Применение моделей и моделирования для организации данных. Специальные технологии геоинформационного моделирования

• Процедуры абстракции и генерализации реализуются алгоритмически.
• Модель, построенная на основе
• обобщений, отражает свойства
• по отношению к другим классам моделей.
• В ГИС процедура обобщения применяется
• при построении моделей атрибутивных
• данных.

• Модель, построенная на основе
• агрегатирования, отражает
• принадлежность к типам моделей.
• Процедура агрегации -
• при создании моделей баз данных для
• координатных данных или для графических
• векторных объектов.

• Прямое моделирование — построение сложной модели объекта на основе известных более простых моделей.
• Обратное моделирование — это процесс построения модели объекта путем разложения сложного объекта на более
• простые.

Процесс построения модели

прямой

обратный

• Прямой вид построения моделей
• (синтез, композиция) характерен для
• САПР.
• Обратное моделирование —
• этот вид моделирования
• (декомпозиция) имеет место при фотограмметрической обработке информации.

• В ГИС применяют
• обратное моделирование
• на стадии сбора и размещения данных в БД
• и прямое моделирование-
• при построении
• картографических композиций и
• тематических карт.

• Каждая структурно - определенная модель позволяет создавать логическую запись.
• Поэтому представление исходного объекта или набора данных в виде структурно определенной модели является завершением этапа моделирования
• исходной информации.

. Основные формы представления моделей данных

аналитическая

табличная

графическая

графовая

• Аналитическая форма представляет
• модель в виде формулы, аналитического
• выражения, совокупности аналитических
• выражений (уравнений).
• Она применяется при известных законах
• поведения модели или объекта.

• Графическая форма использует
• отображение совокупности моделей или
• данных в виде кривых, графиков, диаграмм.
• Она применяется при
• анализе статистических данных и при
• известном аналитическом описании
• модели, т.е. является формой ,
• взаимосвязанной с аналитической.

• Табличная форма дает представление модели или ее характеристик в виде одной или совокупности взаимосвязанных таблиц.
• При этом данные в ячейках таблицы
• не могут заноситься произвольно,
• они подчиняются определенным правилам, в частности,
• по столбцам располагают
• типизированные данные.

• Графовая форма основана на
• представлении модели в виде графической
• схемы, называемой графом.
• Эта схема включает элементы графа,
• называемые вершинами (узлами)
• и ребрами (дугами).

• Графовая модель строится по
• определенным правилам-
• в частности,
• каждое ребро может быть
• ориентировано, если определен путь
• от одной вершины к другой,
• и не ориентировано, что соответствует
• возможному пути от одной вершины к
• другой в обоих направлениях.

• Простейшим примером
• ориентированного графа может служить
• вектор в трехмерном пространстве, а
• неориентированным графом –
• схема метрополитена.

• Геоинформационное моделирование
• можно отнести к классу моделирования графических объектов, взаимосвязанных с базами данных. Оно включает пять основных типов моделирования:
• 1- Преобразование графической информации, которое приводит к изменению графических и табличных данных;
• 2- Преобразование табличных данных, что приводит к изменению графических и табличных данных;

• 3- Преобразование графических объектов из одного типа в другой;
• 4 - Построение цифровых моделей явлений;
• 5 - Построение, редактирование или модификация графических объектов на основе отношений между
• пространственными объектами
• (без использования графических
• редакторов).

• Взаимодействие геоинформатики и картографии стало основой для формирования нового направления – геоинформационного картографирования, суть которого составляет автоматизированное информационно - картографическое моделирование природных и социально – экономических геосистем на основе ГИС и баз знаний.

• Основу геоинформационного моделирования как специализированной ГИС-технологии составляют преобразования,
• основанные на теоретико-множественных отношениях, законах формальной логики, алгоритмах обработки изображений
• и многом другом, что является самостоятельным научным
• направлением, не связанным с географией .

ЭЛЕКТРОННЫЕ КАРТЫ

• Основной метод создания электронных карт базируется на
• математико-картографическом моделировании
• содержания,
• нагрузки и
• условных знаков
• с использованием визуальной оценки получаемого изображения.

• Электронная карта  -  Electronic Map
• - это векторная   или  растровая
• общегеографическая  или  тематическая
• карта, сформированная на машинном
• носителе (оптическом диске).

• Основными процессами технологии создания электронных цифровых карт являются:
• подготовка исходных картографических материалов;
• оцифровка, обработка и редактирование цифровой картографической информации;
• формирование электронных, цифровых карт для хранения в архиве и выдачи их по запросам пользователя.

• Электронная карта может быть организована как множество слоев (покрытий).
• Слои являются типом картографических моделей,
• которые построены на основе объединения (типизации) пространственных объектов или наборов данных,
• имеющих какие-либо общие свойства или функциональные признаки.

• Геоданные, размещенные на слоях, могут обрабатываться в интерактивном и автоматическом режимах.
• С помощью системы фильтров или заданных параметров обработки объекты, принадлежащие слою, могут быть одновременно масштабированы, перемещены, скопированы, записаны в базу данных.
• В ряде случаев (при установке других режимов) можно наложить запрет на редактирование объектов слоя,
• запретить их просмотр.

• Многослойная организация электронной карты при наличии гибкого механизма управления слоями позволяет объединить и отобразить не только большее количество информации, чем на обычной карте,
• но существенно упростить анализ картографических данных путем селекции геоданных, необходимых для текущего рассмотрения, и применения механизма «прозрачности» электронной карты.

• Электронный  атлас - Electronic Atlas
• - это тематически  и  логически структурированная  система  электронных карт,  созданная по единой программе и поддерживаемая  с  помощью специализированных    программных
• средств,    как      целостное
• картографическое произведение
• определенного назначения.

• Для районирования территории России по показателям, характеризующим состояние окружающей среды, составлены четыре большие карты:
• 1 - карта минерально-сырьевой базы;
• 2 - карта природных условий;
• 3 - карта уникальных и особо ценных ресурсов и объектов;
• 4 - карта антропогенных изменений окружающей среды.

• карта минерально-сырьевой базы России содержит следующие слои: