Геоінформаційна система Компас 2 і можливості е використання для ведення природних кадастрів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Південно-Уральський державний університет
Архітектурно-будівельний факультет
Кафедра містобудування

 

 

 

ДИПЛОМНА РОБОТА

«Геоінформаційна система« Компас-2 »і можливості її використання для ведення природних кадастрів Росії»
Виконав: студ. гр. АС-514
Копали К.Д.
Керівник: д.м.н., доц.
Рассказова Н.С.
Челябінськ
2003

Введення
Глава 1. Кадастр
1.1.Формірованіе індексних карт-основа ведення кадастру.
1.1.1Індексние карти
1.1.2.Опит Одеси
1.2.Іспользованіе ГІС та ДЗ в земельному кадастрі.
1.3.Автоматізірованная система містобудівного кадастру.
1.3.1.О проекті
1.3.2.О системі
1.3.3.City Analyst
1.3.4.АгсМар
Глава 2. Геоінформаційні системи. Дослідження різних варіантів представлення атрибутивної і просторової інформації в базах даних ГІС та процедури роботи з даними в ГІС
2.1.Общие уявлення про ГІС
2.2.Основні етапи розвитку ГІС
2.3.Карти як основа ГІС. Поняття про геоінформаційному картографуванні
2.4.Тіпи ГІС
2.5.Проблемно-орієнтовані ГІС
2.6.Географія та ГІС
2.7.Географіческая інформація та її подання в базах даних ГІС
2.7.1.Істочнікі просторових даних
2.7.1.1.Данние про природні ресурси та навколишнє середовище
2.7.1.2.Економіческіе та соціально-економічні дані
2.7.2.Проектірованіе географічних баз і банків даних
2.7.3.Позіціонная і семантична складові даних
2.7.4.Представленіе точкових, лінійних і майданних об'єктів в базі даних і на цифровій карті
2.7.5.Об'ектно-орієнтовані та реляційні структури БД
2.7.6.Організація і формати даних
2.7.7.Качество даних і контроль помилок
2.7.8.Позіціонная точність даних і типи помилок
2.7.9.Точность атрибутивних даних
2.7.10.Логіческая несуперечність, повнота, походження
2.7.11.Особенності інтеграції різнотипних даних
2.8.Техніческое та програмне забезпечення ГІС
2.8.1.Требованія до технічного і програмного забезпечення ГІС
2.8.2.Подсістеми реалізації ГІС-технологій в ГІС
2.9.Прімененіе ГІС у різних областях
2.9.1.Геологія та ГІС
2.9.2.ГІС в безнес
2.9.3.Связь та ГІС
2.9.4.ГІС в Військових технологіях
2.9.5.ГІС і транспорт
Глава 3. ГІС-технологія «Компас-2» Коротка характеристика ГВС «Компас-2». Призначення, зміст, сфери застосування.
Глава 4. Розробка варіанти кадастру пам'яток Росії.
Захист даних в ГІС
Охорона праці
Висновок
Список використаних джерел та програмного забезпечення.
Додаток

ВСТУП
Державна система кадастрів ділиться на безліч кадастрів, одним з яких є кадастр пам'яток Росії.
Актуальність теми диктується необхідністю створення бази даних про пам'ятки Росії для контролю за їх станом як екологічним так і технічним.
Метою роботи є створення варіанту кадастру пам'яток Росії і прив'язка його (як доповнення) до ГВС «Компас-2».
Завдання дослідження:
Дослідження можливостей використання ГІС «Компас-2» для створення різних видів природних кадастрів, визначення недоліків, пропозиції з доопрацювання.
Створення інструкції користувача по ГВС «Компас-2» для використання її у навчальному процесі в курсі ГІС. Розробка варіантів завдань з відповідями.
Збір даних по пам'ятниках Росії (опис, майстер, фото тощо)
Зведення даних у єдину базу;
Розробка варіанти кадастру пам'яток Росії
Вихідні дані: ГІС-технологія «Компас-2».
Для пошуку даних по пам'ятниках Росії був використаний Internet і матеріали Публічної Бібліотеки.
Практична значимість результатів роботи
Результати виконаної роботи мають наступні напрямки застосування:
в Гос.Думу як доповнення до «Компас-2» (ця ГІС-технологія в даний час там застосовується), або інших державних відомствах
у навчальному процесі, як наочний посібник по пам'ятниках історії, архітектури, природи, як всієї Росії так і окремо взятій області.
1.Кадастр
Здається, сьогодні вже не треба переконувати основну масу фахівців у необхідності використання інформаційних технологій і того виду програмних продуктів, які для стислості називають ГІС, для ефективного створення і використання різного роду кадастрів.
Але існує і сьогодні велика невизначеність в самому понятті "кадастр" - особливо якщо розглядати безліч можливих кадастрів, а не тільки земельний кадастр, І не менша невизначеність, нечіткість існує і навколо поняття "ГІС". Навіть з чисто практичних міркувань оптимального вибору варіанта технології, конкретного програмного і апаратного (як наслідок) забезпечення необхідно дати деякі попередні пояснення. Інакше сам предмет розмови буде дуже невизначеним і важко буде проаналізувати на належному рівні вимоги, які пред'являються тим чи іншим конкретним кадастром і сукупністю кадастрів до функціональних можливостей програмного забезпечення, І тим більше відповісти на питання, як вибрати той програмний продукт, а скоріше набір програмних продуктів, які цим вимогам повністю задовольняють. Або, що більш імовірно, надають базовий інструментарій, що вимагає ще докладання певних зусиль для тонкої настройки на вимоги (і оцінити величину цих зусиль).
У чому проблема з поняттям "кадастр"? А в тому, що цих понять кілька, і формулюванням визначень займалися явно не фахівці з інформатики та наукової термінології. Також і в тому, що проблема визначення такого поняття лежить у відразу декількох площинах:
- У площині геоінформатики як дисципліни, що оперує загальними, що не залежать від області застосування, властивостями просторової інформації та в сфері геоінформаційних технологій, які використовують ці властивості;
- У площині "звичайної" інформатики, так як не вся інформація, яка звертається в кадастрі, має пряме відношення до просторових об'єктів;
- У площині тієї або іншої конкретної предметної області з її специфічними завданнями, що склалися організаційними структурами, термінологією і навіть традиціями;
- У площині правових відносин та економічних відносин, бо поняття "кадастр" завжди пов'язується з урахуванням (реєстрацією) і регулюванням прав власності на якісь об'єкти, а також режимами їх використання.
Нарешті, в нашій конкретній ситуації підхід до визначення поняття "кадастр" має і політичний аспект, тому що слідом за визначенням поняття близько слідують і визначення функцій, завдань, а, значить, прав і можливостей. Причому можливостей вже не знеособлених, а можливостей конкретних організацій, відомств і, можливо, політичних сил та економічних концепцій, домінуючих у відповідних відомствах. У нашій ситуації "кадастр" - справа почасти політичне ще й тому що терміни створення реально функціонуючого кадастру і закладені в нього функціональні можливості здатні істотно вплинути на хід економічного розвитку країни. У першу чергу це мабуть відноситься до земельного кадастру але не тільки. Та й кошти, необхідні для створення системи кадастрів в масштабі країни настільки серйозні, що це теж додає політичне забарвлення всім приймаються в цій галузі рішеннями, у тому числі і визначень понять.
Все це призводить до того, що навколо поняття кадастр, кадастри сьогодні відбувається надто багато суперечок, які нагадують іноді суперечки про те, який даний предмет - "круглий, зелений або твердий?" Одні вважають, що "Кадастр" з великої літери - це власна назва, це Земельний кадастр, і тільки він один як Державний кадастр і є і має бути, все інше - від лукавого і спроби примазатися. Інші перераховують безліч можливих і потрібних видів кадастрів різного призначення - лісовий, мінерально-сировинних ресурсів, нерухомості, водних ресурсів. Йдеться також і про досить комплексних кадастри - містобудівну, урбоекологічних і, нарешті, комплексному територіальному.
Серйозно ускладнює розгляд питання про те, які спільні риси притаманні різним видам кадастрів, які загальні вимоги вони виставляють (якщо виставляють) до функціональності програмного забезпечення, також і множинність використовуваних при обговоренні відомчих і спеціальних термінологій. Абсолютно ідентичні, з точки зору геоінформатики, типи просторових об'єктів і операцій з ними можуть мати абсолютно різні найменування в різних предметних областях, служити різним змістовним цілям і завданням.
У ГІСовскіх пакетах різних виробників - не менша плутанина. Фірмова термінологія навіть розповсюджених пакетів загального призначення часто трудносопоставіма без спеціального аналізу, також зустрічаються і синоніми, і неповні синоніми, і омоніми. Ще гірші справи з термінологією, яка використовується у вузькоспеціалізованих системах - за конкретним призначенням операції пропадає її сутність з точки зору загальної геоінформатики. Сама класифікація ГІС-пакетів, хоча їй чимало вже повідомлень присвячено, залишається сферою на практиці дуже нечіткою. Під словом ГІС сьогодні ховаються дуже різні речі. Миготять ще й терміни LIS (Land Information System - земельна інформаційна система), FM (Facilities Management - системи управління об'єктами розподіленої господарської інфраструктури), AM (Automated Mapping), що іноді перекладають буквально, як системи автоматизованого картографування, забуваючи при цьому, що в реальності це реалізація найпростішого принципу роботи з просторовою інформацією, перед-ГІС, що полягає просто у введенні, зберіганні в комп'ютері і відображенні карт, які сприймаються просто як креслення. До цих пір зустрічається (сподіваюся, що не серед наших читачів) пряме зв'язування поняття "геоінформаційна система" або з географією, або з геологією, або з геодезією. Тоді як зв'язок-то насправді з геоінформатики, і мова в приставці "гео" йде про географічне, просторовому принципі організації інформації, про просторові інформаційних системах, що складають функціональне ядро ​​будь-який "справжньої" ГІС.
У такій ситуації не дивно туманною, що існують проблеми як з формулюванням вимог, що пред'являються тими чи іншими кадастрами до програмного забезпечення, так і з перебуванням правильного їх вирішення. Постараємося, без докладного розгляду специфіки конкретних кадастрів, позначити їх деякі загальні риси, суттєві з точки зору вимог до програмного забезпечення. Далі постараємося дати короткий огляд відповідності існуючого сьогодні програмного забезпечення цим вимогам. При цьому ми не будемо, по можливості, зупинятися на конкретних пакетах і виробників програмного забезпечення. І вже, тим більше, не будемо докладно описувати будь-який пакет В останньому взагалі немає необхідності в світлі даної задачі вибору ПЗ, бо досить переконатися у відсутності будь-то навіть однієї базової, життєво необхідної функції, щоб не розглядати далі цей пакет в якості можливого кандидата на використання в кадастрі (у всякому випадку в якості базового програмного забезпечення). Таким чином, ми можемо помітно оптимізувати процедуру вибору з величезного спектру ПЗ. Досить вибрати в якості ключового то вимога до пакету яке, будучи абсолютно необхідним, відразу ж дозволить відсікти найбільше число кандидатів.
Які це можуть бути вимоги? Базовими для кадастрів будь-якого типу є функції облікові, інвентаризаційні. Відповідно, критично важливим є якість представлення в комп'ютері графічних даних, перш за все, меж об'єктів. Якість в даному випадку не вичерпується тільки повнотою (відсутністю пропусків об'єктів) і малими допусками на точність подання положення кожної лінії порівняно з натурою. Якість цифрової графічної бази в даному випадку - це ще і її коректність, внутрішня несуперечливість. Це внутрішня несуперечність всередині одного тематичного шару - відповідність формального геометричного типу кожного об'єкта його смисловому змісту (я кажу про таку, наприклад, речі, як замкнутість всіх майданних об'єктів. Все, що за змістом своїм є майданним об'єктом, повинна бути представлена ​​замкнутим полігоном, замкнутим не тільки візуально, але і у формальному геометричному сенсі). Усі межі прилеглих полігонів повинні бути в точності однієї і тієї ж лінією, а не просто візуально не відрізнятись двома близькими лініями. У земельному кадастрі абсолютно вся територія, без пропусків, повинна належати якомусь площадному об'єкту - полігону, нехай навіть полігону з атрибутом "немає відомостей". Не повинно бути ніяких, навіть мікроскопічних паразитних полігонів, що походять з неточних відповідників контурів. Та й між різними верствами інформація повинні бути узгоджена.
Всі ці вимоги роблять необхідним використання топологічного контролю в процесі створення кадастрових карт. Я беруся з усією відповідальністю заявити, що ніякі кваліфікація та старанність операторів введення, будь то дігітайзерние технології, сканерних технології з ручною промальовуванням або з використанням програм-векторизатор, не дають необхідної якості карт без використання топологічного контролю. Правда, сьогодні навіть деякі найбільш просунуті вітчизняні пакети по векторизації, типу Easy Trace і MapEdit, включають в себе деякі засоби такого контролю. Це дуже добре, але остаточне редагування карт повинно здійснюватися все-таки в самій ГІС. Тобто, робимо висновок - ГІС пакет або система пакетів, які у кадастр, повинні підтримувати векторно-топологічну модель даних принаймні на якихось етапах роботи і на певному рівні робочих місць,
Мабуть, ще більш істотно наявність топологічного контролю на етапі функціонування кадастрової системи. Численні редагування, особливо що проводяться як окремі розрізнені акти редагування, в різний час і різними виконавцями, неминуче швидко порушать цілісність бази даних без наявності того ж топологічного контролю. Це стосується і цілісності системи зв'язків "графічні об'єкти-атрибути", і коректності взаємин між графічними об'єктами. Часто, кажучи про вимоги кадастрової системи до програмного забезпечення, забувають, що кадастр не створюється один раз назавжди як система, що фіксує існуючі відносини власності на, наприклад, земельні угіддя. Кадастр повинен жити активним життям, і бути здатним відстежувати оперативно і без порушення працездатності всі зміни, що відбуваються.
Зокрема, повинна забезпечуватися згадана цілісність бази даних при її редагуванні, і повинна підтримуватися можливість відстеження історії змін бази даних. Юристи легко підтвердять важливість можливості відстеження такої історії володіння об'єктами власності - земельними ділянками, об'єктами нерухомості - для врегулювання спірних ситуацій. Треба розуміти, що для цього необхідні спеціальні засоби, які відстежують кожну зміну бази даних і провідні журнал таких змін, а не просто зберігання копій станів бази даних в окремі дискретні моменти часу (це, наприклад, забезпечує модуль ArcStorm системи ARC / INFO). А відстежувати зміни просторової БД набагато складніше, ніж непространственних - земельні ділянки не тільки змінюють власника і характер використання, вони ще по ходу їх історії діляться, об'єднуються, змінюють форму і сусідів, У такій ситуації відстеження історії землекористування (наприклад) також вимагає використання векторно- топологічної моделі даних.
Аналітичні функції кадастру, без яких він по суті являє собою бюрократичну систему реєстрації і тільки, також вимагають для реалізації всього спектру необхідних операцій роботи з векторно-топологічних форматом.
Кадастр на значні території, природно, доводиться створювати порціями - по окремих листів карт, окремим стереопара знімків, окремим адміністративним одиницям. Природно, при цьому буде потрібно ув'язка і узгодження по межах карт. Якщо ми хочемо отримати, хоча б деяку автоматизацію та контроль якості в цьому процесі - єдиний вихід - використання тих же топологічних структур даних.
Знову та ж горезвісна топологія! Чи не занадто багато про неї розмов. Багато хто говорить, що це добре, але от всі системи, що підтримують векторно-топологічний формат, дороги, самі структури даних надзвичайно складні і, за рахунок цього, не забезпечують того швидкодії, як більш прості! Відповідь на це повинен бути простий - жоден пакет ГІС, взятий в однині, не забезпечить сьогодні ефективного вирішення завдання побудови і, тим більше, експлуатації кадастру. Потрібно знаходити деяку комбінацію з декількох тісно взаємопов'язаних пакетів різного рівня складності і різної вартості, які поділяють одну й ту ж ідеологію, моделі, формати даних. Це, крім іншого, дозволить також радикально вирішити і проблему вибору апаратної платформи. Ясно, що на деякому рівні кадастру абсолютно необхідно сьогодні - чи буде необхідно завтра (не треба спокушатися!) - Використання комп'ютерів більш потужних, ніж звичні офісні персоналки (чи будуть це потужні сервера і робочі станції на базі lntelовского процесора з Windows NT або RISC / UNIX робочі станції і сервери, це не так принципово). І так само ясно, що рівень масового користувача не може і не повинен бути забезпечений ними, а тільки набагато більш дешевими ПК не самого верхнього рівня. Я не випадково вжив у множині "моделі даних", а не "модель даних", тому що сьогодні є приклади комплексування в одній системі зв'язкових пакетів декількох моделей даних, зокрема, векторно-топологічної та векторної нетопологіческой (наочний приклад - покриття ARC / INFO і шейп-файли), а також і растрової моделей даних.

· Режим "Explore"

· Режим "Compare"

· Режим "Compare with value"

· Режим "Grouping"

· Режим "Similarity"

· Режим "Membership"

· Режим "Report"

7. Висновок

1. ВСТУП
Компас2 - це мережева система для подання, моделювання та аналізу географічної інформації
(COMPASS: Cartography Online Modeling, Presentation and Analysis System)
Функціональні можливості системи КОМПАС 2:
· Публікація географічної інформації (ГІ) в мережах Інтернет та Інтранет
· Простота актуалізації тематичних показників бази даних ГІ
· Візуалізація просторових властивостей багатошарової ГІ
· Комплексний інтерактивний картографічний і когнітивно-графічний аналіз ГІ
· Інтуїтивно зрозумілі методи витягання суттєвої інформації з ГІ
· Підтримка прийняття рішення на основі інтерактивного представлення і багатовимірного аналізу ГІ
Області застосування КОМПАС 2: економіка, соціологія, демографія, політика, бізнес, адміністрування, екологія.
Подання, аналіз і підтримка прийняття рішень в системі COMPASS 2:
1. Візуалізація багатошарових векторних даних: полігонів, лінійних і точкових об'єктів.
2. Побудова гістограми і групування регіонів Росії за довільним інтервалам значень індикатора. Регіони зі значеннями індикатора в обраному інтервалі підсвічуються на карті.
3. Кругові діаграми показують співвідношення значень індикатора по країнам, виділеним на карті, і співвідношення сумарного значення індикатора для обраних країн до суми по всіх країнах світу.
4. Розбиття країн за комплексом індикаторів на 2 класи (зелений і синій тон).
Інтерактивне уявлення, аналіз ГІ і підтримка прийняття рішень забезпечуються наступними засобами:
1. Картографічні і графічні операції:
· Виявлення образу просторового розподілу значень індикатора за допомогою розмальовки та види подання географічних об'єктів карти
· Висновок інформації для вибраних на карті географічних об'єктів: значення індикатора, таблиця, текст, URL
· Вибір на карті прецедентів географічних об'єктів для аналітичних операцій
· Побудова гістограми та інтерактивна групування об'єктів за довільними інтервалами значень індикатора
· Зіставлення географічних об'єктів за допомогою кругових і стовпчастих діаграм
· Підсвічування релевантних даних у вікнах візуалізації та аналізу ГІ
· Зміна масштабу і зрушення карти
· Підготовка звіту у вигляді HTML документа
2. Аналітичні операції (аналіз об'єктів за комплексом властивостей):
· Побудова карт подібності об'єктів карти з вибираними прецедентами за довільним набору індикаторів
· Класифікація об'єктів карти за подібністю з двома групами прецедентів по довільному набору індикаторів
COMPASS 2 (http://www.iitp.ru/projecst/geo) реалізований за схемою клієнт-сервер на мові Java. Arc View shape формат використовується для картографічної інформації, формат DBF використовується для табличної атрибутивної інформації. Для опису структури та подання картографічних і атрибутивних даних використовується мова XML.
2. Функції
Система призначена для представлення на карті просторових і часових характеристик територіальних об'єктів (полігонів, ліній, крапок) і комплексного аналізу географічних даних. Дружній інтерфейс, простота підготовки та подання географічних даних, інтуїтивно зрозумілі засоби дослідження комплексних властивостей об'єктів роблять систему доступною для широкого кола користувачів: виробників, постачальників і споживачів даних.
Управління картою:
· "Layers" - робота з шарами;
· "Zoom" - масштабування і навігація;
· "Legend" - легенда.
Режими роботи:
· "Explore" - отримання інформації
· "Compare"
· "Compare with value"
· "Grouping"
· "Similarity"
· "Membership"
· "Report"

Перелік функцій

Операції з картою:

· Відображення просторового та часового розподілу досліджуваного властивості регіонів допомогою розмальовки карти у відповідності зі значеннями обраного індикатора;
· Відображення просторового та часового розподілу досліджуваного властивості міст через розмальовки, зміни розмірів та виду їх позначень на карті;
· Вибір на карті географічного об'єкта для виведення таблиці значень всіх індикаторів;
· Вибір на карті прецедентів географічних об'єктів для комплексного порівняльного аналізу та побудови кругових і стовпчастих діаграм;
· Управління шарами карти.
· Пошук географічного об'єкта на карті по його назві;
· Зміна масштабу і зрушення карти;
· Побудова легенди карти.

Графічні операції

· Побудова кругових і стовпчастих діаграм для підмножин індикаторів і географічних об'єктів.
· Створення html-копії вікон програми: карта, легенда зафарбовування, діаграми.

Аналітичні операції:

· Порівняння значень індикаторів всіх географічних об'єктів карти з деяким заданим опорним значенням;
· Об'єднання географічних об'єктів у групи за допомогою розбиття всього діапазону значень обраного індикатора на кілька довільних інтервалів;
· Оцінювання подібності всіх географічних об'єктів карти з вибраними еталонними об'єктами (прецедентами) за довільним набору властивостей.

3.Управління шарами і вибір поточного індикатора

Вкладка "Layers" керуючої панелі містить перелік складових карту шарів, для кожного шару виводиться список індикаторів, пов'язаних з об'єктами карти.
Карта складається з набору шарів, в кожен момент часу активним може бути тільки один шар: саме над об'єктами цього шару і проводяться всі операції (підсвічування, вибір, пошук, зміна поточного індикатора і т. д.). Для вибору активного шару потрібно зробити клацання лівою кнопкою миші на його назві.
Управління видимістю шару здійснюється клацанням на значку у вигляді ока, розташованому ліворуч від назви шару. При відключенні видимості шару список його індикаторів згортається, при включенні - відновлюється.
Примітка: видимість активного шару відключена бути не може.
Обраний індикатор активного шару перетворюється в параметр візуалізації, що дозволяє оцінити значення індикатора для кожного об'єкта (колір зафарбовування, форма і розмір значка, товщина лінії). Зміна поточного індикатора може бути проведена тільки для активного шару шляхом вибору його у списку.

4. Масштабування і навігація

У верхній частині панелі розташований перемикач, що дозволяє вибрати одне з двох засобів управління видимістю карти:
· "Zoom the Map" - вибору фрагменту для перегляду. Необхідно за допомогою миші визначити прямокутник, що обмежує фрагмент для перегляду: натиснути ліву кнопку в тій точці, яка відповідає верхньої лівої точки би прямокутника, і, не відпускаючи кнопки, "розтягнути" прямокутник так, щоб він охоплював весь фрагмент;
· "Pan the Map" - зрушення карти без зміни масштабу. Необхідно при натиснутій лівій кнопці миші переміщувати курсор в потрібному напрямку.
Крім того, на панелі є 3 кнопки:
· "Zoom in" (збільшення масштабу) - збільшує з фіксованим множником відображення на екрані ділянки карти;
· "Zoom out" (зменшення масштабу) - зменшує відображення;
· "Full Extent" - після зміни масштабу може використовуватися для відновлення всієї карти у вікні.

5. Легенда (вкладка "Legend" керуючої панелі)

Дана вкладка не містить елементів управління і виводить інформацію про параметри візуалізації, використовуваних при відображенні кожного шару карти, і їх залежності від значень вибраних індикаторів
6. Режими

Режим "Explore"

Отримання інформації про об'єкти

При переміщенні курсору миші по полю карти проводиться підсвічування того об'єкта активного шару, який максимально наближений до курсору. При цьому значення всіх індикаторів підсвіченого об'єкта виводяться у вигляді таблиці, ці індикатори виділяється червоним. Підсвічування об'єкта можна зафіксувати, натиснувши на праву кнопку миші. Для зняття фіксації необхідно провести повторне натискання в довільному місці карти.

Пошук об'єкта на карті

При виборі об'єкта в комбінованому списку або при безпосередньому наборі його ідентифікатора в текстовому полі введення з наступним натисканням кнопки "Find" об'єкт підсвічується на карті, причому підсвічування фіксується. Зняття фіксації - натискання правою кнопкою миші в довільному місці карти.
(Завдання і рішення)

Режим "Compare"

Реалізує побудова кругових і стовпчастих діаграм для обраного підмножини об'єктів. Частини діаграм, які стосуються окремих регіонах, кодуються кольором. Вибір об'єкта здійснюється натисканням не ньому лівої кнопки миші, при цьому об'єкт позначається значком у вигляді квадратика. Повторне натискання прибирає мітку і скасовує вибір об'єкта. Натиснення кнопки "Reset" очищає список обраних об'єкта.

Доступні опції

1. Обчислення:
o "Relative values" - кругова діаграма показує відносні частки вибраних регіонів у сумарному їх значенні для обраного підмножини об'єктів;
o "Sum values" - кругова діаграма показує частку вибраних об'єктів від сумарного значення заданого індикатора по всіх об'єктах.
2. Тип діаграми:
o "Bar chart" - стовпчаста діаграма;
o "Pie chart" - кругова діаграма.
(Завдання і рішення)

Режим "Compare with value"

Дозволяє переглянути величини відхилень індикаторів об'єктів від деякого обраного опорного значення, встановлення якого виробляється:
· За допомогою слайдера - або клацанням ЛКМ на його внутрішній області (при цьому бігунок переміщується в точку натискання), або клацанням на самому бігунки і його перетягуванням при натиснутій ЛКМ;
· Шляхом введення значення в поле "Base value" з наступним натисканням кнопки "Update";
· При виборі об'єкта на карті (клацання лівою кнопкою миші) в якості опорного приймається значення індикатора для даного об'єкта;
При установці прапорця "Percentage" значення відхилень розраховуються у відсотках.
(Завдання і рішення)

Режим "Grouping"

У цьому режимі використовується слайдер, що дозволяє розбивати діапазон значень на довільну кількість інтервалів і змінювати їх межі. При клацанні ЛФМ на внутрішній області слайдера додається новий бігунок, є межею інтервалу. Кількість додаються бігунків (а отже, і інтервалів) може бути проізвольним.Для зміни значення межі інтервалу потрібно зробити клацання ЛФМ безпосередньо на бігунка, і, не відпускаючи клавішу, переміщати його. При переміщенні до упору в сусідній бігунок поточний буде видалено.
Над слайдером виводиться діаграма. Кількість її стовпців відповідає числу інтервалів, на які розбитий весь діапазон значень. Висота кожного стовпчика діаграми пропорційна кількості об'єктів вибраного шару, у яких значення поточного показника потрапляє у відповідний інтервал. Кількість об'єктів в інтервалі виводиться безпосередньо над Столц діаграми. При виділенні курсором миші одного з інтервалів слайдера (при цьому його межі фарбуються жовтим) на карті проводиться підсвічування всіх об'єктів, що потрапили у виділений інтервал.
При установці прапорця "Classify" кожному інтервалу слайдера ставиться у відповідність деякий колір, який використовується для відтворення відповідного стовпця діаграми і всіх об'єкти шару, що належать даному інтервалу.
При натисканні кнопки "Reset" слайдер повертається в початковий стан - всі бігунки видаляються.
(Завдання і рішення)

Режим "Similarity"

Призначений для аналізу схожості з набором еталонних об'єктів на основі вимірювання відстаней між ними по обирається користувачем ряду індикаторів. При цьому кожен індикатор нормується за середньоквадратичного відхилення значень всіх представлених об'єктів. Після нормування всі властивості виражаються безрозмірними величинами з одиничними середньоквадратичними відхиленнями. Відстань між об'єктами вимірюється в частках середньоквадратичного відхилення. Якщо відстань між об'єктами більше заданого користувачем радіусу, то такі об'єкти вважаються непорівнянні. Відстані між парою об'єктів в системі може обчислюватися двома способами: як максимальна за абсолютною величиною різниця між значеннями нормованого властивості об'єктів (метрика С) і як квадратний корінь від суми квадратів різниць значень по всіх вибраних властивостями (евклідова метрика L2).
Таким чином, подібність двох об'єктів визначається відстанню між ними: при нульовому відстані схожість максимально і дорівнює 1. У міру збільшення відстані до заданого радіуса схожість лінійно убуває до 0., Якщо відстань більше заданого радіуса, схожість дорівнює 0. Можна вимірювати аналогію по відношенню до одного об'єкту або до сукупності об'єктів. У другому випадку подібність об'єкта визначається за мінімальним відстані серед всіх аналізованих об'єктів.
Вибір еталонних об'єктів проводиться шляхом натискання лівої кнопки миші, повторне натискання скасовує вибір. Натиснення кнопки "Reset" очищає список вибраних регіонів. Вибір індикаторів проводиться з їхнього списку. У міру вибору (скасування вибору) об'єктів та індикаторів карта оновлюється.

Доступні опції

1. Вибір метрики:
o Max - максимальна абсолютна різниця для нормованих за середньо-квадратичним відхиленням (СКВ) індикаторів;
o L2 - евклідова метрика.
2. Завдання радіусу (порогового значення для вимірювання подібностей в частках СКО): у текстовому полі введення з міткою "Radius" введіть нове значення і натисніть кнопку "Update"
(Завдання і рішення)

Режим "Membership"

Призначений для аналізу схожості з двома наборами еталонних об'єктів. Подібність визначається відстанню між об'єктами і дорівнює 1 (-1) у разі максимального наближення до еталонних об'єктів першого (другого) класів. Для вибору еталонних об'єктів першого (другого) класу перемикач "Selection" повинен бути встановлений в положення "First Class" ("Second Class"). Решта опцій аналогічні режиму "Similarity"
(Завдання і рішення)

Режим "Report"

Створення html-копії вікон програми: карта, легенда зафарбовування, діаграми. При натисканні кнопки "Print" звіт відображається у новому вікні браузера, команди якого можуть бути використані для:
· Друку звіту (меню "Файл" -> "Друк");
· Збереження звіту (меню "Файл" -> "Зберегти як")
· Впровадження звіту в документи, які відкриваються в інших програмах:
o шляхом копіювання звіту з подальшою його вставкою в інший документ. Наприклад, для впровадження звіту в документ Microsoft Word або Microsoft Excel: у вікні броузера виділіть весь звіт (Ctrl + A), скопіювати його (Ctrl + C), перейдіть у вікно документа, в який необхідно вставити звіт і натисніть Ctrl + V;
o шляхом збереження звіту в файлі з подальшою вставкою отриманого файлу в інший документ - наприклад, у презентацію Power Point: у вікні броузера збережіть звіт (меню "Файл" -> "Зберегти як"), перейдіть у вікно Power Point і зробіть вставку з файлу (меню "Вставка" -> "З файлу)
При натисканні кнопки "Edit Report" html-код звіту стає доступний у вікні текстового редактора і може бути змінений.
7.Заключение
Програма COMPASS2 зручна для представлення, моделювання та аналізу географічної інформації. Добре підходить для таких областей як: економіка, соціологія, демографія, політика, бізнес, адміністрування, екологія та багато інших.
Удосконалити програму пропоную наступним чином:
· Повністю русифікувати програму
· Додати функціональну можливість створення додаткових шарів у ГІС
· Ввести в шари можливість накладення координатної сітки (тим самим полегшити нанесення об'єктів)
Наприклад додати шар «Пам'ятники Росії», було б дуже зручно вводити координати пам'ятників і визначати в подальшому їх місце розташування.
Слід також усвідомлювати, що ніяка комбінацію із сьогоднішніх ГІС (маючи на увазі саме ГІС-пакети) не в змозі забезпечити роботу кадастру на федеральному і навіть великому регіональному рівні при високій інтенсивності просторових запитів великої кількості віддалених, тобто працюють по каналах зв'язку, користувачів. А така перспектива для нас є якщо і не найближчої, то дуже близькою. Sдecь необхідне використання принципово нового й у світі, а в Росії майже зовсім невідомого, класу програмних продуктів - серверів просторових баз даних. Ці системи зазвичай спираються як на підстильний рівень на потужні реляційні СУБД класу Oracle або Informix, але є абсолютно окремий, новий тип систем. (Про сервер просторових даних SDE ми вже коротко розповідали в попередніх номерах ARCREVIEW, а в цьому номері йому присвячений цілий розворот).
Нарешті, про сам, на мій погляд, важливому-о квінтесенції всього цього, про комплексне територіальному кадастр. Абсолютно ясно, що створюючи будь-які, нехай самі зроблені, системи приватних кадастрів, ми зможемо вирішити тільки вузьковідомчі проблеми. У реальності, всі вони повинні взаємодіяти один з одним. Як на федеральному рівні, допомагаючи вирішувати великі аналітичні та прогнозні завдання, так і, особливо, на місцевому рівні, вирішуючи конкретні повсякденні завдання управління. Як може земельний кадастр не взаємодіяти з кадастром мінерально-сировинних ресурсів, коли потрібно на їх стику вирішувати проблему виділення гірничих відводів? Як може містобудівний кадастр або кадастр об'єктів нерухомості не взаємодіяти із земельною? Або з кадастром водних ресурсів? Число таких
- Можливих та необхідних - зв'язків величезне, і всіх їх заздалегідь не передбачити. Спроби під дахом якогось приватного кадастру об'єднати декілька, або тим більше всі можливі кадастри, наштовхуються на опір з боку інших відомств і фахівців. І, напевно, на виправдане опір. З іншого боку, місцеві адміністрації заявляють, і також цілком обгрунтовано, що їм важливіше всього комплексний погляд на територію, її ресурси і проблеми. Під гаслом комплексного територіального кадастру не можна осягнути неосяжного. Тим більше, що пріоритетні завдання у конкретних регіонів різні і змінюються з часом, і всіх необхідних зв'язків передбачити заздалегідь не можна. Єдине розумне рішення - комплексний територіальний кадастр повинен являти собою не окрему систему а систему комплексного використання на регіональному рівні окремо існуючих, але узгоджених приватних кадастрів. Так ось, таке узгодження різних кадастрів, різних тематичних шарів і навіть різних масштабів виникло на базі використання векторно-топологічних даних. Останнім часом програмні продукти ESRI прийняті за основу при створенні ряду національних і регіональних систем ведення земельного кадастру (досить часто він є основою інших кадастрів). У їх числі:
Австрія. Дистриб'ютор ESRI в цій країні, компанія Datamed Informations Systeme, виграв проект вартістю 2,5 млн. дол США Австрійського федерального кадастрового агентства. До інтегрованої інформаційної кадастрової системи підключені всі 68 регіональних офісів Агентства. У числі інших створюються кадастрова карта країни і карта сільськогосподарського використання земель. Встановлено 78 ліцензій ARC / INFO і ArcStorm, 250 ArcView. Крім цього, в рамках тематично пов'язаного з кадастровим проекту, Datamed поставила ГІС систему австрійському урядовому департаменту з дистанційного зондування. До неї входить три ліцензії ARC / INFO, ArcStorm, ARC GRID, 6 ліцензій ERDAS Imagine з модулем ORTHOMAX.
Кіпр. Компанія Dansoft і ESRI виграли US $ 12 млн. контракт на створення системи національного кадастру та реєстрації земель.
Йорданія. Центральний апарат Департаменту земель і зйомки, а також регіональні офіси реєстрації земель у 'всіх містах країни переведені на роботу з продуктами ESRI. У базу даних занесена інформація по 812 тис. земельних ділянок, 2 285 тис. землевласників. Щорічно фіксується близько 15 тис. угод із землею. Королівським географічним центром Йорданії (національне картографічне відомство) за допомогою ГІС продуктів ESRI переведено в цифрову форму (у вигляді покриттів ARC / INFO) більше 23 тис. аркушів кадастрової карти.
Малайзія. За проектом MINI CALS здійснюється друга фаза повсюдного, в межах країни, впровадження ГІС у складі ARC / INFO, ArcView, SDE і додатків, написаних на MapObjects, Продукти використовуються в комплексній інформаційній системі, в яку входять підсистеми Управління інформацією, кадастрові зйомки, великомасштабного картографування , Управління базою даних з кадастру.
Мексика. Кілька років тому уряд Мексики законодавчо затвердив нову земельну реформу дозволяла передачу частини земельних угідь (понад 50% загальної площі земель, більше 10 млн. ділянок) у приватне володіння фермерам. Для контрольованого проведення цієї реформи Національний інститут статистики, географії та інформації (INEGI, основне агентство з картографії та перепису населення) виділив близько 8 млн. доларів США на створення ГІС системи для підтримки бази даних із земельного кадастру Створення кадастрової ГІС було доручено компаніям ALTEC і SIGSA (Sistemas de Informacion Geografica)-дистриб'ютору ESRI в Мексиці. Система об'єднує 11 регіональних офісів INEGI, в кожному стоїть за 3 сервери і 36 UNIX робочих станцій SUN, на яких встановлено 400 ліцензій ARC / INFO з модулем COGO і сотні ArcView Більше 1000 осіб пройшли навчання по роботі з ГІС. Успішне здійснення проекту показало, що ESRI вкупі зі своїми дистриб'юторами готовий до виконання будь-яких великомасштабних, в тому числі кадастрових робіт,
Іспанія. Проект з модернізації та автоматизації національної системи землекористування Кадастрового центру Іспанії (Centre de Gestion Cadastral у Contribucion Tributaria, CGCCT). Система базується на платформі Hewllet-Packard і програмному забезпеченні ARC / INFO. До неї поетапно підключаються як регіональні центри картографування і землекористування, так і муніципалітети (починаючи з Мадрида), організації, відповідальні за комунальні мережі, а також інші національні агентства. На базі повністю інтегрованої системи уряд Іспанії проводить організацію спеціальної мережі кадастрових центрів, в яких будуть розроблятися спеціалізовані програми під ARC / INFO не тільки для Іспанії, але і для інших іспаномовних країн (наприклад, в Південній Америці). У проекті бере активну участь компанія EPTISA - дистриб'ютор ESRI в Іспанії.
Шрі-Ланка. Три тендеру національного Міністерства сільськогосподарських земель і лісу виграла компанія EMSO Ltd. - Місцевий дистриб'ютор ESRI. У двох тендерах, де замовниками є Відділ Картпроізводства та Департамент зйомки місцевості, вимоги полягали в розробці ГІС системи з топографічного картування, забезпеченню кадастрового картографування та програмою створення земельної інформаційної системи (LIS). У третьому тендері замовником був Відділ планування політики землекористування (LUPPD). Основна мета Міністерства Земель - на базі ГІС продуктів ESRI взяти під контроль і поліпшити систему землекористування на острові.
Ізраїль. Великі кадастрові земельні проекти по всіх великих містах країни. Тільки в Тель-Авіві під кадастрові та картографічні програми задіяно більше 40 ліцензій ARC / INFO.
Естонія. Національний земельний відділ. Складання кадастрових карт на основі наземних і супутникових даних засобами ARC / INFO.
Словенія. Адміністрація по земельній зйомці. ГІС проект на базі продуктів ESRI.
Ямайка. Організація контролю за швидким стихійної урбанізацією острови (площа 1,1 млн. га) у половини з 629 тис. земельних ділянок не оформлені права власності) зажадала впровадження сучасних інформаційних технологій. У зв'язку з цим Уряд Ямайки розробило проект модернізації системи обліку та реєстрації земель. Фонди на цей проект виділив Американський банк розвитку, а його виконання доручено Міністерству навколишнього середовища та житлового будівництва Ямайки і компанії Fujitsu ICL, дистриб'ютору ESRI. В якості основи системи обліку земель використовуються продукти канадської компанії NovaLIS Technology - інтегрований пакет рішень для землекористування, спроектований для спільної роботи з ARC / INFO і іншими продуктами ESRI. Сканування 20 тис. тих, що були паперових карт проводилося за допомогою модуля ArcScan, а зберігання інформації і керування кадастрової базою даних здійснюється за допомогою модуля ArcStorm системи ARC / INFO.
США. Бюро управління земельними ресурсами. Багатомільйонний, мабуть найбільший в області ГІС за всю світову історію, контракт на створення Автоматизованої системи управління земельними та мінеральними ресурсами на території США. Включає постачання декількох тисяч ліцензій ARC / INFO.
Росія. Таганрог, Оренбург, Кириши, Іжевськ, ряд міст Центрально-Чорноземного району, ряд міст Башкортостану ...

