ARC/INFO для рабочих станций является одновременно как системой для конечного пользователя ГИС с удобным графическим интерфейсом, диалоговыми системами меню и системой контекстных подсказок, так и мощным инструментальным средством разработчика. Программное обеспечение ARC/INFO для рабочих станций включает ГИС-язык четвертого поколения AML. Пользователь легко и быстро может создавать собственные макрокоманды и удобные многооконные интерфейсы и меню, а также разрабатывать собственные сложные прикладные системы для решения специфических задач. Разработчик может, например, реализовать в среде ARC/INFO свои математические модели сложных процессов, таких как распространение загрязнение в природной среде или развития лесного пожара, так что пользователь будет иметь возможность интерактивно работать с этой моделью, используя картографическое представление для отображения результатов и управления моделью. Пользователи могут применять пиктограммы, кнопки выбора и управления, прокрутку, скользящие линейки и другие графические средства. Пакет включает усовершенствованный пользовательский интерфейс ARCTOOLS, который работает с помощью экранных форм меню. С версии 7.0 добавлены новые средства ARCTOOLS для целей редактирования, запроса/просмотра данных, сетевого моделирования поверхностей, моделирования на регулярной сетке. Поскольку весь графический интерфейс реализован на макроязыке

ARC/INFO AML, и пользователю предоставляется библиотека исходных текстов этих макросов, то при необходимости интерфейс может быть адаптирован и расширен для специально разработанных приложений.

С версии 7.0 модель данных ARC/INFO расширена для поддержки класса обобщенных объектов, а именно площадных объектов, называемых регионами. Регионы напоминают концепцию “маршрута”, используемую в ARC/INFO для группировки линий. Регионы дают возможность прямого моделирования перекрывающихся полигонов и классов множественных площадных объектов, которые имеют общие геометрические части, без необходимости перестройки топологии и выполнения оверлейных операций.

С версии 7.0 расширены возможности модуля ARCEDIT. Усовершенствования включают: прямое редактирование полигонов и регионов (областей), интерактивное построение топологии, улучшенные средства редактирования трасс, непосредственная визуальная обратная связь с динамическим перемещением графического курсора, возможность редактирования групп объектов за одну операцию. Эти расширения упрощают использование ARCEDIT и ускоряют работу.

ARC/INFO для рабочих станций придерживается современных вычислительных стандартов и стандартов разработки программного обеспечения, таких как:

* Структурное программирование.

* Операционные системы UNIX и Windows NT/2000/XP.

* Архитектура реляционной базы данных с SQL.

* Коммуникационные стандарты, такие как Ethernet, TCP/IP, NFS, NCS, SNA.

* Макроязык AML - ГИС-язык четвертого поколения.

* Стандарты обмена данными - Digital Line Graphs (DLG), Integrated Geographic Encoding and Referencing (TIGER), Dual Independent Map Encoding (DIME), PostScript, AutoCAD Data Exchange File (DXF) и др.

Поддержка технологического стандарта графики для всех современных терминалов, дигитайзеров, и соответствующей графической периферии с использованием стандартов VCGL, HPGL, HPGL2 и др.

* Интеграция с передовыми коммерческими системами управления базами данных с помощью DATABASE INTEGRATOR.

Модуль ARC/INFO COGO

Модуль напрямую связывает технологию ГИС с программными средствами, используемыми для управления земельным кадастром, данными геодезических съемок, контроля за паспортами земельных участков, составления карт-основ для инженерных и кадастровых целей. Модель данных ARC/INFO COGO расширяет определения линии, кривой, точки и области для включения описательной информации, такой как измерение расстояния, угол, азимут и площадь. Эта информация становится атрибутом линии, кривой, площади или точки.

При помощи ARC/INFO COGO можно проводить следующие работы:

* Управление земельным кадастром.

* Оценка собственности.

* Создание базовых карт для кадастров и инженерных целей.

* Контроль за развитием.

Модуль ARC/INFO GRID

ARCVIEW GIS - система, которая предназначена для отображения, редактирования, пространственного анализа, поиска и управления геопространственными данными. Это программное средство, как и ARCINFO, разработано фирмой ESRI. На рис.3. показан интерфейс программы ARCVIEW GIS.

Рис.3. Интерфейс программы ARCVIEW GIS.

