Содержание
1. Факультативная подготовка по ГИС-технологиям в школе 3
2. Экологический практикум для школьников на оз. Горькое
Звериноголовского района (курорт «Сосновая роща») 4
3. Обучение геоинформатике в колледже .. 5
4. Опыт Курганского ГУ по обучению современным
геоинформационным технологиям . 7
5. Геоинформационная система Нижегородского ГТУ на базе
программного продукта AutoCAD Map 9
6. Геоинформационное обеспечение учебных и производствен-
ных практик геологического факультета МГУ: обучение
через составление реальных ГИС-проектов . 11
7. Обучение ГИС-технологиям на геологическом факультете МГУ .. 13
8. Геоинформационные системы на кафедре картографии СПбГУ 15
9. Среда получения оценок на базе ГИС технологии как основа
обучения специалистов в области экологии .. 18
10. Содержание обучения в области геоинформационных
систем и транспортная логистика в Уральском ГУ 20
11. Геоинформационное образование в Уральской
горно-геологической академии . 22
12. Геоинформационные системы в учебном процессе
телекоммуникационных специальностей 24
13. Учебно-методическое обеспечение ГИС-образования … 25
14. Заключение .. 27
Литература . 28
Выдержка из текста работы
В настоящее время геоинформационные системы (ГИС) широко используются в различных отраслях науки и промышленности. Геоинформационные технологии позволяют свести воедино табличные, текстовые и картографические данные, демографическую, статистическую, земельную, муниципальную, адресную и другую информацию. Главное преимущество ГИС перед другими информационными технологиями заключено в наборе средств создания и объединения баз данных с возможностями их географического анализа и наглядной визуализации в виде разных карт, графиков, диаграмм, прямой привязке друг к другу всех атрибутивных и графических данных.
Выбор метода организации данных в геоинформационной системе, и, в первую очередь, модели данных, т.е. способа цифрового описания пространственных объектов, значительно важнее, чем выбор программного обеспечения. Это обусловлено тем, что модель данных напрямую определяет многие функциональные возможности создаваемой геоинформационной системы и применимость тех или иных технологий ввода. От модели зависит не только пространственная точность представления визуальной части информации, но и возможность получения качественного картографического материала и организации контроля цифровых карт.
Способ организации данных в геоинформационной системе очень сильно влияет на производительность системы, например, при выполнении запроса к базе данных или визуализации на экране монитора. Возможность работать с большими объемами данных или точными данными по большим территориям, удобство редактирования и обновления данных, возможности организации многопользовательской работы в режиме редактирования, создания распределенных по сети баз данных — это все тоже связано в первую очередь с организацией данных и уже во вторую — с конкретным программным обеспечением.
Модели и форматы данных в ГИС в целом устроены гораздо сложнее, чем в других типах программного обеспечения. Это обусловлено тем, что необходимо поддерживать связь между атрибутивной и пространственной информацией, и с тем, что природные объекты очень разнообразны, т.е. имеют различные геометрические типы как с четкими границами, так и с нечеткими границами, связанные с характеризующими их числовыми и нечисловыми признаками.
Ошибки в выборе модели данных могут сказаться решающим образом на возможности реализации в геоинформационной системе необходимых функций и их расширения их в будущем, а также эффективности выполнения проекта с экономической точки зрения. От выбора модели данных напрямую зависит ценность формируемых баз данных географической и атрибутивной информации.
В связи с этим выбор модели данных для создания ГИС и ее дальнейшего эффективного функционирования является актуальной задачей.
Целью курсовой работы явилось изучение моделей данных и оценка возможностей их применения и использование систем управления базами данных в геоинформационных системах.
Для достижения данной цели необходимо было решить следующие основные задачи:
· рассмотреть основы геоинформационных систем;
· выделить основные понятия баз данных и систем управления базами данных, используемые в геоинформационных технологиях;
· рассмотреть основные способы организации и обработки информации в геоинформационных системах;
· рассмотреть основные возможности применения различных СУБД для представления данных в геоинформационных системах.
1. Геоинформационные системы
1.1 Основные понятия
Появлению первых геоинформационных систем в середине 60-х годов XX века способствовало развитие информационных технологий на базе вычислительной техники. В настоящее время существуют многочисленные определения ГИС, [1]. Одно из которых, геоинформационные системы — информационные системы, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение данных, а также получение на их основе новой информации и знаний о пространственно-координированных явлениях. [2]
Технология ГИС объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта.
Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, а также с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.
В общем смысле автоматизированная информационная система обработки данных — это система, выполняющая процедуры обработки данных для получения информации, полезной для принятия решений. Классическими примерами автоматизированных информационных систем обработки данных являются:
— информационные системы управления фирмой или предприятием;
— банковские информационные системы;
— библиотечные информационные системы;
— автоматизированные системы управления полетами в авиации;
— автоматизированные системы обработки аэрокосмических изображений и другие информационные системы, обслуживающие государственные учреждения и частные фирмы.
ГИС имеет дело с пространственно-временными, географически координированными данными. Географически координированные данные — это данные, привязанные к картографической основе, к карте местности, то есть данные, имеющие либо географические координаты (широту и долготу), либо прямоугольные координаты (X, Y, Z), либо почтовые адреса (почтовые индексы, коды), идентифицирующие местоположение на карте
Одна из ключевых задач, решаемых в ГИС — это создание, ведение и обновление цифровых карт и планов, связывание их с базами атрибутивных данных, обмен данными с другими системами. Требования, которые первоначально предъявляют пользователи к ГИС, варьируют в очень широком диапазоне: от «сохранения существующего фонда традиционных планов по причине ухудшения состояния материала, на котором они были вычерчены, до «интеграции пространственных и связанных с ними данных, постоянно обновляемых по одной и той же территории различными организациями». Как правило, у одних и тех же пользователей по мере освоения ГИС требования меняются содержательно и качественно от простейших к более сложным. Информацию для ГИС могут поставлять самые разнообразные источники: географические карты и планы, нормативные и правовые документы, фотограмметрические данные, результаты полевых испытаний, научные отчеты и др.[3].
1.2 Состав и структура геоинформационной системы
Геоинформационные системы включают в себя пять основных компонентов
· аппаратные средства;
· программное обеспечение;
· данные;
· исполнителей;
· методы.
Аппаратные средства — это компьютер, на котором функционирует ГИС, и все периферийные устройства, которые используются для получения информации, ввода ее в ЭВМ и предоставление пользователю ГИС результатов. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров.
Программное обеспечение ГИС содержит инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются:
— средства ввода и оперирования географической информацией;
— система управления базой данных;
— инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения);
— графический пользовательский интерфейс для легкого доступа к инструментам и функциям.
Данные — это наиболее важный компонент ГИС. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные или атрибутивные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться различным образом. В процессе обработки данных ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных.
Исполнители — люди, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы.
Методы. Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.
Существующие и разрабатываемые ГИС могут значительно отличаться друг от друга по возможностям, основным технологиям обработки информации, по требуемой технической конфигурации, по вычислительным ресурсам и др.
Данные являются важным элементом ГИС. Структура ГИС, в основу которой положена компонента, которая играет ключевую роль в функционировании ГИС, представлена на рис 1.1 ГИС любого уровня в системе представляет собой набор следующих функциональных компонентов:
— подсистема сбора данных;
— подсистема базы данных (БД), включающая систему управления базой данных (СУБД);
— подсистема представления, генерации и обработки картографических данных;
— пользовательский интерфейс и подсистема анализа данных [4].
По оценкам специалистов в области геоинформационных технологий затраты на сбор и ввод данных при реализации ГИС-проектов в 5-10 раз превышают затраты на аппаратно-программное обеспечение ГИС. Существующие в настоящее время технологии автоматизированного ввода графических и текстовых данных обеспечивают ввод порядка 20% общего объема данных, поэтому особое значение приобретает дальнейшее развитие автоматизированных методов сбора и ввода всех типов данных в рамках ГИС.
Рисунок 1.1 Структура ГИС [4]
Основная функциональная задача подсистемы сбора данных — создание целостного информационного цифрового образа исследуемого объекта или явления в пространственных границах. Большие потенциальные возможности для сбора данных в ГИС открывает GPS (Global Positioning System) [5] — технология, созданная на основе космических систем глобальной навигации ГЛОНАСС (РОССИЯ) [6] и NAVSTAR (USA) [5]. Эта технология предназначена для сбора высокоточной цифровой информации о местности, фактически топографических данных: географических координат и отметки высоты рельефа в данной точке местности, при этом точность измерений достигает нескольких сантиметров.
Для обеспечения возможности импорта цифровых данных от различных источников подсистема сбора и ввода данных ГИС должна иметь программные средства разработки интерфейсов для ввода данных различных форматов. Вообще создание норм по стандартизации и унификации форматов данных, цифровых моделей местности, картографических документов, интерфейсов имеет решающее значение для успешной реализации подсистемы сбора данных ГИС.
Подсистема базы данных (БД), включающая систему управления базой данных (СУБД), — одна из основных компонент ГИС, в значительной степени определяющая эффективность работы ГИС. СУБД ГИС осуществляет автоматический поиск информации в БД, необходимой для обработки пользовательских запросов. Возможности СУБД, а также структура БД и объем содержащейся в ней информации фактически определяет уровень сложности пользовательских запросов, которые система может обработать.
Большинство современных ГИС имеет две отдельных СУБД для графических и семантических данных. При этом в качестве СУБД семантических данных используется одна из широко распространенных СУБД реляционного типа (Oracle, Ingres, FoxBase, FoxPro, PARADOX и другие). Выбранная СУБД семантических данных должна иметь интерфейс с СУБД графических (картографических) данных, которая должна обеспечить: хранение и манипулирование такими графическими объектами, как точечные, линейные и площадные; многоуровневое (послойное) представление графических данных; произвольную выборку и отображение любых фрагментов графических изображений.
Такой подход к реализации подсистемы БД ГИС имеет ряд недостатков:
· необходимость назначения топологических связей между графическими объектами и их семантическими описаниями;
· недостаточная гибкость табличной организации семантических данных;
· неспособность распознавать иерархические отношения классов объектов.
Указанные недостатки можно устранить путем применения объектно-ориентированного подхода при проектировании подсистемы БД ГИС. В объектно-ориентированной БД каждый объект содержит некоторую структурированную описательную информацию в произвольном формате и описание методов и правил, определяющих как эта информация может быть использована. Важно отметить, что при таком подходе возможно манипулирование различными типами данных; — реляционными таблицами, текстом, графикой и изображениями.
Характерной особенностью ГИС-технологии является обработка пространственно-временных, географически координированных данных. Отсюда важная роль картографических материалов и цифровых изображений как источников данных при создании геоинформационных фондов ГИС, а также подсистемы представления, генерации и обработки картографических данных. Ядром этой подсистемы является Система цифрового картографирования (СЦК), исполняющая функции ввода, редактирования оперативного просмотра и интерактивных измерений цифровых карт и изображений. СЦК должна обеспечивать комфортную среду, как для разработчиков основных компонент ГИС, так и для пользователей. Важной здесь представляется технология совмещения растрового и векторного форматов представления данных. Назначение СЦК — комплексное создание и редактирование цифровых карт, элементов их информационного обеспечения (системы условных знаков и классификатора информации) с целью получения и обновления картографических данных и создания моделей геоинформационных процессов.
Пользовательский интерфейс, как подсистема ГИС, должен отвечать требованиям физического и психологического комфорта пользователя, быть эффективным, быстродействующим, обладать возможностями адаптации под конкретного пользователя, сочетать возможности интерактивного ввода, текстовых и графических меню. Пользовательский интерфейс должен обеспечить многооконное отображение графических данных с возможностью открывать неограниченное количество окон, связывать с окнами, как различные изображения, так и фрагменты одного и того же изображения, представленных в разных масштабах. Эффективность и быстродействие пользовательского интерфейса должны обеспечиваться за счет максимального использования возможностей, предоставляемых аппаратным обеспечением (пространственное и цветовое разрешение графических адаптеров, графические сопроцессоры) и системным программным обеспечением (многооконные графические среды, интегрированные оболочки программирования). Разумеется, пользовательский интерфейс должен иметь доступ к встроенной и развитой системе помощи (HELP — системе).
К средствам подсистемы анализа ГИС (отработки запросов пользователя) относятся различные процедуры обработки данных, манипулирования пространственными и семантическими данными, выполняемые при отработке пользовательских запросов. К таким средствам относятся, например, операции наложения графических контуров, средства анализа сетевых структур, выделение объектов по заданным признакам, методы и алгоритмы статистического анализа данных, обработка аэрокосмических изображений и т.п. ГИС должна обладать большим набором средств анализа пространственных данных, возможностью их расширения и дополнения, возможностью полного или частичного их использования при решении конкретной задачи в рамках ГИС-технологии. Для решения специфических для геоинформационной технологии задач, система должна обладать также возможностью создания программных интерфейсов с другими системами и программными пакетами, например, системами автоматизированного проектирования (AutoCAD), программными пакетами разработки экспертных систем (Nexpert), пакетами обработки изображений (PCI, Corel Graphics) и т.п. Многие современные ГИС включают различные пакеты анализа данных.
