Геоинформационные системы<br />Лекция 3. Картографические и геоинформационные структуры данных<br />
Структуры компьютерных файлов<br />Упорядоченные файлы<br />Среднее время поиска –log2 (n+1)<br />tв = 1 c.<br />n=200 000...
Индексация<br />3<br />
Растровая модель данных<br />Растровое изображение покрывается сеткой (покрытие)<br />Каждая ячейка сетки имеет атрибут от...
Хранение и адресация растра(модель GRID/LUNR/MAGI)<br />Данные хранятся в виде трехмерного массива<br />Третье измерение –...
Хранение и адресация растра(модель IMGRID)<br />Покрытие расщепляется в набор слоёв<br />Слой – двумерный массив с бинарны...
Хранение и адресация растра(модель MAP)<br />7<br />
Методы сжатия растровых данных<br />Групповое кодирование<br />Блочное кодирование<br />Цепочечное кодирование<br />Квадро...
Групповое кодирование<br />9<br />Обычный порядок<br />Boustrophedon<br />
Цепочечное кодирование<br />Задаются координаты и значение верхнего левого угла области<br />Задается направление движения...
Цепочечное кодирование: пример<br />11<br />
Блочное кодирование<br />12<br />
Блочное кодирование: пример<br />13<br />
Квадродерево<br />14<br />
Достоинства и недостатки растровых моделей<br />(+) Быстрота формализации<br />(+) Удобство представления в машинно-читаем...
Программные продукты<br />Использующие растровые изображения в качестве подложки<br />MapInfo, ArcView, GeoGraph, GeoDraw,...
Векторные модели данных<br />Модель спагетти<br />Топологическая модель<br />Модель кодирования цепочек векторов<br />17<b...
Модель спагетти<br />18<br />Бумажная карта<br />Цифровая карта<br />
Топологические модели<br />19<br />
Модель GBF/DIME<br />Создана для бюро переписи США<br />Дуги имеют направления и стороны<br />20<br />
Модель TIGER<br />21<br />Области<br />Точки<br />Координаты<br />Линии<br />
Topological Data Models:  POLYVRT<br />
Сжатие векторных данных<br />23<br />
Представление поверхностей<br />24<br />z<br />x<br />y<br />Растровая цифровая модель<br />Нерегулярная триангуляционная ...
Растровая модель<br />Числовой массив высот, сопоставляющий некоторую высотуzнекоторой точке (x,y)<br />Два метода расчета...
Поверхность карты – набор прямоугольников постоянной высоты</li></li></ul><li>Нерегулярная триангуляционная сеть (TIN)<br ...
Хранение TIN<br />27<br />
Пример TIN<br />
Изолинии<br />29<br />Вершина холма<br />Долина<br />Водораздел<br />
Хранение данных векторных ГИС<br />30<br />
Гибридные системы<br />ARC/INFO<br />INTERGRAPH<br />GEOVISION<br />SPANS<br />31<br />
Хранение векторных данных<br />Покрытия (1981 г.):<br />Набор файлов на  диске<br />Проприетарный формат ArcInfo<br />Shap...
Интегрированные системы<br />33<br />
Объектно-ориентированная модель данных<br />34<br />
Растр и атрибутивные данные<br />35<br />
Oracle Spatial & Location Technologies<br />Locator<br />хранение векторных данных и управление ими, индексирование, прост...
37<br />
PostGIS<br />- расширение свободной объектно-реляционной СУБД PostgreSQLдля хранения геометрической и атрибутивной информа...
MySQL/Spatial<br />Скорость и простота управления<br />Неполная поддержка SQL<br />MyISAM: нет транзакций, не ACID<br />In...
SQLite/SpatiaLite<br />- расширение встраиваемой СУБД SQLite<br />Загрузка, хранение и управление пространственными данным...
MS SQL Server 2008<br />Конкурент PostGIS<br />Работает только под Windows<br />Поддержка геодезических данных<br />Поддер...
ArcSDE<br />- серверное программное обеспечение для организации хранения и управления пространственными данными в СУБД<br ...
Стандарт OpenGIS<br />Типы и структуры геоданных<br />Функции управления геоданными<br />Процедуры проверки целостности<br...
OGC SQL: типы объектов<br />POINT(0,0)<br />LINESTRING(0 0, 1 1, 2 3)<br />POLYGON((0 0, 1 1, 2 3, 0 0),(1 1, 2 2, 3 3, 1,...
Spatial SQL: иерархия типов<br />45<br />
Таблица SPATIAL_REF_SYS<br />srtext<br />Определяет систему координат объектов базы данных<br />46<br />
Таблица GEOMETRY_COLUMNS<br />Хранит информацию о нахождении геоинформационных данных в таблицах БД<br />47<br />
Создание геоинформационной таблицы<br />Геоинформационная таблица – реляционная таблица с некоторыми атрибутами, содержащи...
Spatial SQL: запросы<br />49<br />Суммарная длина дорог: в каждой области<br />Площадь города в гектарах:<br />
Spatial SQL: запросы<br />50<br />Поместить в отдельную таблицу все дороги заданного города:<br />
Spatial SQL: функции<br />Управления<br />AddGeometryColumn(), DropGeometryColumn(), Probe_Geometry_Columns()<br />Сравнен...
Импорт/экспорт данных<br />52<br />
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

