X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Геоинформационные системы(ГИС) или географические информационные системы – это такие системы, с помощью которых происходит управление пространственными данными. Пространственные данные, в своей степени, это данные, которые описывают положение объектов в пространстве, в основном в 2D(двухмерной) или 3D(трёхмерной) геометрии. Геоинформационные системы дают возможность выполнять с пространственными данными те же действия, что и любые информационные системы со своими данными, а точнее: дают возможность добавления, удаления, обновления, осуществления запросов, просмотри и анализ этих данных и так далее.

Определяют два ключевых формата представления пространственных данных: векторная графика и растровая графика:

Растровое изображение это, как правило, двумерный массив, состоящий из точек, каждая из которых представлена каким-то своим цветом. ГИС в наше время позволяют работать с растровой графикой практически любого формата от bmp, jpeg и png до TIFF/GeoTIFF. Используются растровые изображения для оформления фона цифровой карты, на которую уже отображается векторная геометрия. К примеру, вы можете открыть Google Maps или карты Яндекс и там вы увидите очень много растров. В виде векторной графики здесь представлено очень мало вещей, таких как граф дорог, границ территорий и некоторых других объектов. Преимущество растровой графики в том, что она позволяет отображать большое количество информации в пространстве при небольших объёмах требуемой(занимаемой) памяти. Главный минус состоит в том, что качество изображения при увеличении масштаба значительно снижается, поэтому для разных масштабов используются растры, которые охватывают различную территорию и имеют разные разрешения. Эти растры сменяют друг друга при увеличении и уменьшении картинки.

Векторная графика – это геометрия в координатах. Данный формат не хранит само изображение, оно формируется подсистемой визуализации(рендеринга) ГИС, поэтому картинка всегда чёткая, имеющая высокое качество независимо от масштаба. Как правило, выделяют три вида векторных пространственных данных, а именно:

Точечная геометрия. Её используют тогда, когда на определённом масштабе карты важно лишь то, где находится объект(местоположение). В большинстве случаев точечная геометрия так и отображается – в виде точки. Но некоторые ГИС дают возможность заменить эту точку растровым изображением или векторным символом (стрелкой, условным обозначением, иконкой). Кроме координат точки, сама точечная геометрия может иметь дополнительные параметры в виде ориентации на плоскости или в пространстве, что определяет угол поворота символа, иконки, установленной на карте. Использовать данный способ можно для визуализации любых объектов, кроме протяжённых, т.к. здесь всё зависит от масштаба карты.

Линейная геометрия. Она как раз используется тогда, когда нам важно отобразить длину(протяжённость) объекта и его линейную конфигурацию. Например, дороги, реки, территориальные границы и подобные объекты. Но на крупных масштабах те же объекты могут изображаться с помощью площадной геометрии.

Площадная геометрия. Нужна нам в том случае, когда важно всё: и то, где находится объект, его протяжённость и площадь, которую он занимает. Например, участок с домом на мелком масштабе может быть представлен точечной геометрией, а вот уже на крупном масштабе линейной и площадной. Площадная геометрия включает в себя не только полигоны, но и комплексы, состоящие из линейных частей, дуг, дыр и т.д.

Геоинформационные системы и основы информационного моделирования

Векторная и растровая геометрия в ГИС не составляют конкуренцию друг другу, а напротив, выполняют каждая свои функции. Растровые изображения применяются, чтобы оформить графическое представление электронной карты. Эта графика помогает ориентироваться пользователю при просмотре карты и поиске на ней объектов, т.к. местность в большинстве случаев представлена аэрофотоснимками этой местности. Векторная графика помогает представлять на карте значимые (в данный момент) объекты (те объекты, данными которых управляет информационная система). К примеру, если это карта города, то улицы, дома, инженерные сооружения и прочая городская инфраструктура представлены в виде векторной графики. Если это инженерные сети (сеть водоканала, теплосеть), то значимыми объектами являются участки трубопроводов, оборудование, узловые подстанции и т.д.

Достоинствами векторной графике можно отнести и возможность выбора объектов на карте, редактирования их представления с помощью встроенных в ГИС инструментов, а также возможность выполнения пространственных запросов к таким данным.

Пространственный запрос – это запрос к пространственным данным, представляющий собой структуру, критериями которого являются условия, которые связаны с координатами векторной геометрии. Например, запрос всех объектов одного типа, находящихся внутри заданного контура, пересекающих данную границу или находящихся на определённом расстоянии от заданной точки.

Помимо графической информации с пространственными данными может быть связана любая неграфическая информация, которая дополнительно характеризует тот или иной объект в системе.

Источники:

http://codingcraft.ru/gis.php

https://ru.wikipedia.org/wiki/Геоинформационная_система

http://www.tadviser.ru/index.php/Статья:Геоинформационная_система

Научный руководитель: Сенкевич Л. Б. Доцент кафедры КС. К. П. Н.