Шпаргалка по " Геоинформационные системы"

Year(date)=1990

13. Все записи, относящиеся к  1990 или 1991 годам:

Year(date)=any(1990,1991)

14. Все записи, относящиеся к  годам с 1985 по 1990 включительно:

Year(date)>=1985 and Year(date)<=1990

 

Вопрос № 64

Понятие о плане, карте, аэроснимке.

Понятие о плане, карте, аэроснимке. Картографические проекции

Уменьшенное изображение на бумаге горизонтальной проекции небольшого участка местности называется планом. На плане местность изображается без заметных искажений, так как небольшой участок поверхности относимости можно принять за плоскость.

Если участок поверхности относимости, на который спроектирована местность, имеет большие размеры, то при изображении его на плоскости неизбежны заметные искажения длин линий, углов, площадей. Просто развернуть на плоскость участок сферы или эллипсоида без разрывов и складок нельзя, поэтому приходится прибегать к помощи математики.

Картографические  проекции

Масштаб.

К. п. строятся в определённом масштабе. Уменьшая мысленно земной эллипсоид  в М раз, например в 10 000 000 раз, получают его геометрическую модель - глобус, изображение которого уже в натуральную величину на плоскости даёт карту поверхности этого эллипсоида. Величина 1: М (в примере 1: 10 000 000) определяет главный, или общий масштаб карты.

Т. к. поверхности эллипсоида и шара не могут быть развёрнуты на плоскость без разрывов и складок (они не принадлежат к классу развёртывающихся поверхностей), любой К. п. присущи искажения (например, длин линий, углов и т.п.) свойственные всякой карте. Основная характеристика К. п. в любой её точке - частный масштаб μ. Это - величина, обратная отношению бесконечно малого отрезка ds на земном эллипсоиде к его изображению dσ на плоскости: 1/μ=ds/dσ, причем μ зависит от положения точки на эллипсоиде и от направления выбранного отрезка. Ясно, что μ_min < μ < μ_max, и равенство здесь возможно лишь в отдельных точках или вдоль некоторых линий на карте. Т. о., главный масштаб карты характеризует её только в общих чертах, в некотором осреднённом виде.

Отношение μ/М называют относительным масштабом, или увеличением длины, разность (μ/M - 1) искажением длины. При анализе свойств К. п. можно не принимать во внимание главный масштаб; численное значение его учитывается только при вычислениях координат точек К. п. Поэтому часто, например в теории искажений, считают М = 1.

 

Вопрос № 65

Картографические проекции

КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ПРОЕКЦИИ (КП) - математические способы изображения на плоскости поверхности земного эллипсоида или сферы. КП определяют зависимость между координатами точек на поверхности земного эллипсоида и плоскости. Из-за невозможности развернуть поверхность эллипсоида (или сферы) на плоскости без складок или разрывов на карте неизбежны искажения геометрических свойств изображаемой поверхности.

 

Вопрос № 66

Классификация картографических проекций по характеру искажений

Классификация картографических проекций

Картографические проекции классифицируются по:

• характеру искажений
• равноугольные
• равновеликие
• произвольные
• " виду сетки меридианов и параллелей
• азимутальные
• цилиндрические
• псевдоцилиндрические
• конические
• псевдоконические
• поликонические
• условные
• по положению полюса сферических координат
• нормальные
• поперечные
• косые

Применение тех или иных картографических проекций зависит от назначения карты, конфигурации и положения картографируемой области.

 

Вопрос № 67

Примеры проекций (Гномоническая, Меркатора, Гаусса)

Гномоническая проекция

Гномоническая проекция, центральная  проекция, одна из картографических проекций; получается проектированием точек  сферы из её центра на касательную  плоскость. Предложена Фалесом Милетским (6 в. до н. э.). Из всех проекций сферы Г. п. обладает следующим свойством: все большие круги сферы изображаются па плоскости прямыми линиями. Ввиду значительных искажений Г. п. применяется главным образом для изображения небольших участков сферы (в астрономии, навигации).

Меркатора проекция

Меркатора проекция, одна из картографических проекций. М. п. - равноугольная цилиндрическая. Характеристическое свойство её - все  локсодромии (линии на сфере, пересекающие все меридианы под одним и  тем же углом) изображаются в М. п. прямыми, наклоненными к изображениям меридианов под тем же самым углом. Широко используется в морской навигации и в аэронавигации. М. п. часто применяют в косой ориентировке. Разработана и впервые применена в 1569 Г. Меркатором.

