Контрольная работа по дисциплине: «Введение в геоинформационные системы»

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ГОСУДАРСТВЕННОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СОООБЩЕНИЯ»

(МИИТ)

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине: «Введение в геоинформационные системы»

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 4 курса

 Боляк А.М.

Шифр: 0916-пБМ-1070

                                                                Проверила: Климова Д.В.         

 

 

 

 

 

 

Тула 2013

Содержание

 

Задание №10…………………………………………………………………….3

Задание №20…………………………………………………………………….4

Задание №30…………………………………………………………………….5

Задание №40…………………………………………………………………….6

Задание №50…………………………………………………………………….8

Задание №60…………………………………………………………………...10

Задание №70…………………………………………………………………...14

Задание №80…………………………………………………………………...17

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание №10

Что такое геоданные?

 

Геоданные - это наиболее важный компонент ГИС.

Геоданные – это данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные, которые могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на коммерческой или другой основе.

В процессе управления пространственными  данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками  данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных.

Пространственные данные (географические данные, геоданные) –  данные о пространственных объектах и их наборах. Пространственные данные составляют основу информационного обеспечения геоинформационных систем.

Собранные данные систематизируются  и оформляются в специальные  пространственные базы данных. Современные  пространственные БД организовываются на платформе специализированного  программного обеспечения, позволяющего сохранять, накапливать и обрабатывать (включая, пространственный анализ) все компоненты пространственных данных в виде логически единой БД.

Геоданные обычно состоят  из двух взаимосвязанных частей: координатных и атрибутивных данных. Установление связи между этими частями называется геокодированием. Координатные данные обеспечивают позиционные характеристики объекта, описывая его местоположение в системе координат. Атрибутивные данные определяют смысловое содержание объекта и могут содержать качественные или количественные значения. 

 

 

 

Задание №20

Какие основные аналитические возможности обычно

присутствуют  в современных ГИС?

 

При наличии ГИС и  географической информации можно получать ответы простые вопросы (Кто владелец данного земельного участка? На каком расстоянии друг от друга расположены эти объекты? Где расположена данная промзона?) и более сложные, требующие дополнительного анализа, запросы (Где есть места для строительства нового дома? Каков основный тип почв под еловыми лесами? Как повлияет на движение транспорта строительство новой дороги?). Запросы можно задавать как простым щелчком мышью на определенном объекте, так и с посредством развитых аналитических средств. С помощью ГИС можно выявлять и задавать шаблоны для поиска, проигрывать сценарии по типу “что будет, если…”.

Современные ГИС имеют  множество мощных инструментов для  анализа, среди них наиболее значимы  два: анализ близости и анализ наложения.

Для проведения анализа  близости объектов относительно друг друга в ГИС применяется процесс, называемый буферизацией. Он помогает ответить на вопросы типа: Сколько домов находится в пределах 100 м от этого водоема? Сколько покупателей живет не далее 1 км от данного магазина? Какова доля добытой нефти из скважин, находящихся в пределах 10 км от здания руководства данного НГДУ?

Процесс наложения включает интеграцию данных, расположенных в  разных тематических слоях. В простейшем случае это операция отображения, но при ряде аналитических операций данные из разных слоев объединяются физически. Наложение, или пространственное объединение, позволяет, например, интегрировать данные о почвах, уклоне, растительности и землевладении со ставками земельного налога.

 

 

Задание №30

Какие сложности  могут возникнуть, если расстояние неразличимости точек слишком велико?

 

Узлы и вершины в  пределах допуска неразличимости сливаются  в одно местоположение, при этом пространственные объекты, которые  ранее были разделёнными, соединяются.

Допуск неразличимости обычно берется очень маленький, от 1/1 000 000 до 1/10 000 ширины экстента, и обычно используется для исправления неточностей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание №40

В чем плюсы  и минусы каждого 

методов ввода  данных в ГИС?

 

Ввод данных - процедура кодирования данных в компьютерно-читаемую форму и их запись в базу данных GIS.

Собранные данные могут  вводиться в ГИС с помощью:

• компьютерной клавиатуры;
• ручной оцифровки данных;
• автоматической оцифровки данных;
• электронной пересылки;
• сканирования.

1. Ввод с  помощью клавиатуры:

• главным образом, для атрибутивных данных;
• редко используется для пространственных данных;
• может быть совмещен с ручным цифрованием.

2. Координатная  геометрия.

Координатная геометрия - математические и программные средства, используемые для автоматизации обработки данных геодезических съемок:

• очень высокий уровень точности, полученной, за счет полевых геодезических измерений;
• очень дорогой;
• используемый для земельного кадастра.

3. Цифрование.

Цифрование - преобразование аналоговых графических  и картографических документов (оригиналов) в форму цифровых записей, соответствующих векторным представлениям пространственных объектов.

По методу цифрование различают:

• цифрование с помощью дигитайзера с ручным обводом;
• цифрование c использованием сканирующих устройств (сканеров) с последующей векторизацией растровых копий оригиналов;
• ручное цифрование манипулятором типа "мышь" по растровой картографической подложке (map background) или полуавтоматическое видеоэкранное цифрование, а также гибридные методы.

Сканирование:

• размер ячейки, который можно отсканировать (минимальный фрагмент карты составляет около 20 микрон (0.02 мм);
• снимок нуждается в обработке и редактировании для улучшения качества.

Ручное цифрование:

• наиболее широко используется при ввода пространственных данных с карт;
• эффективность метода зависит от качества сканируемого материала, программного обеспечения цифрования и умения оператора;
• требует много времени и допускает наличие ошибок.

4. Ввод существующих  цифровых файлов.

В данном случае под цифровыми  файлами понимаем наборы данных различных ведомств и организаций.

Приобретение и использование  существующих цифровых наборов данных является наиболее эффективным способом заполнения ГИС.

Проблемы цифрования карт:

• уровень ошибок в базе данных ГИС непосредственно связан с уровнем ошибок исходных карт;
• карты не всегда адекватно отображают информацию и не всегда точно передают данные о местоположении.

 

 

Задание №50

Что такое шейп-файлы (на примере ArcView)?

 

Шейп-файл является форматом ArcView, предназначенным для того, чтобы  хранить геометрию и атрибутивную информацию для набора геометрических объектов. Геометрия объектов хранится в качестве формы, описанной набором векторных координат.

При создании шейп-файла  средствами ArcView создаются набор файлов:

• *.shp - хранит геометрию объектов, т. е. информацию о форме и местоположении;
• *.shx - хранит индекс геометрии объектов;
• *.dbf - файл базы данных, хранящий атрибутивную информацию об объектах;
• *.sbn и *.sbx - используются для индексации пространственных данных;
• *.ain и *.aix - используются для индексации атрибутивных данных.

Шейп-файл создается как  новая тема: меню "Вид" ® "Новая  тема". При этом появляется окно (рис. 1.), где необходимо указать тип объекта, затем указать путь его сохранения и имя файла. После этого тема шейп-файла добавляется в вид и с ней можно работать.

Рис. 1. Создание шейп-файла.

Для создания объектов в  шейп-файле используется инструмент "Draw"(Рисовать). В зависимости от выбранного типа объектами темы могут быть:

• точка для точечного типа объекта;
• линия, полилиния для типа объекта линия;
• прямоугольник, окружность, многоугольник для полигонального типа объекта.

Рисование объектов можно  осуществлять как на чистом листе, так и по готовой подложке, такой способ называется "цифрованием".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание №60

Какими знаками на карте  отображаются точечные, линейные и  площадные объекты? Приведите примеры.

 

Все реальные объекты  отображаются на картах какими либо условными знаками, точками, линиями, полигонами или поверхностями.

Кроме того, немаловажным фактором является цветовая градация объектов, например изображение ландшафта или распределение плотности населения.

Примеры картографического представления объектов реального мира основными типами графических примитивов можно увидеть на рисунке 2.

Рис. 2. Объекты реального мира и картографическое представление.

 

Точки, линии, области и поверхности  вместе могут представлять большинство  природных и социальных феноменов, которые мы встречаем каждый день. В рамках ГИС объекты реального  мира явно представляются тремя типами объектов из указанных. Точки, линии и области могут представляться соответствующими символами, поверхности же представляются чаще всего либо высотами точек, либо другими компьютерными средствами. Феномены непространственные по своей природе не могут непосредственно исследоваться в ГИС, если только им не присвоить некоторые представляющие их пространственные характеристики.

Рассмотрим пространственные объекты  более подробно.

Точечные объекты - это такие объекты, каждый из которых расположен только в одной точке пространства. Примером таких объектов могут быть деревья, дома, перекрестки дорог, и многие другие. О таких объектах говорят, что они дискретные, в том смысле, что каждый из них может занимать в любой момент времени только определенную точку пространства. В целях моделирования считают, что у таких объектов нет пространственной протяженности, длины или ширины, но каждый из них может быть обозначен координатами своего местоположения. В действительности, все точечные объекты имеют некоторую пространственную протяженность, пусть самую малую, иначе мы просто не смогли бы их увидеть. Принимаем отсутствие длины и ширины так, что, например, при измерениях атмосферного давления, характеризуемых потенциально бесконечным числом точек, сами точки всегда занимают определенные местоположения без каких-либо перекрытий. Масштаб, при котором мы наблюдаем эти объекты, задает рамки, определяющие представление этих объектов как точек. Например, если вы смотрите на дом с расстояния нескольких метров, то сооружение выглядит внушительным и имеет существенные длину и ширину. Но это представление меняется, когда вы начинаете отдаляться: чем дальше, - тем меньше дом выглядит как площадной объект, тем больше - как точечный.