Составные части ГИС

В любой мало-мальски развитой ГИС предусмотрены процедуры сбора, обработки, хранения, обновления, анализа и воспроизведения данных с помощью компьютера и технических средств машинной графики, оснащенных соответствующими программными средствами по обработке изображений.

Данные процедуры объединены в соответствующие блоки (подсистемы), основные из которых представлены на рис. 10.

Каждая из этих подсистем выполняет определенные функции и отсутствие хотя бы одной из них говорит о неполноценности данной системы:

  • — подсистемы ввода (рис. 11) служат для преобразования графической информации в цифровой вид и ввода ее в компьютер;
  • — подсистема хранения служит для организации хранения и обновления с помощью соответствующих баз данных и систем управления ими;
  • — подсистема вывода служит для вывода изображений на экран монитора или печатающие устройства для получения твердых копий.
  • — подсистема обработки, поиска и анализа информации — для проведения логических операций над данными.

СУБД

Компоненты геоинформационной системы

Рис. 10. Компоненты геоинформационной системы

Рис. 11

Подсистема ввода информации

Первой задачей на этапе подготовки к эксплуатации ГИС является преобразование (рис. 12) графической или иной имеющейся информации в цифровой вид.

В настоящее время наиболее распространенными являются три способа преобразования графической информации в цифровую форму: точечный, линейный и сканирование. При точечном способе используют устройства, которые в литературе называют по-разному: кодировочный планшет, цифрова-тель, кодировщик, дигитайзер (от англ, digit — цифра), а сам процесс называется дигитализацией (цифрованием). При ручном или линейном способе дигитализации оператор имеет возможность предварительно отсортировывать информацию, вести обработку разнообразных планов, карт и чертежей без специальной их подготовки.

те. 12

Кодировочные устройства дискретного типа состоят из планшета форматом от А4 до АО и визира в виде увеличительного стекла с перекрестием либо щупа в виде карандаша или указки, которые связаны кабелем с декодирующим логическим устройством.

Под рабочей поверхностью планшета расположена сетка взаимно перпендикулярных проводников из медной проволоки (рис. 13, а).

К каждому проводнику подводится определенный двоично-кодированный сигнал, который воспринимается визиром или указкой при помощи индуктивного контура. Электронная схема периодически (при нажатии кнопки на визире или легком нажатии на кончик указки) пропускает по проводникам электрический импульс, а контур воспринимает импульсы, поступившие к нему от ближайших проводников. Поскольку каждый дигитайзер имеет собственную систему координат, то таким способом определяется значение координат X и Y каждой точки обрабатываемого изображения. Оператор совмещает визир или указку с какой-либо точкой изображения и дает команду на фиксацию ее координат. Кривые линии заменяются на кусочно-ломанные визуально, а прямые задаются точками на их концах. Последние модели таких устройств обеспечивают точность считывания координат точек порядка 0,1 мм.

Известны конструкции (рис. 13, б), основанные на акустическом принципе определения координат указки. На конце указки смонтирован искровой датчик, состоящий из двух электродов, между которыми через регулярные промежутки времени проскакивает искра. Чувствительные микрофоны, расположенные по краям планшета, воспринимают звуковые импульсы, а два счетчика отмечают интервалы времени между возникновением искры и моментом принятия звукового сигнала.

Значения времени задержки пересчитываются в значения координат определяемой точки.

Многие устройства, работающие по принципу точечной дигитализации, снабжаются специальной логической таблицей — «меню», что дает возможность оператору присваивать каждой точке атрибу тивную информацию, например, указывать на принадлежность точки к границе какого-либо сельскохозяйственного угодья.

Схемы конструкций кодировочного планшета

Рис 13. Схемы конструкций кодировочного планшета: а — сетчато-проводниковая; б — акустическая;

1 — указка; 2 — искра; 3 — микрофоны.

Значения координат точек и их смысловой код записываются на внешний носитель информации, либо передаются непосредственно в компьютер.

