Организация данных в ГИС

Предисловие

Среди множества различных видов программных технологий, работающих с графической информацией, в дорожной отрасли наиболее востребованы программные технологии ГИС и САПР. Кроме того, для работы с атрибутивной информацией используются технологии баз данных (БД). На разных этапах жизненного цикла дороги применяются отдельные информационные системы, но чаще всего в сочетании с другими.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) призваны автоматизировать различные этапы проектирования автомобильных дорог, имеют богатые средства для работы с чертежами и схемами элементов дорог, а также позволяют работать с топографическими планами в крупном масштабе. Основной целью работы в САПР является создание проектно-технической документации в виде чертежей, таблиц и ведомостей. Кроме того, САПР используются и на этапе строительства, но в основном только для документирования результатов исполнительной съемки и их передачи в ГИС и БД.

Геоинформационные системы (ГИС) предназначены для управления большим количеством разномасштабной картографической информации, анализа взаимосвязей объектов в пространстве, управления атрибутными характеристиками объектов. На этапах проектирования и планирования развития сети дорог, ГИС помогают проанализировать различные варианты прохождения трасс автомобильных дорог (рис. 0.2), выступая, в первую очередь, как средство отображения тематических карт и как инструмент пространственного анализа.

При эксплуатации автомобильных дорог на первый план выходит возможность ГИС тесно работать с атрибутивной информацией, хранящейся в базах данных. ГИС позволяет быстро находить объекты на карте и получать детальную информацию по ним. С другой стороны, выполнив некоторый запрос к БД, результат можно очень наглядно представить на карте.

В соответствии с этим в настоящем учебном пособии излагаются основы геоинформационных технологий, являющихся центральным элементом комплексного программно-технического решения для дорожной отрасли, разработанного в ООО «ИндорСофт» (г. Томск). Основными элементами этого решения являются универсальная геоинформационная система IndorGIS 5.0, информационная система автомобильных дорог IndorInfo/Road 3.0, система автоматизированного проектирования автомобильных дорог IndorCAD/Road 5.0, система подготовки чертежей IndorDraw 5.0, а также множество вспомогательных продуктов для IndorGIS: модуль решения сетевых задач IndorTransport, модуль анализа транспортных потоков IndorTraffic, система подготовки и просмотра видеорядов IndorVideoRow и пр.

В настоящей книге даются основы современных ГИС-технологий, описываются приёмы работы в современных ГИС, а также рассматриваются различные прикладные ГИС для работы в дорожной отрасли.

Обзор по главам

Учебное пособие состоит из 10 глав, которые можно условно разделить на две основные части: теоретическую и практическую.

Теоретическая часть книги занимает главы с 1-й по 6-ю. Здесь даются общие положения геоинформатики без привязки в конкретным программным продуктам и с минимальной привязкой к дорожной отрасли.

Первая глава знакомит читателя с общими положениями геоинформатики, видами, функциями и организацией данных геоинформационных систем, а также даёт начальный экскурс в типичную ГИС с точки зрения пользователя.

Во второй главе изучаются различные модели пространственных данных, используемых в геоинформатике для моделирования географически распределенных сущностей.

В третьей главе подробно рассматриваются структура и источники поступления пространственных данных в геоинформационные системы. Особое внимание уделяется тем технологиям, которые находят своё применение в дорожной отрасли.

В четвертой главе приводятся базовые приёмы работы в ГИС с точки зрения обычного пользователя. В этой главе рассматриваются общее понятие ГИС-проекта, способы управления проектами, а также основные режимы работы с картами в ГИС (навигация, получение информации, горячая связь). Здесь же рассказывается о работе с видеорядами – особом режиме работы ГИС, специфическом для дорожной отрасли.

В пятой главе рассматриваются различные виды условных знаков в ГИС и способы их применения для визуализации данных, хранящихся в геоинформационных системах.

В шестой главе изучаются различные методы пространственного анализа ГИС-данных, включая картометрические и геостатистические методы, методы векторного и сетевого анализа, а также способы анализа поверхностей (моделей рельефа).

Практическая часть книги занимает главы с 7-й по 10-ю. В них на конкретных примерах современных программных продуктов даются приемы работы с современными геоинформационными технологиями в дорожной отрасли.

