Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Октября 2013 в 19:11, курс лекций
Бірінші кезең 50 жылдарда компьютерлік технологияның жетістіктерімен 60 жылдары пайда болған графикалық дисплейлер және де ЭЕМ басқа сыртқы құжаттарының дамуына байланысты болды. Бұл кезеңнің тағыда бір ерекшелігі грамматикалық алгоритмдер және де графикалық мәліметтреді дисплейде бейнелеу мүмкіншілігімен кеңістік сараптама әдістері және деректер қорын басқару жүйесіне байланысты программалардың шығуы.
Бұл кезеңде, география пайда болған теориялық жұмыстар және кеңістіктегі қарым қатынас, әсіресе географиядағы сандық әдістерінің дамуы өз ықпалын тигізді.
Координаталарды өзгерту. Карталар сфералық беттің көрінісі, олар жазық бетіне көшірілген, яғни географиялық мәліметтер осыған сәйкес барлық деформация формасымен өзгертілген, аудан, арақашықтық және бұрыштар. Цифрлау кезінде бұл күрделі проекция декарт координаталар жиынтығына әкеледі. Осыны істердің алдында, программаға пайдаланған проекция типін және координат торлары мен зоналары жайлы нақты мәліметтерді хабарлау қажет. Осы іс-шаралар картаны өзінің енгізуіне дейінгі проекция түріне өзгеруіне мүмкіндік береді. Шын мәнінде ГАЖ осындай бірқатар өзгерулерді жүзеге асырады, дигитайзердің декарт координаталарынан картографиялық проекцияның екіөлшемді координаталарына проекцирлеу үрдісі жүреді, және одан кері картографиялық проекция арқылы сфералық ендік және бойлық координаталарына ауысады. Әрі қарай осы үрдіс шығу құрылғысы үшін декарт координаталарын алу мақсатында пайдаланылады.
Проекцирлеу кезіндегі керекті негізгі үш графикалық өзгерулер: а) координата кеңістігіндегі объектінің орнын ауыстыру үшін тасымалдыу; б) объектінің өлшемін өзгерту үшін масштабтау; в) координата кеңістігінде объекті бағдарын өзгерту үшін бұрылу.
Әртүрлі проекциялармен өзгерулерді жүзеге асыру үшін, ГАЖ, негізу жүйесіндегі шеңберінде бірқатар графикалық операцияларды орындау қажет. Үш негізгі үрдіс кейбір жағдайда үшеуі бір уақытта болуы мүмкін- тасымалдау, бұрылу және масштабтау.
Тасымалдау(carry) – бұл координата жазықтығындағы бөліктердің немесе бүкіл графикалық объектінің басқа жерге орын ауыстыруы.
Масштабтау(scaling)- өте тиімді әртүрлі масштабтағы карталарды салыстыру және де әртүрлі масштабдағы демалыс карталарды жасау үшін қажет. Ол объектінің барлық координатасын масштаб коэффициентіне көбейту(не бөлу) арқылы орындалаыды.
Бұрылу(turn)- проекцирлеу және кері проекцирлеу үрдісінде кеңінен қолданылады. тригонометриямен жүзеге асады.
Барлық қажетті өзгертулер негізінен 3 графикалық операциялар арқылы орындалады.
Нені және қаншалықты енгізу. Цифрлау жайлы негізгі бағыттар алғаннан кейін, әсіресе осы үрдісте қандай қателіктерді жасамау керектігін білгеннен соң, енгізу үшін керекті мәліметтерді таңдауға болады.
Картографтар картаға нені енгізуді және қалай құруды анықтайтын негізгі фактор аудитория пайдаланушылар болып табылады.БД ГИС жайлы тура осыны айтуға болады. Көптеген ГАЖ-дарда барлық мәліметтер енгізілеберген, осының салдарынан бүкіл жүйенің жұмыс істемей қалуына әкеліп соғатын. Сондықтан БД ГАЖ-ді не үшін құру кажет екендігін алдымен анықтап алу керек. Сол пайдаланатын тақырыптардың мәліметтерін енгізіп шектейді.
Болашақта покрытиялардың қандай түрінің керектігін анықтау қажеттілігі кейбір қиындылықтырды тұдырыды, әсіресе ненің нақты істелу керектігін анықтамаған болсақ. Тек бір-ақ жағдайда ғана мәліметттер базасын нақты алынатын нәтижесі белгісіз кезде құру(кейбір жағдайда кеңістіктік-ақпараттық өнім деп аталады) келесі жағдайда мүмкін, егер жобаның негізгі мақсаты-бастапқы ғылыми гипотезаны құру үшін покрытияның тақырыптық мәліметтердің арасындағы мүмкін байланысты анықтау. Осыдан келесі қағида орындалуы қажет, тақырыптық покрытиялардың таңдау алдында мақсаттарды анықтау.
Өте нақта мақсаттар кезінде және белгілі кеңістіктік-ақпараттық өнім кезінде кейбір жағдайларда мәліметтерді алудың бірнеше жолдары болуы мүмкін. Мысалы, тұрған жерінің координаталарын және биіктік белгілірін GPS-қабылдағышы көмегімен алуға болады. Бірақта осы мәліметтер қартадан немесе жер беті зерттеулерінен, аэрофото суреттерінен, спутниктерден алынуы мүмкін. Экзотикалық деректерден мәліметтрді алудан аулақ болуы керек, әсіресе нақтылықты қамтамасыз ететін қарапайым деректер болған жағдайда экзотикалық деректерді мәліметтері ұғымы сізге белгісіз кез-келген деректер.
Жабын (coverage) картаның жеке парағының цифрлік аналогы деп түсіндіріледі, ол ARC/INFO мәліметтерінің негізгі блок жадыныа құрайды. Покрытияда карта объектілірі бастапқы объектілерінің түрінде сақталынады, олар доцес, түйін, тіркелген нүктелер, аннотоция. Карта объектісінің атрибуттары объектінің атрибыт кестесінде бейнеленеді және сақталады. Көптеген өзара байланысты тақырптық мәліметтер блок деп саналады. Покрытие әдетте жеке тақырыпты не қабатты ұсынады, мысалы өзен, жолдар не топырақ.
Енгізу үрдісі жайлы қысқаша бірнеше сөйлегенімен айтуға болады. Біріншіден, мақсаттарды анықтау. Белгелі мақсаттар үшін нақта картаны пайдалану.
Қандай көлемде мәліметтерді енгізу сұрағы енгізілетін мәліметтердің түрлеріне байланысты. Егер ГАЖ-да анағұрлым коп мәліметтерді енгізетін болсақ, онда жобаның өмір сүру уақытында осы артықшылықтардың зардабын сезеді, ал егер жеткілікті мәліметтерді сезбеген болса, онда осы жобада қойылған мақсатты шешуге мүмкін.
ГАЖ-да мәліметтерді енгізу-таңдау үрдісі. Векторлы ГАЖ-да әр енгізілетін сызық кішкене қисықтау болуы мүкін. Қисық кесінділеркөлемінен нақты көшірмені жасау үшін, мың рет курсорды қай жерге орнату керектігін ойлану қажет. Бұл үрдіс сызықтарды жеңілдетуге ұқсайды, ол картографияны қарастырғанда жазылған. Ереже бойынша күрделі объектілер үшін, қарапайым объектілерге қарағанда көп нүктелерді жазу керек. Сызықтың орны екі-ақ нүктемен нақты анықталуы мүмкін.
Қисық сызықты дискретизация кезінде түзу кесінделермен аппроксикация мысалы.
Жазылатын нүктелер бағыттың өзгеруіне байланысты таңдалынаты. Әр нүкте картадағы қосымша порциясы.
Неғұрлым көп сызықтар бағытын өзгертсе соғұрлым ол көп ақпарат және неғұрлым нүктелер, сызықтар мен аудандар тығыз орналасса, соғұрлым картаның ақпарат көлемі үлкен. Ақпарат көлемі жоғары болған сайын, цифрлау бойынша есепті жиі болуы керек. Сондықтан картаны мұқиыт дайындау қажет. Мынаны еске сақтаған жөн ГАЖ-ға енгізілетін әр объект үшін атрибутталған ақпаратта енгізіледі, және де картаның күделілігі мен оның ішіндегі ақпарат көлемі арасында тура тәелділік бар. Ақпарат көлемінің идеясы растрлік мәліметтерге қолдануға болады. Жалпы ереже мынадай: берілген жүйедегі айқындалатын объект неғұрлым ұсақ болса, соғұрлым растрдың ұяшықтары ұсақ болуы тиіс.
Бұл қағида барлық мәліметтер базасындағы ұяшықтың мөлшерін таңдағанда анықтайды.
Растр үшін де , векторлар үшін де керекті нақтылық картаның ауданы мен енгізілетін мәліметтердің тағайындалуына тәуілді. Жер бетінің үлкен ауданын алып жатқан ұсақ масштабтағы карталар жер бетінің жалпы көрінісін бейнелейді.