Многие дигитайзеры для повышения точности оцифровки снабжены различного рода лупами, визирами, подсветками.

Технология ручной дигитализации довольно трудоемка и требует кропотливого ручного труда оператора, однако имеет целый ряд достоинств, например:

  • — наиболее высокая точность оцифровки (до 0,05 мм);
  • — возможность получать разделенное по частям изображение, что важно для тематической картографии;
  • — возможность работы со старыми и сильно загрязненными планово-картографическими материалами прошлых лет;
  • — получение информации сразу в векторной форме, готовой для непосредственного использования в компьютере;
  • — относительно низкая стоимость.

При линейной дигитализации производится поочередное отслеживание оператором (или автоматически) кривых и прямых линий до их замыкания или пересечения с другими линиями.

Перестановка визира на новую обрабатываемую линию производится вручную или полуавтоматически, если устройству задан алгоритм отслеживания линии. Автоматическое чтение изображений, т. е. преобразование изображения в цифровой вид, может осуществляться электронными сканирующими устройствами.

Устройства такого типа, получившие название сканеров, позволяют читать и воспроизводить изображения с относительно большой точностью. Ширина строки может составлять всего 5 мкм. Обработке подлежат полутоновые черно-белые изображения, текст и цветные изображения на специально оборудованных аппаратах со светофильтрами. На устройствах этого типа обрабатываются, в частности, и космические снимки. Процесс считывания изображения на сканере автоматический. Различают планшетные, роликовые и барабанные сканеры.

Сканеры последовательно развертывают изображение графического документа в одну строку, тем самым преобразуя двумерное пространство в одномерное, координата которого известна. Считываемое изображение крепится на вращающийся барабан, над которым перемещается фотоголовка или телекамера, связанная с фотоумножителем и регистратором координат. Импульсы электронной системы воспринимаются в двоичном коде: белое поле чертежа — ноль, черное поле — единица.

Основным параметром, по которому различаются сканеры, является их разрешающая способность, или, другими словами, то количество точек, которое они способны распознать на каждом дюйме изображения. Для большинства непрофессиональных пользователей вполне хватит разрешения 1200 на 600 dpi.

Планшетные сканеры выпускаются различных форматов (от А4 до АО), но сканеры большого формата очень дороги.

элементов строки изображения. По окончании сканирования изображение визуализируется в рабочем окне программы, после чего его можно отредактировать, распечатать и сохранить на диске. Некоторые сканеры предусматривают процедуру предварительного сканирования для точного определения области сканирования. В роликовых сканерах сканируемый мате

Схема планшетного сканера

Рис. 14. Схема планшетного сканера.

  • 1 — подвижная каретка;
  • 2 —направляющие; 3 — привод;
  • 4 — ременная передача

В верхней части такого сканера располагается крышка, открыв которую, можно увидеть стеклянную поверхность. Положив любой рисунок или карту на стекло и закрыв крышку, следует запустить процедуру сканирования. Под стеклом перемещается подвижная каретка, на которую конструктивно крепится объектив и приемник излучения, который регистрирует отраженную энергию от всех риал протягивается с помощью привода через ролики над неподвижным приемником излучения.

Схема роликового сканера

Рис. 15. Схема роликового сканера:

  • 1 — ролики подачи бумаги; 2 — лампа;
  • 3— зеркало; 4 — объектив;
  • 5 — светочувствительный элемент;
  • 6 — оригинал

Планшетные и роликовые сканеры — самые распространенные и дешевые устройства. Наиболее известные изготовители Contex, Vidar, Scangraphics, Hewlett Packard, Microtec и др.

Устройства данного типа дают сегодня наилучшее соотношение цена/производительность. На рис. 14 и 15 приведены схемы работы планшетного и роликового сканеров.

Барабанные сканеры очень

дороги, однако предполагают наилучшую точность сканирования.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >