Диплом: Автоматизированные информационные системы кадастра - текст диплома. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Диплом

Автоматизированные информационные системы кадастра

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Дипломная работа
Язык диплома: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 640 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной дипломной работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

20 Автоматизированные информационные системы ка дастра Введение. В экономически развитых странах кадастр земель и другой недвижимости прошел этап ы становления и развития на протяжении по следних 200-400 лет . В настоящее время эти государства имеют юридически полноценный , орган изационно оформленный инструмент учета и веде ния налогообложения , что является важнейшей с оставляющей экономической и социальной стабильно сти государства. Учитывая современн ые технические возм ожности по сбору , обработке , хранению и вы даче данных о кадастре , его возрастающее з начение , изменения , происходящие в общественном переустройстве России , опыт ведущих европейских стран , США и Канады , целесообразно сформи ровать современ н ый подход к струк туре кадастров России , и городского кадастра в частности , решить правовые и юридически е вопросы создания , ведения и мониторинга кадастра . Это касается не только отдельных видов кадастра , но и системы Государственно го кадастра России , для у спешного воплощения которого необходимо подготовить и принять соответствующие законодательные и норм ативно-технические акты и как можно быстрее разработать стандарты на термины и определ ения. Конечным продуктом при ведении государств енных кадастров должны быть банки кадас тровой информации . Пользователями информации , хран ящейся в таких банках данных , могут быть органы управления территориями , администрации городов , областей , краев , республик в состав е Российской Федерации и Федеральные органы управления. Для того , чтобы эффективно возможнос ти банков данных использовались органами упра вления , необходимо соблюдение трех условий. 1. Любой банк кадастровых данных должен содержать достоверную и полную информацию о кадастрах. 2. Доступ заинтересованных служб к када стровой информации , хранящейся в банках данных , должен быть мгновенным , что достижим о благодаря терминальной связи между банками данных и соответствующими службами. 3. Форматы и классификаторы банков данных всех объектов кадастровой информации должны быть едиными. В настоящее время отмечается неудовлетвор ительное положение в области учета природных и муниципальных объектов , что приводит к значительным экономическим потерям , снижению доходов федерального и местного бюджетов и другим негативным результатам . Г осударствен ные кадастры , созданные в условиях отраслевог о управления экономикой , отличаются ведомственной разобщенностью , несовместимостью содержащейся в них информации , а поэтому не могут сл ужить для комплексной оценки объектов и р есурсов. Единая система государственных кадастро в (ЕСГК ) должна представлять собой взаимосвяза нный комплекс территориалтьно-распределенных государс твенных кадастров , ведущихся на единой геогра фической информационной основе и в соответств ии с определенными правовыми , технологичес к ими и экономическими нормами. В состав Единой системы государственных кадастров должны войти следующие основные группы государственных кадастров : - кадастры природных ресурсов (земельный , водный , местрождений полезных ископаемых , экологи ческий , растительн ого и животного мира и др .); - кадастры недвижимости (инженерных сетей и коммуникаций , жилых и нежилых строений , транспортных магистралей , улично-дорожных сетей и др .); - регистры (населения , предприятий , администра тивно-территориальных образований ). Созда ние и ведение всех видов кадастра остается одной из важнейших пробл ем управления территориями на современном эта пе . Данные кадастров необходимы для информаци онного обеспечения хозяйственной деятельности в регионах и городах , экологического мониторин га и р а ционального использования природных ресурсов. Глава I. Общие положения. Уровень и объемы имеющейся сейчас инф ормации о городской жизни настолько велики , что уже не возможны ее обработка , анали з и понимание без современных аппаратно-прогр аммных средств . П оэтому становится крайне необходимой создание автоматизированной системы для городского кадастра на основе соврем енных компьютерных технологий и телекоммуникаций как единого комплекса для получения полн ой информации об окружающем мире , имеющихся ресурсах, возможностях и тех последс твиях , которые оказывает на мир наша деяте льность . Поскольку кадастр оперирует с данным и и информацией , имеющими пространственную пр ивязку , то взаимосвязь его автоматизации с проблематикой ГИС очевидна . Но здесь следуе т помнить , ч то как и при соз дании любой автоматизированной системы задача разделяется на разработку отдельных видов обеспечения : организационного , технического , программн ого , информационного и , в том числе , картог рафического . При этом обязательным является т ребовани е совместимости картографической системы с остальными компонентами. Решение задач кадастра на современном уровне требует не только применения соврем енных программных средств , но и глубокой т ехнологической проработки проектов информационных систем. Набор фун кциональных компонент информ ационных систем кадастрового назначения должен содержать эффективный и быстродействующий инте рфейс , средства автоматизированного ввода данных , адаптированную для решения соответствующих задач систему управления базами данных , ш и рокий набор средств анализа , а также средств генерации изображений , визуализац ии и вывода картографических документов. При выборе программных продуктов необходи мым условием является обеспечение устойчивых связей с различными системами через файловые станда рты обмена геометрическими и т ематическими данными . С учетом фактора постоя нной модернизации аппаратных средств информацион ных систем и модификации программных средств , необходимым условием функционирования систем является обеспечение сохранности и перено с имости данных в новые программно- аппаратные среды. К технологическим проблемам обеспечения р аботы информационных кадастровых систем относятс я проектирование математической основы электронн ых карт , проектирование цифровой модели местн ости , задачи преобразов ания данных в ц ифровую форму , геометрическое моделирование прост ранственной информации , проблемное моделирование тематических данных и т.д. Наибольший интерес вызывают новые ГИС-тех нологии , обеспечивающие оперативность , полноту и достоверность информации к ак о существ ующем состоянии городской среды в пределах той или иной территории города , так и о предлагаемых мероприятиях по ее изменени ю в ходе освоения и реконструкции. В настоящее время традиционно применяются литературные , статистические , картог раф ические , аэро - и космические материалы . Как правило , их подборка и систематизаци я для последующего использования осуществляется вручную . Такой путь хорошо известен . Друг ое направление , активно развивающееся , связано с геоинформатикой , позволяющей формали зовать и реализ овать в машинной среде значительную часть рутинных операций накопления , хранения , обработ ки и использования пространственно координатных данных с помощью средств географических информационных систем (ГИС ). По мнению А . М . Берлянта : “ Сегод ня геоинформатика предстает в виде си стемы , охватывающей науку , технику и производс тво ... Геоинформатика - научная дисциплина , изучающая природные и социально - экономические геоси cтемы ( их структуру , связи , динамику , функционирование в пространстве - времени ) посредством компь ютерного моделирования на основе баз данных и географических знаний . С другой стороны , геоинформатика - это технология ( ГИС - техноло гия ) сбора , хранения , преобразования , отображения и распространения пространственно - координ атной информации , имеющая целью обеспечить ре шение задач инвентаризации , оптимизации , управлени я геосистемами ... Наконец , геоинформатика , как п роизводство ( или геоинформационная индустрия ) - э то изготовление аппаратных средств и програ м мных продуктов , включая создание баз и банков данных , систем управления , ст андартных ( коммерческих ) ГИС разного целевого назначения и проблемной ориентации “ . Добавим , что “ геоинформационная индустрия “ вклю чает разнообразные приложения технологий ГИС , реализованных в стандартных коммерческих программных продуктах , т . е . проектирование , создание ( разработку ) и эксплуатацию ГИС в рамках выполнения