1.1.Формірованіе індексних карт - основа ведення кадастру.
Земля і нерухоме майно представляють найбільш цінні природні ресурси будь-якого народу. Як зберегти і примножити ці багатства? Як краще, по-хазяйськи, в хорошому сенсі цього слова, використовувати природні ресурси, не порушуючи екологічну рівновагу?
Перш за все, щоб щось оцінити, необхідно провести якісний і кількісний аналіз того, що є. Всі події, які відбуваються навколо нас, тісно пов'язані з тимчасовими і просторовими параметрами: коли відбувається подія (час відбувається) і де відбувається подія (місце відбувається). У найбільш повному і наочному вигляді відповіді на ці питання можуть дати сучасні ГІС.
Отже. Де відбувається подія: відводиться земельна ділянка, продається будинок, прокладається нафтопровід, планується фундамент нової будівлі, розливається річка, вигорає ліс, плануються нові лісосмуги, розбиваються парки, прокладаються нові автомобільні і залізні дороги, закладаються нові виноградники. Все це починається з якісного та кількісного аналізу і обліку земель. Таким обліком і покликана займатися ГІС Кадастру.
Не важливо, буде цей кадастр міського чи обласного масштабу. Обласна кадастр завжди повинен враховувати кадастрові ГІС міст, розташованих на території цієї області (як мінімум - межі міст і населених пунктів).
1.1.1.Індексние карти
Протягом багатьох років на території Україні склалося адміністративно-територіальний поділ на області, райони, сільські ради. Виділилися міста республіканського і обласного підпорядкування, населені пункти. Саме такий розподіл виявилося найбільш прийнятним і наочним для формування індексних карт. Індексним картками сміливо можна дати назву кадастрових, оскільки з формуванням індексної карти області, міста, населеного пункту з'являється поняття кадастрової одиниці: кадастрова зона, кадастровий квартал, кадастровий номер ділянки.
Індексні кадастрові карти - особливі карти, складені на основі адміністративно-територіального пристрою області чи міста. За індексним кадастровим картками формується кадастровий номер земельної ділянки. Тому такі картки є основою при формуванні та веденні кадастру.
Структура індексного номера земельної ділянки дуже довго була предметом гарячих дискусій. Одним із спірних моментів є питання, чи пов'язувати індексний номер ділянки з його географічним розташуванням, або індексний номер є тільки пошуковий атрибут електронної таблиці. Другий момент: якщо є атрибутивна таблиця і питання про "прив'язці" земельної ділянки відходить на другий план або взагалі не розглядається, то ГІС перетворюється в реєстраційну систему землекористуванні та землеволодінь. У такому випадку вирішити питання про структуру індексного номера в атрибутивної таблиці можна дуже просто - черговому земельній ділянці привласнювати черговий (порядковий) обліковий номер запису в таблиці бази даних. Але тоді виникає закономірне питання - де тут ГІС і як проводити просторовий аналіз розташування земельних ділянок?
Таким чином, можна однозначно стверджувати, що індексний номер повинний у себе містити просторову інформацію про географічне розташування земельної ділянки. Формування такого номера повинне спиратися на індексну кадастрову карту.
1.1.2.Опит Одеси
У ОЦГЗК, а до цього в міському бюро земельних ресурсів м. Одеси, починаючи з 1997 року виконувалися досвідчені розробки по автоматичному формуванню індексних номерів земельних ділянок. Вони дозволили отримати відповідь на питання, яким чином, навіть не маючи встановлених меж міста, можна розробити індексну карту міста і поступово заповнити її географічно прив'язані об'єкти землекористування. Роботи, розпочаті в міському бюро, були успішно продовжені в Одеському центрі Державного земельного кадастру.
Принципи автоматизованого формування індексного номера земельної ділянки повністю себе виправдали. Основним принципом стала стійка електронна зв'язок між графічною частиною кадастрової бази даних і її атрибутивною частиною через індексний кадастровий номер, який формується автоматично, в залежності від адміністративно-територіального устрою Одеської області. Крім того, в структуру індексного номера вдалося закласти інформацію про фізичному розміщенні на жорсткому диску комп'ютера файлів автоматизованої системи. Зберігати всю інформацію в одній базі стало просто непотрібно. Таку систему дуже легко розбивати на складові частини з метою встановлення окремо по районах. Система дуже проста, а значить - надійна. Вона може працювати в режимах "файл-сервер", "клієнт-сервер".
Розроблений принцип формування індексного номера земельної ділянки дуже легко переноситься на будь-які адміністративні одиниці: область, місто, населений пункт. Для його реалізації не потрібно наявності точно географічно встановлених границь адміністративних одиниць, такі межі можна формувати методом «від часткового до загального».
Головним для формування індексного карти таким способом є наявність опису адміністративно-територіального устрою області, міста, населеного пункту. Маючи таку інформацію можна приступити до формування індексних кадастрових карт.
При формуванні індексних кадастрових карт найскладнішим було знайти достовірну інформацію (графічну й описову) про взаємне розташування кадастрових одиниць. Крім цього існує ще і фактор часу створення таких карт.
Формування індексних кадастрових карт відноситься до довгострокових видів робіт. Адміністративно-територіальний поділ періодично змінюється, тому необхідно одного разу розпочаті роботи постійно супроводжувати (актуалізувати). Іншими словами, необхідно постійно вести роботи з коригування індексних кадастрових карт, зберігаючи при цьому вихідний варіант (вести історію розвитку цих карт).
Справедливо буде зауважити, що, як правило, фінансування таких видів робіт як коригування планових матеріалів (будь-яких кадастрових матеріалів) дуже слабке. Звідси й неактуальна електронна інформація.
Досвід роботи кадастрових служб Європи, Америки говорить про те, що повне оновлення кадастрових планів і пов'язаних з ними інших кадастрових матеріалів повинне проводитися не рідше ніж через кожні два роки.
І це питання залишається одним із найболючіших, оскільки якщо коригування кадастрових матеріалів не вести постійно, то ефект від початої, а потім перерваної, роботи зі створення кадастрових планів може через один-два роки стати нульовим.
Виходячи з усього вищесказаного, слід зазначити, що формування індексних кадастрових карт є першим етапом у створенні ГІС міста чи області, яка покликана вирішувати триєдине завдання:
створення єдиного порядку автоматизованого ведення державного земельного кадастру;
створення автоматизованої системи обліку платників (фізичних та юридичних осіб) земельного податку;
впровадження системи державної реєстрації земельних ділянок.
Рішення такого завдання тісно пов'язане з роботами по інвентаризації земель. Після виконання робіт з інвентаризації земель можна сформувати географічні границі кадастрових одиниць, що пройшли інвентаризацію, і перенести індексні номери з індексної карти на реальну масштабну карту кадастрової одиниці. Пропонована структура індексації земельних ділянок була успішно застосована в Одеському центрі Державного земельного кадастру. Спираючись на таку структуру, були розроблені індексні карти всіх районів Одеської області, індексні словники. Кінцевим результатом було створення першої версії Автоматизованої системи обласного земельного кадастру, принципи роботи якої можна успішно застосувати і при створенні міського кадастру.
Розроблена нами перша версія автоматизованої системи обласного кадастру була затверджена наказом Одеського обласного управління земельних ресурсів як єдина діюча автоматизована система по всій Одеській області. Ця версія одержала назву "Обласна автоматизована земельно-інформаційна система" (ОАЗИС).
Ця перша версія автоматизованої системи обласного земельного кадастру успішно працює вже близько року і нараховує у своїй базі даних більш тисячі об'єктів колективної власності. Кожен такий об'єкт, у свою чергу, складається з земельних ділянок (від кількох до кількох сотень).
Розроблена версія автоматизованої системи містить у собі: індексні карти Одеської області та районів, словники, інструменти геодезичних побудов і паювання земель під ArcView 3.1, набір програм по формуванню автоматизованим способом каталогів координат (у ArcView чи Word), додатків до держакту і самих держактів.
Підводячи підсумки сказаного, слід зазначити, що розвиток ГІС областей і міст підтвердило правильність вибору наступної структури індексного номера:
хх.ххх.ххх.хх.ххх.хххх
У такій структурі перші три групи цифр (область, район або місто, сільська рада або район міста) легко замінити на код КОАТУУ для перетворення індексного номера в кадастровий номер земельної ділянки:
ХХХХХХХХХХ: ХХ: ХХХ: ХХХХ
або:
КОАТУУ: ХХ: ХХХ: ХХХХ
Наведена структура кадастрового номера земельної ділянки затверджена Додатком до вказівки Держкомзему України від 20 березня 2002 року № 12.
1.2.Іспользованіе ГІС та ДЗ в земельному кадастрі.
Для вимірювання земельних ділянок, згідно специфікацій багатьох діючих проектів, були використані аерознімків. Для обробки "сирого" матеріалу та отримання з нього ортофото знадобилося потужне програмне забезпечення, що створює точну цифрову модель рельєфу (ЦМР) і виконує ортотрансформірованіе. У центрі "Географіки" була створена група, яка за допомогою програмного забезпечення ERDAS IMAGINE провела перші тестові роботи зі створення ортофото масштабу 1:5 000 і 1:12 000. У фотограмметричної модулі ERDAS IMAGINE OrthoBASE Pro є функція автоматичного створення цифрової моделі місцевості (ЦММ) у вигляді цифрової моделі рельєфу (ЦМР). ЦМР - растрове представлення моделі рельєфу, при якому для кожної точки растра визначено значення висот. Знання ЦМР дає можливість враховувати зсув за рахунок рельєфу при зйомці і виробляти ортотрансформірованіе аерофотознімків.
Після перших успішних робіт група з 10 осіб почала обробляти знімки по всій. Перші проблеми з'явилися з гірничо-лісовими ділянками, де корелятор програми не зміг працювати повністю в автоматизованому режимі. Додаткові сполучні крапки між знімками розставлялися вручну, що набагато уповільнювало процес отримання ЦМР. Проте підсумкова продуктивність всіх робіт з ортотрансформірованію виросла за рахунок використання спеціально розробленого для ERDAS IMAGINE конвертора для імпорту та використання в OrthoBASE опорних GPS точок і даних камери.
Поява нового фотограмметричного модуля OrthoBASE Pro дало можливість поліпшити якість ЦМР та процес ортотрансформірованія в цілому. У модулі додалися нові функції: автоматична побудова, фрагментованість і виробництво мозаїки з окремих ЦММ на всю область проекту, завдання областей інтересу для виключення з розрахунку при створенні ЦММ (озера, річки, райони забудови, ліс), завдання різних параметрів для контролю точності вихідний ЦММ і т.д.
Паралельно з ортотрансформірованіем в нашій компанії ведуться роботи по векторизації земельних ділянок та створення єдиної кадастрової ГІС на базі ArcGIS.
Плануванням та створенням цифрової моделі земельних кадастрових ділянок займається кілька організацій. Центр "Географіки" коректує і уніфікує результати робіт цих організацій. За допомогою ArcGIS спочатку виправляється топологія земельних ділянок, а потім проводиться точна просторова прив'язка кадастрових блоків і по аерознімків виправляється геометрія окремих ділянок.
Кінцевими продуктами є єдина кадастрова ГІС та кадастрові карти в масштабі 1:1000.
На закінчення можна сказати, що за порівняно невеликий час нам вдалося навчити велику кількість людей роботі з ERDAS IMAGINE OrthoBASE Pro і, незважаючи на ряд поки не вирішених проблем, домогтися великих успіхів в його використанні в процесі ортотрансформірованія і широкомасштабних кадастрових роботах.

1.3.Автоматізірованная система містобудівного кадастру.
1.3.1.О проекті
Проект створення автоматизованої системи містобудівного кадастру розробляється з 1996 року під егідою та фінансуванням міжнародного донора GTZ (технічна підтримка німецького уряду). Його метою є створення сучасного комплексного містобудівного кадастру.
1.3.2.О системі
Система призначена для ведення обліку та управління містобудуванням. Основними покладеними на неї завданнями були: централізація містобудівної проектної документації, ведення обліку інформації про будівлі, візуалізація процесу планування будівельних проектів, здійснення контролю щодо дотримання обмежень правового зонування, регулярне ведення просторового і атрибутивного аналізу, оперативне генерування звітів.
На даному етапі виконані блоки містобудівного кадастру, земельного кадастру та блок правового зонування. Просторові і атрибутивні дані щодо земельних ділянок повинні експортуватися з земельного кадастру і доступні тільки для читання. У найближчих планах розробка блоку зелених насаджень.
Система заснована на технології ArcGIS 8.2, крім іншого забезпечує топологічну коректність зберігання просторових даних у базі геоданих. ArcObjects надає чудовий набір інструментів для автоматизації виконуваних завдань у АгсМар.
Роботу з просторовими даними користувач проводить в АгсМар, а систему для введення й обробки атрибутивної інформації було прийнято рішення розробити окремо. Вона отримала назву City Analyst і може працювати незалежно від ArcGIS. Існують і англійська версії програми.
Основою системи є розроблена структура бази геоданих, в яку повинні завантажуватися просторові і атрибутивні дані по містах. Оскільки адресні дані і дані про власність виявилися найбільш оновленими і доступними, було прийнято рішення створити геоінформаційну систему.
База даних включає в себе наступні шари: дороги, сектори, квартали, земельні ділянки, будівлі та спеціальні шари правового зонування. Були введені коди для кадастрових об'єктів і на їх основі визначено відповідні класи відносин між об'єктами. База також містить велику кількість таблиць словників, які діляться на дві логічні групи: постійні, не залежні від певного міста, класифікатори, начебто будівельного матеріалу або функціонального призначення будівлі, і словники даних, мінливих для кожного міста, наприклад, список вулиць. Система підтипів і доменів бази геоданих не була використана, оскільки роботу з атрибутивними даними не планувалося проводити з АгсМар.
Основним об'єктом бази геоданих є будівля. Для його опису передбачено 74 поля. Щоб уникнути великої кількості нульових значень в базі даних, атрибутивні поля розподілені по десяти тематичних таблиць, кожна з яких пов'язана з просторовою таблицею зданій ставленням один-до-одного.
Важливим компонентом є правове зонування. Місто поділяється на різні функціональні, територіальні, планувальні та ціннісні зони. Система дозволяє виявити правопорушення за різними коефіцієнтами, що характеризує забудову.

1.3.3.City Analyst
Програма City Analyst, розроблена в середовищі Delphi 6, надає зручний інтерфейс користувача для роботи з базою даних. Вона забезпечує універсальний пошук, редагування, аналіз даних, генерування звітів, а також зв'язок з картою міста в АгсМар.
Пошук. У програмі існує поняття знайдених об'єктів. Це - безліч земельних ділянок і будинків (їх кодів), які задовольнили критеріям пошуку. За цій безлічі здійснюється редагування атрибутивних даних, генерування звітів і аналіз.
Після з'єднання з базою даних, сектори, квартали, ділянки та будівлі відображаються в ієрархічному дереві, яке використовується для перегляду та пошуку на основі адміністративного поділу. Можливий пошук по правовому зонування, адресою, кадастровим кодами і за даними про власність. Також розроблено розширений пошук по всіх атрибутивним полях. Результати пошуку можна відображати на карті.
Є можливість проводити пошук поетапно - шукати будівлі та земельні ділянки серед вже знайдених об'єктів. Цей спосіб буває корисним, якщо потрібно поєднувати просторовий пошук з пошуком по атрибутивних даних. Спочатку проводиться просторовий пошук в АгсМар, потім відповідною командою виділені об'єкти передаються в City Analyst, де за ними проводиться атрибутивний пошук.
Редагування. Атрибутивні дані по будівлях розподілені по десяти тематичних таблиць:
Адреса
Загальні відомості
Технічний стан
Дані технічного бюро
Прибудова
Інженерне обладнання
Оціночні параметри
Історико-культурне значення
Довідки та документація
Об'єкти, що будуються.
Для редагування полів кожної таблиці створена окрема форма.
У City Analyst дані земельних ділянок доступні тільки для читання. Наприклад, система дає можливість переглядати і здійснювати пошук по власниках, але не дозволяє редагувати дані про власність.
Звіти. Створено форми звітів по різних атрибутивних даних для будинків, а також звіти з правового зонування. Вони передані користувачам для тестування і визначення змісту і виду інших звітів.
Аналіз. Було розроблено два типи аналізу: аналіз щодо порушень обмежень на забудову та порівняльний аналіз атрибутивних даних. City Analyst обчислює значення різних коефіцієнтів забудови і записує результати у відповідну таблицю. Потім у АгсМар ці дані відображаються у вигляді спеціальних шарів.
Порівняльний аналіз дозволяє оцінювати розподіл значень одного поля за значеннями іншого. Наприклад, порівнюючи полі «Функціональне призначення будівлі» з полем «Матеріал стіни», отримуємо таблицю, яка містить інформацію про відсоткове (або кількісному) розподілі різних будівельних матеріалів по будівлях різної функціональності. Порівняльний аналіз працює з результатом пошуку. У міру тестування системи планується створення додаткових видів спеціалізованого аналізу.
Довідка. Програма забезпечена системою довідки з документацією за законом про правовий зонуванні.
Зв'язок з АгсМар. Зв'язок City Analyst з ArcGIS реалізована в режимі клієнт-сервер, де АгсМар виступає в ролі СОМ сервера. Вона полягає в наступному:
Відкриття. Mxd файлу з City Analyst;
З'єднання з відкритим. Mxd файлом (із зазначенням назви файлу);
Переключення на вікно АгсМар;
Показ виділеного об'єкта на карті;
Показ результату пошуку на карті;
Відображення безлічі будівель або ділянок;
Пошук з картки. Виділені в АгсМар будинків стають результатом пошуку в City Analyst (зворотний зв'язок);
Запуск VBA скриптів з City Analyst;
Закриття. Mxd файлу.
1.3.4.АгсМар
За допомогою ArcObjects були автоматизовані деякі завдання в АгсМар. Написані допоміжні VBA скрипти для здійснення зв'язку з City Analyst. Створена окрема панель інструментів. Автоматизовані наступні завдання:
Поверховий перегляд креслення будівлі;
Перегляд креслення ділянки;
Перегляд фотографії будівлі;
Підрахунок і візуалізація різних коефіцієнтів забудови.
Створено спеціальні шари з кількісним символом для наочного відображення розподілу різних значень полів класифікаторів для будівель.
Система містобудівного кадастру постійно розширюється, як функціонально, так і територіально.