Негізгі әдебиет (1 нег.[86-92])
Қосымша әдебиет (1 қос.[143-154])
Бақылау сұрақтары:
8-дәріс Векторлы және растрлы деректерді енгізу тәсілдері. Растрлық деректерді енгізудің ерекше жағдайы ретінде дистанциондық зондылау. Деректерді енгізудің техникалық құралдары: дигитайдерлер және сканерлер. Позициялаудың Басты Жүйесі – GPS. Спутникті позициялау жабдықтарын қосымша мәселелер және ГАЖ-де қолдану.
Мазмұны: ГАЖ-ге векторлық деректерді енгізудің көптеген құралдары бар екенін біз алдыңғы дәрістерде айтып кеттік. Векторлық деректерді енгізудің ең кеңінен тараған тәсілі дигитайзерлік цифрлау болып табылады. Кейір бағдарламалар нүктелерді белгілі кезектілікпен енгізуді талап етеді. Одан басқа, бағдарлама қандай нөмірленген батырмалардың объектілердің нақты типтерін енгізу үшін қолданатынын көрсетеді. Бұл батырмалар нүктелік объектілердің жағдайын көрсету үшін қолданылады, басқалары – түзу кесінділердің ұштарын белгілеу үшін, үшіншілері – көпбұрыштарды тұйықтау үшін қолданылады.
Цифрлаудың нақты процедурасы бағдарламамен қолданылатын деректер құрылымына да байланысты. Біреулері үшін түйіндер жағдайын көрсету керек етілсе, екіншілері үшін ондай талап жоқ. Бір бағдарлама цифрлау уақытында топологияның кодталуын қажет етсе, екіншілері ДБ толтырылған соң топологияны құрастырудың бағдарламалық тәсілдерін қолданады. Бұл жұмыс цифрлаудың емес, картаны дайындау процесінің бір бөлігі ретінде қарастырылады.
Векторлы ГАЖ-де атрибутивті деректер компьютерді қолданып енгізіледі. Деректерді бұл тәсілмен енгізу өте қарапайым болса да, бұл процесс сызбалық объектілерді енгізу сияқты ұқыптылықты талап етеді. Екі себебі бар: біріншісі – опечатки өте оңай жүреді, екіншісі, мүмкін жеткілікті проблемалы – атрибуттар графикалық объектілермен байланысуы тиіс.
Растрлық деректерді енгізу векторлық деректерді енгізуге қарағанда басқа стратегиямен жүргізіледі. Сканерлердің кеңінен қолданылуы растр ұяшықтарын енгізу үшін цифрлау бағдарламаларымен қолданылатын әртүрлі тәсілдерді жақсы үйлестіреді. Сканерден бұрын растрларды дигитайзерлер көмегімен цифрлау тәсілі көп қолданылған, дигитайзерден алынған растр жиегі цифрлау бағдарламасының өзімен пикселдермен толтырылады.
Растр ұяшығы қандай ауданды алатынын алдын-ала шешіп алу керек. Бұл шешім цифрлау бағдарламасына ұяшық көлемін хабарлау үшін цифрлау басталмас бұрын қабылдануы тиіс. Одан басқа, процесті қысқарту үшін кодтау (топтық немесе блоктық кодтау типті) тәсілінің қажеттілігін шешіп алу керек. Растрдың алатын көлемін азайту үшін сығымдау тәсілінің орны да бөлек, әрі енгізу уақытын қысқарту үшін де өте маңызды. Дигитайзерлерден енгізуге келмейтін немесе клавиатурадан да, дигитайзерден де енгізуді талап ететін кейбір растрлық ГАЖ деректерді атрибуттар тізбелері немесе блоктары түрінде енгізуге мүмкіндік беретін командаларға ие. Енгізу тәсілін таңдаған соң растрдың әрбір ұяшығы әртүрлі темаларды қалай көрсететінін шешу керек. Бұл тәсілді жете қарастырайық.
