10. Автозахват и автотрассировка. Редактирование существующих картографических объектов. Ввод и редактирование с использованием существующих графических объектов. Групповое редактирование. Используемое программное обеспечение. Примеры. Особенности. Автозахват и автотрассировка. Редактирование существующих картографических объектов - процесс изменения формы объекта путём выполнения над ним некоторого набора допустимых операций (растяжение, поворот, добавление вершин, изменение формы и т.п.). С каждым экземпляром объекта некоторого класса на цифровой карте связана запись в семантической таблице, в которой записаны значения атрибутов данного объекта. Ввод и редактирование с использованием существующих графических объектов Групповое редактирование Используемое программное обеспечение Примеры Особенности
11. Визуализация информации в ГИС. Варианты представления пространственно-распределённых данных. Основные признаки понятия визуализации. Методы и технологии визуализации информации ГИС. Представление информации в понятной и удобной для пользователя форме является одной из основных функций любой системы обработки данных. Поскольку ГИС ориентированы преимущественно на обработку пространственно-распределенных данных, они подают обработанную информацию в виде различных карт, картодиаграмм, трехмерных изображений. Визуализация информации в ГИС -проектирование и генерация изображений, в том числе геоизображений, картографических изображений и другой графики на устройствах отображения (преимущественно на экране дисплея) на основе исходных цифровых данных, правил и алгоритмов их преобразования. Варианты представления пространственно-распределённых данных: растровое и векторное представление данных. Основные признаки понятия визуализации:наглядность, интерактивность (возможность пользователя активно взаимодействовать с носителем информации, по своему усмотрению осуществлять ее отбор, менять темп подачи материала), динамизм (анимированность), мультимедийность. Методы и технологии визуализации информации ГИС: Процесс получения изображения на экране или листе бумаги в разных случаях может содержать в себе множество отдельных технологических операций, которые необходимо выполнять в определенном порядке. Исходные данные, хранящиеся в файлах различных форматов ГИС-пакетов , представляют собой наборы идентификаторов пространственных объектов, координаты их опорных точек, ссылки на записи в базах данных, ссылки на библиотеки условных знаков и др. В некоторых случаях цифровая картографическая база данных создается с учетом требований дальнейшей визуализации в среде определенного ГИС-пакета и может быть представлена, ??как карта определенного ведомственного стандарта без дополнительной обработки. В большинстве же случаев цифровые карты представляют собой контуры объектов в определенном универсальном формате, предназначенные для экспорта в разные форматы пакетов ГИС. В этом случае для получения полноценного геоизображения необходима дополнительная обработка данных.
12. Методы и технологии визуализации информации ГИС. Представление картографических слоёв. Оверлейные операции. Свойство слоёв. Косметические и тематические слои. Примеры. Методы и технологии визуализации информации ГИС: Процесс получения изображения на экране или листе бумаги в разных случаях может содержать в себе множество отдельных технологических операций, которые необходимо выполнять в определенном порядке. Исходные данные, хранящиеся в файлах различных форматов ГИС-пакетов , представляют собой наборы идентификаторов пространственных объектов, координаты их опорных точек, ссылки на записи в базах данных, ссылки на библиотеки условных знаков и др. В некоторых случаях цифровая картографическая база данных создается с учетом требований дальнейшей визуализации в среде определенного ГИС-пакета и может быть представлена, ??как карта определенного ведомственного стандарта без дополнительной обработки. В большинстве же случаев цифровые карты представляют собой контуры объектов в определенном универсальном формате, предназначенные для экспорта в разные форматы пакетов ГИС. В этом случае для получения полноценного геоизображения необходима дополнительная обработка данных. Представление картографических слоёв: Оверлейные операции - Суть этого достаточно мощного средства анализа множества разноименных и разнотипных по характеру локализации объектов состоит в наложении двух разноименных слоев с генерацией производных объектов, возникающих при их геометрическом наслоении и наследованием их семантики (атрибутов). Свойства слоёв: В диалоговом окне Свойства слоя задаются символы, надписи, правила отрисовки, соединения и связи, прозрачность слоя. Масштаб, при котором слой будет видимым. Какой поднабор объектов из источника данных будет отображен. Свойства атрибутов, соединения и связи для работы с табличной информацией и другие опции. Косметические и тематические слои: Косметический слой можно представить себе как прозрачную пленку. Каждый слой представляет различные коллекции географических объектов. Косметический слой - это пустой слой, лежащий поверх всех прочих слоев. Он используется для рисования. В него помещаются подписи, заголовки карт, разные графические объекты. Косметический слой всегда является самым верхним слоем Карты. Его нельзя удалить из окна Карты. Нельзя изменить также и его положение по отношению к остальным слоям. Тематическими называются слои, объекты на которых выделены графическими средствами в зависимости от сопоставленных им значений. К графическим средствам наряду с раскраской относятся штриховки, виды символов и такие методы представления, как графики и круговые диаграммы. Примеры:
13. Цифровые и электронные карты. Универсальные свойства карт (бумажных и цифровых). Картографическая база данных. Классификация электронных карт. Цифровые карты- цифровая модель местности, созданная путём цифрования картографических источников, фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования, цифровой регистрации. Электронные карты - картографическое изображение, сгенерированное на основе данных цифровых карт и визуализированное на видеомониторе компьютера или видеоэкране др. устройства (например, спутникового навигатора). Универсальные свойства карт (бумажных и цифровых): обзорность и наглядность, метричность, однозначность, достоверность, современность, знаковость изображения (использование особого условного языка картографических символов); генерализованность карты (отбор и обобщение изображаемых объектов);системность отображения действительности (передача элементов и связей между ними, отображение иерархии геосистем). Картографическая база данных- совокупность взаимосвязанных картографических данных по определенной предметной области, представленная в цифровой форме при соблюдении общих правил описания, хранения и манипулирования данными. Картографическая база данных доступна многим пользователям, не зависит от характера прикладных программ и управляется системой управления базами данных (СУБД). Классификация электронных карт: 1) по видам использующих их автоматизированных систем: - для использования в автоматизированных системах управления (АСУ);- для использования в автоматизированных системах навигации (АСН): наземной, воздушной, космической;- в автоматизированных системах народнохозяйственного значения. 2) по назначению: - для решения расчетных задач отображения и моделирования оперативной информации и местности; - для задач отображения обстановки и местности на экранах коллективного и индивидуального пользования. 3) по видам и масштабам:- электронные планы городов масштабов 1:10 000,1:25 000;- электронные топографические карты масштабов 1:25 000 - 1:1 000 000;- электронные авиационные карты масштабов 1:500 000 - 1:4 000 000;-электронные тематические карты. 4) по способам представления (изображения) информации:-двухмерные модели (х,у); -трехмерные модели (х,у,Н);-четырехмерные или пространственно-временные модели (x,y,H,t). 5) по формам представления: -векторные; -растровые.
14. Основные этапы процесса создания электронных карт. Преимущества и возможности цифровых карт. Контроль качества создания цифровых карт. Параметры оценки. Количественная оценка. Наиболее распространённые ошибки. Виды контроля качества при создании цифровых карт. Основные этапы процесса создания электронных карт: 1) автоматизированное преобразование исходной картографической информации в цифровую форму; 2) символизация цифровой картографической информации и автоматизированное составление электронных карт; 3) разработка пользовательской системы управления базами данных для работы с электронными картами. Преимущества и возможности цифровых карт: Большим преимуществом цифровых карт является возможность их оперативного создания и обновления, а широкий набор возможностей применения значительно расширяет сферу использования. Цифровые карты имеют маленький размер, хорошую детализацию. Также они не подвержены влиянию окружающей среды. Контроль качества создания цифровых карт Параметры оценки Количественная оценка Наиболее распространённые ошибки Виды контроля качества при создании цифровых карт
15. Дигитайзеры. Типы. Принцип работы. Основные области применения. Характеристики. Форматы данных. Особенности. Примеры. Дигитайзер (графический планшет) -- это устройство, предназначенное для оцифровки изображений, применяемое для создания на компьютере рисунков и набросков Типы дигитайзеров: 1)Акустический. 2)Электромагнитный.3)Пассивный курсор.4)Активный курсор. 5)Технология "резистивного сенсорного экрана". Принцип работы: Дигитайзер состоит из двух основных элементов: основания и курсора, двигающегося по его поверхности. Принцип действия дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки. При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется, а его координаты передаются в компьютер. Сетка состоит из проволочных или печатных проводников с довольно большим расстоянием между соседними проводниками. Основные области применения: Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода. Характеристики и особенности дигитайзеров:1)Разрешение( шаг считывания информации. Разрешение измеряется числом линий на дюйм. Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч lpi.).2)Число степеней свободы (описывает число квазинепрерывных характеристик взаимного положения планшета и пера). 3)Точность дигитайзера (Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его составляющих. Точность существующих планшетов колеблется в пределах от 0.005 дюйма до 0.03).4)Пространственная точность курсора. 5)Габариты дигитайзера. 6) Количество кнопок дигитайзера. 7)Тип пера и ПО дигитайзеров. Форматы дигитайзеров: PCI, PCI Express (PCIe), CompactPCI (cPCI) и VME. Размеры дигитайзеров могут варьироваться от формата А6 (такой размер имеет обычная почтовая открытка) и вплоть до формата А0 (914 x 1219 мм). Примеры дигитайзеров: CalComp DrawingFlex 333641, 334841; ОТСО Roil-up 2024R, 3036R,3648R; CalComp DrawingBoard 3400, Summa Grid, Kurta Х1 С, ОТСО Super L22; CalComp DrawingBoard Ш 34180, Hitachi Puma Pro, ОТСО Ultima, Kurta XLP, Kurta XGT, SummaSketch Ш.
16. GPS. Типы. Принцип работы. Основные области применения. Характеристики. Особенности. Форматы данных. Примеры. GPS -- спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Позволяет в любом месте Земли (исключая приполярные области), почти при любой погоде, а также в околоземном космическом пространстве определять местоположение и скорость объектов. Типы GPS-приёмников: 1)Приемники последовательного слежения.2)Одноканальные приемники с малым энергопотреблением. 3)Одноканальные приемники. 4)Быстродействующие мультиплексные одноканальные приемники. 5)Двухканальные приемники последовательного слежения. 6)Приемники параллельного (непрерывного) слежения. Принцип работы: Основной принцип использования системы -- определение местоположения путём измерения моментов времени приёма синхронизированного сигнала от навигационных спутников антенной потребителя. Основные области применения: 1)Геодезия.2)Картография.3)Навигация.4)Спутниковый мониторинг транспорта.5)Сотовая связь.6)Тектоника, тектоника плит. 7)Активный отдых.8)Геотегинг. Характеристики: Спутники излучают открытые для использования сигналы в диапазонах: L1=1575,42 МГц и L2=1227,60 МГц (начиная с Блока IIR-M), а модели IIF будут излучать также на L5=1176,45 МГц. Особенности: GPS - уникальная разработка, которая позволяет измерять расстояние, определять скорость и местоположение объектов. С помощью GPS-приемника можно увидеть нахождение транспортных средств на электронной карте. Кроме того, особенностью системы является возможность прокладывать маршруты с учетом дорожных знаков, разрешенных поворотов и пробок. Форматы данных: GPX (GPS eXchange Format) -- это текстовый формат хранения и обмена данными GPS, основанный на XML. NMEA 0183 - текстовый протокол связи, используемый в приемных модулях GPS. Примеры: ГЛОНАСС, NAVSTAR.
17. Электронные геодезические приборы. Типы. Принцип работы. Основные области применения. Характеристики. Особенности. Примеры. Электронные геодезические приборы - это электронные приборы,используемые для измерения на местности длин линий, углов и высот (превышений) в геодезии. Применяются при создании астрономо-геодезических сетей, при топографических съёмках, нивелировании, инженерно-строительных, горных работах, при отделке, проектировании, ландшафтном дизайне и ремонте любых объектов недвижимости, а также для кадастровых, маркшейдерских и картографических съемок. Типы: - приборы для измерения горизонтальных углов и углов наклона; - приборы для измерения превышений; - для измерения расстояний; - для производства планово-высотных топографических съемок; - для производства планово-высотных топографических съемок; - комплектующие принадлежности; - вспомогательные приборы и принадлежности. Примеры: электронный теодолит, лазерный нивелир, электронный тахеометр, лазерный дальномер, электрические центриры, наземные лазерные сканеры и тд. Принцип работы: Принцип работы электронных геодезических приборов основывается либо на фазовом методе, либо, в более современных моделях, на импульсном методе. Первый метод заключается в разности фаз между проецируемым и возвращенным лучами, второй -- на времени, за которое лазерный луч проходит от прибора к отражателю и возвращается назад. Дистанция, на которой прибор способен работать в безотражательном режиме, зависит от окраса поверхности, на которую проецируется луч -- светлые и гладкие поверхности увеличивают дистанцию работы тахеометра по сравнению с темными в несколько раз, однако она не превысит 1 000 -- 1 200 м. Линейная дальность измерений в отражательном режиме -- не менее 5 000 м. Позиционирование и повороты электронных приборов осуществляются за счет сервопривода или шагового двигателя. Характеристики:точность, дальность,надежностьприбора,влагозащищенность,энергопотребление,программное обеспечение,цена, наличие уровня ("пузырька").
18. Сканеры. Типы. Принцип работы. Основные области применения. Характеристики. Особенности. Фотограмметрические сканеры. Примеры. Сканер -- это устройство ввода, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Типы: листопротяжный(лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы), ручной(в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать вручную), планшетный(Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования) и барабанный, сканеры штрих кода. Принцип работы: Сканируемый объект кладётся на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем. Свет, отражённый от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу, далее на АЦП и передаётся в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, потом все полоски объединяются программным обеспечением в общее изображение. Основные области применения: Применяются в типографии или издательствах, а также в домашних условиях. Сканеры штрих кода широко используются в сфере торговли и услуг для быстрой идентификации товара, при отпуске, складировании и т. д. Характеристики сканеров: Формата сканируемой поверхности. Оптическое разрешение. Интерполированное разрешение. Скорость работы. Глубина цвета. Цветность сканера. Рабочая область. Динамический диапазон. Аппаратный интерфейс сканера. Особенности: Большинство сканеров на сегодняшнем рынке имеют почти одинаковые свойства, но только с одним основным различием, а именно качество цифровых копий, которые они выводят. Все сканеры позволяют пользователю сканировать цветные или черно-белые изображения. Качество сканированного изображения может регулироваться в зависимости от потребности к более высокому качеству или быстрому завершению. Самое важное преимущество сканера заключается в способности печатать ваши собственные фотографии на дому. Сохранение важных документов с прекрасным качеством копий является другой ключевой пользой технологии сканирования.
19.Характеристики пространственных объектов. Проблемы при обработки пространственных данных.
Объекты реального мира, подразделяются на пространственные, временные и тематические.
• Пространственные - определяют положение объекта в заданной системе координат. Такой тип данных называют позиционным. Основное требование к ним - точность, т.е. с требуемой точностью определяют положение объекта в системе координат и относительно других объектов.
• Временные - определяют время исследования объектов или зависимость изменения свойств объекта с течением времени. Основное требование к ним - актуальность. Устаревшие данные или не годны к применению, или могут применяться только частично.
• Тематические - описывают свойства объекта. В качестве них могут выступать экономические, статистические, технические, организационные, управленческие и другие данные. Основные требования к ним - полнота, т.е. этих данных достаточно для решения поставленных практических задач.
20.Топологические св-ва пространственных данных. Виды топологических отношений.
К топологическим свойствам пространственного объекта принято относить его размерность (мерность, пространственную размерность); замкнутость; связность; простота (отсутствие самопересечения линейных объектов и "островов" в полигоне); нахождение на границе, внутри или вне полигона; признак точечного объекта, указывающий, является ли он конечным для некоторой линии.
Видов топологических отношений существует несколько:
1)Необъектные топологии:
•("внутриобъектные" и "межобъектные") Линейно-узловые топологические отношения. "Объект" в линейно-узловых ГИС и в объектных ГИС - это несколько различные понятия, поэтому я взял в скобки.
2)Объектные топологии:
• Внутриобъектные топологические отношения.
• Межобъектные топологические отношения:
• Узловые топологические отношения.
• Межобъектные топологические отношения в пределах одного слоя
• Межслойные топологические отношения между объектами
• Топологические межобъектные ресурсные связи
3)Концептуальные топологические отношения (отношения между классами объектов, а не между экземплярами).
4)Псевдотопология
21.Тактико-технические характеристики цифрового АФА ADS-40. Его состав.
В основе технического решения системы ADS40 лежит концепция трехлинейчатого сканера. В фокальной плоскости объектива системы параллельно расположены три ПЗС линейки, отстоящие друг от друга таким образом, что одна из них обеспечивает панхроматическую съемку в направлении "вперед", другая - в направлении точки надира, а третья - в направлении "назад". Существенной особенностью конструкции ADS40 является то, что вместо одной линейки используются пары линеек, смещенные одна относительно другой на 0.5 элемента. Число элементов в ПЗС-линейке равно 12000, а в результате использования сдвоенной линейки со смещением обеспечивается результирующее разрешение как при использовании линейки состоящей из 24000 элементов. Кроме панхроматических линеек, в фокальной плоскости расположены четыре одинарные линейки по 12000 элементов в каждой для мультиспектральной съемки в четырех узких зонах спектра: красной (610-660 mm), зеленой (535-585mm), синей (430-490mm) и ближней инфракрасной (835-885mm).
Фактором, ограничивающим разрешение на местности для системы, является интервал времени (период) между считываниями информации с линеек, равный 1,2 мсек. Ширина полосы захвата будет составлять 3000 м.
--
Оперативность процесса съёмки и получения конечного результата.
--
Огромный ресурс количества снимков.
--
Большие возможности выбора режимов съёмки.
--
Простота создания панорам и спецэффектов.
--
Совмещение функций в одном устройстве, в частности, видеосъёмка в цифровых фотоаппаратах и, наоборот, фоторежим в видеокамерах.
--
Уменьшение габаритов и веса фотоаппаратуры.
--
Возможность предпросмотра результата.
Циф-е фотоаппараты позволяют при воздушном фотограф-нии и фотограмматрических работах легко, эффективно и с высоким коэф-м полезного действия создавать в цифровой форме конечные геоинформационные продукты. Они позволяют:
• эффективно работать с циф-ми дан-ми для введения в сис-му в процессе подготовки к полету и во время воздушного фотограф-я.
• определять место расположения объектов и корд-ты самолета в воздухе, что облегчает следующую обработку.
• вносить изменения в циф-е дан-е и работать с ними после посади самолета.
Достоинствами сис-мы с использованием циф-го фотоаппарата есть:
• высокое полезное отношение сигнал-шум
• большой динамический диапазон действия
• отсутствие перекрытия вообще.
23.Структурная схема цифрового фотоаппарата.
24.Принцип работы и хар-ки фотоматриц.
