Картографические проекции, виды проекций гис

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 9Следующая ⇒

Позднее мы обсудим проблему смешивания разных проекций внутри одной геоинформационной системы, особенно при вводе, но пока нам нужны некоторые практические правила для определения того, какие из множества картографических проекций нам подошли бы в зависимости от видов выполняемого анализа. Если анализ требует отслеживания движения или изменения направлений движения объектов, например, при использовании телеметрии для реГИСтрации положений каждого члена стада северных оленей в разное время, то наиболее подходящей будет конформная проекция. Этот вид проекций также больше всего подходит для производства навигационных карт и когда важна угловая ориентация, как часто бывает с метеорологическими или топографическими данными, Эта группа проекций включает проекции Меркатора, поперечную Меркатора, коническую конформную Ламберта и конформную стереографическую.

Общегеографические и учебные карты чаще всего требуют использования равновеликих проекций, но наш интерес — анализ. Как говорит название, такие карты больше всего подходят, когда среди вычислений преобладают вычисления площади. Например, если вы заняты расчетом изменения соотношений разных видов растительного покрытия земли со временем, или если вы исследуете некоторую местность на предмет достаточной площади для размещения торгового комплекса, то равновеликие проекции подойдут лучше других. Рассматривая использование равновеликих проекций, вам необходимо учитывать размер интересующей территории, а также величину и распределение угловых искажений. Небольшие участки отображаются с гораздо меньшими угловыми искажениями при использовании равновеликих проекций, что может быть полезно, когда важны и площади и формы. С другой стороны, чем больше площадь изучаемой территории, тем более точны ее измерения при использовании равновеликой проекции, по сравнению с проекциями других типов. Для среднемасштабных карт наиболее часто встречаются равновеликая проекция Альберта и равновеликая проекция Ламберта.

Проекты, в которых требуется определение кратчайших маршрутов, особенно на длинные дистанции, нуждаются в азимутальных проекциях, поскольку в них возможно изображение больших кругов как прямых линий. Эти проекции чаще всего используются на картах воздушного сообщения, радиопеленгации, слежения за спутниками и картографирования других небесных тел [Robinson et al., 1995]. Эти проекции стали популярны лишь недавно, но их использование будет расти с расширением использования ГИС в этих областях. Наиболее часто вам будут встречаться такие азимутальные проекции как равновеликая Ламберта, стереографическая, азимутальная эквидистантная, ортографическая и гномоническая проекции. Отметим, что некоторые из них сохраняют как направления, так и площади. Это свойство может оказаться полезным для анализа крупных атмосферных явлений, таких как дымовые следы вулкана, которым свойственно двигаться по маршруту большого круга по мере рассеивания в атмосфере и движения по общим правилам циркуляции на Земле.

Есть много проекций для выбора — гораздо больше, чем перечислено здесь. Некоторые специальные проекции особенно подходят для отображения всей Земли или очень больших ее участков. Другие позволяют лучше координировать крупные картографические программы, такие как создание топографических карт целого континента, которое выполняется небольшими порциями. Список велик. Как вы увидите позднее, выбор проекции — один из основных процессов создания ГИС. Вам следует потратить время на выбор хорошего справочника по картографическим проекциям, с особым вниманием к тому, какие параметры каждая из них сохраняет. С нашей точки зрения могут оказаться полезными две книги: [NyergesandJankowski, 1989] и хорошо известный справочник [Snyder, 1988; есть более современное издание].

Геометрический анализ гис

Географические информационные системы (ГИС):

В настоящее время проведение геомаркетинговых исследований наиболее эффективно и целесообразно проводить с использованием географических информационных систем (ГИС). ГИС – это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, анализ, распространение и визуализацию данных распределенных как в пространстве, так и во времени. ГИС интегрирует картографическую информацию, таблицы, аэро- и космические снимки, данные статистики и переписи, материалы полевых исследований, социальных опросов и пр. в единой цифровой базе географических данных (геоданных). Очень важной функцией ГИС является возможность связи с внешними реляционными базами данных под управлением различными СУБД, которые позволяют хранить большие массивы как атрибутивной так и пространственной информации. Также ГИС представляет собой специализированное программное обеспечение (программную оболочку), которое позволяет осуществлять, перечисленные выше, функции ГИС. Основная задача ГИС заключается в принятии управленческих решений, основанных на пространственном анализе, математико-картографическом моделировании, визуализации, прогнозировании и оценке. Использование ГИС – это системный подход в исследованиях.