Глава 2. Геоінформаційні системи. Дослідження різних варіантів представлення атрибутивної і просторової інформації в базах даних ГІС та процедури роботи з даними в ГІС
2.1.Общие уявлення про ГІС
Термін "географічна інформаційна" система є дослівним перекладом з англійської "Geographic (al) information system". Різні визначення ГІС, відображають історію еволюції ГІС як синтезу методів і засобів, спочатку розвивалися в системах автоматизованого проектування, автоматизованого картографування, цифрової обробки даних дистанційного зондування і керування базами даних. Одне з перших визначень ГІС в російській літературі говорить: "ГІС - це апаратно-програмний людино-машинний комплекс, що забезпечує збір, обробку, відображення і розповсюдження просторово-координованих даних, інтеграцію даних і знань про територію для їх ефективного використання при вирішенні наукових і прикладних завдань, пов'язаних з інвентаризацією, аналізом, моделюванням, прогнозуванням та управлінням природним середовищем і територіальною організацією суспільства ".
Слід підкреслити два визначальні моменти:
географічні інформаційні системи, перш за все, мають справу з географічною інформацією, тематично різноманітної, порівнянної, координованої, масштабированной та генералізованої в просторі та часі;
використовують закони інформатики, яка у свою чергу є "система знань, що відносяться до виробництва, переробки, зберігання і розповсюдження всіх видів інформації в суспільстві, природі і технічних пристроях".
Вивчення конкретного простору - привілей не тільки ГІС. Спочатку вивчення просторових форм об'єктів реального світу відноситься до основних завдань математики. Космічне і земний простір досліджується також фізичними науками. Вивчення просторових уявлень дійсності входить в завдання математико-картографічного моделювання. Специфіка геоінформаційного вивчення простору полягає у використанні геоінформаційних моделей дійсності і в їх розробці в комплексі з методами інших наук. Але вивчення тільки просторового розташування - сильне звуження завдання, важливий облік істоти явищ, їх просторового стану, структури, взаємозв'язків і функціонування.
Термін ГІС часто вживається і в іншому значенні - він позначає програмний засіб ГІС, програмний продукт, ГІС-пакет, що забезпечує функціонування ГІС як системи (ГІС ArcView, ГІС IDRISI).
2.2.Основні етапи розвитку ГІС
Початковий етап становлення автоматизації обробки просторової інформації пов'язаний з відкриттям доступу до ЕОМ, в першу чергу на Заході, не тільки для користувачів-математиків і системних програмістів і відноситься до кінця 50-х років. Початок поклало створення достатньо простих картографічних зображень, в основному картограм, що виводяться на геометрично неточне алфавітно-цифровий друкуючий пристрій (АЦПУ). Першим значним пакетом програм для цих цілей став SYMAP, випущений в 1967 році Гарвардської лабораторією машинної графіки та просторового аналізу.
Спочатку ГІС призначалися для вирішення досить вузьких завдань, в першу чергу інвентаризації земельних або економічних ресурсів, обробки статистичної інформації. Перші ГІС з'явилися в Швеції в середині 60-х років. У період 1963-1971 років велася розробка Канадської лісової ГІС, яка до цих пір залишається однією з найбільших.
До 1980 року через високі ціни на апаратуру інтерес до цих технологій в Росії виявляли лише великі державні наукові та виробничі організації. Потім витрати на застосування ЕОМ суттєво знижувалися, приблизно на порядок за кожні шість років. Основною причиною прогресу в ГІС-технологіях з початку 90-х років, безсумнівно, стало розвиток і поширення електронно-обчислювальної техніки, і саме персональних комп'ютерів (ПК). Особливо позначилися підвищення швидкодії ПК, значне збільшення оперативної і дискової пам'яті, нових запам'ятовуючих пристроїв, підвищення якості графічних пристроїв введення та виведення картографічної і аерокосмічної інформації. І звичайно - доступність програмних засобів ГІС світового рівня, що допускають багатоваріантне їх використання. Великі фірми-виробники програмних ГІС-продуктів, такі як ESRI, ERDAS, INTERGRAF, надали свої пакети безкоштовно або з великими знижками цілої низки наукових та освітніх організацій, що сприяло швидкому освоєнню та використанню ГІС-технологій, дозволило швидше побачити і оцінити перспективи. Правда, це явище істотно загальмувало процес створення вітчизняних ГІС-продуктів, в теоретичних розробках і в програмному забезпеченні окремих модулів яких були вже досягнуті значні результати на початкових стадіях робіт з автоматизації.
Потреба у використанні та створенні ГІС, аналізі кількісних і якісних показників просторово прив'язаних об'єктів і явищ виникає в даний час у представників різних областей діяльності і професійних знань - науки, техніки, освіти, управління, маркетингу та багатьох інших. Звідси все зростаючий інтерес до ГІС і геоінформаційних методів.
Роль ГІС не обмежується збором, обробкою, зберіганням і передачею інформації. Для наук про Землю ГІС стала одним з основних інструментів моделювання природних, господарських, соціальних процесів і ситуацій, вивчення їхніх зв'язків і взаємодій, прогнозування розвитку в просторі і часі, отримання нової якісної та кількісної інформації, а головне засобом забезпечення (підтримки) прийняття рішень управлінського характеру та подання висновків. Кожна з наук, що мають справу з просторово розподіленої інформацією, надає цілий ряд методів, які в сукупності своїй сприяють створенню та функціонуванню ГІС.
2.3.Карти як основа ГІС. Поняття про геоінформаційному картографуванні
Картографія, має багаті традиції відображення просторової інформації на картах, на які раніше покладалася і завдання її зберігання, представляє основні джерела даних для ГІС. Тому традиційні методи картографії мають основне значення для них. У той же час можна виділити основні області ГІС-додатків для картографії:
автоматизація створення картографічного твору;
оновлення та створення похідних карт як результат аналізу, перетворення даних і моделювання на основі ГІС-технологій;
нові методи використання карт як в ГІС, так і наприклад, при побудові динамічних картографічних анімацій.
ГІС базується на аналізі картографічної інформації і дозволяє подолати обмеженість "ручного" аналізу. З іншого боку, з'являється можливість складання похідних карт за наявними, наприклад, морфометричних карт по картах рельєфу, карт змін на основі різночасових карт. ГІС, що використовує для створення шарів безліч тематичних карт, представляє хороший засіб їх узгодження.
Комп'ютерна картографія розробляє методи цифрового представлення картографічних характеристик. Сучасні ГІС-пакети мають засоби форматування карт і розміщення написів, величезними бібліотеками знаків і шрифтів, управління дорогими пристроями, що забезпечують високу якість кінцевої продукції. Отримав розвиток новий напрямок у картографії - геоінформаційне картографування (ГК), що займається автоматизованим складанням і використанням карт на основі геоінформаційних технологій та баз географічних даних і знань.
Геоінформаційне картографування не зводиться тільки до використання ГІС-технологій. Це, перш за все картографування об'єктів і явищ, засноване на методах аналізу і синтезу їх змістовної сутності.
Однак карти володіють обмеженими аналітичними засобами у порівнянні з ГІС. На відміну від даних для ГІС, форма зберігання картографічних даних не забезпечує, наприклад, можливості аналізу взаємозв'язків між різними феноменами, якщо вони не відображені на карті. Деякі питання можуть викликати ускладнення або вимагати багато часу для відповіді, наприклад, "яка площа цього озера?", "Що показано на певній тематичній карті для даної точки на цій топографічній карті?".
Переклад карт і інших джерел просторової інформації в цифрову форму і ГІС-технологій її аналізу відкривають нові шляхи маніпулювання географічними знаннями та їх відображення (візуалізації).
Карти для ГІС поставляють різну інформацію і в ГІС вони використовуються по-різному. Топографічні карти, що показують контури об'єктів на поверхні Землі, частіше за все є основою для БД ГІС, для прив'язки і відображення іншої додаткової інформації. Тематичні карти служать засобом зображення географічних явищ, поставляючи інформацію для тематичних шарів БД ГІС, служать основою для просторового аналізу взаємозв'язків, відображених на картах.
Істотне значення для ГІС має використання тематичних карт і фотокарт, створених на основі даних дистанційного зондування.
При використанні карт у ГІС потрібно постійно пам'ятати їх важливі особливості:
зображення на картах абстрактно і генералізовано, що вимагає їх вельми обережною інтерпретації;
карти показують тільки статичну картину, один часовий зріз;
від масштабу карти залежить не тільки як, але і які об'єкти зображені, а більша частина ГІС не враховує відмінностей між наборами даних, отриманих з різномасштабних карт;
при показі сферичної поверхні Землі на плоскому аркуші карти неминучі спотворення; найменші викривлення виникають, коли на карті зображені невеликі території, найбільші - коли на карті прагнуть показати всю поверхню Землі.
Властивості карт, закладені при їх створенні, переносяться і на дані, отримані з цих карт, а виявляються часто лише при подальшій обробці цифрових даних.
2.4.Тіпи ГІС
Географічні інформаційні системи підрозділяються на кілька типів, що визначаються їх завданнями і характером використовуваної інформації:
щодо проблемної орієнтації;
по предметної (об'єктної) спеціалізації;
за територіальним охопленням.
Проблемна орієнтація ГІС визначається покладеними на неї науковими чи прикладними завданнями, повністю визначаються користувачем. Це перш за все інвентаризаційні завдання, кадастр, моніторинг, оцінка і прогноз, управління і планування, підтримка прийняття рішень.
Предметна або об'єктна орієнтація може визначатися відомчими чи галузевими інтересами (землевпорядкування, природні катастрофи, охорона природи), які мають справу з різними об'єктами і явищами на певній території: земля, ліс, населення і т.д.
За територіальним охопленням розрізняють ГІС:
глобальні, що мають справу з інформацією планетарного характеру;
субконтінентальной, зазвичай державного (національного) характеру, і океанів;
регіональні;
локальні, що включають міські або муніципальні ГІС, часто експериментальні або навчальні.
У ГІС показники масштабів і точності повинні відповідати територіальному рівню досліджень.
2.5.Проблемно-орієнтовані ГІС
Аналіз діючих ГІС показує, що всі вони можуть бути віднесені до проблемно-орієнтованим, оскільки формулювання проблеми зазвичай включає предметні та територіальні аспекти. Розробка і функціонування ДВС будь-якої проблемної орієнтації визначаються типом і структурою просторових даних і технічними і програмними засобами реалізації ГІС-технологій.
Таким чином, базові складові проблемно-орієнтованої ГІС - це: розв'язувана проблема, просторові дані, технічні та програмні засоби реалізації ГІС-технологій.
Проблемна орієнтація ГІС. Важлива властивість ГІС як моделі геосистеми (реальності) - її змістовне відповідність розв'язуваної проблеми, тобто науково обгрунтоване відображення головних особливостей дійсності з урахуванням генезису, внутрішньої і зовнішньої структури, ієрархії об'єктів. Виконуючи роль і науково-довідкової системи, ГІС є склепінням і узагальненням наукових знань про відображених у її тематичної базі даних природних і соціально-економічних явищах, призначеним для глибокого вивчення їх особливостей з метою наукового дослідження і різної практичній діяльності. Тому проблеми, які вирішуються ГІС, в кінцевому рахунку, зводяться до набору географічних завдань, що розрізняються за метою і методам рішення. Основні прикладні області ГІС - інвентаризація і стеження за станом природного середовища, міське планування і керування, земельні ресурси та кадастр.
При вирішенні інвентаризаційних задач ГІС-технологій дозволяють максимально ефективно використовувати різні джерела інформації: польові обстеження, оперативна аерокосмічна зйомка, карти.
Рішення різного роду оціночних завдань з використанням ГІС-технологій також стає більш ефективним. Наприклад, у задачах екологічної оцінки території поєднують територіально прив'язані атрибутивні параметри (табличні дані, дані вибіркових польових обстежень) антропогенного впливу або його інтенсивності. Прикладом таких завдань служать оцінка якості сільськогосподарських земель на основі поєднання карт ландшафтів і використання земель та реалізації алгоритму бальної оцінки компонентів ландшафту.
В основі розв'язання динамічних задач, трактованих як вивчення і картографування змін у природі, природокористуванні та антропогенного впливу на природу, лежить зіставлення різночасових матеріалів: отриманих у різні роки результатів аерокосмічних зйомок, карт, які фіксують стан досліджуваного об'єкта на різні дати, або різночасових картографічних та знімальних матеріалів. Оскільки при цьому використовуються різноманітні матеріали, необхідним етапом є приведення їх до геометрично порівнянної увазі - єдиного масштабу і проекції, тобто взаємне трансформування, що становить важливий елемент ГІС-технології. Після геометричного суміщення виконується тематичне суміщення матеріалів. Для виявлення змін кордонів або заміщення 2-3 об'єктів застосовують, як правило, технології, що носять назви "оверлей" і "рекласс". При дослідженні змін великої кількості об'єктів, декількох часових зрізів, еволюції досліджуваних об'єктів їх відмінності представляють звичайно у вигляді матриці - "матриці динаміки".
Основа рішення прогнозних завдань - виявлення тенденцій і темпів динаміки процесів, тому на перший план виходять ГІС-технології моделювання, і в першу чергу математико-картографічного моделювання. Ряд параметрів моделей функціонування геосистем, просторово-часова мінливість природних і антропогенних об'єктів можуть бути визначені по знімках.
Ефективність моделювання пов'язана з необхідністю створення банків даних наземної, картографічної і аерокосмічної інформації, з автоматизованими методами інтерпретації та відображення інформації. У цих завданнях найбільш повно проявляється інтеграція методів географії, картографії, аерокосмічного зондування та геоінформатики.
2.6.Географія та ГІС
Проникнення ГІС в практику наукових географічних досліджень почалося з самого початку їх розвитку в зарубіжних країнах. Географія присвячена вивченню світу і місця людини в ньому і має тривалі традиції просторового аналізу, забезпечує методи для проведення такого аналізу, пропонує просторовий погляд на будь-яке дослідження. Загальновідомо, що географічна інформація (географія) домінує в 70% обсягу циркулюючої інформації. На відміну від інших типів засобів обробки інформації, ГІС відображає концепцію геопространства, тому що базується на інформації, прив'язаною до просторових координат і дозволяє представити її в графічному вигляді для інтерпретації та прийняття рішень з управління.
Існує думка, що широке поширення ГІС та досвід їх експлуатації в різних сферах діяльності суттєво спрощують завдання географії, зводячи їх до запозичення, засвоєння і відтворення накопиченого досвіду - завданню суто технічною. У дійсності сукупності географічної (або потенційно географічної) інформації системи не утворюють.
Географічне розмаїття реального світу нескінченно складно, але в той же час воно може бути представлено у вигляді окремих елементів або об'єктів. Перевага ГІС полягає в тому, що вона дозволяє розглядати об'єкти в їх географічному оточенні і досліджувати взаємозв'язку між об'єктами, а вивчення взаємозв'язків і взаємозалежностей - основа географічного моделювання. Можливості ГІС для швидкого і точного поєднання різних зрізів інформації стають дієвим інструментом її аналізу. Значення ГІС для географії визначив А. М. Берлянт: "Розвиток ГІС дає сучасної географії унікальний і може бути єдиний за всю її історію шанс дійсно стати основою передових технологій в науках про Землю, концептуальної базою, на яку може опертися геоінформаційна індустрія, одним із стрижневих напрямів інформатизації суспільства на всіх рівнях, починаючи зі шкіл ".

