A x S -> M
Здесь х - символ отношения ; —> импликация
В ГИС имеются три типа графических векторных объектов: точечные (Pt), линейные(Ln) и площадные (Аr). Изменяемый объект А и S шаблон должны принадлежать к одному типу. Условимся обозначать совокупность атрибутов произвольного объекта О символом At(O), совокупность позиционных данных символом Pos(O).
Определим моделирование пространственно локализованных объектов как класс моделирования пространственно - временных данных, организованных так, что каждый графический объект взаимосвязан с одной или несколькими таблицами базы данных. Основу такого моделирования как специализированной ГИС - технологии составляют преобразования основанные на: теоретико-множественных отношениях, законах формальной логики, алгоритмах обработки изображений и многом другом, что является самостоятельным научным направлением, не связанным с географией. Объектами моделирования являются пространственные графические объекты и объекты базы данных ГИС, "географичность" которых определяется их позиционной привязкой к точкам референц - эллипсода (а не только к карте). В ходе большинства процедур геоинформационного моделирования эта "географичность" не нарушается и не используется, т.е. не применяется и не влияет на процессы моделирования. Следовательно, говорить о "географическом моделировании" в таких случаях нет оснований. Геоинформационное моделирование включает следующие специальные технологии:
геогруппировку - построение временной динамической графический модели путем объединения совокупностей графических объектов в более крупные объекты;
буферизацию - процедуру построения полигональных объектов по заданным ареальным, линейным и точечным - объектам и параметрам буферизации;
генерализацию - процедуру обобщения графических объектов и изменения их видимости при изменении масштаба и получения соответствующих новых атрибутивных данных;
комбинирование - процедуры композиции или декомпозиции графических объектов на основе отношений между ними;
геокодирование - процедуру координатной привязки данных одной таблицы к данным другой, позиционно определенной таблицы;
обобщение данных - процедуру создания атрибутов новых объектов на основе отношений атрибутов исходных объектов;
Компания ESRI традиционно уделяет большое внимание относительно недорогим и, в то же время, весьма эффективным программным продуктам, относящимся к классу настольных (персональных) ГИС. В отличие от профессиональных ГИС пакетов, они ориентировались, главным образом, на массового пользователя и достаточно просты в работе и обучении. Сфера применения настольных ГИС очень разнообразна - от обучения основам геоинформационных технологий до создания собственных электронных карт и персональных ГИС. К программным продуктам этого класса можно отнести ArcView GIS, PC ARC/INFO, DAK (Data Automation Kit). Каждый из них имеет ряд особенностей, определяющих сферу их использования. Следует отметить, что в ходе развитии своего нового программного обеспечения, известного как семейство ArcGIS, ESRI значительное место уделяет его унификации, стандартизации на основе единой корневой структуры и интерфейса, простоте в использовании и возможности быстрого освоения базовой функциональности конечными пользователями.
ArcView GIS
Самый популярный и распространенный программный продукт ESRI выполнен в виде стандартного приложения WINDOWS (работает также на платформах UNIX и, в ряде версий, Macintosh). Он легок в освоении и может использоваться в различных сферах деятельности для визуализации, запроса и анализа любой пространственной информации. ArcView GIS объединяет векторные, растровые, табличные данные в единую аналитическую систему. С помощью этого программного продукта можно:
· создать и поддерживать собственную географическую базу данных;
· использовать данные других организаций, в том числе обращаться к серверным базам данных посредством SQL-запросов;
· проводить анализ и моделирование пространственных объектов и явлений;
· использовать растровые данные в процессе картографического анализа и отображения;
· связывать имеющиеся в вашем распоряжении документы в режиме горячей связи;
· управлять картографическими проекциями, масштабом и единицами измерений;
· создавать высококачественные карты (интерактивные и печатные);
· настраивать функциональность системы под решение собственных задач с помощью встроенного языка программирования Avenue.
