47862

Інформаційні технології. Конспект лекцій

Конспект

Информатика, кибернетика и программирование

Пристрої візуалізації і подання даних. Способи подання атрибутивних даних. Моделі даних. Створення атрибутивної бази даних

Украинкский

2013-12-03

14.48 MB

60 чел.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра екології

Д.О. Зорін

ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

для студентів спеціальності

Екологія та охорона навколишнього середовища

освітньо-кваліфікаційних рівнів

7.070801- спеціаліст,  8.070801-магістр  

Рекомендовано методичною радою університету

Івано-Франківськ

2010

МВ 02070855 –        – 2010

Зорін Д.О. Інформаційні технології: Конспект лекцій. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ,  2010. –  108с.

Лекції містять фактичний матеріал з основ геоінформаційних систем і технологій.

Конспект лекцій розроблений на кафедрі екології Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу для студентів денної, заочної та дистанційної форм навчання спеціальності «Екологія та охорона навколишнього середовища» освітньо-кваліфікаційних рівнів 7.070801- спеціаліст,  8.070801-магістр.  

Рецензент: завідувач кафедри безпеки життєдіяльності доктор технічних наук, професор Семчук Я.М.

Рекомендовано методичною радою університету

Протокол № 3 від 24.12.2009 р.

                                                                © Зорін Д.О., 2010

                                                               © ІФНТУНГ,  2010

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………..

4

Лекція 1. Геоінформаційні технології в сучасному світі……….

5

Лекція 2. Галузі застосування ГІС………………………………..

19

Лекція 3. Апаратне забезпечення геоінформаційних систем і технологій………………………………………………..................

25

Лекція 4. Складові частини ПК та їх характеристики…………..

33

Лекція 5. Пристрої збору і введення інформації………………...

40

Лекція 6. Глобальна система місцевизначення………………….

46

Лекція 7. Пристрої візуалізації і подання даних………………...

51

Лекція 8. Тенденції розвитку апаратного забезпечення………...

56

Лекція 9. Способи подання атрибутивних даних………………..

58

Лекція 10. Моделі даних…………………………………………..

63

Лекція 12. Керування даними в ГІС……………………………...

71

Лекція 13. Підготовка і  прив'язка растру………………………..

75

Лекція 14. Створення нової таблиці (шаруючи). Формування структури таблиці………………………………………………….

80

Лекція 15. Векторизація…………………………………………...

85

Лекція 16. Створення атрибутивної бази даних…………………

92

Лекція 17. Запити. sql – запити…………………………………...

94

Лекція 18. Створення тематичної карти………………………….

97

Питання і завдання для самоперевірки…………………………..

106

Перелік посилань на джерела……………………………………..

108

3

ВСТУП

Характерною рисою сучасного розвитку людства є перехід до інформаційного суспільства. Інформаційні технології все більше охоплюють різні сфери людського життя. Особливий інтерес для географів, екологів і представників інших наук, пов'язаних з використанням просторово-координованої інформації, становлять геоінформаційні технології, що дозволяють залучити до дослідження, практичної діяльності і навчання наймогутніший потенціал електронно-обчислювальної техніки і новітніх, у тому числі космічних технологій.

За своїм характером геоінформаційні технології являють собою сучасну інформаційну технологію географії, геології, екології та багатьох інших як природознавчих, так і соціально-економічних та інженерних наук, яка дозволяє істотно підвищити їх потенціал. Більш того, геоінформаційні технології сьогодні вже широко використовуються в найрізноманітніших науках, до яких, крім названих вище, входять також сільськогосподарські, економічні, суспільні науки, будівництво і архітектура, військова і бібліотечна справи, регіональне управління, бізнес, комерція та ін. На сайті компанії ESRI, США, світового лідера в галузі виробництва програмного ГІС-забезпечення, наприклад, наводиться перелік спеціальностей, у рамках яких використовуються програмні ГІС-продукти цієї фірми, він налічує більше 80 найменувань.

Будучи синтезом досягнень у багатьох галузях знання, у тому числі загальної інформатики, комп'ютерного проектування (CAD/ САПР), теорії інформаційних систем, географії, картографії та ряду інших, геоінформаційні технології на сьогодні є собою досить складним комплексом, що вимагає спеціального вивчення. Теоретичні, технологічні і прикладні аспекти роботи з просторово-координованою інформацією розглядає нова наука –геоінформатика, що сформувалася в останні десятиріччя як результат бурхливого розвитку геоінформаційних систем і технологій. Основи геоінформаційних систем і технологій у наш час вивчаються в багатьох вищих навчальних закладах.

4

Лекція 1

ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ В СУЧАСНОМУ СВІТІ

1.1. Інформатика і геоінформатика

1.2. Визначення ГІС. Відмінність ГІС від інших інформаційних систем

1.3. Історія розвитку геоінформашйних технологій.

1.1 Інформатика і геоінформатика

Термін «інформатика» (informatics, information science) у тому розумінні, у якому він сьогодні вживається, виник на початку 60-х років XX ст. у французькій мові (informatique). Слово «інформатика» асоціюється з двома поняттями – інформація і автоматика. Отже, зміст цього терміна повинен бути приблизно таким: автоматична робота з інформацією. Насправді мова йде лише про «автоматизовану» роботу з інформацією, тобто про поєднання функцій людини і технічного пристрою. Зазначимо, що термін «автоматичний» взагалі означає «без участі людини».

До цього часу тривають дискусії, де фахівці намагаються як можна більш влучно визначити як сам термін «інформатика», так і зафіксувати предмет цієї науки, а також розмежувати її зі спорідненими науками. До сьогодні існує декілька різних поглядів щодо цього питання. Насамперед це пов'язано з тим, що термін «інформатика» в наш час використовується на позначення і науки, і технології, і галузі промисловості (індустрії).

Інформатика є фундаментальною природничою наукою про здійснювану переважно за допомогою автоматизованих засобів доцільну обробку інформації, розглянуту як відбиток знань, фактів, відомостей, даних у різних галузях людської діяльності (Степанов, 2002). Або, якщо сформулювати коротко, інформатика - це наука про засоби, методи і способи збору, обміну, збереження й обробки інформації за допомогою автоматизованих засобів.

Інформаційні технології – система процедур перетворення інформації з метою формування, обробки, розповсюдження і використовування інформації. Основу сучасної інформаційної технології складають: комп'ютерна обробка інформації за заданими алгоритмами, зберігання великих обсягів інформації на магнітних носіях і передача інформації на будь-яку відстань в обмежений час.

5

Інформатика як галузь промисловості охоплює всі забезпечувальні підприємства та організації з обробки даних і виробництву алгоритмів, програм і засобів обчислювальної техніки.

Слід відзначити, що існують спроби дати інші трактування терміна «інформатика». Загальноприйняті на сьогодні трактування терміна «інформатика» враховують зазначену вище неоднозначність. Цікавим з цього приводу є визначення інформатики в Інтерактивній системі з інформатики (Фридланд и др., 2002), де дане поняття визначається як «наукова, технічна і технологічна дисципліна, що займається питаннями збору, збереження, обробки і передачі даних, у тому числі за допомогою комп'ютерної техніки».

Важливим є визначення поняття «інформація». На думку багатьох фахівців, поняття «інформація» належить до так званих первинних, невизначуваних понять, дати точне визначення яких у принципі неможливо. У таких випадках поняття вводиться шляхом його пояснення, що спирається на інтуїцію, здоровий глузд чи побутове визначення терміна. У вищенаведеному визначенні предмета «інформатика» наводиться одне із найпоширеніших тлумачень поняття «інформація»: під інформацією розуміють відображення знань і фактів (відомостей, даних), що використовуються в різних галузях людської діяльності.

Незважаючи на поширеність викладеної точки зору щодо можливості точного визначення поняття «інформація», спроби зробити це не припиняються. Наприклад, у роботі М.С. Бургіна (1996) дається таке визначення: «інформація І для системи R -це все те, що, потрапляючи в R, викликає в ній зміни». Система R називається при цьому приймачем інформації. Мірою інформації І для системи R відповідно до такого підходу є міра тих змін, що / викликає в R.

З погляду матеріалістичної філософії інформація є віддзеркаленням реального світу; це відомості, які один реальний об'єкт містить про інший реальний об'єкт. Інформація – міра організації системи.

За аналогією з трактуванням поняття «інформатика» дотепер відсутня однозначність і в тлумаченні поняття «геоінформатика». По-перше, зазначимо, що існуючі спроби розглядати геоінформатику як інформатику окремих наук, назва яких починається з префікса «reo» (що означає «Земля») – геологія, географія, геодезія й ін., необхідно визнати неспроможними, оскільки в наш час    геоінформатика  є міждисциплінарною сферою

6

людської діяльності. Також є необґрунтованими спроби надати геоінформатиці статусу метанауки, що поєднує науки, які вивчають Землю з використанням математичних методів і комп'ютерних технологій.

Геоінформатика є частиною інформатики, яка має справу з просторовою (просторово-розподіленою, просторово-координованою) інформацією.

Найбільш загальним визначенням геоінформатики є таке: геоінформатика  це наука, технологія і прикладна діяльність, пов'язані зі збором, збереженням, обробкою, аналізом і відображенням просторових даних, а також із проектуванням, створенням і використанням географічних інформаційних систем.

У більш вузькому розумінні, як галузь наукового знання геоінформатику вважають міждисциплінарною наукою про засоби, методи і способи збору, збереження, обміну, обробки, аналізу й відображення просторової (чи просторово-координованої) інформації.

Сукупність засобів, способів і методів автоматизованого збору, зберігання, маніпулювання, аналізу і відображення (представлення) просторової інформації об'єднують під загальною назвою «геоінформаційні технології». У зв'язку з тим що сьогодні ці способи і методи якнайповніше реалізуються в географічних інформаційних системах (ГІС), то термін «геоінформаційні технології» часто замінюють терміном «технології географічних інформаційних систем», або за аналогією з його англомовним еквівалентом - терміном «ГІС-технології» (GIS technology).

У цілому геоінформатика тісно пов'язана з географічними інформаційними системами (геоінформаційними системами, ГІС-Geographical Information Systems, GIS), оскільки основні теоретичні ідеї геоінформатики як науки реалізуються в сучасних ГІС на технічному і технологічному рівнях. Це дає підставу розглядати геоінформатику як «науку, технологію і виробничу діяльність з наукового обґрунтовування, проектування, створення, експлуатації і використання географічних інформаційних систем» (Баранов и др., 1997). Строго кажучи, це не так, оскільки існують і наукові, і технологічні, і виробничі аспекти геоінформатики, що виходять за межі проблем геоінформаційних систем. Як такі можна назвати фундаментальні дослідження з теорії геоінформації і просторового аналізу, розроблення технологій дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) і

7

методів автоматизованої обробки даних ДЗЗ, дослідження у сфері GPS-технологій (технологій, що ґрунтуються на глобальній (супутниковій) системі позиціонування) і т.ін.

В окрему галузь – «геоінженерної інформатики» – останніми роками виділяються геоінформаційні технології інженерного проектування, інтегруючі технології систем автоматизованого проектування (САПР), ГІС і комп'ютерної графіки (Гуральник, Соколенко, 2005). Основні сфери застосування геоінженерної інформатики в наш час – інженерно-геодезичні і інженерно-геологічні розвідки і інженерне проектування в галузі цивільного, промислового і транспортного будівництва.

Проте в неінженерних дисциплінах поняття «геоінформаційні технології» і «ГІС-технології», як наголошується вище, дуже близькі. Оскільки надалі в даному посібнику в основному розглядатимуться геоінформаційні технології, реалізовані в сучасних ГІС, ці два поняття «за замовчуванням» використовуватимуться як рівнозначні.

1.2 Визначення ГІС.

Відмінність ГІС від інших інформаційних систем

На сьогодні існує велика кількість визначень географічних інформаційних систем, що мають багато спільного і відмінного, характеризуючись, до того ж, різним ступенем повноти. Огляд наявних визначень наведений, зокрема, у роботах (Тикунов, 1991; Кошкарев, Тикунов, 1993; Светличньїй и др., 1997). За найбільш характерними з них, географічні інформаиійні системи - це:

інформаційна система, що може забезпечити введення, маніпулювання й аналіз географічно визначених даних для підтримки прийняття рішень (Vitec et al., 1984);

реалізоване за допомогою автоматизованих засобів (ЕОМ) сховище системи знань про територіальний аспект взаємодії природи і суспільства, а також програмного забезпечення, що моделює функції пошуку, введення, моделювання та ін. (Трофимов, Панасюк, 1984);

набір засобів для збору, збереження, пошуку, трансформації і відображення даних про навколишній світ з певною метою (Burrough, 1986);

інформаційна система, призначена для роботи з просторовими, чи географічними, координатами (Star, Estes, 1990);

8

апаратно-програмний людино-машинний комплекс, що забезпечує збір, обробку, відображення і поширення просторово-координованих даних, інтеграцію даних і знань про територію для ефективного використання при рішенні наукових і прикладних географічних завдань, пов'язаних з інвентаризацією, аналізом, моделюванням, прогнозуванням і керуванням навколишнім середовищем і територіальною організацією суспільства;

сукупність апаратних, програмних засобів і процедур, призначених для забезпечення введення, керування, обробки, аналізу, моделювання і відображення просторово-координованих даних для вирішення складних проблем планування і керування (Core Curriculum1991);

науково-технічні комплекси автоматизованого збору, систематизації, переробки і представлення (видачі) геоінформації в новій якості з умовою одержання знань про досліджувані просторові системи (Сербенюк, 1990);

сукупність апаратно-програмних засобів і алгоритмічних процедур, призначених для збору, введення, зберігання, математико-картографічного моделювання і образного представлення геопросторової інформації (Симонов, 1991);

сукупність технічних, програмних і інформаційних засобів, що забезпечують введення, збереження, обробку, математико-картографічне моделювання й образне інтегроване представлення географічних і співвіднесених з ними атрибутивних даних для вирішення проблем територіального планування і керування (Отраслевой стандарт.., 1997);

інформаційна система, що забезпечує збір, зберігання, обробку, доступ, відображення і поширення просторово-координованих (просторових) даних (Баранов и др., 1997).

Відзначимо насамперед те спільне, що характерне практично для всіх визначень ГІС.

По-перше, ГІС – це інформаційна система, тобто «система обробки даних, що має засоби накопичення, збереження, відновлення, пошуку і видачі даних» (Словарь по кибернетике, 1989, с. 242).

По-друге, ця інформаційна система належить до категорії автоматизованих інформаційних систем, «що використовують ЕОМ на всіх етапах обробки інформації» (там само, с. 18). Електронно-обчислювальна машина (комп'ютер) є неодмінним атрибутом і основою геоінформаційної технології.

9

По-третє, ця інформаційна система надає можливості маніпулювання і обробки просторової (просторово-розподіленої, просторово-координованої) інформації.

Відмітною рисою географічних інформаційних систем є наявність у їхньому складі специфічних методів аналізу просторових даних, що в сукупності із засобами введення, збереження, маніпулювання і представлення просторово-координованої інформації і складають основу технології географічних інформаційних систем, чи ГІС-технології. Саме наявність сукупності здатних генерувати нове знання специфічних методів аналізу з використанням як просторових, так і непросторових атрибутів і визначає головну відмінність ГІС-технології від технологій, наприклад, автоматизованого картографування чи систем автоматизованого проектування (САПР/CAD). Ця риса геоінформаційних систем у тому чи іншому вигляді простежується в багатьох визначеннях ГІС. Зокрема, у визначенні C.M. Сербенюка говориться про здатність ГІС «представляти геоінформацію в новій якості за умови одержання знань про досліджувані просторові системи». Здатність географічних інформаційних систем виконувати «трансформацію», «аналіз», «моделювання» просторових даних у загальному випадку не характерна для інших інформаційних систем, і це, як правило, проявляється в існуючих визначеннях.

Слід звернути увагу на те, що визначення «географічна» у назві географічних інформаційних систем насправді є синонімом просторовості інформації. На це, зокрема, безпосередньо вказується в багатьох визначеннях ГІС (наприклад, у наведених вище визначеннях Дж. Вітека та ін. (Vitec et al., 1984), Дж. Стара і Дж. Істеса (Star, Estes, 1990). Однак це ще з більшою очевидністю випливає з аналізу історії розвитку і сучасних галузей застосування ГІС-технології, що охоплюють крім географічних наук, кадастр, інженерні дослідження і проектування, транспорт, зв'язок, комерцію, державне управління та ін. Проте відомі спроби виділення «чисто» географічних інформаційних систем з погляду професійно-географічної спрямованості (Линник, 1990; Сербенюк, 1990; Тикунов, 1991; Кошкарев, Тикунов, 1993). Необхідним і достатнім критерієм виділення «чисто» географічних інформаційних систем, на думку B.C. Тикунова (Тикунов, 1991), є проблемна орієнтація системи, тобто те, для яких цілей вона призначається і використовується і якого типу задачі розв'язує. «У географії ГІС   переробляють  географічні потоки, що формуються в

10

межах географічної оболонки і являють собою інформаційне відображення системи об'єктів географічного вивчення» (Тикунов, 1991).

Уявляється, що сучасний розвиток геоінформаційних технологій, проникнення їх в усе нові сфери людської діяльності, у тому числі й дуже далекі від географії, наочно продемонструвало їх міждисциплінарний характер.

З урахуванням сучасних тенденцій розвитку геоінформаційних технологій як робочий варіант визначення геоінформаційної системи доцільно використовувати таке: географічна інформаційна система (ГІС)  це інтегрована сукупність апаратних, програмних і інформаційних засобів, що забезпечують введення, збереження, обробку, маніпулювання, аналіз і відображення (представлення) просторово-координованих даних.

Таким чином, ГІС – це інформаційні системи, які від інших інформаційних систем відрізняються тим, що це, по-перше, автоматизовані інформаційні системи, орієнтовані на використання можливостей ЕОМ, по-друге, вони призначені для роботи з просторово-координованою інформацією, і, по-третє, ГІС здатні продукувати нове знання на основі використання досить широкого спектра аналітичних методів і процедур.

Будь-яка географічна інформаційна система складається з апаратного комплексу, програмного комплексу і інформаційного блока. У той самий час будь-яка геоінформаційна система забезпечує функції підтримки аналізу просторових даних. Процедури просторового аналізу і моделювання в ГІС реалізовані програмними засобами, тобто їх виконання є однією з функцій програмного комплексу ГІС. Однак з огляду на надзвичайно важливу роль аналітичних можливостей ГІС у виконанні ними їх функцій, а також широкий, але досить чітко обкреслений арсенал цих можливостей, уявляється доцільним виділення, принаймні при вивченні основ ГІС-технології, блока аналізу як четвертого обов'язкового компонента геоінформаційних систем. Цілком виправданим, на наш погляд, є включення до складу компонентів ГІС і людей – розробників і користувачів, без яких неможливе існування останніх компонентів як системи. У цьому випадку ГІС є вже п'ятикомпонентними системами.

11

1.3 Історія розвитку геоінформашйних технологій

Першою реально працюючою геоінформаційною системою у світі вважається ГІС Канади (Canada Geographic Information System, CGIS), розроблена в середині 60-х років XX ст. на базі перших ЕОМ і пакетної системи обробки даних. Основне призначення ГІС Канади полягало в обробці і аналізі даних, накопичених Канадською службою земельного обліку (Canada Land Inventory), для використання при розробленні планів землеустрою величезних площ переважно сільськогосподарського призначення.

Розробка перших геоінформаційних систем (Канадської ГІС, Інформаційної системи природних ресурсів штату Техас (1976), Австралійської ресурсної інформаційної системи (ARIS, 1979-1982) та ін.) було результатом реалізації цілком очевидного прагнення застосувати унікальні і все зростаючі можливості ЕОМ, які з'явилися в 50-х роках XX ст., для зберігання і маніпулювання великими масивами накопиченої на той час різнорідної інформації про природні і соціально-економічні умови і ресурси територій. Проте створення таких складних автоматизованих інформаційних систем зумовило необхідність вирішення цілого комплексу проблем, пов'язаних з особливостями кодування просторової інформації, необхідністю розробки програмного забезпечення для її зберігання і обробки, створення відповідної апаратури для введення і представлення просторових даних.

Географічні інформаційні системи, здатні реалізовувати функції, близькі до тих, що вони реалізують сьогодні (безумовно, з поправкою на технічний і технологічний рівні), виникли у 80-х роках минулого сторіччя. При цьому сучасні ГІС з'явилися як результат спочатку паралельного, а потім все більш тісного спільного розвитку геоінформаційних технологій в цілому ряді монодисциплінарних галузей. Серед таких галузей слід назвати автоматизоване картографування, комп'ютерне проектування (Computer Aided Designing - CAD), комп'ютерні науки, у тому числі комп'ютерну графіку, теорії і технології баз даних, мови програмування, а також дистанційне зондування і обробку методів дистанційного зондування.

У межах вже майже п'ятдесятилітнього періоду історії розвитку геоінформаційних технологій можна з певною мірою умовності виділити такі етапи: 1) кінець 1950-х - кінець 1970-х років; 2) 80-ті роки та 3) 90-ті роки XX століття - початок XXI століття.

12

Перший етап (кінець 50-х - кінець 70-х років XX ст.) разом зі створенням перших географічних інформаційних систем, перш за все в Канаді і США, характеризується розробленням перших комп'ютерних систем просторового аналізу растрових зображень й автоматизованого картографування з використанням лінійних і пір'яних плотерів. Першим і найвідомішим програмним пакетом, що реалізовував функції побудови картограм, карт ізоліній і трендових поверхонь, був пакет SYMAP (Synagraphic Mapping System), розроблений у 1967 p. у Гарвардській лабораторії комп'ютерної графіки і просторового аналізу (Harvard Laboratory for Computer Graphics & Spatial Analysis) Масачусетського технологічного інституту (керівник – Говард Фішер, США). У подальшому (70-ті роки – початок 80-х років XX ст.) у цій же лабораторії були розроблені інші програмні пакети (GRID, CALFORM, ODYSSEY та ін.), що забезпечували як цифрування карт і автоматичне картографування, так і просторовий аналіз. Одночасно подібного роду програмні продукти, відомі залежно від їх основного призначення під назвою або «пакетів картографічного аналізу», або «систем автоматизованого картографування», розроблялися і в інших наукових центрах Північної Америки і Західної Європи.

