Система GPS

       7. Слайд-сканеры — как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

       8. Сканеры штрих-кода — небольшие,  компактные модели для сканирования  штрих-кодов товара в магазинах.

       Устройства  для ввода растровой информации выгодно отличаются от других тем, что  позволяют быстро и точно перенести  графические образы в ЭВМ и  сразу же отказаться в дальнейшем от бумажной технологии. Однако важной особенностью такого способа является то, что вводимые данные представляют собой просто описание графического образа карты без указания на смысловое значение каждого элемента изображения. Те объекты, которые мы видим на карте, на изображении в растровом формате нет. Они существуют только в нашем сознании, интерпретирующем группы пикселов, связывая их в какой-то целостный объект. Реально такой связи в растровых данных нет, все пиксели равноценны между собой и отличаются только цветом или яркостью. Поэтому машина не может непосредственно интерпретировать растровое изображение. Вот почему такие данные необходимо для дальнейшей обработки перевести в векторный формат. Но недостаток такого способа то, что преобразованная информация еще никак не обработана в содержательном плане, имеет малое количество семантических атрибутов и требует дальнейшего распознавания и множества операций по обработке.

       Напротив, устройства для ввода информации в векторном виде позволяют одновременно с вводом произвести все необходимые  операции по идентификации объектов и их оцифровке. Причем, данные в ЭВМ передаются практически в том самом виде, в каком они и будут храниться как ЦК, а поэтому требуют минимальной дальнейшей обработки. При кажущемся преимуществе этот способ имеет свой недостаток: он требует большого количества человеческого труда, менее поддается автоматизации из-за наличия в нем большего количества электромеханических компонентов. В настоящий момент активно развивается гибридный способ ввода картографической информации в ЭВМ, при этом достигаются преимущества, даваемые обоими вышеописанными методами, и одновременно частично компенсируются их недостатки: уменьшается громоздкость оборудования, его общая стоимость, осуществляется переход на "безбумажную" технологию, увеличивается возможность автоматизации процессов, растет точность и производительность труда.  

       Какие операции с картами  позволяет делать ГИС? 

       Карта является основным языком географии. Следовательно, она является и основным языком компьютеризованной географии. Эта графическая форма представления пространственных данных состоит из различных координатных систем, проекций, наборов символов, методов упрощения и генерализации. В геоинформатике встречается большое разнообразие карт из курсов геологии, топографии или почвоведения. Вдобавок к геологическим, топографическим, кадастровым и почвенным картам, используемым в этих дисциплинах, тематическое наполнение покрытий ГИС включает карты растительности, транспорта, распределения животных, коммунальных служб, планы городов, зональные карты, карты землепользования, ландшафтов и снимки дистанционного зондирования. Эти карты могут иметь как вполне привычный вид, так и такие нетрадиционные формы как блок-диаграммы, карты плотности точек, объемные карты и множество других типов. Исследование земли посредством ГИС основывается на нашей способности мыслить пространственно. Пространственное мышление требует от нас умения выбирать, наблюдать, измерять, записывать и характеризовать то, что нам встречается. Реальная ценность объектов в картографической форме представления зависит от решаемых задач, от того, пытаемся ли мы лишь изобразить карту или анализировать ее в ГИС. Чем больше мы знаем о возможных сочетаниях графических элементов и о том, как с ними обходятся на картографических документах, тем яснее наш географический язык. Более развитый уровень понимания графических приемов пригодится во всех четырех подсистемах ГИС. При вводе существующих карт в геоинформационную систему необходимо знать о влиянии различных уровней генерализации, масштабов, проекций, символизации и т.п. на то, что вводится, и как это вводится. Для анализа данных необходимо знать о возможности ошибок в некоторых покрытиях, созданных из мелкомасштабных карт. При выводе возникает проблема отображения результатов анализа при решении которой необходимы знания о картографических методах и критериях дизайна.  
Карта является моделью пространственных явлений, абстракцией. Однако необходимо признать, что отображение всех деталей и объектов невозможно. Есть пределы тому, что мы можем изображать на картах. Главной причиной нашей переоценки возможностей карт в отображении реальности является то, что они - среди наиболее удачных графических инструментов, созданных для передачи пространственной информации. Карты существуют тысячи лет, и все мы больше или меньше привыкли их видеть. Карты бывают разных видов и на разные темы. Два основных типа - это карты общегеографические и тематические. Наиболее часто в ГИС нам придется иметь дело с тематическими картами, хотя обще географические и топографические карты тоже используются для ввода в ГИС, главным образом для того, чтобы обеспечить общегеографическую основу для сложных тематических карт. Карты, как изображения мира показываю как положения объектов в пространстве и их форму, так и качественные, и количественные их характеристики. Эти взаимосвязанные геометрические объекты и атрибуты необходимы для картографического документа. Но независимо от того, какие объекты реального мира представляются этими точками, линиями, площадями или поверхностями они не могут выступать в качестве миниатюризации действительности из-за ограничений масштаба. Вместо этого они должны храниться в памяти компьютера, а затем, при отображении, используется какой-либо набор символов для их представления. Символы, в свою очередь, должны иметь ключ к их пониманию, называемый легендой карты. Легенда тактически соединяет геометрические объекты с их атрибутами, после чего каждый из них может быть воспринят в качестве представления реального объекта с его количественными характеристиками. Таким образом, может представить себе, что же в действительности наблюдалось при сборе исходных данных. 
 
 
 

       Что такое адресное геокодирование?

       Геокодирование  – это процедура автоматизированного  создания объектов карты на основании  атрибутивных данных, содержащихся в  некоторой таблице. В зависимости от характера используемых данных различаются координатное геокодирование, геокодирование по объектам и адресное геокодирование. При решении различных прикладных задач с помощью ГИС нередко возникает задача размещения на карте объектов, построенных на основе информации, заданной в виде таблицы. В простейшем случае такая таблица может в явном виде содержать координаты некоторых точек, в которых требуется разместить объекты. В более сложных случаях, помимо исходной таблицы, может использоваться и другая информация, имеющаяся в ГИС, такая как координаты существующих объектов и табличная информация об объектах.

       Процедура автоматизированного создания объектов карты на основании атрибутивных данных, содержащихся в некоторой таблице, называется геокодированием.

       В выполнении геокодирования в системе  ObjectLand участвуют, как минимум, два компонента ГБД:

• таблица, содержащая исходные данные для геокодирования (геокодируемая таблица);
• точечный тип объектов одного из слоев карты (геокодируемый тип). К этому типу будут принадлежать объекты, создаваемые при геокодировании.

       ObjectLand поддерживает три различных метода геокодирования. Выбор одного из этих методов определяется тем, какая задача должна решаться с помощью геокодирования, с какой точностью должны размещаться на карте создаваемые объекты и какие данные имеются для выполнения геокодирования.

• Координатное геокодирование требует для своего выполнения, чтобы в двух полях геокодируемой таблицы содержались значения координат X и Y. При выполнении геокодирования для каждой записи таблицы создается точечный объект с указанными координатами.
• При выполнении координатного геокодирования можно также выполнить трансформацию координат создаваемых объектов. Это полезно в том случае, если координаты, содержащиеся в таблице, заданы в системе координат, отличающейся от системы координат данной карты.
• Координатное геокодирование – это самый простой из методов геокодирования, который в то же время позволяет наиболее точно разместить создаваемые объекты на карте.
• Геокодирование по объектам основано на привязке создаваемых точечных объектов к положению существующих объектов какого-либо типа. Такой метод геокодирования применяется, например, в том случае, если геокодируемая таблица содержит список адресов интересующих пользователя объектов (магазинов, станций обслуживания и т.п.).
• Определение положения объекта по его адресу – это задача, которую каждому человеку не раз приходилось решать на практике. Для ее решения достаточно иметь подробный план города, где показаны все здания и указаны их адреса. Тогда положение искомого объекта можно определить с точностью до здания.
• В соответствии с этой аналогией, для геокодирования по объектам в ObjectLand необходимо, кроме исходной геокодируемой таблицы и геокодируемого типа, указать еще два компонента ГБД, участвующих в операции:
• ссылочный тип – тип объектов, к положению которых на карте будут привязываться создаваемые объекты (например, в качестве ссылочного можно использовать тип объектов «Здание»);
• ссылочную таблицу – таблицу, записи которой связаны с объектами ссылочного типа и в то же время содержат данные, позволяющие с каждой записью геокодируемой таблицы связать запись ссылочной таблицы. Таким образом, через посредство ссылочной таблицы можно для каждой записи геокодируемой таблицы найти соответствующий объект ссылочного типа и использовать этот объект для определения положения создаваемого объекта на карте.
• Если ссылочный тип – «Здания», то в качестве ссылочной таблицы можно использовать таблицу «Паспорта зданий», записи которой содержат, в частности, адреса соответствующих зданий.
• По сравнению с координатным геокодированием, применение геокодирования по объектам дает меньшую точность, но зато не требует явного указания координат создаваемых объектов.
• Адресное геокодирование основано на приближенном вычислении положения создаваемого объекта относительно заданного линейного объекта.
• Продолжая аналогию с использованием плана города, можно представить себе такой план, на котором не указаны адреса конкретных зданий, но для каждой улицы на каждом квартале нанесены минимальное и максимальное значение адресов зданий этого квартала. Если предположить, что здания в некотором квартале имеют номера от 100 до 120, то объект, который находится в здании с номером 118, должен быть размещен вблизи конца квартала.
• В ObjectLand для выполнения адресного геокодирования необходимо, кроме исходной геокодируемой таблицы и геокодируемого типа, указать еще два компонента ГБД, участвующих в операции:
• ссылочный тип – линейный тип объектов, относительно которых будет вычисляться положение на карте создаваемых объектов. В качестве ссылочного типа можно, например, использовать тип объектов «Сегменты улиц», который содержит отрезки улиц, соответствующие отдельным кварталам;
• ссылочную таблицу сегментов – таблицу, записи которой, во-первых, связаны с объектами ссылочного типа, во-вторых, содержат данные, позволяющие с каждой записью геокодируемой таблицы связать запись ссылочной таблицы и вычислить положение создаваемого объекта.
• Если ссылочный тип – «Сегменты улиц», то в качестве ссылочной таблицы можно использовать таблицу «Сегменты», записи которой содержат код улицы и диапазон адресов зданий соответствующего сегмента.
• Точность определения координат объектов при адресном геокодировании зависит от того, насколько сильно различаются по размерам объекты, соответствующие различным адресам. Если в приведенном выше примере здание номер 120 занимает половину всего квартала, то положение здания номер 118 будет вычислено весьма неточно.