Многие пользователи программных продуктов ESRI для построения и управления своими географическими базами данных используют ARC/INFO, а для расширенной визуализации данных и их анализа применяют ARCVIEW. Для дальнейшего упрощения взаимодействия этих двух продуктов в ARCVIEW GIS 3.1 добавлены новые линейные символы, предназначенные для лучшей совместимости картографических отображений ARC/INFO и ARCVIEW. Кроме того, теперь возможен импорт в ARCVIEW многослойных и сложных линейных символов, имеющихся в ARC/INFO.

Одна из привлекательных особенностей ARCVIEW GIS - включение в пакет программ-подсказчиков (Мастеров). Эти подсказчики облегчают использование множества новых инструментов и полезны как для новичков, так и опытных пользователей. Добавлены инструменты для создания координатных сеток и рамок карты (управление интервалами, типами линий, типом рамок).

Средства геообработки и анализа ARCVIEW позволяют проводить такие сложные пространственные операции с географическими данными как создание буферных зон вокруг картографических объектов, вырезка, слияние, пересечение, объединение тем и присвоение данных по местоположению.

К другим усовершенствованиям относятся расширение диапазона поддерживаемых дат (в промежутке от 5 млн. 800 тыс. лет до нашей эры до 5 млн. 800 тыс. лет нашей эры, что иногда требуется для геологических, археологических и т.п. приложений), возможность оцифровки карт на дигитайзере в потоковом режиме.

Ключевые особенности ARCVIEW GIS:

* Удобный и понятный интерфейс

* Доступ к множеству типов данных

* Объединение диаграмм, карт, таблиц и графики

* Мощные средства визуализации карт

* Усиленная функциональность создания отчетов

* Обновление данных “на лету”

Исключительные возможности анализа

* Адресное геокодирование

* Развитая среда редактирования

* Интеграция снимков, картографических данных, данных САПР, таблиц и SQL баз данных

* Клиент/серверный доступ к хранилищам данных

* Встроенная программа быстрого обучения

* Простые в использовании инструменты создания текста и размещения надписей

* Полная настраиваемость

* Собственная встроенная среда разработки Avenue

* Встроенная система интерактивной справки

AutoCAD Map 2000

Буферизация

Буферная зона (buffer zone, buffer, corridor) - представляет из себя полигональный слой, образованный путем расчета и построения эквидистант, или эквидистантных линий (equidistant line), равноудаленных относительно множества точечных, линейных или полигональных пространственных объектов. Операция “буферизации” (buffering) применяется, например, для целей выделения трехкилометровой пограничной зоны, 20-метровой полосы отчуждения железнодорожной линии и т.п.

Оверлейные операции

Оверлейная операция, оверлей (overlay) - представляет из себя операцию наложения друг на друга двух или более слоев, результатом которой является графическая композиция (графический оверлей) используемых слоев либо единственный результирующий слой, несущий в себе набор пространственных объектов исходных слоев, топологию этого набора и атрибуты, которые являются производными от значений атрибутов исходных объектов в топологическом оверлее векторной модели представлений пространственных объектов.

К оверлейным относятся операции:

* определения принадлежности точки полигону;

* определения принадлежности линии полигону;

* определения принадлежности полигона полигону;

* наложения двух полигональных слоев;

* уничтожения границ одноименных классов полигонального слоя с порождением нового слоя;

* определения линий пересечения объектов;

* объединения (комбинирования) объектов одного типа;

* определения точки касания линейного объекта и т.д.

геоинформационный программный модуль autocad

Примером оверлейной операции служит операция топологического оверлея “точка-в-полигон” (point-in-polygon).

Переклассификация

Переклассификация - это аналитическая операция, направленная на преобразование слоя карты по заданному условию. К примеру, на карте нанесены сельхоз угодья с разными типами почв. Кроме того, на карте указаны растительные культуры, произрастающие на данном участке земли. В данном случае операция переклассификации позволяет бъединить однородные почвенные зоны в единую область без акцента на растущие на них сельхоз культуры. В этом случае условием переклассификации является принадлежность к одному типу почвы.

Выделяют несколько основных переклассификационных условий. Одно из первых - это отсечение объектов, пространственное положение которых не соответствует заданной позиции.

Следующее переклассификационное условие - значение какой-либо величины (высота над уровнем моря, зональная температура, количество осадков), отображаемой на карте.

Переклассификация используется для разбиения класса объектов на индивидуальные объекты, так как с ними удобнее работать.

Картометрические функции

Картометрические функции - это операции, позволяющие измерять расстояния, площади, периметры, объемы, заключенные между секущими поверхностями и т.д. Как правило, такие операции являются обязательными внутренними функциями ГИС.