Найбільшу популярність у світі з цих більш пізніх розробок одержав пакет аналізу растрових даних MAP (Map Analysis Package), який реалізував алгоритми картографічної алгебри, основи якої були розроблені С.Д. Томліном, США (Tomlin, 1983а, 19836). Цей пакет, а також його більш пізні версії РМАР, аМар та ін. розповсюджував Йєльський університет (США) за дуже низькою ціною (близько $20).

Характерним для цього часу також було удосконалення методів аналізу просторових даних і технологій їх кодування і представлення. Зокрема, саме в цей період були розроблені теоретичні основи геостатистики (Ж. Матерон, Франція), векторна топологічна структура просторових даних (DIME-структура, США), технології графічного зображення тривимірних поверхонь та ін. Для другої частини даного періоду характерна тенденція до посилення міждисциплінарних зв'язків у середовищі розробників ГІС, у першу чергу, між ученими та інженерами. Проте в цей період геоінформаційні системи все ще залишаються спеціалізованими, створюваними на базі могутніх і дуже дорогих ЕОМ, унаслідок чого вони є системами унікальними з обмеженим колом користувачів.

13

Другий етап (80-ті роки XX ст.). У другій половині 70-х   років - на початку 80-х років XX ст. на Заході в розробку і застосування ГІС-технологій були зроблені значні інвестиції як урядовими, так і приватними агентствами, особливо в Північній Америці. У цей період були створені сотні комп'ютерних програм і систем. Розробка ж (1973-1978) і широке розповсюдження недорогих комп'ютерів з графічним дисплеєм (що одержали назву «персональних») дозволили відмовитися від «пакетного» режиму обробки даних і перейти до діалогового режиму спілкування з комп'ютером за допомогою команд англійською мовою. Це сприяло децентралізації досліджень в галузі ГІС-технологій. Тісна ж інтеграція міждисциплінарних досліджень, їх спрямованість на вирішення комплексних завдань, пов'язаних із територіальним проектуванням, плануванням і управлінням, привели до створення інтегрованих ГІС, які характеризувалися більшою або меншою універсальністю.

За однією з оцінок (Coppock, Anderson, 1987) у Північній Америці в 1983 р. було понад тисячу ГІС і автоматичних картографічних систем. У Європі розроблення ГІС проводилося в меншому масштабі, але основні кроки в галузі розроблення і використання ГІС-технології були зроблені і тут. Особливо слід відзначити Швецію, Норвегію, Данію, Францію, Нідерланди, Велику Британію і Західну Німеччину (Burrough, 1986).

Для 80-х років XX ст. у цілому характерне зростання наукового, політичного і комерційного інтересу до ГІС. Це було обумовлено усвідомленням необхідності створення державних інтегрованих ГІС, особливо у зв'язку з управлінням природними ресурсами і моніторингом навколишнього середовища. Показовими для цього періоду фактами є офіційне визнання у Великій Британії в 1984 р. методів обробки просторових даних науково-дослідними пріоритетами (1984) (Jackson et al., 1990) і створення в США Національного центру географічної інформації і аналізу (NCGIA) Національної академії наук (1987), призначеного для проведення базових досліджень в галузі географічного аналізу з використанням географічних інформаційних систем.

Важливу стимулюючу роль у посиленні інтересу до ГІС відіграло прагнення асимілювати для вирішення як наукових, так і практичних завдань, у тому числі і на комерційній основі, уже накопичених на той час масивів даних дистанційного зондування Землі.   

14

Розвиток геоінформаційних систем, особливо здатних інтегрувати дані дистанційного зондування («інтегрованих ГІС»), розглядається як необхідна умова ефективного використання матеріалів дистанційного зондування. Зокрема, у 1985 році Європейське космічне агентство стало спонсором досліджень, пов'язаних з інтегрованими ГІС, а Британський національний космічний центр видав замовлення на контракти з розроблення ГІС (Goodenough, 1988).

У цей самий період починає випускатися цілий ряд міжнародних періодичних видань, присвячених різним теоретичним і прикладним аспектам ГІС, у тому числі теоретичний «International Journal Geographycal Information Systems» (Міжнародний журнал географічних інформаційних систем) – з 1987 p., і присвячених переважно прикладним аспектам ГІС – журнали «GIS World» (ГІС Світ) – з 1988 p., «Geo Info Systems» – з 1990 p., «GIS Еurоре»(ГІС Європа) – з 1992 р. та ін., щорічно проводиться безліч присвячених ГІС наукових і науково-практичних конференцій різного рівня (від регіональних до всесвітніх).

У 80-ті роки XX ст. розробляються програмні ГІС-пакети (інструментальні ГІС), майбутні лідери світового програмного забезпечення – пакет ARC/INFO, розроблений Інститутом досліджень систем навколишнього середовища (Environmental System Research Inctitute, ESRI Inc.) (1982), пакет Maplnfo фірми Maping Information Systems Corp. (1987), пакет IDRISI, розроблений в Університеті Кларка (1987), пакет Modular GIS Environment (MGE) фірми Intergraph (1988) – усі в США.

У кінці 80-х років XX ст. сформувалася світова ГІС-індустрія, що містила апаратні і програмні засоби ГІС та їх обслуговування. У 1988 p., наприклад, тільки прямі витрати за цими статтями у світі перевищували 500 млн доларів США, а в 1993 p., склали близько 2,5 млрд доларів (Ottens, 1992).

Реалізацією могутнього інтеграційного потенціалу ГІС-технології стала, починаючи з середини 80-х років XX ст., низка міжнаціональних і глобальних проектів з моніторингу природного середовища, таких, як CORINE – Геоінформаційна система країн Європейського співтовариства (з 1985 р.) і GRID - Глобальний ресурсний інформаційний банк даних (з 1987 p.).

Третій етап (90-ті роки XX століття – початок XXI століття). Прогрес у ГІС-технології в 90-ті роки минулого століття значною мірою був пов'язаний з прогресом апаратних засобів, причому як

15

комп'ютерів – виникненням 32-бітових, а потім 64-бітових міні- і мікроЕОМ, так і засобів введення і виведення просторової інформації – дигітайзерів, сканерів, графічних дисплеїв і плотерів. Для цього ж періоду характерне широке поширення так званих комерційних ГІС-пакетів («інструментальних ГІС»), що з'явилися ще в 80-ті роки XX ст. Здебільшого вони є програмним середовищем, яке дозволяє користувачу або достатньо просто створювати геоінформаційні системи відповідно до його власних запитів і можливостей, або вирішувати завдання, пов'язані з просторовою інформацією, з використанням геоінформаційних технологій. Світовими лідерами серед комерційних ГІС-пакетів стають програмні продукти фірм ESRI (Arc/Info і Arc View GIS), Intergraph (MGE), Maping Information Systems (Maplnfo). Загальна ж кількість програмних ГІС-пакетів обчислюється не одним десятком.

У розвинутих країнах світу ГІС-технологія стає повсюдно використовуваною технологією обробки, аналізу і представлення просторово-координованої інформації при вирішенні різних завдань у географії, геології, екології, особливо при виконанні великих міждисциплінарних проектів, містобудівному плануванні, на транспорті, у кадастровій діяльності, регіональному плануванні і управлінні та багатьох інших сферах людської діяльності. За даними (Burrough, McDonnell, 1998), у 1995 p. у світі геоінформаційні системи використовувалися більш ніж у 93 000 містах, з них 65% знаходилися в Північній Америці і 22% – у Європі.

Фантастичними у цей період є прогрес апаратних засобів, постійне відновлення і модернізація відомих комерційних ГІС-пакетів, поява деяких нових. Проте в цілому ринок програмного ГІС-забезпечення вже поділений між основними «традиційними» виробниками. Простежується тенденція переключення масового інтересу від великих професійних інструментальних ГІС, що запускаються на робочих станціях або великих комп'ютерах фірм IBM, SUN, DEC та ін., до настільних інструментальних ГІС, здатних працювати на персональних комп'ютерах.

Помітна тенденція зміщення центра активності щодо освоєння і впровадження геоінформаційних технологій спочатку в країни Східної Європи, а потім у Росію.

У колишньому Радянському Союзі дослідження в галузі геоінформаційних технологій розпочаті у вісімдесяті роки і в основному, як відзначає В.С. Тікунов (1991), були пов'язані з адаптацією зарубіжного (західного) досвіду.

16

Дослідження проводили Інститут географії і Далекосхідний науковий центр АН СРСР, Московський (кафедра картографії і геоінформатики), Казанський, Тбіліський, Тартуський і Харківський університети. У цей період (середина і друга половина 80-х років XX ст.) були розроблені перші автоматизовані системи картографування (наприклад, АКС МДУ), здійснювались дослідження з просторового аналізу, картографо-математичного моделювання, тематичного картографування та їх автоматизації (О.М. Берлянт, Н.Л. Беручишвілі, В.Т. Жуков, П.В. Петров, С.М. Сербенюк, Ю.Г. Симонов, В.С. Тікунов, І.Г. Черваньов, В.А. Черв'яков та ін.), з теоретичного обґрунтування і розроблення перших геоінформаційних систем (Н.Л. Беручишвілі, І.В. Гарміз, В.С. Давидчук, В.П. Каракин, А.В. Кошкарьов, В.Г. Лінник, М.В. Панасюк, А.М. Трофимов та ін.). Першою ГІС, розробленою в колишньому Радянському Союзі, мабуть, була геоінформаційна система Марткопського фізико-географічного стаціонару Тбіліського університету (Беручишвілі, 1986).

Перші ж програмні ГІС-пакети на території колишнього Радянського Союзу були розроблені вже після його розпаду в 90-ті роки XX ст. Серед них найвідомішим є пакет GeoDraw/Географ, створений в 1992 р. у Центрі геоінформаційних досліджень Інституту географії Російської академії наук (РАН), який має декілька тисяч інсталяцій. Крім GeoDraw/Географ, у Російській Федерації розроблений ряд програмних ГІС-пакетів, які мають по декілька сотень інсталяцій. Найвідомішими з них є пакети «Панорама» (Топографічна служба Зброєних сил РФ), «Парк» (ТОВ «Ланеко», м. Москва), CSI-MAP (компанія «КСІ-технологія», м. Санкт-Петербург), Sinteks ABRÍS (компанія «Трісофт», м. Москва), ObjectLand (ЗАТ «Радом-Т», м. Таганрог ) і «ІнГЕО» (компанія «Інтегро», м. Уфа). Проте більша частина ринку програмного ГІС-забезпечення в Російській Федерації представлена продукцією західних фірм - ESRI, Intergraph, Maplnfo, Autodesk та ін.

Геоінформаційні технології в Україні набули розвитку в середині 90-х років XX ст. Серед позитивних чинників, що характеризують сучасний стан застосування геоінформаційних технологій у країні, слід відзначити такі:

формування в державних установах і організаціях груп фахівців, які активно працюють у напрямку застосування ГІС у різних сферах людської діяльності, зокрема: у Державному проектному інституті Діпромісто (Київ); у Науково-дослідному інституті  

17

геодезії і картографії (Київ); в Управлінні земельних ресурсів Одеської обладміністрації; в Одеському національному університеті ім. 1.1. Мечникова; у Національному університеті «Львівська політехніка» (Львів); у Національній гірнмчій академії (Дніпропетровськ); у Харківському технічному університеті радіоелектроніки; в Українському центрі менеджменту Землі і ресурсів (Київ) та в ряді інших;

створення ГІС-асоціації (1997) і Асоціації геоінформатиків (2003) України, що сприяють активізації і консолідації геоінформаціонної діяльності в країні;

щорічне проведення ГІС-форумів (1995-2009), конференцій «Геоінформатика: теоретичні і прикладні аспекти» (з 2002 p.), конференцій користувачів продуктів фірми ESRI в Криму (з 1998 p., ЗАТ ЕСОММ), а також окремих тематичних конференцій, семінарів, нарад, присвячених використанню геоінформаційних технологій (наприклад, «Геоінформаційні технології сьогодні» (Львів, 1999); «Геоінформаційні системи і муніципальне управління» (Миколаїв, 2000 р.), «Можливості ГІС/ДЗЗ-технологій у сприянні вирішення проблем Причорноморського регіону» (Одеса, 2003) та ін.);

створення державних підприємств і комерційних компаній, що спеціалізуються на розробці і/або використанні геоінформаційних технологій, зокрема: державних науково-виробничого підпріємства «Геосистема» (м. Вінниця) і науково-виробничого центру «Геодезкартінформатика» (м. Київ); комерційних компаній «Інтелектуальні системи Гео», «Інститут передових технологій», «ЕСОММ», ГЕОКАД, «Аркада», «Геоніка» (м. Київ); «Високі технології» (м. Одеса) та ін.;

розроблення спеціалізованого геоінформаційного пакета Рельєф-процесор – Харьківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, векторно-растрової інструментальної ГІС настільного типу ОКО - ВАТ «Геобіономіка» (м. Київ); програмних комплексів GEO-f CAD і GeoniCS, призначених для обробки даних досліджень і геоінженерного проектування в галузі цивільного, промислового і транспортного будівництва - компанія «ГЕОКАД», AT «Аркада» і НПЦ «Геоніка» (м. Київ) та ін.

створення електронного атласу України – пілотної версії комп'ютерного Національного атласу України (2000) – Інститутом географії HAH України і компанією «Інтелектуальні системи Гео» (Київ);

18

- внесення курсів з ГІС і геоінформаційних технологій до програми підготовки фахівців природознавчих і екологічних спеціальностей у багатьох вищих навчальних закладах країни; відкриття у деяких з них курсів підготовки фахівців у галузі геоінформаційних систем і технологій, зокрема, в Національному університеті «Львівська політехніка» (Львів) – у рамках спеціальності «Картографія», в Одеському національному університеті ім. 1.1. Мечникова – у рамках спеціальності «Географія», в Одеському державному екологічному університеті - у рамках спеціальності «Інформаційні технології», у Національній гірничій академії України (Дніпропетровськ) – за фахом «Геоінформаційні системи і технології», в ІФНТУНГ – в рамках спеціальності «Землекористування і кадастр» та ін.

До факторів, що стримують розвиток геоінформаційних технологій, належать низький в цілому рівень комп'ютеризації в країні і відсутність у достатній кількості відповідних фахівців.

Лекція 2

ГАЛУЗІ ЗАСТОСУВАННЯ ГІС

2.1 Функції застосування ГІС і геоінформаційних технологій

2.1 Геоінформатика, геоінформаційні технологи і географія.

Умовно функції ГІС можна поділити на п'ять груп, при цьому перші три належать до традиційних функцій геоінформаційних технологій, останні дві - до нових, що розвинулися останнім десятиліттям.

1. Інформаційно-довідкова функція – створення і ведення банків просторово-координованої інформації, у тому числі:

створення цифрових (електронних) атласів. Перший комерційний проект розробки цифрових атласів – Цифровий атлас світу – був випущений у 1986 р. фірмою Delorme Mapping Systems (США). Можна також відзначити Цифровий атлас Великобританії на оптичних дисках у результаті виконання британського Domesday Project (1987), Цифрову карту світу (Digital Chart of the Word) масштабу 1:1 000 000, розроблену Картографічним агентством Міністерства оборони США у 1992 р. і т.д. і, нарешті, – електронну версію Національного атласу України, розроблену Інститутом географії HAH України і фірмою «Інтелектуальні Системи Гео» (Київ, 2000);

19

створення і ведення банків даних систем моніторингу. Як приклади можна навести Глобальний ресурсний інформаційний банк даних (Global Resources Information Database, GRID), створений під егідою UNESCO у 1987-1990 рр., і Геоінформаційну систему країн Європейського Співтовариства CORINE, розроблену в 1985-1990 рр.;

- створення й експлуатація кадастрових систем, у першу чергу автоматизованих земельних інформаційних систем (АЗІС), або Land Information Systems (LIS), і муніципальних (або міських) автоматизованих інформаційних систем (МАЇС), а також просторово-розподілених автоматизованих інформаційних систем водного і лісового кадастрів, кадастрів нерухомості та ін. Програмне забезпечення роботи з просторовими даними в кадастрових системах складають програмні ГІС-пакети ARC/INFO, Arc View GIS, MGE Intergraph, Maplnfo (СІЛА), SICAD (Німеччина), ILWIS (Нідерланди) та ін.

  1.  Функція автоматизованого картографування  створення високоякісних загальногеографічних і тематичних карт, що задовольняють сучасні вимоги до картографічної продукції. Прикладом реалізації цієї функції є діяльність в Україні Інституту передових технологій (м. Київ) з підготовки і друкування навчальних географічних і історичних атласів території України, а також Молдови і Росії на основі можливостей ГІС-пакетів фірми ESRI, США.
  2.  Функція просторового аналізу і моделювання природних, природно-господарських та соціально-економічних територіальних систем, що ґрунтується на унікальних можливостях, наданих картографічною алгеброю, геостатистикою і мережним аналізом, які складають основу аналітичних блоків сучасних інструментальних ГІС з розвинутими аналітичними можливостями. Вона реалізується в наукових дослідженнях, а також вирішенні широкого кола прикладних завдань при територіальному плануванні, проектуванні і управлінні.
  3.  Функція моделювання процесів у природних, природно-господарських і соціально-економічних територіальних системах. Прикладами є сучасні просторово-розподілені моделі поверхневого стоку, змиву ґрунту та транспорту схилових і руслових наносів, різного роду забруднювачів, зокрема, LISEM, Csredis (Нідерланди), WEPP (США).

20

  1.  Функція підтримки прийняття рішень у плануванні, проектуванні та управлінні. Найбільш активно цей напрямок в Україні розвивається в містобудівному плануванні і проектуванні. Певні успіхи є в галузі геоінформаційного забезпечення надзвичайних ситуацій. Діапазон прикладів тут може бути досить широким, якщо гнучко підходити до визначення змісту поняття «система підтримки прийняття рішень» (СППР), яка повинна передбачати:

програмно-організовані банки просторової й атрибутивної інформації;

базу знань, що складається з блока аналізу і моделювання, який містить набір моделей просторового аналізу і просторово-часового моделювання, а також довідково-інформаційного блока, який містить формалізовану довідково-нормативну базу з розглянутої проблеми;

блок технологій штучного інтелекту, який забезпечує механізм формально-логічного висновку й ухвалення рішення на основі інформації, наявної в базі даних, довідково-інформаційному блоці і результатах просторово-часового аналізу та моделювання;

інтерфейс користувача.

У багатьох випадках на практиці як СППР розглядаються інтегровані комп'ютерні системи, що містять систему програмно-реалізованих моделей, банк довідкової інформації і банк даних. Аналіз і оцінка результатів імітаційного або оптимізаційного моделювання виконуються поза системою кваліфікованим експертом чи групою експертів.

Основними галузями застосовування ГІС у наш час є (Де-Мерс, 1999):

управління земельними ресурсами, земельні кадастри;

інвентаризація і облік об'єктів розподіленої виробничої інфраструктури і управління ними;

тематичне картографування практично в будь-яких сферах його використання;

морська картографія і навігація;

аеронавігаційне картографування і управління повітряним рухом;

навігація і управління рухом наземного транспорту;

дистанційне зондування;

управління природними ресурсами (водними, лісовими і т. ін.);

21

моделювання процесів у природному середовищі, управління природоохоронними заходами;

моніторинг стану навколишнього середовища;

реагування на надзвичайні і кризові ситуації;

геологія, мінерально-сировинні ресурси і гірничодобувна промисловість;

планування і оперативне управління перевезеннями;

проектування, інженерні дослідження і планування в містобудуванні, архітектурі, промисловому і транспортному будівництві;

планування розвитку транспортних і телекомунікаційних мереж;

сільське господарство;

маркетинг, аналіз ринку;

археологія;

безпека, військова справа і розвідка;

загальна і спеціальна освіта.

Зазначимо, що до переліку ввійшли тільки «основні», «найбільші» сфери використання ГІС без урахування наукових досліджень, використання в яких геоінформаційних систем і технологій стає все більш поширеним. Крім цього, наведений список не є остаточним, оскільки сфера використання ГІС постійно розширюється. До нього можна, зокрема, додати медичну географію, епідеміологію, заповідну справу, туризм – сфери людської діяльності, у яких використання ГІС останніми роками стає все більш поширеним,

2.2 Геоінформатика, геоінформаційні технології географія

На думку директора «Програми з географії і регіональних наук» при Національній науковій фундації США, «ГІС надають географам ті засоби обробки регіональної інформації, які вони шукали протягом двох тисяч років», «ГІС є одночасно телескопом, мікроскопом, ЕОМ і копіювальною машиною для цілей регіонального аналізу і синтезу». З цією думкою авторитетного фахівця (з урахуванням поправки на емоційність і образність, особливо в другій частині цитати) в цілому не можна не погодитися.

Якщо говорити коротко, ГІС (геоінформаційні технології) є сучасною інформаційною технологією географії.

22

При цьому вони не тільки дозволяють на багато разів збільшити швидкість обробки інформації, підвищити її якість і точність внаслідок використання можливостей сучасних ЕОМ, автоматизувати виконання багатьох традиційних аналітичних процедур, а й надають в розпорядження географа принципово нові можливості щодо проведення як польових, так і теоретичних досліджень.

Розглядаючи автоматизацію традиційної діяльності географів, перш за все слід назвати тематичне картографування, накопичення географічних даних і створення довідкових систем. Проте і тут використання геоінформаційних технологій надає якісно нові можливості.

У тематичному картографуванні це, наприклад, створення за допомогою алгоритмів комп'ютерної графіки спеціальних тематичних карт, які вручну виконати практично неможливо; створення електронних комп'ютерних карт з можливістю інтерактивного зчитування інформації з карти і зміни її як оформлення, так і змісту з використанням складних аналітичних алгоритмів (інтерактивність довідкова, оформлювальна і розрахунково-аналітична (Светличный и др., 1997)); підключення до електронних тематичних карт звуку і відеозображення, використовування анімації і т. ін.

У сфері накопичення інформації ГІС-технології дозволяють створювати автоматизовані банки даних картографічних і атрибутивних (цифробуквених) даних практично необмеженої місткості з можливістю пошуку потрібної інформації за складною системою запитів і відображення її на екрані у вигляді твердих копій (найчастіше на папері) у дво- і тривимірному вигляді. Принципово новим видом довідкових систем є цифрові географічні атласи.

Геоінформаційні технології дозволяють автоматизувати виконання багатьох традиційних, у тому числі і дуже трудомістких при ручному виконанні процедур, таких, як визначення довжин, обчислення площ, об'ємів, побудова полігонів Тиссена – Вороного, накладення шарів даних один на один і їх аналіз. Проте до складу аналітичних можливостей сучасних інструментальних ГІС входять методи просторового аналізу, виконання яких можливе тільки з використанням ЕОМ. Серед них можна назвати методи просторової кореляції і регресії, аналіз зон видимості і невидимості з однією або системи точок і побудова відповідних карт, побудова карт «вищерозміщених елементів», кожний елемент яких містить величину площі, з якої даний елемент одержує водне живлення.

23

Нарешті, тільки геоінформаційні технології дають можливість практичного здійснення просторового моделювання процесів енергомасообміну в природних і природно-господарських територіальних системах, що дозволяє врахувати всю складність їх просторової диференціації.

Характеризуючи перспективи, які відкриває геоінформатика в дослідницькій, виробничій і освітній діяльності в географії, не можна забувати про те, що, по-перше, будь-які технології (у тому числі і геоінформаційні) вимагають обґрунтованого використання, а, по-друге, результати цього використання повинні бути верифікованими (тобто такими, що можуть бути перевіреними). Сучасні так звані «інструментальні ГІС» з розвиненими аналітичними можливостями надають надзвичайно широкий і різноманітний перелік (який постійно збільшується) процедур аналізу просторових даних. Підкреслимо, що необхідною умовою використання тієї чи іншої з них для вирішення конкретного завдання є чітке уявлення про теоретичні ідеї, покладені в основу кожної аналітичної процедури, її достоїнства, недоліки і обмеження. При цьому завжди повинна бути передбачена перевірка достовірності одержуваних результатів або з використанням фактичних даних, або на основі теоретичних моделей. Слід також пам'ятати про те, що достовірність одержуваного результату багато в чому визначатиметься повнотою і точністю просторових даних (цифрових карт), що беруть участь в аналізі.

24

Лекція 3

АПАРАТНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ГЕОІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ І ТЕХНОЛОГІЙ

3.1 Загальна характеристика апаратного забезпечення ГІС

3.2 Класифікація комп'ютерів.

3.1 Загальна характеристика апаратного забезпечення ГІС

Геоінформаційні системи базуються на певному наборі технічного обладнання, основними функціями якого є забезпечення роботи програмних ГІС-продуктів і допоміжних програм, збереження масивів цифрових даних, забезпечення збору і введення даних, представлення готової інформації. Комплекс електронних і електронно-механічних пристроїв, призначений для технічної підтримки працездатності ГІС, називається апаратним забезпеченням ГІС. Апаратне забезпечення (синоніми – апаратні засоби, апаратура, технічні засоби, hardware) – технічне устаткування геоінформа-ційної системи, що містить власне комп'ютер і інші механічні, магнітні, електричні, електронні й оптичні периферійні пристрої чи аналогічні прилади, що працюють у складі апаратного комплексу або автономно, а також будь-які пристрої, необхідні для функціонування геоінформаційної системи (наприклад, GPS-апаратура, електронні картографічні прилади і геодезичні прилади). Загальна організація взаємозв'язку елементів апаратного забезпечення геоінформаційної системи називається архітектурою, сукупність функціональних частин - конфігурацією системи.

У наш час різними фірмами виробляються тисячі моделей різних комп'ютерів і периферійних пристроїв, кількість комплектуючих вузлів і деталей обчислюється десятками і сотнями тисяч. При плануванні архітектури ГІС і виборі конфігурації апаратного забезпечення слід орієнтуватися на характер розв'язуваних завдань, вимоги програмного забезпечення, методи обробки й обсяги даних, що циркулюють у системі даних.

Залежно від призначення і масштабу ГІС апаратне забезпечення може мати різні функціональні групи пристроїв. Для простих настільних ГІС кінцевого користувача досить звичайного офісного комп'ютера з принтером, багатофункціональні корпоративні ГІС можуть налічувати десятки робочих місць з різними периферійними

25

пристроями, об'єднаних у єдину обчислювальну мережу з керованим доступом. Для виконання деяких технологічних операцій введення чи представлення даних у середовищі ГІС розробляються унікальні апаратні пристрої вартістю в десятки і сотні тисяч доларів СІЛА. У той самий час основна частина бюджетних ГІС-проектів орієнтована на використання стандартних комп'ютерів і периферійних пристроїв. У зв'язку з особливостями організаційної структури ГІС апаратне забезпечення прийнято поділяти на три основні групи:

  1.  пристрої обробки і збереження даних (власне комп'ютери);
  2.  пристрої збору і введення даних;
  3.  пристрої візуалізації і представлення даних.

Від організації взаємодії і технічних характеристик різних пристроїв залежить ефективність роботи геоінформаційної системи в цілому. Узагалі ГІС характеризуються підвищеними вимогами до технічних характеристик комплектуючих вузлів комп'ютерів і периферійних пристроїв. Зокрема, спеціальні вимоги висувають до апаратної підсистеми збору і введення просторових даних, у якій використовуються спеціалізовані прилади. Особливі вимоги також висуваються до підсистеми виведення даних -необхідність друку великоформатних повнокольорових карт зумовила необхідність створення спеціального класу друкувальних периферійних пристроїв.

3.2 Класифікація комп'ютерів

Комп'ютери класифікуються за сферою застосування, конструктивним виконанням та іншими критеріями. Наприклад, дотепер використовується така класифікація: суперЕОМ, чи суперкомп'ютери, комп'ютери загального призначення, чи універсальні комп'ютери, або «мейнфрейми» (mainframe), робочі станції, персональні комп'ютери, мобільні комп'ютери. Засновник фірми Microsoft Вілл Гейтс, людина, що багато в чому визначає напрямок розвитку комп'ютерної індустрії у світі, ввів таку класифікацію персональних комп'ютерів: сервери, настільні, портативні, кишенькові, ПК-кіоски й інтерактивні телевізори.

У наш час практично не існує відмінностей між технічними характеристиками комплектуючих і готових вузлів, з яких складають різні класи комп'ютерів. Основні розбіжності між класами визначаються    кількістю,  компонуванням і якістю комплектуючих,

26

типом корпуса й екрана, розмірами, енергоспоживанням. Для апаратного забезпечення ГІС можуть використовуватися усі типи комп'ютерів, тобто:

суперкомп'ютери;

сервери;

робочі станції;

настільні персональні комп'ютери;

мобільні комп'ютери.

Суперкомп'ютери. Сучасні ЕОМ цього класу характеризуються багатопроцесорною архітектурою і порівняно великими обсягами дискової та оперативної пам'яті. Ці комп'ютери призначені для складних і великих за обсягом наукових розрахунків, зокрема, для тривимірного моделювання різних гідрологічних, атмосферних і геологічних процесів у реальному режимі часу. Основними користувачами такого апаратного забезпечення є великі наукові інститути, що займаються вивченням навколишнього середовища, чи комерційні організації, наприклад, геологорозвідувальні фірми, що аналізують дані сейсмічної або геофізичної розвідки для визначення родовищ корисних копалин (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 – Суперкомп'ютери

27

До складу комплектуючих таких комп'ютерів можуть входити 16-1024 процесорів і до декількох терабайт оперативної пам'яті, які працюють під керуванням спеціальної операційної системи типу UNIX чи SOLARIS. Корпуси суперкомп'ютерів оснащені спеціальними системами енергоживлення й охолодження. Найбільш відомі суперкомп'ютери фірми Cray, які є унікальними виробами вартістю в кілька мільйонів доларів США.

Сьогодні все більшого поширення набувають розширювані (кластерні) обчислювальні системи, у яких над складним обчислювальним процесом під керуванням єдиної ОС одночасно працює кілька комп'ютерів. Для побудови таких Кластерних систем розроблений спеціальний тип конфігурації комп'ютера, у якому немає клавіатури, миші, дисководів, монітора й інших засобів керування (тільки один чи кілька процесорів, оперативна і дискова пам'ять, мережна карта, блок енергопостачання й охолодження), корпус комп'ютера виконаний у вигляді плоского модуля стандартного розміру, що може вмонтовуватися в спеціальну шафу. Кілька десятків потужних комп'ютерів, що в настільному варіанті займали б велику залу, у такому вигляді займають одну-дві шафи. Доступ до такого комп'ютерного кластера можливий тільки по локальній мережі зі спеціальної службової машини, оснащеної монітором, клавіатурою і маніпулятором «миша».

Сервери. Сервер призначений для роботи в складі локальних чи розподілених обчислювальних систем, виконує певні функції для обслуговування інших комп'ютерів. Залежно від призначення сервери оснащуються наборами комплектуючих з різними технічними характеристиками.

Найбільш поширеним типом цього класу є файл-сервер – високопродуктивний комп'ютер, що виконує функції центрального сховища даних будь-якої організації, наприклад, регіональної ГІС. По локальній мережі чи через Internet файл-сервер приймає запити користувачів, робить пошук даних і подає набори даних для обробки безпосередньо на сервери чи на комп'ютері користувача. Особливі вимоги висувають до забезпечення надійності, перешкодозахищеності, багаторазового резервного копіювання. Тут використовуються змінні накопичувачі даних високої ємності на магнітних дисках і стрічках (до 250 Гб), швидкісні мережні й Internet-з'єднання. Для обробки великої кількості запитів, що одночасно надходять, у серверах може одночасно працювати від двох до восьми потужних процесорів.

28

При комплектації серверів використовуються найбільш продуктивні на визначений момент часу процесори, установлюються максимально можливі обсяги оперативної і дискової пам'яті, системи створення резервних копій на оптичних дисках.

Робочі станції. У різні періоди розвитку комп'ютерної техніки під терміном «робоча станція» розуміли різні типи комп'ютерів. У 70-80-ті pp. XX ст. робочі станції характеризувалися порівняно з малопотужними першими персональними комп'ютерами наявністю потужних процесорів, великими обсягами дискової й операційної пам'яті, наявністю декількох зовнішніх терміналів і засобів зв'язку з ними, багатозадачними операційними системами типу UNIX, SOLARIS та ін. У наш час під робочою станцією розуміють комп'ютер, конфігурація якого оптимізована для виконання певного класу завдань, наприклад, обробки графічних даних.

Найбільш відомі станції фірм SUN і Silicon Graphics для комп'ютерної графіки, у яких використовуються спеціальні фірмові процесори і відеокарти. Для введення просторових даних фірмою Intergraph у 1980-90-х pp. випускалися спеціалізовані картографічні станції, оснащені двома дисплеями для одночасного відображення картографічних і текстових даних і спеціальних консолей з додатковими функціональними кнопками для виклику програмних функцій введення і редагування картографічних даних (рис. 3.2).

Рисунок 3.2 – Робоча станція фірми Intergraph для аналізу геологічних даних

29

Більшість сучасних робочих станцій складається зі спеціально підібраних стандартних комплектуючих, готові машини тестуються й оптимізуються для виконання певного набору завдань і програмного забезпечення. Для геоінформаційних систем розроблені типові конфігурації робочих станцій для введення чи виведення даних з різними периферійними пристроями, що містять визначені моделі процесорів, відеокарт, дисплеїв, периферійних пристроїв. Наприклад, сучасна робоча станція для введення картографічних даних зі сканера і їхньої подальшої обробки повинна оснащуватися процесором з тактовою частотою 2-3 Ггц, оперативною пам'яттю не менше 512 Мб, спеціальним відеоприскорювачем, дисковою пам'яттю не менше 100 Гб. Розмір монітора, що рекомендується для перегляду і редагування даних, – не менше 19 дюймів. У деяких випадках конфігурація робочої станції підбирається для роботи з конкретною моделлю сканера, дигітайзера, плотера, стереофотограметричної станції та ін.

Настільні персональні комп'ютери. Комп'ютери настільної конфігурації призначені для роботи користувача в умовах офісу чи будинку. Електронні компоненти комп'ютера складені в єдиному корпусі (системному блоці), кожен комп'ютер оснащений засобами керування, що підключаються (миша, клавіатура, монітор). Фірма Apple поміщає в єдиний моноблок разом з електронними компонентами так само і монітор. Настільні комп'ютери розраховані на роботу переважно одного користувача і допускають різні варіанти настроювання апаратної і програмної конфігурації, підключення периферійних пристроїв, а так само зміни зовнішнього вигляду.

Комп'ютери цього класу розраховані на виконання порівняно нескладних завдань, що не вимагають значних обчислень, побудови складних тривимірних зображень, збереження й обробки великих масивів даних. У той самий час розроблений досить широкий набір програмного ГІС-забезпечення, здатного ефективно працювати на комп'ютерах з порівняно невисокими технічними характеристиками. На базі персональних комп'ютерів можливе створення робочих місць для введення текстових чи табличних даних, перегляду готових наборів кінцевих даних, електронних атласів та ін.

Найбільш відомі настільні комп'ютери фірм Hewlett Packard, Compaq, IBM. Значна кількість комп'ютерів складається місцевими невеликими компаніями з наборів комплектуючих деталей на конкретне замовлення користувача.

30

Мобільні комп'ютери. Перший мобільний комп'ютер був створений ще в 1980 р. і важив 12 кг. Сучасні мобільні комп'ютери мають технічні характеристики, які нічим не поступаються характеристикам настільних моделей при істотно менших розмірах і вазі. Розміри більшості моделей переносних комп'ютерів класу Notebook (записна книжка) не перевищують розмірів великої папки при вазі менше 3 кг. Основними компонентами, що дозволили досягти таких характеристик, є плоскі рідинно-кристалічні екрани розміром 14-15" і високоємні елементи автономного електроживлення. Необхідність економії енергії зумовила випуск спеціальних мобільних версій основних типів процесорів, що при високій тактовій частоті мають знижене енергоспоживання. Для мобільних комп'ютерів розроблені спеціальні моделі портативних твердих магнітних дисків, мікросхем оперативної пам'яті. Багато моделей Notebook оснащені вмонтованими дисководами, модемами, портами для підключення периферійних пристроїв (зовнішніх моніторів, клавіатур, миші). Мобільні комп'ютери відрізняються більш високим ступенем інтегрованості комплектуючих вузлів, і їх складання виробляється тільки на спеціалізованих підприємствах. Найбільш відомі моделі мобільних ПК фірм Toshiba, Compaq, HP, IBM.

Особливим підкласом мобільних комп'ютерів є пристрої, призначені для роботи в особливо складних умовах польових досліджень. У цьому випадку особлива увага приділяється забезпеченню міцності як окремих компонентів, так і всієї системи в цілому. Розроблено спеціальні моделі ударо- і вібростійких рідинно-кристалічних моніторів і твердих дисків, використовуються броньовані водо- і пилонепроникні корпуси з амортизаторами, потужні джерела автономного електроживлення. Такі пристрої можуть працювати більше 10 годин без підзарядки, витримують велику вібрацію чи падіння з висоти 2 м. Ці комп'ютери широко використовуються в польових експедиціях, на будівництві, гірських розробках та ін.

Створення інтегрованих багатофункціональних мікросхем зумовила появу нового класу комп'ютерів – palmtop (надолонні комп'ютери). При розмірах записної книжки і вазі до 150-200 г ці комп'ютери мають багато функцій своїх повнорозмірних аналогів. Останні моделі оснащені повнокольоровими рідинно-кристалічними моніторами, чуттєвими до натискання, портами для  підключення зовнішніх    пристроїв    збереження    даних,   засобами   зв'язку з

31

настільними комп'ютерами. Ці пристрої можуть бути оснащені процесорами з швидкодією 200-400 Мгц і 64 Мб оперативної пам'яті, що дозволяє використовувати полегшену версію операційної системи Windows СЕ і відповідний набір службових утиліт та офісних програм. Введення інформації здійснюється за допомогою чуттєвого екрана і системи розпізнавання рукописних символів. Деякі моделі оснащуються радіомодемами на основі мобільних телефонів, що дозволяє використовувати електронну пошту і переглядати вміст Web-сторінок.

Цей клас мобільних пристроїв використовується для організації мобільних сервісів ГІС. Зі спеціального сервера користувач може завантажити картографічну базу даних і працювати з нею за допомогою адаптованого для цих апаратних платформ програмного забезпечення (рис. 3.2). Уже розроблені мобільні версії популярних ГІС-пакетів Mapinfo і Arc View, а так само картографічні бази даних великих міст США і Європи, бази даних автомобільних доріг, за допомогою яких користувач такого пристрою може визначати своє місце розташування, найкоротший маршрут визначення маршруту до визначеного об'єкта та ін.

Рисунок 3.2 –Використання мобільного ПК

32

Лекція 4

СКЛАДОВІ ЧАСТИНИ ПК ТА ЇХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

4.1 Центральний процесор

4.2 Материнська плата

4.3 Оперативна пам'ять

4.4 Накопичувані на твердих магнітних дисках

4.5 Накопичувачі на змінних магнітних і оптичних дисках

4.6 Відеокарта чи відеоприскорювач

4.7 Засоби зв'язку.

Основними компонентами, що входять до конфігурації основних типів комп'ютерів, є (рис. 4.1):

● центральний процесор;

● материнська плата;

● оперативна пам'ять;

● накопичувані на твердих магнітних дисках;

● накопичувачі на змінних магнітних і оптичних дисках;

● відеокарта чи відеоприскорювач;

● порти для підключення периферійних пристроїв.

Рисунок 4.1 – Конфігурація й основні компоненти персонального комп'ютера

33

4.1 Центральний процесор

Процесор (processor) – функціональна частина обчислювальної машини (комп'ютера), призначена для інтерпретації програм. Саме в процесорі комп'ютерна програма перетворюється в якісь дії – показ на моніторі символів чи зображень; запис чи читання даних із пристроїв збереження; команди периферійним пристроям.

Швидкодія процесора визначається кількістю тактів, що виконуються в одну секунду, тактовою частотою (кількість елементарних операцій в одну секунду, Герц). У сучасних процесорах для підвищення швидкодії застосовуються технологія прогнозування послідовності операцій і відповідно заздалегідь вибудовується черга виконуваних команд.

При високій тактовій частоті процесора на швидкодію починає впливати час, необхідний на обмін даними між процесором і оперативною пам'яттю (відстань близько 5-7 см). У зв'язку з цим розробники помішують частину оперативної пам'яті безпосередньо на сам процесор (наявна, cash-пам'ять). Ємність такої пам'яті становить 256-512 Кб, деякі моделі процесорів містять надоперативну пам'ять другого рівня.

У наш час (у середині 2005 р.) найбільш поширені центральні процесори двох основних розробників – фірм Intel і AMD (СІНА). Фірма Intel виробляє різні моделі процесорів на основі Pentium 4 з тактовою частотою від 1500 до 3400 МГц, ємністю кеш-пам'яті 512-1024 Кб і різною швидкістю обміну інформацією із системною шиною (333-800 МГц). Для офісних комп'ютерів, що не використовують багато команд для наукових і графічних розрахунків, випускається лінія процесорів Celeron 1000-2500 Мгц (без розширеного набору команд і зменшеним до 256 Кб розміром кеш-пам'яті). Для роботи в багатопроцесорних робочих станціях розроблений процесор Xeon з частотою 2400-3060 Мгц і вище і ємністю кеш-пам'яті до 2 Мб.

Фірма AMD випускає процесори, широко використовувані для складання недорогих моделей ПК – Sampron 1200-2200. Процесори G4 і G5 з тактовою частотою 700-2000 Мгц виробництва фірми Motorolla використовуються для складання ПК фірми Apple. Ці процесори характеризуються розширеним набором команд обробки графіки, тому комп'ютери на їхній основі переважно використовуються як мультимедіа-станції чи графічні станції для відео-монтажу, верстки, тривимірного графічного моделювання і ін.

34

4.2 Материнська плата

Материнська плата (motherboard) призначена для кріплення і з'єднання всіх інших вузлів комп'ютера в системному блоці. Являє собою пластину з пластикового ізоляційного матеріалу, на яку напаяні з'єднання і гнізда для кріплення процесора й інших чипів, оперативної пам'яті, гнізда для плат розширення, елементи електроживлення та ін.

Основу материнської плати складає системна шина – ряд рівнобіжних провідників для передачі 32-розрядних машинних чисел, за допомогою яких виробляється обмін даними між процесором, оперативною пам'яттю, накопичувачами інформації, платами, керуючими зовнішніми пристроями і ін. Швидкодія такого обміну залежить від частоти системної шини - 133,266, 333, 400, 533 чи 800 Мгц.

