Понятие географических и земельных информационных систем.
Типы данных в ГИС.
Существует два главных типа данных в ГИС: картографические и атрибутивные (описательные).
Картографические данные — это картографическая информация, хранящаяся в цифровой форме. Данные формируются по географическим объектам, описываемым на карте. Большую часть этих объектов можно классифицировать на точки, линии и полигоны.
Точка представляет собой объект, для которого требуется только географическое местоположение (например, широта/долгота). Примером характеристик точек могут служить места расположения колодцев, реперов и т. д.
Линия состоит из серии связанных друг с другом точек и имеет только длину. Примером характеристики линейного объекта могут служить дорога, просека, трубопровод и т. д.
Полигон — это площадь, ограниченная замкнутой линией. Полигон расположен на плоскости и имеет два размера: длину и ширину. В качестве образца характеристики полигона можно привести участки с определенным типом почвы, здания, озера, леса, неиспользуемые земельные участки и т. д.
К данным, используемым в ГИС, относится описательная информация, которая хранится в базе данных об объектах (точка, линия, полигон), расположенных на карте. Описательную информацию называют атрибутом. Часто атрибутивная информация отражает временную характеристику: момент времени, период существования объекта, скорость движения и др.
Формально все объекты представляют с помощью их описания набором характеристик, а их хранение — в соответствующих графических и параметрических базах данных. Выделяют три группы признаков (характеристик) описания объектов: идентификационные, классификационные, выходные.
Идентификационные характеристики служат для однозначного определения месторасположения объекта на карте и его опознания. К ним относятся название географического объекта, координаты, род объекта и т. д.
Классификационные характеристики служат для количественного и качественного описания объекта, и используют их для получения справок об объектах. Они являются основой для получения производных характеристик путем математической обработки (качественный и количественный анализ, моделирование и т. д.).
Выходные характеристики содержат информацию об источниках и датах получения соответствующих данных по каждой из характеристик для любого объекта. Назначением данной группы признаков является обеспечение возможности определения достоверности поступающей информации.
Способы представления пространственных данных в ГИС
Цифровые карты оперируют с двумя типами информации: пространственной и описательной. Пространственная информация задает формы и положения географических объектов, а описательная информация, иначе называемая атрибутивной, предоставляет нам сведения о характеристиках (свойствах) географических объектов. Существует два основных, совершенно разных, способа представления пространственной информации на карте – векторное и растровое. Соответственно и атрибутивная информация, сопровождающая данные в разных представлениях, организована совершенно по-разному.
Векторная модель данных основана на том, что все многообразие географических объектов можно свести к трем классам: векторные данные представляют пространственные объекты в виде точек, линий и полигонов. Лучше всего такое представление подходит для дискретных объектов с определенными формами и границами.
Точки (points) представляют географические объекты, которые слишком малы, чтобы изображать их в выбранном масштабе в виде полигонов или линий, например, это могут быть населенные пункты, здания, автозаправки, телефонные столбы, колодцы. Точками также отображают места событий, например, места преступлений или очаги заболеваний. Местоположение точки на карте задается одной парой географических координат (x, y). Точечные объекты имеют при себе, как правило, описательную (атрибутивную) информацию. Например, для населенного пункта атрибутом может быть численность населения. При формировании карты ГИС определит положение населенных пунктов на плоскости по их географическим координатам, а разные значения атрибутов (разную численность населения) отобразит с помощью условных знаков:
Атрибутивная информация точечных объектов, как и любых других объектов в векторном представлении, хранится в отдельной таблице. Один точечный объект может иметь несколько атрибутов. Например, атрибутивная таблица четырех объектов, изображенных на рисунке 1.12, может выглядеть так, как показано в таблице 1.1. В данном случае точечные объекты имеют два атрибута – название населенного пункта (столбец Name) и численность проживающего там населения (столбец Population).
4.Структуру ГИС обычно представляют как набор информационных слоев. К примеру, самый первый базовый слой содержит данные о рельефе, затем следуют слои гидрографии, дорожной сети, населенных пунктов, почв, растительного покрова, распространения загрязняющих веществ и т.д. Условно эти слои можно рассматривать в виде «этажерки», на каждой полочке которой хранится карта или цифровая информация по определенной теме.
В процессе решения поставленных задач слои анализируют по отдельности или совместно в разных комбинациях, выполняют их взаимное наложение (оверлей) и районирование, рассчитывают корреляции и т.п. По данным о рельефе можно построить производный слой углов наклона местности, по данным о дорожной сети и населенных пунктах – рассчитать степень обеспеченности территории дорожной сетью и сформировать новый слой.
Cлои в ГИС могут быть как векторными, так и растровыми, причем векторные слои обязательно должны иметь одну из трех характеристик векторных данных. Т.е. векторный слой должен быть определен как точечный, линейный или полигональный дополнительно к его тематической направленности.
Эта особенность определения слов ГИС как точечный, линейный или полигональный имеет две причины. Первая связана с тем, что первые ГИС создавались и использовались как автоматизированные системы картографирования. А в картографии существуют три основных класса условных знаков: точечные, линейные и площадные. Следовательно, этот подход можно отнести к традиции картографического отображения информации. \
Вторая причина заключается в использовании топологических свойств объекта для обработки. Программная реализация топологических преобразований возможна при классификации объектов по топологическим свойствам. А это как раз точечные, линейные (сетевые), площадные классы объектов.
Цифровая модель рельефа.
Цифровое моделирование рельефа как одна из важных моделирующих функций геоинформационных систем включает две группы операций, первая из которых обслуживает решение задач создания модели рельефа, вторая — ее использование.
Под цифровой моделью рельефа (ЦМР) принято понимать средство цифрового представления трехмерных пространственных объектов (поверхностей или рельефов) в виде трехмерных данных, образующих множество высотных отметок (отметок глубин) и иных значений аппликат (координаты Z ) в узлах регулярной или нерегулярной сети или совокупность записей горизонталей (изогипс, изобат) или иных изолиний. Цифровая модель рельефа (ЦМР). Цифровая модель местности, содержащая информацию о ее рельефе.Цифровая модель местности (ЦММ). Цифровая картографическая модель, содержащая данные об объектах местности и ее характеристиках.Первые эксперименты по созданию ЦМР относятся к самым ранним этапам развития геоинформатики и автоматизированной картографии первой половины 60-х годов XX в. С тех пор разработаны методы и алгоритмы решения различных задач, созданы программные средства моделирования, крупные, в том числе национальные и глобальные, массивы данных о рельефе, накоплен опыт решения с их помощью разнообразных научных и прикладных задач.Создание ЦМР. В проблематику создания ЦМР традиционно входят вопросы оценки источников данных о рельефе (в том числе их точности), выбора моделей пространственных данных для его описания, методы реализации модели применительно к решаемой задаче.Источники данных для ЦМР. Несмотря на кажущуюся простоту моделируемого объекта — рельефа, хорошо, на первый взгляд, описываемого математически как поверхность или поле, практика предлагает множество способов и технологий создания ЦМРМножественность типов источников исходных данных о рельефе вызвана, в свою очередь, многообразием способов получения и организации первичных измерительных сведений и их производных Среди них геодезические работы и топографическая съемка местности, стереофотограмметрическая обработка фототеодолитныхаэро- и космических снимков, альтиметрическая съемка (рельеф суши), промерные работы и эхолотирование подводного рельефа акваторий океанов и внутренних водоемов, радиолокационная съемка рельефа ледникового ложа и небесных тел. Разнообразны и вторичные источники сведений о рельефе, например топографические карты и планы.
Цифровая модель местности.
Информационную основу ГИС образуют цифровые представления (модели) реальности. С появлением компьютера все множество данных разделилось на два типа: цифровые и аналоговые. Последними стали именовать данные на традиционных «бумажных» носителях, используя этот термин как антоним цифровым данным. В отличие от аналоговой цифровая форма представления, хранения и передачи данных реализуется в виде цифровых кодов или цифровых сигналов.
Рассматривая данные по отношению к описываемым ими объектам, говорят о цифровых моделях объектов, а применительно к пространственным объектам в ГИС — о цифровых моделях пространственных объектов.Цифровая модель местности – цифровое представление пространственных объектов, соответствующих объектовому составу топографических карт и планов.
Цифровая модель объектов местности. Цифровая модель местности, содержащая информацию о плановом и высотном положении объектов местности, кроме рельефа.
Цифровая модель местности (ЦММ). Цифровая картографическая модель, содержащая данные об объектах местности и ее характеристиках.
Цифровая модель (картографическая). Логико-математическое представление в цифровой форме объектов картографирования и отношений между ними. Цифровая модель местности содержит информацию о местности и о элементах этой местности — объектах. Метрическая информация представляет собой координаты и номера пунктов, точек, объектов, пикетов. Синтаксическая информация содер 
жит коды объектов; она позволяет соединять точки, принадлежащие одному контуру. Семантическая информация представляет собой характеристики объектов: хозяйственные, экономические, вообще кадастровые. Синтаксическую и семантическую информацию, а также служебную информацию объединяют понятием атрибутивной информации.
Цифровую модель местности на современном этапе создают, используя , в основном , спутниковую аппаратуру и электронные тахеометры. Информацию о местности при этом получают и обрабатывают в цифровом виде. По этой причине топографическую съемку, выполняемую с использованием упомянутой аппаратуры называют цифровой. При выполнении цифровой съемки как метрическую так и атрибутивную информацию для цифровой модели местности получают и фиксируют в поле.
