Электронные карты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

Кафедра географии

Реферат

по прикладной информатике

Электронные карты

Выполнила:

Студентка 5-го курса

Группы ГБЖг-111 Харламова А.Ю.

Руководитель: Кириллова С.Л.

Владимир 2015 г.

Оглавление

Введение

1. Электронные карты. Цель их создания

2. Свойства и требования к электронным картам

3. Применение электронных карт

4. Метод создания ЭК

Заключение

Список литературы

Введение

Информация о реальных объектах и событиях в той или иной мере содержит так называемую пространственную составляющую. Пространственный аспект имеют здания и сооружения, земельные участки, водные, лесные и другие природные ресурсы, транспортные магистрали и инженерные коммуникации. Уже давно доказано, что 80-90 % всех данных составляют геоданные, т. е. не просто абстрактные, безличные данные, а информация, имеющая свое определенное место на карте, схеме или плане.

Каждый из нас хоть однажды в своей жизни работал с бумажной картой. С появлением компьютеров появились и компьютерные (электронные) карты, которые обладают множеством дополнительных и полезных свойств.

Электронная карта -- цифровая картографическая модель; визуализированная или подготовленная к визуализации на экране средства отображения информации в специальной системе условных знаков, содержание которой соответствует содержанию карты определенного вида и масштаба. Являясь средством оперативного контроля, каждая конкретная электронная карта существует лишь в определённый момент времени, как правило, непродолжительный, пока видна на устройстве отображения. В этом их главное отличие от прочих визуальных картографических материалов, визуализируемых на твёрдой подложке (бумага, пластик) средствами графического вывода (например, принтерами). Это значение лучше всего согласуется с самим словом «электронная», то есть получаемая посредством движения электронов, что и происходит в работающем электронном устройстве. При этом система условных знаков электронной карты включает в себя и специальные шрифты, а классификация электронных карт соответствует общей классификации карт, например: электронная топографическая карта, электронная авиационная карта, электронная геологическая карта, электронная кадастровая карта и другие.

Условные знаки, используемые на электронных картах, имеют свои особенности по сравнению с традиционными бумажными картами или компьютерными картами (карты на твёрдой подложке, подготовленные с помощью компьютерных технологий, например ГИС). Это обусловлено с одно стороны низкой разрешающей способностью современных (на конец 2000-х годов) устройств видеоотображения, по сравнению с технологиями печати на твёрдой подложке, а с другой -- более широкими графическими возможностями в области анимации. Ограничение разрешающей способности дисплеев вызывает необходимость упрощать условные знаки (использовать графические образы с меньшим количеством деталей), а отсутствие необходимости иметь статичное изображение карты позволяет применять анимацию (например, мигание) для подсветки отдельных объектов (например, результатов поиска).

1. Электронные карты. Цель создания

Развитие методов цифрового картографирования привело к появлению так называемых электронных карт (ЭК). Они представляют собой динамическую визуализацию цифровых карт при помощи видеомониторов и соответствующего программного интерфейса. Основой для создания и обновления электронных карт являются изображения, которые получаются при съемке местности специальной аппаратурой, размещенной на борту воздушно-транспортных средств. Применение ЭК вызвано необходимостью повышения эффективности использования информации в различных областях (научные исследования, навигация, социальное управление). Электронную карту можно рассматривать как многокомпонентную модель реальности. Основными целями ее создания являются: графическая коммуникация пространственных отношений и распределений; улучшение возможности анализа, обработки и отображения геоинформационных данных; визуальное отображение цифровых моделей явлений, не видимых для человеческого глаза; автоматизация отображения и картографического анализа в системах управления; исследование объектов, явлений и процессов с учетом динамики их развития и возможного использования; получение экспертных решений в графическом виде в режимах реального и разделенного времени.

2. Свойства и требования к электронным картам

Для электронных карт, как и для традиционных, характерны следующие принципы построения и свойства:

- пространственно-временное отображение геоинформационных объектов реального мира; системность отображения главных элементов с учетом генезиса, структуры и иерархии объектов;

- избирательность (синтетичность), раздельное представление или выделение характерных особенностей действительности, которые про являются совместно или изолированно;

-метричность, обеспечиваемая математическими законами построения, точностью составления и воспроизведения карты; наглядность, возможность зрительного восприятия пространственных форм, размеров, связей, воспроизводимых с эффектами освещения и текстуры поверхности изображаемых объектов;

-обзорность, возможность охвата обширных пространств с выделением главных элементов содержания при учете генерализации и взаимосвязей; возможность тематической направленности.