       Для любого из описанных методов геокодирования имеется дополнительная возможность  установить связи между создаваемыми объектами и записями таблиц. В  качестве связанных таблиц могут  выступать как сама геокодируемая  таблица, так и другие таблицы  ГБД. В последнем случае информация из геокодируемой таблицы используется для определения записи связанной таблицы, присоединяемой к создаваемому объекту.

       Адресное  геокодирование применяется в том  случае, когда расположение геокодируемых  объектов на карте определяется по их положению относительно линейных объектов некоторого ссылочного типа. Таким образом, при адресном геокодировании в качестве ссылочных могут использоваться объекты только линейного геометрического типа.

       В целях повышения быстродействия компьютера используется модификация команд. Она состоит в изменении адресной части базовой команды. В некоторых случаях в адресной части базовой команды индексируются и адреса команд. Этот прием используется в программах, состоящих из нескольких вычислительных блоков. Операции, связанные с изменением адресов, не застрахованы от ошибок. Один из методов снижения вероятности таких ошибок состоит в особом кодировании, применяемом при программировании. Речь идет о выборе ячеек из ЗУ, совокупность адресов которых составляет какой-нибудь корректирующий код, например код с проверкой на четность.  

       Что такое картографические проекции? 

       Картографическая  проекция — математически определенный способ отображения поверхности эллипсоида на плоскости.

       Суть  проекций связана с тем, что фигуру Земли — эллипсоид, не развертываемый в плоскость, заменяют на другую фигуру, развёртываемую на плоскость. При этом с эллипсоида на другую фигуру переносят сетку параллелей и меридианов. Вид этой сетки бывает разный в зависимости от того, какой фигурой заменяется эллипсоид.

       В любой проекции существуют искажения, они бывают четырёх видов:

• искажения длин
• искажения углов
• искажения площадей
• искажения форм

       На  различных картах искажения могут  быть различных размеров: на крупномасштабных они практически неощутимы, но на мелкомасштабных они бывают очень  велики.

       Искажение длин — базовое искажение. Остальные искажения из него логически вытекают. Искажение длин означает непостоянство масштаба плоского изображения, что проявляется в изменении масштаба от точки к точке, и даже в одной и той же точке в зависимости от направления. Это означает, что на карте присутствует 2 вида масштаба:

• Главный, он на карте подписывается, но на самом деле это масштаб исходного эллипсоида, развертыванием которого в плоскость карта и получена.
• Частный масштаб — их бесконечно много на карте, он меняется от точки к точке и даже в пределах одной точки.

       Для наглядного изображения частных  масштабов вводят Эллипс искажения.

       Искажения площадей логически вытекают из искажения длин. За характеристику искажения площадей принимают отклонение площади эллипса искажений от исходной площади на эллипсоиде.

       Искажения углов логически вытекают из искажения длин. За характеристику искажений углов на карте принимают разность углов между направлениями на карте и соответствующими направлениями на поверхности эллипсоида.

       Искажения формы — графическое изображение вытянутости эллипсоида.

       Равноугольные проекции — проекции без искажений углов. Весьма удобны для решения навигационных задач. Масштаб зависит только от положения точки и не зависит от направления. Угол на местности всегда равен углу на карте, линия прямая на местности, прямая на карте. Главным примером данной проекции является поперечно-цилиндрическая Проекция Меркатора (1569 г.) и до сих пор она используется для морских навигационных карт.

       В равновеликих проекциях отсутствуют искажения площадей, но при этом сильны искажения углов и форм, (материки в высоких широтах сплющиваются). В такой проекции изображаются экономические, почвенные и другие мелкомасштабные карты.

       В произвольных проекциях имеются искажения и углов, и площадей, но в значительно меньшей степени, чем в равновеликих и равноугольных проекциях, поэтому они наиболее употребляемые. Частным случаем произвольных проекций являются равнопромежуточные проекции, в которых сохраняются расстояния по некоторым выбранным направлениям: например, прямая азимутальная проекция, в которой правильно изображаются расстояния от полюса.