS Spatial Analyst – программный модуль для работы с растровыми поверхностями. Позволяет анализировать характеристики поверхности, а также интерполировать пространственно распределенные данные для визуализации и анализа процессов;
- ArcGIS 3D Analyst – программа для создания, визуализации и анализа трехмерных объектов и поверхностей;
- ArcGIS Geostatistical Analyst – новый модуль для интерполяции поверхностей на основе статистического анализа пространственно распределенных данных;
- AricView поддерживает реляционные СУБД, имеет развитую деловую графику (форма просмотра, табличная форма, форма диаграмм, создание макета), предусматривает создание профессионально оформленной картографической информации и разработку собственных приложений.
MapInfo Professional (разработка фирмы MapInfo Corp. США), одна из самых распространенных настольных ГИС в Украине.
MapInfo специально спроектирован для обработки и анализа информации, имеющей адресную или пространственную привязку.
В MapInfo реализованы:
- поиск географических объектов;
- работа с базами данных;
- геометрические функции: расчеты площадей, длин, периметров, объемов, заключенных между поверхностями;
- построение буферных зон вокруг любого объекта или группы объектов;
- расширенный язык запросов SQL, запросы основываются на выражениях, осуществляют объединение, отображают доступные поля, позволяют делать подзапросы, объединения из нескольких таблиц и географические объединения.
- компьютерный дизайн и подготовку к изданию картографических документов.
ГеоГраф (разработка Центра информационных исследований Института географии РАН, Россия). Дает возможность создавать электронные тематические атласы и композиции карт на основе слоев цифровых карт и связанных с ними таблиц атрибутивных данных.
Основные возможности ГеоГраф следующие:
- создание пространственных объектов в виде косметических слоев с привязкой к ним таблиц атрибутивных данных;
- подсистема управления атрибутивными данными, включая подсоединение таблиц, редактирование, выборку, сортировку, запросы по образцу и т.д.
- электронное тематическое картографирование и др.
Панорама (Россия) Построение и обработка цифровых и электронных карт, ведение картографической и атрибутивной баз данных.
Отдельно следует выделить профессиональные многофункциональные инструментальные ГИС, обеспечивающие возможность непосредственной обработки данных ДЗ. К ним относятся ERDAS IMAGINE, ERMapper и др.
ER Mapper (разработка ER Mapper) Обработка больших объёмов фотограмметрической информации, тематическое картографирование (геофизика, природные ресурсы, лесное хозяйство). Точность, печать карт, визуализация трёхмерного изображения, библиотека алгоритмов.
ERDAS IMAGINE (разработка Leica) – программный пакет, разработанный специально для обработки и анализа данных дистанционного зондирования, предоставляет полный набор инструментов для анализа данных из любого источника и представление результатов в различных формах – от печатных карт до трехмерных моделей. ERDAS IMAGINE построен по модульному принципу в виде базовых комплектов – IMAGINE Essential, IMAGINE Advantage и IMAGINE Professional.
В ERDAS IMAGINE реализованы:
- широкие возможности по визуализации и импорту данных (поддерживает более 100 форматов);
- геометрическая коррекция;
- улучшающие преобразования и ГИС-анализ;
- дешифрирование снимков;
- инструменты обработки изображений и построение алгоритмов пространственных вычислений;
- создание карт.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дайте определение ГИС.
2. Перечислите функциональные возможности ГИС.
3. Перечислите области применения ГИС.
4. Перечислите источники данных для наполнения ГИС.
5. Что представляет собой пространственный объект, основные типы графических объектов.
6. Назовите типы данных, используемых для описания пространственных данных, средствами ГИС.
7. Сущность векторных моделей представления данных?
8. Чем отличаются топологические и нетопологические векторные модели.
9. Сущность растровых моделей представления данных?
10. Перечислить основные компоненты ГИС и дать их краткую характеристику.
11. Техническое обеспечение ГИС (перечислить компоненты и их назначение).
12. Характеристика технических средств для ввода и вывода данных.
13. Программное обеспечение ГИС (перечислить основные модули).
14. Перечислить известные вам модели организации баз данных в ГИС.
15. Перечислить наиболее распространенные векторные ГИС.
16. Особенности растровых ГИС, основные функциональные возможности.
17. Что понимается под "цифровой моделью рельефа"?
18. Источники данных для построения ЦМР.
19. Структура данных для построения ЦМР.
20. Дать характеристику методов интерполяции.
21. Методы визуализации средствами ГИС.
22. Перечислить основные этапы проектирования ГИС.
ТЕРМИНЫ
Карта – (Map, Chart, нем. Karte, фр. Carte, от греч. Chartes - лист, свиток) – плоское, математически определенное, уменьшенное, генерализованное условно-знаковое изображение поверхности Земли, другого небесного тела или космического пространства, показывающее размещение, свойства и связи природных и социально-экономических явлений. Карта рассматривается как образно-знаковая модель, обладающая высокой информативностью, пространственно-временным подобием относительно оригинала, метричностью, особой обзорностью и наглядностью, что делает ее важнейшим средством познания в науках о Земле и социально-экономических науках.
Чтение карты – восприятие карты (визуальное, тактильное или автоматическое), основанное на распознавании картографических образов, истолковании и понимании ее содержания. Эффективность чтения карты зависит от читаемости карты, т.е. от легкости и быстроты восприятия отдельных обозначений, картографических образов и всего изображения в целом. В свою очередь, читаемость определяется наглядностью условных знаков, качеством оформления карты, общей загруженностью карты, различимостью деталей изображения.
Цифровая карта – (Numerical map, Digital map,нем. Numerische karte) –цифровая модель поверхности, сформированная с учетом законов картографической генерализации в принятых для карт проекции, разграфке, системе координат и высот. По сути, термин “цифровая карта” означает именно цифровую модель, цифровые картографические данные. Цифровая карта создается с полным соблюдением нормативов и правил картографирования, точности карт, генерализации, системы условных
Цифровая карта служит основой для изготовления обычных бумажных, компьютерных, электронных карт, она входит в состав картографической базы данных, является одним из важнейших элементов информационного обеспечения ГИС и одновременно может быть результатом функционирования ГИС.
Компьютерная карта – карта, полученная на устройстве графического вывода с помощью средств автоматизированного картографирования (графопостроителей, принтеров, дигитайзеров и др. на бумаге, пластике, фотопленке и иных материалах) или с помощью геоинформационной системы.
Иногда к компьютерной карте относят также карты, изготовленные на неспециализированных приборах, например, на алфавитно-цифровых печатных устройствах, так называемые ЭВМ-карты или АЦ-ПУ-карты.
ГИС-технологии – технологическая основа создания географических информационных систем, позволяющая реализовать их функциональные возможности.
Геоинформационный анализ – анализ размещения, структуры, взаимосвязей объектов и явлений с использованием методов пространственного анализа и геомоделирования.
Функциональные возможности ГИС – набор функций географических информационных систем и соответствующих программных средств:
• ввод данных в машинную среду путем импорта из существующих наборов цифровых данных или с помощью оцифровки источников;
• преобразование данных, включая конвертирование данных из одного формата в другой, трансформацию картографических проекций, изменение систем координат;
• хранение, манипулирование и управление данными во внутренних и внешних базах данных;
• картометрические операции;
• средства персональных настроек пользователей.
Геоинформатика – наука, технология и производственная деятельность:
• по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем;
• по разработке геоинформационных технологий;
• по прикладным аспектам или приложениям ГИС для практических или геонаучных целей.
Геоматика — это совокупность применений информационных технологий, мультимедиа и средств телекоммуникации для обработки данных, анализа геосистем, автоматизированного картографирования; также этот термин употребляется как синоним геоинформатики или геоинформационного картографирования.
Цифровое покрытие (слой, тема) – семейство однотипных (одной мерности) пространственных объектов, относящихся к одному классу объектов в пределах некоторой территории и в системе координат, общих для набора слоев. По типу объектов различают точечные, линейные и полигональные цифровые покрытия.
Пространственный объект (графический примитив) – цифровое представление объекта реальности (цифровая модель местности), содержащее его местоуказание и набор свойств, характеристик, атрибутов или сам этот объект. Выделяют четыре основных типа пространственных объектов: (1) точечные, (2) линейные, (3) площадные (полигональные), контурные и (4) поверхности.
ГЛОССАРИЙ словник
ActiveX – это технология, разработанная Microsoft Corporation для распространения программного обеспечения через Internet.
BIL – Band Interleaved by Line – один из основных форматов для передачи данных дистанционного зондирования. Лишен спецификации, представляя тривиальный случай передачи изображения с построчным (в отличие от формата BIP) хранением данных.
BMP – BitMaP, bit map, bitmap, син. DIB – битовый массив, битовый образ простой и широко распространенный формат файла для хранения растровых изображений в виде битового двоичного массива, разработанный фирмой Microsoft. Используется также для экспорта и импорта изображений между приложениями операционных систем Windows и OS/2. Файлы аппаратно независимого BMP могут содержать изображения с глубиной пиксела 1, 4, 8 или 24 бита. Обеспечивает передачу 2, 16, 256 или 16 млн цветов. Для 4- и 8-битовых изображений иногда применяется сжатие RLE.
DEM – Digital Elevation Model(s) – 1. цифровая модель рельефа, ЦМР, син. DTM, DTED; 2. стандарт Геологической съемки США на цифровые модели рельефа. Применяется для их представления в растровом формате в виде матрицы высотных отметок в узлах регулярной сети, распространения и последующего использования в качестве основы для пространственного анализа во многих растровых ГИС. В стандарте DEM распространяются 5 типов цифровых продуктов DMA, идентичных по логической структуре данных, но различающихся по угловому размеру ячеек сети, системе координат, охвату территории и точности.
Продукты DEM доступны на территорию всей материковой части США, Гавайские острова, Пуэрто-Рико, Виргинские острова и часть территории Аляски. Данные в формате DEM будут конвертированы в формат SDTS после утверждения профиля SDTS для обмена растровой информацией.
DLG - Digital Line Graph - стандарт Геологической съемки США, разработанный Национальным картографическим управлением в 1980 г. Предназначен для распространения цифровых карт, составляющих Национальную цифровую картографическую базу данных, включающую информацию по границам, транспортной инфраструктуре, гидрографической сети.
Стандарт поддерживает векторную топологическую модель данных и может передавать сетевые и полигональные структуры. Атрибутивная информация передается с помощью каталога объектов и деления набора данных на категории, аналогичные слоям ГИС. Существуют 3 подтипа файла, различающихся по внутренней структуре и каталогу объектов и соответствующих топографическим картам масштабов 1:24000, 1:100000 и 1:2000000. Последние входят в Национальный атлас США. В настоящее время осуществляется конвертирование данных из формата DLG в формат SDTS.
Ethernet – сеть Ethernet (создана фирмой Xerox в 1976 году, имеет шинную топологию, использует CSMA для управления трафиком в главной линии связи). Стандарт организации локальных сетей (ЛВС), описанный в спецификациях IEEE и других организаций.
GeoTIFF – Tagged Image File Format, син. DRG – расширение формата файла TIFF, предназначенное для передачи изображений, имеющих пространственную привязку. Формат поддерживает представления изображений, растр; дополнительно передается система координат, проекция, параметры геометрической коррекции.