К электронной карте как средству, построенному на принципах цифрового моделирования и использующему ЦММ, предъявляются следующие требования: структурная определенность и моделепригодность; возможность многоцелевого использования; наличие набора форм представления графической информации; возможность построения динамических моделей и наличие анимационных свойств; формирование картографического изображения в интерактивном и автоматизированном режимах; возможность интеграции геоинформации с данными дистанционного зондирования. Электронная карта как автоматизированная система характеризуется качественно новыми свойствами при обработке пространственной информации: автоматическое поддержание информационного поля в различных временных режимах; комплексное изображение совместно обрабатываемых априорных и оперативных данных. Например, в навигационных системах на карго- основе могут отображаться данные координирования и радиолокационная ситуация; оперативная селекция данных и построение изображения, синтезированного на основе послойного представления данных; возможность создания оригинального дизайна пользователя. Он может добавлять или убирать информацию с экрана, менять масштаб и проекцию, получать псевдообъемные, псевдоцветные и динамические геоизображения, использовать дисплейные эффекты (мерцание, изменение цвета, яркости); автоматическая картометрия: определение координат и направлений, расстояний и длин, площадей и объемов; построение линий уровней и поверхностей.

3. Применение электронных карт

Системы электронных карт можно рассматривать как специализированные информационные системы, ориентированные на визуализацию картографических данных. Технологически такие системы могут функционировать независимо и образовывать некие специализированные ГИС либо входить как подсистемы в глобальные ГИС. Хотя электронные карты как модели картографической информации относятся к классу динамических моделей, они могут создаваться в двух режимах: в режиме разделения времени (например, электронные атласы) - аналоги обычных карт и в режиме реального времени (навигационные системы). Такие особенности электронных карт объясняются следующими факторами: Обычная аналоговая карта не допускает существенного ее изменения. Это обусловлено тем, что в ее основе заложена невариабельная статическая модель данных. В электронной карте форма и содержание визуализируемой информации варьируются неограниченно. Электронная карта реализует мобильную или адаптивную модель данных, позволяющую настраивать состав, объем и форму отображаемых данных в соответствии с запросами пользователя. В отличие от обычных карт ЭК представимы в различных картографических проекциях благодаря набору трансформационных методов, что создает возможность дополнительного анализа и сопоставления, т.е. повышает уровень автоматизации и производительности исследований. Как системы реального времени ЭК нашли большое применение в морской навигации. В частности, в Японии в 1984 г. системами электронных карт было оснащено 150 торговых и 4 тыс. рыболовецких судов. Принципы работы системы отдаленно напоминают получение радиолокационного изображения. Однако электронные карты дают более подробное и качественное изображение. Режимы реального масштаба времени являются основой в технологиях электронных карт. Это накладывает повышенные требования к вычислительным ресурсам таких систем, а именно к компактности оборудования в сочетании с высоким быстродействием. В отличие от многих ГИС в ЭК корректировка и визуализация данных осуществляются без прямого участия человека-оператора. Широкое применение электронные карты находят в автотранспорте, в частности для определения местоположения движущегося транспортного средства. В настоящее время система электронных карт на автомобилях имеет мощную поддержку систем спутниковой связи.

4. Метод создания электронных карт

Основной метод создания электронных карт - математико-картографическое моделирование содержания, нагрузки и условных знаков с использованием визуальной оценки получаемого изображения. Технология создания электронных карт зависит от их вида; требований, предъявляемых к их точности, содержанию и условным знакам; исходных картографических данных; снимков; структур входных/выходных информационных массивов. Электронные карты можно сравнить с набором справочников, которые должны храниться в библиотеках (банках данных), содержать подробную информацию, занимать минимальный объем и быть доступными в кратчайший период времени. Примером коммерческого продукта электронной карты может служить разработка фирмы ESRI Digital Chart of the World (DCW) - это цифровая карта мира (суши) в формате Arclnfo, созданная на основе тактических навигационных карт Министерства обороны США. Исходный масштаб 1:1 000 000, объем данных 1,7 Гбайта, носитель - четыре диска CD-ROM с книгой описания данных. Карта разбита на 2094 листа размером 5 х 5°. Число тематических слоев на лист: от 3 до 27 (для России в среднем 17 слоев). Существуют версии DCW для UNIX-рабочих станций и для PC. Для просмотра и работы с картой можно использовать все ГИС-пакеты ESRI. Основными процессами технологии создания электронных цифровых карт являются: подготовка исходных картографических материалов; цифрование, обработка и редактирование цифровой картографической информации; формирование электронных, цифровых карт для хранения в архиве и выдачи их по запросам. Электронные карты позволяют применять интерактивный режим работы с картографическими данными, описаниями и оперативной информацией. Это создает возможность в процессе планирования или проведения исследований по картам оперативно вторгаться в процесс проектирования карты и задавать новые проектные критерии, решения или ограничивающие условия. Особенностью электронной карты является то, что она может быть организована как множество слоев (покрытий). Слои являются типом картографических моделей, которые построены на основе объединения (типизации) пространственных объектов (или набора данных), имеющих какие-либо общие свойства или функциональные признаки. Такими свойствами могут быть: принадлежность к одному типу пространственных объектов (жилые здания, подземные коммуникации, административные границы и т. д.); отображение на карте одним цветом; представление одинаковыми графическими примитивами (линиями, точками, полигонами) и т. д. В качестве отдельных слоев можно объединять данные, полученные в результате сбора первичной информации. Принадлежность объекта или части объекта к слою позволяет использовать и добавлять групповые свойства объектам данного слоя. А как известно из теории обработки данных, именно групповая обработка данных является основой повышения производительности автоматизированных систем. Данные, размещенные на слоях, могут обрабатываться как в интерактивном режиме, так и в автоматическом. С помощью системы фильтров или заданных параметров объекты, принадлежащие слою, могут быть одновременно масштабированы, перемещены, скопированы, записаны в базу данных. В других случаях (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 данных, необходимых для текущего рассмотрения, и применения механизма "прозрачности" электронной карты. Анализ выводимых на экран промежуточных результатов (слоев), учет динамики исследуемого процесса (или поиска), использование правил пространственно-структурного анализа и образно-зрительных ассоциаций позволяют изменять ход обработки данных и приходить к искомому результату, не имея четкого начального плана исследования. В будущем видеокарты можно устанавливать в городских центрах, на площадях и вокзалах, на наиболее выдающихся зданиях, гостиницах и т.п. Так, например, в вестибюле ООН можно будет получать на видеотерминале полную информацию о каждой из стран - участниц ООН: карты, отражающие географию страны, историю, культуру, экономику и т.п. Теоретически можно предположить, что будут разработаны портативные видеотерминалы для приема информации непосредственно с геостационарного ИСЗ. Современные электронные карты используют набор возможностей мультимедиа, что придает им большую выразительность и наглядность по сравнению с обычными картами. В качестве примера можно привести поставляемый на компакт-диске 3D-Atlas (abc and Electronic Arts). Система может рассматриваться для демонстрации электронных карт и как неполная ГИС для обучения. В 3D-Atlas информационная основа интегрирована на атласе мира. Система позволяет осуществлять наблюдение карт в разных масштабах и допускает трехмерную визуализацию. Возможно перемещение над поверхностью (режим "Полет") с визуальным эффектом полета в трехмерном пространстве. Кроме наблюдения поверхности Земли в системе имеется возможность просмотра глобальных карт: атмосферы, гидросферы, биосферы, геосферы, литосферы, часовых поясов и т.п. Система позволяет просматривать атрибуты и проводить небольшие операции анализа данных

Заключение

В отличие от бумажной карты, электронная карта, содержит скрытую информацию, которую можно использовать по мере необходимости. Эта информация представляется в виде слоев, которые называются тематическими, потому что каждый слой состоит из данных определенной тематики. Например, один слой электронной карты может содержать сведения о дорогах, второй - о проживающем населении, третий - о фирмах и организациях и т. д. Каждый слой можно просматривать по отдельности, совмещать сразу несколько слоев или выбирать отдельную информацию из различных слоев и выводить ее на карту. Электронную карту можно легко масштабировать на экране компьютера, перемещать в разные стороны, рисовать и удалять объекты, печатать на принтере любые территории. Кроме того, компьютерная карта обладает и другими свойствами. Например, можно запрещать (или разрешать) отображать на экране определенные объекты. Выбрав объект с помощью мыши, можно запросить информацию о нем, например, высоту и площадь дома, название улиц и др. Именно с появлением электронных карт появился и другой термин «геоинформационные системы» (ГИС). Существуют десятки определений геоинформационных систем (их еще называют и географическими информационными системами). Но большинство специалистов склоняются к тому, что определение ГИС должно базироваться на понятии СУБД. Поэтому можно сказать, что ГИС - это системы управления базами данных, предназначенные для работы с территориально-ориентированной информацией.

Список литературы

электронный карта геоинформационный графический

1. Виноградов Н. В. «Карты и атласы» 2011.

2. Сваткова Т. Г. «Атласная картография» 2008

3. Кусов В. С. «Памятники отечественной картографии». 2006

4. Новокшанова-Соколовская З. К. «Картографические и геодезические работы в России» 2002

5. Постников А. В. «Развитие крупномасштабной картографии в России». 1989

6. Российский государственный архив электронных карт Фонд. 1357

7. Меньов А.В. «Теоретичесие основы автоматизированного управления».

8. Цветков В.Я. «Геоинформационные системы и технологии».

Размещено на Allbest.ru