Представляют цифровую модель местности в виде цифровой карты на внешнем или бумажном носителе. Представляют ее также в виде базы данных. Используют и сочетание этих способов представления. Такие системы используют для управления территориями, для принятия проектных и организационных решений по землеустройству и землепользованию, по строительству и эксплуатации объектов.
Цифровая модель местности является информационной основой автоматизированных систем проектирования и управления, а также географических информационных систем. Именно такая модель позволяет оперативно вносить происшедшие на местности изменения. Масштаб и ориентировка модели, а также местоположение каждого объекта (элемента модели) задают на основе координат пунктов расположенной в данном регионе.
Понятие географических и земельных информационных систем.
Появление географических информационных систем относят к началу 60-х годов прошлого века. Именно тогда сложились предпосылки и условия для информатизации и компьютеризации сфер деятельности, связанных с моделированием географического пространства и решением пространственных задач.
Кратко ГИС определялись как информационные системы, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение данных, а также получение на их основе новой информации и знаний о пространственно-координированных явлениях.
Возвращаясь непосредственно к геоинформационным системам, важно подчеркнуть их способность хранить и обрабатывать пространственные, или географические, данные, что и отличает ГИС от иных информационных систем.
Защита информации в ГИС.
Бурное распространение геоинформационных систем на западе обусловлено в значительной степени наличием большого количества готовых ГИС-данных, созданных как в рамках государственных программ внедрения и сопровождения ГИС, так и на коммерческой основе. В нашей стране положение пока иное. За редкими исключениями практически полностью отсутствуют общедоступные данные в удобных для использования цифровых форматах, что зачастую сдерживает интерес к ГИС и возможность получения быстрой отдачи от проектов, в основу которых положено использование этой технологии.
Зачастую проект начинается с ввода необходимых данных, имеющихся только в виде твердых копий карт, чертежей и других документов. Создание и выверка ГИС-данных, поддержка их актуальности, требуют значительных средств, что сказывается на темпах создания базы геоданных и ее конечном объёме. При этом нередко случается дублирование одинаковых данных, создаваемых разными организациями независимо друг от друга. Это, естественно, приводит и к удорожанию данных. На объёме создания и распространения данных сказывается также и проблема "пиратства", т.е. нелегальное распространение таких данных. Кроме этого, существует и проблема несанкционированного доступа к данным.
До сегодняшнего дня проблема "излишнего" распространения данных решалась, в основном, организационными методами, либо использованием возможностей разграничения доступа на программном уровне (например, средствами операционной системы или СУБД). В данной заметке мы хотим обратить Ваше внимание на относительно новый способ защиты данных — использование электронных ключей.
Аппаратно для такой защиты требуется только ключ и его установка в порт компьютера. Приобретения другой аппаратуры или техники не требуется. Защита (шифрование) данных осуществляется с привязкой, как к конкретному ключу, так и к группе ключей, и представляет собой отдельную процедуру подготовки данных. Защитить можно файлы всех типов, содержащие любую информацию, части файлов защитить нельзя. Например, при работе с ArcView GIS 3.0, можно защитить отдельный файл покрытия, покрытие целиком, шейп-файлы, чертежи AutoCAD, файлы растровых изображений, файлы привязки растровых изображений, файлы баз данных, текстовые файлы, файлы проектов, временные файлы (создаваемые во время работы ArcView и удаляемые при его закрытии).
При использовании СУБД защищаются файлы таблиц, индексные файлы, файлы Memo-полей и полей с двоичной информацией, тексты программ, временные файлы. Имеется возможность защитить файлы разных версий MS Access, MS Word, MS Excel, MS PowerPoint. Одним ключом можно защитить любое количество файлов, в любой их комбинации, используемых одновременно несколькими приложениями. Тип шифруемых данных указывается заданием имён файлов и каталогов, в которых они размещены, причём, при их указании допускается применение стандартных масок DOS.
Защищённые данные можно прочитать только при наличии соответствующего ключа. При этом допускается изменение и создание новых зашифрованных файлов. Если ключ отсутствует, то приложение, попытавшееся обратиться к зашифрованным данным, не сможет распаковать их.
Принципиальное ограничение по использованию защиты данных с помощью электронных ключей накладывает обязательная процедура авторизации приложения, необходимая для запуска дешифрирующего драйвера, и выполняемая только средствами самого приложения. То есть используемое приложение должно иметь возможность выполнять процедуры из динамически подключаемых библиотек (DLL). Следовательно, либо оно должно иметь какой-то свой макроязык или свою среду разработки программ, либо нужно иметь исходный код этого приложения, чтобы можно было добавить в него авторизацию. Даже если ключ имеется в системе, неавторизованное приложение не сможет использовать данные. Таким образом, зашифрованные данные можно использовать даже по открытым линиям связи и в локальных сетях.
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 50; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!