2. Системы управления базами данных
2.1 Основные понятия
Всякая прикладная программа является отображением какой — то части реального мира и поэтому содержит его формализованное описание в виде данных. Крупные массивы данных размещают, как правило, отдельно от исполняемого программы, и организуют в виде Базы данных [7]. Начиная с 60-х годов для работы с данными, стали использовать особые программные комплексы, называемые системами управления базами данных (СУБД) [8]. Системы управления базами данных отвечают за:
· физическое размещение данных и их описаний;
· поиск данных;
· поддержание баз данных в актуальном состоянии;
· защиту данных от некорректных обновлений и несанкционированного доступа;
· обслуживание одновременных запросов к данным от нескольких пользователей (прикладных программ).
База данных — это совокупность записей различного типа, содержащая перекрестные ссылки.
Файл — это совокупность записей одного типа, в котором перекрестные ссылки отсутствуют.
Более того, в определении нет упоминания о компьютерной архитектуре. Дело в том, что, хотя в большинстве случаев БД действительно представляет собой один или (чаще) несколько файлов, физическая их организация существенно отличается от логической. Таблицы могут храниться как в отдельных файлах, так и все вместе. И, наоборот, для хранения одной таблицы иногда используются несколько файлов. Для поддержки перекрестных ссылок и быстрого поиска обычно выделяются дополнительные специальные файлы.
Поэтому при работе с базами данных обычно применяются понятия более высокого логического уровня: запись и таблица, без углубления в подробности их физической структуры.
Таким образом, сама по себе база данных — это только набор таблиц с перекрестными ссылками. Чтобы универсальным способом извлекать из нее группы записей, обрабатывать их, изменять и удалять, требуются специальные программы, называемые СУБД.
По характеру использования СУБД делят на персональные (СУБДП) и многопользовательские (СУБДМ).[8]
К персональным СУБД относятся VISUAL FOXPRO, ACCESS и др. К многопользовательским СУБД относятся, например, СУБД ORACLE и INFORMIX. Многопользовательские СУБД включают в себя сервер БД и клиентскую часть, работают в неоднородной вычислительной среде допускаются разные типы ЭВМ и различные операционные системы. Поэтому на базе СУБДМ можно создать информационную систему, функционирующую по технологии клиент-сервер. Универсальность многопользовательских СУБД отражается соответственно на высокой цене и компьютерных ресурсах, требуемых для поддержки
Персональные СУБД обеспечивают возможность создания персональных БД и недорогих приложений, работающих с ними, и при необходимости создания приложений, работающих с сервером БД.
СУБДП представляет собой совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и использования БД.
Для обработки команд пользователя или операторов программ в СУБДП используются интерпретаторы команд (операторов) и компиляторы. С помощью компиляторов в ряде СУБДП можно получать исполняемые автономно приложения.
Обеспечение целостности БД является необходимым условием успешного функционирования БД. Целостность БД — свойство БД, означающее, что база данных содержит полную и непротиворечивую информацию. Для обеспечения целостности БД накладывают ограничения целостности в виде некоторых условий, которым должны удовлетворять хранимые в базе данные. Примером таких условий может служить ограничение диапазонов возможных значений атрибутов объектов, сведения о которых хранятся в БД, или отсутствие повторяющихся записей в таблицах реляционных БД.
Обеспечение безопасности достигается СУБД шифрованием прикладных программ, данных, защиты паролем, поддержкой уровней доступа к базе данных, к отдельной таблице.
Расширение возможностей пользователя СУБДП достигается за счет подключения систем распространения Си или Ассемблера.
2.2 Функции СУБД
Определение данных. СУБД должна допускать определения данных (внешние схемы, концептуальную схему, внутреннюю схему, а также все связанные отображения) в исходной форме и преобразовывать эти определения в форму соответствующих объектов. Иначе говоря, СУБД должна включать в себя компонент языкового процессора для различных языков определений данных. СУБД должно также «понимать» синтаксис языка определений данных.
Обработка данных. СУБД должна уметь обрабатывать запросы пользователя на выборку, изменение или удаление существующих данных в базе данных или на добавление новых данных в базу данных. Другими словами, СУБД должна включать в себя компонент процессора языка обработки данных.
Запросы языка обработки данных бывают «планируемые» и «не планируемые».
1. Планируемый запрос — это запрос, необходимость которого предусмотрена заранее. Администратор базы данных, возможно, должен настроить физический проект БД таким образом, чтобы гарантировать достаточное быстродействие для таких запросов.
2. Не планируемый запрос — это, наоборот, специальный запрос, необходимость которого не была предусмотрена заранее. Физический проект БД может подходить, а может и не подходить для рассматриваемого специального запроса. В общем, получение возможной наибольшей производительности для не планируемых запросов представляет собой одну из проблем СУБД. (Подробнее эта проблема будет обсуждаться в следующих частях книги.)
Безопасность и целостность данных. СУБД должна контролировать пользовательские запросы и пресекать попытки нарушения правил безопасности и целостности данных.
Восстановление данных и дублирование. СУБД или другой связанный с ней программный компонент, обычно называемый администратором транзакций, должны осуществлять необходимый контроль над восстановлением данных и дублированием.
2.3 Модели данных СУБД
Хранимые в базе данных имеют определенную логическую структуру [9], то есть, представлены некоторой моделью, поддерживаемой СУБД. К числу важнейших относятся следующие модели данных:
· иерархическая;
· сетевая;
· реляционная;
· объектно-ориентированная.
В иерархической модели данные представляются в виде древовидной (иерархической) структуры. Она удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией и громоздка для информации со сложными логическими связями.
Сетевая модель означает представление данных в виде произвольного графа. Достоинством сетевой и иерархической моделей данных является возможность их эффективной реализации показателей затрат памяти и оперативности. Недостатком сетевой модели данных является высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной на ее основе.
Реляционная модель данных (РМД) название получила от английского термина Relation — отношение. Модель данных описывает некоторый набор родовых понятий и признаков, которыми должны обладать все конкретные СУБД и управляемые ими БД, если они основываются на этой модели.
Объектно-ориентировочная модель данных — это когда в базе хранятся не только данные, но и методы их обработки в виде программного кода. Это перспективное направление, пока также не получившее активного распространения из-за сложности создания и применения подобных СУБД.
3. Системы управления базами данных в ГИС
3.1 Организация и обработка информации в ГИС с применением СУБД
ГИС, как и любая другая информационная система, обладает развитыми средствами обработки и анализа входящих данных с целью дальнейшей их реализации в вещественной форме. На рис. 3.1 представлена схема аналитической работы ГИС. На первом этапе производится “коллекционирование” как географической (цифровые карты, изображения), так и атрибутивной информации. Собранные данные являются наполнением двух баз данных. Первая БД хранит картографические данные, вторая же наполнена информацией описательного характера. На втором этапе система обработки пространственных данных обращается к базам данных для проведения обработки и анализа востребованной информации. При этом весь процесс контролируется системой управления БД (СУБД), с помощью которой можно осуществлять быстрый поиск табличной и статистической информации. Главным результатом работы ГИС являются разнообразные карты.
Для организации связи между географической и атрибутивной информацией используют четыре подхода взаимодействия. Первый подход — геореляционный или, как его еще называют, гибридный. При таком подходе географические и атрибутивные данные организованы по-разному. Между двумя типами данных связь осуществляется посредством идентификатора объекта. Как видно из рис. 3.1, географическая информация хранится отдельно от атрибутивной в своей БД. Атрибутивная информация организована в таблицы под управлением реляционной СУБД.
Следующий подход называется интегрированным. При этом подходе предусматривается использование средств реляционных СУБД для хранения как пространственной, так и атрибутивной информации. В этом случае ГИС выступает в качестве надстройки над СУБД.
Рисунок 3.1 Схематическое представление процессов сбора, обработки, анализа и вывода данных в ГИС [1]
Третий подход называют объектным. Плюсы этого подхода в легкости описания сложных структур данных и взаимоотношений между объектами. Объектный подход позволяет выстраивать иерархические цепочки объектов и решать многочисленные задачи моделирования.
Объектно-реляционный подход, являющийся синтезом первого и третьего подходов.
3.2 Формы представления объектов в геоинформационных системах
В ГИС выделяют несколько форм представления объектов:
· в виде нерегулярной сети точек;
· в виде регулярной сети точек;
· в виде изолиний.
Представление в виде нерегулярной сети точек — это произвольно расположенные точечные объекты в качестве атрибутов имеющие какое-то значение в данной точке поля. Пример такой формы представления данных показан на рис. 3.2.
Рисунок 3.2 Пример формы представления объектов в виде нерегулярной сети точек. [1]
Представление в виде регулярной сети точек — это равномерно расположенные в пространстве точки достаточной густоты. Регулярную сеть точек можно получать интерполяцией из нерегулярных либо путем проведения измерений по регулярной сети.
Рисунок 3.3 Пример формы представления объектов в виде изолиний [1]
Наиболее распространенной формой представления в картографии является представление изолиниями. Недостатком данного представления является то, что обычно нет никакой информации о поведении объектов, находящихся между изолиниями. Данный способ представления является не самым удобным для анализа. На рис. 3.3 приведен пример этой формы представления.
3.3 Модели организации пространственных данных в ГИС
геоинформационный пространственный данные
Самой распространенной моделью организации данных является слоевая модель (рис. 3.4). Суть модели в том, что осуществляется деление объектов на тематические слои и объекты, принадлежащие одному слою. Получается так, что объекты отдельного слоя сохраняются в отдельный файл, имеют свою систему идентификаторов, к которой можно обращаться как к некоторому множеству. Как видно из рис. 3.4, в отдельные слои вынесены индустриальные районы, торговые центры, автобусные маршруты, дороги, участки учета населения. Часто один тематический слой делится еще и по горизонтали — по аналогии с отдельными листами карт. Это делается для удобства администрирования БД и во избежание работы с большими файлами данных.
Рисунок 3.4 Пример слоевой организации данных [1]
В рамках слоевой модели существует две конкретных реализации: векторно-топологическая и векторно-нетопологическая модели. Первая реализация — векторно-топологическая (рис. 3.5). В этой модели есть ограничения: в один лист одного тематического слоя можно поместить объекты не всех геометрических типов одновременно. К примеру, в системе ARC/INFO в одном покрытии можно поместить или только точечные или только линейные, или полигональные объекты, либо их комбинации, исключая случай “точечные + полигональные” и три типа объектов сразу.
Векторно-нетопологическая модель организации данных — это более гибкая модель, но часто в один слой помещаются только объекты одного геометрического типа. Число слоев при слоевой организации данных может быть весьма большим и зависит от конкретной реализации. При слоевой организации данных удобно манипулировать большими группами объектов, представленных слоями как единым целым. Например, можно включать и выключать слои для визуализации, определять операции, основанные на взаимодействии слоев.
Рисунок 3.5 Векторно-топологическая модель организации данных [1]
Следует отметить, что слоевая модель организации данных абсолютно преобладает в растровой модели данных.
Наряду со слоевой моделью используют объектно-ориентированную модель. В этой модели используется иерархическая сетка (топографический классификатор), представленная на рис. 3.5.
В объектно-ориентированной модели акцент делается на положение объектов в какой-либо сложной иерархической схеме классификации и на взаимоотношения между объектами. Этот подход менее распространен, чем слоевая модель по причине трудности организации всей системы взаимосвязей между объектами.
Рис. 3.6 Пример топографического классификатора [1]
Наиболее распространенным является послойный принцип. Однако более перспективным является объектно-ориентированный подход к представлению объектов на цифровой карте, так как он более близок к свойствам человеческого мышления, чем послойный принцип. Его применение ведет к более продуктивным построениям данных в ГИС при решении самых сложных задач. Использование объектно-ориентированной технологии позволяет решать задачи на порядок сложнее, чем при их решении с помощью послойной технологии организации данных ГИС. К сожалению, объектно-ориентированных ГИС очень мало.
Заключение
• Рассмотрены основные понятия геоинформационных систем.
• Представлены основные понятия баз данных и систем управления базами данных, используемых в геоинформационных системах.
• Рассмотрены основные способы организации и обработки информации в геоинформационных системах с использованием СУБД.
• Изучены основные возможности применения различных СУБД для представления данных в геоинформационных системах.
Список использованных источников
1. Самардак А.С. Геоинформационные системы. Электронный учебник — Владивосток: Дальневосточный гос. ун-т, 2005. — 124 с.
2. Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. и др. Геоинформатика. Учебник для ВУЗов. — М.: Академия, 2005. — 479 с.
3. Ципилева Т.А. Геоинформационые системы. Учеб. пособие. — Томск, ТМЦДО, 2004. — 163 с.
4. www.sciyouth.ru/sites/89/glava1.doc.
5. http://ru.wikipedia.org/wiki/GPS.
6. http://ru.wikipedia.org/wiki/ГЛОНАСС.
7. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. / 8-е изд. — М.: Вильямс, 2006. — 1328 с.
8. Кузнецов С.Д. Основы баз данных. / 2-е изд. — М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 484 с.
9. Гарсиа-Молина Г., Ульман Дж., Уидом Дж. Системы баз данных. Полный курс. — М.: Вильямс, 2003. — 1088 с.
Размещено на