GIF – Graphics Interchange Format – формат взаимообмена графикой формат обмена растровыми графическими данными по сети CompuServe в режиме реального времени.
GRID (GRA, GRD) – Global Resource Information Database – Глобальная природно-ресурсная база данных; ГРИД – информационная система и международная программа, выполняемая в рамках ГСМОС (GEMS) при ЮНЕП ООН.
JPG – Joint Photographic Experts Group – объединенная экспертная группа по фотографии рабочая группа по созданию стандартов видео- и мультипликационных изображений. Формат представляет собой сжатый BMP. Позволяет передавать до 16 млн цветов с глубиной пиксела до 32 бит.
OLE – Object Linking and Embedding – связывание и встраивание (внедрение) объектов технология разделения объектов между прикладными программами, разработанная фирмой Microsoft. OLE технология позволяет встраивать или связывать объект с составными документами, содержащими текст, графику, звуковые сообщения и т.п.
PCX – один из самых старых и наиболее широко используемых растровых форматов для персональных компьютеров, разработанный фирмой Zsoft Corporation.
PSD – PhotoShop Document – собственный формат программы PhotoShop, позволяющий хранить слои и каналы.
SQL – Structured Query Language – язык структурированных запросов язык доступа к базам данных, одно из наиболее распространенных средств разработки реляционных БД и обслуживания систем типа “клиент-сервер”. В США принят в качестве национального стандарта.
TIFF – Tagged Image File Format – платформенно-независимый формат файла, предназначенный для обмена изображениями высокого качества между настольными издательскими системами и связанными с ними приложениями.
VPF – Vector Product Format, син. VRF – военный стандарт США, описывающий формат файлового обмена векторной пространственной информацией. Формат поддерживает векторную нетопологическую и векторную топологическую модели пространственных данных и позволяет передавать атрибуты через реляционные таблицы. Дополнительно передаются сведения о качестве данных. Используется для хранения цифровой карты мира DCW.
Анализ близости (neighbourhood analysis, proximity analysis) – 1. пространственно-аналитическая операция, основанная на поиске двух ближайших точек среди заданного их множества и используемая в различных алгоритмах пространственного анализа.
Анализ видимости/невидимости (viewshed analysis, visibility/unvisibility analysis) – одна из операций обработки цифровых моделей рельефа, обеспечивающая оценку поверхности с точки зрения видимости или невидимости отдельных ее частей путем выделения зон и построения карт видимости/невидимости с некоторой точки обзора или множества точек, заданных их положением в пространстве (источников или приемников излучений). Приложения операции А.в./н. связаны с оценкой влияния рельефа (в особенности горного) или "рельефоидов" городской застройки на величину зоны устойчивого радиоприема (радиовидимости) при проектировании радио- и телевещательных станций, радиорелейных сетей и систем мобильной радиосвязи, а также с аналогичными задачами оценок в видимом диапазоне электромагнитного спектра, например для оценки маскировочных свойств рельефа местности в оборонных целях или для проектирования сети наблюдательных вышек службы слежения за лесными пожарами для минимизации числа вышек при заданных конструктивных параметрах и площади, остающейся недоступной для визуального наблюдения.
Аппаратная платформа – техническое оборудование системы обработки информации (в отличие от программного обеспечения, процедур, правил и документации), включающее собственно компьютер и иные механические, магнитные, электрические, электронные и оптические периферийные устройства или аналогичные приборы, работающие под ее управлением или автономно, а также любые устройства, необходимые для функционирования системы (например, GPS-аппаратура, электронные картографические приборы и геодезические приборы).
Аэрофотоснимок (аerial photograph, aerial photo, aerophoto, print) – двумерное фотографическое изображение земной поверхности, полученное с воздушных летательных аппаратов и предназначенное для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов посредством дешифрирования и измерений.
В зависимости от высоты, с которой производится фотографирование, получают А. крупномасштабные, среднемасштабные и мелкомасштабные (высотные). Если отклонение оси фотографирования от отвесного не выходит за пределы допустимого, получаются плановые А., если ось имеет существенный наклон - перспективные А.
В зависимости от типа используемой фотопленки различают черно-белые, или монохромные A., цветные A., cпектрозональные А., а по способу печати с фотопленки могут быть контактные A. и увеличенные A.
Различают одиночные A. и стереоскопические A. Последние дают возможность воспроизводить реалистичное трехмерное изображение при их стереоскопическом просмотре на специальных стерео-приборах или в процессе трехмерной визуализации на экране компьютера.
На основе А. создают:
- накидные монтажи и репродукции накидного монтажа - сфотографированные мозаики смежных снимков района исследований;
-фотосхемы - изображения, полученные путем монтажа центральных частей нетрансформированных снимков;
-фотопланы - изображения, полученные путем монтажа трансформированных снимков;
-ортофотопланы - фотопланы в которых устранены искажения за рельеф;
-фотокарты - фотопланы с координатами, подписями географических названий, изображением рельефа в горизонталях и другими элементами карт.
База данных, БД (data base, database, DB) – совокупность данных, организованных по определенным правилам, устанавливающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными. Хранение данных в БД обеспечивает централизованное управление, соблюдение стандартов, безопасность и целостность данных, сокращает избыточность и устраняет противоречивость данных.
БД не зависит от прикладных программ. Создание БД и обращение к ней (по запросам) осуществляются с помощью системы управления базами данных (СУБД). Программное обеспечение локальных вычислительных сетей (ЛВС) первоначально поддерживало режим работы, при котором рабочие станции сети посылали запросы к БД, расположенной на обслуживающем их компьютере - файл-сервере (file server), получали от него необходимые файлы, выполняли совокупность операций поиска, выборки и корректировки - транзакций (transaction) и отсылали файлы обратно.
При другом режиме рабочие станции ЛВС выступают в роли клиентов, а сервер БД полностью обслуживает запросы (как правило, записанные на языке SQL) и отсылает клиентам результаты, реализуя технологию клиент-сервер (client/server).
БД может быть размещена на нескольких компьютерах сети; в этом случае она называется распределенной БД, РБД (distributed database), как и управляющая ею СУБД - системой управления распределенными базами данных, СУРБД (distributed database management system).
БД ГИС содержат наборы данных о пространственных объектах, образуя пространственные БД (spatial database); цифровая картографическая информация может организовываться в картографические базы данных (map database), картографические банки данных.
Буферная зона (buffer zone, buffer, corridor) – син. буфер – полигональный слой, образованный путем расчета и построения эквидистант, или эквидистантных линий (equidistant line), равноудаленных относительно множества точечных, линейных или полигональных пространственных объектов. Операция "буферизации" (buffering) используется, например, для целей выделения 200-мильной экономической зоны побережья, 100-метровой полосы отчуждения транспортной магистрали и т.п.
Б.з. полигонального объекта может строиться вовне и внутри полигона; если расстоянию между объ-
ектами и эквидистантами ставятся в соответствие значения одного из его атрибутов, говорят о "буферизации" со "взвешиванием" (weighed buffering).
Векторизатор (vectorizer) – программное средство для выполнения растрово-векторного преобразования (векторизации) пространственных данных.
Векторное представление (vector data structure, vector data model) – син. векторная модель данных – цифровое представление точечных, линейных и полигональных пространственных объектов в виде набора координатных пар, с описанием только геометрии объектов, что соответствует нетопологическому В.п. линейных и полигональных объектов (см. модель “спагетти”) или геометрию и топологические отношения (топологию) в виде векторно-топологического представления. В машинной реализации В.п. соответствует векторный формат пространственных данных (vector data format).
Географическая информационная система (geographic(al) information system, GIS, spatial information system) – син. геоинформационная система, ГИС – информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственнокоординированных данных (пространственных данных). ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадротомических и иных), включает соответствующий задачам набор функциональных возможностей ГИС, в которых реализуются операции геоинформационных технологий, или ГИС-технологий (GIS tehnology), поддерживается программным, аппаратным, информационным, нормативно-правовым, кадровым и организационным обеспечением. По территориальному охвату различают глобальные, или планетарные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС (lokal GIS).
ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), природоохранные ГИС (environmental GIS) и т.п.; среди них особое наименование, как особо широко распространенные, получили земельные информационные системы.
Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (материалов дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.
Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale
representation), обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из
избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим про-
странственным разрешением. Пространственно-временные ГИС (spatio-temporal GIS) оперируют про-
странственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов (GIS project), созда-
ние ГИС в широком смысле слова, включает этапы предпроектных исследований (feasibility stady), в
том числе изучение требований пользователя (user requirements) и функциональных возможностей
используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения
"затраты/прибыль" (costs/benefits); системное проектирование ГИС (GIS designing), включая стадию
пилот-проекта (pilot-project), разработку ГИС (GIS development); ее тестирование на небольшом тер-
риториальном фрагменте, или тестовом участке (test area), прототипирование, или создание опытного
образца, прототипа (prototype); внедрение ГИС (GIS implementation), эксплуатацию и использование.
Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и исполь-
зования ГИС изучаются геоинформатикой.
Геоинформатика (GIS tehnology, geo-informatics) – наука, технология и производственная
деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию
географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, или ГИС-
технологий (GIS tehnology), по прикладным аспектам, или приложениям ГИС (GIS application) для
практических или геонаучных целей. Входит составной частью (по одной из точек зрения) или пред-
метно и методически пересекается с геоматикой.
119
Геоинформационные технологии – (GIS tehnology) – син. ГИС-технологии – технологиче-
ская основа создания географических информационных систем позволяющая реализовать функцио-
нальные возможности ГИС
Земельный кадастр – это открытый для общества свод информации о правах на объекты не-
движимости, который может содержать различную описательную информацию о характеристиках
объектов недвижимости.
Картографическая проекция – (map projection, projection) - математически определенный
способ изображения поверхности Земного шара или эллипсоида (или др. планеты) на плоскости. Об-
щее уравнение К.п. связывает геодезические широты (В) и долготы (L) c прямоугольными координа-
тами x и y на плоскости: x = f1(B,L); y = f2(B,L), где f1 и f2 - независимые, однозначные и конечные
функции. Все К.п. обладают теми или иными искажениями (distortions, alterations), возникающими
при переходе от сферической поверхности к плоскости. По характеру искажений К.п. подразделяют
на равноугольные проекции (conformal projections, orthomorphic projections), не имеющие искажений
углов и направлений, равновеликие проекции (equivalent projections, equal-area projectins, authalic
projections), не содержащие искажений площадей, равнопромежуточные проекции (equidistant
projections), сохраняющие без искажений какое-либо одно направление (меридианы или параллели) и
произвольные проекции (arbitraty projections, aphylactic projections, compromise map projections), в ко-
торых в той или иной степени содержатся искажения углов и площадей. Главный масштаб карты
(principal scale, nominal scale) показывает степень уменьшения линейных размеров эллипсоида (шара)
при его изображении на карте. Искажения масштаба проявляются в наличии частного масштаба карты
(particular scale) в любой ее точке. Под этим понимается отношение длины бесконечно малого отрезка
на карте к длине бесконечно малого отрезка на поверхности эллипсоида (шара). Мерой искажений в
К.п. в каждой точке карты служит бесконечно малый эллипс искажений. Существуют специальные
карты, иллюстрирующие распределение искажений разных видов посредством изограмм (distortion
isograms, lines of equal distortions) - изолиний равных искажений. В зависимости от положения сфери-
ческих координат К.п. делят на нормальные проекции (normal projections, normal aspect (or case) of a
map projection) , в которых ось сферических координат совпадает с осью вращения Земли, поперечные
проекции (transverse projection, transverse aspect (or case) of a map projection), в которых ось сфериче-
ских координат лежит в плоскости экватора и косые проекции (oblique aspect (or case) of a map
projection), когда ось сферических координат расположена под углом к земной оси. Различие требова-
ний к картам разного пространственного охвата, тематики и назначения, а также сами особенности
конфигурации картографируемой территории и ее положение на Земном шаре привели к огромному
многообразию К.п. По виду меридианов и параллелей нормальной сетки различают следующие К.п.:
цилиндрические проекции (cylindrical projections), в которых меридианы изображены равноотстоящи-
ми параллельными прямыми, а параллели - прямыми, перпендикулярными к ним; конические проек-
ции (conic(al) projections) с прямыми меридианами, исходящими из одной точки, и параллелями, пред-
ставленными дугами концентрических окружностей; азимутальные проекции (azimutal projections,
zenithal projections), в которых параллели изображаются концентрическими окружностями, а мери-
дианы - радиусами, проведенными из общего центра этих окружностей; псевдоцилинидрические про-
екции (pseudo-cylindrical projections), где параллели представлены параллельными прямыми, а мери-
дианы - в виде кривых, увеличивающих свою кривизну по мере удаления от прямого центрального
меридиана; псевдоконические проекции (pseudo-conical projections), в которых параллели представле-
ны дугами концентрических окружностей, средний меридиан - прямой, а остальные меридианы - кри-
вые; поликонические проекции (polyconic projections), в которых параллели изображены эксцентриче-
скими окружностями, центры которых лежат на прямом центральном меридиане, а все остальные -
кривыми линиями, увеличивающими кривизну с удалением от центрального меридиана; условные
проекции (conventional projections), в которых меридианы и параллели на карте могут иметь самую
разную форму. Для карт, создаваемых в виде серий листов, используют многогранные проекции
(polyhedric projections), параметры которых могут меняться от листа к листу или группе листов. Ком-
пьютерные технологии позволяют рассчитывать К.п. любого вида и с заранее заданным распределе-
нием искажений. Иногда К.п. ошибочно называют сетку меридианов и параллелей на карте (прим.
авт. - А.Б).
120
Картометрия – (cartometry) – измерения по картам. Различают измерения следующих карто-
метрических показателей (сartometric indices, сartometric parametrs): длин и расстояний, площадей,
объемов, углов и угловых величин. К. тесно связана с морфометрией (morphometry), суть которой со-
ставляет вычисление морфометрических показателей (morphometric indices, morpometric parametrs),
т.е. показателей формы и структуры явлений (напр., извилистости, расчленения, плотности и мн. др.)
на основе картометрических определений. Измерения и исчисления по тематическим картам иногда
выделяют в особый раздел - тематическую картометрию и морфометрию (thematic cartometry and
morphometry).
Квадротомическое представление – (quadtree, quad tree, Q-tree) - син. квадродерево, дерево
квадратов, Q-дерево, 4-дерево - один из способов представления пространственных объектов в виде
иерархической древовидной структуры, основанный на декомпозиции пространства на квадратные
участки, или квадратные блоки, квадранты (quarters, quads), каждый из которых делится рекурсивно
на 4 вложенных до достижения некоторого уровня - числа Мортона (Morton order), обеспечивающего
требуемую детальность описания объектов, эквивалентную разрешению растра; обычно используется
как средство снижения времени доступа, повышения эффективности обработки и компактности хра-
нимых данных по сравнению с растровыми представлениями, являясь, образно выражаясь, "интеллек-
туализированным" растром. Обычно используется схема пространственной нумерации (индексирова-
ния) элементов К.п., известная как матрица Мортона (Morton matrix), основанная на кривых Пиано
(Peano curve) и числах Пиано (Peano keys). Аналогичные древовидные структуры типа трихотомиче-
ских деревьев (tri tree) могут строиться также на множестве треугольных элементов модели TIN. Ме-
нее известны гексотомические деревья (hextree), основанные на разделении пространства на шести-
угольники (гексагоны). Предложены и используются расширения К.п. на многомерные случаи, в том
числе трехмерный случай в форме т.н. октотомического дерева, или октарного дерева (octatree).
Объект – обозначение пространственного элемента, который также называется геоэлементом,
которому могут быть подчинена геометрия и тематика. Каждый объект принадлежит к классу объек-
тов, свойства которого определяет объект.
Оверлейная операция – 1. операция наложения друг на друга двух или более слоев, в резуль-
тате которой образуется графическая композиция, или графический оверлей исходных слоев (graphic
overlay) или один производный слой, содержащий композицию пространственных объектов исходных
слоев, топологию этой композиции и атрибуты, арифметически или логически производные от значе-
ний атрибутов исходных объектов в топологическом О. (topological overlay) векторных представлений
пространственных объектов. Выполнение операции топологического оверлея зачастую требует "очи-
стки" (cleaning) производного слоя от, как правило мелких, паразитных, или ложных полигонов
(spurious polygons), образующихся из-за несогласованности границ исходных слоев (например, в ре-
зультате ошибок цифрования), получивших также наименование иглообразных полигонов (sliver
polygons, slivers) по их характерной игольчатой, лучинообразной форме; 2. группа аналитических
операций, связанная или обслуживающая операцию О. в предыдущем смысле; к ним относятся опера-
ции О. одно- и разнотипных слоев и решение связанных с ним задач определения принадлежности
точки полигону (point-in-polygon), принадлежности линии полигону (line-in-polygon), наложения двух
полигональных слоев (polygon-on-polygon) и т.д., уничтожение границ одноименных классов полиго-
нального слоя с порождением нового слоя (dissolving); - 3. синоним слоя (в англоязычной терминоло-
гии).
Оцифровка – процесс преобразования данных с бумажных карт в компьютерные файлы.
Периферийные устройства (peripherals, peripheral, peripheral devices, peripheral equipment,
peripheral unit) – син. внешнее устройство, периферийное оборудование, жарг. периферия ~ часть ап-
паратного обеспечения конструктивно отделенная от основного блока компьютера; комплекс уст-
ройств для внешней обработки данных, обеспечивающий их подготовку, ввод, хранение, управление,
защиту, вывод и передачу на расстояние по каналам связи. К П.у. ввода принадлежат цифрователи,
сканеры и т.п. В группу устройств вывода входят графопостроители, принтеры, мониторы и т.п. П.у.
ввода и вывода (input/output devices, I/0 devices) образуют группу графических П.у. К средствам хра-
нения (накопления) и архивирования принадлежат внешние дисководы, стриммеры (streamer) и т.п.
Сюда относят также, источник бесперебойного питания, ИБП (uninterruptible power supply, UPS) мо-
дем и т.п.
121
Разграфка карты – система деления многолистной карты на листы. Чаще всего применяются
два вида Р. к.: прямоугольная Р. к., когда карта делится на прямоугольные или квадратные листы оди-
накового размера и трапецевидная Р. к., при которой границами листов служат меридианы и паралле-
ли. В некоторых случаях, для удобства пользования Р. к. может даваться с более или менее значи-
тельными перекрытиями листов, напр., для морских навигационных карт. Государственные топогра-
фические и тематические карты обычно имеют стандартную Р. к., которая кладется в основу системы
номенклатуры карт.
Разрешение – (resolution) - син. разрешающая способность – 1. способность измерительной
системы (устройства съема данных - сенсора, съемника, приемника) или устройства отображения
обеспечивать различение деталей объекта или его изображения и мера, используемая для оценки Р.
как размера наименьшего из различаемых объектов (элементов Р.) и выражающаяся в числе точек на
дюйм (например, для матричных или лазерных принтеров), в числе линий на см, мм или дюйм, LPI
(для систем дистанционного зондирования), устройств построчного сканирования изображений), в
числе строк и столбцов растра видеоэкрана, в угловом или линейном размере пиксела, в размере наи-
меньшего из различаемых объектов на местности (в м, км); - 2. в дистанционном зондировании - кро-
ме Р. (1), называемого пространственным разрешением (spatial resolution) съемки (снимков), которое
зависит от освещенности снимаемых объектов, их яркости, спектральных характеристик и техниче-
ских параметров съемки, различают температурное, угловое, спектральное (палитра и количество от-
тенков), радиометрическое (число градаций яркости, фиксируемых системой), временное Р. (мини-
мальный промежуток времени, через который возможно повторное проведение съемки).
Растровая графика – новейшая форма компьютерной графики. Центральный элемент - пик-
сель. В настоящее время благодаря высокой степени разрешения экранов растрового изображения
различают пассивную и интерактивную визуализацию. Распределение растровых точек представляет
собой иерархический метод обращения в пространственном хранении данных, при этом область, под-
лежащая обработки, делится на растровые ячейки одинаковой величины. Обращение дано через ин-
дексы строк и столбцов, которые можно организовать как матрицы.
Система управления базами данных, СУБД (data base management system, DBMS) – ком-
плекс программ и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз
данных. СУБД поддерживают, как правило, одну из трех наиболее распространенных моделей (схем)
данных__________: реляционную (relational data model), иерархическую (hierarchical data model) или сетевую
(network data model). Большинство современных коммерческих СУБД относится к реляционному ти-
пу. Необходимость хранения сложных данных, включающих видео, звук, привела к появлению объ-
ектно-реляционных СУБД. В многопользовательских, многозадачных операционных системах СУБД
обеспечивают совместное использование данных. Языковые или иные средства СУБД поддерживают
различные операции с данными, включая ввод, хранение, манипулирование, обработку запросов, по-
иск, выборку, сортировку, обновление, сохранение целостности и защиту данных от несанкциониро-
ванного доступа или потери. Используется как средство управления атрибутивной частью простран-
ственных данных ГИС; как правило, это коммерческие реляционные СУБД (relational DBMS,
RDBMS), в которых пользователь воспринимает данные как таблицы (называемые поэтому таблица-
ми реляционных баз данных, или, не вполне правильно, ~ "реляционными таблицами", таблицами ат-
рибутивных данных). Большинство программных средств ГИС имеет механизмы импорта данных из
наиболее распространенных СУБД, включая dBASE, Foxbase, Informix, Ingres, Oracle, Sybase и др.
Сканер (scanner) – син. сканирующее устройство – 1. устройство аналого-цифрового преобра-
зования изображения для его автоматизированного ввода в ЭВМ в растровом формате с высоким раз-
решением (обычно 300-600 dpi и более) путем сканирования в отраженном или проходящем свете с
непрозрачного и прозрачного оригинала соответственно (цветного и/или монохромного полутонового
и штрихового). Различают планшетные С. (flatbed scanner), барабанные С. (drum scanner), ролико-
вые С. (sheetfeed scanner) и ручные С. (handheld scanner). Применение последних ограничено малым
форматом сканируемого в OSR-приложениях. Известны модели С., встроенных в клавиатуру: клавиа-
туры-сканеры (например производства компании Visioneer); 2 ~ устройство, размещаемое на аэро~
или космических аппаратах для выполнения съемки земной поверхности или иных небесных тел пу-
тем построчного сканирования объекта съемки с регистрацией собственного или отраженного излу-
122
чения (т.н. сканерной съемки ~ одного из основных, наряду с фотографической съемкой, видов аэро-
космических съемок).
