Геокодування – метод і процес позиціонування просторових об’єктів відносно деякої координатної системи і їхніх атрибутів. Для геокодування необхідні табличний набір координатних даних – широта і довгота, координатиХіУ, вулична адреса, файл просторової бази даних, у координатах якої буде здійснюватися пошук місця розташування точки, а також установлення в ці координати точкового об’єкта з заданими атрибутами.

У наш час у різних ГІС-пакетах (Mapіnfo, ArcVіew і ін.) реалізовані функції адресної прив’язки даних з використанням файлів спеціального формату, у яких формалізована інформація з вуличних мереж (StreetMap). Вулична мережа міста розбивається на окремі квартальні відрізки, для кожного відрізка в базі даних описані назва вулиці, номер будинку початкової точки відрізка по правій стороні, номер будинку останньої точки відрізка по правій стороні, номер будинку початкової точки по лівій стороні і номер будинку кінцевої точки по лівій стороні вулиці. Права і ліва сторони визначаються напрямком цифрування відрізка вулиці. При геокодуванні адреси будинку, описаної назвою вулиці і номером будинку, знаходиться відрізок з необхідною назвою й інтервалом

Представлення вуличної мережі у форматі StreetMap

номерів будинків, далі на відповідній стороні (парні чи непарні номери) знаходиться приблизне місце розташування будинку за різницею між номерами будинків на початку і кінці ділянки. Розміри будинків і можливі пропуски між ними в даному методі не враховуються.

Методами геокодування можна досить швидко створювати картографічні бази даних для інформації, що має текстову координатну прив’язку. Крім вуличних адресних координат, існують шаблони для створення об’єктів ( точкових чи площинних) за назвами міст і адміністративних одиниць, по кодах поштових округів та ін.. Необхідно контролювати ідентичність адресних координат у геокодованій базі і базі координатної прив’язки – географічні і топографічні координати повинні бути в одному числовому форматі з базовою системою координат; назви вулиць в обох наборах даних не повинні мати різночитань, скорочень; буквені ідентифікатори будинків (наприклад, корпус 3а) повинні зберігається в окремому полі й ін.

Ручне введення даних. Апаратне та екранне дигітизування

Ручне дигітизування (дигіталізація, цифрування) на сьогодні є найбільш поширеним способом введення просторових даних у бази даних ГІС. Сам процес ручного дигітизування являє собою розпізнавання користувачем об’єкта на карті-джерелі і створення векторного елементарного графічного об’єкта шляхом обведення границь цього об’єкта. Карта-джерело може використовуватися як у вигляді паперового оригіналу, що закріплюється на дигітайзері, так і у вигляді її сканованої копії, яка виводиться на екран дисплея в спеціальному картографічному редакторі. У першому випадку виконується апаратне дигітизування, у другому – цифрування з використанням стандартного пристрою введення миша (екранне дигітизування).

Точність і повнота ручного введення даних визначаються декількома факторами. У першу чергу, це якість вихідних картографічних матеріалів (зношеність паперової карти, якість сканування); точність установки системи координат на цифрованому джерелі чи його сканованій копії; кваліфікація оператора, що виконує введення даних.

Апаратне дигітизування

При апаратному дигітизуванні з використанням спеціального пристрою – дигітайзера, застосовуються оригінальні паперові чи пластикові картографічні матеріали високої якості. До складу багатьох програмних ГІС-пакетів входять спеціальні модулі для настроювання і керування роботою різних моделей дигітайзерів.

Лист карти, що цифрується, кріпиться на поверхні планшета дигітайзера за допомогою притискних планок чи прозорого листа пластику. На початку роботи виконується процедура установлення координат – на карті вказуються чотири і більше контрольних точок, із клавіатури вводяться їхні координати, визначається похибка установлення системи координат. Можуть також відзначатися крайні кутові координати області дигітизування для зменшення обсягу просторових розрахунків.

Також у межах робочої області дигітайзера можуть бути виділені області для операцій, наприклад, накладних інструментальних панелей. Для полегшення роботи оператора для деяких ГІС-пакетів (наприклад, для програмних продуктів фірми ІNTERGRAPH) розроблені спеціальні накладні меню інструментів для введення і редагування просторових об’єктів. При переміщенні курсора дигітайзера в область меню пристрій автоматично переключається на вибір відповідного інструмента.

Лист із таким меню укладається на поверхню дигітайзера. Оператор за допомогою курсора дигітайзера здійснює обведення контурів просторових об’єктів, вручну чи в напівавтоматичному режимі зчитуючи координати опорних точок. При натисканні кнопки зчитування координати точки записуються у відповідний активний файл бази даних; відповідні атрибутивні дані вводяться із клавіатури комп’ютера. Точність і швидкість уведення даних залежать від кваліфікації оператора. У моделях дигітайзерів, призначених для роботи під керуванням ОС Wіndows, передбачене переведення пристрою в режим роботи маніпулятора "миша", тобто за допомогою дигітайзера можна керувати екранним інтерфейсом системи.

