Расположения объектов на Земле привязаны к датуму. Разные датумы повлекут разные значения координат одних и тех же объектов

Датум – данные, называемые также геодезическими датами (datum), жестко фиксируют систему геодезических координат относительно тела Земли.
Существуют два типа датумов- геоцентрический (глобальный) и локальный.

Геоцентрический датум использует центр масс земли в качестве начала отсчета. Начало отсчета системы координат для локального датума сдвинуто относительно центра земли.

Локальный датум изменяет положение эллипсоида так, чтобы наиболее близко совместить его поверхность с нужной областью. Локальный датум не следует применять вне области, для которой он был разработан.
Наиболее широко используемым датумом является Мировая геодезическая система 1984 года (World Geodetic System 1984- WGS84), базируется он на эллипсоиде WGS-84 с центром в центре масс земли. Так же один из достаточно распространенных датумов (используется в России и некоторых окружающих странах) является- Pulkovo-1942 (СК-42), который базируется на эллипсоиде Крассовского, начало координат у него смещено относительно центра масс расстояние около 100 м.

30. Определение системы координат векторных и растровых данных.

Различают растровую и векторную систему координат, по их названию нередко выделяют растовые и векторные виды ГИС.

Растровая система координат представляет собой положенную на карту сплошную сетку (grid) со стандартным шагом опробования

Каждая ячейка (клетка, пиксель) имеет 2 уникальные (в данной комбинации свойственные только ей) координаты (х, у как правило)

Эти ячейки имеют квадратную или прямоугольную форму и являются элементарным пространственным объектом, кот. в однозначное соответствие поставлены определенные для него данные специализированные базы данных ГИС

Растровые ГИС активно используются на уровне от региона до хозяйства и поля, поскольку они позволяют:

1. легко визуализировать на картах табличную информацию из связанных с ними БД

2. проводить логические (если…то) и алгебраические (сложение, вычитание) действия различных тематических слоев карт, часто имеющих различную пространственную организацию (несовпадение границ исходных выделов) – с формированием новых тематических слоев оценочной или технологической информации

+ растровые системы координат операционно дешевле

Векторные системы координат основаны на точечном, а не клеточном представлении информации. В виде ее элементарных пространственных носителей выступают точки, линии и полигоны (или участки). Каждая точка обладает точными координатами (их точность определяется качеством исход.карты и комп.). точки объедин. В линии. Замкнутые линии образуют полигоны. Векторная система координат позволяет легко и с большой точностью проводить площадные и линейные измерения. Точность электр.карты любого масштаба определяется исходной точностью данных, а не разрешающей способностью базовой растровой сети.

- ГИС в векторной системе координат существенно дороже растровых и не годятся для непосредственной работы со сканиров. изображ, слоями дистанционного зондирования и основанными на них моделями.

31. Полигоны Тиссена.

Конвертирует входные точки покрытия в выходное покрытие полигонов Тиссена. Полигоны Тиссена обладают уникальным свойством, суть которого в том, что каждый полигон содержит только одну входную точку, и любое место в пределах этого полигона находится ближе к связанной с ним точке, чем к точке любого другого полигона.

Полигоны Тиссена могут использоваться для разделения точечного покрытия на регионы, известные под названиями полигоны Тиссена или полигоны Вороного. Каждый регион содержит только одну входную точку покрытия. Каждый регион обладает уникальным свойством, суть которого в том, что любое местоположение в регионе находится ближе к точке региона, чем к точке любого другого региона.

 

32. Триангуляция Делоне.

Основной принцип алгоритма триангуляции Делоне заключается в том, чтобы построить треугольники, которые все вместе будут по возможности близкими к равносторонним фигурам. При такой интерполяции значения высот для новых точек будут более близки к известным исходным точкам.

Триангуляцию можно производить по исходному набору объектов поверхности, представленных точками, линиями и областями. Сначала выполняется триангуляция по точкам. Затем в процесс триангуляции вводятся линии и создаются новые узлы там, где эти линии разбивают грани. Под конец, в процесс триангуляции вводятся области; они тоже могут разбивать или рассекать грани.

После выполнения триангуляции для ТИН сохраняется список узлов каждой грани, а также список соседних граней.