Сканирование (scanning) – аналого-цифровое преобразование изображения в цифровую рас-
тровую форму с помощью сканера (1); один из способов или этапов цифрования графических и карто-
графических источников для их векторного представления, предваряющий процесс растрово-
векторного преобразования (векторизации). Кроме сканера, при С. могут использоваться сканирую-
щие головки графопостроителей, цифровые видеокамеры или фотоаппаратура. Часто рассматривается
как альтернатива цифрованию с помощью цифрователей (2) с ручным обводом.
Стереопара – два перекрывающихся изображения.
Цифрование (digitizihg) – син. оцифровка, дигитализация, не рек. отцифровка, жарг. скол-
ка, скалывание – 1. процесс аналого-цифрового преобразования данных, то есть перевод аналоговых
данных в цифровую форму, доступную для существования в цифровой машинной среде (computerreadable
form, mashine-readable form) или хранения на машиночитаемых средствах (computerreadable
media) с помощью цифрователей (1) различного типа. 2. в геоинформатике, машинной графи-
ке и картографии: преобразование аналоговых графических и картографических документов (ориги-
налов) в форму цифровых записей, соответствующих векторным представлениям пространственных
объектов. По методу Ц. различают: 1) Ц. с помощью цифрователя (2) с ручным обводом (tabletbased
digitizing); 2) Ц. с использованием сканирующих устройств (сканеров) с последующей векто-
ризацией растровых копий оригиналов (automatic vectorization of raster files), 3) ручное Ц. манипуля-
тором типа "мышь" по растровой картографической подложке (map background) или полуавтомати-
ческое видеоэкранное Ц. (onscreen digitizing), а также гибридные методы. По степени автоматизации
различают ручное (manual), полуавтоматическое (semi-automated) и автоматическое (automatic)
цифрование. Ц. линий может выполняться в различных режимах: с поточечным вводом (point mode)
или потоковым вводом (stream mode, dynamic mode), когда генерируется поток координатных пар
через равные промежутки времени (time mode) или интервалы пространства (distance mode). (Под
термином "цифрование" чаще всего понимается именно Ц. при помощи цифрователя с ручным обво-
дом (tablet digitizing) в отличие от Ц., основанного на сканерном вводе оригиналов, "цифрования ска-
нированием" (scan digitizing) ~ прим. авт. А.К.). Процесс цифрования обслуживается программными
средствами, называемыми графическими векторными редакторами, в функции которых обычно вхо-
дит назначение режима Ц., добавление, перемещение и удаление оцифрованных объектов, их анноти-
рование, атрибутирование и маркировка, замыкание линий в узлах, контроль качества Ц. (поиск, ин-
дикация и коррекция геометрических ошибок и дефектов Ц., в том числе незамкнутости полигонов,
висячих линий или сегментов, неузлового их пересечения, складок, нарушающих планарность псев-
доузлов, удаление дубликатов и неидентифицированных объектов).
Цифровая карта (digital map) – цифровая модель карты, созданная путем цифрования кар-
тогр. источников, фотограмметрической обработки материалов дистанционного зондирования, циф-
ровой регистрации данных полевых съемок, или иным способом. По сути термин "Ц. к.” означает
именно цифровую модель, цифровые картогр. данные. Ц. к. создается с полным соблюдением норма-
тивов и правил картографирования, точности карт, генерализации, системы условных обозначений, Ц.
к. служит основой для изготовления обычных бумажных, компьютерных, электронных карт, она вхо-
дит в состав картогр, баз данных, составляет один из важнейших элементов информационного обес-
печения ГИС и одновременно может быть результатом функционирования ГИС.
Цифровая модель местности, ЦММ (digital terrain model, DTM) – син. математическая мо-
дель местности, МММ – цифровое представление пространственных объектов, соответствующих
объектовому составу топографических карт и планов, используемое для производства цифровых то-
пографических карт; "множество, элементами которого являются топографо-геодезическая информа-
ция о местности и правила обращения с ней".
Цифровая модель рельефа, ЦМР (digital terrain model, DTM; digital elevation model, DEM;
Digital Terrain Elevation Data, DTEM) – средство цифрового представления 3-мерных пространствен-
ных объектов (поверхностей, рельефов) в виде трехмерных данных (three-dimensional data, 3-
dimensional data, 3-d data, volumetric data) как совокупности высотных отметок (heights, spotjeights)
или отметок глубин (depths, spotdepths) и иных значений аппликат (координаты Z) в узлах регулярной
сети с образованием матрицы высот (altitude matrix), нерегулярной треугольной сети (TIN) или как
123
совокупность записей горизонталей (изогипс, изобат) или иных изолиний (contours, contour line,
isoline, isarithms, isarithmic lines). Наиболее распространенными способами цифрового представления
рельефа является растровое представление и особая модель пространственных данных, основанная на
сети TIN и аппроксимирующая рельеф многогранной поверхностью с высотными отметками (отмет-
ками глубин) в узлах треугольной сети. Процесс цифрового моделирования рельефа включает созда-
ние ЦМР, их обработку и использование. Источниками исходных данных для создания ЦМР суши
служат топографические карты, аэроснимки и космические снимки, данные альтиметрической съем-
ки, спутниковых систем позиционирования, нивелирования и других методов топографической съем-
ки; подводного рельефа акваторий (батиметрии) ~ морские навигационные карты, данные промерных
работ, эхолотирования в том числе с использованием гидролокатора бокового обзора; рельефа по-
верхности и ложа ледников ~ аэросъемка, материалы фототеодолитной и радиолокационной съемки.
