Ы, включают методы обработки данных многих ранее су­ществовавших автоматизированных систем (АС), с другой обладают спецификой в организации и обработке данных

Вид материала

Документы

Содержание 7.12. Специализированная система Maplnfo 7.13. Инструментальная система Arclnfo Общее назначение Первичный интерфейс пользователя Редактирование и обновление данных Обмен данными База данных Специализированный интерфейс анализа геоинформации Пакет Overlay.

Подобный материал:

• Методы анализа данных, 17.8kb.
• Методика определения актуальных угроз безопасности персональных данных при их обработке, 175.98kb.
• Понятия о базах данных и системах управления ими. Классификация баз данных. Основные, 222.31kb.
• Анализ и оценка дисциплин обслуживания требований (запросов) с учетом их приоритетов, 20.53kb.
• Программа дисциплины «Методы обработки экспериментальных данных», 318.77kb.
• «Прикладная информатика (по областям)», 1362.72kb.
• Методические указания к курсовому проектированию по курсу "Базы данных" Составитель:, 602.97kb.
• Концепция баз данных уже давно стала определяющим фактором при создании эффективных, 293.58kb.
• Доклад Тема: «Информационные технологии», 58.36kb.
• Рабочей программы дисциплины Структуры и алгоритмы обработки данных по направлению, 21.62kb.

7.12. Специализированная система Maplnfo

Система Maplnfo позволяет отображать различные данные, имею­щие пространственную привязку. Она относится к классу Desktop GIS. В конце 80-х rr. Maplnfo вместе с AtlasGIS делила рынок настольных ГИС. После выхода Windows -версии она опередила соперника, особен­но на российском рынке.

Отличительная особенность Maplnfo - универсальность. Система дает возможность создавать интегрированные геоинформационные тех­нологии Intergraph и Maplnfo для DOS, Windows, Windows NT, UNIX, геоинформационные системы, цифровые картографические системы, программные и технические средства формирования и анализа геоин­формационных баз данных.

В систему заложены следующие возможности:

• методы анализа данных в реляционной базе данных;

• поиск географических объектов;

• методы тематической закраски карт;

• методы создания и редактирования легенд;

• поддержка широкого набора форматов данных;

• доступ к удаленным БД и распределенная обработка данных.

Maplnfo позволяет получать информацию о местоположении по ад­ресу или имени, находить пересечения улиц, границ, производить авто­матическое и интерактивное геокодирование, проставлять на карту объек­ты из базы данных. Форма представления информации в системе может иметь вид таблиц, карт, диаграмм, текстовых справок. Система дает воз­можность проводить специальный географический анализ и графичес­кое редактирование. При этом система команд и сообщения представля­ются как на русском языке, так и на других языках. Модули системы включают обработку данных геодезических измерений, векторизацию и архивацию карт, схем, чертежей, преобразования картографических проекций, совмещение пространственных данных.

Возможность компьютерного дизайна и подготовки к изданию раз­нообразных картографических документов позволяет получать различ­ные технологические решения для территориальных и отраслевых ин­формационных систем. Программные комплексы функционируют на различных платформах. Система Maplnfo включает специализирован­ный язык программирования MapBasic, позволяющий менять и расши­рять пользовательский интерфейс системы.

Система дает возможность напрямую использовать данные элект­ронных таблиц типа Excel, Lotus 1-2-3, форматы dBase и т.д.

7.13. Инструментальная система Arclnfo Общее назначение

Интегрированный пакет Arclnfo - типичное инструментальное сред­ство для разработки и эксплуатации ГИС широкого назначения. Он пред­назначен для создания геоинформационных систем и обеспечивает ввод, обработку, анализ данных и составление профессиональных карт с ис­пользованием персонального компьютера. Система Arclnfo использует­ся на рабочих станциях, но с ограничениями для IBM PC. На основе цифрового моделирования она позволяет осуществлять векторно-топо-логическое моделирование, буферизацию объектов, анализ сетей, пост­роение ЦММ и т.д. Предметная область системы - создание и ведение земельных, лесных, геологических и других кадастров.