Функціональні можливості материнської плати визначаються набором рознімань для приєднання комплектуючих і мікросхем, призначених для керування спільної роботи комплектуючих різних фірм. На материнській платі може бути одне чи кілька гнізд для центрального процесора, від одного до чотирьох рознімань для мікросхем оперативної пам'яті, рознімання високо-швидкісного графічного обміну з відеокартою AGP, від двох до восьми рознімань для плат пристроїв стандартів РСІ чи ISA, рознімання (порти) для підключення миші, клавіатури, рознімання RS232 для принтера, універсальне рознімання USB.

До обов'язкового набору мікросхем на сучасній платі входять два чипи (так звані Північний і Південний порти), що дозволяють процесору працювати з численним набором різних комплектуючих в умовах постійного відновлення стандартів, протоколів обміну даними та ін. Чип базової системи введення-виведення інформації (BIOS) зберігає інформацію про конфігурацію компонентів системи, відслідковує наявність і настроювання основних пристроїв і керує комп'ютером при відключеному живленні та на початкових етапах завантаження ОС. На деяких моделях материнських плат інтегровано багато функціональних можливостей (звук, відеовихід, керування накопичувачами на твердих і змінних носіях, порти), що раніше могли використовуватися тільки у вигляді змінних плат, що вставляються в рознімання РСІ чи ISA.

Материнська плата із закріпленими на ній комплектуючими міститься в корпусі системного блока.

35

Корпус захищає компоненти ПК від зовнішніх механічних впливів. На корпусі закріплений блок живлення з вентилятором охолодження, рознімання для установки змінних накопичувачів (дисководи для магнітних і оптичних дисків), кнопки включення живлення і перезавантаження, індикатори роботи комп'ютера та ін. Корпуси мають різні стандартні розміри й оформлення, що дозволяють розміщати різні набори устаткування залежно від призначення й умов роботи ПК.

4.3 Оперативна пам'ять

Оперативна пам'ять призначена для розміщення програм і даних, використовуваних процесором безпосередньо в процесі поточної роботи. Складається з комірок для запису, збереження і зчитування даних, об'єднаних у 32-розрядні адресні регістри. При відключенні живлення дані в оперативній пам'яті стираються. Конструктивно оперативна пам'ять виконана у вигляді модуля з набором спеціальних мікросхем, закріплених на пластиковій платі з контактами, що вставляються в спеціальні рознімання на материнській платі. Технічні характеристики оперативної пам'яті визначаються місткістю і швидкістю обміну із системною шиною.

Постійно розробляються нові типи і стандарти оперативної пам'яті. У наш час найбільш широко використовуються модулі пам'яті типу DDR зі швидкістю перезапису даних у комірках 3-6 наносекунд. Модулі пам'яті DDR мають різну ємність (128, 256, 512, 1024 Мб) і швидкість передачі даних 266-800 Мгц. Так само з процесорами ранніх версій можуть використовуватися модулі пам'яті стандартів DIMM (128-512 Мб, 133 Мгц) і SIMM (8-64 Мб).

4.4 Накопичувачі на твердих магнітних дисках

Накопичувачі на твердих магнітних дисках (HDD, вінчестери) призначені для збереження програм і даних протягом тривалого періоду часу; ця пам'ять не залежить від підключення енергії. Інформація записується у вигляді магнітних плям (міток) на дисках з магнітним покриттям. Запис і зчитування магнітних міток виконуються за допомогою спеціальної голівки, що переміщується над поверхнею диска. Одна чи кілька дискових пластин з голівками поміщуються в герметичний металевий корпус, оснащений електродвигунами   обертання    дисків   і  переміщення    голівок,

36

системою керування (контролером) і оперативною пам'яттю (буфером) для тимчасового збереження даних при записі чи зчитуванні. За умовами використання розрізняють: внутрішні накопичувачі (постійно закріплені в системному блоці), змінні накопичувачі (вставляються в спеціальні рознімання системного блока чи дискового масиву) і зовнішні (в окремому корпусі з блоком електроживлення і системою вентиляції, зв'язок з іншими компонентами підтримується за допомогою високошвидкісних з'єднань SCSI, FireWire чи USB).

Тверді магнітні диски залежно від типу контролера поділяються на три основні типи: IDE, SCSI, RAID. Найбільшого поширення набули накопичувачі типу IDE. Численні моделі цього типу мають швидкість обертання 5400 чи 7200 об/хв; ємність дискової пам'яті від 20 до 250 Гб; ємність буфера обміну 2-8 Мб. Накопичувачі з контролером SCSI характеризуються значно більш високою швидкістю передачі даних за рахунок удосконаленого протоколу обміну і швидкості обертання дисків 10000-15000 об/хв, місткість дискової пам'яті – 20-150 Гб, буфер обміну - до 8 Мб. Контролери типу RAID здатні підтримувати одночасну роботу кількох накопичувачів, забезпечувати дублювання запису на кілька пристроїв, відновлювати інформацію у випадку перебоїв, контролювати якість поверхні дисків, змінювати пристрої без вимикання та ін. Місткість дискових масивів RAID залежить від кількості одночасно підтримуваних пристроїв і може досягати 16 Терабайт. Основними виробниками накопичувачів на твердих магнітних дисках є фірми Samsung, Western Digital, IBM, Maxtor, Seagate.

4.5 Накопичувачі на змінних магнітних і оптичних дисках

Накопичувачі на змінних магнітних і оптичних дисках, стрічкові накопичувачі, карти пам'яті. Накопичувачі на змінних магнітних дисках (флопі-диски, гнучкі диски, дискети) призначені для тимчасового чи постійного збереження програм і даних, а також для обміну даними між комп'ютерами. Гнучкий магнітний диск являє собою круглу пластикову пластину діаметром 3,25 дюйма (83 мм) у пластиковому захисному конверті. Стандартна ємність дискети – 1,44 Мб. Дисководами для таких дискет оснащений практично кожен ПК, однак недостатня місткість цього типу пристроїв змушує розробників шукати нові стандарти для їхньої заміни.

37

Поширені накопичувачі на магнітно-оптичних дисках двох типів: Iomega ZIP місткістю 100 і 250 Мб і Iomega JAZ ємністю 1000 і 2000 Мб.

Значного поширення накопичувачі з оптичним принципом запису і зчитування інформації – оптичні або лазерні диски. Оптичні диски можуть бути надійним засобом збереження архівів і резервних копій даних, розрахунковий термін служби оптичного диска становить до 100 років. У наш час розроблено три типи оптичних дисків ємністю до 700 Мб: CD (тільки читання), CD-R (одноразовий запис і читання), CD-RW (багаторазовий запис-читання). Для кожного типу дисків існують відповідні дисководи, що підтримують необхідні функції. Так само існують комбіновані дисководи, здатні працювати з усіма трьома типами дисків. Технічні характеристики дисководів визначаються швидкістю зчитування/запису даних. Швидкість визначається кратною стосовно першого стандарту CD. Наприклад, типова швидкість сучасних дисководів становить 52х-54х при читанні даних і 24х-32х при записі.

Відносно новим стандартом оптичних накопичувачів є диски стандарту DVD ємністю 4,7 Гб. Для цього стандарту розроблені різні типи дисків і дисководів з можливістю читання і запису даних.

Для систем, що використовують операцію постійного резервного копіювання оперативної інформації, використовують стрічкові магнітні накопичувачі (стримери) з касетами ємністю 24 чи 40 Гб.

У мобільних ПК і багатьох геодезичних електронних приладах використовуються накопичувачі на електромагнітній енергонезалежній пам'яті – flash-карти. Ці пристрої не мають деталей, що рухаються, і зручні для застосування в польових умовах, мають розміри і формат банківської електронної картки, розміри деяких моделей наближаються до розмірів поштової марки. Ємність більшості моделей flash-карт (CompactFlash, Secure Digital, SmartMedia, Memory Stick) різних виробників становить 16, 32, 64, 128, 256, 512 Мб. Для перенесення інформації з flash-карт у ПК останній повинен бути оснащений спеціальним карт-зчитувачем (окремо для кожного типу чи комбінованим).

4.6 Відеокарти і відеоприскорювачі

Відеокарти призначені для перетворення сигналів процесора у відеозображення    певного    стандарту,    що   через    спеціальне

38

рознімання може бути передана на монітор чи інший пристрій візуалізації. Відеокарта виконана на окремій платі, що вставляється у рознімання РСІ чи AGP, оснащена спеціальнім графічнім чипом з необхіднім набором команд і відеопам'яттю (1-2 Мб), у який зберігається сформоване відеозображення. Сучасні відеокарти можуть бути настроєні на кілька відеостандартів, що розрізняються за екранним дозволом і глибиною передачі кольору. Звичайно відеокарта формує, зберігає і віддає на монітор одну-дві сторінки відеозображення (звичайний режим роботи для офісних додатків).

У графічних додатках, зв'язаних із тривимірним моделюванням, накладенням напівтонових текстур на об'єкти, розрахунком освітленості і тіней, рухом та ін., можливостей звичайної відеокарти стає недостатньо.

Для формування і візуалізації динамічної тривимірної графіки використовуються спеціальні відеоприскорювачі з графічними процесорами типу Radeon чи GeForce і відеопам'яттю обсягом 64-128 Мб, що дозволяє розвантажити центральний процесор для виконання основних розрахункових завдань.

4.7 Засоби зв'язку

Для зв'язку комп'ютерів і побудови обчислювальних комп'ютерних мереж використовуються різні типи з'єднань. Найбільш поширені локальні мережі на основі кабельних і безкабельних з'єднань, а також вилучені з'єднання за допомогою телефонних ліній.

При побудові локальної мережі в межах однієї кімнати чи будинку використовуються кабельні з'єднання. Кожен комп'ютер оснащується спеціальною мережною картою, що перетворює сигнали процесора й інших пристроїв за спеціальним протоколом ТСР-ІР у сигнал, який може бути переданий по кабельному з'єднанню. Сучасні мережні карти можуть підтримувати швидкість передачі даних 10, 100 чи 1000 Мбіт/сек. При побудові мереж складної конфігурації в неї можуть включатися спеціальні пристрої, що концентрують і керують потоками даних - Hub-i.

При побудові локальних мереж з мобільними комп'ютерами можна використовувати безкабельні з'єднання: на основі інфрачервоних променів (IrDA) чи ультракороткохвильового радіо (Wi-Fi, Bluetooth), що діють тільки в межах прямої видимості.

39

Кожна мережна карта повинна оснащуватися приймачем-передавачем відповідного типу.

Для сполучення комп'ютерів через телефонну мережу використовуються модеми, які перетворюють сигнали процесора в спеціальний код за певним протоколом (V.90, V.92, V.34 та ін.). Швидкість передачі даних звичайними телефонними лініями становить 36-56 Кбіт/сек, виділеними лініями – до 2,3 Мбіт/сек. Для зв'язування віддалених комп'ютерів використовують модеми різної пропускної здатності, комутатори, маршрутизатори, високошвидкісні оптичні і супутникові лінії зв'язку. Разом зі сховищами каталогізованої інформації і пошукових серверів ці пристрої створюють і підтримують у робочому стані всесвітню павутину мережі INTERNET.

Лекція 5

ПРИСТРОЇ ЗБОРУ І ВВЕДЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ

5.1 Маніпулятори

5.2 Дигітайзери

5.3 Сканери.

5.1 Маніпулятори

Стандартними пристроями введення інформації в комп'ютер є клавіатура і графічний маніпулятор «миша». За допомогою клавіатури в комп'ютер вводиться цифрова і символьна інформація, для чого на клавіатурі розміщені різні клавіші (102 чи 104 клавіші). Маніпулятор «миша» використовується в програмах із графічним інтерфейсом. За допомогою курсора миші користувач указує на різні елементи керування, розміщені на екрані, чи робить оконтурювання об'єктів. Для керування і введення даних застосовують різні типи графічних маніпуляторів: механічні (рух миші передається в комп'ютер за допомогою обертання кульки і системи валиків) і оптичні (світлочутливий елемент зчитує рухи по спеціальній поверхні). Різновидом механічної миші є трекбол – кулька розміщена зверху й обертається рукою користувача. У мобільних комп'ютерах як графічний маніпулятор можуть використовуватися джойстики (рух курсора керується відхиленням спеціальної рукоятки) чи перо, яким надавлюють або пишуть на сенсорному покритті екрана чи графічного планшета.

40

Для введення великих масивів просторово-розподілених даних у ГІС використовуються спеціальні периферійні пристрої. Для цифрування паперових картографічних матеріалів в умовах офісу призначені дигітайзери (ручне введення даних) і сканери (автоматичне введення даних). При цифруванні за допомогою дигітайзера картографічні об'єкти обводяться по зовнішньому контуру чи осьовій лінії (векторне представлення). Сканер повністю копіює всю поверхню вихідного графічного джерела, площина карти розбивається на окремі елементи певного розміру (растрове представлення), кожному елементу присвоюється код кольору. Скановане зображення може відразу перетворюватися в растрові дані формату якогось ГІС-пакета чи використовуватися для розпізнавання і векторного цифрування об'єктів ручним (екранне дигітизування) або автоматизованим способом (векторизація).

Для збору і просторової прив'язки даних у польових умовах використовуються приймачі GPS і електронні геодезичні прилади. Сучасні моделі цих пристроїв можуть працювати як автономно, обмінюючись даними з ПК за допомогою flash-карт, так і бути прямо підключеними до мобільного ПК.

У спеціальних організаціях, що займаються створенням і відновленням топографічних карт, використовуються периферійні пристрої, які дозволяють розпізнавати й цифрувати рельєф за аерознімками – оптичні або цифрові стереофотограметричні станції.

5.2 Дигітайзери

Дигітайзер (digitizer, digitiser, tablet, table digitizer, digitizer tablet, digital tablet, graphic tablet, – синоніми – цифрувач, графічний планшет, графічний пристрій введення даних, графоповторювач – іноді використовуються терміни «сколка», «таблетка») – пристрій для ручного цифрування картографічної і графічної документації у вигляді послідовності точок, положення яких описується прямокутними декартовими координатами площини. Дигітайзер складається з плоскої панелі (tablet) з мережею горизонтальних і вертикальних провідників і магнітно-індукційного курсора. Залежно від призначення може комплектуватися курсорами двох типів: курсором з індукційним кільцем (за розмірами і конфігурацією подібний до курсора миші) для високоточного введення або пером (stylus, pen stylus) – для низькоточного введення координат. Технічні характеристики дигітайзерів визначаються:

41

розмірами робочої області;

загальними габаритами, приблизно відповідними форматам А4-А0;

просторовою точністю курсора;

просторовою точністю поля дигітайзера, закладеною в його конструкцію, тобто величиною мінімального кроку між сусідніми провідникам (рис. 5.1, 5.2).

Рисунок 5.1 – Дигітайзер формату AO

42

Рисунок 5.2 – Дигітайзер формату А4 із закріпленим картографічним матеріалом:

а - загальний вигляд; б - курсор дигітайзера

Сумарна точність зчитування координат для більшості моделей дигітайзерів звичайно знаходиться в межах десятих чи сотих часток міліметра. Великоформатні (А1, АО) столи можуть кріпитися на підставці. Робоче поле столу може бути виконане з прозорого матеріалу і мати підсвічування.

Картографічні матеріали, призначені для цифрування, кріпляться на робочу область дигітайзера (рис. 5.2). За допомогою курсора-зчитувача вказується кілька контрольних точок з відомими координатами, після чого установлюється відповідність між координатними системами матеріалів, що цифруються, і дигітайзера. У процесі подальшої роботи всі координати, що зчитуються, будуть автоматично перетворюватися у встановлену систему координат.

Ручне дигітизування надає оператору свободи вибору, точності опису картографічних об'єктів. Частота зчитування координат точок залежить від типу об'єкта, звивистості його контурів, вимог проекту, кваліфікації оператора і багатьох інших факторів. При правильному виборі техніки цифрування можна значно скоротити кількість опорних точок, що описують контури об'єкта при збереженні заданої точності. За необхідності можна використовувати режим потокового цифрування, коли задається відстань (звичайно 1-5 мм), через яку курсор автоматично зчитує координати, оператору необхідно тільки вести курсор уздовж заданої лінії.  При цій  технології  цифрування  може  створюватися

43

надлишкова кількість точок на прямих ділянках, а також можливі помилки на місцях, де вигин лінії менше кроку автоматичного зчитування.

Курсор дигітайзера може бути оснащений різною кількістю функціональних кнопок (звичайно 4 або 16). Функції цих кнопок можна програмувати, наприклад, задавати номери кнопок зчитування координат, закінчення об'єкта, замикання полігону чи переходу в потоковий режим за вимогою різних операторів. Багато моделей дигітайзерів оснащуються системою настроювання, що дозволяє їм працювати з різними пакетами ГІС і САПР. У зв'язку зі значною складністю і вартістю (вартість дигітайзерів досягає $3000-4000) та появою порівняно дешевих сканерів дигітайзерне введення просторових даних сьогодні практично цілком витиснуте технологіями екранного дигітизування. Основним виробником картографічних дигітайзерів залишилася фірма CalComp (лінія моделей DrawingBoard).

5.3 Сканери

Сканер (scanner) – синонім «скануючий пристрій» – пристрій аналого-цифрового перетворення зображення для його автоматизованого введення в комп'ютер у растровому форматі шляхом сканування (послідовного перегляду і зчитування смуг зображення) у відбитому чи прохідному світлі з непрозорого і прозорого оригіналу (кольорового, монохромного напівтонового, штрихового).

Технічні характеристики й сфери застосування сканерів залежать від виду і технології подачі матеріалу, що сканується, просторового дозволу (визначається кількістю елементів растра на дюйм, звичайно 300-600 dpi і більше), точністю розпізнавання кольору і півтонів (характеризується кількістю біт, що описують кожен елемент растра). Розрізняють планшетні сканери (flatbed scanner), барабанні сканери (drum scanner) (рис. 5.3), роликові сканери (sheet-feed Scanner) і ручні сканери (handheld Scanner). Застосування останніх у ГІС обмежене малим форматом сканованого аркуша в додатках щодо розпізнавання тексту.

Основою сканера є лінійка зі світлочутливими елементами, що рухається вздовж документа, який сканується (у планшетних сканерах), або сканований документ протягується вздовж нерухомої лінійки (у барабанних і роликових сканерах).

44

Рисунок 5.3 – Барабанний сканер

Найбільш поширені моделі планшетних сканерів фірм Epson, Canon, AGFA, Mustek, HP, UMAX. У зв'язку з конструкційними особливостями формат планшетних сканерів не перевищує A3. Планшетні сканери можуть сканувати документи з оптичним розділенням до 4800 dpi і глибиною кольору до 42 біт/піксел, оснащуються слайд-пристроями для сканування фотонегативів і спеціалізованим програмним забезпеченням для корекції сканованих матеріалів.

Програмне забезпечення, призначене для планшетних сканерів, дозволяє здійснювати контроль якості і корекцію сканованого матеріалу. Для забезпечення заданої точності сканування використовуються спеціальні контрольні пластини з точно нанесеними мітками. За допомогою спеціального програмного забезпечення порівнюються еталонні характеристики пластини з сканованою копією, визначаються розміри локальних перекручувань і розробляються коригувальні виправлення для кожного сканера.

Для сканування великоформатних картографічних документів розроблені різні моделі роликових сканерів. Сканери фірм Intergraph і Contex сканують кольорові, чорно-білі карти і плани формату А1-А0, а також рулонні матеріали з роздільною здатністю                  400-800 dpi, товщина матеріалу, що сканується, може досягати 15мм

45

(наприклад, наклеєні на фанеру чи алюмінієві аркуші міські архітектурні плани). Роликові сканери мають похибку 0,1% на довжину сканованого документа, що для аркуша карти розміром 384x368 мм дасть похибку близько 0,3-0,4 мм. Спеціалізовані планшетні сканери мають кращі характеристики точності - 0,05%, але теж не забезпечують потрібного стандарту. Зазначені вище вимоги задовольняють тільки барабанні сканери, що застосовують для професійного «топографічного» сканування і створення цифрових копій карт (рис. 5.3).

У таких сканерах особлива увага приділяється мінімізації і повному виключенню можливих перекручувань, що виникають у процесі сканування. Матеріал, який сканується, жорстко кріпиться на спеціальному барабані, при обертанні барабана документ рухається уздовж нерухомої скануючої лінійки. Застосовуються спеціальні електродвигуни для забезпечення рівномірного руху барабана без затримки чи ривків, спеціальні системи стабілізації електроживлення, що виключають впливи коливання напруги, системи амортизації для гасіння вібрацій.

Такі пристрої встановлюються на спеціальній основі, у приміщенні підтримуються стабільні вологість і температура, для керування створене спеціальне програмне забезпечення. Загальна вартість таких програмно-апаратних комплексів може досягати 100 000-150 000 дол. США. Наприклад, барабанний сканер CCS 500-50 TF (Tangent, USA) з урахуванням програмного забезпечення і налагодження коштує близько 150 000 дол. США, аналогічна апаратура російського складання ProfScan 5020С -14 500 дол. США.

Лекція 6

ГЛОБАЛЬНА СИСТЕМА МІСЦЕВИЗНАЧЕННЯ

6.1 GPS-приймачі

6.2 Електронні геодезичні прилади.

6.1 GPS-приймачі

GPS-приймачі є користувацьким компонентом системи GPS (Global Positioning System, Глобальна система місцевизначення, система супутникового місцевизначення, система супутникового визначення координат) і призначені для визначення географічних координат і висот щодо координатно-висотної системи WGS-84.

46

До діючих у наш час систем супутникового місцевизначення відносять системи GPS (NAVSTAR) США і ГЛОНАСС (GLONASS)  Російська Федерація. Основне розроблення і розгортання компонентів цих систем проводилися в 70-90-х роках XX ст. Система GPS цілком розгорнута в 1993 p.; ГЛОНАСС – у 1996 р. (на орбіту виведені всі супутники) (рис. 6.1).