Проекция Гаусса

В проекции Гаусса вся поверхность Земли условно разделена на 60 зон меридианами, проведенными через 6 градусов; форма зоны - сферический двуугольник;

счет зон ведется от Гринвичского меридиана на восток. Средний меридиан зоны называется осевым; долгота осевого меридиана L₀ любой зоны в восточном полушарии подсчитывается по формуле:  L₀=6^on-3^o, а в западном - по формуле:  L₀=360^o-(6^on-3^o), где n - номер зоны.

Представим себе, что земной эллипсоид  вписан в эллиптический цилиндр. Ось цилиндра расположена в плоскости  экватора и проходит через центр  эллипсоида .

Цилиндр касается эллипсоида по осевому  меридиану данной зоны. Вся поверхность  зоны проектируется на поверхность  цилиндра нормалями к эллипсоиду так, изображение малого участка  на цилиндре подобно соответствующему участку на эллипсоиде. Такая проекция называется конформной или равноугольной; в ней углы не искажаются, а длины линий искажаются по закону: ΔS/S=Y²/(2R²),

где ΔS - величина искажения линии, S - длина линии на эллипсоиде, Y - удаление линии от осевого меридиана, R - средний по линии радиус кривизны эллипсоида.

Для территории нашей страны искажения  длин линий находятся в допустимых пределах для карт масштабов 1/10000 и  мельче; для карт масштаба 1/5000 и крупнее  приходится применять трехградусные  зоны Гаусса.

Поверхность цилиндра разрезается и развертывается на плоскости; при этом осевой меридиан и экватор изображаются в виде двух взаимно перпендикулярных прямых линий. В точку их пересечения помещают начало прямоугольных координат зоны. За ось OX принимают изображение осевого меридиана зоны (положительное направление оси OX - на север), за ось OY принимают изображение экватора (положительное направление оси OY - на восток). При координате Y впереди пишут номер зоны; для исключения ее отрицательных значений условились, что в начале координат значение координаты Y равно 500 км.

Вопрос № 68

Глобальная Система  Позиционирования – GPS. Ее применение в ГИС

До недавнего времени для  определения своего местоположения не существовало ни одного удобного и  универсального способа. Появление  Глобальной Системы Позиционирования (GPS) произвело кардинальное изменение.

Сегодня в любой точке на Земле  и в околоземном пространстве, в любое время суток прибор GPS обеспечивает решение любых задач, требующих определения местоположения и параметров движения.

Система GPS, созданная США за 12 млрд. долл., состоит из 24 космических спутников и сети специальных наземных станций слежения, обеспечивающих регулярное определение параметров движения спутников и коррекцию бортовой информации об их орбитах.

Космические спутники непрерывно передают радиосигналы, создавая тем самым вокруг земного шара "информационное поле". GPS-приемник улавливает сигналы и путем измерения дальностей до нескольких космических спутников определяет координаты. При этом спутники играют роль прецизионных опорных точек. Расстояние до спутника определяется путем измерения времени прохождения радиосигнала от спутника до GPS-приемника.

Кроме определения трех текущих  координат (долгота, широта и высота над уровнем моря) GPS обеспечивает:

• определение трех составляющих скорости объекта;
• определение точного времени с точностью не менее 0,1 с;
• вычисление истинного путевого угла объекта;
• прием и обработку вспомогательной информации.

Сегодня эксплуатируется спутниковая  навигационная система (СНС) NAVSTAR, развернутая Министерством обороны США и введенная в эксплуатацию в 1988 году. Эксплуатацию этой СНС, включая сеть контрольных станций, ведет МО США. Но ею разрешено пользоваться бесплатно всем гражданским организациям, правда, только с ограничением по точности определения координат (так называемый селективный доступ). Это обеспечивается путем зашумления радионавигационного сигнала используемого для измерений. Для точных измерений используется специальный дифференциальный метод.

Применение приборов спутникового позиционирования в прикладных задачах и ГИС

Число областей применения GPS-средств  велико. Их можно систематизировать  по содержанию основных задач.

Землеустроительные задачи, картография  и координирование строительных объектов относятся к такой группе приложений, как измерение Земли и ее поверхности. Здесь могут использоваться не только отдельные приемники, но и целые измерительно-вычислительные комплексы, точность измерений которыми доходит до долей сантиметра.

