 |
Географическая и атрибутивная информация. Базы данных и классификаторы
|
|
|
|
ГИС нацелена на совместную обработку информации двух типов:
1 Географическая (пространственная, картографическая) информация;
2 Атрибутивная (непространственная, семантическая, тематическая, описательная, табличная) информация.
Географическая информация в ГИС представлена данными, описывающими пространственное месторасположение объектов (координаты, элементы графического оформления). Данные находятся в цифровой форме на магнитных лентах, магнитных, оптических и “жестких” дисках и служат для визуализации картины в той или иной модели данных.
Атрибутивная информация в ГИС – это данные, описывающие качественные или количественные параметры пространственно соотнесенных объектов.
Так, например, жилая постройка на дисплее может быть представлена в виде полигона (графическая составляющая), а в атрибутивной базе данных будет содержаться информация об ее площади, почтовом адресе, количестве этажей, материале стен, типе фундамента, годе постройки и т.д., (рисунок 1.5.1).
Рисунок 1.5.1 - Естественный мир и его отображение в ГИС.
В геоинформационной системе присутствует подсистема управления как географической, таки атрибутивной информации. Пространственный анализ, который включает в себя проверку взаимного расположения объектов, установление закономерностей их распределения, нахождение смежных объектов, измерение расстояния и площади и т.д., проводят с опорой на географическую информацию. Функции семантической (непространственной) обработки предназначены для анализа и управления атрибутивной информацией, (рисунок 1.5.2).
Рисунок 1.5.2 - Вычисление кратчайшего пути в геоинформационной системе ArcView GIS.
|
|
|
Практически в каждой ГИС имеются средства и инструменты, позволяющие вводить и редактировать информацию, визуально отображать данные – это масштабирование изображений (увеличение или уменьшение), прокрутка, пролистывание или просмотр как слайд-шоу и т.д. В этом процессе не последнее место занимает дружелюбный графический пользовательский интерфейс, предоставляемый современными операционными системами, такими как Windows, Linux, Solaris, – диалоговые окошки, контекстные меню, другие элементы управления (кнопки, переключатели, ползунки и т.д.).
В полнофункциональной ГИС, как и любой информационной системе, имеются развитые средства вывода информации. К таким средствам можно отнести генераторы отчетов, инструменты создания и редактирования тематических карт, различных схем, графиков, легенд, таблиц и диаграмм.
Современные ГИС позволяют создавать высококачественные карты, по информативности и технологичности не уступающие, а зачастую превосходящие существующие традиционные бумажные карты.
У многих ГИС имеются встроенные средства разработки приложений, которые используются для адаптации стандартного программного обеспечения с целью решения конкретных задач пользователя. Для этих целей применяются не только специальные языки программирования, но и общераспространенные (С, С#, С++, Delphi, Visual Basic и др.), (рисунок 3).
Рисунок 1.5.3 – Механизм связи пространственных и атрибутивных данных
В основе всех разрабатываемых с применением ГИС-технологии систем лежит единая интегрированная реляционная (Реляционной называется база данных, в которой все данные, доступные пользователю, организованны в виде таблиц, а все операции над данными сводятся к операциям над этими таблицами) база данных (БД). Структура этой базы данных отвечает информационным потребностям реализуемых в системе задач. Для многих горно-геологических приложений информация, хранимая в БД, может включать в себя не только текстовые и числовые данные (что традиционно для реляционных СУБД), но и первичные, наиболее ответственные пространственные данные – координаты точек маркшейдерской съемки.
|
|
|
Работа начинается с составления структуры базы атрибутивных данных, представляющей собой некоторую инвентаризационную ведомость всех объектов, изображенных на карте. Фактически структура базы данных – это определенным образом формализованная легенда карты. Самая крупная единица структуры – слой; в отдельные слои помещаются во-первых топологически разнородные объекты (т.е. точечные, линейные и площадные), а во-вторых объекты, имеющие разные наборы свойств-описаний (например, стратифицированные и магматические образования). Описание каждого слоя представляет из себя таблицу, в которой полями (колонками) является набор атрибутов, которыми будут описываться объекты слоя, а строчками – набор типов объектов. Соответственно в ячейки таблицы записываются значения атрибутов для каждого типа объектов.
Как правило, атрибутивная информация записана в компактной форме, и для её интерпретации необходимо воспользоваться соответствующим нормативным документом –классификатором.
Классификатор объектов цифровых топографических карт –нормативный документ, представляющий систематизированный свод наименований и кодовых обозначений объектов ЦТК, их признаков и значений признаков, классифицированных и кодированных в соответствии с принятой системой классификации и кодирования объектов ЦТК. Классификация объектов цифровых топографических карт: разделение множества объектов ЦТК на подмножества в соответствии с имеющимися у них признаками.
Таким образом, классификатор – обязательная составляющая цифровой топографической карты, один из компонентов её информационного обеспечения. На сегодняшний день нет единого классификатора для использования в ЦТК, так как при решении практических задач к ЦТК предъявляются слишком разные требования.
Всего существует два основных типа классификаторов:
– Табличный. В нем данные разделены послойно и организованы в виде реляционных таблиц. Каждая запись в таблице описывает один из объектов, отнесённых к данному слою. Перечень характеристик объектов стабилен в пределах одного слоя. Некоторые характеристики объекта могут быть расширенными (составными, списочными) за счёт использования связанных таблиц.
|
|
|
– Иерархический, в котором каждый объект ЦТК входит только в одну классификационную группировку нижнего уровня иерархии. Классификационные группировки могут быть вложенными, т.е. целиком входить одна в другую. Каждая нижняя по иерархии классификационная группировка должна содержать объекты ЦТК с одним и тем же набором основных признаков. Основные признаки объекта ЦТК однозначно определяют классификационную группировку, в которую входит данный объект. Очевидно, что вполне может существовать система классификации с сетевой структурой, в которой классификационные группировки пересекаются.
Несмотря на существующее многообразие классификаторов, свойства объектов описываются с помощью примерно одинакового перечня типов данных. Типы данных можно разделить на две большие группы: количественные и качественные. К количественным типам данных можно отнести не только целые и вещественные цифровые типы, но и строковые, бинарные. Качественные характеристики отражают только наличие или отсутствие у объекта определённого свойства. Обычно для их отображения в базах данных используются логические поля. Однако существует ещё один способ работы с качественными характеристиками, основанный на использовании справочных таблиц или, по другой терминологии, фасетов.
Этот способ применяется при выборе одного свойства из списка допустимых значений. При этом в базе данных хранится ключ (обычно числовой) для связи со справочной таблицей. В некоторых случаях используются так называемые составные характеристики. Каждая такая характеристика может содержать несколько других (уточняющих) характеристик.
Поля характеристик в структуре описания объекта не являются равнозначными. Среди них обычно выделяют так называемый тип объекта, по которому определяется его принадлежность к классификационным группировкам и однозначно задаётся перечень характеристик. ГОСТ «Система классификации и кодирования цифровой картографической информации» предусматривает, что тип объекта может описываться не одним, а несколькими полями характеристик. В этом случае можно говорить о неявном задании типа объекта.
|
|
|