ГИС-анализ представляет собой процесс поиска географических закономерностей в данных и взаимоотношений между пространственными объектами. Принцип такого анализа заключается в создании серии тематических электронных карт (слоев), результирующих таблиц и графиков на исследуемую территорию. Методы, которые мы используем для этой цели, могут быть очень простыми, в ряде случаев надо лишь создать аналитическую карту; или более сложными и комплексными, включающими много расчетных величин для моделирования реального мира и объединение большого числа различных слоев данных.

Источники информации:

Любой анализ начинается со сбора и обработки первичной информации. В своих исследованиях мы используем наиболее актуальные, достоверные и точные данные. Для проведения хорошего ГИС-анализа городских территорий необходимо иметь качественную базовую (топографическую) векторную цифровую карту. Поэтому мы применяем наиболее новые высокодетальные карты и планы городов масштабов 1: 2000 – 1: 10 000, составленные как ведущими коммерческими, так и государственными картографическими организациями. Большое внимание уделяется актуальности адресных данных городов. Наряду с картографическими источниками информации в настоящее время применяются материалы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). В частности мы используем многозональные космические снимки сверхвысокого (0, 6-1м) и очень высокого пространственного разрешения (1-4м) с американских коммерческих спутников Quick Bird-2 и Iconos-2, находящихся как в открытом доступе, так и приобретаемых у официальных дилеров. Очень важными источниками для наших исследований являются различные статистические и табличные данные о социально-экономических показателях (демография, уровень жизни, недвижимость, транспорт и др.) исследуемой территории, которые нам предоставляют сами заказчики, администрации городов, открытые источники, либо мы получаем их в ходе опросов населения и проведения фокус-групп. Для получения актуальной информации об объектах недвижимости, кроме работ в камеральных условиях, мы проводим их перепись " в поле" (натурные обследования), в том числе с использованием систем глобального позиционирования (GPS).

ГИС анализ:

После сбора всей необходимой информации для ГИС-анализа и проведения наших исследований ее необходимо перевести в единую систему – базу геоданных. Это подразумевает под собой приведение к единой математической основе цифровых карт, космических снимков, данных GPS съемки, и интегрирование в ГИС-среду различных таблиц. Табличные данные информативны, но имеют один существенный недостаток для проведения географического анализа – они, в отличие от цифровых карт, напрямую не содержат информацию о пространственном положении объектов. Так, например, на исследуемый город мы имеем в виде таблицы данные жилищного фонда, которые содержат адрес, информацию о количестве проживающего населения, этажности, годе постройки и др. по каждому дому. На их основе мы хотим проанализировать распределение плотности населения по городу. Естественно, что, просто просмотрев таблицу, у нас не получится добиться нужного результата. Поэтому для решения этой задачи необходимо установить связь между нашими данными и адресным слоем из базовой цифровой карты в ГИС, другими словами, мы “привязываем” наши данные к карте. Установление такой связи называется адресным геокодированием. Процедура геокодирования не в автоматическом режиме представляет собой сложный и трудоемкий процесс. Для его автоматизации нашими специалистами было разработано уникальное программное обеспечение, которое обеспечивает высокую скорость и точность “привязки” данных. После сбора и обработки всех исходных данных мы переходим непосредственно к решению исследовательских задач на основе ГИС-анализа.

Для решения задач пространственного и статистического анализа в ГИС имеется богатый набор инструментов. Они позволяют нам строить буферные зоны и зоны охвата, определять расстояния, получать геометрические характеристики объектов (длина, площадь), проводить различные пространственные и атрибутивные выборки (на основе SQL-запросов), делать операции оверлея (наложения слоев) и др. Это наиболее важные функции ГИС, и от их эффективности напрямую зависит эффективность и полезность самих ГИС. С помощью пространственного анализа мы легко можем определить, какое количество населения проживает в разных по времени доступности зонах охвата предполагаемого торгового центра. Или, например, провести конкурентный анализ среди розничных сетей фаст-фуда.

