Растровые модели ГИС. Создание растра, по ячеечный ввод информации, картографические слои, картографические зоны, разрешение, ориентировка растровых массивов

Растровое изображение – это массив точек или пикселей, в которых каждому пикселу соответствует свое значение или цвет. Растровые изображения бывают цветными, бинарными. Растровая модель создается следующими способами в рамках ГИС: 1) создание растровых массивов бумажных карт; 2) на основе дистанц.зондирования; 3) в программе, графич.редакторе (Фотошоп). Важно понятие Н изображения. При увеличении на экране дисплея, например в 4 раза, 1 элементу растров.модели будет соответствовать 4 элемента экранного разрешения. И далее с увеличением появляется зубчатость, которая очень неудобна при показе точности размещения пространств.объектов, следовательно растров.модели не использ. в специальных геодезических приложениях, где важна геометрическая точность показа объектов (топографич. и геодезич. съемка). Здесь использ.векторная модель данных. Растровая модель очень проста, но имеет ряд сложностей: 1) невозможно работать в растров.моделях в каких-то координатных системах, т.к. каждую ячейку необходимо отдельно привязывать, переносить и т.д.; 2) графич.сложности возникают, когда необходимо растров.модель перенести, скопировать, возникает необходимость работать с каждой ячейкой отдельно. Векторной форме в этом плане выгодней, т.к. в основе лежат дуга, окружность, линия, точка. Меняя радиус окружности или координаты точки можно оперативно менять расположение точек объектов. Векторные модели позволяют работать в 3D. Различие растров.и векторн.моделей можно легко увидеть в процессе векторизации (процесс цифрования растрового изображения на экране компьютера), главные задачи ее: 1) создание векторных тематич.слоев на основе растровых массивов данных; 2) установление исходной системы координат бумажной карты, а также восстановление утеренного графич.изображения; 3) современные редакторы позволяют выполнять строго топологическое описание объектов; 4) создание в рамках векторизации атрибутивной базы данных; 5) экспорт слоев в общепризнанные международные стандарты.

Растров.модель предполагает позиционирование объектов указанием их положения в соответствующей растру прямоугольной матрице единообразно для всех типов пространственных объектов (точек, линий, полигонов и поверхностей). - Разбивает всю изучаемую территорию на элементы регулярной сетки или ячейки; - Каждая ячейка содержит только одно значение; - Является пространственно заполненной, поскольку каждое местоположение на изучаемой территории соответствует ячейке растра, иными совами - растровая модель оперирует элементарными местоположениями Растровые слои представляют из себя сплошные изображения. Они не могут содержать объекты. Однако они могут служить фоном для векторных слоев. Если векторная модель дает информацию о том, где расположен тот или иной объект, то растровая. информацию о том, что расположено в той или иной точке территории. Это определяет основное назначение растровых моделей - непрерывное отображение поверхности. В растровых моделях в качестве атомарной модели используют двумерный элемент - пиксель (ячейка). Упорядоченная совокупностьатомарных моделей образует растр, который, в свою очередь, является моделью карты или геообьекта. Данные для анализа могут быть получены из векторных слоев, отражающих поля тематических или/и временных характеристик, растеризацией и записаны в таблицу или напрямую занесены туда из отчетов. Таблица, содержащая атрибуты объектов, называется таблицей атрибутов. В таблице каждому объекту соответствует строка таблицы, каждому тематическому признаку - столбец таблицы. Каждая клетка таблицы отражает значение определенного признака для определенного объекта. В общем случае ввод информации для задач ГИС осуществляется комплексно: по данным дистанционного зондирования, со снимков спутников, аэроснимков, по материалам дешифрирования снимков, полевым измерениям, по информации с карт. Для растровой ГИС приняты следующие фундаментальные термины: Разрешение – минимальная размерность по одной из координатных осей наименьшего элемента географического пространства, для которого могут быть приведены какие-либо данные. В растровой модели данных элементарным объектом для большинства систем выступает квадрат или прямоугольник. Такие единицы именуют как сетка, ячейка или пиксель. Множество ячеек образует решетку, растр, матрицу. Площадная Зона – набор соседствующих местоположений одинакового свойства. Термин Класс (или район) часто используют в отношении всех самобытных зон, которые имеют одинаковые параметры. Главными компонентами зоны являются ее значение и местоположения. Значение – это единица информации, хранящаяся в теме (слое) для каждой точки или пикселя объекта. Ячейки одной зоны (или района) имеют одинаковое значение. Местоположение – это наименьшая единица картографического пространства, для которогомогут быть определены какие-либо характеристики или свойства (пиксель, ячейка). Такая единицакартографического плана однозначно идентифицируется упорядоченной парой координат – номерами строки и столбца.

3. Исторически подсистемы ГИС сложились в ходе становления конкретн.ГИС-центров. Подсистемы: 1) обработки данных (-получение данных с тематич.карт, изображений, в ходе полевых наблюдений; - перевод данных с этих источников в цифровую форму; - хранение данных, закрытость и обновляемость данных); 2) анализа данных (- реализуются запросы к данным (от простого запроса где, что находится до сложного многомерного статистич.анализа); - анализ и прогноз прир-соцэконом. явлений; - вывод инфо(текст, таблицы, графики,карты, цифров.формат и др.); 3) использования инфо (-реализуются интересы пользователей ГИС и разработчиков); 4) управления (- научный персонал разработчиков ГИС, присутствуют специалисты для создания оболочек ГИС, сист.-программист, сист-аналитик, администратор базы данных, операторы ввода инфо, специалисты тематики (экологи, геологи и т.д.).

8. В настоящее время все больше данных появляется на магнитных носителях, CD-ROM, данных, доступных в сети Internet; (цифровые карты мира - DCW, цифровые картографические данные Геологической службы США - DLG, цифровые космические снимки, так называемые Quicklook, и многие другие). Однако, нужно помнить, что пока изображения, распространяемые в Интернет зачастую имеют низкое разрешение, растровый формат и ограниченные размеры. Истинное горизонтальное и вертикальное положение объектов обычно непосредственно определяется в результате полевой съемки. Система спутникового позиционирования (ССП) - новый способ точного определения положения объектов на земной поверхности. Положение объекта рассчитывается по сигналам, поступающим с серии ИСЗ (Искусственный спутник Земли) (ГЛОНАСС, Россия, NAVSTAR или GPS, США) с точностью от метров до нескольких сантиметров. Она сопоставима с точностью самых крупномасштабных карт. Аэрофото- и космические снимки (первичные данные) представляют собой великолепные подложки для оцифровки ГИС данных. Они содержат координаты совместно с изображениями и подтверждают или расширяют информацию о конкретном географическом регионе. В ГИС используют не первичные материалы дистанц.зондирования, получаемые во время съемки, а производные, формируемые в результате их обработки. Данные со спутников подвергаются предварительной цифровой обработке для устранения радиометрических и геометрических искажений, влияния атмосферы и т.д. Для улучшения визуального качества исходных изображений могут применяться процедуры для изменения яркости и контрастности, фильтрации для устранения шумов или подчеркивания контуров и мелких деталей. При использовании аэрофотоснимков следует обращать внимание на искажения, вызываемые углами наклонов снимков и рельефом местности, которые могут быть устранены в процессе трасформирования или ортофототрансформирования.