Вторник, 21.11.2017, 06:12

САПР
Программы
Введение в ГИС

Для того, чтобы понимать объекты и процессы окружающего мира человек мысленно классифицирует и упорядочивает их. Подменяет реальные объекты абстракциями, делит все на различные категории и так далее. Если бы человеческий мозг этого не делал, то не смог бы разумно мыслить. Мы говорим: 'это стул', 'это табурет' и при этом не задумываемся, почему мы так решили. Наш разум сделал это разделение на подсознательном уровне и отнес увиденные предметы к разным категориям. Если мы скажем 'это мебель', или 'сюда можно присесть', то увидим, что теперь они объединились в одну категорию. Чтобы легче понимать окружающий мир нам необходимо классифицировать и упорядочивать. Чем геоинформационная сиситема отличается от карты? Конечно не только возможностью более красивой и легкой печати. Наверно вы уже догадались, о чем я. ГИС помогает представить объекты упорядоченно и легче ориентироваться в больших объемах информации.


Практически все современные ГИС построены схожим образом, и Isoline не является исключением. По этой причине, далее, я буду использовать термин ГИС.

Слои

Вся картографическая информация в ГИС организована в виде слоев. Слои, это самый первый уровень абстракции в ГИС. Работая с ГИС, мы обязаны разделить существующие у нас данные на слои. Каждый слой содержит объекты определенного вида, объединенные общими характеристиками. Работая в ГИС, мы можем подключать и отключать интересующие нас слои, или менять порядок их отображения. Слои бывают следующих типов:

Точечные

Точечные слои содержат объекты, которые можно абстрагировать до точки, например скважины или города. Ради ясности понимания даже город можно представить точкой.



Линейные

Эти объекты можно абстрагировать до ломаной или гладкой линии, например реки, дороги, или трубопроводы.



Полигональные или площадные

Объекты этого типа представляются как находящиеся в пределах некоторого полигона, например лицензионные участки.



Площадные объекты могут состоять из нескольких контуров. Это необходимо если требуется представить полигон с дыркой внутри. На рисунке представлен пример обычного полигона и полигона, состоящего из двух контуров.



Последняя точка полигона всегда должна совпадать с первой точкой. Правильно это или нет, но так уж повелось в геоинформационных системах. Таким образом, полигон не может иметь менее четырех точек. Если полигон имеет нулевую площадь, то есть вырождается, то его необходимо удалить. Полигон также не должен иметь самопересечений. Подобные недочеты позже могут привести к серьезным ошибкам в расчетах, и потому их следует избегать.

Изображения

Растровые графические изображения, привязанные к географическим координатам, например космоснимки или отсканированые карты.



Сеточные модели

Это структурные карты и карты параметров. Первоначально такие модели основывались на прямоугольной сетке, где в узлах сетки указано значение Z (параметра).

    
Теперь строение подобных моделей зачастую боле сложное, но по традиции их продолжают называть сетками или гридами. Современные гриды могут содержать разломы, области уточнения или быть основаны на сплайнах. Смысл сеточных моделей остается прежним: непрерывное представление параметра на определенной площади.

   
Сетка сплайнов отличается от обычной сетки тем, что ее поверхность является идеально гладкой, что более естественно для большинсва моделей. Сетки с разломами содержат дополнительные сегменты для моделирования ровного разрыва. На обычной сеточной модели разрыв получается ступенчатым. Сеточные модели, также называют картами в изолиниях.

Специальные виды слоев

Эти пять типов слоев стандартны для любой профессиональной ГИС, но кроме них могут существовать и другие, специальные типы данных, обусловленые областью применения данной системы. В Isoline, например, есть разломы (для моделирования сеток с разломами), растровые карты (для представления очень больших растровых изображений) 3D модели (для трехмерных моделей пластов).

Группы

Часто карта содержит достаточно много различных слоев, тогда их удобнее структурировать, поместив в группы, которые подобны папкам в проводнике Windows.

Таблицы данных

Точки линии и полигоны имеют таблицы аттрибутивных данных для своих объектов.



Каждому объекту на карте соответствует строка в таблице данных. Используя таблицу данных можно находить и сортировать объекты, выделять их на карте по аттрибутам или смотреть атрибуты выделенных объектов. Атрибутивная таблица позволяет искать объекты, сортировать их, выделять по условиям, группировать, создавать фильтры, проводить вычисления. Таблица аттрибутов превращает ГИС в базу данных, в которой вы можете проводить анализ данных или управление данными при помощи развитых инструментов ГИС. Без таблиц аттрибутов геоинформационные системы не имели бы смысла, а карты в них не были бы картами, а были просто рисунками, как рисунки в CorelDraw или Paint.