Данная система проста в эксплуатации и позволяет работать незави­симо или в сети с большими системами. Пользователями Arclnfo могут быть специалисты широкого профиля. Это обусловлено тем, что систе­ма обеспечивает интеграцию пространственной информации в среде реляционной базы данных для разнообразных задач: картирование ка­дастра земель, собственности, расчет налогов, планирование мероприя­тий по землепользованию, оценка природных ресурсов, сооружение дорог, анализ преступности или демографических проблем, оптимиза­ция прокладки транспортных путей, строительство сервисных центров, районирование территорий и др.

Достаточно большой набор драйверов обусловливает большой вы­бор стандартных мониторов, дигитайзеров и плоттеров.

Система Arclnfo позволяет постепенно распространять сферы ее применения на другие области и по мере роста потребностей проводить программное и техническое расширение системы.

Специализированное ПО обеспечивает превращение персонально­го компьютера в геоинформационную станцию, включающую средства цифрования и составления карт, топологического структурирования данных, создания таблиц сопряженных характеристик, вывода карт в виде твердых копий, соединения компьютеров в локальные сети.

Первичный интерфейс пользователя

Серия программных модулей Arclnfo начинается с модуля Starter KIT, который является первичным интерфейсом пользователя и служит сред­ством превращения компьютера в геоинформационную систему.

Starter KIT содержит в себе средства конфигурирования персональ­ного компьютера и графического оборудования, коммуникации и обме­на данными с другими компьютерами, создания картографических по­крытий, составления и редактирования таблиц сопряженных характери­стик, а также средства вывода простейших карт на экран:

• систему цифрования (ADS - Arc Digitizing System) - для быстрого создания и редактирования карт;

• команды CLEAN и BUILD - для создания точечных, линейных и площадных объектов по данным координатного ввода;

• команды для создания таблиц сопряженных характеристик;

• систему Tables - для создания и работы с базами данных;

• систему ESRI Plot System - для вывода карт на экран, плоттеры и графические принтеры.

Модуль Starter KIT обеспечивает возможности распределенной об­работки данных. Он задает режим, который позволяет компьютеру свя­зываться с другими платформами для обмена данными, работающими в среде ArcInfo, например с рабочими станциями или мини-компьютера­ми, работающими под операционной системой UNIX. Так, покрытия, созданные на одном компьютере (сервере), могут быть переданы на ра­бочую станцию, обработаны там и затем возвращены обратно или пере­даны на другой компьютер (сервер). В этом модуле содержится простая в использовании программа эмуляции терминала для доступа к другим компьютерным платформам.

Система ADS обладает полным набором средств цифрования для создания новых карт и редактирования имеющихся с помощью персо­нального компьютера. При цифровании с использованием дигитайзера данные отображаются на графическом мониторе. Вы можете интерак­тивно редактировать элементы покрытий, выбирая их курсором на эк­ране. Для удобства редактирования можно увеличивать отдельные фраг­менты покрытий. Интеграция ADS в Starter KIT обеспечивает тот же пользовательский интерфейс (ту же систему меню), что и системы ADS на других платформах Arclnfo.

Команды CLEAN и BUILD в модуле Arclnfo Starter KIT используют­ся для создания точечных, линейных и площадных объектов, а также таблиц сопряженных характеристик. Последние могут применяться для интеграции тематических данных и графических объектов. Помимо со­здания новых объектов команда CLEAN обеспечивает геометрический анализ покрытий, позволяющий автоматически устранять разные типы ошибок (висящие дуги, незамкнутые полигоны и т.д.), возникающие при цифровании. Кроме того, BUILD и CLEAN автоматически определяют пространственные взаимосвязи между различными объектами. Напри­мер, CLEAN и BUILD идентифицируют площадные объекты, примыка­ющие друг к другу или соединяющиеся линейные объекты. Такие взаи­мосвязи обеспечивают большое разнообразие новых аналитических воз­можностей, таких, как нахождение оптимальных маршрутов при движе­нии по линейной сети независимо от того, улицы это, водотоки или те­лефонные линии.

Поскольку Starter KIT является базовым модулем для решения всех последующих прикладных задач геоинформационных систем, он дол­жен устанавливаться на каждый компьютер, работающий в среде ArcInfo.

Редактирование и обновление данных

Для интерактивного редактирования данных геоинформационных систем, обеспечивающего создание, обновление баз данных и вывод этих данных на графические устройства, в Arclnfo существует специальный графический редактор и редактор базы данных ArcEdit. Он в полной мере использует хорошо отработанные технологии обработки графичес­ких данных в САПР с мощной геоинформационной базой, позволяю­щие не только создавать высококачественные карты, но и организовать банк географических данных, с которым могут работать все прочие мо­дули Arclnfo.

Он имеет режим одновременной обработки и редактирования гра­фических, картографических и сопряженных характеристик.

Редактор ArcEdit является объектно-ориентированным графическим редактором. Он позволяет передвигать, копировать, добавлять, удалять или менять очертания точечных, линейных, площадных объектов или надписи на карте. Каждый отдельный узел ломаной может быть пере­двинут, удален или добавлен. Очертания линий можно менять или сгла­живать сплайн-функциями. Надписи на картах с использованием про­порциональных шрифтов масштабируются и направляются по прямой под любым углом или вдоль линейного объекта с любым отступом от заданной точки.

Для каждого объекта в ArcEdit могут быть созданы или изменены сопряженные табличные характеристики (таблицы атрибутов). Эти ха­рактеристики можно обобщать, рассчитывать их новые значения или вводить и уточнять заданные с использованием удобных форм.

Редактор ArcEdit обладает эффективными средствами создания кар­тографических покрытий, проверки и корректировки ошибок. Он может применяться для создания дополнительных графических элементов с целью составления карт высокого качества с использованием модуля ArcPlot.

Редактор ArcEdit соединяет все удобства системы ADS модуля Starter KIT по цифрованию покрытий с более широким набором средств графического редактирования. В частности, он позволяет редактировать сопряженные характеристики, добавлять надписи вы­сококачественными шрифтами, использовать другие слои (покрытия) из базы данных в качестве фона, а также легко диагностировать и исправлять ошибки ввода.

В среде ArcEdit можно работать только с графическим монитором и клавиатурой либо применять мышь или дигитайзер для цифрования/ука-зания точек на карте. Кроме того, можно ввести команду или последова­тельность команд выбором графического меню, установленного на ди­гитайзере.

Обмен данными

Программа Data Conversion обеспечивает преобразование данных формата ArcInfo во множество других форматов географических дан­ных и обратно, что позволяет интегрировать в ГИС данные из самых различных источников, включая растровые и векторные форматы.

Векторные форматы данных, поддерживаемые Data Conversion, включают в себя набор форматов: Initial Graphics Exchange Specificaton (IGES), AutoCAD Drawing Exchange Format (DXF), U.S. Bureau of the Genus GBF/DIME.

Точечные, линейные и полигональные покрытия Arclnfo могут быть преобразованы в сеточные форматы, совместимые с Grid/GridTopo про­граммными модулями ESRI (работающими в среде версии Arclnfo для мини-компьютеров и рабочих станций), системой обработки изображе­ний ERDAS и системой EPPL-7.

Программа Data Conversion позволяет конвертировать один растро­вый формат в другой. Таким образом, данные, полученные в одной рас­тровой системе, могут быть непосредственно преобразованы в форма­ты, совместимые с другой растровой системой.

Эта программа обеспечивает конвертацию форматов Arclnfo в фор­маты других автоматизированных систем и обратно.

База данных

В состав Arclnfo включены полная реляционная база данных и язык программирования четвертого поколения для обработки табличной ин­формации. Процедуры базы данных позволяют осуществлять манипу­лирование данными, включая ввод, обработку и анализ данных, ариф­метические и логические операции, и подготовку итоговых документов.

Табличные данные, характеризующие объекты покрытий в системе Arclnfo, хранятся в формате dBase. Система Arclnfo контролирует и об­новляет таблицы сопряженных характеристик в dBase-совместимых форматах.

Система поддерживает соответствие между каждым объектом кар­тографического покрытия и табличными данными. Формат dBase мож­но использовать для обработки и обновления любых характеристик объектов в процессе выполнения логических или арифметических опе­раций над строками, столбцами или блоками реляционных таблиц.

Реляционная модель базы данных позволяет создавать сложные таб­лицы, входящие одна в другую. Одновременно может быть связано между собой до десяти таблиц сопряженных признаков, что дает возможность использовать до 4000 знаков для описания каждого картографического объекта.

При этом применяется разделенная технология работы. Так, для со­здания объектов картографических покрытий используются средства Arclnfo, а для анализа табличных сопряженных данных - dBase.

В качестве сопряженных характеристик объектов могут быть исполь­зованы данные самых разных типов: целые и дробные числа, буквенные и цифровые символы, даты. Средства пространственного и логического анализа Arclnfo позволяют с использованием СУБД dBase решать раз­личные прикладные задачи:

• идентификация всех частных владений в заданных пределах от данного участка;

• распечатка почтовых наклеек всем владельцам выбранных объек­тов;

• оценка лесных ресурсов и ожидаемый выход деловой древесины определенного типа на данном участке за определенный промежуток времени;

• расчет налогов для землепользователей по налоговым ставкам. База данных dBase обеспечивает возможности работы с различны­ми форматами данных и использования существующих файлов данных, ввода, корректировки, сортировки и анализа информации. База данных является также основой подсистемы документационного обеспечения. Она позволяет составлять итоговые документы на основе методов авто­матизированной обработки за счет использования развитого языка про­граммирования. Документы могут включать расчет'общих итоговых сумм и пяти промежуточных итогов, формы заголовков и столбцов таблиц длиной до пяти строк. Язык программирования содержит условные и логические переходы, циклы, ветвления и допускает использование ло­кальных переменных.

Табличные данные, сопряженные с графическими данными, хра­нятся в dBase-совместимом формате, поэтому любая dBase-совмес­тимая система хранения данных или БД совместима с набором дан­ных Arclnfo.

Специализированный интерфейс анализа геоинформации

В отличие от графического редактора ArcEdit, который во многом повторяет известные методы редактирования пакетов в САПР и даже во многом уступает им, в ГИС должен быть встроен специализированный интерфейс для работы с графическими данными. В Arclnfo такой интер­фейс создается с помощью пакетов Overlay и Network.

Пакет Overlay. Он обеспечивает средства анализа и использования географической информации, включая взаимоналожение полигональных, точечных и линейных покрытий, создание буферных зон, объединение полигонов и ряд других функций, основанных на пространственной и топологической взаимосвязи данных.

Overlay предоставляет разнообразные средства обработки и анали­за географической информации. Шесть оверлейных команд, каждая из которых выполняет определенную функцию, обеспечивают максималь­ную гибкость пространственного анализа. Это команды: CLIP, ERASE, IDENTITY, INTERSECT, UNION и UPDATE. При наложении картогра­фических покрытий в результате пересечений границ полигонов обра­зуется новый набор объектов покрытия. Характеристики новых полиго­нов определяются характеристиками исходных, что создает новые про­странственные и признаковые взаимосвязи данных.

Для табличного анализа данных, полученных с использованием па­кета Overlay, можно использовать dBase-совместимую систему хране­ния и анализа данных. Так, можно классифицировать участки террито­рии для выбора оптимальных мест строительства объектов жилых до­мов, основываясь на таких критериях, как характеристики грунтов, ук­лоны, близость к зонам затопления и т.п. Можно также соединить сетку административных районов, коммуникационные линии, зоны затопле­ния, статистику преступности и другую информацию о городской среде для каждодневного анализа различных аспектов жизни большого города.

В пакете Overlay содержится команда BUFFER для создания буфер­ных зон, т. е. зон, границы которых удалены на известное расстояние от любого объекта на карте. Буферные зоны различной ширины могут быть созданы вокруг выбранных объектов на базе таблиц сопряженных ха­рактеристик.

Например, ширина лесных защитных полос вдоль дорог или водо­токов может автоматически задаваться в соответствии с классом дорог или расходом водотока. Пакет Overlay позволяет автоматически объеди­нять друг с другом буферные зоны, удаляя лишние внутренние границы. Он обеспечивает пользователя средствами обработки разноплановых источников информации. В пакете Overlay содержатся группа команд MAPJOIN для соединения смежных листов карты в единое картографи­ческое покрытие и команда SPLIT для разбиения большого покрытия на более мелкие.

Команды DISSOLVE и ELIMINATE позволяют объединять выбран­ные полигоны в одном картографическом покрытии для создания новых полигональных объектов. В частности, команда ELIMINATE может ис­пользоваться для удаления внутренних фрагментарных полигонов, воз­никающих при наложении двух карт.

Команда RESELECT дает возможность выбирать объекты картогра­фических покрытий в соответствии с пространственными или логичес­кими критериями, заданными пользователем новых полигональных объектов.

Команда INTERSECT соединяет две карты, оставляя только общие для обеих карт участки.

Команда CLIP удаляет все объекты, которые оказываются за преде­лами указанных пользователем границ.

Команда SPLIT разбивает картографические покрытия на покрытия меньшего размера.

Пакет Network. Это аналитическое средство для моделирования реальных сетей, таких, как улицы, водотоки, телефонные линии и линии электросвязи, для поиска объектов по его адресу (например, привязка табличных данных к географическим объектам с использованием фай­лов формата TIGER). Пакет обеспечивает выполнение двух основных категорий функций: анализ географических сетей и поиск объекта по его адресу.

Пакет Network позволяет рассчитывать оптимальные маршруты дви­жения транспорта, места размещения объектов, оптимизировать райо­нирование. Точность моделирования реальных сетей при использова­нии пакета высока, так как различная информация типа направления и стоимости передвижения или перемещения грузов может храниться в таблицах сопряженных характеристик для каждой линии в сети. Анализ сетей включает в себя три функции: поиск путей, аллокацию и райони­рование.

Поиск путей обеспечивает оптимизацию перемещения ресурсов по сети, например помогает выбирать альтернативные маршруты движе­ния машин аварийных служб в периоды максимальной загруженности транспортных магистралей.

Аллокация позволяет отыскать ближайшие центры (минимальную стоимость перемещения) для каждой точки сети в целях оптимизации функционирования последней. Например, аллокация может использо­ваться при поиске ближайшей станции пожарной охраны для каждой улицы или ближайшей школы для каждого конкретного школьника.

Районирование включает .ч себя группирование участков, ограни­ченных элементами сети, например городских кварталов, ограниченных улицами. Это средство ценно при планировании. Так, районирование может использоваться для определения границ участков доставки газет.

Если организация использует информацию, содержащую уличную адресацию, то применение средств Network позволяет определить ха­рактеристики объекта по его адресу. Система геокодировки дает возмож­ность соединить табличные данные адресных файлов с географическим положением объектов в форматах ЕТАК, TIGER или ArcInfo.

При использовании покрытий с адресацией все данные могут ана­лизироваться и наноситься на карту любым набором программных средств Arclnfo.

Пакет Network полностью поддерживает выполнение таких приклад­ных задач, как маркетинговые исследования, оптимизация размещения сервисных центров по адресам клиентов, компоновка списков расселе­ния, распределение детей по школам, направление машин аварийных служб, картографирование мест совершения преступлений и др.

Успешный анализ сетей возможен только при наличии качествен­ных обобщенных моделей сетей и движения потоков по ним. Структура данных системы Arclnfo, средства анализа и отображения, содержащи­еся в пакете Network, обеспечивают такую возможность.

Особенностью системы Arclnfo является то, что она может работать монопольно или в качестве терминала сети.