Рисунок 6.1 –  Приймачі GPS

а) навігаційний приймач GPS Magellan;

б) приймач GPS Trimble PathFinder з накопичувачем даних;

в) польовий збір даних з використанням приймача GPS

У складі обох систем місцевизначення виділяють три підсистеми (сегменти):

  1.   підсистему наземного контролю і керування (control-segment) – мережу наземних станцій, що забезпечує супутники точними координатами (ефемеридами) та іншою інформацією;
  2.   підсистему комплексу супутників (space-segment), що складається з 24 космічних апаратів, оснащених кількома атомними цезієвими стандартами частоти-часу, які постійно передають на частотах L1 і L2 сигнали для вимірювання псевдовідстаней кодовим і фазовим методами, мітки часу й інші повідомлення, необхідні для місцевизначення;
  3.   підсистему апаратури користувачів (user-segment), яка містить приймачі місцевизначення з антенами, накопичувачами результатів вимірювань, іншим оснащенням і програмним забезпеченням обробки даних.

47

Визначення координат базується на визначенні відстаней від приймача до 3-6 супутників і побудови геодезичних засічок. Оскільки точне місце розміщення кожного супутника розраховане для кожного моменту часу, відстань до нього визначаться за часом запізнювання радіосигналу. Існує два види радіокоду, переданого супутниками, військовий (більш точний) і цивільний (менш точний). Для підвищення точності місцевизначення приймачами GPS використовується кілька радіоканалів для прийому сигналу від одного супутника, застосування фазового методу розрахунку дальності, використання роботи двох приймачів одночасно і спеціального програмного забезпечення для камеральної обробки даних польової зйомки. При використанні додаткових методів точність визначення горизонтальних і вертикальних координат на місцевості може досягати 1-3 мм. На точність визначення координат впливає взаєморозміщення супутників на небесній півсфері (супутники повинні знаходитися в різних секторах і по можливості вище 15° над обрієм), радіозатінення деревами і спорудами, радіовід-биття від горизонтальних і вертикальних поверхонь.

Приймачі місцевизначення (GPS receivers, GLONASS receivers, GPS/GLONASS receivers) – електронні пристрої, що приймають сигнали супутників з метою місцевизначення. Приймачі місцевизначення розрізняють, від якого супутника приймається сигнал, розділяють ці сигнали, ведуть спостереження за ними, вимірюють, переводять результати в цифрову форму, попередньо їх обробляють, зберігають та ін. Приймачі бувають послідовного спостереження (1-2 канали) і багатоканальні (multi-channel) рівнобіжного спостереження (6-12 і більше каналів), застосовуючи кодовий метод вимірювання; одночастотні L1 і двочастотні L1 і L2, що вимірюють кодовим і фазовим методами; безкодові, що вимірюють різниці фаз подвоєних частот LI, L2; мініатюрні, ручні, малогабаритні; розраховані на прийом сигналів GPS, ГЛОНАСС чи обох систем. Моделі приймачів GPS поділяються на кілька класів за конструктивними особливостями, функціональними можливостями і точністю визначення координат.

Приймачі навігаційного класу точності визначають координати точки стояння при зупинках і в русі з точністю 100-30 м, розраховують азимут і відстань до заданої точки. Конструктивно приймачі виконані в єдиному корпусі з антеною, дисплеєм, клавіатурою керування, блоком енергоживлення. Розміри і зовнішній вигляд цих пристроїв фірм Gramlin, Magellan порівнянні з

48

мобільними телефонами; на корпусі розміщені рідинно-кристалічний дисплей і клавіатура; передбачені рознімання для зв'язку з ПК (рис 6.1).

Для ГІС-проектів фірмою Trimble розроблений спеціальний тип приймачів, що містить блок приймача, наріжну антену, блок енергоживлення і блок реєстрації даних (рис. 6.1). За допомогою таких комплексів можна не тільки визначати координати точок (до 5000 точок з описами), а й ідентифікувати їх з використанням спеціальної бібліотеки описів. Точність визначення координат з використанням таких комплексів становить 0,6-1 м. Передбачено обмінні формати даних з багатьма пакетами ГІС.

Точність геодезичного класу (1-5 мм) досягається при використанні диференціальних станцій – комплексу двох високоточних приймачів. Один із приймачів установлений стаціонарно і постійно вимірює свої координати. Шляхом статистичної обробки численних вимірів координати точки стояння визначаються з дуже високою точністю. Інші приймачі, використовувані в мобільному варіанті, підтримують постійний радіозв'язок з базовою станцією й одержують від неї виправлення для визначення координат. Приймачі геодезичного класу випускають фірми Trimble, Leica, Ashtech, Sokkia, Carl Zeiss. За допомогою таких систем створюються високоточні опорні геодезичні мережі, що потім можуть згущатися за допомогою електронних геодезичних приладів і низькоточних GPS-приймачів.

6.2 Електронні геодезичні прилади

Пристроями, призначеними для використання в геодезії, є: теодоліт (theodolite) – для вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів; далекомір (distancemeter) – для вимірювання відстаней; нівелір (level) – для визначення перевищень горизонтальною лінією візування; тахеометр (tacheometer) – для виміру горизонтальних і вертикальних кутів, довжин ліній і перевищень (рис. 6.2).

Сучасні геодезичні прилади вимірюють горизонтальні і вертикальні кути з точністю до 1 кутової секунди. Вмонтовані лазерні далекоміри дозволяють визначати відстані з точністю до 1 см на 1 км на максимальній відстані до 3,5 км. Багато приладів відомих фірм Leica, Sokkia, Carl Zeiss, Trimble мають властивість масштабування функціональних можливостей.

49

Рисунок 6.2 – Електронні геодезичні прилади фірми Trimble

На один корпус може міститися різний набір оптико-механічних і електронних компонентів. Прилади початкового рівня оснащуються автоматичними електронними калькуляторами з відображенням на екрані вертикального і горизонтального кутів, похилої відстані, горизонтального прокладення і перевищення.

Прилади середнього класу оснащуються мікропроцесорами з набором прикладних програм і пам'яттю, яка дозволяє зберігати дані про вимірювання і ідентифікацію 1000-3000 точок.

Вмонтоване програмне забезпечення дозволяє безпосередньо в ході вимірювання вирішувати такі завдання: виконання зворотної засічки, спостереження й зрівнювання теодолітного ходу, вимірювання зі зсувами, винесення в натуру координат об'єктів, вимірювання площ і об'ємів та ін. Універсальні робочі станції можуть виконувати виміри без участі людини, автоматично відслідковуючи переміщення маркера на місцевості. Ці прилади можуть підключатися прямо до мобільного ПК або обмінюватися даними з комп'ютерами за допомогою ііавії-карт. До складу багатьох пакетів ГІС входять операції обробки даних геодезичних вимірювань (наприклад, модуль СООО - координатна геометрія, модуль пакету АИС/ШРО фірми ЕвШ).

Стереофотограметричні станції. Стереофотограметричні станції призначені для побудови об'ємних зображень рельєфу земної поверхні за двома аерофотознімками поверхні Землі.

50

За конструктивним виконанням і технологією обробки знімків розрізняють аналогові (працюють з негативами чи фотовідбитками) і цифрові (працюють зі сканованими знімками) стереофотограметричні станції. З використанням спеціальної оптичної системи виконується суміщення стереопари знімків у поле зору оператора і створюється «віртуальна» тривимірна модель. За допомогою спеціальних аналітичних алгоритмів на стереомоделі рельєфу проводяться (цифруються) горизонталі. Ця технологія використовується при масовому створенні і відновленні топографічних карт у спеціалізованих організаціях. Пристрої цього типу виробляються і в Україні – у державному науково-виробничому підприємстві «Геосистема» (м. Вінниця) (рис. 6.3).

Рисунок 6.3 – Аналітична стереофотограметрична станція «Стереоанаграф-6»

Лекція 7

ПРИСТРОЇ ВІЗУАЛІЗАЦІЇ І ПОДАННЯ ДАНИХ

7.1 Пристрої візуалізації

7.2 Дисплеї

7.3 Принтери

7.4 Плотери.

7.1 Пристрої візуалізації

Візуалізація (visualization, visualisation, viewing, display, displaying, синонім – графічне відтворення, відображення – у ГІС,

51

комп'ютерній графіці і картографії) – проектування і генерація зображень, у тому числі геозображень, картографічних зображень та іншої графіки на пристроях відображення (переважно на екрані дисплея) на основі вихідних цифрових даних і алгоритмів їхнього перетворення.

Крім екрана дисплея, картографічні зображення можуть бути відображені на великих екранах за допомогою проекційної системи чи виведення у вигляді твердої копії на папері, плівці за допомогою принтера чи плотера.

7.2 Дисплеї

Дисплей (display, display device), синоніми – пристрій відображення, відеоекран - пристрій (система) виведення, що здійснює візуальне подання чи відображення (display, displaying) виведених даних на екран комп'ютера (screen), монітор. За конструкцією розрізняють дисплеї на основі електронно-променевих трубок (ЕПТ-монітор, CRT-display) і рідинно-кристалічні дисплеї (РК-дисплеї, LCD-display), плазмові дисплеї (plasma-panel display). Сучасні комп'ютерні дисплеї характеризуються розміром екрана, підтримуваними стандартами роздільної здатності, швидкістю відновлення зображення на екрані, відповідністю вимогам електробезпечності і відсутності іонізуючого випромінювання, зручністю керування і настроювання.

Дисплеї на основі електронно-променевих трубок є найбільш давньою і поширеною технологією візуалізації цифрових зображень. Зображення формується шляхом опромінення електронним променем плям люмінесцентної речовини на передній стінці вакуумної трубки. Колір формується злиттям трьох близько розміщених плям з різним колірним світінням - червоним, зеленим і синім (red, green, blue; RGB-модель); інші кольори та їхні півтони формуються шляхом змішування основних кольорів. Зображення формується з окремих зерен (пікселів), що складаються з трьох різнобарвних плям, розмір зерна становить 0,2-0,28 мм. Розмір екранів ЕПТ-дисплеїв складає масштабний ряд 14, 15, 17, 19, 20, 21, 22, 23 і 24 дюйми по діагоналі. Підтримуються такі стандарти роздільної здатності для відображення інформації: VGA (640x480 пікселів); SVGA (800x600 пікселів); XGA (1024x768 пікселів). Монітори з діагоналлю 17 і більше дюймів можуть підтримувати просторову дрібність 1280x1024; 1600x1200; 1792x1344; 1920x1440;

52

2048x1536 пікселів (можливість такої роздільної здатності визначається характеристиками і драйверами відеокарти). Для передачі кольору використовуються три основні колірні RGB-моделі: 8 біт на піксел – 256 кольорів; 16 біт на піксел, High Color – 56 тис. кольорів і відтінків; 24 біт на піксел – True Color, більше 16 млн кольорів і відтінків. На якість сприйняття зображення значно впливає частота відновлення зображення на екрані, при низьких швидкостях (менше 65 Гц) стає помітним мерехтіння екрана. Оптимальною швидкістю відновлення екрана вважається 85-95 Гц. У своїх ЕПТ-дисплеях основні фірми-виробники Samsung, Samtron, LG, NEC, Philips, Sony, Hansol, Mitsubishi застосовують технології створення плоских екранів, зменшення геометричних і яскравих перекручувань, зменшення енергоспоживання.

З появою технології рідинно-кристалічних дисплеїв почалося поступове збільшення їхніх розмірів і екранного розділення. Пікселі на цьому типі пристроїв формуються зі світлодіодів трьох основних кольорів, видимість чи невидимість світлодіода визначається станом рідкого кристала. Сучасні рідинно-кристалічні дисплеї (на основі TFT-матриці) для настільних комп'ютерів характеризуються розмірами від 15 до 24 дюймів, розмірами піксела 0,28-0,3 мм, підтримкою екранної дрібності 1280x1024; 1600x1200 пікселів. Такі дисплеї мають значно менші розміри порівняно з ЕПТ-аналогами, меншим енергоспоживанням і відсутністю іонізуючого випромінювання. Рідинно-кристалічні дисплеї розміру 12-15 дюймів і роздільної здатності до 1280x1024 пікселів також використовуються в різних моделях ноутбуків. Повнокольорові дисплеї з діагоналлю 2-3,5 дюйма і роздільною здатністю до 320x240 використовуються в портативних моделях ПК, а також пристроях мобільного зв'язку.

7.3 Принтери

Принтер (printer), синонім – друкувальний пристрій – пристрій відображення текстової (алфавітно-цифрової) і графічної інформації, що базується на тому чи іншому принципі друку. Розрізняють друкувальні пристрої: пелюсткові або ромашкові, принтери – послідовні шрифтові ударні пристрої типу механічних друкарських машинок (забезпечують тільки алфавітно-символьний друк і практично вийшли чи виходять із використання); матричні принтери з генерацією знака у вигляді точок растра шляхом удару

53

голок друкуючої голівки по фарбувальній стрічці (з просторовим розділенням до 300 dpi), лазерні принтери, у яких зображення переноситься лазерним променем на папір чи інший матеріал методом ксерографії, забезпечуючи високий просторове розділення (звичайно 300-1200 dpi) і аналогічні їм принтери з перенесенням зображення за допомогою матриці світлодіодних елементів, які називають світлодіодними принтерами; термопринтери і принтери з термопереносом, що базуються на принципі термодруку на термочуттєвому чи звичайному папері відповідно; струминні принтери з видавлюванням фарбувальної речовини через сопла форсунок (звичайно до 1200 dpi). За можливостями відтворення кольору принтери поділяються на багатокольорові і монохромні, або чорно-білі, принтери, що забезпечують штриховий і/чи напівтоновий друк.

Принтери переважно призначені для друку сторінкових документів формату А4-АЗ, до яких входить як текст, так і графіка. Технічні характеристики сучасних принтерів визначаються просторовим дозволом друку, швидкістю виведення чорно-білої чи кольорової сторінки, вартістю друку однієї сторінки, стійкістю зображення під впливом вологи чи світла, розмірами, додатковими функціями.

Фірми HP, Epson, Canon, Lexmark, Samsung, Xerox виробляють широкий спектр пристроїв різного типу і класу. До складу модельних рядів відомих фірм входять як моделі початкового рівня зі швидкістю друку до 10 стор/хв, так і професійні моделі з можливістю друку 25-35 повнокольорових сторінок за хвилину, які здатні працювати в обчислювальній мережі й оснащені власними накопичувачами інформації. Постійно розширюється модельний ряд пристроїв, що мають в одному корпусі функції лазерного або струминного принтера, копіра і сканера.

Для друку великоформатних документів застосовуються технології розбиття на окремі сторінки з подальшим склеюванням. До принтерів також іноді відносять пристрої з технологією струминного друку для рулонних документів шириною до 153 cm. Відмінність високопродуктивних великоформатних принтерів з високим просторовим розділенням друку від плотерів (графопобудовників) растрового типу досить умовна.

54

7.4 Плотери

Плотер (plotter), синоніми – графобудівник, автоматичний координатограф – пристрій відображення, призначений для виведення даних у графічній формі на папір, пластик, фоточуттєвий матеріал чи інший носій шляхом креслення, гравіювання чи фото-реєстрації іншим способом. Розрізняють планшетні плотери (flatbed plotter) з розміщенням носія на плоскій поверхні, барабанні плотери (drum plotter) з носієм, що закріплюється на обертовому барабані, рулонні, або роликові, плотери (roll-feed plotter) із креслярською голівкою, що переміщується в одному напрямку при одночасному переміщенні носія в перпендикулярному йому напрямку.

За принципом побудови зображення плотери поділяються на векторні і растрові.

Векторні плотери створюють зображення пером чи олівцем.

Растрові плотери, успадковуючи конструктивні особливості принтерів, створюють зображення шляхом порядкового відтворення і за способом друку. Вони поділяються на:

 електростатичні плотери з електростатичним принципом відтворення,

струминні (рис. 7.1)  базуються на принципі струминного друку (видавлюванні фарбувальної речовини через сопла форсунок),

лазерні – відтворюють зображення з використанням світлового променя чи лазера,

світлодіодні – відрізняються від лазерних плотерів способом перенесення зображення з барабана на папір,

термічні плотери, мікро-фільм-плотери, або фотоплотери з фіксацією зображення на світлочутливому матеріалі.

Основні конструктивні та експлуатаційні характеристики плотерів: формат відтвореного зображення-оригіналу, що варіює звичайно від А4 до А0 для плотерів нерулоного типу чи вимірюється робочою довжиною барабана і максимальною довжиною рулону (до декількох десятків метрів) для рулонного типу; розмір робочого поля; точність; просторове розділення растрових плотерів (звичайно в межах 300-2500 dpi); швидкість промальовування або виготовлення одиниці продукції заданого формату; наявність чи відсутність власної пам'яті (буфера); інтерфейс і програмне забезпечення. Деякі моделі плотерів комплектуються або можуть оснащуватися насадками, що доповнюють їх функціями сканера.

55

Рисунок 7.1 – Широкоформатний струминний

плотер HP DesignJet

У наш час найбільшого поширення набули струминні плотери фірми Hewlett Packard (рис. 7.1), що дозволяють друкувати повнокольорові картографічні документи формату А4-А0. Такі пристрої оснащуються системою безупинної подачі чорнила, системою моніторингу запасу чорнила й оповіщення про їх можливу недостачу для друку заданого документа, системою відрізання паперу чи нарізання на аркуші певного формату. Оскільки документи, передані на друк, мають растровий формат, обсяг файлу друку може досягати кількох сотень мегабайт. Моделі плотерів, призначені для повнокольорового великоформатного друку, оснащуються високошвидкісними інтерфейсами SCSI, Fire-Wire, USB для обміну даними з комп'ютерами, власними графічними процесорами і дисковими накопичувачами.

Лекція 8

ТЕНДЕНШЇ РОЗВИТКУ АПАРАТНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Комп'ютерна техніка і пов'язана з нею периферія належать до галузі технології, що найбільш швидко розвивається. За останні 10 років швидкодія комерційних процесорів тільки за тактовою частотою виросла з 33 до 3800 Мгц, ємність ОЗУ - з 16 Мб до 4 Гб, значно поліпшилися технічні показники і зменшилася вартість периферійних пристроїв.

56

Однак більшість фахівців відзначає, що технічні характеристики сучасних чипів наблизилися до своєї фізичної межі. Можливості зменшення розмірів транзисторів і провідників обмежені властивостями хімічних елементів і електричних зарядів. У багатьох лабораторіях тривають інтенсивні дослідження, що вивчають можливості застосування для збереження і зчитування інформації оптичних елементів чи органічних молекул.

Подальше збільшення обчислювальної потужності комп'ютерів пов'язується з переходом на 64-розрядні процесори. Вже випущені в тестову експлуатацію 64-розрядні процесори Intel® Core™2 Quad і AMD Phenom II X4.

Безупинно збільшується щільність запису на поверхні магнітних дисків – середня ємність таких пристроїв уже становить 500 Гб, з'явилися комерційні моделі з ємністю 1 Тб. Зростає ємність змінних носіїв інформації – оголошено про подвоєння щільності запису на оптичних дисках стандарту DVD, ємність яких тепер може досягати 8,5 Гб. Для передачі зростаючих обсягів графічної інформації всередині комп'ютера і на периферійні пристрої розробляються нові швидкісні дротові і бездротові інтерфейси, удосконалюються вже існуючі технології.

Ще одна тенденція розвитку пов'язана з підвищенням інтегрування і зменшенням розмірів багатьох класів комплектуючих ПК. Розробляються нові типи мікросхем, що поєднують функції центрального процесора, оперативної пам'яті, контролерів введення-виведення та ін. На основі таких чипів можливе створення мобільних комп'ютерів нового покоління, що виконують функції комунікації.

Уже з'явилися пристрої, які поєднують функції ПК, мобільного телефону і приймача GPS. Такий пристрій здатний визначити свої координати, передати їх у найближчий сервісний центр мережею INTERNET, завантажити з нього відповідну карту місцевості і відобразити її на екрані з розрахунком подальшого маршруту. Для обслуговування таких систем створюються бази даних міст і рекреаційних територій, що можуть поставлятися на flash-картах чи мікровінчестерах ємністю до 4-360 Гб.

57

Лекція 9

СПОСОБИ ПОДАННЯ АТРИБУТИВНИХ ДАНИХ

9.1 Атрибутивні дані в ГІС

9.2 Бази даних як подання об'єктів реального світу.

9.1 Атрибутивні дані в ГІС

Атрибутивні дані в ГІС можуть мати різні способи і технології формалізації, обробки і подання. До атрибутивної відносять ту інформацію, яка або не має просторового прив'язування, або характеризує просторові об'єкти без зазначення місця їх розміщення. Наприклад, порядкові номери просторових об'єктів, їхні власні імена, числові кількісні або якісні значення. Блок атрибутивної інформації, прив'язаної до будь-якого просторового об'єкта, може містити від одного до багатьох сотень окремих атрибутивних значень різного типу, що характеризують різні параметри цього об'єкта.

Для використання в середовищі ГІС атрибутивна інформація підлягає систематизації, структуризації і формалізації, що дозволяє використовувати для подальшого її введення й обробки різні засоби автоматизованого пошуку, обчислень і візуалізації. Для кожного типу просторових об'єктів вибирається набір атрибутів, що дозволяють ідентифікувати конкретний тип об'єкта серед інших і з максимальною повнотою описати його властивості. Після визначення списку атрибутів вибираються методи їхньої формалізації.

Одним із найбільш поширених атрибутів просторових об'єктів є їхні власні назви – назви населених пунктів, адміністративних одиниць, ділянок рельєфу, рік, водойм, природних урочищ, об'єктів господарювання та ін. Такий тип атрибута ідентифікує об'єкт, виокремлює його серед інших однотипних об'єктів, дозволяє звернутися саме до цього об'єкта. Такий спосіб опису атрибута об'єкта називається номінальним  об'єкт просто одержує своє окреме ім'я, він рівнозначний у списку таких самих об'єктів. До цих атрибутів можна віднести: «Галицький район», «КСП «Світанок», «копальня № 122» та ін.

Атрибути, що показують місце розміщення об'єкта серед інших аналогічних об'єктів, їхню взаємну ієрархію, пріоритет, називаються порядковими атрибутами. Таким способом описується

58

ієрархія: ділянок дорожньої мережі (автостради, шосе, дороги з удосконаленим покриттям, ґрунтові дороги); елементів річкової мережі (допливи І, II чи III порядку); ієрархічні рівні ландшафтних одиниць, ранги населених пунктів та ін. У більшості випадків такі атрибути описуються порядковим номером деякої рангової шкали.

Для кількісних даних (температура, тиск, зміст забруднювачів у повітрі, воді чи ґрунті, висота над рівнем моря, кількість рослин на квадратний метр, вміст гумусу та ін.) використовуються розімкнені або замкнені числові шкали. Ці величини можна порівнювати одну з одною, над ними можна робити різні математичні операції. При використанні універсальної розімкненої шкали числа можуть набувати значень від «мінус нескінченності» до «плюс нескінченності», замкнена числова шкала обмежена двома крайніми величинами, що характеризують набір припустимих значень для якоїсь предметної області (наприклад, 0-100%; 0-1 безрозмірних одиниць; 0-360 компасних градусів; 0-90 градусів нахилу та ін.).

Різні системи класифікації і кодування дозволяють скоротити описи різноманітних просторових об'єктів до одного або кількох десятків символів. У наш час розроблені системи буквено-цифрових кодувань для геологічних, ґрунтових, ландшафтних, геоботанічних карт. Для цифрових топографічних карт і архітектурно-містобудівних планів розроблені відомчі позиційні коди -класифікатори. Весь перелік об'єктів, що картографуються, поділяється на окремі тематичні групи, розділи яких перебувають в ієрархічному підпорядкуванні. Наприклад, «Класифікатор інформації, яка відображується на топографічних картах масштабів 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:500 000, 1:1 000 000» передбачає виділення дев'яти основних класифікаційних груп, кожна з яких розбита на стандартні підрозділи.

Після певної обробки атрибутивна інформація може бути організована у вигляді бази даних певного формату.

9.2 Бази даних як подання об'єктів реального світу

База даних є інформаційною моделлю реального світу в певній предметній галузі. Згідно з тлумачним словником з геоінформатики (Баранов и др., 1999) база даних (БД, data base, database, DB) – це сукупність даних, організованих за певними правилами, що встановлюють загальні принципи опису, збереження і маніпулювання даними (рис. 9.1).

59

Рисунок 9.1 –Приклад концептуальної схеми

муніципальної бази даних

У базах даних залежно від призначення (база даних підприємства, муніципальна база даних, база даних адміністративного району чи області) може зберігатися й оброблятися різна інформація: списки співробітників підприємств з їх обліковими даними, списки будинків і їх технічні характеристики, юридичні або статистичні описи земельних ділянок, об'єктів адміністративного керування та ін. Так само залежно від призначення бази даних може змінюватися перелік об'єктів, описуваних у базі даних; склад атрибутів, що описують ці об'єкти; спосіб і ступінь формалізації атрибутів; організація зв'язку між різними об'єктами бази даних та ін.

Об'єкти бази даних можуть бути описані різними способами: у вигляді текстових описів, цифрових кодів, комбінованих цифро-буквених класифікаторів, числових значень різного типу, календарних дат та ін. Кожен однотипний об'єкт бази даних описується однаковим набором атрибутів, таким чином, база даних складається з окремих записів, що характеризують кожний об'єкт і покажчики зв'язків між ними.

60

У більшості випадків бази даних проектуються таким чином, щоб один або кілька атрибутів однозначно ідентифікували запис. Сукупність значень цих атрибутів називається ключем запису, а самі атрибути - ключовими атрибутами. Ключ запису можна розглядати як унікальне ім'я запису, за яким користувач завжди може знайти цей запис.

У реальному світі часто можна спостерігати однорідні об'єкти (будинки, водойми, населені пункти та ін.). Відповідно в базі даних такі об'єкти природно представляти у вигляді декількох екземплярів таких записів, тобто записів з однаковими атрибутами. Аналогічна ситуація має місце і зі зв'язками – у базі даних є багато однотипних зв'язків, що з'єднують однотипні об'єкти.

У концептуальній схемі вся безліч однотипних записів подається одним абстрактним записом, що називають типом запису. Кожному типу записів відповідають ім'я і список атрибутів. Аналогічно безлічі наявних у базі даних однотипних зв'язків у концептуальній схемі відповідає один тип зв'язку.

У базі даних виділяють: постійні дані, що відрізняються від інших, більш мінливих, таких, як проміжні результати обробки даних; вхідні і вихідні дані; керуючі оператори; робочі черги – і взагалі всі службові дані, використовувані в процесі роботи. Природно, у процесі роботи постійні дані так само можуть зазнавати змін: створюються або видаляються об'єкти, змінюються значення параметрів, змінюється набір або порядок проходження параметрів у записі та ін.

Більш детально концепцію баз даних можна показати на прикладі обласної (рис. 9.2) або муніципальної бази даних. Звичайним набором муніципальної бази даних є вулиці, будинки і споруди, інженерні комунікації, міські технічні служби, суб'єкти адміністративного розподілу (міські райони) та ін. Як об'єкт може використовуватися сукупність усіх будинків і споруд на території міста; цей об'єкт описується набором параметрів, що містять: адресні дані; належність якійсь організації; реквізити організацій-власників; технічні характеристики будинків (поверховість, площа, конструкційні матеріали); експлуатаційні характеристики (поточний стан, дати ремонту). Таким чином, будь-який тип об'єктів бази даних може мати зв'язок з одним або декількома типами об'єктів. Такі зв'язки називаються відношеннями. Відношення між об'єктами можуть бути різних типів: один до одного, один до декількох, односторонні і двосторонні.

61

Рисунок 9.2 – Схема відношень між об'єктами в ієрархічній базі даних

На рисунку 9.2 наведено блок-схему обласної бази даних, що показує основні об'єкти і відносини між ними. Як приклади завдань, які можна розв'язати за допомогою такої бази даних, можна навести такі:

задано обліковий номер району, необхідно знайти його адресу, і навпаки; 

задано адресу сільради, знайти її положення;

задана певна територія, знайти всі належні їй сільради і райони.

Для обробки відносин між об'єктами бази даних розробляються спеціальні алгоритми, які представлені в конкретній реалізації бази даних відповідними програмними модулями.

Збереження даних у базі даних забезпечує централізоване керування, дотримання стандартів, безпеку і цілісність даних, скорочує надмірність і усуває суперечливість даних. База даних не залежить від прикладних програм. Створення бази даних і звернення до неї здійснюються за допомогою системи керування базами даних (СКБД).

На основі сучасних програмних засобів розроблення й апаратного забезпечення створюються бази даних різних архітектури і призначення. Виділяються персональні бази даних для роботи з даними, пов'язаними з посадовими обов'язками окремого посадовця; бази даних підрозділу, підприємства, що обслуговують кілька різних фахівців у складі локальної обчислювальної мережі; корпоративні     (наприклад, муніципальні)    бази    даних,    що

62

обслуговують кілька тисяч фахівців і сотні тисяч зовнішніх користувачів у режимі розділеного доступу, з використанням різноманітного програмного забезпечення, апаратних засобів, різних мережних протоколів і форм представлення даних.

Лекція 10

МОДЕЛІ ДАНИХ

10.1 Ієрархічна модель даних

10.2 Мережна модель даних

10.3 Реляційна модель даних

10.4 Об'єктно-орієнтована модель даних.

Основою бази даних є модель даних – фіксована система понять і правил для представлення даних структури, стану і динаміки проблемної області в базі даних. У різний час послідовне застосування одержували ієрархічна, мережна і реляційна моделі даних. У наш час усе більшого поширення набуває об'єктно-орієнтований підхід до організації баз даних ГІС.

10.1 Ієрархічна модель даних

Часто об'єкти перебувають у відношеннях, що називають ієрархічними: відношення «частина-ціле» (наприклад, адміністративна область складається з районів, сільських і міських рад, населених пунктів та ін.); видове відношення (наприклад, будинки бувають житлові, виробничі та ін.); відношення підпорядкованості (наприклад, губернатор-мер міста).

Об'єкти, що перебувають в ієрархічних відношеннях, утворюють дерево «орієнтований граф», у якого є тільки одна вершина, не підлегла жодній іншій вершині (цю вершину називають коренем дерева); будь-яка інша вершина графа підлегла лише одній іншій вершині (рис. 10.1).

Концептуальна схема ієрархічної моделі являє собою сукупність типів записів, пов'язаних типами зв'язків в одне чи кілька дерев. Усі типи зв'язків цієї моделі належать до виду «один до декількох» і зображуються у вигляді стрілок.

63

Рисунок 10.1 – Схема відношень між об'єктами

в мережній базі даних

Таким чином, взаємозв'язки між об'єктами нагадують взаємозв'язки в генеалогічному дереві, за єдиним винятком: для кожного породженого (підлеглого) типу об'єкта може бути тільки один вхідний (головний) тип об' єкта. Тобто ієрархічна модель даних допускає тільки два типи зв'язків між об'єктами: «один до одного» і «один до декількох». Ієрархічні бази даних є навігаційними, тобто доступ можливий тільки за допомогою заздалегідь визначених зв'язків.

При моделюванні подій, як правило, необхідні зв'язки типу «багато до декількох». Як одне з можливих рішень зняття цього обмеження можна запропонувати дублювання об'єктів. Однак дублювання об'єктів створює можливості неузгодженості даних. 

Достоїнство ієрархічної бази даних полягає в тому, що її навігаційна природа забезпечує швидкий доступ при проходженні вздовж заздалегідь визначених зв'язків. Однак негнучкість моделі даних і, зокрема, неможливість наявності в об'єкта декількох батьків, а також відсутність прямого доступу до даних роблять її непридатною в умовах частого виконання запитів, не запланованих заздалегідь. Ще одним недоліком ієрархічної моделі даних є те, що інформаційний пошук з нижніх рівнів ієрархії не можна спрямувати по вище розміщених вузлах.

10.2 Мережна модель даних

У мережній моделі даних поняття головних і підлеглих об'єктів дещо  розширені. Будь який об'єкт може бути і головним, і

64

підлеглим (у мережній моделі головний об'єкт позначається терміном «власник набору», а підлеглий - терміном «член набору»). Той самий об'єкт може одночасно виконувати і роль власника, і роль члена набору. Це означає, що кожний об'єкт може брати участь у будь-якій кількості взаємозв'язків.

Подібно до ієрархічної, мережну модель також можна подати у вигляді орієнтованого графа. Але в цьому випадку граф може містити цикли, тобто вершина може мати кілька батьківських вершин.

Така структура набагато гнучкіша і виразніша від попередньої і придатна для моделювання більш ширшого класу завдань. У цій моделі вершини є сутностими, а ребра, що їх з'єднують, – відношеннями між ними (рис. 10.1).

Ієрархічні і мережні бази даних часто називають базами даних з навігацією. Ця назва відбиває технологію доступу до даних, використовувану при написанні програм обробки мовою маніпулювання даними. При цьому доступ до даних по шляхах, не передбачених при створенні бази даних, може потребувати нерозумно тривалого часу.

Підвищуючи ефективність доступу до даних і скорочуючи таким чином час відповіді на запит, принцип навігації разом з цим підвищує і ступінь залежності програм і даних. Програми обробки даних виявляються жорстко прив'язаними до поточного стану структури бази даних і повинні бути переписані при її змінах. Операції модифікації і видалення даних вимагають переустановлення покажчиків, а маніпулювання даними залишається записоорієнтованим. Крім того, принцип навігації не дозволяє істотно підвищувати рівень мови маніпулювання даними, щоб зробити його доступним користувачу-непрограмісту чи навіть програмісту-непрофесіоналу. Для пошуку запису-мети в ієрархічній або мережній структурі програміст повинен спочатку визначити шлях доступу, а потім - крок за кроком переглянути всі записи, що трапляються на цьому шляху.

Наскільки складними є схеми представлення ієрархічних і мережних баз даних, настільки і трудомістким є проектування конкретних прикладних систем на їхній основі. Як показує досвід, тривалі терміни розроблення прикладних систем нерідко призводять до того, що вони постійно перебувають на стадії розроблення і доопрацювання.

65

10.3 Реляційна модель даних

У реляційній моделі даних об'єкти і взаємозв'язки між ними представляються за допомогою таблиць. Взаємозв'язки також подаються як об'єкти. Кожна таблиця представляє один об'єкт і складається з рядків і стовпців. Таблиця повинна мати первинний ключ (ключовий елемент) – поле чи комбінацію полів, що єдиним способом ідентифікують кожний рядок у таблиці (рис. 10.2).

Назва «реляційна» (relational) пов'язана з тим, що кожен запис у таблиці даних містить інформацію, яка стосується (related) якогось конкретного об'єкта. Крім того, зв'язані між собою (тобто такі, що знаходяться в певних відношеннях – relations) дані навіть різних типів в моделі можуть розглядатися як одне ціле.

Рисунок 9.2 – Схема відношень між об'єктами в реляційній базі даних

Таблиця має такі властивості:

кожний елемент таблиці являє собою один елемент даних;

повторювані групи відсутні;

усі стовпці в таблиці однорідні; це означає, що елементи стовпця мають однакову природу;

66

стовпцям присвоєні унікальні імена;

у таблиці немає двох однакових рядків.

Порядок розміщення рядків і стовпців у таблиці довільний; таблиця такого типу називається відношенням. У сучасній практиці для рядка використовується термін «запис», а для стовпця термін «поле».

Основною відмінністю пошуку даних в ієрархічних, мережних і реляційних базах даних є те, що ієрархічні і мережні моделі даних здійснюють зв'язок і пошук між різними об'єктами за структурою, а реляційні - за значенням ключових атрибутів (наприклад, можна знайти всі записи, значення яких у полі «номер будинку» дорівнює 3, але не можна знайти 3-й рядок).

Оскільки реляційна структура концептуально проста, вона дозволяє реалізовувати невеликі і прості (і тому легкі для створення) бази даних, навіть персональні, сама можливість реалізації яких ніколи навіть і не розглядалася в системах з ієрархічною чи мережною моделлю.

Недоліком реляційної моделі даних є надмірність по полях (для створення зв'язків між різними об'єктами бази даних).

Практично всі існуючі на сьогоднішній день комерційні бази даних і програмні продукти для їх створення використовують реляційну модель даних.

10.4 Об'єктно-орієнтована модель даних

Об'єктно-орієнтована модель є подальшим розвитком технології баз даних ГІС. У цьому випадку вся сукупність даних, що буде зберігатися й оброблятися в базі даних, подана не у вигляді набору окремих картографічних шарів і таблиць, а у вигляді об'єктів певного класу. Об'єктно-орієнтована модель поряд з геометричною й атрибутивною інформацією зберігає програмний код, що визначає поведінку об'єктів того чи іншого класу при введенні і редагуванні, аналізі або поданні даних. Класи об'єктів являють собою ієрархічну структуру – під ними розуміють загальний батьківський клас (наприклад, робочий простір), на підставі властивостей якого визначаються й описуються похідні класи (векторні, растрові, TIN-просторові дані). У свою чергу, на базі похідних класів другого рівня описуються класи третього, четвертого та інших нижче розміщених рівнів (наприклад, лінії, точки і полігони векторного подання просторових даних).

67

Похідні об'єкти успадковують усі властивості батьківського об'єкта, у програмний код додаються тільки деякі специфічні функції. Об'єкти можуть бути як стандартними для середовища якогось програмного ГІС-пакета (визначені правила обробки даних конкретними програмними модулями і функціями). Властивості і правила поведінки об'єкта можуть бути визначені також користувачем. При використанні стандартних класів об'єктів користувач одержує заздалегідь визначену структуру даних: ідентифікатори, типи і розміри полів табличної бази даних, набір методів обробки (наприклад, до складу стандартних об'єктів ГІС-пакета Arc View 8.3 додані об'єкти для створення муніципальних баз даних, транспортних баз даних, землевпорядкування та ін.).

Об'єкт бази даних являє собою цілісну сутність, наприклад, ріка, озеро, будинок, установа. Крім знака на карті і запису в табличній базі даних, об'єкт має визначену поведінку. Спеціальний інтерфейс буде контролювати весь процес роботи з об'єктом визначеного класу: перевіряти правильність цифрування об'єкта (наприклад, не дозволить використовувати лінію для цифрування контуру будинку); перевіряти правильність заповнення табличної бази даних (типи і формат даних, заповнення обов'язкових полів); перевіряти топологію різних картографічних шарів (наприклад, заборона на взаємоперетинання певних типів об'єктів); перевіряти взаємоположення об'єктів на одному картографічному шарі (наприклад, місця стикування труб різного діаметра (необхідний перехідник), з'єднання доріг різного класу (необхідний обладнаний з'їзд та ін). Об'єкти мають визначений інтелект при організації запитів, аналізі, представленні даних, що значною мірою дозволяє автоматизувати обробку даних, створювати різні сценарії обробки даних, у яких більшість конфліктних ситуацій буде відслідковуватися і виправлятися без участі оператора.

На основі об'єктно-орієнтованої моделі, зокрема, побудована База геоданих сімейства ГІС-пакетів Агсйів. Вона має єдину внутрішню структуру, що дозволяє в рамках єдиного проекту використовувати і взаємно перетворювати різні типи просторових даних, погоджувати й усувати конфлікти при редагуванні наборів даних різних картографічних шарів, організовувати доступ до різних об'єктів бази геоданих.

68

Лекція 11

ФУНКЦІОНУВАННЯ БАЗ ДАНИХ

11.1 Адміністрація бази даних

11.2 Система керування базою даних.

11.1 Адміністрація бази даних

На початку 70-х років XX ст. сформувалися дві концепції, спрямовані на вирішення труднощів, що виникають при створенні і функціонуванні баз даних: концепції адміністрації баз даних (АБД) і системи керування базою даних (СКБД).

Під адміністрацією бази даних розуміється колектив, що відповідає за правильну роботу БД і виконує такі функції:

▪ Проектування структури бази даних. Ця робота виконується адміністрацією бази даних у тісному контакті з користувачами. Однак адміністрація приймає остаточне рішення, усі модифікації структури даних виконуються через адміністрацію.

▪ Вибір способу подання даних на зовнішній пам'яті. Адміністрація повинна забезпечити ефективність доступу до даних і раціональне використання магнітних носіїв. Якщо прийняте рішення про зміну способу подання, то адміністрація проводить усі пов'язані з цим роботи.

▪ Виконання обслуговуючих функцій. Адміністрація виконує обслуговуючі функції, спрямовані на забезпечення цілісності бази даних і інформування користувачів про стан бази даних. При втраті цілісності до функцій адміністрації входить відновлення бази.

▪ Планування розвитку бази даних і пов'язаний з цим вибір нових засобів обчислювальної техніки.

▪ Консультації користувачів щодо використання бази даних.

▪ Контроль користувачів, які працюють з базою даних, урегулювання різних конфліктних ситуацій (наприклад, спроби видалення чи модифікації записів, які використовуються іншими користувачами).

11.2 Система керування базою даних

Система керування базою даних є спеціальним програмним забезпеченням, призначеним для створення, ведення і конкурентного використання баз даних.

69

Застосування СКБД дозволяє значно зменшити витрати праці з реалізації вимог до баз даних і забезпечити більш повне їх виконання. Власне СКБД – системне програмне забезпечення. Не розв'язуючи безпосередньо ніякого прикладного завдання, СКБД є інструментом для розроблення прикладних програм і підтримки бази даних. Функції і структуру типової СКБД доцільно розглядати разом, тому що кожній з основних функцій відповідає програмний компонент СКБД.

Більшість СКБД має такі функціональні можливості.

Опис структури даних. У процесі роботи прикладних програм і користувачів база даних змінюється. Однак ці зміни не можуть бути довільними. Звичайно існують досить тверді обмеження на можливості маніпулювання даними, що відбивають закономірності предметної галузі. Так, у базі даних користувач може створити новий екземпляр об'єкта (наприклад, власника) чи виключити вже існуючий екземпляр, але змінити характеристики цього об'єкта (наприклад, додати права володіння яким-небудь будинком) він, як правило, не може. Обмеження на припустимі операції з даними дозволяють заздалегідь виконати опис незмінних властивостей бази даних. Такий опис одержав назву «опис структури даних або схеми бази даних».

Маніпулювання даними. Сучасні СКБД дають користувачам засоби маніпулювання даними, до складу яких входять оператори пошуку даних, коригування даних, обміну даними між базою даних і прикладною програмою та ін.

Завантаження бази і формування звітів. Універсальною мовою програмування можна написати будь-яку програму обробки даних, у тому числі програму заповнення (завантаження) і коригування бази даних чи програму роздрукування вихідних форм. Однак зазначені дії виконуються настільки часто, що для їхньої реалізації більшість СКБД має спеціальні програмні засоби, наприклад: для введення і коригування даних - підсистема завантаження даних; для одержання вихідних форм - генератор звітів. Ці засоби у своєму складі мають мови високого рівня, орієнтовані на опис введення-виведення даних.

Мова запитів. Часто виникає необхідність виконати запит з бази даних за певними ознаками об'єкта. Для реалізації такої можливості СКБД оснащуються мовою запитів високого рівня, а також інтерпретатором з мови запитів. За допомогою цієї мови користувачі-непрограмісти   можуть   сформулювати   запит до бази

70

даних і відразу на дисплеї одержати відповідь. Розроблена в 1970 р. компанією IBM мова SQL (Structured Query Language-структурована мова запитів) у наш час стала стандартною мовою, використовуваною для обробки запитів у більшості програмних пакетів СКБД. На сьогодні більше ста програмних продуктів мають спеціальний SQL-інтерфейс, що дозволяє обмінюватися даними між віддаленими базами, що мають різні концептуальні схеми і програмні платформи. Сучасні версії мови SQL надають користувачу широкий набір операторів і готових функцій, які дозволяють робити різні маніпуляції з локальними і віддаленими базами даних, здійснювати пошук, сортування і подання необхідної інформації.

Діалогові засоби. З метою зручності користувачів і підвищення оперативності доступу до даних більшість функцій СКБД може здійснюватися в діалоговому режимі через дисплей. Сучасні СКБД, як правило, забезпечують доступ багатьох користувачів до бази даних (тобто одночасний доступ до бази декількох термінальних користувачів чи прикладних програм), а так само засоби поділу і захисту даних різних користувачів. За допомогою дисплея зручно виконувати перегляд бази даних, її коригування, виконання різних сервісних функцій, введення запитів та ін.

Серед комерційних програмних продуктів для створення баз даних найбільшого поширення набули СКБД Microsoft Access, Microsoft SQL Server, Oracle, INGRES, Morrnix, DB2, Sybase, Paradox та ін. Ці програмні продукти надають користувачу широкий набір засобів для проектування і підтримки баз даних різного масштабу і призначення.

Лекція 12

КЕРУВАННЯ ДАНИМИ В ГІС

Зв'язок між просторовими об'єктами

картографічної бази даних

При інтеграції просторових і атрибутивних даних у єдину систему розробники конкретного ГІС-пакета звичайно використовують два варіанти: розробляють власну СКБД або створюють засоби для роботи з конкретною комерційною СКБД. Деякі пакети ГІС забезпечують інтерфейс між графічним редактором і СКБД (наприклад, ГІС-пакет MGE фірми Intergraph забезпечує спільну роботу пакета автоматизованого проектування Microstation і досить поширеної СКБД Oracle).

71

Зв'язок між просторовими об'єктами картографічної бази даних і відповідними записами в реляційних атрибутивних базах даних здійснюється за допомогою спеціальних службових ідентифікаторів – у табличній базі даних створюється спеціальне поле для збереження цього ідентифікатора. При організації картографічної бази даних можуть створюватися відношення «один просторовий об'єкт до одного запису в таблиці» або «безліч просторових об'єктів до одного запису в таблиці».

СКБД, призначені для створення і підтримки баз даних ГІС, надають користувачу широкий набір функцій, властивих звичайним, «непросторовим» СКБД, а також низку спеціальних «просторових» функцій. Це – функції створення структури нових баз даних у режимі «конструктора», зміна структури існуючих табличних баз даних, додавання і видалення полів і записів, використання формул для заповнення і зміни значень полів, зв'язування двох і більше таблиць для подання даних. До деяких спеціальних функцій відносять функції побудови просторових об'єктів за значеннями координат з таблиць, визначення координат об'єктів, довжин, периметрів і площ об'єктів із записом отриманих значень у відповідне поле.

СКБД, що входять до складу ГІС-пакетів, у більшості випадків можуть підтримувати великі бази даних, що нараховують кілька сотень полів і до декількох мільярдів записів (залежно від використовуваної довжини ідентифікатора запису). При конструюванні реляційної бази даних використовуються різні типи полів; тип поля визначає, яка інформація може вводитися в дане поле і яким методом буде оброблятися. До стандартних типів полів відносять:

символьне (character) – у полі цього типу може зберігатися до 256 символів алфавіту, включаючи латиницю й інші національні кодування, цифри, знаки пунктуації і пробіли. Усі символи розглядаються й обробляються як текстові рядки (для чисел, записаних у цьому полі, математичні операції не доступні), для економії пам'яті максимальну довжину рядка можна обмежити для всього поля;

цілочислове (integer) – у поле вводяться тільки числові значення без дробової частини зі значеннями приблизно від -2 мільярдів до +2 мільярдів. Над числовими полями можна виконувати всі доступні математичні операції і функції;

72

цілочислове коротке (small integer) - у поле вводяться тільки числові значення без дробової частини зі значеннями приблизно від-32768 до +32767;

речовинні (дійсні, real) – у поле цього типу вводяться числові значення з дробовою частиною;

десяткові (decimal) – у поле вводяться числа з фіксованою кількістю припустимих позицій для введення чи відображення цілої і дробової частин (до 19 знаків);

календарну дату (data) – у поле вводяться календарні дати у визначеному форматі (звичайно MM/DD/YYYY). Над датами можна проводити певні операції, наприклад, обчислювати день тижня, кількість днів між зазначеними датами, розраховувати дату на визначену кількість днів вперед чи назад щодо зазначеної дати;

логічне значення (logical) – у це поле вводиться числове чи символьне значення, яке показує істинний чи помилковий стан атрибута описуваного об'єкта (наприклад, чи це житловий будинок, чи є в колодязі вода, чи перевищує рівень забруднення визначену величину та ін). Для відображення логічних значень у різних СКБД можуть використовуватися такі пари значень – 1 і 0, У і N, Т (true - істина) і F (false, – неправда). Звичайно значення логічних полів обчислюються з використанням спеціальних функцій.

При конструюванні бази даних ГІС при перетворенні структури полів таблиці в процесі подальшої роботи необхідно враховувати і методи перетворення даних між різними типами і форматами полів. Так, при перетворенні або копіюванні числових даних з речовинного типу в цілочисловий буде загублена дробова частина, при перетворенні довгих цілочислових даних у короткі цілочислові значення, що перевищують максимально припустимі, будуть «зрізані» до відповідного значення. Допускається перетворення числових значень у символьний тип, але при перетворенні символьного поля в числове вся текстова інформація втрачається.

У багатьох випадках при створенні прикладної ГІС у деякій предметній області виникає необхідність використання чи перенесення даних із зовнішньої, «непросторової» бази даних. Для зв'язку з іншими СКБД до складу програмних пакетів ГІС вводять спеціальні функції, що дозволяють користувачу прямо, без операцій з перетворення даних читати і використовувати дані, створені у форматі інших програмних продуктів. Такі функції створюються і вводяться  до складу  програмного  забезпечення   ГІС на основі

73

двосторонніх ліцензійних угод між розробниками. До складу того чи іншого пакета ГІС може входити різний набір програмних модулів, що забезпечують зв’язок із зовнішніми базами, набір таких модулів утворить спеціальну сервісну службу СКБД.

За наявності відповідного модуля користувач може на тому самому комп’ютері по локальній мережі чи через мережу Internet переглядати зовнішні бази даних, створювати запити й одержувати необхідну інформацію. Наприклад, до складу сімейства пакетів Are GIS входить спеціальний пакет ArcSDE, що забезпечує зв’язок інших модулів пакета з зовнішніми базами даних. На рисунку 12.1 наведені основні схеми організації роботи з базами даних при різній архітектурі ГІС.

Рисунок 12.1 – Схеми організації роботи з базами даних при різних варіантах архітектури ГІС:

а) локальна база даних; б) віддалена база даних

74

Лекція 13

Підготовка і  прив'язка растру

13.1 Сканування карт

13.2 Прив'язка відсканованої карти до географічних координат

13.3 Прив'язка до існуючої карти

13.4 Показ таблиці в межах.

13.1 Сканування карт

Створення растрового формату цифрових карт здійснюється за допомогою сканера –пристрою для прочитування (переведення в цифрову форму) графічної інформації. Перед скануванням необхідно по можливості усунути фізичні дефекти карти: розгладити складки, акуратно підклеїти (якщо на карті є розриви). Необхідно пам'ятати що, чим менше дефекти на карті, тим точніше можна виробити прив'язку і векторизацію.

Для задовільної якості зображення слід встановити дозвіл не менше 300 крапок на дюйм. Для отримання якісного зображення і для отримання растрових зображень аеро- і космічних знімків слід сканувати з дозволом 600-800 dpi. Для зберігання растру рекомендується використовувати формати GIF і Jpeg (з компресією), для векторизації їх слід перевести у формати TIFF або BMP оскільки вони набагато швидші обробляються комп'ютером. Якщо ви сканували в 24 - або 32 - бітовому режимі (кольоровому) і зберегли як TIFF, то можна в 3 рази зменшити об'єм растру (перетворивши його в 8 – бітове) зберігши у форматі GIF, а потім перевести назад в TIFF.

13.2 Прив'язка відсканованої карти до географічних координат

▪ Запустіть MapInfo, виконавши команди /Файл (File) /Открыть таблицю (Open/Table)/.

▪ У вікні, що з'явилося, виберіть тип файлу /Растр (Raster Image)/, знайдіть і відкрийте потрібний файл.

▪ У діалоговому вікні, що з'явилося, виберіть – /Регистрировать (Register)/. 

▪ З'явиться вікно реєстрації зображення (рис. 13.1).

75

Рисунок 13.1 – Вікно реєстрації зображення

▪ Перед початком прив'язки слід натиснути кнопку /Проекция (Projection…)/ вибрати категорію (Category) і вид (Category Members) проекції карти, а також координати (Units). (Прив'язка карт Івано-Франківської області або інших облостеї України масштабів 1:500000 і дрібніше виробляється в рівно проміжній проекції для Азії або Європи (Regional Equal_Area Projections Asia / Europe) (вона вказана на рис 13.1) в градусах (Degress), а крупніше 1:500000, як правило, в проекції Гаусса-Крюгера (Пулково 1942 7 або 8 зони в метрах (Meters).

▪ Нанесіть точки прив'язки (Control Point) на точки перетину меридіанів і паралелей, або ліній кілометрової сітки. У вікні, що з'явилося, наберіть координати крапки, на початку по осі X (довготі), потім по осі У (широті) (рис. 13.2).

▪ При прив'язці в проекції Гаусса-Крюгера слід після чотиризначних цифр, що показують відстань в кілометрах від 0? меридіана і екватора, додати 3 нулі, наприклад:

x- 8380000

y- 4924000

76

Рисунок 13.2 – Реєстрація зображення

▪ Якщо на карті використані як координати градуси, слід перевести хвилини в десяті частки градуса. Наприклад:

450 30΄ - 45,5

450 20΄ - 45, 3333333

450 40΄ - 45, 6666666

▪ Після нанесення необхідної кількості крапок (не менш 4-х), слід збільшити растр, використовуючи кнопку / + / і, виділяючи по черзі в списку кожну крапку, натиснути на кнопку /показ(Goto)/ і відкоректувати положення.

Значення кнопок:

/правка (Edit)/ - дозволяє виправити значення виділеної крапки (тобто рядки з номером крапки і її атрибутами).

/видалення (Remove)/ - видаляє виділену крапку.

/показ (Goto)/ - показує виділену крапку.

/нова New)/ - знімає виділення крапки і дозволяє поставити нову крапку.

Примітка:

  1.  прив'язка є одним з найвідповідальніших моментів, тому виробляти її слід дуже уважно.

77

  1.  MapInfo не володіє функціями трансформації (виправлення спотворень) растру. Растр після прив'язки займає центральне по відношенню до можливих помилок положення.
  2.  У вікні прив'язки правіше координат крапок показуються помилки (Error) в пікселах. Вони повинні дорівнювати 0, але чим сильніше карта деформована, тим більше помилка: 1,2,3… пікселов. Штучно підганяти помилки до нуля шляхом переміщення крапок за перехрестя сітки забороняється, інакше векторний варіант карти буде сильно спотворений.
  3.  Якщо помилки дуже великі, то ви або невірно ввели координати, або неправильно поставили крапку.
  4.  Якщо проекція растру невідома, вибирають проекцію довгота/широта (Longitude/Latitude).

13.3 Прив'язка до існуючої карти

MapInfo дозволяють виробляти прив'язку растру до вже існуючої векторної карти. Для цього слід відкрити векторну карту (див. нижче) до якої прив'язуватимете і відкрити растр (див. вище) в режимі реєстрації. Вибрати проекцію і координати. Виконати команду /Таблица /растр/ сумістити з картою (Table /Raster/ Select Control Point from Map)/. Поставити функцію СНЕППІНГ натиснувши на клавішу S при англійському регістрі (у нижній частині вікна з'явиться (SNAP)). Підвівши курсор до потрібної крапки (куту межі, місцям перетину дороги, гирлам річок, пунсонам населених пунктів і ін. об'єктам карти виражених крапкою) натиснути ліву кнопку мишки. З'явиться віконце з координатами крапки, натисніть ОК. У вікні прив'язки растру з'явиться номер і координати крапки. Крапка виділяється і фіксується на ідентичній векторній карті точці растру. Натисніть клавішу - /Новая (New)/ і повторите операцію.

Примітка:

▪ При використовуванні інструменту  , для переміщення карти, команду таблиця /растр/  сумістити з картою/ потрібно повторити.

▪ Слід ставити не менше 4-5 точок розкиданих по всій карті.

▪ Растр можна переприв’язати, викликавши вікно прив'язки натиском Таблица/ Растр/ Реєструвати зображення/ (Table/ Raster/ Modify Image Registration).

78

Підстроювання зображення растру.

▪ Виконайте команду – Таблица / Растр/ Підстроювання зображення (Table/ Raster/ Adjust Image Style)/. 

▪ У вікні, що з'явилося, встановите оптимальні для вас яскравість і контрастність зображення (рис. 13.3).

▪ Один з кольорів растру можна зробити прозорим, поставивши галочку в опції Прозрачность (Transparent)/, натиснувши кнопку /Вибрити Колір (Select Color)/ і вказати курсором колір, кликнувши в потрібному місці карти.

Рисунок 13.3 – Вікно регулювання контрастність зображення

13.4 Показ таблиці в межах

▪ Натисніть правою кнопкою мишки в центрі  робочого столу. У контекстному меню, що з'явилося, виберіть – /Управление шарами (Layer Control..)/. 

▪ Виділіть шар растру, натисніть кнопку /Показ (Display)/ і приберіть галочку з функції – /Показывать в межах (Display within Zoom Range)/. В цьому випадку растр буде показаний в будь-якому масштабі (рис. 13.4).

79

Рисунок 13.4 – Управління шарами

Лекція 14

СТВОРЕННЯ НОВОЇ ТАБЛИЦІ (ШАРУЮЧИ).

ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ТАБЛИЦІ

14.1 Шар векторної карти MapInfo

14.2 Робота з таблицями.

14.1 Шар векторної карти MapInfo

Шар векторної карти MapInfo інакше називається таблицею. Щоб створити новий шар, в якому наноситиметься векторна графічна інформація, слідує:

▪ Виконати команду – /Файл/Новая таблица/ (File/ New Table).

▪ У діалоговому вікні, що відкрилося, поставити галочку в опції /Добавить до існуючої карти/ (Add to Current Mapper)/ (рис. 14.1).

Рисунок 14.1 – Діалогове вікно New Table

80

▪ У вікні структури нової таблиці (шаруючи), що з'явилося, ввести назву (Name:) першого поля таблиці; сформувати структуру бази даних таблиці – ввівши тип (Type:) поля (колонки); у рядку /Количество (Width)/ поставте кількість символів, які можна внести в рядок поля (колонки) таблиці; кількість полів (колонок), використовуючи кнопки /Добавить поле/ (Add Field) або /Удалить поле/ (Remove Field); проекцію карти /Projection/ (рис. 14.2).

Рисунок 14.2 – Редагування полів та шарів

▪ Натисніть кнопку /Создать (Create…)/. У вікні, що з'явилося, введіть назву шару і натисніть /Сохранить (Save)/.

Примітка: 

Mapinfo не розуміє пропусків, знаків пунктуації, цифр на початку назви шаруючи. Натомість використовується нижній дефіс. Окрім назви шару, поставте масштаб карти.

За умовчанням ставиться проекція, в якій був прив'язаний векторізуємий растр, наприклад:  Relief_L_500.

Типи полів (табл. 14.1):

Character

Введення назв об'єктів

Integer, small integer

Введення цілих чисел

Float

Введення чисел (плаваюча крапка), використовується для введення атрибутів горизонталей, або ін. значень, по яких будуть будуватись тривимірні поверхні

Decimal

Введення десяткових чисел

Logical

Для введення шарів з назвами об'єктів

81

Перейменування, перебудова структури, упаковка і видалення таблиці

Якщо знадобилося змінити таблицю (шар), слід виконати наступні дії: / Таблица/ замінити/ (Table/ Maintenance/) і в меню, що з'явилося, вибрати потрібну операцію (рис. 14.3).

Перебудова структури (Table/ Structure) – вибрати із списку шарів потрібний і перебудувати. Операції перебудови аналогічні операціям створення структури нової таблиці (див. вище).

Видалення (Delete Table…) – вибрати непотрібний шар і видалити.

Перейменування (Rename Table…) – вибрати із списку шарів потрібний і перейменувати.

Рисунок 14.3 – Перебудова структури

Примітка: змінювати назви шарів за допомогою системи перейменування Windows не можна.

 

Упаковка (Pack Table…) – вибрати із списку шарів потрібний і задати яку-небудь з 3-х функцій упаковки: упакувати графіку; атрибутивну інформацію; все. Упаковка дозволяє прибрати зайві рядки в списку (виділені сірим кольором), що залишаються після видалення об'єктів і істотно зменшити об'єм файлів.

Примітка: шар віддаляється безповоротно минувши корзину. Якщо хочете перестрахуватися, видаліть файли шару за допомогою системи видалення Windows в корзину.

82

14.2 Робота з таблицями

Відкриття таблиці (шаруючи)

▪ Виконати команди /Файл/Открыть таблицу/ (File/ Open Table). У вікні, що з'явилося, знайти потрібну таблицю і відкрити.

Примітка: якщо вже відкрито декілька шарів або ви відкриваєте декілька таблиць, то у вікні відкриття в опції /Вид (View)/ виберіть в /Текущей карті (Current Mapper)/.

Відкриття  робочого набору

▪ Виконайте команду /Файл/Открыть робітник набор/.

Примітка: у файлі робочого набору записаний набір шарів і їх розташування в електронній карті. Робочий набір можна відкрити безпосередньо з провідника. В цьому випадку запускається Mapinfo і відкривається карта.

Збереження таблиці і робочого набору

▪ Для збереження таблиці слід виконати команду /Файл/Сохранить таблицу/ (File/ Save Table) або натиснути на відповідну піктограму.

▪ У діалоговому вікні, що з'явилося, натиснути /Сохранить (Save)/. 

▪ Для збереження робочого набору виконати /Файл/Сохранить робочий набір (File/ Save Workspace)/. 

▪ У вікні, що з'явилося, задати ім'я робочого набору і вибрати теку для збереження.

Управління шарами карти

▪ Для управління шарами карти слід виконати наступну дію: Кликнути правою клавішею мишки в центрі робочого столу, з'явиться контекстне меню, вибрати в ньому /Управление шарами (Layer Control)/ (рис. 14.4).

Рисунок 14.4 – Управління шарами карти

83

Зробити шар змінним (дозволяє наносить/ редагувати об'єкти);

Зробити шар видимим (але не змінним) (дозволяє разрешати/ не дозволяти виділення об'єктів шару);

Створити до об'єктів шару підписи (якщо підписи внесені в атрибутивну базу даних установка цієї опції викликає автоматичну підписку об'єктів).

▪ Внизу розташовані кнопки: /Добавить (Add)/ і /Удалить (Remove)/, з їх допомогою можна додати шар в список шарів або прибрати з нього.

Рисунок 14.5 – Управління шарами карти

/Вгору (Up)/ і /Вниз (Down)/ - з їх допомогою можна міняти положення шарів по вертикалі.

/Показ (Display…)/ - з'явиться вікно, в якому можна задати показ шару в межах певного розміру вікна, наприклад: в межах min- 50 км, max-500 км. Якщо розмір вікна буде менше 50 і більш 500км, то шар буде невидимий.

▪ У вікні функції /Показ/ поставивши галочки у відповідних осередках виставити показ вузлів, центроїдов і напрямів ліній об'єктів.

/Підпис (Label…) /- з'явиться вікно функції /Підпис/, в якому можна встановити тип шрифту, розмір, колір підписів і їх положення щодо об'єкту.

84
Лекція 15

Векторизація

15.1 Вибір стилю об'єкту.

15.2 Виділення об'єкту.

15.3 Нанесення векторної інформації, робота з векторними шарами.

15.4 Зменшення і збільшення об'єкту.

15.5 Розбиття на вузли, додавання вузлів.

15.6 Переміщення і видалення об'єктів.

15.7 Операції з об'єктами.

15.8 Вимірювання довжини лінії, площі і периметра полігону, координат символу.

15.1 Вибір стилю об'єкту

Вибір стилю області зображено на рисунку 15.1.  Натисніть на піктограму /Стиль области/, у вікні, що з'явилося, виберіть:

- колір, штрихування або прозорість області;

- стиль або відсутність стилю лінії межі;

- колір і товщину межі.

Рисунок 15.1 – Вибір стилю області

85

Вибір стилю лінії

Натисніть на піктограму /Стиль лінии/, у вікні, що з'явилося, виберіть стиль лінії, аналогічно вибору стилю межі області (рис. 15.2).

Рисунок 15.2 – Вибір стилю лінії

Вибір стилю символу

Натисніть на піктограму /стиль символа/ у вікні, що з'явилося, виберіть потрібний набір символів (Font) в цьому наборі потрібний символ (Simbol), колір, величину і інші атрибути символу (рис. 15.3.).

Рисунок 15.3 – Вибір стилю символу

86

Вибір стилю тексту

Натисніть на піктограму /стиль текста/, у вікні, що з'явилося, виберіть тип шрифту (Font) (краще всього Arial Cyr), розмір, колір і інші атрибути шрифту (рис. 15.4).