На основе сочетания возможностей GPS и других технических средств создаются информационно-измерительные системы, позволяющие получать новые качества в решении старых задач.

GPS-приемник становится миниатюрным  и дешевым и, вероятно, в ближайшее  время может стать новым "бытовым  прибором", таким же привычным, как телефон.

GPS позволяет "присвоить" уникальный  адрес буквально каждому квадратному  метру поверхности Земли, а  это означает, что человек престанет  теряться и метаться в поисках  нужного объекта.

Области применения GPS-средств в  дорожном хозяйстве

В зависимости от точности необходимых данных, использование GPS в дорожном хозяйстве может вестись в следующих направлениях: навигация, топография, геодезические работы.

Использование GPS-оборудования для  навигации

Традиционно первой является область  навигации подвижных объектов. Ей соответствуют GPS-приемники навигационного класса, определяющие местоположение с погрешностью не хуже нескольких десятков метров. За исключением специальных задач, это - очень высокая точность навигации. Эти приемники используются на автомобилях, речных, морских и воздушных судах, на космических аппаратах и при перемещениях пешком. Общим для всех подвижных объектов является наличие скорости их движения по отношению к земной поверхности и традиционный набор штурманских задач. Прежде, чем начать движение по маршруту, т.е. подняться в воздух, отплыть из гавани или отправиться в путь на автомобиле, штурман экипажа осуществляет детальную проработку предстоящего маршрута. Он делает прокладку маршрута по карте, определяет все контрольные путевые точки, проводит расчет необходимой скорости движения и графика ее изменения по различным отрезкам пути, расчет продолжительности движения и времени прибытия, запаса горючего. А так же определяет многие другие элементы предстоящего маршрута, которые он будет контролировать и корректировать в процессе полета, плавания или поездки.

Помимо указанных выше основных задач современные GPS-приемники навигационного класса в полуавтоматическом режиме выполняют также всю штурманскую  работу, как по "предполетной подготовке", так и в "полете". В зависимости от назначения приемника его встроенный компьютер решает значительное количество сервисных задач. Таких, как:

" хранение и выдача информации  об условиях навигации самолетов  и судов кораблей в окрестностях  мировых морских портов и аэропортов (обновляемые магнитные карты);

" связь по стандартным интерфейсам  с внешним оборудованием и  вычислительными средствами и,  в частности, работа в среде  различных навигационных и информационных  комплексов;

" накопление во внутренней памяти приемника массивов данных измерений для проведения различного рода статистических обработок;

" выполнение значительного количества  вспомогательных операций, обеспечивающих  оперативный контроль за работой  систем приемника в меняющихся  условиях приема спутниковых сигналов;

" дружественный интерфейс с  оператором.

Наличие скорости движения накладывает  ряд специфических требований, которые  учитываются при схемном проектировании приемников. Например, навигационные  приемники авиационного назначения должны быть достаточно быстродействующими, чтобы не отставать в определении текущих координат и скорости от самого объекта и не создавать дополнительных "динамических" погрешностей.

Естественно, что объекты различаются  по диапазонам скоростей движения и  интенсивности маневров. А их штурманам необходим несколько различный набор сервисных задач. Поэтому разрабатываются и находят широкое применение штурманские GPS-приемники для самолетов и вертолетов, кораблей и наземного транспорта. С их применением безопасность движения и достоверность и точность решения навигационных задач существенно возрастают.

Для региональных съемок мелких и  средних масштабов (1:100 000, 1:50 000), движения по заданным маршрутам и поиска пунктов  в режиме навигации подвижных  объектов (самолеты, корабли, космические аппараты, автомобили и т.д.) предназначен специальный класс портативных GPS приемников.

Точность пространственных координат, получаемых почти сразу после  включения, составляет около 100 метров, а со специальной функцией осреднения результатов в неподвижном положении повышается до 30 метров.

Оператору достаточно нажать кнопку включения и последовательно  выводить на экран или текущие  координаты в выбранной системе, или навигационную информацию для  выхода на любую из путевых точек  в различных маршрутах, которые можно задать заранее с карты или из каталога. При этом можно выводить на экран азимуты и расстояния до них, а также курсовые отклонения и даже расчетное время прибытия.