При зміні листів карт, випадковому зрушенні листа карти, що цифрується, чи вимиканні дигітайзера необхідно заново переустановлювати систему координат дигітайзера.

Останніми роками у зв’язку з великою залежністю від малодоступних паперових оригіналів карт, наявністю перекручувань і ушкоджень паперових карт, складністю редагування цифрових карт, а також високою вартістю самих пристроїв, технології апаратних дигітайзерів поступово були витіснені технологіями екранного дигітизування.

Екранне дигітизування

При екранному дигітизуванні вхідний попередньо сканований і просторово-прив’язаний картографічний матеріал знаходиться на задньому плані екрана. На нього накладаються один чи кілька похідних шарів, у межах яких, візуально звіряючи з контурами оригінальних об’єктів на шарі-підкладці, виконують обведення об’єктів-копій.

Таким чином, перед початком роботи на екран повинна бути виведена сканована карта-підкладка і, як мінімум, один з раніше створених на базі цієї підкладки шарів. Для введення, видалення чи зміни яких-небудь просторових об’єктів необхідно, щоб робочий шар був редагованим (Edіtable).

Для цифрування різних типів просторових об’єктів існують спеціально розроблені "інструменти". Залежно від типу інструментальної ГІС і моделі просторових даних (топологічна, нетопологічна, CAD) набір таких інструментів і організація інтерфейсу користувача для роботи з ним може істотно розрізнятися. Звичайно інструментарій для цифрування і редагування векторних даних зібраний у спеціальному меню інструментального ГІС-пакета і дубльований на піктографічних меню. Залежно від конкретного пакета набір таких інструментів може мати різну комплектацію і позначатися різними термінами і піктограмами.

Для будь-якого активного об’єкта чи групи об’єктів доступні операції копіювання в буфер обміну і вставка з буфера обміну в інше місце цього ж картографічного шару чи в інший шар. Об’єкт може бути переміщений в інше місце робочої області шляхом перетаскування курсором "миші" (drag and drop). Можуть бути змінені розміри і пропорції активного об’єкта, виконане його дзеркальне перетворення по вертикалі, горизонталі чи діагоналі, поворот об’єкта на заданий кут чи довільну величину.

Одночасно з закінченням уведення графічного об’єкта створюється новий запис у зв’язаній базі даних. Описова інформація може заноситися в базу даних як безпосередньо в момент уведення просторового об’єкта, так і в будь-який інший час вручну з клавіатури, копіюватися з інших джерел, обчислюватися різними аналітичними процедурами та ін.

Автозахоплення і автотрасування

Багато задач просторового і мережного аналізу вимагають, щоб просторові об’єкти, що беруть участь у розрахунках, не мали перетинань чи розривів, границі сусідніх об’єктів точно прилягали один до одного, об’єкт на одному шарі точно повторював контури об’єкта на іншому та ін. При цифруванні суміжної границі з використанням нетопологічної моделі (див. розділ 3) кожна границя вводиться окремо для кожного об’єкта. Таким чином, на границі є дві лінії, що можуть утворювати розриви чи заступи на територію сусіднього об’єкта. Для створення топологічно коректної границі суміжних об’єктів (наприклад, доріг і адміністративних границь, адміністративних границь і рік) чи стикування двох ліній (двох ділянок дороги, припливу й основного русла ріки) використовуються два інструменти: автозахоплення і автотрасування.

Для автозахоплення навколо курсора (чи іншої активної точки або всіх точок об’єкта) установлюється зона пошуку. При влученні в зону цього пошуку іншої точки чи точок іншого об’єкта, активній точці автоматично привласнюються координати захопленої точки. Після підтвердження введення досягається повний збіг опорних точок на границях суміжних об’єктів, змикання двох лінійних об’єктів, накладення точкових об’єктів та ін.

Простежуючи границю існуючого об’єкта і послідовно захоплюючи його опорні точки, можна провести границю об’єкта, що прилягає, на значній довжині. Однак при великій довжині і складності суміжної границі (іноді сотні і тисячі точок) більш доцільно використовувати разом з автозахопленням і автотрасування. Для цього необхідно встановити одну початкову точку на границі існуючого полігона (лінії). Після переміщення курсора на передбачувану кінцеву точку спільної ділянки границі необхідно дочекатися встановлення захоплення. При натисканні кнопки введення нової вершини від першої точки через усі проміжні до кінцевої точки буде проведена нова ділянка границі полігона (лінії), що цифрується.

У деяких ГІС-пакетах (наприклад, пакетах сімейства ArcGIS) для автотрасування досить вести курсор поруч із трасованою лінією (границею полігону).

При цифруванні границь із замкнутим полігоном іноді необхідно визначати, вздовж якої сторони пройде спільна границя. Для указання напрямку автотрасування найбільш часто використовуються кнопки "Shіft" і "Ctrl". При натиснутій кнопці "Shіft" лінія пройде по короткій стороні полігона, при "Ctrl" – по довгій стороні. Варто враховувати, що довжина сторони полігона виміряється не в лінійних одиницях виміру, а кількістю проміжних точок, що утворюють цю ділянку.