Математико-картографическое моделирование позволяет нам рассчитывать значения какого-то показателя или явления на всей исследуемой территории на основе дискретно распределенных данных. Для этого используются различные методы геостатистического анализа, в основе которого лежит интерполяция, экстраполяция аппроксимация данных и различные способы картографического изображения, которые основаны на классификации данных. Эта методика находит отражение, когда мы, например, строим псевдоизолинейную карту (поверхность плотности) распределения средневзвешенной цены 1 кв.м офисной недвижимости в городе. Моделирование позволяет на основе разных факторов осуществлять комплексную оценку территории для ее пригодности под определенные поставленные задачи, проводить районирование, ранжирование и кластеризацию. Моделирование на основе разновременных данных позволяет нам оценить динамику развития какого-либо явления и дать качественный прогноз.

В результате ГИС-анализа территории мы всегда получаем серию качественных тематических карт, графиков и таблиц, которые доступны для понимания и с легкостью дают ответы на поставленные вопросы исследования. Поэтому визуализации мы уделяем большое внимание. Карты могут быть как двумерными, отражающими какое-то явление или синтез разных показателей, так и трехмерными, представляющими собой 3D-виртуальную модель местности; как статическими, так и в виде анимации.

Оверлейные операции гис

Оверлейные операции (overlay) - это действия, в результате которых выполняется объединение пространственных характеристик покрытий ARC/INFO в новый слой и реляционное соединение их атрибутивных таблиц [53]. Полигональные оверлеи (polygon overlay) - это специальная операция наложения одного полигонального покрытия на другое полигональное покрытие и их атрибутов для создания нового полигонального покрытия. Другие оверлейные операции включают оверлей линии в полигон и оверлей точек в полигон, налагаются на полигоны другого, чтобы определить, которые из дуг полностью или частично попадают в полигоны. Атрибуты полигонов связываются с соотвтствующими дугами в результирующем дуговом покрытии, рис. 22.оответственно оверлейная операция точка в полигоне (point-in-polygon) - это пространственная операция, при которой точки одного покрытия налагаются на полигоны другого, чтобы определить, которые из точек попадают внутрь полигонов. Атрибуты полигонов связываются с точками в результирующем точечном покрытии, рис. 23. Три команды ARC/INFO могут выполнять наложение полигонов: UNION (Объединение), IDENTITY (Тождественность) и INTERSECT (Пересечение). Эти команды похожи и отличаются лишь пространственными объектами, которые остаются в выходном покрытии. На рис. 24 показаны результаты действия этих команд. К числу важных команд ARC/INFO, позволяющих выполнять пространственный географический анализ территории с манипулированием пространственными объектами, относятся также операции, выполняемые по командам UPDATE, CLIP, SPLIT, ERASECOV, рис. 25. Операции картографической алгебры являются ведущими при выполнении аналитических работ в ГИС по расчету экспликации земель, землеустроительных, кадастровых работах, поиску места по заданным критериям, составлению комплексного географического атласа территории и др. Создание буферных зон - это географическая операция для определения областей, окружающих географические объекты [53]. В ГИС ARC/INFO операция выполняется командой BUFFER, в результате выполнения которой создаются один или более полигонов вокруг существующих географических объектов. При выполнении построения буферов могут быть созданы буферы как постоянной, так и переменной ширины. Результирующие буферные зоны представляют собой полигоны - области внутри и вне заданного буферного расстояния от каждого объекта. Построение буферных зон выполняется для любого типа географических объектов: точек, линий или полигонов, рис. 26.

Операции вычислительной геометрии (построение буферных зон) являются ведущими при выполнении аналитических работ в ГИС по расчету санитарно-защитных зон предприятий, планированию водоохранных и природоохранных полос, размещению объектов инфраструктуры вдоль дорожных систем и т. д.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 Следующая ⇒