Рисунок 15.4 – Вибір стилю тексту

15.2  Виділення об'єкту

Основний інструмент для виділення об'єкту «Стрільця»  , за допомогою інструменту «выбор-в-рамкеі»    можна виділити декілька об'єктів. Зняти виділення можна: або клацнувши мишкою поза об'єктом, або натиснувши «Shift» і клацнувши мишкою на об'єкті. Якщо на карті одне місце займають декілька об'єктів (знаходяться один на одному), то виділити об'єкт лежачий нижче можна натиснувши  «Ctrl» і клацати «Стрілкою» на об'єкті, поки той не виділиться («Стрілка» повинна бути нерухомою).

15.3 Нанесення векторної інформації, робота з

векторними шарами

Під векторизацією розуміється переклад растрового формату графічних даних у векторний. У Mapinfo векторизація відбувається в ручному режимі. Вам належить поверх растрових об'єктів нанести аналогічні векторні. Векторизація ліній виробляється ламаною лінією (полілінієй /poliline), площадкових об'єктів (озера, ліси,

87

болота, тобто таких, у яких ширина виражається в масштабі) багатокутником (полігоном / poligon), символьних об'єктів (символами / simbol), тексту – нанесенням поверх растрового тексту аналогічного по шрифту, розміру і т.д. – векторного.

Масштаб векторизації

Для точної векторизації слід збільшити растр в 15-20 разів щодо істинного масштабу карти. Наприклад: масштаб карти в 1см - 5км, то растр повинен бути в 1см - 0,2-0,4км.

Снеппінг – функція для точки прив'язки вузла одного об'єкту до вузла іншого. Застосовується для точного з'єднання вузлів ліній, ліній і символів, ліній і регіонів, прив'язки перехресть ліній і т.д. Не використовуючи снеппінг можна допустити неточні з'єднання об'єктів (переліт, недоліт, висячі вузли), втрачається точність комбінації об'єктів. Можливі помилки при розрізанні або видаленні частини об'єкту.

Для встановлення функції слід натиснути клавішу «при англійському регістрі «En». Внизу екрану з'явиться слово «SNEP». При наведенні курсора на вузол з'являється великий пунктирний хрест.

Автотрасування – функція, що допомагає прискорити векторизацію об'єктів, використовуючи вже відвекторізовані полілінії і полігони. Для автотрасування натисніть на клавішу «S». викликаючи функцію снеппінга, підведіть курсор до початкового вузла відрізка межі полігону або полілінії, і утримуючи «SHIFT» або «CTRL», підведіть курсор до кінцевого вузла вибраного вами відрізка. Лінія, що проводиться, підсвічуватиметься.

Примітка: Для полегшення векторизації можна вибрати для векторних об'єктів колір сильно відмінний від кольору аналогічних растрових об'єктів. Наприклад: синій колір векторної лінії річки і синій колір лінії річки на растрі об'єднуватимуться за кольором. Щоб не помилитися, слід вибрати для об'єктів векторного шару колір, сильно відмінний від кольору аналогічних об'єктів растру (Наприклад: червоний, жовтий, фіолетовий). Згодом стиль і колір об'єктів необхідно змінити згідно правилам оформлення карт.

15.4 Зменшення і збільшення об'єкту

Для збільшення або зменшення об'єктів використовуються піктограми  .

88

Піктограма    викликає появу вікна (рис. 15.5), в якому можна встановити точні розміри вікна (Zoom), масштаб карти (Map Scale) і центр вікна (Center of Window).

Рисунок 15.5 – Зменшення і збільшення об'єкту

15.5 Розбиття на вузли, додавання вузлів

Для розбиття на вузли виділіть об'єкт і натисніть на піктограму  . Для  додавання вузлів натисніть на піктограму   і там, де вважаєте потрібним, поставте вузол, (( спалахує лише після натиснення на  ).

Примітка: використовуючи клавішу Shift або Ctrl можна виділити групу вузлів в потрібному для вас проміжку. Для цього виділяється перший в проміжку вузол і утримуючи Shift виділяється останній.

15.6 Переміщення і видалення об'єктів

Потрібно виділити об'єкт за допомогою інструменту  , утримуючи ліву клавішу мишки, дочекатися поки стрільця не прийме форму хреста, і продовжуючи утримувати клавішу, перетягнути.

Вміст екрану переміщається за допомогою інструменту   .

Видалення об'єкту. Необхідно його виділити інструментом    і натиснути клавішу Delete.     

89

Для видалення вузлів – розбийте об'єкт на вузли, виділіть при допомозі   вузли і видалите натиснувши Delete.

15.7 Операції з об'єктами

Зовнішня і внутрішня частина об'єкту віддаляється наступним способом (рис. 15.6):

Рисунок 15.6 – Операції з об'єктами

▪ Виділіть змінний об'єкт.

▪  Виконайте операцію Об'єкти / Вибрати змінний об'єкт (Object/ Set Target).

▪ Виділіть об'єкт, яким видалятимете частину змінного об'єкту.

▪ Виконайте операцію Об'єкти / Видалити (Видалити зовнішню частину) (Object/ Set Target/ Erase (Erase Outside)).

Розрізання об'єкту виробляється наступним способом:

▪ Виділіть розрізаючий об'єкт.

▪ Виконайте операцію Об'єкти / Вибрати змінний об'єкт.

▪ Виділіть об'єкт, яким розрізатимете змінний об'єкт, виконайте операцію Об'єкти / Розрізати (Object/ Set Target/ Split).

Комбінування об'єктів виконується наступним способом:

▪ Виділіть комбіновані об'єкти.

▪ Виконайте операцію Об'єкти / Комбінувати (Object/ Set Target/ Combine).

(комбінуються тільки однотипні об'єкти: полігон з полігоном, лінія з лінією).

90

15.8 Вимірювання довжини лінії, площі і периметра полігону, координат символу

▪ Для виконання натисніть двічі на об'єкті.

▪ З'явиться вікно в якому будуть показані ці параметри (рис. 15.7).

Рисунок 15.7 – Вимірювання довжини лінії, площі і периметра полігону, координат символу

15.9 Режими карти

▪ Для зміни проекції векторної карти, одиниць вимірювання і ін. відключить растр, зробивши його невидимим і натисніть Карта/ Режими (Map/ Options). 

▪ З'явиться вікно режиму карти (рис. 15.8) і встановіть необхідні функції.

Рисунок 15.8 – Режими карти

91

Лекція 16

Створення атрибутивної бази даних

Привласнення інформації об'єкту

▪ Інформація про об'єкт заноситься в список (таблицю). Якщо таблиця не сформована при створенні нового шару, то перебудова структури таблиці виконується таким чином: Таблица / Изменить/ Перестроить/ (далі дивитеся Створення нової таблиці).

▪ Інформація заноситься за допомогою інструменту  .

▪ Наведіть курсор на об'єкт, натисніть ліву клавішу мишки і у віконці, що з'явилося, введіть відповідну інформацію про об'єкт (рис. 16.1).

Рисунок 16.1 – Привласнення інформації об'єкту

▪ Відкрити Список (атрибутивну БД) можна: Окно/ Новый Список (Window/ New Browser) або натиснувши піктограму  .

▪ У вікні (Browse Table), що з'явилося, виберіть потрібну таблицю натисніть ОК.

▪ У вікні Списку набагато зручніше заносити атрибути об'єктів, ніж з допомогою  , але для того, щоб об'єкти не переплутати, не забудьте проставити об'єктам індекси або назви.

92

При виділенні об'єкту на карті або в списку виділяється чорним кольором квадратик відповідний об'єкту або об'єкт (рис. 16.2). 

Рисунок 16.2 – Вікно Новий Список

16.2 Запити

Запит дозволяє вибрати всі об'єкти певного шару. Для цього натисніть Запрос/Выбрать (Query/ Select). У вікні (рис. 16.3), що з'явилося, у випадному меню (Select Records from Table) виберіть потрібний шар і натисніть ОК. Всі об'єкти вибраного шару будуть виділені.

Рисунок 16.3 – Вікно Запит

Примітка: якщо ви залишите галочку в опції Browse Results, то з'явиться вікно Списку (Browser) і закриє карту. За непотрібністю ви можете його закрити або скрутити.

93

Лекція 17

ЗАПИТИ. SQL – ЗАПИТИ

17.1 Запити

17.2 SQL – запити.

17.1 Запити

За допомогою запитів можна звертатися безпосередньо до графічних об'єктів, або до атрибутивної бази даних, де з їх допомогою можна проводити довільну вибірку об'єктів за якими-небудь показниками, обчислення в таблицях з використовуванням даних як самих таблиць так і даних, що автоматично заносяться в комп'ютер (координати центроїда об'єкту, координати крайніх крапок, довжина, площа).

Викликається Вікно запиту натисненням: Запрос /Вибрать (Query/Select) (рис. 17.1)

Рисунок 17.1 – Вікно запиту

▪ У вікні Вибрать/(Select), що з'явилося, вкажіть вибирану таблицю в рядку Select Records from Table: (в даному випадку Landcape_reg_500), умови вибірки в рядку that Satisfy: (в даному випадку, складено вираз по якому вибираються ті об'єкти, які по сумі атрибутів в колонках I і II більше або рівні 100000), вводиться назва результуючої таблиці в рядку Store Results in Table: (в даному випадку за умовчанням залишена назва Selection), упорядкувати розташування об'єктів за збільшенням в результуючій таблиці в рядку Sort Results by Column: (в даному випадку Index_L), в опції Browse Results встановите галочку, якщо хочете, щоб результати вибірки були відображені в табличній формі, приберіть – якщо на карті.

94

▪ Структуру запиту можна зберегти натиснувши кнопку /Save Template/ і вивести раніше збережену – натиснувши /Load Template/.

17.2 SQL – запити

SQL – мова запитів, що дозволяє виробляти вибірку в базах даних згідно заданим умовам, проводити обчислення в колонках баз даних і т.д. Дане керівництво не має на увазі вивчення мови SQL повністю, оскільки це достатньо довгий і трудомісткий процес. Будуть розглянуті лише структура запитів і прості приклади вибірок і обчислень.

Запускається процедура SQL – запиту натисненням Запрос / SQL запит… (Query/ SQL Select…) (рис. 17.2 ).

Рисунок 17.2 –  SQL - запит

▪ У рядку from Tables: вибирається таблиця, за даними якої будуть проводиться обчислення (в даному випадку Landscape_reg_500), у вікні Select Columns: складається вираз, використовуючи спливаючі рядки (Columns – вибираються колонки із заданої таблиці, Operators – вибираються оператори (+, -, /, *, <, >, <= і т.д), Functions – вибираються потрібні для обчислень функції (в даному випадку Area(obj.”sq km”)  –  площа в кв.км. автоматично вибирана з атрибутів графічних об'єктів).

95

▪ Складений вираз дозволяє одержати процентне відношення суми колонок I і II до площі ландшафтів автоматично обчислюваної комп'ютером згідно нанесеним на карті векторним об'єктам.

▪ У рядку Order by Columns: вибирається колонка, по якій будуть впорядковані записи в результуючій колонці. По закінченню складання виразу виробляється перевірка правильності синтаксису шляхом натиснення на кнопку /Verify/, з'являється вікно, яке  повідомляє про правильність або помилку в синтаксисі. Якщо написане Syntax is correct! – вираз складений правильно. Натисніть /ОК/. З'явиться результуюча таблиця (рис. 17.3).

▪ Додати колонки до результуючої таблиці можна натиснувши правою кнопкою мишки на таблиці і вибрати Pick Fields…, у вікні, що з'явилося, додайте колонки із списку Fields in Table: у список Columns in Browse: і натисніть /ОК/.

Рисунок 17.3 – Результуюча таблиця

96

Лекція 18

Створення тематичної карти

Після того, як ви отвекторізовали об'єкти (тобто створили графічну БД), і занесли атрибутивну інформацію про об'єкти в Список (створили тематичну БД) ви можете приступити до створення тематичних карт за допомогою модуля аналізу Mapinfo. Алгоритм побудови тематичних карт в Mapinfo багато в чому схожий з побудовою графіків в електронних таблицях Excel, тобто виконується покроково.

Створення карти

▪ Для запуску процесу створення натисніть Карта / Создать Тематичну Карту (Map/Create Thematic Map…).

▪ З'явиться вікно Створити Тематичну Карту – Крок 1 з 3 (Create Thematic Map - Step 1 of 3) (рис. 18.1).

Рисунок 18.1 – Вікно Створити Тематичну Карту

▪ У вікні виберіть Тип (Type) карти і Вигляд (Template).

▪ Натисніть Далее> (Next>). З'явиться вікно Створити Тематичну Карту – Крок 2 з 3 (Create Thematic Map - Step 2 of 3) (рис. 18.2), в якому вибирається Таблиця (Table) і Поля (Field) по яких створюватиметься карта.

97

Рисунок 18 2 – Вікно Створити Тематичну Карту

▪ При створенні карт із стовпчиковими і круговими діаграмами /Добавить>>/ (Add>>) поля, по яких будуватимете карту із списку Field from TABLE: у список Field for Pie/Bar Chat: виділяючи поле і натискаючи у вікні кнопку /Добавить>>/ (Add>>). Помилково внесені поля можна прибрати із списку Field for Pie/Bar Chat: виділивши поле і натиснувши кнопку  /<<Удалить/ (<<Remove). Натисніть Далее> (Next>) (якщо хочете повернутися на крок назад натисніть /<Назад/ (<Back)).

▪ З'явиться вікно Створити Тематичну Карту – Крок 3 з 3 (Create Thematic Map - Step 3 of 3) (рис. 6.3), в якому вибираються Настройки… (Setting…), Стиль… (Styles…) і створюється Легенда… (Legend).

Настройки… /Setting…/ (рис 18.4). Дозволяють вибрати колір стовпців (Brush:); розташування стовпців Chart Type – горизонтальне (Stasked:) і вертикальне (Multiple Bars:); розміри Chart Dimensions – висоту (Height:) (висота рівна заданому максирисьному значенню (at value:)), ширину (Width:). При натисненні кнопки /Options>>/ виходить додаткова панель, на якій можна встановити орієнтацію (Orientation) графіка щодо центру об'єкту і ін. параметри.

98

Рисунок 18 3 – Вікно Створити Тематичну Карту

Рисунок 18.4 – Вікно Настройки

99

/Легенда…/ (Legend). З'являється вікно настройки легенди (Customize Legend) (рис. 18.5) в якому можна внести назву легенди (Title: і Subtitle:), вибрати шрифт назви (Title Font: і Subtitle Font:), колір підписів стовпців (Range Labels/ Font:) і ін. параметри.

Рисунок 18.5 – Вікно Легенда (Legend)

При натисненні піктограми   легенда з'являється на екрані (рис. 18.6).

Рисунок 18.6 – Тематична карта

100

Методи созданія Тіпов (Type) тематичних карт

в Mapinfo 5.0

1.Рангів (Ranges)

2.Столбчатых діаграм

(Bur Charts)

101

3.Кругових діаграм (Pie Charts)

4.Размеров значків (Graduated)

5.Точкових аралів або густина

102

6.Індивідуального розфарбовування

7.Створення інтерпольованої поверхні (Grid)

103

Висновок на друк

Для висновку на друк карт, таблиць і графіків використовується Вікно звіту, в якому ви можете вказати розміри і положення сторінки, масштаб карти, виробити компоновку карти, вставивши легенду, графіки і обрамивши її рамкою і т.п.

Запускається процес створення звіту натисненням Окно/Новое Вікно Звіту (Window/New Layout Window) або клавіші F5. З'являється Вікно звіту: (рис. 18.7)

Рисунок 18.7 – Вікно звіту

У вікні знаходиться горизонтальна і вертикальна лінійки, сторінка і вставлена в звіт карта (легенда, графік, таблиця). У вікні Frame Object (рис. 18.7) ви можете встановити масштаб (Scale on Paper), розміри (Width, Height) і положення на сторінці (Bounds, Center) вставленого в звіт об'єкту, для виклику вікна двічі натисніть на вставлений об'єкт. Положення вставленого об'єкту на сторінці можна встановити також простим перетягуванням об'єкту покажчиком мишки.

104

Рекомендуємо остаточно проглянути твір, що виводиться на друк, встановивши 100% розмір роздруковуваної сторінки. Для цього правою кнопкою мишки натисніть на сторінку і викличте контекстне меню (рис. 18.8).

Рисунок 18.8 – Випадаюче вікно

Натиснувши на рядок Change Zoom… ви можете встановити довільно розміри сторінки у відсотках, а натиснувши на View Actual Size встановити 100% розмір.

105

Питання і завдання для самоперевірки

1 Дайте визначення понять «інформація», «інформатика», «геоінформатика».

2 Як можна охарактеризувати співвідношення між геоінформатикою та іншими науками?

3 Що таке географічні інформаційні системи і в чому полягає їх відмінність від інших інформаційних систем?

4 З яких компонентів складається будь-яка геоінформаційна система?

5 Охарактеризуйте історію розвитку технології географічних інформаційних систем у світі.

6 Охарактеризуйте сучасний стан застосування геоінформаційних технологій і діяльності, пов'язаної з геоінформаційними технологіями, в Україні.

7 Дайте характеристику пристроїв введення і виведення, які входять до апаратного комплексу ГІС.

8 Дайте   характеристику    сучасних комп'ютерів з погляду їх використання як апаратної платформи ГІС.

9. Які складові частини персональних комп'ютерів? Дайте їх характеристику.

10 Які фактори впливають на точність визначення координат при використанні технології GPS?

11 Які нові можливості для використання ПС-технології відкривають мініатюризація та інтеграція засобів мобільного зв'язку і комп'ютерів?

12 Які методи формалізації атрибутивних даних можуть бути використані для створення баз даних ГІС?

13 Які переваги має реляційна модель баз даних порівняно з ієрархічною і мережною моделями?

14 У чому полягають переваги об'єктно-орієнтованої моделі даних у ГІС?

15 Які типи даних можуть зберігатися в базах даних ГІС?

16 Які основні функції виконує СКБД?

17 Як здійснюється взаємодія ГІС з віддаленими базами даних?

18 Особливості растрового і векторного форматів.

19 Основні категорії проекцій підтримувані Mapinfo.

20 Типи растрових форматів.

106

21 Особливості і можливість редагування файлів з розширенням *.tab.

22 Особливості векторизації полігонів і поліліній, вимоги до точності векторної карти.

23 Автотрасування і снеппінг.

24 Що таке «недоліт», «переліт» і «висячі вузли».

25 Реляційна база даних.

26 Поля, типи полів.

27 Видалення таблиці.

28 Зміна порядку розташування колонок в таблиці.

29 Реляційна база даних.

30 Мова запитів SQL.

31 Призначення операторів мови SQL.

32 Призначення функцій мови SQL.

33 Інтерполяція

34 Види шкал

35 Правила оформлення тематичної карти.

107

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ НА ДЖЕРЕЛА

1 Світличний О.О. Плотницький С.В. Основи геоінформатики. Навчальний посібник. Суми 2006.

2 MapInfo Professional. Руководство пользователя. Русск. Версия. Москва ООО «ЭСТИ-МАР». 2000г.

3 Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и ЭК. Общие требования. ГОСТ Р 50828-95, 1995.

4 Ковальчук А.К.,ШайтураС.В.,БогомоловА.Ю. Создание и использование ГИС-проектов для средних школ. Учеб. Пособие по курсу Геоинформатика. – М.: Радио и связь, 1999. – 64 с.

5 Баранов Ю.Б., Берлянт А.М., Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Серапинас Б.Б., Филлипов Ю.А. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов. – М.: ГИС-Ассоциация, 1999. – 204 с.

108


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60726. Проверка знаний по теме: «Microsoft Excel и моделирование в задачах управления» 377 KB
  Цель: проверка знаний учащихся по данному разделу Электронная таблица Microsoft Excel и моделирование в задачах управления. Закрепить на практике умения учащихся работать в электронной таблице Microsoft Excel.
60727. Моделирование биологической системы 1.27 MB
  Цель: дать понятие учащимся о моделирование биологической системы Задачи: сформировать у учащихся представления о моделировании биологической системы. актуализировать и углубить знания о моделях и моделировании.
60728. Пользовательский интерфейс графического редактора 339 KB
  Цель: дать учащимся понятие о пользовательском интерфейс графического редактора аdobe PhotoShop. Закрепить на практике умения учащихся использовать графический редактор аdobe PhotoShop.
60729. Сканирование изображений 3.05 MB
  Задачи: Актуализировать знания учащихся о компьютерной графике. Закрепить на практике умения учащихся использовать графический редактор Paint. Развивать творческое мышление через задания творческого характера.
60730. Форматы изображений растровой графики 182.5 KB
  Сохраните рисунок в другом формате воспользовавшись командой Файл Сохранить как в папке Эксперимент Имя файла: урок 1; Тип файла: 24-разрядный рисунок. Откройте первый рисунок Файл Открыть в папке Эксперимент Имя файла: урок 1...
60731. Компьютерная графика. Виды графических изображений 8.23 MB
  Цель: дать понятие компьютерной графике и видам графических изображений. Задачи: Актуализировать знания учащихся о компьютерной графике. Закрепить на практике умения учащихся различать виды графических изображений.
60732. Этапы решения задач с помощью компьютера 237 KB
  Построив модель задачи и исследовав ее можно найти оптимальное решение. 2 Этап: информационную модель процесса После постановки задачи построить информационную модель процесса выбора подарка а такая модель предполагает три составляющих...
60733. СТЫД И СОВЕСТЬ 42 KB
  Более того многие подростки отмечают что совесть мешает жить по законам современного общества. А между тем по русской православной традиции к 12-13 годам человек должен обладать достаточно зрелой совестью ведь с 7 лет ребенок допускается...