Геоинформационное моделирование. Основы сетевого анализа и области применения.

ОТВЕТ:

Геоинформационное моделирование включает в себя- преобразование графической информации, которое приводит к изменению графических и табличных данных – преобразование табличных данных, что приводит к изменению графических данных – преобразование графических объектов из одного типа в другой – построение цифровых моделей местности – построение, редактирование или модификация графических объектов на основе отношений между пространственными объектами (без использования графических редакторов). Объектами моделирования являются пространственные графические объекты и объекты базы данных ГИС географичность которых определяется только их позиционной привязкой к точкам земной поверхности (а не только на карте). В ходе процедур моделирования эта географичность не меняется, не нарушается и не используется и не влияет на процессы моделирования. Геоинформационное моделирование включает следующие специальные технологии: георуппировка – построение временной динамической модели путем объединения совокупностей графических объектов в более крупные объекты; буферизация – процедура построения полигональных объектов по заданным линейным и точечным объектам и параметрам буферизации; генерализация – процедура обобщения графических объектов и изменения их видимости при изменении масштаба; комбинирование – процедура композиции или декомпозиции графических объектов на основе отношений между ними. Основы сетевого анализа - основой сетей и алгоритмов обработки сетей являются деревья. Деревья – графы особого типа которые являются связанными структурами элементов. Узел представляет собой точку где может возникнуть ветвь. Ветвь описывает связь между двумя узлами. Если узел находится непосредственно над другим, то он называется родительским, а нижний дочерним. Узлы на пути вверх от узла – предки. Узлы расположенные ниже – потомки. Узлы имеющие одного родителя – сестринские. Порядок узла – количество его дочерних узлов. Степень дерева – наибольшая глубина всех узлов. Существует три метода исследования деревьев решений: метод полного перебора всех возможных решений – используется для маленьких деревьев; метод ветвей и границ – позволяет отыскивать лучшее возможное решение без поиска по всему дереву- подходит для больших деревьев; эвристический метод – используется для огромных деревьев. Сеть – набор узлов, связанных ребрами или дугами или связями. Сети используются для моделирования: различных объектов (сети улиц, телефонных линий, электрических линий, водных каналов, коллекторов, ливневых стоков, авиалиний, железных дорог, для различных видов планирования и распределения работ). Каждое звено в сети может иметь соответствующее направление в этом случае сеть называется направленной. Каждая дуга в сети имеет свою стоимость (в сети дорог – стоимость равна времени затрачиваемому на преодоление данного учатска дороги).

64.Системы автоматизированного проектирования (CAD – MicroStation, AutoCAD и др.). Основные концепции двумерного (2D) и трехмерного (3D) проектирования. Связь и интеграция CAD и ГИС.

ОТВЕТ:

CAD-системы - это система для автоматизированного проектирования с помощью средств машинной графики. Изначально такого рода системы разрабатывались для автоматизации конструкторских работ и проектирования и предназначены для разработки конструкторской и проектной документации. Они используют декартову СК для описания и создания 3D конструкции. Они манипулируют с элементами конструкций, сформированными в справочниках, в которых описаны их простр.св-ва, а также функции, материал, технич. и экон. характеристики, усл.обозначения.

В посл.годы на рынок коммерческих продуктов вышли видоизмененные широко известные системы, в которые интегрирован ряд функций ГИС. Примером могут служить программные продукты фирмы AUTODESK ltd.,INTERGRAPG, а также MicroStation. Преимуществом такого подхода является использование мощного граф. ядра CAD, позволяющего обрабатывать огр.кол-во стандартной геом.информации и выполнять различные манипуляции над геом.объектами. С использованием видоизмененных CAD стало возможным создавать модель местности, которую предстояло преобразовывать и размещать на ней проектируемые объекты. Основное назначение этих систем - конструирование и проектирование машин, механизмов, зданий, изделий, сооружений.

Общим для CAD и ГИС является создание ЦМГеопространства и работа с ней. Причем для CAD это частная функция, а для ГИС - основная.

CAD использует модель реального геопространства однократно как основудля разработки проекта его преобразования, иначе: для конструирования виртуального геопространства. После реализации проекта пространство измениться, оно не будет соответствовать использованной модели, которая обесценится, и для последующего преобразования потребуется новая модель.

ГИС на основе геоинформации создает разнообразные модели геопространства и использует их для изучения и анализа геопространства и управления процессами, происходящими в нем.

ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ МЕСТНОСТИ КАК ОСНОВЫ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Цифровые модели местности (ЦММ), цифровые модели ситуации (ЦМС) и рельефа (ЦМР). Цифровые и электронные карты и планы. Слои ЦММ. Назначение и использование ЦММ, цифровых и электронных карт и планов.

ОТВЕТ:

ЦММ (математическая модель местности) – цифровое представление пространственных объектов, соответствующее объектовому составу топокарт и планов, используемое для производства цифровых и топографических карт. С позиции топографо-геодезического производства эти модели представляют собой некоторую ИС свойств местности и могут быть как моделями отдельных объектов, так и моделями совокупности объектов. По форме представления модели могут быт абстрактные, ЦММ, ЦК, и картографические. Модели могут отображать все топографические свойства или только их части. Отличительная особенность ЦММ – ее содержание, ориентирование на отображение топографических свойств местности. Важной особенностью ЦММ является наличие структуры в виде упорядоченного множества точек или чисел. Характерная черта ЦММ – дискретная форма представления информации. Наряду с перечисленными особенностями имеется ряд свойств ЦММ, обеспечивающих решение топографических инженерных задач: адекватность исходной модели, непрерывность, точность, однозначность и реальность модели. В отличие от топографической ЦММ, ЦК моделирует местность с помощью специальных средств картографии. Топографическая ЦММ является первичной моделью местностью, а цифровая карта и карта могут быть моделями 2 и 3 уровня.

Топографическая ЦММ – цифровая обработка – ЦК – карта;

Топографический оригинал – составление – дигитализация – ЦК.

Принципиальная сущность цифрового картографирования местности заключается в следующем: содержание модели составляет топографо-геодезическая информация; модель представляет собой некоторую систему данных, поэтому характеризуется определенной структурой; модель обладает рядом свойств и может быть описана набором параметров; модель создается посредством сбора и преобразования топографической информации по определенным математическим законам и в соответствии с некоторыми алгоритмами.

ЦМ рельефа – средство цифрового представления трехмерных пространственных объектов в виде трехмерных данных как совокупность высот отметок, отметок глубин или других значений аппликат. Процесс цифрового моделирования рельефа включает создание ЦМ. рельефа, ее обработку и использование.

Слой - графический уровень представления данных. Слои можно представить себе как прозрачные пленки, расположенные друг под другом. Каждый слой содержит определенный тип информации: области, точки, линии, тексты.

Цифровые карты и планы позволяют: определить местоположение (что находится в…?), поиск места (где это?), изменения, взаимосвязи, моделирование. И используются: при использовании природных ресурсов, управлении, обеспечении кадастра, экологическом мониторинге, обеспечении органов власти и силовых структур, образовании, научных исследованиях, картографии.