Печников Алексей Олегович, руководитель геоинформационного проекта "GeoMapX"
Подготовка векторных карт к виду, пригодному для их использования в геоинформационных системах (ГИС), является необходимой частью процесса создания карты. Однако в настоящее время практически все отечественные карты не могут быть загружены в ГИС без значительных доработок, а зачастую требуется их векторизация заново. Причиной являются как множественные нарушения топологии, так и проблемы денормализации пространственных и метаданных. В России повсеместно используются векторные карты в файловом формате программы MapInfo, значительно реже - в форматах ArcView, ArcGIS и других, в то время как в мировой практике большие массивы пространственных данных сохраняют в так называемых пространственных хранилищах данных (spatial datasets), представляющих собой реляционные или объектно-реляционные базы данных (БД) с поддержкой геометрических типов данных и операций над ними. Примером таких баз данных являются PostgreSQL с модулем PostGIS и Oracle. Применение указанного подхода обеспечивает логическую целостность данных и удобство применения любых преобразований данных, как в интерактивном режиме (под управлением оператора), так и в пакетном режиме (полностью автоматически, по заданному алгоритму). Одним из таких преобразований является изменение проекции карт "на лету". Построив реляционное хранилище пространственных данных, можно получать из него разнообразные наборы карт в произвольной проекции, а также автоматически генерализованные карты или синтетические, содержащие результаты анализа хранимой географической информации (геоинформации). Статья посвящена вопросам подготовки векторных карт для построения пространственных хранилищ данных для дальнейшего их использования в ГИС.
В общем случае процесс подготовки векторных карт может быть представлен набором следующих шагов:
Шаг 1. Загрузка в БД.
Шаг 2. Проверка топологии пространственных объектов.
Шаг 3. Нормализация данных.
Шаг 4. Агрегирование данных.
Шаг 5. Предварительный анализ и вычисление функционалов (площадь, периметр, протяженность и проч.)
Рассмотрим каждый шаг более подробно.
Шаг 1. Преобразование в sql-формат для сохранения в БД может быть произведено из стандартного обменного формата шейпфайлов с применением специальных утилит. Загрузка в БД sql-файла может производиться как вручную, так и с использованием вспомогательных программ.
После выполнения преобразования необходимо проверить, все ли объекты были сохранены в БД. Для этого из БД объекты выгружаются в новый шейпфайл и производится сверка полученного файла с исходным. Несохраненные объекты заново векторизуются или корректируются вручную, после чего добавляются в БД. Описанная процедура повторяется до тех пор, пока все объекты не будут успешно сохранены в БД. Стоит отметить, что большинство отечественных карт с которыми работал автор, оказались полностью непригодны и должны быть оцифрованы заново. И лишь некоторые карты, изготовленные специалистами, успешно и без особых проблем загружаются в БД. Кроме того, существуют программы, которые сохраняют в БД непосредственно шейпфайлы, выполняя преобразование скрытно от пользователя. Однако в большинстве случаев с российскими картами такие программы не могут работать, поскольку требуют исходные карты с корректной топологией. Так что практически карты нужно грузить вручную, как описано выше, после чего проверять и исправлять топологию объектов.
Шаг 2. В том случае, когда исходная карта имеет нарушенную топологию (практически всегда для отечественных карт), необходимо выявить все объекты с нарушенной топологией и исправить их вне базы, аналогично описанной в Шаге 1 методике. Определение нетопологичных объектов является стандартной операцией над набором пространственных данных и может выполняться в пакетном режиме средствами БД.
Шаг 3. Понятие нормализации строго определено в теории реляционных баз данных. Нормальная форма выбирается в зависимости от специфики решаемых задач. Заметим, что ненормализованная БД работать будет, но не столь эффективно, как это может быть достигнуто за счет нормализации. Кроме того, процедура приведения к нормальной форме позволяет быстро найти и исправить ошибки в аттрибутивных данных.
Шаг 4. Пространственные типы данных могут быть как простыми (точка, линия или полигон), так и составными (набор точек, линий или полигонов). Агрегирование геоданных представляет собой глобальную процедуру агрегирования объектов. Иначе говоря, все объекты (как простые, так и составные), являющиеся логическими частями сложных структур, должны быть объединены в составные объекты. Указанное преобразование является синтетическим и при успешном использовании позволяет объединять в одном хранилище карты разных масштабов, обеспечивая прозрачный (незаметный для пользователя) переход между разномасштабными картами. Насколько известно автору, в отечественной практике вышеописанный подход не применяется. Алгоритм агрегирования следует реализовывать очень аккуратно, иначе возможно возникновение артефактов, описание которых выходит за рамки статьи.
Шаг 5. Работа с данными может быть оптимизирована за счет предварительного вычисления значений некоторых функций и их сохранения в БД. Такими функциями являются площадь и периметр полигональных объектов, протяженность линейных и другие. Список часто используемых функций составляется в ходе предварительного анализа работы ГИС или при тестовом запуске системы. Кроме того, также рекомендуется индексирование таблиц БД. При больших объемах данных индексирование пространственных данных является необходимым.
Применение вышеописанного подхода позволяет создавать быстрые и эффективные ГИС. Автором создана геоинформационная система "GeoMapX", с которой вы можете ознакомиться в сети интернет по адресу geomapx
Другие работы по теме:
Исследование трёхфазной цепи при соединении нагрузки звездой
Главные особенности трёхфазной системы при соединении фаз звездой. Соотношение между линейными и фазными токами при включенном и выключенном нулевом проводе. Активная мощность трёхфазного приёмника при симметричной нагрузке. Построение векторных диаграмм.
Расчет параметров электрических схем
Расчет заданной схемы по законам Кирхгофа. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Уравнение баланса мощностей, проверка его подстановкой числовых значений. Комплексные действующие значения токов в ветвях схемы. Построение векторных диаграмм.
О единой теории векторных полей
Экспериментальный и теоретический методы познания физической реальности. Единая теория векторных полей - обобщение уравнений электродинамики Максвелла, теоретическое обоснование схемы их построения; исследование гравитационного и электрического полей.
Трёхфазная цепь при соединении электроприемников треугольником
Общая характеристика трёхфазных систем при соединении фаз треугольником, их активная мощность. Особенности построения векторных диаграмма при симметричной и несимметричной нагрузке фаз. Проверка соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами.
Сочинения на свободную тему - Кабинет географии 1
Наш классный руководитель. Олег Витальевич учитель географии. Он очень любит свой предмет и хочет заинтересовать им учеников поэтому в нашем классе много карт и наглядных пособий. Они помогают ребятам ориентироваться во всем разнообразии стран культ Наш классный руководитель.
Векторные линии в векторном поле
Вариант 9 Найти векторные линии в векторном поле Решение: Векторные линии - это линии, в каждой точке которых вектор поля является касательным Для нахождения векторных линий поля
Адроны, очарованные мезоны и поиски кварк-глюонной плазмы
Адроны, в отличие от лептонов (например, электрона), фотонов и векторных бозонов (переносчиков слабого взаимодействия), не относятся к истинно элементарным частицам, а состоят из более фундаментальных микроскопических объектов - кварков и глюонов.
Векторы 2
ВЕКТОРЫ Многие физические величины, например сила, перемещение материальной точки, скорость, характеризуются не только своим числовым значением, но и направлением в пространстве. Речь и идет о векторных величинах или просто векторах.
Лорка Федерико Гарсиа
(5.06.1898 - 19.08.1936) Родился 5 июня 1898 в местечке Фуэнтевакеросе (Fuentevaqueros - Пастуший Ключ), недалеко от Гранады. В 1909 году семья переезжает в Гранаду, а Федерико поступает в школу. 1914 году - Гарсиа Лорка поступает в университет Гранады на факультет филологии, философии и права. 1917 - выходит первая публикация (эссе к столетию Соррильи), а в 1918 - первая книга, в 1921 - первый сборник стихов. 1929 - 1930 - поездки в США и на Кубу.
Дон Карлос драма
Введение 1 История написания 2 Первые издания и постановки 3 Переводы на русский язык 4 Постановки в России 5 Использование в искусстве Введение Дон Карлос, инфант испанский (нем. Don Karlos, Infant von Spanien) — драматическая поэма Фридриха Шиллера в пяти актах. Драматическое произведение, написанное в 1783—1787 годах, повествует об общественных и политических конфликтах начала Восьмидесятилетней войны, в ходе которой нидерландские провинции завоевали независимость от Испании, а также о социальных и семейных интригах при дворе короля Филиппа II.
Атлас Всероссийской империи
Введение 1 Общие сведения 2 План Введение 3 Оформление 4 Поздние (похожие) издания 5 Сведения о репринтном издании Введение «А́тлас Росси́йской Импе́рии» (Atlas imperii russici) — первый русский печатный географический атлас, составленный И. К. Кириловым. В 1724-1737 Кирилов напечатал и подготовил к печати не менее 37 карт, из которых найдено 28 (26 печатных и 2 рукописные), в том числе три атласа (1731-1732) по 10-12 карт.
Иракская колода
(другие названия: Most Wanted Колода смерти ) — известная комбинация игральных карт, выполненная в виде портретов самых разыскиваемых оккупационной администрацией США иракцев. Использовалась в течение Иракской войны для поиска свергнутых иракских лидеров.
Каннидо
— большая шёлковая карта Старого света, составленная в Корее в правление императора Тхэджона в 1402 году на основе изучения более ранних китайских карт. Известна по двум копиям, сохранившимся в Японии (возможно, оригинал был вывезен в Японию во время Имджинской войны).
Acta Diurna
populi Romani («ежедневные дела римского народа») — публикация официальных сообщений, практиковавшаяся в Древнем Риме со времён Цезаря и послужившая прототипом современных периодических изданий. Таблички с начертанными на них сообщениями ежедневно выставлялись в людных местах — таких, как Римский форум.
Географический атлас
Введение 1 История 2 Современные атласы Список литературы Введение Географический атлас — это собрание географических карт планеты или некоторой части планеты (обычно планеты Земля). Но также имеются атласы для других планет Солнечной системы и их спутников. Обычно атлас представляет собой книгу, но некоторые современные атласы представлены в электронном виде.
Анвиль, Жан Батист Бургиньон де
Введение 1 Биография 2 Память 3 Избранная библиография Список литературы Введение Жан Батист Бургиньон де Анвиль (фр. Jean Baptiste Bourguignon d'Anville; 1697—1782) — французский географ и картограф[1], Почётный член Петербургской академии наук. Его карты по древней географии, характеризуется осторожностью и точностью и основались главным образом на его оригинальные исследования, и потому являются особенно ценными.
Вестник церковной истории
План Введение 1 Редакция 2 История Список литературы Вестник церковной истории Введение «Вестник церковной истории» — периодическое научное издание, приложение к «Православной энциклопедии». Посвящено церковной истории. Основан в 2005 г. Периодичность — четыре номера в год. Главный редактор — С.
Теория португальского открытия Австралии
План Введение 1 План Введение теории 2 Раннее развитие теории 3 Развитие теории в XX веке 4 Интерпретация Дьепских карт 5 Криштован де Мендонса 6 Альтернативные теории
Денис Иванович Фонвизин 2
Русский писатель, драматург, публицист Екатерининской эпохи. Фамилия Фонвизин в XVIII в. писалась в два слова, что сохранялось до половины XIX в. Правописание в одно слово окончательно было установлено Тихонравовым. Родился Фонвизин 14 апреля (по старому стилю - 3 апреля) 1745, в Москве. Происходил из лифляндского рыцарского рода, выехавшего в Москву еще в XVI в. и совершенно обрусевшего.
Колумб Христофор
Колумб Колумб (лат. – Columbus, итал. - Colon) Христофор; (26.08. 31.10.1451 -20.05.1506 .) – мореплаватель. Отец Колумба занимался суконным ремеслом и торговлей вином; в юности сын, по- видимому, пошел по стопам отца. Неизвестно, где и у кого он учился, но получил основательные познания в области геометрии, астрономии, географии, освоил искусства составления карт.
Публикация растровых карт
Векторизуя космические снимки и сканированные карты, можно создавать различные векторные карты, однако во многих ситуациях требуется возможность работы непосредственно с растровыми данными.
Работа с растровыми образами в CorelDraw
Импорт и копирование растровых образов в CorelDRAW. Преобразование объектов CorelDRAW в растровые образы. Эффекты растровых образов. Применение растровых цветовых масок.
Стандарты внешней флэш-памяти
В настоящее время используется не так много стандартов флэш-памяти. Это прежде всего Secure Digital (в модификации SDIO) и Multimedia Card (в том числе такие их подвиды, как, например, RS-MMC), CompactFlash Type II, реже MemoryStick.
Шрифты
Выбор той или иной гарнитуры шрифта определяется самим изданием, его целью и читательским адресом. В научно-популярном издании уместны одни шрифты, в художественном – другие. Выбор шрифта определяет и способ печати.
Создание и использование больших векторно-растровых карт
В мировой и в отечественной практике, ГИС широко используются для подготовки карт к изданию и, в меньшей степени, для аналитической обработки пространственных данных. Под изданием, в данном случае, понимается получение твердой копии любым способом.
Учет расчетов банковскими картами
Использование банковских карт как средства платежа в организациях торговли. Понятие эквайринг, эмитенты кредитных карт. Формирование электронного журнала платежей в учете торговой организации. Отражение хозяйственных операций в бухгалтерском учете.