Картометрические измерения тесно связаны с морфометрическими (morphometry) измерениями, суть которых заключается в вычислении морфометрических показателей (morphometric indexes, morphometric parametrs), т.е. показателей формы и структуры явлений (извилистости, расчленения, плотности и мн. др.) на основе картометрических определений. Измерения и исчисления по тематическим картам иногда выделяют в особый раздел - тематическую картометрию и морфометрию (thematic cartometry and morphometry).

Процесс вычисления картометрических и морфометрических функций состоит в определении координат, направлений, дистанций, периметров, размеров, площадей, форм объектов, а также параметров дистанционной съемки, полученных по стереопаре (стереологические параметры). При проведении картометрических измерений нужно знать, что:

* процесс вычисления координат объектов различается для разных примитивов: проще всего вычислить координаты точек - (x, y), затем линий - (x1, y1; …; xn, yn), и, наконец, полигонов - (x1, y1; … xn, yn; x1, y1). Для линий иногда приходится вычислять дополнительные характеристики, такие как длина и угол простирания. Для полигонов чаще всего определяют периметр, площадь, размеры;

* форму обычно охарактеризовывают такими параметрами, как факторы формы круга и эллипса. Фактор формы круга показывает насколько полигон близок к кругу, т.е. фигуре, площадь которой ограничена наименьшим периметром. Для круга фактор формы круга равняется 1. С увеличением периметра фигуры при неизменной площади значение фактора формы круга уменьшается до 0. Фактор формы эллипса говорит о близости фигуры к эллипсу (изменение значений этого фактора такое же, как для круга);

* вычисление стереологических параметров необходимо для описания объемной (3d) структуры объектов. Фундаментом для расчета параметров служат значения площади и периметра примитива, полученные с карты. В большинстве случаев, этими параметрами описывают структуры, элементы которых связаны между собой в пространстве.

Районирование

Процесс районирования (зонирования) состоит в объединении объектов на карте в большие регионы или территории для обобщения данных по этим территориям. Районирование используется в самых различных задачах, таких, как создание и анализ территорий сбыта, избирательных округов, территорий, обслуживаемых подразделениями аварийной службы, маршрутов доставки, анализ распределения ресурсов и т.д. ГИС создает тематическую карту методом индивидуальных значений, в которой тематической переменной является название территории.

Специальное окно обычно показывает данные о районах в табличной форме. Кроме того ГИС позволяет динамически отслеживать изменения в данных по районам при переносе объектов из одного района в другой. Районирование чаще всего используется для оптимизации территориального планирования и решения задач иногда называемых “балансировкой (выравниванием) территорий”.

При районировании не создается новых географических объектов на карте, а также не вносится никаких постоянных изменений в стили существующих объектов. Районирование представляет собой инструмент динамической группировки существующих объектов и анализа соответствующих данных. Однако пользователь ГИС может зафиксировать изменения в объектах, сохранив в виде отдельной таблицы результаты районирования. Районирование можно осуществить для любой таблицы, содержащей графические объекты типа область, линия или точка. Различные районы изображаются различными штриховками, типами линий или символов. Число районов для каждой таблицы обычно не может превышать 300.

Районирование особенно полезно при большом разбросе значений данных, когда необходимо оценить различные сценарии разделения. Районирование можно применять для создания новых территориальных единиц или для перепланирования существующего деления.

Сетевой анализ

Сетевой анализ направлен на решение задач по определению ближайшего, наиболее выгодного сетевого (это может быть транспортная сеть, сеть телекоммуникаций и т.д.) маршрута, установлению уровней нагрузки на сеть, определению зон влияния на объекты сети других объектов.

Сетевой анализ часто используют в процессе принятия решений по транспортным задачам, по проектированию и эксплуатации разнообразных сетей инженерных коммуникаций и т.д.

Сетевой анализ нацелен на обработку данных линейных объектов, которые имеют разветвленную (древовидную) структуру. Он может быть использован, например, при анализе геологических данных по интенсивности спектральных линий.

Для решения более сложных исследовательских задач используется моделирование распределения пространственных и атрибутивных параметров графических объектов методом регулярной ячейки. Этот метод представляет из себя набор пространственных операций, в процессе выполнения которых территория разбивается на регулярные ячейки строго установленного размера и вычисляются статистические значения пространственных или атрибутивных данных объектов в этих ячейках.

Регулярная ячейка представляет из себя двухмерный пространственный объект, элемент разбиения земной поверхности линиями регулярной сети, то есть регулярно-ячеистого представления пространственных объектов, в отличие от пикселя (как элемента растрового представления), образуемого разбиением линиями растра изображения (а не земной поверхности).