2.7.ГЕОГРАФІЧЕСКАЯ ІНФОРМАЦІЯ ТА ЇЇ ПОДАННЯ в базах даних ГІС
Географічні дані належать до різних типів: зображення (знімки, карти, малюнки), тексти, координати, складні об'єкти. Набір необхідної географічної інформації, подання даних в ГІС та їх відображення визначаються тематикою вирішуваних завдань, складаються карт, джерелами просторово певної інформації, використовуваними технічними та програмними засобами перекладу даних в цифрову форму, їх зберігання та картографічної візуалізації. Розглянемо принципи побудови інформаційного забезпечення ГІС.
2.7.1.Істочнікі просторових даних
Сукупність цифрових даних про просторові об'єкти утворює безліч просторових даних і становить зміст баз географічних даних. Дані, необхідні для створення інформаційного забезпечення ГІС і входять до БД, можна підрозділити на дві групи - первинні і вторинні.
Первинні дані - це дані, які виміряні безпосередньо, наприклад, шляхом вибіркового обстеження в польових умовах або шляхом дистанційного зондування. При цьому "щільність" обстеження визначає так зване дозвіл даних. Наприклад, якщо просторова вибірка здійснюється через 1 км, залишаться незафіксованими зміни, розмір яких менше 1 км, хоча вибірка повинна відображати характеристики, властиві всі точки території. Вирішення даних, одержуваних шляхом дистанційного зондування, визначається автоматично і залежить від технічних характеристик зйомки.
До стандартних методів вибіркового обстеження відносяться випадкові, систематичні (ключові) і розшаровані (районовані) вибірки.
При випадковій вибірці можуть бути з однаковою ймовірністю обрані будь-які точки або будь-які моменти часу, а при систематичній вибірці дотримуються певних правил (наприклад, через 1 км), які, однак, не повинні впливати на результат аналізу. При расслоенной вибірці експерт заздалегідь виходить з того, що наявна сукупність складається з різних підмножин, проводячи вибірку по кожному з них, щоб добитися адекватного відображення всіх їх параметрів. Наприклад, якщо відомо, що на частині території рельєф більш розчленований, вона обстежується з більшою щільністю, що дозволяє дати більш точне уявлення про характер рельєфу. Якщо необхідна репрезентативна вибірка всієї сукупності, то вибірки по кожному підмножині включаються до неї з відповідними вагами.
Вторинні дані отримують з вже наявних карт, таблиць або інших баз даних.
Як і карти, розрізняють дані:
про природні ресурси та навколишнє середовище;
економічні та соціально-економічні;
географічної прив'язки.
Дані про природні ресурси та навколишнє середовище можна підрозділити на тематичні та топографічні.
Більшу частину тематичних даних отримують за тематичними картками, а також аеро-і космічних знімків. Дешифрування знімків дозволяє створити безліч типів тематичних карт (а також верств БД ГІС), наприклад, карт рослинності, грунтового покриву, сільськогосподарських культур, використання земель. Іншими джерелами таких даних служать, наприклад, метео та екологічні спостереження, моніторинг, лабораторні дослідження і т.п.
Джерелом топографічних даних служать топографічні зйомки і карти. Дані цього типу є і в цифровій формі, наприклад, Роскартография створені цифрові карти 1:1 000 000 та 1:200 000 масштабів для всієї території Росії і вибірково - більших масштабів.
Дані про природні ресурси відносно стабільні і не потребують частого оновлення в БД; просторовий дозвіл може бути не дуже великим.
Економічні та соціально-економічні дані. До них відносяться дані про взаємодію природи і суспільства, населення, діяльності населення, а також про простір і / або структурах, що використовуються для здійснення цієї діяльності. Дані можуть бути узагальнені по тимчасових інтервалах або за соціально-економічними показниками.
Джерелами соціально-економічних даних служать в основному державна статистика і адміністративна звітність (надійні дані, але, як правило, вони конфіденційні, доступ до них обмежений) і тематичні карти. Відомча інформація може поставлятися в цифровій формі на комерційній основі, проте вона часто має особливий географічний обхват або специфічне узагальнення.
Соціально-економічні дані малопридатні для баз даних ГІС, якщо відсутня достовірна інформація про їх просторовому розміщенні. Просторова прив'язка інформації дозволяє узагальнювати дані за географічним принципом, наприклад, переходити від даних по окремих містах до даних про регіон. Соціально-економічні дані швидко змінюються і застарівають.
Ще один тип даних, що з'явився внаслідок розвитку ГІС - це дані географічної прив'язки - географічні матеріали, представлені у вигляді базових карт територіальних одиниць і атласів, а також цифрові матеріали - файли кордонів, дані багатоцільового кадастру, координатні дані, одержувані системами супутникового позиціонування.
Разом з даними потрібно отримувати і так звані метадані. Метадані повинні містити інформацію про проекцію, географічній основі і базовій карті, рівні генералізації, ценз і нормі відбору об'єктів картографування, дизайні, дані про час створення або перевидання карти й давати додаткову інформацію про процедури збору та компіляції даних, системах кодування та точності приладів. У метаданих необхідно вказувати всі застосовані способи перетворення даних та їх точності. Наявність метаданих дозволяє користувачеві отримати уявлення про достовірність інформації, а їх відсутність часто веде до неправильному трактуванні та хибним уявленням набряклості самих даних.
Широкі можливості для отримання даних відкривають комп'ютерні мережі. У мережі Internet: в даний час поширюються електронні карти та атласи (туристичні, тематичні карти і атласи, створені для презентацій), відскановані друковані карти і знімки, мультимедійні зображення, динамічні карти, наприклад, синоптичні.
Знімки та карти можуть довводіться в ГІС у міру потреби. У силу обмеженості технічних ресурсів дані можуть зберігатися як в цифровому, так і не цифровому вигляді (традиційні карти, знімки).
Загальне уявлення про інформаційну забезпеченості території повинна давати інформаційно-пошукова система, яку доцільно включити в структуру ГІС.
Аналіз загального складу даних - геокодірованной інформації, необхідної для створення функціонуючої ГІС, показує, що для його визначення необхідно відповісти на ряд питань:
чи є можливість збору, зберігання та оновлення географічної інформації?;
які очікувані обсяги даних і які їхні формати?;
який обсяг даних необхідно перетворити в цифрову форму, скільки часу це замет і скільки буде коштувати?;
які якість даних, надійність інформації?;
якого роду труднощі можуть виникнути при обробці інформації?
2.7.2.Проектірованіе географічних баз і банків даних
Виявлення географічних об'єктів і явищ і подальший вибір адекватного представлення даних про них є складовою частиною процесу, іменованого проектуванням бази даних.
У ГІС користувач розглядає реальний світ через призму тематичної бази даних. Вимірювання та вибірки, що містяться в базі даних, повинні якомога повніше і точніше відповідати предмету дослідження та його основними характеристиками. Представлення даних повинне враховувати типи їх можливих перетворень. До створення БД ГІС пред'являються високі вимоги, пов'язані з просторовою формою організації і представлення даних.
Вимоги до бази даних. База даних повинна бути:
узгодженої за часом - що зберігаються в ній кількісні дані повинні відповідати певному часу, бути актуальними;
повної, досить докладне для передбачуваного створення ГІС або картографічного твору; категорії даних та їх підрозділи повинні включати всі необхідні відомості для здійснення аналізу або математико-картографічного моделювання досліджуваного об'єкта або явища;
позиційно точною, абсолютно сумісної з іншими даними, які можуть додаватися до неї;
достовірної, правильно відображає характер явищ, для цього необхідно чітко визначити включені до неї атрибути явищ;
легко оновлюваної;
доступною для будь-яких користувачів.
Проектування бази даних. У процесі проектування БД звичайно виділяють три основних рівні: концептуальний, логічний і фізичний.
Концептуальний рівень не залежить від наявних апаратних і програмних засобів. Для БД ГІС він пов'язаний з концептуальною моделлю географічних даних і включає: опис і визначення аналізованих об'єктів; встановлення способу подання географічних об'єктів в базі даних; вибір базових типів просторових об'єктів - точки, лінії, ареали, осередки растра; вирішення питання про спосіб представлення розмірності і взаємозв'язків реального світу в БД (наприклад, чи слід показати будинок ареалом або крапкою).
Логічний рівень визначається наявними програмними засобами і практично не залежить від технічного забезпечення. Він включає розробку логічної структури елементів бази даних відповідно до системи управління базами даних (СКБД), використовуваної в програмному забезпеченні. СУБД являє собою три взаємопов'язані компоненти: командна мова для виконання необхідних операцій з даними (введення, висновок, модифікація), інтерпретує систему (або компілятор) для обробки команд і переведення їх на мову машини, інтерфейс користувача для формування запитів до БД (вибірки потрібних даних ).
Найбільш поширеними логічними структурами - моделями БД і їх СУБД - є ієрархічна, мережева, реляційна.
2.7.3.Позіціонная і семантична складові даних
Просторові дані традиційно поділяються на дві взаємопов'язані складові - позиційні і непозиційної дані.
Позиційна інформація описує положення географічних об'єктів (або просторову форму) в координатах двох-і тривимірного простору - декартових (x, y, z) або географічних.
До непозиційній інформації належать якісна характеристика просторових об'єктів (семантика) і статистика; ця інформація називається атрибутивною і представляється у вигляді текстових або числових параметрів. Вона відповідає тематичної формі даних або кодованому поданням взаємозв'язків об'єктів (топології). Майже завжди тип об'єкта маркірується і орієнтується по його атрибутивним параметрами (дорога має назву і ідентифікується з її класу - грунтова, шосе). Зазвичай атрибутивна інформація не має просторового характеру, хоча деяка її частина може мати зв'язок з просторовою природою досліджуваного об'єкта; наприклад, площа, периметр.
В якості атрибутивної інформації часто виступає час (тимчасова форма), яка може відображатися кількома способами: вказівкою тимчасового періоду існування об'єктів, співвіднесенням інформації з певними моментами часу, вказівкою швидкості руху об'єктів.
Кількісні атрибути створюються відповідно до номінальних, порядковими, інтервальними або пропорційними шкалами вимірювань. Важливо знати, які шкали вимірювань використані для даних, оскільки це визначає характер можливих математичних операцій з ними.
Коротко складові просторових даних називають геометрією й атрибутами.
2.7.4.Представленіе точкових, лінійних і майданних об'єктів в базі даних і на цифровій карті
В БД ГІС картографічні джерела та підсумкові карти представляються у вигляді цифрових карт, кожна з яких є "цифрову модель карти, створеної шляхом цифрования картографічних джерел, фотограмметричної обробки даних дистанційного зондування, цифрової реєстрації даних польових зйомок". Відмінність таких карт від традиційних зображень полягає в тому, що вона, як і БД, недоступна безпосередньому сприйняттю людиною як карта. Тому важливо знати, як географічні об'єкти представляються у БД і на цифровій карті.
Будь-яка БД складається з цифрових уявлень дискретних об'єктів. Зміст карти можна зберігати в БД у вигляді цифрової карти, перетворивши об'єкти карти в об'єкти бази даних. Щоправда, завжди потрібно пам'ятати, що багато чого з показаного на картах умоглядно і не існує в реальному світі: горизонталей в природі не існує, а от удома і озера - це реальні об'єкти.
Отже, географічні об'єкти, що моделюються за допомогою карти або ГІС, мають три форми подання:
об'єкт в дійсності;
об'єкт, представлений у базі даних (деякі автори вводять для таких об'єктів найменування предмет);
знак, який використовується для показу об'єкта (предмета) на карті або на іншому графічному зображенні.
Ми будемо у всіх випадках використовувати найменування "об'єкт", оскільки про що йде мова зазвичай зрозуміло з контексту.
Призначений для відображення в БД або цифровій карті об'єкт - це явище дійсності, останнє в ряду підрозділи однотипних явищ при виборі "елементарних цеглинок" для інформаційного моделювання; наприклад, місто можна вважати об'єктом, при його підрозділі складові частини вже не будуть містами, вони будуть районами , кварталами і т. п.
Об'єкт в БД - це цифрове представлення всього реального об'єкта або його частини. Спосіб цифрового представлення об'єкта залежить від призначення ГІС, масштабу дослідження, його завдань та інших факторів, наприклад, географічно місто може бути представлений у вигляді точки, якщо розглянута територія має масштаби материка; якщо мова йде про базу географічних даних області, той ж місто може бути представлений ареалом.
Подібні явища, інформація про які зберігається в базі даних, визначаються як типи об'єктів - будь-яка група подібних явищ, які повинні мати однакову форму зберігання та подання, наприклад, дороги, річки, висоти, рослинність; тим самим забезпечується основа для формування загального атрибуту явищ. Кожен тип об'єктів повинен бути точно визначений, це допомагає виявити перекриваються категорії даних, вносить ясність у зміст бази даних.
Основні елементи бази даних. Для цифрового подання типів реальних об'єктів необхідно вибрати відповідну форму об'єктів, які є представниками перших (кодами) в базі просторових даних. Їх класифікація може бути заснована на уявленні просторової розмірності:
точка - об'єкти, що мають положення в просторі, але не мають довжини (0-мірні);
лінія - об'єкти, що мають довжину, вони складаються з двох і більше 0-мірних об'єктів (1-мірні);
полігон - об'єкти, що мають довжину і ширину, вони обмежені, принаймні, трьома 1-мірними об'єктами (відрізками) (2-мірні);
об'ємна фігура - об'єкти, що мають довжину, ширину і висоту або глибину, вони обмежені, принаймні, чотирма 2-мірними об'єктами (3-мірні).
Такі об'єкти добре відображають тип просторової локалізації реальних об'єктів. Вони можуть бути об'єднані в класи, наприклад, безліч точок для подання безлічі міст.
Просторові типи об'єктів БД можуть групуватися в шари, іменовані також покриттями або темами. Один шар представляє один тип об'єктів або групу концептуально взаємопов'язаних типів об'єктів. Наприклад, шар може включати тільки відрізки водотоків, або ж водотоки, озера, берегову лінію і болота. Можливі найрізноманітніші варіанти системи шарів, як і моделі даних. Деякі бази просторових даних створюються шляхом об'єднання всіх об'єктів в один шар.
Одні й ті ж географічні явища можна представити в різних масштабах і з різною точністю. Перехід від одного подання до іншого досить складний, наприклад, перехід від дрібного масштабу (1:250 000) до великого (1:10 000). Тому часто зустрічаються бази даних, що містять множинні уявлення одних і тих самих явищ. Це неекономно, але уникнути цього поки не вдається, бо відповідні методи переходу ще недостатньо розроблені.
2.7.5.Об'ектно-орієнтовані та реляційні структури БД
У переважній більшості ГІС використовуються реляційні бази даних, підтримувані такими СУБД як dBASE, INFO, ORACLE, INFORMIX і т.п. Такі БД дозволяють розробникам ГІС розділити проблему управління просторовими даними на дві частини: як представляти геометрію об'єктів і топологію просторових об'єктів (вектор або растр) і як працювати з атрибутами цих об'єктів. Для цього годяться реляційні СУБД, а керовані ними моделі даних іноді називають геореляціоннимі моделями. Основні їх переваги такі:
немає необхідності зберігати атрибути з просторовими даними, але вони завжди можуть міститися де-небудь у системі або поставлятися, наприклад, по мережі;
атрибути можуть бути змінені або видалені без зміни просторової БД;
комерційні реляційні СУБД стандартні і можуть управлятися стандартними запитами;
зберігання атрибутивних даних в реляційних БД не суперечить основним принципам шарів у ГІС;
атрибути можуть бути прив'язані до просторових одиницям і представлені різними способами.
Останнім часом, особливо в розробках фірми ESRI, велика увага стала приділятися четвертого типу СУБД - об'єктно-орієнтованому (тут цей термін має відношення тільки до структури БД і мови програмування, а не об'єкту як реальності). Її застосування спрямоване на зниження обсягів збереженої інформації і часу послідовного пошуку в БД. У ГІС такі структури застосовуються, коли з'являється необхідність управління складними реальними об'єктами більш розумним способом, ніж простими точками, лініями і полігонами, а також модифікації БД при оверлее полігонів.
В об'єктно-орієнтованих БД потрібно, щоб географічні дані були визначені як сукупності елементів. При цьому вони характеризуються серією атрибутів і параметрів їх поведінки, які визначають їх просторові, графічні, часові, текстові / чисельні розмірності. Прикладами таких елементів можуть служити ділянку залізниці і пов'язане з ним будівля вокзалу, ділянка трубопроводу з серією відгалужень різного діаметру і т.п. Така структура дозволяє уніфікувати зберігання геометрії і атрибутів при відображенні взаємопов'язаних об'єктів.
2.7.6.Організація і формати даних
Для зберігання цифрових просторових даних, позиційної і атрибутивної їх складових в БД застосовують різні структури, які пов'язані в основному з векторним або растровим уявленнями географічних об'єктів. Способи комп'ютерної реалізації цих уявлень носять, відповідно, назви векторний і растровий формати.
У векторному форматі, в якому просторові об'єкти представляються точками, лініями і полігонами, позиційна складова чи геометрія зазвичай зберігається в одному файлі у вигляді індексованих записів: індекс кодує об'єкт (відповідно, точковий, лінійний або полігональний), а запис складається з набору пар або трійок координат, число яких в записі відповідає типу об'єкта: 1-для точки, n - для лінії або полігону. Щоб відрізнити запису для ліній і полігонів їх або кодують різними типами індексів, або для полігонів у останній запис повторюють координати першої точки полігону.
Значення атрибутів часто впорядковують у вигляді таблиць атрибутів. У реляційних моделях БД кожна клітина таблиці відображає значення одного з ознак певного об'єкта. У залежності від способу відображення тимчасова форма фіксується в одній таблиці атрибутів даного об'єкта або в декількох таблицях для різних часових етапів. Таблиця відображає тематичну і, почасти, просторову форми інформації.
У растровому форматі геометрія і атрибути зберігаються в одному файлі: записи в ньому організовані по рядках або стовпцях растра, номери яких кодують систему координат, а кожне число в записі кодує унікальне значення атрибуту, що відноситься до однієї комірці растра (пікселу).
Зіставлення векторного і растрового форматів. Основні проблеми, що визначалися при виборі растрового або векторного форматів - це відображення реальності, точність координат, швидкість аналітичної обробки, потреби в обсязі пам'яті, відображення характерних ознак явищ.
Обробка даних. Дані в растрових форматах обробляються швидше при вирішенні таких аналітичних завдань, як накладення (оверлей), визначення сусідства, виконання логічних запитів. Для визначення взаємного положення об'єктів та їх аналізу в більшості випадків потрібно лише порівняти зміст відповідних осередків растра в різних шарах БД із застосуванням найпростіших умовних операторів.
При побудові векторної топології доводиться багато разів виконувати однотипні обчислення і логічні перевірки, наприклад, для знаходження точок перетину відрізків ліній, складових контури об'єктів. Складні алгоритми необхідні і при накладенні полігонів, для виявлення помилкових ("паразитних") полігонів. Ці обставини подовжують час обробки даних, запитів користувачів.
Зберігання даних. Найпростіший метод зберігання растрових даних вимагає 1-2 байтів пам'яті для кожного пікселя незалежно від величини їм представляється, і в цьому аспекті він не ефективний. У деяких системах зберігання існують обмеження на кількість рядків і стовпців. На практиці застосовуються різні методи стиску інформації; найбільш поширеним з них є групове кодування, при якому ступінь стискування залежить від просторової мінливості даних. Однак у деяких випадках групового кодування упаковка і розпаковування даних дає лише невелику перевагу в порівнянні з їх поячеечним зберіганням.
Для зберігання простих полігонів у векторному форматі потрібні невеликі обсяги пам'яті; в загальному випадку необхідний її обсяг залежить від складності об'єктів, від того, що зберігається разом з координатами, а також від точності координат (одинарна або подвійна). У цілому векторні системи використовують менший обсяг пам'яті в порівнянні з растровими системами, графічне вирішення яких можна порівняти з векторними.
Растрові бази даних приваблюють простотою організації, швидкістю багатьох операцій; вони особливо привабливі для фахівців у галузі дистанційного зондування, які звикли оперувати пікселями при обробці інформації, а також при поданні первинних і систематизованих даних про висоти рельєфу. Растровий файл легко отримати шляхом сканування фотовідбитків або паперових карт. З іншого боку, в багатьох випадках растровий підхід веде до втрати деталей. Растрові дані різних джерел можуть мати різний розмір елементів, орієнтацію, положення, проекцію. У разі їх спільного використання необхідний процес інтерполяції інформації з однієї системи елементів растра в іншу. При цьому перехід до елементів більшого розміру відносно безпечний, перехід до менших елементів загрожує великими неприємностями.
Хороші результати дає використання систем, в яких растровий і векторний аналіз можуть здійснюватися паралельно з використанням функцій перетворення (конвертування) форматів. Такі системи дозволяють, наприклад, здійснити накладання векторної карти ділянок з різним типом використання земель на знімок для більш точного його дешифрування, а потім знімок використовувати для коригування векторної карти ареалів рослинності.
Обмінні формати даних. Спільне використання різних джерел даних (як векторних, так і растрових) пов'язане з ще одним поняттям формату даних - шаблоном подання їх у файлах даних. Деякі з них прийняті державними організаціями як стандарти, інші визначаються розповсюджувачами даних та розробниками програмних засобів як внутрішні формати. Велика кількість таких форматів і вже накопичених даних роблять надзвичайно важливою проблему розробки спеціальних обмінних форматів і способів їх конвертування. Багато сучасних ГІС-пакети представляють широкі можливості для конвертації внутрішніх форматів, як в обмінні, так і формати інших пакетів.
Графічні формати, використовувані як обмінні в різних ГІС-та графічних пакетах програм, також діляться на векторні і растрові.
Серед векторних найбільше поширення отримав формат DFX пакету AutoCad, використовує для передачі атрибутивної інформації формат DBF (Dbase), більш докладні характеристики різних форматів можна знайти в тлумачному словнику.
Перетворення даних інших цифрових джерел. Все більше даних з'являється на магнітних носіях, CD-ROM, даних, доступних в мережі Internet; (цифрові карти світу - DCW, цифрові картографічні дані Геологічної служби США - DLG, цифрові космічні знімки, так звані Quicklook, і багато інших).
Потрібно пам'ятати, що поки зображення, поширювані в Internet, часто мають низьку роздільну здатність, растровий формат і обмежені розміри.
Істинне горизонтальне і вертикальне положення об'єктів зазвичай безпосередньо визначається в результаті польової зйомки. Система супутникового позиціонування (ССП) - новий спосіб точного визначення положення об'єктів на земній поверхні. Положення об'єкту розраховується за сигналами, що надходять з серії ШСЗ (ГЛОНАСС, Росія, NAVSTAR або GPS, США) з точністю від метрів до декількох сантиметрів. Вона порівнянна з точністю самих великомасштабних карт.
2.7.7.Качество даних і контроль помилок
Уявлення про якість даних, їх точності та оцінці похибки стають надзвичайно важливими при створенні баз і банків даних ГІС. Існує практично загальна тенденція забувати про помилки в даних, якщо останні представлені в цифровій формі. Всі просторові дані до деякої міри неточні, але в цифровій формі вони зазвичай видаються з високою точністю, обумовленою параметрами пам'яті комп'ютера. Необхідно кожний раз розглядати два питання:
наскільки правильно подаються в БД цифрові структури відображають реальний світ;
наскільки точно алгоритми дозволяють розрахувати справжнє значення результату.
Методи розрахунку точності визначень за картками розглядаються в курсі картографії, з поняттями надійності та якості географічних даних корисно ознайомитися в роботі. Показники якості даних визначаються стандартами. Основні з них: позиційна точність і точність атрибутів об'єктів, а також логічна несуперечність, повнота, походження, пов'язані з базі даних в цілому.
2.7.8.Позіціонная точність даних і типи помилок
Позиційна точність визначається як величина відхилення виміру даних про місцезнаходження (зазвичай координат) від істинного значення. При її визначенні, як правило, виходять з масштабу дослідження або первинного матеріалу, наприклад, в даних про природні ресурси прагнуть досягти точності карти заданого масштабу. Забезпечення більшої точності вимагає більш якісних вихідних матеріалів, але завжди варто задатися питанням, чи виправдані додаткові витрати завданнями дослідження.
Точність координат визначається по-різному в растровому і векторному поданні.
Точність растра залежить від розміру осередків сітки. Для уникнення втрати інформації можна використовувати комірки меншого розміру з тим, наприклад, щоб показати штучні об'єкти, але слід оцінити, що буде представляти обрана осередок у заданому масштабі. У більшості випадків неясно, чи відносяться координати, представлені в растровому форматі, до центральної точки клітинки або до одного з її кутів; точність прив'язки, таким чином, становить 1 / 2 ширини і висоти комірки.
Координати у векторному форматі можуть кодуватися з будь-якою мислимої ступенем точності; вона обмежується можливостями внутрішнього подання координат у пам'яті комп'ютера. Зазвичай для подання використовується 8 або 16 десяткових знаків (одинарна або подвійна точність), що відповідає обмеженню по точності відповідно до 1 / 108 і 1 / 1016 вимірювання на місцевості. Для отримання такої ж точності растра необхідно, відповідно, 108х108 або 1016х1016 осередків, що неможливо навіть при спеціальному стиску даних. Але лише деякі класи даних відповідають такої точності векторного представлення: дані, отримані точної зйомкою, карти невеликих ділянок, складені на основі великомасштабних топографічних карт; лише для небагатьох природних явищ характерні чіткі межі, які можна представити у вигляді математично визначених ліній. Тому можна стверджувати, що тонкі лінії в векторному форматі дають помилкове відчуття точності. Зазвичай на карті товщина лінії відображає невизначеність положення об'єкта. Тому у векторній системі фіксується невизначеність положення векторного об'єкта, а не точність координат. У растровій системі ця невизначеність автоматично виражається розміром осередку, який і дає дійсне уявлення про точність.
Точність бази даних. Майже кожен етап створення БД загрожує внесенням помилок.
Карти не вільні від похибок, які при цифрование автоматично переносяться до бази даних, з-за генералізації вони не завжди точно фіксують інформацію про місцезнаходження об'єкта; невідповідності на кордонах листів можуть зумовити невідповідності в базі даних.
Помилки характерні для даних, взятих з некартографіческіх джерел. Вони можуть з'явитися і при проведенні інвентаризації за аерофотознімки, якщо зображення дешифрованого невірно, часто виникають тому, що занадто велика довіра до базових картками. Інші помилки пов'язані з проблемою кордонів та похибками класифікації. Багато помилок обумовлені особливостями збору даних. Ручне введення цифрових даних вельми обтяжливий і важко зберігати якість роботи протягом довгого часу.
Для зниження помилок у вимірюванні місця розташування використовують геодезичний контроль та системи супутникового позиціонування, а також створення масивів даних географічної прив'язки. До останніх пред'являють особливо високі вимоги по точності та достовірності ще на етапі збору вихідної інформації. Їх застосування в якості основи для інтеграції даних у відомих оригінальних масштабах і проекціях не викликає труднощів. У всіх інших випадках потрібно перетворення інформації, яка повинна виконуватися за правилами картографічної генералізації і узгодження. Більша частина даних про місцезнаходження береться з аерознімків, при цьому точність залежить від правильного розміщення контрольних точок. Дані космічної зйомки важче розташувати з великою точністю - не дозволяє роздільна здатність знімка.
На весь набір даних впливають: помилки реєстрації та визначення контрольних точок, перетворення координат, особливо коли невідома проекція вихідного документа; помилки обробки даних, неправильний логічний підхід, генералізація і проблеми інтерпретації; математичні помилки; втрата точності представлення через невисоку точності обчислень; переклад векторних даних у растровий формат.
У БД звичайно використовуються дані з різних джерел з різним ступенем точності. При накладенні безлічі карт точність результуючого матеріалу може виявитися дуже низькою. Проте більший інтерес представляє показник придатності отриманої карти. Для деяких типів операцій ступінь придатності карт визначається точністю найменш точного шару БД. Показник придатності можна оцінити також за його стійкості при зміні порядку введення даних або зміні ваги атрибута.
Часто виникають штучні ознаки помилок (артефакти) - це небажані наслідки застосування високоточних процедур для обробки просторових даних, що мають невелику точність. Використання растрових даних дозволяє застрахуватися від артефактів до тих пір, поки розмір елемента растра більше або дорівнює позиційної точності даних. При роботі з векторними даними артефакти виникають при кодуванні (цифрование) і накладення полігонів.
Щоб перевірити позиційну точність, потрібно використовувати незалежний, більш точний джерело, наприклад, карту більшого масштабу, дані супутникового позиціонування, первинні ("сирі") дані зйомки. Для контролю можна використовувати і внутрішні ознаки: незамкнуті полігони, лінії, що проходять вище або нижче вузлових точок, і т. п. Величина цих похибок може служити мірою позиційної точності.
Найбільш надійним шляхом створення якісних БД, особливо для її багаторазового і багатокористувальницького застосування, є зберігання інформації про точність у самій БД у вигляді атрибутів або метаданих.
2.7.9.Точность атрибутивних даних
Точність атрибутів визначається як близькість їх до дійсних показниками (на даний момент часу). У залежності від природи даних точність атрибутів може бути проаналізована різними способами.
Для безперервних атрибутів, що представляють модель поверхні, наприклад, ЦМР, точність визначається як похибка вимірювань за цією моделлю.
Для атрибутів об'єктів, що виділяються в результаті класифікації, точність виражається в оцінках відповідності, визначеності або правдоподібності. У разі двох об'єктів ситуація, в якій вони представлені поєднанням 70% атрибута об'єкта А і 30% атрибуту В, краще, ніж коли об'єкти А і В недостатньо визначено, що не дозволяє чітко розмежувати їх. У загальному випадку для оцінки точності атрибутів корисно скласти матрицю помилок класифікації. Для цього потрібно взяти кілька випадкових точок, визначити їх категорію по базі даних, потім на місцевості визначити справжній клас і заповнити матрицю класифікації (відповідності). Якщо, наприклад, число класів 4, а кількість обстежених точок 100, з них на місцевості визначено 25 точок класу А, 18 точок - В, 24 - С і 33 - Про (табл. 1).
В ідеалі всі крапки повинні розташовуватися по діагоналі матриці; це показує, що на місцевості та в базі даних зафіксований один і той же клас. Помилка пропуску виникає тоді, коли точки класу на місцевості неправильно зафіксовані в базі даних. У матриці