В седьмой главе рассматриваются различные существующие программные средства ГИС.

В восьмой главе описывается комплексное программно-техническое решения для дорожной отрасли, предлагаемое ООО «ИндорСофт», связующим ядром которого является универсальная ГИС IndorGIS и информационная система автомобильных дорог IndorInfo/Road.

В девятой главе рассматриваются IndorGIS 5.0, описывается общая структура ГИС, даются основные приёмы работы в системе.

В десятой главе рассматривается информационная система автомобильных дорог IndorInfo/Road 5.0 – специализированная база данных, базирующаяся на ГИС IndorGIS и предназначенная для хранения и анализа атрибутивной информации по автомобильным и городским дорогам. В главе даётся общая характеристика системы, а также описываются основные приёмы с ней.

При описании различных программных продуктов и технических средств в данной книге были использованы различные текстовые и графические материалы, полученные авторами на официальных Интернет-сайтах фирм-производителей, а также напрямую в ООО «ИндорСофт».

В работе над книгой авторам помогали к.т.н. Д.С. Сарычев (глава 10), С.А. Субботин (п. 7.4), И.В. Кривых (пп. 8.3), А.В. Корф (пп. 7.4, 11.1), Д.А. Петренко (пп. 8.2, 8.5), к.ф.-м.н. Чаусова Е.В. (п. 8.2), М.О. Иванов (п. 8.3), а также д.т.н. В.Н. Бойков, Н.А. Полякова и А.В. Котов.

Все отзывы и пожелания авторы примут с благодарностью и просят направлять их по адресу: 634009, г. Томск, ул. Пушкина, 18/1, Скворцову А.В.; или по электронной почте: skv@indorsoft.ru.

Организация данных в ГИС

В основе геоинформационных систем лежит концепция послойной организации пространственных данных, когда однотипные данные на земной поверхности группируются в слои (иногда называемые темами). Совокупность всех слоёв в ГИС образует карту.

Деление объектов на слои производится так, чтобы в одном слое а) объекты были одной природы происхождения (дороги, реки, здания), б) объекты желательно имели одинаковую топологическую структуру и размерность (т.е. когда их можно описать точками, линиями или полигонами).

В тоже время, чрезмерно большое количество слоёв создавать нежелательно. Например, нет смысла создавать отдельные слои для автомобилей разных марок, лучше сделать один слой с автомобилями, при этом каждому объекту, описывающему автомобиль, следует сопоставить код марки автомобиля.

В верхней части рис. 1.9 приведен пример городской застройки, на которой изображены жилые дома, фабрики, заправка, склады, различные автомобили, лесопарковая зона, река, улицы, мост, тоннель. Для геоинформационной системы можно было создать 5 основных слоёв:

1. Слой автомобилей. Каждый автомобиль должен представляться в виде точки и дополнительно описываться параметрами цвета и марки.

2. Слой автомобильных дорог. В зависимости от решаемых задач автомобильные дороги могут быть представлены в виде осевых линий, либо в виде многоугольников, точно описывающих проезжую часть. В некоторых случаях имеет смысл иметь два отдельных слоя для осевых линий дорог и для проезжих частей.

3. Слой деревьев. Деревья можно представить в ГИС в виде точечных объектов, для каждого из которых заданы атрибуты типа дерева, высоты, диаметра. Альтернативно крупные лесопарковые массивы могут быть описаны в виде многоугольников, окаймляющих сплошные зоны насаждений. Для каждого такого массива деревьев в атрибутах следует указать плотность посадки, среднюю высоту деревьев.

Рис. 1.9. Общая схема деления пространственных данных в ГИС на отдельные слои – наборы однотипных данных

4. Слой зданий. Здания представляются в виде многоугольников, описывающих контур здания на уровне земли. Для зданий в атрибутах следует указать тип здания (жилое, промышленное, коммерческое), адрес, высоту, количество этажей и др.

5. Слой рек. Реки на карте города обычно представляются в виде многоугольников. На других более мелких картах (картах области или всей страны) реки часто моделируют с помощью ломаных.

Деление данных на слои позволяет работать в ГИС только с теми данными, которые необходимы для решения поставленных задач. В самом простом случае можно «выключить» те слои, которые нам не нужны, и увидеть на карте оставшиеся.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: