Геоінформаційна система« Компас-2 »і можливості її використання для ведення природних кадастрів Росії

 

· 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"