Таблиця 1
Матриця класифікації класу В дорівнює сумі
Клас на місцевості
Клас у БД
А
У
З
0
Всього
А
12
7
3
3
25
У
3
10
3
2
18
З
3
5
15
1
24
0
4
4
4
21
33
Всього
22
26
25
27
100
записів у стовпцях А, З і О рядка В (кількість точок, які відносяться на місцевості до класу В, а в базі даних - до інших класів). Помилка додавання (помилкового класу) має місце у випадках, коли в базі даних зафіксований клас, якого немає на місцевості, наприклад, для класу А - це сума записів у рядках В, С і О стовпчика А (відповідає числу точок, неправильно віднесених до класу А в базі даних).
Для узагальнення матриці відповідності використовують такий показник достовірності класифікації, як кількість правильно класифікованих точок, розташованих по діагоналі матриці (у%). Насправді це число може бути випадковим. Щоб врахувати цей факт часто при узагальненні результатів використовують так званий індекс до каппа Коена, що вносить поправку на випадковість. Він обчислюється за формулою:
K = (dq) / (Nq) (1)
де d - число випадків правильного отримання результату (сума значень, що стоять на діагоналі матриці відповідності); q - число випадкових результатів, яке обчислюється через число випадкових результатів у стовпцях пс і істинних в рядках пг матриці відповідності. N - загальне число точок. Для абсолютно точних результатів (всі N точок на діагоналі) каппа дорівнює 1, а при чисто випадковому попаданні - О. У наведеному прикладі
q = (22x25/100 + 26x18/100 + 25x24/100 + 27x33/100) = 25,09; K = (58-25) / (100-25) = 0,44;
показник достовірності класифікації дорівнює 44%, що менше значення, отриманого по діагональних елементів (58%).
Невизначеність атрибутів кожного елемента растра постійна для кожного з представлених класів об'єктів, а позиційна невизначеність постійна для всього растру - фіксується один раз для всієї карти.
Для соціальних даних основне джерело неточності в атрибутах - недооблік даних. Наприклад, при проведенні перепису у деяких районах і по деяким соціальним групам недооблік може бути дуже високим (> 10%).
2.7.10.Логіческая несуперечність, повнота, походження
Ці елементи якості даних відносяться до бази даних в цілому, а не до об'єктів, атрибутів або координатами.
Логічна несуперечність пов'язана з внутрішньою непротиворечивостью структури даних, з топологічним представленням даних, що означає наявність вичерпного списку взаємовідносин між зв'язковими геометричними уявленнями даних без вимірювання збережених координат просторових об'єктів. Вона зазвичай полягає у відповідях на питання: замкнуті чи полігони, чи немає полігонів без позначок або з декількома мітками, чи є вузли на всіх перетинах дуг. Логічні суперечності можуть бути пов'язані з проблемами узгодження інформації і географічних кордонів при поєднанні даних з різних джерел.
Повнота пов'язана зі ступенем охоплення даними безлічі об'єктів, необхідних для представлення реальності або відображення на результуючої карті (чи всі відповідні об'єкти включені в базу даних?). Вона залежить від правил відбору об'єктів або явищ, генералізації і масштабу.
Походження включає відомості про джерела даних, часу збирання даних, точності джерел і цифрових даних, організації, яка їх збирала, про операції зі створення бази даних (як кодувалися дані і з якого вихідного матеріалу, як відбувалася їх обробка). Зазвичай ця інформація міститься в спеціальних файлах метаданих.
2.7.11.Особенності інтеграції різнотипних даних
Нові види і типи цифрових даних вимагають розробки методів їх спільного використання, оцінки придатності для створення ГІС та складання карт. Створення проблемно-орієнтованих банків географічних і картографічних даних і знань сприяє не тільки накопичення та обміну інформацією, а й підвищенню якості та достовірності результатів, одержуваних ГІС. Особливо зростає роль таких банків для інтеграції, просторового та тематичного узгодження інформації.
Проблеми інтеграції даних особливо гостро постали у зв'язку з широким використанням вже існуючих цифрових карт, що містяться в різноманітних базах просторових даних і розповсюджуються по телекомунікаційних мережах. Вони можуть бути шарами проблемно-ГІС, представляти результати комп'ютерного дешифрування аеро та космічних знімків, цифрового моделювання об'єктів або явищ. Інформація щодо їх походження, методів створення, точності та достовірності часто відсутня або недоступна. Сукупність цифрових даних про просторові об'єкти, що становлять зміст баз географічних даних ГІС, по суті, ще не є цифровою картою. На картах, створених на основі даних дистанційного зондування, "піксельні" дозвіл і генералізація можуть не відповідати показникам картографічної точності і генералізації для вибраних масштабу і проекції. Особливо складна інтеграція даних, що подаються на карті умовними знаками, через їх внемасштабності та унікальності.
Технологія створення цифрових карт часто визначається тимчасовими, не усталеними, розрізненими, не завжди професійно складеними інструкціями та технічними завданнями, розробленими виробником чи замовником робіт, відомчими інструкціями. Все частіше з'являються у публікаціях повідомлення про помилки у цифрових картах, а іноді про їх повної непридатності до використання або ненадійності як джерел даних.
При традиційному (паперовому) створенні карт різнотипні дані застосовуються давно і методи їх спільного використання добре розроблені. Сучасне технічне і програмне забезпечення дозволяє на основі будь-яких доступних даних створювати скільки завгодно складні за змістом карти і робити їх легко доступними для використання та модифікацій. Але часто це робиться без урахування картографічних традицій, в той час як довіра до цифрових картах велике. Вирішення проблем інтеграції даних при створенні та використанні цифрових карт лежить в області розробки інфраструктури просторових даних (на національному, міждержавному рівнях), чіткої структури метаданих і картографічно обгрунтованого застосування ГІС-технологій при роботі з різнотипними даними.
Під формуванням інфраструктури просторових даних мається на увазі розробка механізму їх обміну та накопичення (доступність, вартість, система стандартів на дані і обмін ними, мета дані), а також визначення єдиної - базової - просторової інформації, до якої, в першу чергу, слід віднести геодезичну основу , рельєф, гідрографію, транспортну мережу, адміністративні кордони.
Перевага геоінформаційних методів полягає в можливості оцінити придатність даних для спільного використання та здійснити їх інтеграцію на основі виконання просторового аналізу за допомогою ГІС-технологій. Проте основне правило при інтеграції інформації таке: якість даних має бути визначено швидше під час отримання даних, ніж при спробі застосувати ці дані. Тоді зазначені технології можуть істотно полегшити їх коригування для поставленої задачі.
Основні проблеми, що виникають при спільному використанні різнотипних даних: відображення положення кордонів у різних цифрових джерелах, тимчасові параметри даних і спосіб відображення структури геосистем.
Гарним технологічним прийомом інтеграції різнотипних даних довільних джерел може стати створення спеціалізованих експертних систем. Їх завдання - виконання оцінок якості та придатності таких даних, що спирається на три базових складових системи: метадані, логічні процедури, що враховують характер прояву основних джерел можливих помилок в цифрових просторових даних, ГІС-технології, реалізують традиційні та сучасні прийоми поєднання інформації для створення БД.
2.8.ТЕХНІЧЕСКОЕ І ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ГІС
2.8.1.Требованія до технічного і програмного забезпечення ГІС
Стратегію створення будь-якої ГІС визначають функції, які вона буде виконувати. Крім традиційних - збір, зберігання, обробка та передача інформації, ГІС повинні мати функції, сприяють поєднанню склалися раніше і нових геоінформаційних методів вирішення географічних завдань.
Процес застосування ГІС-технологій для користувача ГІС включає:
пошук, збір, оцінку та осмислення особливостей просторових даних, що подаються в цифровій формі;
визначення складу та тематичного змісту просторової інформації, необхідної для вирішення поставленого завдання, у поєднанні з питаннями визначення системи координат, в якій створюється основа бази даних, структури та моделі даних, методів і засобів цифрования і зберігання даних, оцінки їх точності та достовірності;
аналіз просторових даних, що включає: аналіз взаємозв'язків процесів і явищ у природі засоби перетворення та суміщення в просторі інформації різного типу (оверлея), генералізацію картографічних, аерокосмічних і статістіческіхданних, інтерактивне дешифрування знімків;
моделювання: вибір відповідної математичної моделі та необхідних параметрів для неї - побудова географічної (картографічної, математико-картографічної) моделі;
уявлення просторових даних (електронні та комп'ютерні карти і атласи, перетворені знімки, таблиці, анімаційні моделі тощо);
з технічної точки зору виконання в режимі "меню" наступних функцій:
створення бази даних;
додавання записів до бази даних;
коректування і маніпулювання даними в рамках географічної моделі;
створення вихідної продукції на основі виконаного аналізу даних і засобів комп'ютерної графіки
2.8.2.Подсістеми реалізації ГІС-технологій в ГІС
Підсистема введення і корекції інформації, призначена для забезпечення вихідною інформацією розв'язуваної прикладної задачі, тобто для адаптації до неї інтегрованих в БД ГІС просторових даних, тим чи іншим способом представлених у цифровій формі. Введення в базу даних вихідної інформації (карти, знімки, атрибути) - це найбільш вузьке місце створення ГІС, що обмежує застосування ГІС-технологій: він вимагає великих витрат праці, стомлюючий, чреватий помилками, виникає необхідність попередньої підготовки вихідних документів (карт) з тим, щоб їх якість відповідала суворим вимогам автоматизованого введення. Його вартість часто складає більше 80% всіх витрат на створення кінцевого продукту. Численні приклади показують, що створення бази даних стає фіналом проекту, який так і не доходить до стадії аналізу зібраного матеріалу. Одним з виходів може стати спільне користування цифровими даними, оскільки все більше просторових даних переводиться в цифрову форму. Процедури наповнення БД інформацією спираються на використання заздалегідь вибраних ГІС-технологій. У їх функції входить також конвертування даних з різних обмінних форматів, або перетворення типу растр-вектор або навпаки.
Підсистема зберігання просторової інформації - це база даних ГІС - впорядкована множина введеної та організованою за певними правилами цифрової інформації, кероване спеціальною програмою (СУБД), пов'язаної з обраною моделлю БД. БД повинна відповідати цілям дослідження, вона незалежна від прикладних програм і доступна безлічі користувачів за їх запитами: крім свого прямого призначення (зберігання) вона забезпечує доступ до даних, поданих у цифровій формі, і «швидкість» цього доступу - найважливіша характеристика цієї підсистеми ГІС.
Підсистема обробки та аналізу даних являє собою програмний комплекс, призначений для вирішення прикладних завдань. Він забезпечує можливість: перетворення і взаємних переходів форматів даних в процесі виконання завдання; суміщення різних типів інформації для вивчення взаємозв'язків і залежностей; тематичного аналізу даних (наприклад, дешифрування знімків, складання похідних карт), виконання таких основних операцій з географічними даними як визначення відстаней і площ, статистичних характеристик, інтерполяція, побудова цифрових моделей рельєфу (ЦМР) і тривимірних (3D) зображень, профілів. Набір операцій визначається математичним та програмним забезпеченням ГІС.
Особливе місце в підсистемі обробки та аналізу даних відводиться моделювання, на якому базуються по суті всі наукові дослідження. Моделювання забезпечує можливість у більш простому і доступному для вивчення вигляді представляти структуру, властивості, взаємозв'язки і відносини між об'єктами і явищами природних процесів, їх динаміку та функціонування. Процес моделювання в ГІС може виконуватися або з використанням математичних моделей, в яких параметрами є кількісні характеристики природних процесів чи явищ, або шляхом експертної обробки (якісної і кількісної оцінки) даних. У географії для моделювання найчастіше використовуються методи статистики, класифікації, а також побудова математико-карто-графічних моделей. Використання різночасних багатозональних знімків і карт дає можливість аналізувати багатовимірні моделі реальності, природним чином визначаються багатомірністю спектрального простору, що задається числом зон знімків, і часом. Привабливі і корисні імітаційні моделі, реалізовані в ГІС із застосуванням засобів мультимедіа.
Завдання користувача ГІС полягає насамперед у правильному виборі методу-моделі, адекватної розв'язуваної задачі.
Підсистема виведення в ГІС призначена як для стандартного відображення результатів рішення задач у вигляді текстів і таблиць, так і для графічної візуалізації результатів (карт, перетворених знімків) у вигляді безпаперових (дисплейних) зображень і в друкованому вигляді.
ГІС повинна мати гарну користувача підсистемою. Це система зручних меню, зручний доступ до бази даних і файлів, зручні засоби відображення даних на екрані і друкуючому пристрої, доступні засоби машинної графіки. Такий "призначений для користувача інтерфейс" безпосередньо пов'язаний з математичним і програмним забезпеченням.
Управління проблемно-орієнтованої ГІС покладається на експертну підсистему, яка в найпростішому випадку може бути реалізована на основі надання користувачу можливостей розвиненого інтерфейсу зі всіма компонентами ГІС.
2.9.Прімененіе ГІС у різних областях
Комп'ютер став звичайним робочим інструментом. Природознавці і екологи, проектувальники і економісти, комерсанти і вчені дедалі частіше стали звертатися до електронних карт як до основи вирішення виробничих завдань, проведення досліджень і прийняття рішень. Цифрові моделі карт (для стислості - цифрові карти) міцно увійшли у повсякденну роботу не тільки тому, що це сучасно, але й тому, що в такому вигляді вони більш гнучкі й зручні для використання. Стрімко розвинулися програмні засоби, розраховані на «пересічного» користувача, а не на програміста і картографа. Набори цифрових топографічних карт з'явилися в якості самостійного комерційного продукту, а також користуються популярністю на численних несанкціонованих ринках, службовців «дзеркалом» попиту на товари. Користувачі все частіше звертаються з питанням про те, у кого краще купувати цифрові карти, скільки вони коштують і якої вони якості.
Оскільки Дата + виконала кілька спільних проектів з підготовки цифрових топографічних карт різного масштабу для ряду російських споживачів, то варто поділитися деякими міркуваннями. Мова піде тільки про топографічних картах, які є базовими для багатьох областей використання.
Перш за все, необхідно попередити, що оцифровка топографічних карт найбільш «ходових» відкритих масштабів: 100000, 1:200000, 1:1500000, 1:1000000, 1:2500000 - сфера діяльності, яка підлягає ліцензуванню з боку Роскартографии. Для отримання ліцензії будь-яка організація повинна надати досить докладні відомості про техніку, програмне забезпечення, технології і фахівців, що доводять професійну підготовку та наявність необхідних коштів для такого виду робіт. Організацій, що мають таку ліцензію, не так багато. Так що отримати ліцензовані топографічні карти на територію нашої країни можна лише у підрозділів Роскартографии і Військово-топографічного управління. Деякі Установи мають ліцензію на підготовку таких карт виключно для своєї сфери діяльності, і пропоновані ними карти для іншої галузі використання не цілком легітимні. Це юридична сторона справи.
На сьогоднішній день на ринку цифрових карт пропонується досить широкий набір продуктів в різних масштабах і форматах. Практично на територію країни підготовлено, в тому чи іншому вигляді, цифрові топографічні карти всіх відкритих масштабів: від середнього (1:200000 - 1:1000000) до оглядового (1:25000000 -1:8000000 і дрібніше). Чим крупніше масштаб, тим вище трудомісткість їх створення і більше обсяг робіт.
Так, територія Росії покривається 214 листами масштабу 1:1000 000 і приблизно 5000 одинарними листами масштабу 1:200000.
Один аркуш карти 1:200000 у форматі Arcinfo займає близько 2 Мб. Неважко підрахувати, що цифрова карта всієї Росії, підготовлена ​​з даного масштабу, потягне вже на обсяг хорошого жорсткого диска. Про те, як працювати з таким обсягом інформації, мова піде нижче.
Карти України масштабу 1:1000000 існують в декількох варіантах. До цих пір багато російських споживачі використовують DCW (Digital chart of the world) - унікальний у своєму роді цифровий картографічний продукт. DCW-створена в США «Цифрова карта Світу» мільйонного масштабу, поки не має аналогів за охопленням території суші цифровий основою такої подробиці. Однак створювалася вона за американськими навігаційним даними, так що має розбіжності не тільки з нашими картами, але й з російською дійсністю. Ця карта зіграла позитивну роль в розгортанні робіт з цифровими картами в нашій країні і до цих пір служить гарним матеріалом для дослідницької діяльності та навчання.
У принципі, карта 1:1000000 в цифровому вигляді підготовлена ​​Роскартография по вітчизняних матеріалів на територію всієї країни, в тому числі і у форматі Arcinfo. Проблема лише в тому, що вона не відповідає вимогам ГІС (тобто має елементарні топологічні помилки), і в тому, що більша частина листів паперових основ даної картки, з яких підготовлений її цифровий варіант, вже давно застаріла. Про плани оновлення даної карти Роскартография практично нічого не відомо, так що хорошою основою така цифрова карта також не може служити без її уточнення і оновлення з більш свіжим матеріалами дистанційного зондування або польових зйомок.
Карти масштабу 1:200 000 зазвичай використовуються для вирішення завдань на регіональному рівні. Цифрові основи з даного масштабу - останній найбільш докладний матеріал, який можна використовувати без жодних обмежень. Карти масштабу 1:100 000 мають статус «Для службового користування», а більших масштабів - гриф секретності. Вони також застаріли і продовжують застарівати набагато швидше, ніж їх оновлюють. Тим не менш, карти даного масштабу - хороша база для їх уточнення за даними дистанційного зондування, польових зйомок, проектних матеріалів, а також для підготовки і ведення власних тематичних шарів інформації.
Цифрова карта подробиці даного масштабу є у ряді установ в тому чи іншому обсязі, але поки не відомо про існування її в повному обсязі. Більше половини аркушів підготовлено в даний час в Роскартографии, Міністерстві природних ресурсів (ГлавНІВЦ) і ВТУ.О наявності цифрових матеріалів карт даного масштабу заявляють деякі комерційні фірми. У результаті такого стану справ споживачі, які потребують картах на великі території (наприклад, нафтові компанії), змушені замовляти і купувати цифрові основи для використання в ГІС пакетах відразу у кількох виробників. При цьому, вони стикаються з труднощами відомості цих карток у єдину основу і складністю користування ними. Так, на один і той же номенклатурний лист масштабу 1:200 000 Роскартография пропонує 85 покриттів Arcinfo, а ГлавНІВЦ - 46 покриттів. Користувачеві доведеться потрудитися, наприклад, щоб отримати єдиний шар гідрографії, який розкладений в деяких цифрових картах на п'ять шарів! Кількість показуються на даному масштабі класів об'єктів у Роскартографии - 698, в ГлавНІВЦ - 572 (за класифікаторами).
Карти створюються за одним і тим же паперовим тиражним матеріалами, але по-різному. Найбільш точні карти, створювані шляхом векторизації пластиків кольороподілу. Синтетичний матеріал, на який наносяться окремі кольори карти - більш надійна основа, ніж папір. Пластики не мають помилок зрушень друку, які видно неозброєним поглядом на колонці квітів у паперовому відбитку. Наприклад, зсув кольору при відбитку може дати помилку на картах згаданого масштабу до 600 м, що на порядок вище допуску в паперових картах. Це призводить до того, наприклад, що річки в цифрових картах починають порушувати закони гравітації, не потрапляючи в тальвеги рельєфу.
Сама манера оцифровки багато в чому відображає професійні навички та характер оператора. Так, окремі значки чагарників у протилежних кутках аркуша карти можуть бути оцифровані одним оператором двома точками, іншим оператором - невеликими гуртками навколо кожного значка, а третім - зображуватися великою площею, що об'єднує обидва знака. Ці особливості відразу проявляються в процесі об'єднання сусідніх аркушів. До речі, зведення аркушів цифрової карти деякими постачальниками розглядається як додаткова послуга, а не як обов'язкова вимога до електронних карт і їх якості.
У ряді випадків укладачі карт чітко слідують паперовому оригіналу, намагаючись передати не суть відображуваних подій, а спосіб їх зображення. При такому підході болота, наприклад, перестають бути майданними об'єктами, а перетворюються в окремі точкові значки, дороги перериваються в місцях накладення знаків пунсонів населених пунктів, а річки не з'єднуються з акваторією, в які вони впадають. Найчастіше підписуються тільки ті ділянки річок, які були підписані на паперових оригіналах. Недбалість у оцифрування полігональних об'єктів, що мають спільні кордони або логічний зв'язок (наприклад, один об'єкт повністю розташований усередині іншого), призводить до того, що на картах з'являються додаткові об'єкти, утворені незбіжними кордонами, чи явні алогізми: вулиці і квартали, наприклад, заходять за межі міста.
Всі організації користуються різними класифікаторами об'єктів, хоча в їх основі, як правило, лежить один і той же восьмизначний класифікатор ВТУ, виданий в 1985 р. і призначався для паперових карт. Ідея класифікатора - дати єдиний складовою код об'єктах топокарти, що полегшує визначення їх положення в єдиній ієрархічній структурі на основі родової приналежності, та встановлення параметрів груп, до яких вони належить. Ті характеристики, які не вкладаються в цифрове кодове подання - наприклад, власна назва населеного пункту або висотне значення горизонталі - виносяться в додаткові атрибути об'єкта. Відхід від ідеї ієрархічного класифікатора (наприклад, в кодифікатор, використовуваному в ГлавНІВЦ) знижує ефективність його використання в ГІС (при пошуку класу об'єкту, застосуванні загального значка для групи тощо). Те ж можна сказати про бібліотеки кодів характеристик.
Різнобій у побудові класифікаторів породжує віднесення одних і тих же об'єктів до різних класів, груп і, відповідно, приміщення їх у різні тематичні шари. Багато об'єктів втрачають свою цілісність і зв'язність, а в ряді випадків - і суть. Наприклад, в шарі рослинності на деяких картах відсутня заболочений ліс, а є тільки ліс. І тільки, якщо здогадатися поєднати його з іншими шарами, то можна буде зрозуміти, що він заболочений. Взагалі, багато характеристик на карті приписуються до певної точки, в якій вони вимірювалися, наприклад, ширина русла річок, швидкість течії води або породний склад лісу. Приписувати ж ці характеристики всьому об'єкту - всій річці, наприклад, або всьому полігону лісу неправомірно, хоча це зустрічається в електронних картах досить часто.
Особливо варто сказати про метаданих. Метадані або «дані про дані» незаслужено розглядаються як допоміжні до цифровій карті. А без них цифрові карти не тільки неповні, але і можуть стати просто марними. Без додаткових розшифровок важко здогадатися про зміст багатьох полів, значень кодів і назв окремих шарів карти. Якщо не супроводити карти даними про актуальність стану місцевості та рік публікації, можна втягнутися в непотрібну і навіть помилкову роботу з узгодження непорівнянних за часом аркушів топографічних карт. Інший бік справи полягає в тому, що сучасні Інтернет-технології дозволяють здійснювати пошук даних в глобальній мережі картографічних серверів на основі супроводжуючих карти метаданих: просторових (екстент простягання), назв, ключових слів, короткого опису, дат створення і т.п. Якщо така інформація відсутня, то дані ніколи не будуть знайдені або зареєстровані на сервері. Відсутність метаданих для цифрових карт розглядається не як «поганий тон», а як явна помилка.
Перелік грубих помилок і просто небрежностей, що зустрічаються в цифрових картах, на жаль, досить довгий. Для наочності, на ілюстраціях до даної статті наведені деякі з типових помилок в цифрових топографічних картах. З неякісними цифровими картами стикаються багато користувачів, які звертаються до нас по допомогу після покупки карту різних виробників.
Щоб уникнути таких неприємностей, необхідні стандартні вимоги до процедури складання та утримання цифрових топографічних карт, які мають бути сформульовані у технічному завданні на виготовлення карт і служили б критерієм при оцінці карт на їх придатність до використання. Заздалегідь підготовлені єдині класифікатор і довідкові таблиці позбавлять вас від їх різнобою.
Про необхідність таких стандартів говориться досить широко в спеціалізованій літературі з ГІС технологіям та електронної картографії. Міжнародна практика вже має досить солідні багатотомні серії документів, призначені для забезпечення узгодженості робіт і єдності вимог до цифрових карт. Вони широко використовуються на національному рівні в країнах, що мають багатий досвід в області цифрової картографії (США, Великобританія).
Практична необхідність стандартизації в цій галузі змусила деякі вітчизняні галузі і великі корпорації розробляти власні системи уніфікації. Єдині вимоги до цифрових топографічних картах масштабів від 1:5000 до 1:1000000 прийняті, наприклад, у нафтовій компанії ЛУКОЙЛ, яка має розгалужену мережу корпоративних користувачів. В основі цих вимог лежать сучасні об'єктні моделі цифрових карт і клієнт-серверні технології роботи з великими масивами просторової інформації, що зберігається в системі зв'язаних серверів. У ГІС центрі компанії створений і успішно працює сервер базової карти країни масштабу 1:200000, що забезпечує єдину основу для корпоративних даних різних підрозділів і регіонів.
Про розпочатих роботах зі створення галузевого стандарту на цифрові топографічні карти заявили підрозділи Міністерства природних ресурсів. Відрадно, що в якості базової моделі прийнято уявлення карт в топологічно коректних покриттях Arcinfo.
«Крига скресла» в області стандартизації цифрової картографії і в Роскартографии. Головним картографічним відомством випущені перші брошури з загальним поняттям і уявленням.
Так що користувачі можуть з оптимізмом дивитися в майбутнє. Скоро до вас у руки будуть потрапляти тільки хороші цифрові карти, що відповідають стандартам. У картах вам пощастить, будьте тільки уважні і вимогливі при їх придбанні.
2.9.1.Геологія та ГІС
Геологічна інформація має, в переважній більшості випадків, точну координатну прив'язку - як правило, по трьох просторових координатах. Це відноситься як до польових спостережень і одержуваної при цьому первинної інформації, так і до характеристик і властивостей об'єктів, які виявляються і оцінюються в результаті обробки та інтерпретації всього комплексу вихідних даних.
Кінцевим результатом геологорозвідувальних робіт є інформація про геологічну будову надр, про запаси мінеральної сировини та умови його розміщення в надрах. За отриманими матеріалами складаються звіти з додатками до них карт, розрізів, схем та інших графічних матеріалів з відповідними пояснювальними записками, а самі звіти зберігаються в державному і територіальних геологічних фондах. Тобто, результатом виробничої діяльності є інформація, на отримання якої витрачено величезні зусилля і кошти.
Те, що в даному випадку результати, як правило, представлені в картографічній формі з описовими доповненнями, наводить на думку про ефективність використання тут геоінформаційних технологій (на жаль, термін ГІС давно і міцно задіяний у галузі: ГІС - геофізичні дослідження в свердловинах). Слід також зазначити, що геологія, як науково-виробнича галузь - далеко не новачок у використанні інформаційних технологій. У ній застосовується близько ста видів тематичних карт, а засоби обчислювальної техніки і спеціалізовані програмні системи почали тут використовуватися у виробничому режимі (у першу чергу, для обробки даних геофізичних методів розвідки) більше 35 років тому.
2.9.2.ГІС у Бізнес
Перш ніж розглядати програми ГІС в бізнесі, спробуємо охарактеризувати саму предметну область, виділити її серед багатьох інших сфер застосування ГІС технології. Щоправда, зробити це буде не так вже й просто, оскільки поняття бізнесу в широкому сенсі охоплює значну частину видів людської активності, є одним із шляхів, через які люди прагнуть реалізувати свої здібності та знайти своє місце в житті. Отже, що ж таке бізнес? Поняття «Бізнес» досить розпливчасте і, в той же час, всеосяжне. Не претендуючи на точне повне визначення, спробуємо виділити його, з нашої точки зору, основні риси. Отже, під бізнесом може розумітися будь-яка діяльність, спрямована на отримання прибутку (в принципі в слові «нажива» теж немає нічого негативного, хоча в нашому розумінні воно все ж має якийсь негативний сенс. А, по суті, нажива - це те, що людина отримує на життя, завдяки своїй власній активності, додатку своїх сил, знань і умінь. речі, в наших сучасних словниках трактування цього поняття практично не змінилася, тільки слово «нажива» замінено на «дохід» або «прибуток»). А люди, які залучені до цієї діяльності - бізнесмени - по суті, просто є людьми, що займаються справою (діловими людьми).
І все ж таки бізнес - це більш вузьке поняття, ніж діяльність або робота. Воно характеризує підприємницьку діяльність, під якою переважно розуміється діяльність у приватному секторі економіки. Це і діяльність приватних підприємців (так звана індивідуальна трудова діяльність), і діяльність приватних компаній, і діяльність акціонерних компаній і товариств. Тобто, бізнесом з більшим чи меншим успіхом займаються і окремі громадяни («кожен робить свій маленький бізнес» - так раніше казали), і міжнародні корпорації, що розкинули свої щупальця, «смокчуть соки» з усього світу і, в той же час, що забезпечують робочі місця і, звичайно, непогані заробітки десяткам і сотням тисяч людей.
Мабуть, безпосередньо до сфери бізнесу не можна віднести тільки діяльність державних установ та організацій, які, як нам кажуть, існують на кошти, одержувані від збору податків, хоча і тут не все однозначно. Взяти, наприклад, такі державні ініціативи, як лотереї та подібні до них заходи. Особлива стаття - банки та інші фінансові установи. У нашій свідомості банківська діяльність безпосередньо пов'язана, а часто може бути синонімом, аналогом (або як це називається у знавців мовознавства) поняття бізнесу. Варто також згадати громадські некомерційні, наприклад, екологічні, організації, як правило, не ставлять основною метою отримання прямих доходів від своєї діяльності.
З ГІС ви можете досягти значно більшого, ніж просто відобразити ваші дані на карті. ГІС об'єднує кошти звичайних пакетів картографічного відображення, функції тематичного подання інформації на основі прив'язки табличних даних до адрес і вулицях, можливості аналізу географічних місць розташування з урахуванням додаткової інформації по знаходяться в цих місцях об'єктів. Ця технологія пов'язує воєдино інструменти графічного відображення, роботу з електронними таблицями, базами і сховищами даних. Функції просторового аналізу дозволяють, наприклад, за допомогою ГІС вирішити, де слід відкрити новий магазин, аптеку або відділення банку, грунтуючись на нових демографічних даних і плани розвитку міста. Ви можете відразу одержати потрібну інформацію про об'єкт, клацнувши на ньому на електронній карті, або створити та відобразити карту на основі інформації, обраної в базі даних. Причому зв'язок карти з даними динамічна. Створені вами карти не прив'язані до окремого моменту часу. У будь-який момент Ви можете оновити інформацію, прив'язану до карти, і внесені зміни автоматично позначаться на карті. І для цього не потрібно спеціальної підготовки.
Тепер ГІС, більше ніж будь-коли, означає реальний бізнес. Її впровадження приносить дохід і, часом, чималий. Багатонаціональних корпорації та малі підприємства, магазини і лікарні, ріелторські фірми і транспортні підприємства, страхові товариств і підприємства енергетичного комплексу, телефонні і телекомунікаційні фірми - найрізноманітніші компанії все частіше використовують можливості географічного аналізу для вирішення свої ділових завдань.
2.9.3.Связь та ГІС
Зв'язок править сучасним світом. Ми постійно відчуваємо це, нас оточують мережі і пристрої зв'язку, невидимі хвилі пронизують ефір, Інтернет розкинув свою павутину по всьому світу - і все це різноманіття охоплює одне сучасне поняття - телекомунікації.
Телекомунікації зараз представляють один з найбільш динамічних і швидко зростаючих сегментів ринку для поширення геоінформаційних технологій. Так йде справа в усьому світі, і в нас ця тенденція теж вже проявляється досить яскраво. Причину цього явища, сфери застосування та типові завдання, які допомагає вирішити ГІС технологія в цій галузі-ось питання, які ми хотіли б тут коротко розглянути. У другій частині розділу, присвяченого телекомунікацій, наведено ряд статей з прикладами застосування ГІС у цій галузі в різних країнах.
Вся сфера телекомунікацій з точки зору застосування ГІС принципово ділиться на дві області, які розрізняються з позиції ГІС більше, ніж, наприклад, водопровідні та електричні мережі в області інженерних комунікацій. З цих двох областей перша має справу з покриттям території радіосигналом і, часто, з рухомими абонентами. Це Транковая радіозв'язок і стільниковий телефонія. Друга область має справу з лінійними об'єктами - фізично, в явному вигляді, існуючими мережами, що з'єднують, як правило, нерухомих клієнтів. Це і магістральні лінії зв'язку, на яких би засадах вони не були побудовані, і звичайна телефонія, утворює складні по конфігурації і кількості елементів мережі. Перша з названих областей має особливу специфіку з точки зору застосування ГІС. І, водночас, це саме та область, де ГІС технології сьогодні впроваджуються найбільш активно. Друга область з точки зору використання ГІС технологій має багато спільного з іншими інженерними мережами. Хоча й у ній, зрозуміло, є певна специфіка, наприклад, набагато більша складність пристроїв комутації, дуже динамічний стан мережі, висока ступінь використання комп'ютерних технологій.
2.9.4.ГІС в Військових технологіях
Однією з існуючих і перспективних галузей застосування ГІС є військова область, під якою маються на увазі програми не тільки для частин Міністерства оборони, але і для інших силових структур. Для нашої країни це: Міністерство Оборони (розвідка, топографічна служба, види і роди військ), МВС, Прикордонні війська, МНС, ФСБ. Незважаючи на різницю в задачах цих організацій, їх організаційної структури і т.д., всі вони працюють з картографічною інформацією, причому не тільки з метою перегляду, але і її аналізу. Топографічна служба, крім того, займається ще створенням та оновленням самої картографічної основи.
Важливим також є той факт, що багато хто з завдань, перш специфічних і унікальних тільки для військової області, тепер знаходять паралелі на цивільному ринку. Наприклад, завдання взаємної видимості, аналізу руху по пересіченій місцевості, аналізу й обробки зображень з високою роздільною здатністю, надзвичайно актуальні в дослідженні навколишнього середовища, нафтовому і газовому секторах. Зображення високої роздільної здатності, раніше доступні тільки військовим, все частіше і частіше знаходять саме велике комерційне застосування.
Зараз ГІС-технології широко використовуються для подання в комп'ютерному вигляді, зберігання і подальшого використання графічної геологічної інформації: різних видів карт геологічного змісту та топооснови, планів, геологічних розрізів, даних дистанційного зондування Землі та ін ГІС-технології забезпечують ефективні засоби для вирішення завдань у всіх областях зберігання, обробки та використання просторової інформації. Вони є основними інструментами для створення цифрових моделей (ЦМ) карт, розробки ГІС-додатків, для забезпечення управління інформаційними ресурсами та організації доступу до геоданих.
2.9.5.ГІС і транспорт
Географічні інформаційні системи (ГІС) - це успішно розвивається інформаційна технологія, ефективно застосовується в багатьох галузях, у тому числі і на транспорті. При цьому у транспортних ГІС є одна важлива особливість - широке коло користувачів, яким потрібна транспортна інформація. Це самі шляховики, тобто ті, хто створює і підтримує транспортні мережі в робочому стані. Це ті, хто здійснює перевезення по транспортних артерій. Це і всі ми, оскільки користуємося транспортом для проїзду. І всім нам, рядовим пасажирам і водіям, професіоналам перевезень і обслуговування доріг, потрібна інформація про транспортні мережах та об'єктах.
У результаті такого масового попиту транспортна інформація є дуже цінним ресурсом. Але при цьому виявляється, що хоча в цілому потреба в такій інформації висока, реально лише деякі з потенційних користувачів здатні оплатити створення великих обсягів даних про транспортні мережах. Дійсно, кожному з нас потрібні карти доріг, транспортні схеми на великі території. Але ні приватні особи, ні невеликі компанії не в змозі самостійно провести збір інформації та створити власні бази даних по дорогах на велику територію. Таке під силу тільки великим компаніям і, перш за все, державі, що збирає податки з усіх нас, в тому числі і на розвиток транспорту. Тобто, на державному рівні повинна бути служба, що володіє актуальною базою детальних даних по транспортній мережі країни і надає цю інформацію всіляким споживачам.
У Північній Америці і Європі вже давно створені такі бази даних, і вони широко доступні.

