GIS-LAB

Географические информационные системы и дистанционное зондирование

Введение в геоинформационные системы

Данные

<<< предыдущая глава | оглавление | следующая глава >>>

Теоретическая часть

Данные - то, на чем базируется ГИС, на основе чего ведется работа и то, чем управляет ГИС.

В отличие от не привязанных пространственно данных (таких как, например, отсканированная карта или векторная и растровая графика получаемая с помощью таких пакетов как Adobe Photoshop или Corel Draw) правильно подготовленные данные в ГИС имеют ряд преимуществ, обусловленных их географической привязкой и особенностями структуры.

В соответствие с концепцией информационной системы ГИС, как системы связывающей атрибутивную и пространственную информацию, данные используемые системой также могут быть пространственными и атрибутивными (текстовыми, табличными).

С точки зрения содержания, можно выделить следующие типы данных, наиболее часто используемых в ГИС:

Атрибутивные данные
Как уже было сказано выше, пространственные данные всегда имеют четкую связь между атрибутивной и геометрической составляющими. Атрибутивная информация - это информация, описывающая различные характеристики и параметры географической составляющей >>>.

Топографические данные
Как правило, являются основой информационного наполнения ГИС. Важные характеристики данных - масштаб, наличие атрибутивной информации. Советская картографическая школа является одной из лучших в мире. Существует только две страны, работающие в мировом масштабе и имеющие в своем распоряжении данные на весь мир - Россия и США. Чаще всего в качестве базовой топографической информации используются топографические карты генерального штаба МО РФ. Масштабы подробнее 1:100'000 являются секретными, 1:100'000 - для служебного пользования, 1:200'000 и мельче - открытыми.

Топографические данные могут использоваться как комплексные топографические планшеты, то есть матрицы информации, где одновременно находится вся топографическая информация и как отдельные топографические слои: гидрографическая сеть, населенные пункты, рельеф и т.д.

Данные дистанционного зондирования Земли (данные ДЗЗ)
Важный источник актуальной оперативной информации и, пожалуй, единственный из возможных. Стандартной единицей ДДЗ является снимок. Характеристики снимков, полученных с разных спутников, разными камерами различаются. Так например, географический охват снимков полученных со спутника Landsat имеет размер 180 на 180 км, а одна сцена Aster полученная со спутника Terra имеет размер 60 на 60 км. Наиболее важными характеристиками данных ДЗЗ являются пространственное и спектральное разрешение (набор каналов), географический охват и другие характеристики. Узнать о существующих аппаратах дистанционного зондирования и источниках данных можно из базы данных по спутникам и камерам >>>

Тематическая информация
Примеров тематической информации может быть приведено огромное множество: начиная от различных карт зонирования по ландшафтному, почвенному, инженерно-геологическому или любому другому признаку, заканчивая картами структурно-функционального зонирования.

К особому типу тематической информации можно отнести лесоустроительную информацию, которая может использоваться в виде отдельных планшетов с детальным описанием выделов или же быть сильно генерализованной и описывать породный состав целых лесничеств или лесхозов.

Другой ценный и, достаточно труднодоступный вид тематической информации - информация о биоразнообразии - точки встреч видов, ареалы, зоны плотности.

Во многих странах существую специализированные государственные и коммерческие организации, проводящие инвентаризацию и создание подобного рода данных.

Общие требования к данным в ГИС
Используемые в ГИС данные желательно должны использовать одну географическую систему координат. Несмотря на то, что современное ПО ГИС позволяет одновременно работать с данными в разных системах координат, более практичным является использование единой системы координат для данных. Точность привязки данных относительно друг друга - параметр, которые необходимо определить заранее и который зависит от поставленных задач. Например, при подготовке карты 10-ти миллионного масштаба пространственная точность привязки данных друг к другу будет значительно хуже, чем при создании кадастра земель 10 000 масштаба для одного города.

Практическая часть

Скачать учебные материалы для этой главы (78 Мб).

В практической части этой главы Вы научитесь:

Узнавать различные типы тематических данных;
Выбирать данные необходимые для работы
Различать степень детальности данных
Анализировать информацию, предоставляемую различными типами данных

Упражнение 1. Обзор основных типов данных

Откройте проект ex4.mxd и из папки chapt09 загрузите в проект контур территории chapt09\vector\Khabarovsk.shp
Для того, чтобы определить сколько топографических карт мастштаба 1:200000 потребуется для того, чтобы охватить свю территорию загрузите шейп-файл номенклатурной разграфки на топографические листы grid2km.shp из папки chapt09 (подробнее о номенклатурных разграфках)
Переместите этот слой под слой Khabarovsk.shp
Ответьте на вопрос, сколько топографических карт этого масштаба необходимо для того, чтобы охватить всю территорию согласно выбранной номенклатуре.
Для того, чтобы не подсчитывать вручную количество листов топокарт, покрывающих изучаемую территорию, воспользуемся операцией Select by location. В главном меню выберите Selection\Select by location...

В поле I want to необходимо указать выполняемую операцию

- выбор объектов слоя - select features from
- добавление объектов к уже существующей выборке - add to the curently selected features in
- удаление части выбранных объектов из выбоки - remove from the curently selected features in
- выбор объектов из предыдущей выборки - select from the curently selected features in

Выберите из списка операцию select features from

В поле the following layer(s): нужно указать слой, из которого будут выбираться объекты - в нашем случае таким слоем является слой grid2km.shp

В поле that необходимо обозначить условие, согласно которому будет создаваться выборка:

- intersect - пересекают
- are within a distance of - расположены на расстоянии от
- completely contain - полностью содержат
- are completely within - содержаться полностью
- have their center in - имеют свой центр в
- share a line segment with - делят линейный участок с
- touch the boundary of - касаются границ
- are identical to - являются идентичными
- are crossed by the outline of - пересекаются границей
- contain - содержат
- are contained by - содержаться

Выберите из списка условие Intersect

В поле the features in this layers указывается по которому осуществляется выборка. Поставьте галочку напротив слоя khabarovsk.shp и нажмите apply
Нажмите левой кнопкой мыши по слою grid2km.shp в таблице содержания вида - в нижнем левом углу в стороке с интерактивной подсказкой отобразится количество выбранных объектов (10).
Загрузите слой grid1km.shp из папки chapt09.
Ответьте на вопрос, сколько топографических карт этого масштаба необходимо для того, чтобы охватить всю территорию согласно генштабовской номенклатуре (31 лист).
Загрузите несколько листов топографических карт различного масштаба из папок chapt09\topo2km и chapt09\topo1km в проект arcmap.

Ответьте на вопрос сколько листов топографических карт масшаба 1 км покрывают 1 лист топографической карты масштаба 2 км.
Увеличьте лист l53-4.gis (2-х километровый масштаб) и лист .gis (1-километровый масштаб). Проанализируйте детальность данных, отображаемых топокартами различного масштаба. Обратите внимание на разницу в условных обозначениях.
Загрузите фрагмент космического снимка 2000, принятого со спутника Landsat-7 (сенсор ETM+) из папки chapt09\space\.

Увеличьте участок снимка и сравните детальность информации, видимой на снимке, с информацией, представленной на топографической карте.
Загрузите фрагмент лесоустроительной карты chapt09\lu\vyazemsky.img
Обратите внимание на разницу между данными (например подробность гидрологической сети на топографических картах и на лесоустроительных данных) - информация отличается не только детальностью (количество притоков), но и степенью генерализации. Также сравните границы озер обозначенных на топокарте масштаба 1 км и озер обозначенных на лесоустроительной карте.