Растрлық деректерді енгізу үшін сканерлер кеңінен қолданылады. Бірақ, енгізілген тематикалық деректер бірден растрлық ГАЖ-дің тематикалық деректері бола алмайды. Картада біркелкі боялған облыстар сканермен оқылған соң кейбір себептерге байланысты шамалы өзгерістерге ұшырайды: карта бояуының көзге байқалмайтын әркелкілігі, сканер жарығының әркелкілігі, картаның ескіруі және т.б. Одан басқа, тематикалық карталар әдетте офсетті тәсілмен басылып шығарылады, ал ол түстің азғана санының бояулардың ұсақ нүктелерінің араласуымен жартылай тондар мен түстік әрлердің барлық байлығының түзілуін жорамалдайды.Сканерлеу кезінде бұл көзге байқалмайтын нүктелер өзіндік пикселдерге айналады. Әрине, бұндай карталар талдауға жарамайды. Сканерлік енгізу нәтижесі сканер мүмкіндігі мен полиграфиялық растрдың қатынасына байланысты.
Дистанциондық зондылау деректері (ДЗД) растрлық ГАЖ-ге енгізу үшін пайдалы. Алайда олар дәстүрлік картографиялық өнімдер, рельефтің цифрлық үлгілері, жерді пайдаланудың цифрлық деректері және топырақтар бойынша цифрлық деректер сияқты басты деректер көздері емес.
Цифрлық және басқа формадағы ДЗД үлкен территориялардағы өзгерістерді анықтау және деректер базасын тез жаңарту сияқты мәселелерді шешу кезінде ГАЖ үшін өте бағалы. Көптген ДЗД спутниктен растрлық форматта алынады, ондағы растрдың әрбір ұяшығы (пискел) электрлі магнитті сенсормен алынған радиометриялық шама құрайды. Кез-келген жағдайда растрлық ГАЖ-ге енгізу құрылымдық мәліметтердің ұқсастығына байланысты оңай жүргізіледі. Бірақ тек осы бір себеп бойынша ДЗД растрлық құрылымы ГАЖ деректерінің растрлық үлгілері векторлық үлгілерден артық деп саналмауы тиіс. Таңдай құралған ДБ қолдануға негізделуі тиіс. Одан басқа, кез-келген типтегі ДЗД ГАЖ-ге енгізілетін материал ретінде қарастырылады, олар басқа деректер көздерінің мәліметтерімен салыстыру бойынша құны, жарамдылығы және дәлдігі бойынша бағаланады.
Компьютерге ақпарат енгізу үшін қондырғылардың іртүрлі типтері қолданылған және қолданылады. Олардың көбісі қазіргі уақытта да пайдаланылады. Ең бірінші тәсіл мөлдір тор салынған, қатесі көп материал көмегімен жеке-жеке ұяшықтар компьютерге қолмен енгізу тәсілі. Растр ұяшықтарына сандық мәндер беріліп, олар да бірінен соң бірі компьютерге енгізіледі. Растр ұяшығының ішіне енгізілетін объект орналастырылады. Осындай нүкте ретінде ұяшық орталығы немесе кез-келген төрт бұрышының бірі алынады (егер растр тікбұрышты ұяшықтардан тұрса). Кеңістіктік байланыстыру нүктесінің нақты жағдайының шамасын білу өте қажет. Мысалы, растр ұяшықтарының сандары негізіндеқашықтықты өлшеу: ұяшықтар жағынан немесе олардың орталығынан өлшеу керек пе, білу керек. Сонымен бірге, растрдың кез-келген ұяшығы белгілі бір ауданға ие. Осы аудан ұлғайған сайын (яғни мүмкіндік (расширение) азайған сайын), осы мәселенің маңыздылығы да артады.
Бүгінгі кезеңде бұндай тәсіл алдыңғы енгізу тәсілдерін көрсету үшін ғана қолданылады, кеңістіктік деректерді қолмен енгізу үшін стандарт болып дигитайзер табылады.
Дигитайзер (digitizer, digitizer, tablet, table digitizer, digitizer tablet, digital tablet, graphic tablet) – сигналдарды, деректер көздерін және деректерді аналогтық-цифрлық түрге ауыстыруға арналған қондырғы. Геақпараттануда, компьютерлік сызбада және картографияда – картографиялық және сызбалық құжаттауды нүктелердің көптігі немесе кезектілігі түрінде қолмен цифрлау (сандық түрге енгізу) үшін қондырғы. Дигитайзер жазық үстелден және ақпарат жинағышынан тұрады. Үлкен форматты үстелдер қойғыштарға бекітіледі. Дигитайзерлер екі типтегі ақпарат жинағыштармен жабдықталады: курсормен немесе координаттардың жоғары дәлдікті және төменгі дәлдікті жинағышы үшін перомен. Дигитайзерлер форматпен ерекшеленеді: жұмыс өрісінің өлшемдерімен және А4 - АО форматтарына сәйкес жалпы габариттермен.