территориально -, проблемно - и предметно - конкретных геоинформационных проектов. Карта - один из наиболе е важных источников массовых данных для формирования позиционной и со держательной части баз данных ГИС в виде цифровых карт - основ образующих единую основу для позиционирования объектов , и набора тематически х слоев данных , совокупность которых образует общую информационную основу ГИС . Послой ное представление пространственных объектов имее т прямые аналогии с поэлементным разделением тематического и общегеографического содержания карт. Многие процедуры обработки и анализа данных в ГИС основаны на методичес ком аппарате , ранее разработанном в недрах от дельных отраслей картографии . К ним принадлеж ат операции трансфомации картографических проекц ий и иные операции на эллипсоиде , опирающи еся на теорию и практику математической к артографии и теории картографическ и х проекций , операции вычислительной математики , позволяющие осуществлять расчет площадей , перимет ров , показателей форм геометрических объектов , не имеющие аналогов в карто - и морфометри и. В большинстве ГИС в качестве одного из основных элементов выступае т блок визуализации данных , где важную роль занима ют графические и картографические построения . Картографический модуль ГИС обеспечивает картогр афическое представление исходных , производных или результирующих данных в виде цифровых , ко мпьютерных и электро н ных (видеоэкранн ых ) карт , являясь элементом интерфейса пользов ателя и средством документирования итоговых р езультатов . Высококачественная картографическая графи ка , имитирующая традиционные средства картографич еского языка и способы картографического изоб р а жения (и некоторые возможности , доступные реализации исключительно машинными сре дствами , например , мультипликационные и анимационн ые возможности ) при поддержке разнообразных у стройств отображения , принадлежит к числу обя зательных средств программного обес п е чения ГИС. Однако задачи ГИС выходят далеко за пределы картографии , делая их основой для интеграции частных географических и других (геологических , почвенных , экономических и т . д .) наук при комплексных системных геонаучных исследованиях. Методический апп арат геоинформационных технологий прямо или опосредованно связан с различными областями прикладной математики (вычислительной геометрии , аналитической и диффере нциальной геометрии , откуда заимствованы алгоритм ические решения многих аналитических операций т ехнологической схемы ГИС ), с маши нной графикой (в частности машинной реализаци и визуализационно - картографических возможностей ГИС ), распознаванием образов , анализом сцен , ци фровой фильтрацией , и автоматической классификаци ей в блоке обработки цифровых изоб ражений растровых ГИС , геодезии и топографии (например , в модулях обработки данных топ ографо - геодезических съемок традиционными метод ами или с использованием глобальных навигацио нных систем GPS). Развитие геоинформатики как профессиональной произво дственной деятельности привело к диверсификации единой прежде специальности “ геоинформатика” с выделением отдельных профессий и специализаций : ГИС - менеджеров (общее и системное управление ГИС , ее информационным обеспечением ); разработчиков ( системных аналитиков , обеспечивающих трансляцию информационных потребностей заказчика в терм ины информационной модели , программистов и пр оектировщиков как посредников между аналитиками и программистами ); пользователей ( “широкого профиля” и с узкой предметной с пециа лизацией ). Контрольные вопросы : Взаимосвязь проблематики ГИС с решением задач кадастра. Понятие геоинформатики. Цифровая карта как элемент ГИС. Направления деятельности специалистов в о бласти ГИС. Глава 2. Понятие о географических информаци онных система х. 2.1. Структура и классификация. Обязательными элементами более или менее полного определения ГИС следует считать указание на “ пространственность” , операционно - функциональные возможности и прикладную ориен тацию систем. Считалось , имея ввиду ГИС про фесси онально - географической направленности , что прост ранственность является необходимым условием для квалификации некоторой информационной системы как географической (например , автоматизированные радионавигационные системы , хотя и оперируют пространст в енно определенными данными , к географическим информационным системам не принадлежат ). Основанием для отличия “ ге ографических ” от “ негеографических “ ин формационных систем не может служить и со держание собираемых данных : идентичные по сво ему содержанию б азы данных могут обслуживать совершенно различные (в том чис ле чисто географические и явно негеографическ ие ) приложения . Наоборот , системы разного целев ого назначения вынуждены аккумулировать одинаков ые сведения . Например , база данных с цифро вым представл е нием рельефа использует ся для автоматизированного вычерчивания изогипс на топографической карте (топографическая ка ртография ), расчета и картографирования морфометри ческих показателей (геоморфология и тематическая картография ), поиска оптимальных трасс шо с сейных дорог или иных коммуникац ий (инженерные изыскания и проектирование ). Одной из разновидностей ГИС становятся системы , основанные на материалах дистанционног о зондирования , объединяющие функциональные возмо жности геоинформационных технологий с развиты ми функциями обработки дистанционных изоб ражений , так называемые интегральные (интегрирован ные ) ГИС . Минимальный набор критериев , позволяющих идентифицировать каждую конкретную геоинформационную систему , образует “ систему координат “ трехмерного простран ства , осями которого являются : территориальный охват и связанный с ним функционально масштаб (или простран ственное разрешение ), предметная область информаци онного моделирования и проблемная ориентация. При всем многообразии операций , целей , областей информ ационного моделирования , пробл емной ориентации и иных атрибутов , характерны х для создаваемых и действующих ГИС , логич ески и организационно в них можно выделит ь несколько конструктивных блоков , называемых также модулями или подсистемами , выполняющими более или менее четко определенные функции . Функции ГИС в свою очередь в ытекают из четырех типов решаемых ею зада ч : Что касается классификации ГИС , то зде сь наметилось тоже несколько направлений . Нап ример , классификация по их проблемной ориента ции : Инженерные ; Имущественные (ГИС для учета недвижимости ), предназначенные для обработки кадастровых д анных ; ГИС для тематического и статистического картографирования , имеющие целью управление природными ресурсами , составление карт переписям и планирование окружающей сре ды ; Библиографические , содержащие каталогизированную информацию о множестве географических докуме нтов ; Географические файлы с данными о функ циональных и административных границах ; Системы обработки изображений с Ландсата и др. Однако быстрая изменчивость и множе ственность вариантов решаемых проблем требует введения иных классификаций , учитывающих структ уру и архитектуру ГИС . Разработана и предс тавлена 3 - х компонентная классификация ГИС по следующим признакам : 1) характеру проблемно - процессорной модели ; 2) структуре модели баз данных ; 3) особенностям модели интерфейса. На верхнем уровне классификации все и нформационные системы подразделены на пространст венные и непространственные . ГИС , естественно , относятся к пространственным , делясь на темат ические ( н апример социально - экономические ) и земельные (кадастровые , лесные , инвентаризацио нные и др .). Существует разделение по терри ториальному охвату (общенациональные и региональн ые ГИС ); по целям (многоцелевые , специализирован ные , в том числе информационно - с правочные , инвентаризационные , для нужд планирован ия , управления ); по тематической ориентации (общ егеографические , отраслевые , в том числе водны х ресурсов , использования земель , лесопользования , туризма , рекреации и др .). 