ArcView GIS обеспечивает интеграцию данных из разных источников. Помимо создания и редактирования пространственных данных в собственном формате (шейп-файлы), ArcView обеспечивает доступ к данным ARC/INFO, PC ARC/INFO, ArcCAD, AutoCAD, Intergraph, а также импорт картографических данных из MapInfo, Atlas GIS и ASCII. Формат шейп-файлов не топологический, поэтому предпочтительно использовать в ArcView векторные данные, прошедшие топологический контроль в системах ARC/INFO или PC ARC/INFO. Растровые изображения также могут поступать в разных форматах - ERDAS IMAGINE, JPEG, BSQ, TIF, GeoTIF, BIL, BIT, SUN, RS, RLS, GRID ARC/INFO. В зависимости от типа растровых данных они используются и как иллюстрации к карте, и как картографическая подложка, и как самостоятельный объект пространственного анализа. ArcView GIS работает непосредственно с базами данных, поступающими с покрытиями ARC/INFO в виде атрибутивных таблиц формата dbf или INFO. Атрибутивные данные также могут храниться в текстовом формате, форматах dBase III, dBase IV или в стандартных СУБД (ORACLE, SYBASE, INFORMIX, Excel, Access и др.), воспринимающих SQL-запросы. Подгруженные данные могут быть различными способами связаны между собой: объединены в единую таблицу в режиме «один к одному» или связаны по единому признаку в режиме «один ко многим». Любые запросы к данным могут быть отображены на карте или в диаграмме. Обширные наборы картографических значков, штриховок и закрасок поставляются в готовом виде вместе с ArcView GIS. Значки хранятся в формате TrueType. Большой спектр условных знаков и дополнительные возможности по созданию и использованию собственных условных знаков позволяют оформлять карты в соответствии с принятыми в картографии правилами и осуществлять высококачественную печать карт.
Структура
Структура пакета состоит из базовой оболочки и набора внутренних и внешних модулей. Модули могут добавляться по мере необходимости, расширяя функциональность основного ядра. Встроенные модули ArcView GIS 3.2, включенные в стандартный комплект поставки:
· Report Writer/Генератор отчетов - обеспечивает прямую связь с Crystal Reports для увеличения возможностей построения отчетов и графиков.
· Geoprocessing/Пространственные операции - использует интерфейс Мастеров для создания буферных зон, разбиения, пересечения, вырезания, объединения объектов разных тем.
· Grid and Graticules/Координатная сетка - используется в компоновках для добавления заданных пользователем координатных и других сеток к карте.
· Legend Tool/Конструктор легенды - включает Мастер по работе с легендой в компоновке.
· CAD Reader обеспечивает прямую поддержку для файлов AutoCAD (DWG, DXF) и MicroStation (DGN).
· VPF Viewer обеспечивает прямое чтение данных формата Vector Product Format (VPF) и поддержку 2D и 3D VPF файлов. Формат является стандартом Американского Министерства обороны и принят также в качестве международного обменного формата.
· Image Reader поддерживают форматы ADRG, CADRD, CIB, IMAGINE, JPEG (JFIF), MrSID, NITF, TIFF 6.0.
· Database Access обеспечивает непосредственный доступ к данным SDE (Spatial Database Engine).
· Dialog Designer включает средства для построения диалоговых окон, собственных наборов инструментов и других вспомогательных средств.
· Digitizer позволяет производить ввод данных с дигитайзера.
· Projection Utility дает возможность изменения параметров картографических проекций.
Дополнительные (внешние) модули ArcView GIS 3.2:
· ArcView Network Analyst - дополняет ArcView GIS функциями анализа линейных сетевых тем, таких как дороги, коммуникации, реки, а также решает задачи поиска и локализации объекта по адресу, нахождения оптимального маршрута и генерации маршрутного листа, определения ближайшего пункта обслуживания, зон доступности.
· ArcView Spatial Analyst - предназначен для создания, отображения и анализа растровых данных в виде регулярной сетки (грид). Возможности модуля включают: преобразование векторных данных в грид; создание буферных зон и поверхностей близости; построение карт плотности и изолиний; построение карт уклонов и экспозиций; картографический анализ по ячейкам грида; логические запросы по нескольким грид-темам; анализ соседства; классификация и отображение гридов. Модуль поддерживает расширенные возможности программирования на языке Avenue для разработки приложений для пространственного анализа.
· ArcView 3D Analyst - включает средства для создания, анализа и отображения трехмерных данных. Изображение 3D-поверхности можно вращать, а также просматривать поверхность "в полете" над ней. Как и к обычным темам, к 3D-поверхностям можно осуществлять запросы и привязывать базы данных. 3D Analyst предоставляет пользователю широкий набор функциональных возможностей: построение TIN (триангуляционная нерегулярная сеть) и грид-поверхностей, построение трехмерных объектов, планиметрическое изображение поверхностей и трехмерных форм, перспективное изображение поверхностей, построение изолиний, вычисление уклонов поверхностей и экспозиции склонов, расчет зон видимости, вычисление площадей и объемов выемок и многое другое.
· ArcView Image Analysis - разработка компании ERDAS. Обеспечивает быстрое интерактивное отображение данных дистанционного зондирования ДДЗ (в том числе многозональные снимки) и их привязку к карте. Содержит средства настройки яркости и контраста для улучшения визуальных характеристик изображения. Предоставляет функции автоматического дешифрирования изображений - выделение границ площадных объектов со сходными характеристиками изображения, распознавание объектов по эталону, построение карт состояния растительности на основе расчета вегетационного индекса, автоматизированная классификация многозональных изображений по типу кластерного анализа, выявление временных изменений (по снимкам или тематическим растрам).