тема 03 картографические и геоинформационные структуры данных

2,071 views

Published on

Третья лекция

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
2,071
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
28
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

тема 03 картографические и геоинформационные структуры данных

  1. 1. Геоинформационные системы<br />Лекция 3. Картографические и геоинформационные структуры данных<br />
  2. 2. Структуры компьютерных файлов<br />Упорядоченные файлы<br />Среднее время поиска –log2 (n+1)<br />tв = 1 c.<br />n=200 000<br />tср = 5 ч.<br />Неупорядоченные файлы<br />Среднее время поиска – (n+1)/2<br />tв = 1 c.<br />n=200 000<br />tср = 28 ч.<br />2<br />
  3. 3. Индексация<br />3<br />
  4. 4. Растровая модель данных<br />Растровое изображение покрывается сеткой (покрытие)<br />Каждая ячейка сетки имеет атрибут отдельной темы<br />Данные о теме хранятся в виде двумерного массива<br />Для каждого типа тематических данных используется отдельное покрытие<br />4<br />
  5. 5. Хранение и адресация растра(модель GRID/LUNR/MAGI)<br />Данные хранятся в виде трехмерного массива<br />Третье измерение – значения по темам<br />(+) Простота сравнения смежных ячеек разных покрытий<br />(-) Сложность сравнения групп ячеек с разных покрытий<br />5<br />
  6. 6. Хранение и адресация растра(модель IMGRID)<br />Покрытие расщепляется в набор слоёв<br />Слой – двумерный массив с бинарными значениями<br />(+) Простота машинного представления<br />(-) Взрывной рост данных<br />6<br />X<br />
  7. 7. Хранение и адресация растра(модель MAP)<br />7<br />
  8. 8. Методы сжатия растровых данных<br />Групповое кодирование<br />Блочное кодирование<br />Цепочечное кодирование<br />Квадродерево<br />8<br />
  9. 9. Групповое кодирование<br />9<br />Обычный порядок<br />Boustrophedon<br />
  10. 10. Цепочечное кодирование<br />Задаются координаты и значение верхнего левого угла области<br />Задается направление движения и количество точек перемещения для двух направлений<br />По каждому направлению выполняется движение по цепочке (пара: направление, количество точек перемещения) пока область не замкнется<br />10<br />
  11. 11. Цепочечное кодирование: пример<br />11<br />
  12. 12. Блочное кодирование<br />12<br />
  13. 13. Блочное кодирование: пример<br />13<br />
  14. 14. Квадродерево<br />14<br />
  15. 15. Достоинства и недостатки растровых моделей<br />(+) Быстрота формализации<br />(+) Удобство представления в машинно-читаемом формате<br />(+) Автоматизированное обновление геоданных в реальном времени<br />(-) Значительный объем файлов <br />15<br />
  16. 16. Программные продукты<br />Использующие растровые изображения в качестве подложки<br />MapInfo, ArcView, GeoGraph, GeoDraw, Atlas GIS <br />Системы обработки и растрового анализа <br />Аэро, космо аппараты<br />Пакеты растрового анализа<br />EPPL7, GRASS <br />Продвинутые пакеты растрово/векторного анализа<br />ILWIS, IDRISI <br />16<br />
  17. 17. Векторные модели данных<br />Модель спагетти<br />Топологическая модель<br />Модель кодирования цепочек векторов<br />17<br />
  18. 18. Модель спагетти<br />18<br />Бумажная карта<br />Цифровая карта<br />
  19. 19. Топологические модели<br />19<br />
  20. 20. Модель GBF/DIME<br />Создана для бюро переписи США<br />Дуги имеют направления и стороны<br />20<br />
  21. 21. Модель TIGER<br />21<br />Области<br />Точки<br />Координаты<br />Линии<br />
  22. 22. Topological Data Models: POLYVRT<br />
  23. 23. Сжатие векторных данных<br />23<br />
  24. 24. Представление поверхностей<br />24<br />z<br />x<br />y<br />Растровая цифровая модель<br />Нерегулярная триангуляционная сеть<br />Изолинии<br />
  25. 25. Растровая модель<br />Числовой массив высот, сопоставляющий некоторую высотуzнекоторой точке (x,y)<br />Два метода расчета высоты между соседними точками<br />25<br /><ul><li>Аппроксимация высоты соседними точками
  26. 26. Поверхность карты – набор прямоугольников постоянной высоты</li></li></ul><li>Нерегулярная триангуляционная сеть (TIN)<br />26<br />
  27. 27. Хранение TIN<br />27<br />
  28. 28. Пример TIN<br />
  29. 29. Изолинии<br />29<br />Вершина холма<br />Долина<br />Водораздел<br />
  30. 30. Хранение данных векторных ГИС<br />30<br />
  31. 31. Гибридные системы<br />ARC/INFO<br />INTERGRAPH<br />GEOVISION<br />SPANS<br />31<br />
  32. 32. Хранение векторных данных<br />Покрытия (1981 г.):<br />Набор файлов на диске<br />Проприетарный формат ArcInfo<br />Shapefile (1993 г.):<br />3 файла (*.shp содержит координаты, *.shxиндекс по объектам, *.dbf атрибутивная информация в формате реляционной БД<br />Опубликован, открытый формат<br />Геоинформационная БД<br />Хранит все слои в mdb-файле (как Access)<br />Проприетарный (next generation)<br />32<br />
  33. 33. Интегрированные системы<br />33<br />
  34. 34. Объектно-ориентированная модель данных<br />34<br />
  35. 35. Растр и атрибутивные данные<br />35<br />
  36. 36. Oracle Spatial & Location Technologies<br />Locator<br />хранение векторных данных и управление ими, индексирование, пространственный анализ взаимосвязей, поддержка систем координат<br />Spatial<br />MapViewer<br />Network Manager<br />Topology Manager<br />Geo Raster<br />GeoCoder<br />36<br />
  37. 37. 37<br />
  38. 38. PostGIS<br />- расширение свободной объектно-реляционной СУБД PostgreSQLдля хранения геометрической и атрибутивной информации<br />Распространяется под лицензией GPL<br />используется SQL совместно с пространственными операторами и функциями<br />Поддерживается большинством ГИС-систем (коммерческих и свободных)<br />38<br />
  39. 39. MySQL/Spatial<br />Скорость и простота управления<br />Неполная поддержка SQL<br />MyISAM: нет транзакций, не ACID<br />InnoDB: есть транзакции, нельзя использовать пространственные индексы<br />Поддержка большинства пространственных операций<br />Коммерческая, открытый исходный код<br />39<br />
  40. 40. SQLite/SpatiaLite<br />- расширение встраиваемой СУБД SQLite<br />Загрузка, хранение и управление пространственными данными<br />Поддержка пространственных индексов<br />Поддержка не всех пространственных операций<br />40<br />
  41. 41. MS SQL Server 2008<br />Конкурент PostGIS<br />Работает только под Windows<br />Поддержка геодезических данных<br />Поддержка всех пространственных операций<br />Бесплатные Express-версии<br />41<br />
  42. 42. ArcSDE<br />- серверное программное обеспечение для организации хранения и управления пространственными данными в СУБД<br />Поддерживает Oracle , Microsoft SQL Server , IBM DB 2, IBM Informix , PostgreSQL<br />Полностью совместим со стандартами OGC<br />$15,000 за минимальный комплект<br />42<br />
  43. 43. Стандарт OpenGIS<br />Типы и структуры геоданных<br />Функции управления геоданными<br />Процедуры проверки целостности<br />43<br />
  44. 44. OGC SQL: типы объектов<br />POINT(0,0)<br />LINESTRING(0 0, 1 1, 2 3)<br />POLYGON((0 0, 1 1, 2 3, 0 0),(1 1, 2 2, 3 3, 1,1))<br />MULTIPOINT(0 0, 1 1)<br />MULTILINESTRING()<br />MULTIPOLYGON()<br />GEOMETRYCOLLECTION(POINT, LINESTRING())<br />Два вида хранения объектов:<br />WKT – Well-Known Text<br />WKB – Well-Known Binary<br />44<br />
  45. 45. Spatial SQL: иерархия типов<br />45<br />
  46. 46. Таблица SPATIAL_REF_SYS<br />srtext<br />Определяет систему координат объектов базы данных<br />46<br />
  47. 47. Таблица GEOMETRY_COLUMNS<br />Хранит информацию о нахождении геоинформационных данных в таблицах БД<br />47<br />
  48. 48. Создание геоинформационной таблицы<br />Геоинформационная таблица – реляционная таблица с некоторыми атрибутами, содержащими геоданные<br />48<br />
  49. 49. Spatial SQL: запросы<br />49<br />Суммарная длина дорог: в каждой области<br />Площадь города в гектарах:<br />
  50. 50. Spatial SQL: запросы<br />50<br />Поместить в отдельную таблицу все дороги заданного города:<br />
  51. 51. Spatial SQL: функции<br />Управления<br />AddGeometryColumn(), DropGeometryColumn(), Probe_Geometry_Columns()<br />Сравнения<br />ST_Distance(), ST_Dwithin(), ST_Equals(), ST_Intersect(), ST_Contains()<br />Обработки фигур<br />ST_Centroid(), ST_Area(), ST_Length(), ST_Union()<br />Преобразований<br />ST_AsText(), ST_AsBinary(), ST_SRID(), ST_Dimension()<br />51<br />
  52. 52. Импорт/экспорт данных<br />52<br />

×