Глава 3. ГІС-технологія «Компас-2». Коротка характеристика ГВС «Компас-2». Призначення, утримання сфери застосування.
Компас2 - це мережева система для подання, моделювання та аналізу географічної інформації
(COMPASS: Cartography Online Modeling, Presentation and Analysis System)
Функціональні можливості системи КОМПАС 2:
публікація географічної інформації (ГІ) в мережах Інтернет та Інтранет
простота актуалізації тематичних показників бази даних ГІ
візуалізація просторових властивостей багатошарової ГІ
комплексний інтерактивний картографічний і когнітивно-графічний аналіз ГІ
інтуїтивно зрозумілі методи витягання суттєвої інформації з ГІ
підтримка прийняття рішення на основі інтерактивного представлення і багатовимірного аналізу ГІ
Області застосування КОМПАС 2: економіка, соціологія, демографія, політика, бізнес, адміністрування, екологія.
Подання, аналіз і підтримка прийняття рішень в системі COMPASS 2:
Візуалізація багатошарових векторних даних: полігонів, лінійних і точкових об'єктів.
Побудова гістограми і групування регіонів Росії за довільним інтервалам значень індикатора. Регіони зі значеннями індикатора в обраному інтервалі підсвічуються на карті.
Кругові діаграми показують співвідношення значень індикатора по країнам, виділеним на карті, і співвідношення сумарного значення індикатора для обраних країн до суми по всіх країнах світу.
Розбиття країн за комплексом індикаторів на 2 класи (зелений і синій тон).
Інтерактивне уявлення, аналіз ГІ і підтримка прийняття рішень забезпечуються наступними засобами:
Картографічні і графічні операції:
виявлення образу просторового розподілу значень індикатора за допомогою розмальовки та види подання географічних об'єктів карти
вивід інформації для вибраних на карті географічних об'єктів: значення індикатора, таблиця, текст, URL
вибір на карті прецедентів географічних об'єктів для аналітичних операцій
побудова гістограми та інтерактивна групування об'єктів за довільними інтервалами значень індикатора
зіставлення географічних об'єктів за допомогою кругових і стовпчастих діаграм
підсвічування релевантних даних у вікнах візуалізації та аналізу ГІ
зміна масштабу і зрушення карти
підготовка звіту у вигляді HTML документа
Аналітичні операції (аналіз об'єктів за комплексом властивостей):
побудова карт подібності об'єктів карти з вибираними прецедентами за довільним набору індикаторів
класифікація об'єктів карти за подібністю з двома групами прецедентів по довільному набору індикаторів
COMPASS 2 реалізований за схемою клієнт-сервер на мові Java. Arc View shape формат використовується для картографічної інформації, формат DBF використовується для табличної атрибутивної інформації. Для опису структури та подання картографічних і атрибутивних даних використовується мова XML.