Обработка ЦМР служит для получения производных морфометрических или иных данных, включая
вычисление углов наклона и экспозиции склонов; анализ видимости/невидимости; построение трех-
мерных изображений (см. визуализация), в том числе блок-диаграмм; профилей поперечного сечения
(cross-section, profile); оценку формы склонов через кривизну (curvature) их поперечного и продольно-
го сечения, измеряемую радиусом кривизны главного нормального сечения или ее знаком, т.е. выпук-
лость/вогнутость (convexity/concavity); вычисление положительных и отрицательных объемов (cut/fill
analysis); генерацию линий сети тальвегов (ravines, ravine-lines) и водоразделов (ridge-lines,
watersheds), образующих каркасную сеть рельефа, его структурных линий, или сепаратрисс (drainage
network, drainage lines) и иных особых точек и линий рельефа (surface specific points and lines): локаль-
ных минимумов, или впадин (pits) и локальных максимумов, или вершин (peacks), седловин (passes),
бровок, линий обрывов и иных нарушений "гладкости" поверхности (breaks, break lines), плоских по-
верхностей с нулевой крутизной (flats); интерполяцию высот; построение изолиний по множеству
значений высот (line fitting, surface fitting); автоматизацию аналитической отмывки рельефа (hill
shadihg) путем расчета относительных освещенностей склонов при вертикальном, боковом или ком-
бинированном освещении (reflectance) от одного или более источников; цифровое ортотрансформиро-
вание изображений и другие вычислительные операции и графоаналитические построения. Методы и
алгоритмы создания и обработки ЦМР применимы к иным физическим или статистическим рельефам
и полям: погребенному рельефу, барическому рельефу и т.п. (ряд исследователей и направлений раз-
личают цифровые модели высот (DEM (1)) и производные от них цифровые модели рельефа (DTM); в
этом случае под последними понимается совокупность производных морфометрических показателей;
необходимость различения связана отчасти с наименованием и содержанием американского стандарта
на ЦМР (DEM(2)); многозначность слова "terrain" является также основанием для его истолкования и
использования в сочетании "digital terrain model” как цифровых моделей местности, закрепленном в
"ГОСТ 22268-76. Геодезия. Термины и определения"; развитие методов ЦМР путем обработки изо-
бражений на цифровых фотограмметрических станциях привело к появлению термина "цифровая мо-
дель поверхности" (DSM) как ее первичного продукта, нуждающегося в рафинировании.
Цифровая обработка изображений (DBV) – это собирательное понятие для специальной об-
ласти, в чье различие внесли свой вклад многие отдельные дисциплины, как, например, электротехни-
ка и техника связи, физика, математика, информатика, оптика и оптическая электроника, а также раз-
личные инженерные науки. Их методы и связанные соответствующие инструменты программ исполь-
зуются для оценки цифровых изображений. Другие обозначения DBV – пиксельная обработка и обра-
ботка растровых данных.
Электронная карта (electronic map) – картогр. изображение, визуализированное с использо-
ванием программных и техн. средств в заданной проекции, размерности, системе условных знаков на
видеоэкране (дисплее) компьютера на основе данных цифровых карт или баз данных ГИС. При необ-
ходимости Э. к. может быть трансформирована и дополнена новыми данными (напр., текущей опера-
тивной информацией).
ЛИТЕРАТУРА
1. ArcView GIS: Руководство пользователя. – М.: МГУ, 1998. – 365 с.
2. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. – М.: 1997. -64 с.
3. Берлянт А.М. Картография. Толкование основных терминов – М.: ГИС-Ассоциация, 1998. С. 91–
104.
4. Зейлер М. Моделирование нашего мира (руководство ESRI по проектированию базы геоданных). –
М.: МГУ, 2001. – 255 с.
5. Картография с основами топографии: Учеб. пособие для студентов педагогических институтов по
специальности “География”. Под ред. Г.Ю.Грюнберга. – М.: Просвещение, 1991. – 368 с.
6. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. Учебное пособие. Изд-е 2-е исправленное и до-
полненное. – М.: ООО “Библион”, 1997. 160 с.
7. Королев Ю.К. Общая геоинформатика. – М.: СП ”Дата+”, 1998. 118 с.
8. Кошкарев А.В. Геоинформатика. Толкование основных терминов – М.: ГИС-Ассоциация, 1998. С.
81–90.
9. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. Справочное пособие. М.: 1997. 213 с.
10. Свентэк Ю.В. Теоретические и прикладные аспекты современной картографии. – М.: Эдиториал
УРСС, 1997. -80 с.
11. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. Серия “Диалог с компьютером”. – М.:
Финансы и статистика, 1998. -286 с.
12. Шайтура С.В. Геоинформационные системы и методы их создания. – Калуга: Изд-во Н. Бочкаре-
вой, 1997. 253 с.
Интернет-источники
1. Сайт ГИС-Ассоциации, http://gisa.ru/
2. Электронная библиотека ГАГУ, http://e-lib.gasu.ru/
3. Геоинформационные системы, http://www.dataplus.ru/
4. Академия САПР и ГИС, http://www.cadacademy.ru/
5. Нижегородские Географические Информационные Системы и технологии,
http://www.gis.nnov.ru/
6. Информационный сервер объединённого научного совета по проблемам геоинформатики,
http://www.scgis.ru/
7. Геоинформационные системы, http://www.gisok.spb.ru/
8. Санкт-Петербургский Университет, факультет географии и геоэкологии, http://www.geospb.
ru/index.html
9. Сайт компании “Навгеоком”, http://www.agp.ru/__