Принцип работы:
1) Считывание инфы из ПЗС-матриц производится путем измерения силы тока, который протекает через полупроводниковый диод, находящийся на выходе матрицы и смещенный в обратном направлении;
2) В зависимости от технологии изготовления и назначения ПЗС-матрицы могут иметь разное кол-во управляющих электродов. На выходе матрицы размещены считывающее устройство и усилитель. При подаче на управляющие электроды тактовых импульсов, которые обусловливают перемещение зарядовых пакетов, из усилителя снимается послед-ть импульсов, которые соответствуют световой картине изоб-я. ПЗС-матрица может содержать млн. светочувствительных ячеек. Чем больше ячеек в ПЗС-матрице, тем выше разрешение и качество изоб-я.
3)Также матрица имеет секцию сохранения зарядов, а также регистры горизонтального и вертикального сдвига.
Характеристики матриц:
--
2.1 Отношение сигнал/шум
--
2.2 Чувствительность
--
2.3 Разрешение
--
2.4 Физический размер матрицы
--
2.5 Отношение сторон кадра
--
2.6 Пропорции пикселя
25.Формат записи изоб-я RAW. Особенности.
Тип: Растровый;
Цвета: максимум 24-битовые
Макс-е разрешение: 64Кх64К пикселей;
Использование: Предназначенный для прог-я и обработки графики изоб-й.
Файлы, которые записаны в этом формате, содержат данные, полученные непосредственно с сенсора камеры. Главное преимущество при этом дает большая глубина цвета. Этот формат дает намного больше возможностей по цветокоррекции, чем уже сжатые при обработке в камере файлы JPEG. Снимки в формате RAW попадают в компьютер без искажений, которые встречаются в JPEG, и занимают при хранении намного меньше места, чем TIFF-файлы, которые ещё не сжаты.
Для работы с форматом RAW необходимо:
• поддержка формата в камере;
• достаточно места для хранения на карте памяти;
• соответствующее программное обеспечение для конвертации и обработки полученных RAW-файлов.
• проблема формата RAW - отсутствие единого формата(больше 100).
26.Параметры по которым выбирают цифровые фотоаппараты.
1) Качество изоб-я, которое формируется из нескольких составляющих: хар-ки объктива, чувствительность и разрешение ПЗС-матрицы, точность работы ис-м баланса белого и автоэкспозиции.
2) Объектив с переменным фокусным расстоянием и возможностью макросъемки с креплением на объективе разных фильтров, дополнительной оптики. Фотоаппарат должен иметь фвтофокусировку для оперативной съемки;
3)Наличие панели состояния. Она показывает, какие параметры установлены в фотоаппарате, сколько кадров осталось, какой запас энергии имеется в батарее.
4) Жидкостный-кристаллический дисплей. Используется для компановки кадра во время съемки и для их следующего воссоздания.
5) Наличие регулярной выдержки и диафрагмы;
6) Формат записи и степень сжатия изоб-я, которое снимается.
7) Тип и емкость применяемых источников снабжения;
8) Тип устройства сохранения снятых изоб-й и его емкость.
9) Наличие пульта дистанционного управления.
27.Параметры влияющие на выбор аэрофотокамер.
1) Глубина цвета;
2) Оптическое разрешение;
3) Формат изображения;
4) Чувствительность;
5) Динамический диапазон;
6)Оптический и цифровой зум.
28.Тенденции в развитии цифровых аэрофотокамер.
1) Увеличение кол-ва пикселей в используемых матрицах при одновременном уменьшении физ-го размера пикселей. При этом создаются аэрофотоаппараты с двумя или четырьмя камерами, позволяющие увеличить размер результирующего кадра за счет сшифки изоб-я.
2) Значительное увеличение объема отснятых данных, модернизация бортовых накопителей инфы съемочных сис-м и переход на твердотельные накопители.
3) Улучшаются хар-ки объективов каиер, появляются новые геостабилизирующие платформы.
4) Совершенствуют методы геометрической и радиометрической колибровки и обработки цифровых изоб-й.