 

1. Треугольная полигональная сеть, образуемая на множестве точечных объектов путем их соединения непересекающимися отрезками и используемая, в частности, в модели TIN при создании цифровой модели рельефа;

2. В вычислительной геометрии и компьютерной графике: граф, двойственный диаграмме Вороного (полигону Тиссена).

33. Направленность линейных и площадных объектов.

Линейные объекты могут характеризоваться не только распределением по ландшафту, но и ориентацией. Такие объекты как осадочные напластования, русла ледников, переносимая водой галька, цепи валунов, оставленные ледниками, ограждения, сети улиц, ветровал деревьев в лесу имеют определенную ориентацию, которая часто указывает на породившую их силу.

Но когда мы анализируем ориентацию, у нас может возникнуть ситуация выбора между двумя встречными направлениями. Если линейный объект является улицей с односторонним движением, то ориентация ее самой не говорит нам о направлении, в котором должен двигаться транспорт. Поэтому, кроме ориентации нам нужно знать и о направленности. Мы можем также рассматривать распределения линейных объектов либо как двухмерные, либо как трехмерные, с учетом углового направления относительно поверхности сферы. Для простоты мы ограничимся лишь первыми.

34. Непрерывные и дискретные поверхности.

Дискретные объекты имеют известные и определяемые границы: нетрудно точно определить, где начинается и где заканчивается такой объект. Озеро - это дискретный объект, окруженный ландшафтом. Место, где кончается вода и начинается суша, можно четко определить. К другим дискретным объектам относятся здания, дороги и земельные участки.

Растр, обычно представляющий явления с чёткими границами и описывающими категории атрибутами. Каждая ячейка дискретного растра хранит целое число, представляющее пространственный объект. В гриде землепользования, например, значение "1" может обозначать зеленые зоны, "2" – городскую застройку и т.д. Это предполагает, что явление, представленное каждым значением, заполняет площадь ячейки. Например, растром отображается землепользование, политико-административное положение или владение объектом.

Например, растром отображается землепользование, политико-административное положение или владение объектом.

Непрерывная поверхность отображает явление, в котором каждая точка поверхности является мерой плотности, мерой отношения к некой фиксированной точке пространства или отношением к точке происхождения. Непрерывные данные также называются полями, недискретными данными или данными поверхности. Сюда относится высота (фиксированная точка - уровень моря) и экспозиция (фиксированная точка - одно из направлений: север, восток, юг, запад).

Примеры непрерывного растра – растры, представляющие рельеф, осадки, химические загрязнения, модели пригодности или расстояния от дорог.

Растр, в котором ячейки данных формируют непрерывную поверхность. В непрерывном растре представленные явления не имеют чётких границ. Данные существуют в относительном масштабе. Это значит, что данные в каждой ячейке принимают значения, находящиеся в центре ячейки. Примеры непрерывного растра – растры, представляющие рельеф, осадки, химические загрязнения, модели пригодности или расстояния от дорог.

+

Дискретные данные – это количественные данные, которые не могут иметь дробную часть (количество детей, испытуемых).

Непрерывные данные – это данные, которые получают при измерении по непрерывной шкале (т.е. они могут иметь дробную часть). Это масса тела, рост, артериальное давление.

35. Модели поверхностей. TIN, GRID.

ТИН – триангуляционная нерегулярная сеть, с помощью которой можно описать поверхность.

Грид – непрерывная модель поверхности, представляющая собой регулярную сеть.

МОДЕЛЬ TIN – нерегулярная триангуляционная (треугольная) сеть) – одна из моделей пространственных данных, используемая при конструировании ЦМР, представляя его набором высотных отметок в узлах сети неравносторонних треугольников, соответствующих триангуляции Делоне, и заменяя рельеф многогранной поверхностью. Ребра TIN формируют непрерывные, непересекающиеся треугольники, которые могут использоваться для определения положения линейных пространственных объектов, играющих важную роль в построении поверхностей.

+ТИН – это модель данных, специально предназначенная для представления поверхностей значений, полей (например – рельеф местности). Это нерегулярная триангуляционная сеть точек, но связанных особым образом сетью прямых отрезков, при этом отрезки образуют множество треугольников, как бы грани. Наличие таких связок между точками дает как бы представление (или линейное приближение) о форме поверхности (или поведении поля) на данном участке в промежутке между точками. Высоту (или z-значение) можно интерполировать для точки в пределах изучаемой области.

