Содержание:

1 Общие принципы управления
 

Раздел 1

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП)

1 1.1. Общие сведения о технологических процессах (ТП)
1 1.2. Схемы управления в АСУТП
1 1.3. Подготовка исходной информации в АСУТП
1 1.4. Первичная обработка данных в АСУТП
1 1.5. Вторичная обработка данных в АСУТП
1 1.6. Комплекс технических средств АСУТП
 

Раздел 2

Автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП)

1 2.1. Определение, состав и основные принципы АСУП
1 2.2. Подсистема технической подготовки производства
1 2.3. Подсистема оперативного управления производством
 

Раздел 3

Географические информационные системы (ГИС)

1 Географические информационные системы (ГИС)

Раздел 3. Географические информационные системы (ГИС)

 

  1. Определение, состав, основные задачи ГИС.
  2. Электронные карты.
  3. Геокодирование и тематические карты.
  4. Технические средства ГИС.

 

1. Не смотря на то, что первые географические информационные системы появились в Канаде и США в 1960-70 гг., общепринятого определения ГИС не существует. Наиболее простое определение: ГИС – это информационная система пространственно распределенных объектов. Эти объекты в зависимости от их расположения относительно поверхности Земли делят на три группы:

  1. аэрокосмические,
  2. географические,
  3. геологические и гидрологические.

В соответствии с этой классификацией задачи, решаемые ГИС, также можно разделять на

  • аэрокосмические (навигация, экология атмосферы, анализ изображений, полученных из космоса и др.);
  • географические (анализ рельефа, определение относительных маршрутов, демография, земельный кадастр, учет полезных ископаемых и т.д.);
  • геологические (геология, геофизика, добыча полезных ископаемых, городские полезные коммуникации и т.д.).

Структура ГИС представлена на рис.3.1.

1

Рис.3.1 структурная схема ГИС

Источниками исходных данных является:

  1. общегеографические карты,
  2. карты природы,
  3. карты народонаселения,
  4. карты экономики,
  5. карты науки.

Картографический блок предназначен для создания электронной карты. База данных (БД) является ядром ГИС, в ней содержится информация о пространственно распределенных объектах в виде электронных таблиц. По разным оценкам до 85% всех без данных содержат географическую информацию, при этом учитывались объемы данных, содержащих адреса, названия городов, областей, почтовые индексы, номера телефонов и т.п. В составе функциональных подсистем решаются прикладные задачи ГИС. Например, функциональная подсистема «Здравоохранение района»содержит задачи:

  1. анализа возникновения и распространения болезней на территории района;
  2. учета возможностей оказания медицинской помощи лечебными учреждениями района;
  3. обеспечения снабжения лечебных учреждений медикаментами, с указанием поставщиков и т.д.

Блок вывода информации служит для размещения результатов решения задач на:

  1. экране дисплея,
  2. листингах,
  3. машинных носителях информации.

 

2. Картографический блок выполняет две основные функции:

  1. создание электронных карт,
  2. проведение операций по приобретению электронных карт.

Прежде чем строить электронную карту, необходимо задать:

  1. координатную систему,
  2. проекцию.

Оба эти понятия находятся в тесной связи между собой. Когда сферические объекты отображаются на относительно плоский экран компьютера, обязательно появляются искажения. Проекция определяет метод уменьшения искажений при переносе объектов на плоскость. Координатная система представляет собой набор параметров, которые сообщают, как интерпретировать координаты объектов. Одним из параметров является проекция. Итак, хотя термины взаимозаменяемы, т.е. имеют одно и тоже название, проекция является всего лишь частью координатной системы.

Например, стандартная проекция «широта/долгота», входит в состав одноименной координатной системы, использующей координаты широты и долготы, измеряемые в градусах. Координаты показывают расположение объектов на карте по отношению к некоторым начальным объектам. В координатной системе «широта/долгота» в качестве начала отсчета используются экватор и Гринвичский меридиан.

Электронные карты хранятся в виде файлов двух типов:

  1. растровых,
  2. векторных.

Тип файла определяется спецификой решаемых задач и зависит от устройства ввода картографической информации. Растровый файл получается путем ввода географической карты с помощью сканера и содержит в себе «сплошное» изображение карты. Векторный файл получается при вводе не всей карты, а только отдельных ее элементов (например, границ областей, дорог, рек и т.п.). векторный файл формируется «вручную» с помощью дигитайзеров. Растровое изображение – это компьютерное представление рисунка или карты в виде набора точек растра. На растровые изображения можно сверху накладывать карты, такие как карты улиц или расположения клиентов. Растровый файл состоит из цветных или черно-белых точек, (пикселов), в отличие от векторных изображений, основанных на данных в системе координат X и Y. Практически все файлы в ГИС являются векторными. Растровые изображения используются только для просмотра, как «растровая подложка». Вносить изменения в само изображение нельзя. К нему нельзя привязать никаких данных, в отличие от векторных карт.

Одним из важных понятий электронной карты является понятие «слой карты». Слой можно представлять как прозрачные пленки, лежащие друг на друге. Каждый слой связан с определенной таблицей базы данных. Таблицы могут содержать разные виды информации: области, линии, точки, тексты, а все вместе они составляют карту. Например, один слой может содержать границы государств (замкнутых областей), другой символы, представляющие их столицы, а на третьем, верхнем можно поместить названия государств и столиц. Можно показывать либо один, либо два, либо три слоя. Слои карты являются теми структурными единицами, с которыми пользователь ГИС может оперировать, создавая карты из различных слоев, добавлять новые слои, перетасовывать или удалять существующие.

Кроме функции создания электронных карт картографический блок позволяет проводить операции преобразования этих карт. К таким операциям относятся:

  1. операции переструктуризации данных (растр-вектор, вектор-растр);
  2. трансформацию проекции (расчет площадей, длину ломаной линии, координаты центров полигонов);
  3. оверлейные операции (наложение слоев) и др.

 

3. Рассмотрим две важные операции картографического блока, которые широко используются в ГИС:

  1. геокодирование,
  2. условное выделение, используемое для создания тематических карт.

Что бы показать данные на карте, необходимо каждой записи данных сопоставить графический объект или географические координаты. Этот процесс называется геокодированием. Координаты X и Y записям некоторой таблицы присваиваются на основании сравнения географической информации из нее с географической информацией таблицы поиска, в которой координаты X и Y записи о клиенте, расположенном по адресу «Большая Красная,55». Адрес клиента сравнивается с соответствующей записью в таблице поиска, в которой имеются координаты X и Y улицы Большая Красная. Картографический блок присвоит соответствующие координаты X и Y записи таблицы клиентов. Геокодированная точка станет частью базы данных. Теперь эту точку можно показать на карте. Геокодирование объекта осуществляется двумя способами:

  1. по адресу объекта, который мы только что описали;
  2. по областям, когда объекту присваиваются координаты центроида области, в которой находится объект.

Условное выделение используется для создания тематических карт, объекты на которых выделены графическими средствами в зависимости от сопоставленных им значений. К графическим средствам наряду с раскраской, относятся штриховки, различные виды символов, а также графики и круговые диаграммы. Например, можно составить тематическую карту населения мира. Различные страны в зависимости от количества населения можно раскрасить различными оттенками красного цвета, причем темно-красным цветом будут изображаться более населенные страны, а более светлыми тонами – страны с меньшим населением.

Тематические карты можно создавать не только по числовым значениям. Например, взяв таблицу подземных кабелей, можно выделить те из них, которые не проверялись в течении некоторого периода времени и составить тематическую карту плановых ремонтов кабельной сети.

 

4. В состав комплекса технических средств ГИС входят устройства:

  1. ввода географической информации,
  2. обработки и хранения данных,
  3. вывода географической информации.

К устройствам ввода графической информации входят:

  1. сканеры (для создания растровых файлов),
  2. дигитайзеры GPS (для ввода географических координат удаленных объектов).

Устройством обработки и хранения информации является персональная ЭВМ.

К устройствам вывода графической информации относятся:

    • графопостроители (плоттер),
    • дисплей,
    • принтер.
<<< 2.3. Подсистема оперативного управления производством Читать заново? На главную страницу >>>
  Тестирование