ГВС «Компас2»

Кадастрова інформація

Графічна інформація

Атрибутивна

Міста

Залізниці
Територіально-економічні райони (11 карт)
Економічні показники
Блок-схема структури ГВС «Компас-2»



Глава 4. Розробка варіанти кадастру пам'яток Росії. Прив'язка його до ГВС «Компас-2».
Для створення кадастру пам'яток, описи пам'яток були зведені в єдину систему. Проаналізувавши опису пам'яток були виявлені основні параметри які відомі. Це-
Дата споруди, створення.
Місце.
Архітектор, творець, замовник.
Стиль.
Матеріал.
Функція.
Чиє фото.
Перебудови.
Майже у всіх пам'ятників були відомі: Майстри, Розташування, Період зведення, Стиль. Головне меню складається з цих 5 характеристик.


Була розроблена загальна форма для опису пам'ятника (стиль, вигляд, інформація).
Так як ГІС «Компас-2» зроблена в HTML-форматі, програма кадастру теж виконана в HTML-форматі. ГВС «Компас-2» використовує «Internet Explorer», кадастр теж. Це зроблено для того щоб не переключаться під час роботи між програмами і не захаращувати «Робочий стіл» вікнами.

Для прив'язки ГВС «Компас-2» виявилося можливим тільки вставити кнопку «Кадастр пам'ятників», тому що «Исходники» закриті (не можливо що щось змінювати в програмі).

ГВС «Компас2»

Кадастрова інформація

Графічні дані кадастрової інформації
Атрибутивна

Міста

11 карт
Залізниці
За територіально-економічних районах
За економічними показниками
Кадастр пам'ятників Росії



Глава 5. Захист даних в ГІС.
Бурхливе поширення геоінформаційних систем на заході обумовлено в значній мірі наявністю великої кількості готових ГІС-даних, створених як в рамках державних програм впровадження та супроводу ГІС, так і на комерційній основі. У нашій країні положення поки що інший. За рідкісними винятками практично повністю відсутні загальнодоступні дані в зручних для використання цифрових форматах, що часто стримує інтерес до ГІС і можливість отримання швидкої віддачі від проектів, в основу яких покладено використання цієї технології.
Найчастіше проект починається з введення необхідних даних, наявних тільки у вигляді твердих копій карт, креслень та інших документів. Створення та вивірка ГІС-даних, підтримка їх актуальності, потребують значних коштів, що позначається на темпах створення бази геоданих та її кінцевому обсязі. При цьому нерідко трапляється дублювання однакових даних, створених різними організаціями незалежно один від одного. Це, природно, призводить і до подорожчання даних. На обсязі створення та розповсюдження даних позначається також і проблема "піратства", тобто нелегальне розповсюдження таких даних. Крім цього, існує і проблема несанкціонованого доступу до даних.
До сьогоднішнього дня проблема "зайвого" поширення даних вирішувалася, в основному, організаційними методами, або використанням можливостей розмежування доступу на програмному рівні (наприклад, засобами операційної системи або Сущ). У даній замітці ми хочемо звернути Вашу увагу на відносно новий спосіб захисту даних - використання електронних ключів.
Апаратно для такого захисту потрібно тільки ключ і його установка в порт комп'ютера. Придбання іншої апаратури або техніки не потрібно. Захист (шифрування) даних здійснюється з прив'язкою, як до конкретної ключу, так і до групи ключів, і являє собою окрему процедуру підготовки даних. Захистити можна файли всіх типів, що містять будь-яку інформацію, частини файлів захистити не можна. Наприклад, при роботі з ArcView GIS 3.0, можна захистити окремий файл покриття, покриття цілком, шейп-файли, креслення AutoCAD, файли растрових зображень, файли прив'язки растрових зображень, файли баз даних, текстові файли, файли проектів, тимчасові файли (утворюються під час роботи ArcView і видаляються при його закритті).
При використанні СУБД захищаються файли таблиць, індексні файли, файли Memo-полів і полів з двійковою інформацією, тексти програм, тимчасові файли. Є можливість захистити файли різних версій MS Access, MS Word, MS Excel, MS PowerPoint. Одним ключем можна захистити будь-яку кількість файлів, в будь-якій їх комбінації, які використовуються одночасно кількома додатками. Тип шіфруемих даних вказується завданням імен файлів і каталогів, в яких вони розміщені, причому, при їх вказівці допускається застосування стандартних масок DOS.
Захищені дані можна прочитати тільки за наявності відповідного ключа. При цьому допускається зміна і створення нових зашифрованих файлів. Якщо ключ відсутній, то додаток, спробує звернутися до зашифрованих даних, не зможе розпакувати їх.
Принципове обмеження по використанню захисту даних з допомогою електронних ключів накладає обов'язкова процедура авторизації програми, необхідна для запуску дешифрує драйвера, і виконувана тільки засобами самого додатка. Тобто використовується додаток повинен мати можливість виконувати процедури з динамічно підключаються бібліотек (DLL). Отже, або воно повинно мати якийсь свій макромова або своє середовище розробки програм, або потрібно мати вихідний код цього додатка, щоб можна було додати в нього авторизацію. Навіть якщо ключ є в системі, неавторизоване додаток не зможе використовувати дані. Таким чином, зашифровані дані можна використовувати навіть за відкритими лініях зв'язку і в локальних мережах.
На даний момент дешифрує програмне забезпечення розроблене тільки під Windows 95. Відповідно, і використання захищених даних можливо тільки під керуванням цієї операційної системи. У даний момент розробляється ПЗ для Windows NT 4.0 (де, до речі, є власні засоби розмежування доступу - прим. Редакції ARCREVIEW).
У залежності від того, чи служить ключ для захисту даних на локальній машині або в мережі, а якщо в мережі, то на скільки робочих місць, змінюється і вартість захисту даних.
В даний час даний спосіб захисту успішно працює в ГІС сімейства ARC / INFO, зокрема, в ArcView. Робота може виконуватися одночасно як зі звичайними даними, так і з зашифрованими.
При роботі із захищеними даними не зазначено помітного зниження продуктивності програмного забезпечення, незалежно від типу захищаються даних. Не помічені проблеми з іншими пристроями і ключами, також підключеними до паралельного порту комп'ютера.
У комплект постачання входить програмне забезпечення для шифрування даних, опис етапів шифрування даних і роботи з зашифрованими даними, необхідну кількість електронних ключів. Можливе замовлення додаткових ключів без покупки шифрувального ПЗ.
В даний час ми можемо запропонувати захист конкретних обсягів даних і постачання технології захисту, включаючи тексти дешифрує скриптів для ArcView, макросів і програм для різних СУБД, MS Office 95 і MS Office 97.

Висновок
Під час створення кадастру пам'яток Росії і прив'язки його до ГВС «Компас-2», я вивчив можливості, функції ГІС «Компас-2», а також можливість використання його для створення різних видів природних кадастрів.
Компас-2 - це мережева система для подання, моделювання та аналізу географічної інформації
Функціональні можливості системи КОМПАС 2:
публікація географічної інформації (ГІ) в мережах Інтернет та Інтранет
простота актуалізації тематичних показників бази даних ГІ
візуалізація просторових властивостей багатошарової ГІ
комплексний інтерактивний картографічний і когнітивно-графічний аналіз ГІ
інтуїтивно зрозумілі методи витягання суттєвої інформації з ГІ
підтримка прийняття рішення на основі інтерактивного представлення і багатовимірного аналізу ГІ
COMPASS 2 реалізований за схемою клієнт-сервер на мові Java. Arc View shape формат використовується для картографічної інформації, формат DBF використовується для табличної атрибутивної інформації. Для опису структури та подання картографічних і атрибутивних даних використовується мова XML.
Програма Компас-2 зручна для представлення, моделювання та аналізу географічної інформації. Добре підходить для таких областей як: економіка, соціологія, демографія, політика, бізнес, адміністрування, екологія, і багато інших.
Удосконалити програму пропоную наступним чином:
Повністю русифікувати програму
Додати функціональну можливість створення додаткових шарів у ГІС.
Ввести в шари можливість накладення координатної сітки (тим самим полегшити нанесення об'єктів).
У випадку з кадастром пам'ятників було б зручно вводити координати пам'ятників і визначати в подальшому їх місце розташування.
Була Створено інструкція користувача по ГВС «Компас-2» для використання її у навчальному процесі в курсі ГІС. Розроблено варіанти завдань з відповідями для кращого поняття роботи з ГІС.
Результат виконаної роботи може бути застосований:
в Гос.Думу як доповнення до «Компас-2» (ця ГІС-технологія в даний час там застосовується), або інших державних відомствах
у навчальному процесі, як наочний посібник по пам'ятниках історії, архітектури, природи, як всієї Росії так і окремо взятій області.

Додаток
Південно-Уральський державний університет
Compass 2
(Інструкція користувача)
Копали К.Д.

Челябінськ 2003


ЗМІСТ
1. Введення
2. Функції

· Перелік підтримуваних функцій

3. Управління шарами і вибір поточного індикатора

4. Масштабування і навігація

5. Легенда

6. Режими
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Будівництво та архітектура | Диплом
334.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Геоінформаційна система Компас-2 і можливості її використання для ведення природних кадастрів
Традиційна картографія та геоінформаційна система
Використання баз даних та інформаційно-пошукових систем для раціонального ведення діловодства
Система автоматизації ресторану на прикладі системи Компас
Розрахунок можливості використання сховищ для укриття робітників та службовців на об єктах господарської
Розрахунок можливості використання сховищ для укриття робітників та службовців на обєктах господарської
Можливості та перспективи використання ильменей типових водойм аридної зони для створення
Можливості використання аналізатора рідини Флюорат 02-3м для аналізу питної та природної води
Розрахунок можливості використання сховищ для укриття робітників та службовців на об єктах господарської
© Усі права захищені
написати до нас