2.2. Источники данных и их типы Среди источников данных , широк о используемых в геоинформатике , наиболее час то привлекаются картографические , статистические и аэрокосмические материалы . Помимо указанных материалов гораздо реже используются данные специально проводимых полевых исследовани й и съемок , а также текстовые источни ки . Важный признак используемых данных - в какой цифровой или нецифровой (аналоговой ) фор ме получается , хранится и используется тот или иной тип данных , от чего зависят легкость , стоимость и точность ввода этих данных в цифровую среду ГИС. Использование географических карт как ист очников исходных данных для формирования тема тических структур баз данных удобно и эфф ективно по ряду причин . Сведения , считанные с карт , обладают следующими достоинствами : имеют четкую территори альную привязку , в них нет пропусков , “белых пятен” в пределах изображаемой территории, они в любой своей форме возможны для записи на машинные носители информации . Картографические источники отличаются больши м разнообразием кроме общегеографических и т о пографических карт насчитываются десятки и даже сотни типов различных тематических карт. Следует отметить особую роль серий ка рт и комплексных атласов , где сведения при водятся в единообразной , систематизированной , взаи мосогласованной форме ; по проекции , ма сшта бу , степени генерализации , современности , достоверн ости и другим параметрам . Такие наборы кар т особенно удобны для создания тематических баз данных . Прекрасным примером может слу жить трехмерный Атлас океанов , содержащий под робные сведения о природных у словия х , физико - химических параметрах , биологических ресурсах Мирового океана , представленных на сериях карт разной тематики , разновременных и разновысотных (глубинных ) срезов. Одним из основных источников данных д ля ГИС являются материалы дистанционного зондирования . Они объединяют все типы данны х , получаемых с носителей космического (пилоти руемые орбитальные станции , корабли многоразового использования типа ”ШАТТЛ” , автономные спутн иковые съемочные системы и т.п .) и авиацион ного базирования (самолеты, вертолеты и микроавиационные радиоуправляемые аппараты ) и составляют значительную часть дистанционных да нных (remotely sensed data) как антонима контактных (прежде все го наземных ) видов съемок , способов получения данных измерительными системами в условиях физического контакта с объектами съемки . К неконтактным (дистанционным ) методам съемки помимо аэрокосмических относятся разнообр азные измерительные системы морского (наводного ) и наземного базирования , включая например ф ототеодолитную съемку , сейсмо - , э л ектр о - магниторазведку и иные методы геофизическо го зондирования недр , гидроакустические съемки рельефа морского дна с помощью гидролокато ров бокового обзора , иные способы , основанные на регистрации собственного или отраженного сигнала волновой природы. Материалы аэрофотосъемки используются в о сновном для топографического картографирования , т акже широко применяется в геологии , в лесн ом хозяйстве , при инвентаризации земель . Косми ческие снимки начали поступать с 60 - х годов и к настоящему времени их фонд и счисляется десятками миллионов . В последние годы в среде ГИС широ ко используются портативные приемники данных о координатах объектов с глобальной системы навигации (позиционированная ) GPS, дающие возможность получать плановые и высотные координаты с точно стью от нескольких метров до нескольких миллиметров , что в сочетании с портативными персональными ЭВМ и специализиров анным программным обеспечением обработки данных с системы GPS позволяет использовать их для полевых съемок в условиях необходимости их све р хоперативного выполнения (напр имер , при ликвидации последствий стихийных бе дствий и техногенных катастроф ). Обратившись к статистическим материалам , имеющим цифровую форму , можно сказать , что они удобны для непосредственного использования в ГИС , среди кото рых особое место занимает государственная статистика . Основное е е предназначение - дать представление об измен ениях в народном хозяйстве , составе населения , уровне его жизни , развитии культуры , учет е недвижимости , наличии материальных резервов и их испол ь зовании , соотношении в развитии различных отраслей хозяйства и др. Для получения государственной статистики на территории страны обычно используется един ая методика ее сбора . В России кроме Г оскомстата страны эту работу проводят также некоторые отраслевые министерства , например Министерство путей сообщения о железнодорожн ом транспорте и т.д . Статистическая отчетность различается по периодичности , она может б ыть суточной , недельной , полумесячной , квартальной , полугодовой и годовой . Кроме того , отчетн ость мо ж ет быть и единовременной . Для упорядочения всей совокупности данных государственной службой определены показатели по отраслям статистики . В качестве таких групп в нашей стране использовались отрасл и статистики : 1) промышленности ; 2) природных ресурсов и окружающей среды ; 3) технического прогресса ; 4) сельского хозяйства и заготовок ; 5) капитального строительства ; 6) транспорта и связи ; 7) торговли ; 8) труда и заработной платы ; 9) населения , здравоохранения и социального обеспечения ; 10) народного образо вания , науки и культуры и т . д. Специализированная геоинформационна я система ABRIS-Cadastr Геоинформационные системы являютс я сегодня важным инструментом сбора и пла нирования географических объектов . Существующие с егодня в мире ГИС можно достаточно четк о разбить на три основных категории : Мощные полнофункциональные ГИС на основе рабочих станций на UNIX-системах и RISC-процесс орах . ГИС средней мощности ( или ГИС с ре дуцированными возможностями ) класса MAPINFO на PC-платфор ме . Программы строящиеся по принципу ГИ С и имеющие малые потребности в ресурсах ЭВМ. Последние обычно более узкоспециализирова нные , ориентированные на конкретный рынок раб от . К таким системам относится ABRIS-Cadastr. Эта сис тема ориентирована на обработку данных инвент аризации зем ель . Благодаря ей можно , в ведя информацию , оперативно получать все необ ходимые справочные данные установленной формы. ГИС ABRIS-Cadastr одна из ГИС семейства ABRIS, разра батываемых в Московском Университете Геодезии и Картографии с 1993 года. Данная систе ма служит целям земел ьного кадастра . Она позволяет вводить картогр афическую информацию снятую с помощью дигитай зера либо из файлов полученных GPS-приемниками . На основании информации можно вести опер ативный учет земель и проводить сравнение учетных данных и результатов измере ний , получать документы в виде распечаток (ведомости вычисления площадей , сравнительные ведо мости занимаемых земель по учетным данным и по результатам измерений , ведомости вычис ленных площадей , экспликация земель , планы раз личных масшт а бов и др .). Существует возможность редактирования и изменения как графической , так атрибутивной информации . Это позволяет всегда иметь обновленные данные. В целом , ABRIS-Cadastr позволяет быстро и удо бно автоматизировать работы в области земельн ого кад астра , хранить данные земельного кадастра в электронном виде. Контрольные вопросы : Функции и компоненты геоинформационной си стемы. Классификация ГИС. Разновидности данных для ГИС. Глава Ш . Со временное состояние проце сса автоматизации в цифровой картографии. Работы по автоматизации в т ематической картографии в настоящее время зав исят и опираются в первую очередь на технические средства , используемые для этих целей , и знания , формализованные при помо щи математики. В основном автоматизация коснулась процес сов , требующих больших вычислительных и време нных ресурсов , а также многих черновых раб от , которые приходилось выполнять в картограф ии ранее . Однако , всем этим процессам присуще одно свойство - четкая алгоритмизация. Именно это не позволяет , и скорее всего не позволит в ближайшие годы , решить многие , наиболее важные проблемы цифровой картографии . В первую очередь это касается автоматического чтения информац ии , проце сса генерализации , некоторых других вопросов . Т.е . всех тех задач , при решении которых мы не можем описать четкую последовательно сть элементарных шагов , приведших к решению , и используем наши собственные субъективные ощущения . Успех в автоматизац и и этих задач зависит от прогресса в обла сти распознавания образов и искусственного ин теллекта. Хотя , конечно , постоянно ведутся исследова тельские работы по созданию более совершенных алгоритмов и новых технических средств , с пособных взвалить на себя больши й гру з проблем , связанный с интеллектуальной деяте льностью человека , до решения этих проблем еще далеко. Средства автоматизации в цифровой картогр афии условно можно разделить на две групп ы : аппаратные и программные. К аппаратным средствам относится все обо рудование , используемое на различных э тапах технологического цикла создания карт . Э то ЭВМ , сканеры , дигитайзеры , плоттеры , принтеры , видеотерминалы и различные специализированные устройства для выполнения некоторых узких задач (цветоделители , фотонаборные автоматы и т.д .). Однако , существует тенденция - заменять спе циализированные устройства соответствующим программн ым обеспечением (ПО ). Цифровая картография стан овится все более "цифровой ". Преимущество аппаратных средств перед про граммными состоит в том , ч то они в ыполняют свои функции иногда намного быстрее , но они дороги , а по мере увеличения мощности ЭВМ разница в скорости исчезает . По-видимому , единственными специализированными ус тройствами , которые никогда не исчезнут , кроме самой ЭВМ , обеспечивающей ф у нкцио нирование программных средств , будут устройства ввода-вывода , без которых диалог человека с машиной невозможен . Сейчас устройствами , авто матизирующими ввод , являются сканеры , устройства фото - и телеввода , позволяющие в короткое время вводить в ЭВМ из о бражени я в растровой форме : дигитайзеры различных конструкций и автоматические отслеживатели , исп ользуемые для ввода исходной графической инфо рмации в векторной форме. Устройства для ввода растровой информации выгодно отличаются от других тем , что позволяю т быстро и точно перенести графические образы в ЭВМ и сразу же о тказаться в дальнейшем от бумажной технологии . При этом достигается высокая степень авт оматизации : современные промышленные сканеры треб уют минимального участия человека в процессе работы бла г одаря автоматической подаче материала , настройке , цифровой фильтрации , сжатию и передаче информации. При этом важной особенностью такого с пособа является то , что вводимые данные пр едставляют собой просто описание графического образа карты без указания на с мысл овое значение каждого элемента изображения . Т е объекты , которые мы видим на карте , н а изображении в растровом формате нет . Они существуют только в нашем сознании , интер претирующем группы пикселов , связывая их в какой-то целостный объект . Реально такой связи в растровых данных нет , все пикселы равноценны между собой и отличаются только цветом или яркостью . Поэтому машин а не может непосредственно интерпретировать р астровое изображение . Вот почему такие данные необходимо для дальнейшей обработки перевест и в векторный формат . Но недостато к такого способа то , что преобразованная и нформация еще никак не обработана в содер жательном плане , имеет малое количество семан тических атрибутов и требует дальнейшего расп ознавания и множества операций по обработке. Напрот ив , устройства для ввода инф ормации в векторном виде позволяют одновремен но с вводом произвести все необходимые оп ерации по идентификации объектов и их оци фровке . Причем , данные в ЭВМ передаются пр актически в том самом виде , в каком он и и будут храниться к ак ЦК , а поэтому требуют минимальной дальнейшей обра ботки. При кажущемся преимуществе этот способ имеет свой недостаток : он требует большого количества человеческого труда , менее поддае тся автоматизации из-за наличия в нем боль шего количества электромехани ческих компонен тов . Сравним хотя бы сложность создания пр ограммы - автоматического отслеживателя линий и устройства , преследующего ту же цель. Несмотря на всю громоздкость оборудования для ввода информации в векторном виде , его дороговизну , малую производи тельность и значительное участие человека в процес се работы , способ ввода информации в растр овом виде с последующей автоматической обрабо ткой и преобразованием в векторный формат тоже пока не получил должного распростране ния из-за сложности создания прогр а мм , способных автоматических распознавать и преобразовывать графическую информацию . Поэтому в настоящее время существуют оба способа первичного ввода графической информации в ЭВМ . Хотя , анализируя развитие современной н ауки и техники , предпочтение следует отдать растровым устройствам ввода изобра жений . Тем более , что в настоящий момент активно развивается гибридный способ ввода картографической информации в ЭВМ , использующий именно эти устройства . Он предполагает пр еобразование изображения на физическом но с ителе в растровую форму с последующе й записью цифрового кода на машинный носи тель . После этого изображение векторизуется с пособом , похожим на применяемый при работе с дигитайзером , в ручном , полу - и автомат ическом режиме . Изображение контролируется на экр а не видеотерминала . При этом д остигаются преимущества , даваемые обоими вышеопис анными методами , и одновременно частично комп енсируются их недостатки : уменьшается громоздкост ь оборудования , его общая стоимость , осуществл яется переход на "безбумажную " технол о гию , увеличивается возможность автоматизации процессов , растет точность и производительно сть труда. К устройствам , автоматизирующим вывод инф ормации , относятся графические видеотерминалы , мат ричные , струйные и лазерные принтеры , графопос троители (плоттеры ) . Все они используются в различных случаях. Для быстрого динамического вывода картогр афической информации без ее дальнейшего сохра нения и с высокой изобразительной способность ю используются всевозможные типы графических видеотерминалов . Для быстрого получе ния т вердых копий карт в зависимости от требов аний к качеству , скорости и материалу носи теля применяют разные типы принтеров . А дл я получения высококачественных материалов для долговременного пользования применяют графопострои тели. В качестве ЭВМ , использу емых в современной цифровой картографии , существовали попытки использовать все наиболее известные т ипы ЭВМ и аппаратные платформы . Зачастую в автоматизированных комплексах используются и персональные компьютеры , и рабочие станции , связанные в ЛВС (локальн у ю вычисли тельную сеть ) и имеющие выход на мейнфрейм , осуществляющий централизованное хранение и обработку информации. Программное обеспечение , управляющее всеми устройствами и выполняющее многочисленные опер ации по сбору , хранению и обработке картог рафичес кой информации , постоянно совершенству ется . Автоматизация в цифровой картографии в наибольшей степени зависит от того , какое ПО разработано и используется на данный момент . Учитывая , что в последние годы наметилась тенденция использования в цифровой карто г рафии не специализированного картографического , а стандартного компьютерного оборудования , ясно , что все специальные ф ункции ложатся на программное обеспечение и его роль в автоматизации картографии дос тигла практически 100 процентов. Современное ПО позвол яет производить предобработку введенного изображения для пов ышения его качества , автоматизирует процесс п еревода его в форму ЦК , управляет сложными базами картографических данных , представляющими из себя огромное количество информации. Это ПО дает в руки п ользовате лей мощные аналитические возможности для прос транственного анализа информации . Существуют прик ладные пакеты , позволяющие моделировать различные процессы природной среды (например , рельефооб разующие ) и использовать данные моделирования в картограф и ровании явлений. Велико значение программных систем , испол ьзуемых в производстве карт . Цветоделение , рас чет различных проекций и автоматический подбо р лучшей для заданного участка местности , выбор оптимальной компоновки листа и оформлен ия - вот далеко не п олный список оп ераций , производимых ПО уже в наше время и поднимающих технологию производства на качественно иной уровень. Поэтому сегодня хорошо видно повышение роли человека-картографа в автоматизированных к омплексах , где его труд применяется для ре шения каких-то принципиальных вопросов , а рутинные операции возлагаются на технику . Контрольные вопросы : 1. Провести анализ современного состояния процесса автоматизации при создании цифровой топографической основы для автоматизированных информационных систе м государственного кадас тра недвижимости. Глава IV . Технические и програ ммные средства преобразования картографической и нформации в цифровую форму и ее обработки. Описав общие особенности и принципы автоматизации в цифровой картограф ии , попытаемся сделать небольшой обзор конкре тных технологических схем , предлагаемых сегодня производителями . Все они базируются на осно ве ГИС. Сейчас широко распространено понимание то го , что ГИС - это не класс или тип программных систем , а группа технологий , базовая технология ("umbrella technology") для многих компьютерных методов и программ , относящихся к работе с пространственными данными. ГИС имеет тесные взаимосвязи (отчасти генетические ) со мн огими типами программн ых средств . С одной стороны , это графическ ие средства САПР , векторные графические редак торы , с другой - реляционные СУБД. Данное обстоятельство объясняет , почему н аряду с полностью самостоятельными системами существуют ГИС , базирующие ся на этих с редства . Яркие примеры - MGE, корпорации INTERGRAPH, использующ ая графический редактор MicroStation и СУБД типа Oracle и ArcС AD (ESRI, Inc.), созданная на основе AutoСА D и вн ешней СУБД , совместимой с dBASE. На современном рынке предлагаются ГИС практически для всех компьютерных плат форм . В 1993 году число предлагаемых ГИС-пакетов составило около 400, с базовой ценой от $50 д о $250,000. В основном цены колеблются в предела х от $400 до $60,000. Разумеется , в большинстве свое м предлагаются специал и зированные сис темы , разрабатываемые мелкими фирмами . Реально на рынке полнофункциональных ГИС (full GIS) общего назначения серьезных игроков не так много - не более 20. В основном ПО для ГИС ра зрабатывают специализированные фирмы , только в некоторых случа я х это продукты крупных фирм , для которых ГИС - не основной продукт (Intergraph, IBM, Computervision, Westinghouse Electric Corp., McDonnel Douglas, Siemens Nixdorf). По числу инстал ляций и по числу известных пакетов резко преобладают ПК (MS-DOS, MS Window s ) и UNIX рабочие станции. Конечно , областью распространения полнофункци ональных ГИС общего назначения сейчас в м ире являются почти исключительно рабочие стан ции с UNIX. На ПК функционируют в основном системы с редуцированными возможностями (РС ARC/INFO) ил и даже не "full GIS", а продукты класса "desktop mapping" (типичный пример - MapInfo). Это определяется , отч асти , спецификой пользователей ПК , которые обы чно являются конечными (а для них полноцен ная система может оказаться "тяжеловесной "). Но главная при ч ина - требования к аппаратуре. Серьезные проекты с использованием ГИС требуют работы с большими объемами данных - часто необходимо иметь диск емкостью не менее 1 Гбайт . При использовании в ГИС растровых изображений , их обработке требования к величине RAM, ее быстродействию еще бо лее ужесточаются , т.к . требуется обработка в режиме , максимально приближенном к режиму р еального времени. Современные рабочие станции еще кое-как справляются с такой задачей , для ПК же она еще слишком трудна . Вот почему вс е известны е ГИС-пакеты (Arc/Info, MGE и т.д .) в полном объеме функционируют пока только на станциях с RISC-архитектурой . Практически под " всеми известными ГИС " следует понимать как раз эти две (Arc/Info), т.к . при общем доходе от продаж ГИС в мире в 1993 году , сост а вившим $46,000,000, доход ESRI (Arc/Info) составил $126,015,000 (27,10%), а INTERGRAPH (MGE) - $117,180,000 (25,20%). Для сравнения - доходы других компа ний не составили >5,5%. Кроме продуктов , относящихс я в той или иной степени к ГИС , су ществует рынок бо л ее простых и более специализированных систем , предназначенных исключительно для конвертирования растрового и зображения в векторный формат . Следует отмети ть популярные пакеты I/RAS B, I/RAS C, I/RAS 32, I/GEOVEC, I/VEC (производимые Intergraph Corporation) , OptiDRAFT Workstation и MAGNUS (производства Optigraphios Corporation), CADCore Hybrid и CADCore Tracer (Information & Graphios Systems, Inc.), GTX Raster CAD и Expert Conversion Series (GTX Corporation) и ScanEdit (SCAN-GRAPHICX, Inc.). Все фирмы , предс т авленные здесь списком своих продуктов , отличаются стабильным финансовым положением , за исключением , может быть , GTX Corp., что гарантирует в будущем поддержку , сопровожден ие и модернизацию продуктов . Цены на предо ставленные ПО находятся в пределах от $1, 9 95.00 у GTX Raster CAD (программа интерактивной диг итализации для РС ) до $15,000.00 у I/VEC (ПО автоматиче ского преобразования , работающее в пакетном р ежиме , для Intergraph UNIX-workstation). Это ПО способно выполнять гибридное р астрово-векторное редактиро вание и дигитализа цию в различных режимах (ручной , полуавтоматич еский , автоматический ). Базируется в основном н а РС и заметная доля на Sun SPARCstation. Среди дру гих платформ - DEC, HP, RISC 6000. Для рассмотрения остановимся подробнее на технологии фирмы INTERGRAPH, как одной из наиболее передовых фирм в области геоинфор матики . Один из ключевых моментов этой тех нологии - преобразование исходных документов в растровую форму , попросту говоря - сканирование . В процессе работы сканера данные в ф орме изображен и я на документе пре образовываются в компьютерный файл , который м ожет быть отредактирован , воспроизведен , передан по сети , отпечатан или архивирован . Сканерны й механизм использует узкий пучок света д ля получения сканированного изображения , которое может пре д ставляться в цветном (чаще RGB), полутоновом (серая шкала ) и бинарном виде . Но в процесс сканирования нужно также включить все возможные операции , вовл екаемые в перевод изображения на документе в компьютерный формат , пригодный для исполь зования . А это , кр о ме непосредстве нно считывания информации сканирующим механизмом , процесс корреляции , квантования , сжатия , преоб разования данных , их передачи в компьютер и , наконец , файловые манипуляции для создания соответствующего файла . Некоторые из этих операций выпол н яются аппаратно схе мами , встроенными в сканер . Другие осуществляю тся чисто программным путем . Баланс между ними определяет стоимость и производительность системы , причем зависимость обратно пропорциона льная . Ранние , а также более дешевые модел и все операц и и , кроме , разве чт о , считывания светового сигнала и яркостной коррекции , проводимой для компенсации неоднород ностей при освещении соседних элементов изобр ажения , возлагали на компьютер , поглощая его вычислительные и другие ресурсы . Современные промышленны е сканеры производства од ного из подразделений Intergraph (ANA Tech), все операции по обработке совершают автономно , а в компьюте р передают данные уже в формате записывае мого файла . Таким образом , экономится место на диске - от единиц до нескольких тысяч м е габайт (в зависимости от ра змера документа , изображения на нем и режи ма сканирования ). Уменьшается время на обработ ку документа , освобождается процессор , что оче нь важно в многозадачных средах и при работе компьютера в сети. До недавнего времени все програ мм ные продукты фирмы INTERGRAPH, базировались только на своем "железе " (Intergraph UNIX-station), и только у I/RAS B существ овали версии для РС и Sun. Однако , в насто ящее время корпорация сделала ставку на п роцессоры Intel и ОС Microsoft Windows NT. Inter g raph и дальше будет поддерживать и развивать приложения для ОС UNIX, но акцент будет перенесен на платформу Intel + Windows NT из-за присущего ей лучшего о тношения цена /производительность. Все приложения базируются на векторном графическом редакторе MicroS tation. Более того , о ни выполняются в среде MicroStation и написаны на MDL, встроенном языке разработки приложений . MicroStation поддерживает наиболее совершенные сети , объединяя пользователей в DOS, Windows NT, Macintosh, UNIX и VAX. Пользовательский инт е рфейс удовлетворяет установленному Фондом Открытого Программного обеспечения (OSF) стандарту Motif. Плюс ко всему этот мощнейший в мире редактор может быть соединен таким и мощными СУБД , как Informix и Oracle. Все это позв оляет с легкостью строить сложные и нтегрированные системы , собирая , как бы из кубиков , необходимую конфигурацию из про дуктов , исполняемых в единой среде . Спектр приложений , предлагаемых фирмой INTERGRAPH, покрывает весь набор задач , с которыми приходится сталки ваться , создавая и используя а втомат изированную картографическую систему . Это приложе ния для ввода картографической информации в ЭВМ , трансформирования , управления и сложного анализа введенных данных , для обработки а эрокосмических изображений и для стереофотограмм етрических измерений. Сюда можно включ ить пакеты для геодезии , а также специализ ированные приложения , ориентированные на издание карт и моделирование физических процессов природной среды. Вообще преимуществом этой технологии явля ется то , что все компоненты от необходимог о обору дования (сканеры , дигитайзеры , вычис лительные системы , др . периферия ) до сервисных утилит производятся корпорацией INTERGRAPH, а поэтому не возникает проблем при интеграции этих компонентов друг с другом из-за несовмест имости . При этом нет опасности моноп о лии поставщика , так как большое число независимых фирм разрабатывает и предлагает аппаратные и программные продукты , совместим ые с этой технологией. Начиная с 1989 года MGE (Modular GIS Environment) - модульная ГИС-сре да и программные продукты , примыкающие к ней , начинают добиваться на рынке больших успехов . MGE сегодня является самой распростран енной интегрированной ГИС и сквозной производ ственной картографической системой в мире , им еющей в области картографической издательской деятельности свыше 100 клие н тов в 25 странах . Контрольные вопросы : Современные технические средства базирования ГИС. Программное обеспечение в современных ГИС -технологиях. Глава V . Схема дигита лизации карт растровыми методами . 5 .1. Ручная дигитализация . Из всех методов дигитализации ручной возник самым первым , что является с овершенно логичным следствием развития техники и технологии . Вместе с тем , он же является и наиболее употребимым в настоящее время . Правда , со времени своего возникновения эта технология претерпела неко торые изменения . В отличие от традиционного способа д и гитализации при помощи физического устройства (дигитайзера ) появился а льтернативный способ , связываемый с некоей пр ограммой , позволяющей оцифровывать изображение , на блюдая его на экране . Благодаря чему эту программу часто называют "экранным дигитайзе ром ", а всю схему обозначают терм ином "heads-up" (с поднятой головой ). По своей сути , не меняя весь смысл метода ручной дигитализации , этот способ добавил множество преимуществ . Перечислим основны е из них . Первое - это то , что появилась возможность более точно н аводиться н а объект , так как появилась возможность ув еличить масштаб изображения , т.е . как бы ув еличить картинку , приблизить ее . Это кроме непосредственной выгоды дает и то , что те перь уменьшается нагрузка на зрительную систе му оператора , т.к . с крупными о бъе ктами работать легче . А это уже в свою очередь уменьшает ошибки дигитализации , повы шает производительность труда . Вторым преимуществ ом является возможность визуального контроля за выходной информацией , т.к . оператор может наблюдать след , оставляемый ве к торн ой линией , т.е . посмотреть , как точно получа емые вектора описывают исходное растровое изо бражение , выступающее в качестве подложки , пут ем одновременного совмещения их на одном экране или в окне. Другие преимущества нельзя было бы от нести непосредственн о к экранной дигитали зации , как к методу цифрования , но некотор ый анализ показывает , что часто это станов ится стандартными элементами "экранной " технологии . Речь идет прежде всего о функциональных возможностях программных средств , применяемых при работе. Т ехнологическая схема фирмы INTERGRAPH предпо лагает использование для такого вида работ продукт MicroStation I/RAS B. В этом случае создание самого векторного изображения происходит посредством базового графического редактора среды MS, а возможнос ть работы с растром представляет пакет I/RAS B. Он позволяет загружать до 64 индивидуальных растровых файлов в качестве подложки и визуализировать их любым цветом из палитры в 254 цвета , а также отключать вообще. После того , как необходимые файл или группа файлов з агружены , оператор мож ет начинать дигитализацию , пользуясь устройством ввода типа "мышь ". Как и при работе с дигитайзером ввод информации осуществляется указанием вершин графических примитивов при непосредственно визуальном распознавании объект ов , которые они описывают . Но если в первом случае такими объектами зачасту ю являются линия (отрезок ) и общий случай полилинии (ломаной ), то в последнем - сущест вует большое число графических примитивов , вв од которых не возможен при использовании классического дигита й зера . Приведем н есколько примеров. При вводе полилинии можно указать , что угол между ее сегментами является фиксир ованной величиной и равен 90 градусов , что очень ча сто требуется при оцифровке антропогенных объ ектов (контура зданий , кварталов в городах и т .д .). При оцифровке объектов , имеющих смежную границу , вновь изображаемая векторна я линия может точно повторить другую , кото рая уже относится к какому-либо объекту по средством привязки ее вершин к вершинам у же существующей. Количество примеров , конечно , не огра ничивается только этими двумя , потому что базовый графический редактор среды MicroStation является одним из наиболее мощных векторных графиче ских редакторов , применяемых в промышленности сегодня . 5.2. Интерактивная дигитализац ия. Дальнейшим развитием технологии дигитализации растровых изображений стало появ ление ПО , позволяющего работать в полуавтомат ическом интерактивном режиме . Облегчая векторизац ию линейных элементов ка рт , такие паке ты позволили увеличить скорость растрово-векторно го преобразования и избавить человека-оператора от утомительной процедуры ручной дигитализации. На сегодняшний день такие пакеты явля ются наиболее часто используемыми , благодаря своей универсал ьности . Большинство не пре длагают аналогичные услуги , отличаясь интерфейсом , заложенными алгоритмами , точностью преобразовани я , способностью разбираться в сложных ситуаци ях и скоростью работы. Таким продуктом из серии приложений , п редлагаемых известной фир мой , является па кет I/GEOVEC. Его работа базируется на MicroStation и I/RAS B ил и I/RAS 32. C его помощью можно , используя технику "heads-up digitizing", интерактивно вводить векторные данные по верх существующего растрового изображения . Для этого достаточн о визуально идентифицироват ь растровый объект на экране и поставить первую точку рядом с ним . I/GEOVEC отслеживает растровую линию , пока она не закончится или он не достигнет точки , требующей дальнейших инструкций оператора. Пользователь может установить п арамет ры отслеживания для преодоления некоторых тру дностей (разрывов в растре , пересечений с др . линиями , развилок , касаний контуров и н аложений текста ). Отслеженную линию можно подв ергнуть фильтрации и сглаживанию для спрямлен ия векторов с малым углом ра с хождения , удаления избыточных узлов и скругле ния резких перегибов . Эти операции также д оступны , как постпроцесс , запускаемый в пакетн ом режиме . I/GEOVEC позволяет вводит криволинейные и зображения объектов в 4 или 5 раз быстрее и более точно , чем при ручно м методе. Функция REVERS VIDEO позволит отслеживать не сам растр , а фон , считая его как бы изоб ражением . Эта возможность не заменима при обработке дорог , которые изображаются двумя п араллельными линиями. Настроив параметр "величина разрыва в растре " и "угол обзора ", можно заставить приложение отслеживать линии , состоящие из точек или штрих-пунктирные линии , что применим о при вводе контуров растительности и раз нообразных границ . При встрече пересекающихся линий (развилок ) есть возможность установить д ействие программы по умолчанию - остана вливаться , поворачивать налево или направо , сл едовать прямо , присоединиться к пересекаемой векторной линии , присоединиться и разорвать п ересекаемую векторную линию для создания узла . Довольно уникальной для такого рода П О явл яется способность I/GEOVEC распознавать те кст и одиночные условные знаки . Этот пакет увеличивает эффективность работы , расширяя н абор инструментальных средств другими менее ч асто используемыми , но полезными функциями , ус коряющими процесс преобразования и п озволяющими его контролировать. В настоящее время существует версия т олько для UNIX(CLIX). В скором времени ожидается в ыход версии для другой известной ОС - Microsoft Windows NT. 5.3. Автоматическая дигитализа ция . Как известно , до сих пор не создано программы , позволяющей полностью в автоматическом режиме осуществлять ввод обычных топографических карт . Это происходит по целому ряду причин , здесь нами нерассма триваемых . Поэтому, говоря об автоматической дигитализации , следует сразу же оговориться , что речь идет о линейных элементах к арт. Уже из того , что речь идет об автоматической дигитализации , следует то , что программа должна работать в пакетном режиме . Отсюда получаем , что , с корее всего исходными данными для такой программы буду т изображения с простой топологической структ урой . Например , рисунок горизонталей . Причем эт и случаи имеют место только в 10% всех з адач дигитализации. Для решения таких задач по векторизац ии растровых изображений INTERGRAPH предлагает паке т I/VEC. Этот продукт конвертирует бинарные растро вые данные в векторные данные (полилинии , точки и контуры многоугольников ). Базовые функ ции векторной графики основываются на MicroStation 32, а функции растрового ред а ктирования - на пакете I/RAS 32. Функционально I/VEC делится на три этапа : предобработку , обработку и постобработ ку , каждый со своими специфическими установка ми , управляемые пользователем . Все вместе это в себя включает : - преобразование линейных растровых об ъектов в векторный формат в пакетном режи ме ; - манипуляции с введенным изображением и ли указанной пользователем области ; - вывод полученных векторных данных по сети ; - функции постобработки : генерирование соеди нений векторных полилиний , сжатие данных , у даление висячих концов , заполнение разрыв ов , автоматическое обнаружение и коррекция ош ибок , генерация очереди нерешенных проблем (пр едлагается пользователю ); - специальные параметры для обработки уп акованных пакетов данных ; - миграцию отсканированных данны х в другое Intergraph'овское картографическое ГИС прилож ение (MGE); - экспорт в другие , стандартные для индустрии платформы САПР. 5. 