Тема 2. Структура, функції геоінформаційних систем (ГІС)

1. Тема 2. Структура, функції геоінформаційних систем (ГІС)

ПЛАН

1. Електронні методи візуалізації результатів аналізу геопросторових даних

2. Проектування ГІС відповідно до заданих функцій

3. Три сторони ГІС

Презентація та додаткові відеоматеріали

2. Електронні методи візуалізації результатів аналізу геопросторових даних

Візуалазація – (графічне відтверення, відображення) – генерування зображень (планів, карт, інших картографічних матеріалів у іншої графіки) засобами відображення на основі перетворення початкових цифрових даних відповідно до спеціальних алгоритмів.

Найбільш компактний спосіб представлення географічної інформації, і найбільш звичний перед усім фахівцям у сфері «Геодезія і землеустрій» - це звичайно карти. Окрім карт, застосовують електронні атласи, таблиці і графіки та анімації.

Електронна карта – візуалізоване картографічне зображення на основі розроблених електронних карт та баз даних ГІС.

Електронний атлас – система візуалізації за допомогою комплексу електронних карт, об’ємний електронний картографічий твір, функціонально подібний до каталогу (серії) електронних карт. Підтримуються програмним забезпеченням типу картографічних браузерів, що забезпечують покадровий перегляд растрових зображень карт, картографічної візуалізації., систем настільного картографування. Окрім картографічного зображення і легенд електронні атласи зазвичай включають великі текстові коментарі, табличні дані а мультимедійні електронні атласи, - анімацію, відеоряди і звуковий супровід.

Таблиці і графіки  включають різні характеристики об’єктів (атрибути) або їх співвідношення, можуть використовуватися як самостійно або додатково до інших засобів візуалізації.

Анімації застосовуються для демонстрації динамічних процесів і являють собою послідовний показ мальованих статичних кадрів (зображень), внаслідок чого створюється ілюзія безперервної зміни зображень.

2.1. Способи візуалізації результатів аналізу даних в ГІС

Є низка способів візуалізації результатів аналізу даних в ГІС:

Спосіб розмірних символів (значків) – проаналізовані характеристики об’єктів відображаються спеціальними символами, розмір яких передає кількісну інформацію, а форма і колір, - якісну інформацію.

Спосіб якісного або кількісного фону – просторові дані групуються за близькими значеннями і створеним групам присвоюються певні кольори, типи символів або ліній.

Точковий спосіб – інформація візуально представлена безліччю точок однакового розміру, кожна з яких має певне значення кількісного показника.

Стовпчикові і кругові локалізовані діаграми – дозволяють відобразити співвідношення декількох характеристик, при цьому діаграми маю географічну прив’язку (наприклад, розміщені безпосередньо в пунктах спостереження і показують співвідношення забруднюючих речовин).

Спосіб ізоліній – спосіб виділення за допомогою ізоліній територій, котрі характеризуються однаковими властивостями (наприклад, температурою, тиском, опадами, одночасністю настання подій, однаковою величиною аномалій чи швидкостей тектонічних рухів та ін.). Таким чином отримують карти ізогіпс  (топографічні і гіпсометричні), ізотерм, ізобар, ізокорелят тощо. Ізозінії поділяються на істинні та псевдоізолінії. Істинні ізолінії характеризують безперервну зміну певного показника, наприклад, горизонталі. Псевдоізолінії відображають дані, що мають статичну природу(наприклад, дискретні значення від якоїсь характеристики). Ізолінії зображують лініями різних типів, різною товщиною і кольорами, пошаровим забарвленням фону (чи штрихування) проміжків між ізолініями.

Джерело зображень - https://atlas.igu.org.ua/maps_elektron.html

2.2. Об’ємна візуалізація

Тривимірне зображення поверхні (3D поверхня) – засіб цифрового представлення даних у вигляді дротяних моделей, в яких використовуються різні типи проекцій. Його можна повертати і нахиляти, використовуючи простий графічний інтерфейс.

Растрова поверхня формується по Grid –моделі при цьому кожному пікселю присвоюється значення, пропорційне висоті відповідної комірки сітки.

Тіньовий рельєф (аналітичне відмивання рельєфу) – растрове зображення ЦМР,  при формуванні якого окрім висоти кожної ділянки сітки Grid –моделі враховується освітленість схилів. Для максимально реалістичного відображення об’єктів місцевості 3D-поверхні поєднюються з картографічними тематичними шарами або ортозображеннями.

Віртуальна модель місцевості (ВММ) містить інформацію про рельєф земної поверхні і її спектральні яскравості і про об’єкти, що розташовані на цій території та призначена для інтерактивної візуалізації. ВММ дозволяє забезпечити «ефект присутності» на місцевості. ВММ може бути відображена за допомогою тривимірної статичної сцени або в режимі імітації польоту над місцевістю, коли спостерігач знаходиться в точці із заданими координатами.

3. Основні етапи проектування ГІС

П’ять основних етапів проектування ГІС:

1. Аналіз системи прийняття рішень. На даному етапі визначаються усі типи рішень, для прийняття яких потрібна інформація.
2. Аналіз інформаційних вимог. Визначається, який тип інформації потрібний для ухвалення кожного рішення.
3. Агрегація рішень (групування завдань) – групування завдань, в яких для ухвалення рішень використовується таж сама або така що значно перекривається інформація.
4. Проектування процесу обробки інформації. На даному етапі розробляється реальна система збору, зберігання,передачі і модифікації інформації. Мають бути враховані можливості персоналу по використанню обчислювальної техніки.
5. Проектування і контроль над системою. Цей етап охоплює створення і впровадження системи. Оцінюється працездатність ГІС системи з різних позицій, за необхідності здійснюються коригування. ГІС систему створюють гнучкою і адаптивною, проте потрібно розуміти і прийняти те, що будь-яка система не є ідеальною та матиме недоліки.

4. Три сторони ГІС

Географічна інформаційна система (ГІС) – система для управління географічною інформацією, її аналізу і відображення (візуалізації). Географічна інформація представляється у вигляді серій наборів даних, які моделюються географічне середовище за допомогою простих узагальнених структур даних ГІС включає набори інструментальних засобів для роботи з географічними даними.

Робота з географічною інформацією в ГІС набуває трьох видів:

1.     Перший вид – База геоданих. ГІС є просторовою базою даних в якій набори даних представляють географічну інформаціюв контексті загальної моделі даних ГІС (растри, векторні дані, топологія, мережі і т.д.).

2.     Другий вид – Геовізуалізація. ГІС представляє собою набір інтелектуальних планів і карт, котрі відображають просторові об’єкти і відношення між ними на поверхні. Геовізуалізація допомагає здійснити швидкий аналіз та виявити потреби у редагуванні інформації.

3.     Третій вид – Геообробка. В ГІС аналітичні функції обробки просторових даних (геообробка) допомагають з існуючих наборів географічних даних створювати нові набори і записувати їх в нові похідні набори даних.

5. Презентація та додаткові відеоматеріали

Презентація