Основы использования геоинформационных систем в образовании

Для создания графических объектов на карте Вам потребуется знание основ компьютерной графики. Если излагать их кратко, то в электронной картографии используются два способа представления графической информации: растровый и векторный.

Растровая графика представляет собой аналог таблицы, состоящей из квадратных мельчайших элементов – пикселей, каждый из которых имеет уникальное значение цвета, яркости и контраста. Так как пикселей в изображении очень много (иногда миллионы), при просмотре без увеличения они сливаются и формируют цельное изображение. Растровая графика активно используется в ГИС, так как ее легко изготовить (обычная цифровая фотография или изображение, введенное со сканера, являются типичными растровыми изображениями). Для обработки растровой графики необходимо воспользоваться программами Adobe Photoshop, Corel PhotoPaint или Paint.

Рис. 8. Растровая графика

Векторная графика описывает объекты посредством формул, каждый объект просчитывается компьютером как последовательность геометрических задач. Любое изображение может быть представлено как совокупность точек, линий и полигонов. Векторная графика сложна в создании, для ее изготовления Вам потребуются программы CorelDraw, Adobe Illustrator или любая ГИС, а также очень много времени.

Рис. 9. Векторная графика

Каждый тип графики имеет специфические «плюсы» и «минусы»:

Растровая графика идеальная для описания непрерывных явлений (количество осадков, рельеф и т.п.), имеет простую структуру данных, позволяет проводить моделирование и сравнение карт. При этом растровое изображение занимает большие объемы информации (иногда несколько гигабайт), искажается при трансформации и сложно редактируется.

Векторная графика идеальна для описания дискретных (прерывистых) объектов и явлений (гидрографической сети, застройки и т.п.), компактна в хранении, легко редактируется и трансформируется. Но при этом ее использование затруднительно при сравнении разных карт и пространственном анализе, кроме того ее создание является очень трудоемким, так как нужно вручную наносить каждый элемент изображения.

Рис. 10. Основные фигуры – элементы векторного изображения

В ГИС растровая графика, как правило, используется для создания «подложек» – исходных данных для оцифровки (векторизации), а также для геоинформационного анализа (построения цифровых моделей рельефа и др.). Векторная графика служит для создания географических объектов и их связи с атрибутивными таблицами.

Рис. 11. Сравнение растровой и векторной графики. При нормальном увеличении эти изображения идентичны, а уже при двухкратном увеличении растровое изображение начало «сыпаться», стали видны отдельные пиксели. Качество векторного изображения не зависит от степени увеличения.

Для определения типа используемой графики для слоя Ваших данных вспомните известный слоган: «Растр быстр в создании, но вектор точнее». Исключения бывают, но очень редко.

Что такое база данных?

Термин «база данных» обычно ассоциируется с чем-то сложным и недоступным для пользователя-новичка. На самом деле база данных – это представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов, систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью компьютера (Гражданский кодекс РФ, ст. 1260).

Рис.12. Фрагмент учебной базы данных «Борей» MS Access2007. База данных представляет собой совокупность электронных таблиц, позволяющую проводить интеграцию информации и выдавать ее по запросу.

Базы данных имеют несколько специфических особенностей:

– базы данных хранятся и обрабатываются в вычислительной системе – любые внекомпьютерные хранилища информации (архивы, библиотеки, картотеки и т. п.) базами данных не являются;

– данные в базе данных логически структурированы с целью обеспечения возможности их эффективного поиска и обработки в вычислительной системе;

– базы данных включает метаданные, описывающие их логическую структуру в формальном виде; система управления данными использует их определения для обеспечения доступа и управления доступом.

Рис. 13. Фрагмент ГИС «Шуя». Показаны точки биомониторинга и соответствующие им записи (выделены) во встроенной базе данных ArcGIS 10.0

ГИС может рассматриваться как один из вариантов баз данных, содержащий помимо табличной графическую подсистему, которая позволяет отображать записи, включенные в таблицу на карте и наоборот.

Что такое географические координаты?

Определение географических координат является ключевым моментом любого географического исследования. Они позволяют точно определить положение точки на земной поверхности. Координаты представляют собой значения широты и долготы.