4 . MicroStation MDL, как среда разработки поль зовательских прилож ений. MicroStation - это векторный графический редактор и одновременно программная среда для исполнен ия и создания приложений . Она включает пол ный набор средств разработки , состоящий из компилятора , полностью поддерживающего станда рт ANSL, редактора связей , символьного отладчика и утилиту make. Она имеет встроенный язык разработки приложений - MDL. Это полная реализация языка С внутри MicroStation. Фактически все функции MicroStation могут быть вызв аны из MDL. Предлагаемый API обеспечив ает доступ к более , чем 1000 функций для с оздания и модификации векторных данных . MicroStation яв ляется событийно-ориентированной программной средой , что требует принципиально нового подхода к программированию . Но , пр е длагаемый API, набор средств для создания элементов инте рфейса (диалоговых окон , выпадающих меню , палит р кнопок с пиктограммным обозначением и т. д .), который выполнен в стандарте Motif, обеспечивае т программистам создание приложений с укороче нным циклом р а зработки. Тесное соединение между MicroStation и приложениям и , создаваемыми через MDL, означает , что программи сты могут объединять свои команды прозрачно в среде MicroStation. Множественные MDL-приложения могут работать одновременно . Это позволяет разрабо т чикам создавать интегрированные тесносвязан ные решения прикладной специфики . MicroStation поддерживает наиболее совершенные сети и позволяет не скольким разработчикам работать над проектом одновременно . Пользователи DOS, Macintosh, UNIX, Windows NT и VAX о п ерационных систем могут интерактивно разд елять данные . Это возможно благодаря тому , что файлы данных MicroStation двоично совместимы между множественными платформами , допускающими передач у файлов без перекодировки. Благодаря тому , что MDL - встроенный язык , а программа компилируется и собирается средствами , предлагаемыми разработчиками MicroStation, она практически получает аппаратную независимость . Т.е . может выполняться на всех типах выч ислительных систем и в тех операционных с истемах , для которых доступ н а сама система MicroStation. Контрольные вопросы : Методы векторизации карт. Программные продукты для векторизации кар тографических документов. Пути расширения возможностей среды MicroStation/ Глава VI. Хранение и обработка кадастровой информац ии. 6.1. О сновные понятия. Эффективное использование цифровых данных предполагает наличие программных средств , обесп ечивающих функции их хранения , описания , обнов ления и т.д . В зависимости от типов и форматов их представления , от уровня прог раммных средств ГИС и не которых харак теристик среды и условий их использования могут быть предложены различные варианты о рганизации хранения и доступа к пространствен ным данным , причем способы организации различ аются для позиционной (графической ) и семантич еской их части. В доста точно простых программных средствах ГИС , отсутствуют специфические средства организации хранения , доступа к данным и манипулирования или эти функции реализуется средствами операционной системы в рамках ее файловой организации. Большинство же существующих п рограммн ых средств ГИС используют для этих целей достаточно изощренные и эффективные подходы , основанные на организации данных в виде баз данных (БД ), управляемых программными средствами , получившими название систем управления базами данных (СУБД ). Под баз ой данных п ринято понимать “совокупность данных , организован ных по определенным правилам , предусматривающим общие принципы описания , хранения и манипул ирования данными , независимую от прикладных п рограмм” , а под СУБД - “ комплекс программ и языковых средс т в , предназначенн ых для создания , ведения и использования б аз данных”. Современные коммерческие СУБД , в том ч исле те , что использованы в программном об еспечения ГИС , различаются по типам поддержив аемых моделей данных , среди которых выделяютс я иерархические, сетевые и реляционные и соответствующие им программные средства СУБД . Особое широкое применение при разработке программного обеспечения ГИС получили СУБД. СУБД реляционного типа позволяют представ ить данные о пространственных объектах (точка х , линиях и п олигонах ) и их характе ристиках (атрибутах ) в виде отношения или таблицы , строки которой - индексированные записи - соответствуют набору значений атрибутов объек та , а колонки (столбцы ) обычно устанавливают тип атрибута , его размер и имя атрибута . В число а т рибутов не входят геометрические атрибуты , описывающие их геом етрию и топологию . Векторные записи координат объектов упорядочиваются и организуются с использованием особых средств . Связь между геометрическим описанием объектов и их семант икой в реляционн о й таблице устана вливается через уникальные номера - идентификаторы. Удобство манипулирования данными в БД существенно зависит от языковых средств СУ БД . Широкие возможности предоставляются пользоват елю СУБД , в которых реализован язык обрабо тки запросов SQL, и его расширения , адапт ированные к описанию пространственных запросов к БД ГИС и содержащие конструкции , вклю чающие пространственные переменные и условия. Одним из главных мотивов , определяющих необходимость использования технологии баз дан ных при создани и ГИС в настоящее время , является поддержка современными СУБД с етевых возможностей хранения и использования технологий локальных сетей (LAN) и удаленных сете й в так называемых распределенных БД . Тем самым достигается оптимальное использование вычислительн ы х ресурсов и возможность коллективного доступа пользователей к запраш иваемым БД. 6. 2. Анализ данных и моделирование. Блок анализа данных , являясь одним из трех крупных модулей ГИС (ввода , обработк и и вывода ), составляет ядро геоинформационных технологий, все остальные операции кото рых с некоторой точки зрения могут предст авляться сервисными , обеспечивающими возможность выполнения системой ее основных аналитических и моделирующих функций . Содержание аналитическо го блока современных программных средств сфо р мировалось в процессе реализации конкретных ГИС , выкристаллизовавшись в форме более или менее устоявшегося набора операц ий или групп операций , наличие , отсутствие или эффективность (неэффективность ) которых в составе данного продукта может служить надежн ы м индикатором его качества . Существуют различные классификации позволяющ ие сгруппировать элементарные операции аналитиче ского характера или их последовательности в группы . Обобщая некоторые из них , и оп ираясь на состав и структуру аналитических модулей , мо жно выделить следующие их группы : 1.Операции переструктуризации данных. 2.Трансформация проекций и изменение сис тем координат. 3.Операции вычислительной геометрии. 4.Оверлейные операции (наложение разноименны х и разнотипных слоев данных ). 5.Общие аналитиче ские , графо-аналитически е и моделирующие функции. 6. 3 .Вывод и визуализация данных. Результаты обработки данных , основные про цедуры которой рассмотрены выше , покидая свою цифровую оболочку , должны трансформироваться в “человеко-читаемый” документ . Програм мные средства ГИС включают достаточно широкий н абор средств генерации выходных данных. Документы , генерируемые на выходе : - табличные ; - графические ; - картографические . К техническим средствам , используемых для генерации документов , принадлежат средства м аш инной графики , конвертеры данных , позвол яющие преобразовывать данные из одних формато в в другие без потерь их геометрических и семантических атрибутов , графопостроители , гр афические дисплеи с высоким разрешением. 