 

 

Растровое представление- МОДЕЛЬ GRID – способ представления поверхности по регулярно распределённым точкам. Растровая модель пространственных данных (разбиение пространства на пиксели) применительно к поверхностям означает матрицу – регулярную (чаще всего квадратную) сеть отметок в её узлах, расстояние между которыми определяет её пространственное разрешение.   

+Гриды представляют поверхность по регулярно распределенным точкам. Структура GRID – моделей полностью соответствует структуре растровых данных. Модель GRID – это регулярная, растровая модель поверхности, где каждая ячейка содержит значения только одного параметра.

36. Интерполяция. Методы интерполяции.

Расчет (оценка) значений на поверхности в точках, где замеры не производились, на основании известных значений соседних точек. Интерполяцию можно использовать для определения высоты, количества осадков, температуры, химического загрязнения и прочих распределённых в пространстве явлений. Интерполяция обычно производится на растрах, но её также можно осуществлять и в векторной модели поверхности TIN. Существует несколько известных технологий интерполяции, включая методы взвешенных расстояний, обратно взвешенных расстояний и кригинг.

В системах линейных координат, вычисления значений измерений на маршруте между двумя известными значениями измерений.

 Интерполяция используется для создания поверхности по ограниченному числу замеров какого-либо параметра. Каждый объект слоя точек это - место, где проводилось измерение. С помощью интерполяции рассчитываются значения между точками измерений.

 Методы интерполяции:

·МЕТОД СПЛАЙН - Метод интерполяции, при котором значения ячеек оцениваются с использованием математической функции, минимизирующей общую кривизну поверхности, превращая её в гладкую поверхность, которая точно передаётся через выходные точки.

·МЕТОД ТРЕНД          

·МЕТОД КРИКИНГ - Статистический метод интерполяции, который использует данные одного типа (единственного свойства явления) для интерполяции значений этого же типа данных в точках, в которых наблюдения не проводились. Весовые значения зависят от расстояний между точками наблюдений, предварительной подготовки данных расположения, и всеобщей пространственной классификации точек наблюдения. Кригинг – уникальный метод интерполяции, предоставляющий простой метод, характеризующий изменения или, точнее, предположения.

· интерполяция по методу взвешенных расстояний - Метод интерполяции, при котором оцениваются значения ячейки в растре из набора опорных точек с определённым весом, так что чем дальше такая точка от оцениваемой ячейки, тем меньше она значит для вычисления значения ячейки.

37. Принципы классификации данных. Простейшая переклассификация. Ранжированные классификации.

Принципы классификации:
• Классификация на основе атрибутивной информации
• Классификация на основе информации о положении, размере и форме объектов
• Классификация на основе совместного использования атрибутивной и пространственной информации.

Очень часто (особенно если данные получены из внешнего источника) мы работаем с уже классифицированными кем-то данными. И нашу работу можно охарактеризовать как переклассификацию полученных данных. Точки, линии и полигоны могут быть переклассифицированы простым перекодированием атрибутов в их таблицах или перекодированием значений ячеек растра для создания новых наборов данных. В этом простом процессе пользователь меняет сами атрибуты и не более того.

В случае растрового набора данных, вы просто меняете числа кодов или имена атрибутов для этих ячеек растра. Существует множество различных целей переклассификации данных. Вот наиболее распространенные из них:

· Замена значений на основе новой информации. Переклассификацию полезно использовать, когда вы хотите заменить значения во входном растре новыми значениями. Это может потребоваться, если вы выяснили, что значение одной или нескольких ячеек в действительности должно быть другим, например, если изменился тип землепользования.

· Группировка значений. Вам может потребоваться упростить информацию в растре. Например, вы можете объединить различные типы лесов в один класс лесов.

· Замена определенных значений на “нет данных” или замена “Нет данных” на значение. Иногда вам нужно исключить определенные данные из анализа, например, если на некоторые типы почв (например, на болота)наложены ограничения, не позволяющие вести на них строительство. В таких случаях вы можете заменить эти значения на “Нет данных”, чтобы исключить их из дальнейшего анализа. В других случаях может потребоваться заменить “Нет данных”на значение, например, если появились данные для ячеек, ранее помеченных, как “Нет данных”.