Другие аналитические операции

Анализ видимости-невидимости - это одна из операций по обработке цифровых моделей рельефа, которая обеспечивает оценку поверхности с точки зрения видимости или невидимости отдельных его частей путем выделения зон и построения карт видимости-невидимости с некоторой точки обзора или множества точек, заданных их положением в пространстве (источников или приемников излучений).

Пространственный анализ видимости-невидимости основан на оценке взаимной видимости двух точек. Анализ видимости-невидимости применяется для оценки влияния рельефа (в особенности горного) или рельефности городской застройки на величину зоны устойчивого радиоприема (радиовидимости) при проектировании радио- и телевещательных станций, радиорелейных сетей и систем мобильной радиосвязи.

Анализ близости - представляет собой пространственно-аналитическую операцию, основанную на поиске двух ближайших точек среди заданного их множества (поиск кратчайшего расстояния) и используемую в различных алгоритмах пространственного анализа. При обработке геологической информации это может быть локализация ближайших точек в геохимических аномалиях с заданными параметрами.

Вывод результатов

Вывод результатов - конечный продукт любого анализа.

Вывод результатов анализа может быть постоянным (permanent) и временным (ephemeral), в зависимости от типа выходного устройства. К первой категории мы относим вывод на бумагу, пленку или магнитные носители - все они могут хранить результат долгое время. Вторая категория - вывод, обычно на экран монитора или проекционный экран, с целью демонстрации результатов анализа или предварительного просмотра файлов при решении об использовании их в анализе или о постоянном выводе.

Вывод может быть также разделен на человеко- и машинно-ориентированный. Машинно-ориентированные вывод чаще всего используется для сохранения материала на компьютерных носителях информации; он возвращает нас от подсистемы вывода ГИС к подсистеме хранения и редактирования. Человеко-ориентированный вывод предназначен для восприятия людьми. Машинно-ориентированные формы требуют решений о структуре данных, носителе информации и совместимости с другими программами и компьютерными системами, принять которые проще, чем решения о человеко-ориентированном выводе, поскольку люди больше различаются.

В выводе ГИС преобладает картографическое представление.

1. Картографический вывод

Целью изготовления карты является создание у пользователя представления о том, как выглядит соответствующее реальное окружение. Эта цель в значительной степени является функцией назначения карты и связана с предполагаемой аудиторией.

Общегеографические карты (general reference maps) стремятся отобразить одновременно широкий спектр различных географических феноменов большинство карт на выходе ГИС относятся к тематическим картам (thematic maps), выделяющим структурные отношения в рамках выбранной темы.

В случае ГИС слово "тема" можно заменить на "решение", так как такие карты чаще всего являются результатом решения определенной задачи или ключом к завершению процесса принятия решения.

Помимо размещения на тематической карте исследуемых объектов, на ней должна также присутствовать некоторая система координат, чтобы была возможность определения положений этих объектов в географическом пространств

2. Некартографический вывод

Несмотря на преобладание карт среди выходных документов ГИС, некоторые данные лучше представляются в иных формах, когда карта не создается вовсе, или как дополнение к карте (когда, например, карта не может быть непосредственно воспринята целевой аудиторией).

· Интерактивный вывод

· Таблицы и графики

Существуют многие альтернативные виды вывода из ГИС, но более других распространены таблицы и графики, которые, помимо прочего, не требуют для вывода дорогостоящего оборудования. Таблицы и графики могут существенно улучшить понимание картографических результатов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Геоинформатика: Под редакцией проф. В.С. Тикунова - М.: Академия, 2005

2. Геоинформатика: Иванников А.Д. Кулагин В.П. Тихонов А.Н. Цветков В.Я. - М.: МАКС Пресс, 2001

3. Геоинформационные системы: А. С. Самардак - Владивосток, 2005

4. Геоинформационные системы Учебное пособие/ Т.А. Ципилева - Томск, 2004

5. Информационные системы основы: Майкл Н - ДеМерс - М.: Дата+, 1999

6. Общая геоинформатика: Королев Ю.К. -- М.: Дата+, 1998

7. Основы ГИС и цифрового тематического картографирования: Учебно-методическое пособие/ Лопандя А.В., Немтинов В.А. - Тамбов, 2007

8. Программное обеспечение и технологии геоинформационных систем: Учебное пособие/ С.С. Замай, О.Э. Якубайлик - Красноярск, 1998

Размещено на Allbest.ru