Точки в составе линий и полигонов также имеют свои аттрибутивные таблицы. Так, например, сейсмопрофили можно загрузить вместе с данными по отпикированным горизонтам и использовать их для построения карт в изолиниях.

Таблица данных поддерживает понятие выделенных объектов, такие строки в таблице помечены другим цветом. Выделенные объекты также, несколько иначе отображаются и на карте. Выделение объектов очень часто используется при анализе данных. Выделять объекты можно как в таблице, так и на карте, а также по заданным условиям.

Формирование слоев

Очень важной темой является правильное формирование структуры слоев. Полезность любой базы данных, и ГИС в том числе, сильно зависит от правильной структуры данных. Даже можно сформулировать следующее: полезность базы прямо пропорциональна ее правильной организации и порядку в данных. Если данные в базе содержат большое количество ошибок или неправильно организованы, то это может свести на нет все достоинтва базы данных как таковой.

По этой причине важным является умение правильно структурировать информацию. Например, если вы загружаете данные сейсморазведки, то правильно будет объединить все сейсмопартии в одном слое, а не создавать несколько слоев групируя их по районам или площадям. Лучше придерживаться такого правила: один тип данных - одна таблица (или один слой). С другой стороны разнородные объекты лучше помещать в разные слои, даже если они объеденены общей тематикой. Так автодороги и железные дороги лучше разделить на два слоя, а потом поместить их в группу 'Транспортные пути'.

Вроде бы подобные рассуждения кажутся вполне естественными, но, удивительно, как много организаций до сих пор не сумели привести свои данные в должный порядок, и цена приобретаемых програмных пакетов этому нисколько не помогла L.

Координаты

Всем известно, что земля круглая, а карта плоская, и поверхность шара невозможно развернуть на плоскость без деформаций. По этой причине в картографии используют проекции. Поекции это правила и формулы преобразования одних координат в другие. Обычно используется преобразование из сферических (географических) координат в прамоугольные координаты (координаты карты).

Проекции бывают равноплощадными или равноугольными, то есть сохраняют площадь объектов или углы. Иногда проекция может искажать и то и другое, минимизируя искажения вобщем.

Для нашей страны стандартной сиситемой преобразования является система координат '42-ого года'. Система '42-ого года' делит территорию земного шара на 60 зон, по 6 градусов. Тюменская область, например, находится в пределах 12-ой, 13-ой и 14-ой зон. '42-ой год' это равноплощадная проекция.

ГИС устроены так, что могут хранить данные в одной системе координат, а отображать в другой. Поэтому необходимо не запутаться с тем, в какой системе координат хранятся данные, и в какой они отображены на карте. Чтобы уменьшить путаницу с проекциями Isoline поддерживает только два варианта исходных данных:

Прямогугольные координаты (любые произвольные координаты, к которым не применяется никаких преобразований).
Географические координаты (градусы, минуты, секунды, которые при отображении на карте пересчитываются в какую либо проекцию).

Вот варианты отображения одного и того же участка в разных системах координат и проекциях.

Проекция 'поликоническая'. Реальные координаты - градусы, отображаемые кординаты - градусы.


Проекция не установлена. Реальные координаты - 'поликонические', отображаемые кординаты - прямоугольные.

Проекция не установлена. Реальные координаты - градусы, отображаемые кординаты - прямоугольные.


Проекция 'поликоническая'. Реальные координаты - 'поликонические', отображаемые кординаты - прямоугольные.

Как видно из рисунков два верхних нас вполне устраивают, а третий и четвертый нет. Третий рисунок, на самом деле, вполне корректен, но проекция не указана, и поэтому мы видим изображение 'как есть', в градусах. На четвертом рисунке мы попытались отобразить полигон, данные которого не градусы, в проекции 'поликонической' и система нас не поняла. Из этого можно сделать следующее заключение: для прямоугольных координат устанавливать проекцию нельзя, так как в этом случае формулы преобразования применяются к ним второй раз, и изображение получается неверным.

Также необходимо принимать во внимание такой факт, что прямая проведенная в одной системе координат не является прямой в другой системе, а площади объектов могут отличаться, даже если проекции равноплощадные.

Прямоугольные координаты


'поликонические', без корректировки отображения.

Координатная сиситема Мольвейде.


'поликонические', с корректировкой отображения.

Поэтому если вам нужны точные длины линий, точные площади, и точное отображение, то необходимо воспользоваться специальными средствами системы. 
Мы здесь
start@ing-tv.ru
+7(950) 402-03-19
+7(391) 231-25-60
 
Инженерные сети
Расчетные САПР
Программы SoftHVAC
Энергоэффективност
GeoSolution

Copyright Weißes Meer © 2017