6.4. Классификация современных СУ БД. Кла ссификация СУБД в соответствии с используемой моделью данных : Иерархическая. Сетевая. Реляционная. Объектная. Гибридная (элементы объектной с реляцио нной ). В настоящее время самыми распространенными СУБД являются продукты использ ующие реляционную мод ель данных . Это с вязано с простотой понимания и лучшими ха рактеристиками по сравнению с другими . В с вязи с этим остановимся на рассмотрение т олько реляционных СУБД (РСУБД ). Классификация РСУБД в зависи мости от объема поддерживаемых БД и колич ества польз ователей. Высший уровень . Эти продукты поддерживают крупные БД ( сотни и тысячи Гбайт и более ), тысячи пользователей . В крупных корпорациях . Представители : ORACLE7, ADABAS 5.3.2, SQL SERVER11. Средний уровень . Эти продукты поддерживаю т БД до нескольких со т Гбайт , сотн и пользователей . В небольших корпорациях и подразделениях крупных фирм . Представители : InterBase 3.3, Informix-OnLine7.0, Microsoft SQL Server6.0. Нижний уровень . Эти продукты поддерживают БД до 1 Гбайт , менее 100 пользователей . В небольших подразделениях . Представители : NetWare SQL 3.0, Gupta SQL-Base Server. Настольные СУБД . Для одного пользователя , используется для ведения настольной БД и ли как клиент для подключения к серверу БД. Оценка современных СУБД на соответствие требованиям , предъ являемым к автоматизир ованным информационным системам кадастра. Рассмотрим стандартные современны е реляционные СУБД по каждому классу прод уктов , основные возможности , которые они предо ставляют . Произведем оценку их , в соответствии с требованиями предъя вляемым системам автоматизации кадастрового учета. Высший уровень : Oracle7, corp. Oracle Продукт этого класса обладает широким диапазоном функциональных возможностей , включая поддержку двухфазной фиксации , тиражирования да нных , хранимых процедур , триг геров , операти вно резервного копирования . Он предназначен д ля организации оптимального использования систем ных ресурсов , что гарантирует максимальную ра сширяемость . Поддерживает БД , занимающие несколько физических дисков , хранение новых типов д анных . Подд е рживает почти все аппа ратные и программные платформы существующие н а сегодняшний день , а также протоколы пере дачи данных . Широко применяется во многих отраслях промышленности . Зарекомендовал себя с самой лучшей стороны . Хорошая поддержка со стороны произ в одителя , corp. Oracle. SQL Server 10, comp. Sybase Мощный продукт , поддерживающий обработку в реальном времени и процессы решений . Одн ого уровня с Oracle7, но обладает некоторыми ог раничениями в плане масштабируемости , поддерживае т ограниченное число аппа ратных и про граммных платформ . Средний уровень : Informix-OnLine 7.0, comp. Software Данный продукт поддерживает такие совреме нные технологии , как тиражирование данных , син хронизирующее распределенные БД , и большие дв оичные объекты . Он может применятся для запуска OLTP-приложений (высокоскоростной обработки транзакций ), но скорость обработки оказываетс я меньше , чем у продуктов верхней части рынка . Установка возможна на ограниченных к оличеств платформ . Имеет большие возможности для расширения. Microsoft S QL Server 6.0, corp. Microsoft Очень хорошая СУБД . Корпорация Microsoft разработала хороший продукт , который вписы вается в общую концепцию компании , выпуская только интегрированные продукты . Эта СУБД и нтегрирована с Windows NT, дополняя ее . Недостатки : нед остаточная масштабируемость , малое количество поддерживаемых программных платформ . Низкий уровень : Так как каждая из них предоставляет похожий набор инструментов , то рассматривать каждое в отдельности не будем . В эту группу входят Cupta SQL-Base Server , Watcom SQL Network Server и другие . Они обладают ограниченными возможностям и по сравнению с СУБД более высокого класса , но в небольших компаниях , где БД небольшие и количество пользователей ограничен о несколько десятками людей , они прекрасно выполняют с вои обязанности по упр авлению БД . Настольные СУБД : FoxPro 2.6, corp. Microsoft Очень ограниченные возможности по обработ ке данных . Отсутствие возможности установки в сети . Предназначена личных дел . Не рекоме ндуется для использования в крупных системах. Отсутствует возможность защиты данных , управление доступом и многое другое. Paradox 5.0, comp. Borland В своем классе одна из лучших , однако ей присущи все недостатки настольных СУБД . Ограниченные возможности по применению . Удобный интерфейс. Оценка совр еменных СУБД : При использовании конкретной СУБД необходимо учитывать три ключевых фактор а : в какой архитектуре клиент /сервер он будет работать , каким образом реализуются о сновные функции и каков уровень поддержки распределенных БД . В зависимости от этого надо делать свой выбор . Среди представленных продуктов только Oracle7 н аиболее полно поддерживает нужные требования . Ниже будут даны основные понятия о серве ре Oracle7. Контрольные вопросы : Понятие СУБД. Возможности СУБД. Классификация СУБД. Глава VII . СУБД ORACLE7 : общие положен ия. Структура базы данных ORACLE7. СУБД ORACLE7, в дальнейшем просто ORACLE7, имеет собственную модель реляционной базы данных - это хорошо определенная теоретическая модель работы и управления набором данны х (который и составл яет базу данных ). Такая модель должна определять структуру д анных , целостность данных и операции с дан ными . Аналогично тому , как предприятие организу ет склад продукции , ORACLE7 структурирует базу данн ых логически и физически . Логическая структур а базы дан ных ORACLE7 - это набор файлов операционной системы , в которых на диске х ранятся биты и байты информации базы данн ых. Таблицы : стандартные логические единицы х ранения ORACLE7 хранит и представляет все данные в таблицах . Таблица - это массив связанной инфо рмации , то есть записей данных , им еющих одинаковые атрибуты . Атрибутами таблицы являются ее столбцы , а записи данных обра зуют строки таблицы . Каждый столбец таблицы или атрибут содержит конкретный тип данных . Когда пользователь создает таблицу . он з адает д ля каждого столбца метку и тип данных . ORACLE7 поддерживает множество различ ных типов данных например : char, number date, long и другие. Табличные области и файлы данных : стан дартные физические единицы хранения ORACLE7. Когда пользователь создает новую та блицу он сообщает ORACLE7 где физически нуж но хранить ее данные Пользователь делает это путем спецификации для новой таблицы табличной области Табличная область - это разд ел илилогическая область памяти в базе да нных непосредственно соответствующая одному или более физическим файлам данных по сле определения администратором табличной област и в базе данных пользователи могут создав ать в ней одну или более таблиц Табли чная область - это логический раздел базы данных который отображается в один или не сколько ф и зических файлов Таким о бразом табличные данные в каждой табличной области отображаются в ее файлы данных. Цепочка таблица - табличная _область - файл данных - это то что обеспечивает для ORACLE7 характеристики реляционной базы данных независ имость от данных . После создания таблицы пользователем другие пользователи могут вста влять удалить или обновлять строки в табл ице , указывая ее имя в операторе SQL . ORACLE7 берет на себя заботы по отображению запроса SQL в корректные физические данные диска. Область SYS TEM : табличная область для всех таблиц Каждая база данных ORACLE7 имеет по крайней мере одну табличную область - область SYSTEM. П ри создании базы данных администратор задает для нее имена и размеры начальных фа йлов данных . Эти файлы образуют на диске физ ическую память для табличной обла сти SYSTEM. ORACLE7 использует табличную область SYSTEM для хр анения словаря данных . Словарь данных - набор внутренних системных таблиц , содержащих все виды информации о базе данных . Например : имеются таблицы словаря данн ы х с информацией о таблицах табличных областя х и файлах данных СУБД. Для чего используются несколь ко табличных областей ? После создания базы данных ORACLE7 администратору обычно требуется созда ть другие табличные области Они используются для физического р аспределения данных для планируемой базы данных Это позволит хранить данные каждого приложения отдельно от данных других приложений . Причины заключ аются в следующих обстоятельствах : ORACLE7 позволяет администраторам управлять дост упностью информации баз ы данных на ос нове табличных областей Таким образом они могут эффективно переводить приложения в а втономное состояние , переводя в автономное со стояние соответствующую табличную область (при этом ее таблицы становятся недоступными ). При разумном использован ии табличных областей администраторы могут улучшить произ водительность приложений . Например , если администр атор помещает файлы данных табличной области каждого приложения на разные диски серве ра базы данных , то приложения не будут мешать друг другу при об р ащени и к диску (не возникает конкуренции за доступ к диску и память на нем ). Рассмотрим некоторые компоненты системы б азы данных ORACLE7. Представления : способы просмотра данных Когда пользователи работают с представлен иями , они видят те же данные , что на ходятся в таблицах базы данных , но , возможно , в другой перспективе . Аналогично тому , как телескоп не содержит звезд , пред ставление не содержит данных . Представление - э то виртуальная таблица , данные для которой получаются из базовых таблиц Представление мо жно рассматривать как хранимый запрос (оно определяется с помощ ью запроса ). Например : CREATE VIEW reorder AS SELECT id, onhand, reorder FROM stock WHERE onhand
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Скажите, когда в городе отремонтируют дороги? В автобусах ужасно трясёт.
- А вы там держитесь.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru