Выходные данные гис способы визуализации представление результатов

Визуализация данных в ГИС

Построение картографического изображения. Использование графических моделей векторного или растрового (ячеистого или пиксельного) представления для визуализации данных в геоинформационных системах. Изучение материалов дистанционного зондирования.

Рубрика	География и экономическая география
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	01.02.2014
Размер файла	241,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Визуализация данных в ГИС

Представление информации в понятной и удобной для пользователя форме является одной из основных функций любой системы обработки данных. Поскольку ГИС ориентированы преимущественно на обработку пространственно-распределенных данных, они подают обработанную информацию в виде различных карт, картодиаграмм, трехмерных и анимированных изображений.

Построение картографического изображения является достаточно сложным научно-методическим и технологическим процессом. Для создания карт и других геоизображений в различных прикладных науках (картографии, геологии, землеустройстве, гидрографии и др.) разработаны различные стандарты и нормативные требования. В то же время технология ГИС дает пользователю гораздо большие возможности для создания и обработки картографической информации, которые во многих случаях не предусмотрены или не востребованы традиционными методами бумажных технологий.

На экран дисплея можно вывести несколько окон с различными тематическими картами для их совместного визуального анализа; электронные карты легко масштабируются с возможностью автоматизированной генерализации; специальные средства редактирования позволяют быстро изменять подписи, условные обозначения и общую компоновку картографического изображения.

При наличии картографической базы данных пользователь получает возможность делать быстрые интерактивные запросы о свойствах того или иного объекта курсором мыши, составлять запросы с использованием математических и логических функций, делать выборки, строить тематические карты и Картодиаграммы. Пользователь может ставить перед информационной системой запросы типа: «Какие населенные пункты с какой общей численностью населения находятся на расстоянии 100 км от АЭС», «Какие сады и виноградники находятся в пределах двух часов езды от города N»- и получать ответы в картографической и табличной форме.

Для визуализации данных в геоинформационных системах (ГИС) используют графические модели, которые могут иметь векторное или растровое (ячеистое или пиксельное) представление. При этом модели могут включать в себя топологические характеристики. В связи с этим актуален вопрос представления геоданных и их визуализация в геоинформационных системах.

Объем растровых (сканерных) изображений зависит от размеров пиксела и количества пикселов, входящих в изображение. Например, аэрофотоснимок размером 23 х 23 см с размером пиксела от 8 до 24 мкм имеет соответственно от 827 до 92 Мпк. Такие объемы информации требуют мощных и быстродействующих технических устройств для передачи и обработки геоданных.

В настоящее время принята классификация по трем типам:

векторная топологическая модель.

Рис. 1. Сопоставление растровой и векторной моделей данных

Растровый метод основан на разбиении пространства на множество элементов поверхности (процесс квантования). Формы элементов растра (ячейки или пиксели) могут быть различными — треугольными, прямоугольными, квадратными и др., различных размеров (с различной разрешающей способностью) но, как правило, одинаковыми по размеру.

Рис. 2. Тип карты: растровая

Пространство в таком случае отображается через цепочки соединенных ячеек (пикселов), которые представляются, в свою очередь, линиями. Понятно, что растровые атрибуты не содержат точной координатной информации для объектов квантованного географического пространства, поскольку оно поделено на дискретные ячейки конечного размера. Для покрытия всей области кванты растра должны примыкать друг к другу, а это значит, что присваивая каждому из них определенные номера по вертикали и горизонтали, можно использовать их в качестве координатной сетки. Вообще на конкретной карте каждой ячейке может быть присвоено одно значение атрибута, однако число атрибутов может стать сколь угодно большим, если ячейка связана с базой данных.

Растровая модель дает информацию о том, что расположено на данной части территории. Чем больше размер ячейки, тем ниже разрешение растра, и, соответственно, меньше точность положения точек, линий и областей, заключенных в нем. Растровые модели используются для представления различных типов тематической картографической информации — отражения почвенно-растительного покрова, геолого-геоморфологических характеристик, землепользования и т. п. Такие модели удобно использовать для выявления различных взаимосвязей, и часто они являются основными при создании географических информационных систем.

Географическое пространство может быть также представлено через векторную модель.

Рис.3. Тип карты: векторная

Этот метод основан на присвоении точных пространственных координат (X, Y, 2, О) любой точке. Пространство (Я или R4) при этом рассматривается как непрерывное. Линии представляются как группы пар координат, связанных вершинами, а области — как замкнутая последовательность соединенных линий, начальная и конечная точки которой совпадают, а изменение положения зависит от времени t (в пространстве Я4.

Один отрезок может быть определен двумя парами координат, дающих положение и ориентацию в пространстве; ломаные линии отражаются через большое число коротких отрезков, при этом более точно линию сложной конфигурации можно представить через большое число таких мелких отрезков. Векторная структура данных показывает только геометрические свойства картографических объектов, однако если подключить сюда атрибутивные данные, то контурное изображение будет приобретать некоторые свойства карты.

Сложные наборы линий называются сетями. Они содержат дополнительную информацию о пространственных взаимоотношениях этих линий. Например, линии, отражающие транспортные магистрали, могут содержать сведения об особенностях передвижения по ним (направления, скорость и т. д.), при этом информация присваивается каждому отрезку до изменения атрибутов. Точки, в которых отрезки связываются, называются узлами и также специально кодируются. Каждый узел свидетельствует о смене ситуации. Все эти атрибуты должны быть определены по всей сети без пропусков, что необходимо для обеспечения связанности и пространственных соотношений. Такая процедура осуществляется в рамках топологической модели, отражающей взаимные связи между объектами, не зависящие от геометрических свойств этих объектов. Это значит, что вся векторная информация должна храниться в виде взаимосвязанных объектов, а не независимых наборов точек.

При построении ГИС важной и нужной характеристикой является представление рельефа поверхности. В случае растровой модели каждой ячейке дискредитированного пространства можно придать атрибут абсолютного значения высоты, которое наиболее характерно для этого кванта. Таким образом, через совокупность ячеек с указанием высотных отметок можно представлять поверхность в растровых моделях.

При использовании векторных моделей также возможно представить рельеф поверхности, однако этот метод может иметь свои особенности. В данном случае это можно рассматривать на примере описания кристалла. Так, каждый кристалл представляет собой набор гладких граней, соединенных точками и линиями, которые показывают изменения в структуре его поверхности. По аналогии с этим можно представить топографическую поверхность с плоскостями, линиями, ребрами, вершинами. Такая модель поверхности может быть связана через последовательность точек, распределенных с различной регулярностью (рис. 3), причем каждая точка отражает определенное значение высоты. Через три ближайшие точки можно провести плоскость в виде треугольника, внутри которого будет зафиксирован постоянный уклон. Совокупность таких треугольников и будет представлять модель поверхности, напоминающую кристалл. Создаваемый по такой поверхности слой в ГИС получил название ТШ — нерегулярная триангуляционная сеть. Полная модель поверхности создается путем соединения пары точек ребрами определенным способом — триангуляцией; при этом точки могут располагаться произвольно — регулярно или нерегулярно.

Вполне понятно, что система точечных данных может быть использована и для представления поверхности в виде изолиний — горизонталей. картография растровая векторная модель

Важную пространственную информацию для ГИС можно получать из материалов дистанционного зондирования. Дело в том, что большую часть данных со спутников получают в растровом формате, где каждая ячейка (пиксель) содержит радиометрические значения полученного электромагнитного излучения. Важно, что ввод этих данных в растровые ГИС осуществляется легко благодаря сходству структур данных, что зависит от формата данных.

Для представления геоданных и обработки изображений в геоинформационных системах используют растровую модель. При векторизации растрового изображения получают векторную модель, которую преобразуют в векторную топологическую модель представленную пространственными координатами и семантическим описанием объектов.

1. Аль-Шами З. Основные приёмы анализа картографических изображений в геоинформационных системах / З. Аль-Шами, Н.С. Шудра, В.Н. Гладилин // Инженерная геодезия — К.: КНУБА, 2007. — Вып.53. — С. 5-9.

2. Германова К.О. Технологія одержання растрових карт і планів / К.О. Германова // Вісник геодезії та картографії. — К.: Укргеодезкартографія, 1999.- №1.- С. 45-48.

3. Де Мерс Майкл Н. Географические информационные системы. Основы / Де Мерс Майкл Н. — М.: Дата +, 1999. — 499 с.

4. Светличный А.А. Географические информационные системы: технология и приложения / А.А. Светличный, В.Н.

5. Андерсон, С.В. Плотницкий. — Одесса: Астропринт, 1997. — 196 с.

6. Трифонова Т.А. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях: уч. пособие для вузов / Т.А. Трифонова, Н.В. Мищенко А.Н. Краснощеков. — М.: Академический проект, 2005. — 352с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Проект структурирования ландшафтов участка полигонально-валиковой южной субарктической тундры долины реки Анабар на базе данных дистанционного зондирования Земли в сочетании с данными полевых работ и с использованием геоинформационных технологий.

дипломная работа [10,7 M], добавлен 29.06.2012

Приемы анализа картографического изображения. Краткая история картографического метода исследования. Основные функции географических карт. Совместное использование и переработка карт. Методические указания по работе с школьными географическими атласами.

курсовая работа [769,2 K], добавлен 12.04.2015

Понятие и краткая история картографического метода исследования. Основные функции географических карт. Совместное использование и переработка карт, топологические модели. Применение картографического метода в научных исследованиях и в школьном обучении.

курсовая работа [2,7 M], добавлен 18.02.2012

Особенности карт. Картографическая сетка. Графическое представление масштаба. Элементы основы и условные картографические знаки. Надписи и географические названия на картах. Понятие о карте и особенностях картографического изображения земной поверхности.

реферат [360,0 K], добавлен 01.06.2010

Географические информационные системы (ГИС) как закономерный этап на пути перехода к безбумажной технологии обработки информации. Использование ГИС-технологий в сфере земельных отношений. Классификация современных ГИС-технологий, их характеристика.

курсовая работа [747,9 K], добавлен 13.06.2015

Источник

ГИС как средство визуализации информации

Технические науки

• Хижняк Юлия Дмитриевна , бакалавр, студент
• Белгородский государственный национальный исследовательский университет

• ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИИ
• ГИС
• ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ДАННЫХ
• КАРТЫ

Похожие материалы

В современном мире к информации предъявляется немало требований и одно из них — ее эргономичность. Под эргономичностью понимается удобство и наглядность информации с точки зрения формы ее представления и объема. Чтобы соответствовать данному требованию, информация должна быть представлена в виде, наиболее удобном и понятном для пользователя. Один из способов такого представления — это визуализация данных, то есть их наглядное представление с использованием графиков, диаграмм, схем, таблиц, карт. Таким средством являются и геоинформационные системы.

Под геоинформационной системой (ГИС) понимается автоматизированная система, которая способна осуществлять сбор, хранение, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных. С помощью геоинформационных систем преодолеваются основные недостатки обычных бумажных карт, такие как статичность и ограниченность емкости.

Веб-ГИС — ГИС в Интернет сети, при этом пользователи могут просматривать, редактировать и анализировать пространственную информацию с использованием обыкновенных браузеров. Веб-картография — это одно из направлений ГИС технологий в целом.

К задачам веб-картографии можно отнести визуализацию информации и облегчение работы с информацией, имеющей пространственный характер.

Визуализация информации — это процесс ее представления графическим способом. Задачей визуализации любых данных является осуществление поддержки человека в процессе понимания информации, ее полноценного восприятия и осмысления, производства новых знаний, а также сведения к минимуму прилагаемых усилий при решении умственных задач в сравнении с данными, которые представлены в текстовой форме.

Визуализация информации — не новая область, она известна миру уже давно. Сейчас, в эпоху стремительного развития информационных технологий и роста объема информации, визуализация информации является одним из эффективных способов ее представления и обработки. Процесс понимания и анализа больших потоков информации — неотъемлемый компонент жизнедеятельности человека. Простота изложения информации и удобство формы ее представления являются важными условиями для успешного и точного ее понимания.

Процесс визуального представления информации делится на два этапа:

1. информация кодируется посредством ее преобразования в визуальный формат с помощью различных средств визуализации, при этом используются различные визуальные атрибуты, характеризующие исходный объект, такие как форма, размер, расположение, цвет;
2. информация декодируется, при этом происходит преобразование мозгом человека визуальных свойств объекта в ментальный образ, а также сопоставление внутренних шаблонов, которые были получены в процессе восприятия, со знаниями, хранящимися в долговременной памяти человека, и последующая интерпретация изображения.

Визуализация информации и упрощение ее понимания человеком — одна из целей компьютерной обработки картографических данных.

В настоящее время любой пользователь может создавать, публиковать и использовать собственные карты. Рассмотрим три вида средств, которые позволяют создавать собственные карты. Их характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1. Средства создания карт

Критерии для сравнения

Настольные ГИС приложения

Возможность публикации данных

Средний или сложный

Зависит от выполняемых задач

Примеры программных продуктов

Google Earth, Microsoft Virtual Earth, ArcGIS Explorer

MapInfo, ArcGIS, GRASS GIS, gvSIG, Quantum GIS

Google Maps, Яндекс.Карты, 2GIS, OpenStreetMap

Бесплатное лицензионное ПО

MapInfo, ArcGIS -платное лицензионное ПО,

GRASS GIS, gvSIG, Quantum GIS — открытое ПО

Google Maps, Яндекс.Карты, 2GIS — бесплатны для использования с ограничениями, OpenStreetMap — свободный сервис

В настоящее время популярные картографические сервисы, например, Google Maps, Яндекс.Карты и другие, предоставляют разработчикам API, с помощью которого можно создавать собственные карты и их на сторонние сайты. API (Application Programming Interface — интерфейс программирования приложений) представляет собой набор средств, позволяющих получить доступ к какому-либо сервису и запросить у него данные. Разработчик может воспользоваться им для получения доступа к функционалу программы, библиотеки, модуля.

Карты пользуются большим спросом в качестве средств визуализации информации. Например, их используют на своих сайтах многие компании с целью обозначить свое местоположение (рисунок 1), информацию о событиях или другую географически привязанную информацию. Такое представление информации является более понятным и информативным для пользователя, чем обычная текстовая информация.

Рисунок 1. Использование карты Google на сайте организации для обозначения ее местоположения

Примером более сложного проекта, реализованного с помощью API картографического сервиса, может служить калькулятор стоимости грузоперевозок на сайте транспортной компании «Автоспецтранс», представленный на рисунке 2.

Рисунок 2. Калькулятор стоимости грузоперевозки на основе Яндекс.Карт на сайте транспортной компании

Многие исследования доказывают, что визуальная информация воспринимается человеком быстрее и эффективнее, нежели другие виды информации. Она позволяет акцентировать внимание человека на определенных аспектах, анализировать большой набор данных со сложной структурой, обеспечивает однозначность и ясность выводимых данных, а также их эстетическую привлекательность. Существует тенденция, согласно которой происходит постепенное смещение от вербального восприятия информации к визуальному: зрительные образы имеют такое влияние, что люди становятся все менее способны к восприятию печатного слова, не могут сосредоточить свое внимание на вербальном тексте в течение длительного периода времени. Поэтому сфера визуализации информации постоянно развивается, находятся все новые способы ее применения в отдельных отраслях бизнеса.

Список литературы

1. Апанович, З.В. Методы визуализации информации – наукоёмкое направление современных ИТ [Текст]/ З. В. Апанович// Компьютерные инструменты в образовании. – 2012. – №2. – 44-51 с.
2. Емельянова, Г. ГИС сегодня: тенденции, обзор [Электронный ресурс] /Г. Емельянова // isiCAD. Все о САПР и PLM: сборник статей. – Электрон. текстовые дан. – 2012. – Режим доступа: http://isicad.ru/ru/digest/isicad.ru_articles_11_2012.pdf, свободный.
3. Кадочников, А.А. Организация и визуализация данных наблюдений с помощью картографических веб-сервисов [Текст]/ А.А. Кадочников // Устойчивое развитие территорий: картографо-геоинформационное обеспечение. – 2014. – С. 188 -196.
4. Котов, М.М. Геоинформационные системы: новая эра [Текст] / М.М. Котов. – Москва: Европа, 2014. – 204 с.
5. Овсянников, М.С. Визуализация геоданных на карте [Текст]/ М.С. Овсянников, А.В. Седов, Т.Н. Ковырялова// Сборник материалов седьмой региональной научно-практической конференции молодых учёных, аспирантов и студентов. Международная академия бизнеса и новых технологий (МУБиНТ). – 2016. – 111-116 с.

Завершение формирования электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»

Создание электронного архива по направлению «Науки о Земле и энергетика»

Электронное периодическое издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), свидетельство о регистрации СМИ — ЭЛ № ФС77-41429 от 23.07.2010 г.

Соучредители СМИ: Долганов А.А., Майоров Е.В.

Источник