Электронные карты сообщение по географии

Обновлено: 17.05.2024

Цель создания, свойства и основные требования к электронным картам, принципы их применения. Способы предоставления и методы визуализации географической пространственной информации. Характеристика графических возможностей геоинформационных технологий.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	11.05.2016
Размер файла	21,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки РФ

по прикладной информатике

Студентка 5-го курса

Группы ГБЖг-111 Харламова А.Ю.

Руководитель: Кириллова С.Л.

Владимир 2015 г.

1. Электронные карты. Цель их создания

2. Свойства и требования к электронным картам

3. Применение электронных карт

4. Метод создания ЭК

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.

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

Список литературы

электронный карта геоинформационный графический

ЭЛЕКТРО́ННАЯ КА́РТА (electronic map) географическая, цифровая картографическая модель, визуализированная или подготовленная к визуализации на экране средства отображения информации (напр., компьютера, спутникового навигатора) в специальной системе условных знаков, содержание которой соответствует содержанию масштабируемых карт. Являясь средством оперативного контроля, каждая конкретная Э. к. существует на устройстве отображения. В этом их главное отличие от прочих визуальных картографич. материалов, визуализируемых на твёрдой подложке (бумага, пластик) средствами графич. вывода (напр., принтерами).

Цифровая картография — это технология, позволяющая моделировать окружающую местность при помощи специальных технических средств и компьютерных программ. Информационные технологии дают возможность создавать электронные аналоги топографических, авиационных, геологических, навигационных, кадастровых и других видов карт.

Помимо изображения окружающего пространства на карту могут наноситься трёхмерные объекты и различные категории дополнительных данных. Алгоритм создания и использования цифровых карт определяется следующими ГОСТами: 28441-99, 15971, 21667, 26387.

Преимущества цифровой картографии

Оцифрованные данные об окружающем пространстве используются для создания автоматизированных картографических и геоинформационных систем. По сравнению с традиционными бумажными картами электронные модели имеют следующие преимущества:

возможность динамического изменения рельефа и расположения различных объектов;
быстрое масштабирование местности;
большая точность и отсутствие искажений;
возможность нанесения цифровых меток и мгновенного поиска нужно объекта;
автоматическая прокладка маршрута и контроль за отклонениями от выбранного курса;
возможность передачи цифровых карт через интернет.

Электронные карты не подвержены износу, их можно хранить в памяти компьютера и на стационарных носителях. Цифровая картография и трёхмерное моделирование служат важным источником информации при проектировании, ремонте и реконструкции зданий, а также различных инфраструктурных объектов. Данные, содержащиеся в электронных картах, используются для решения следующих задач:

оценка состояния почвы и геологоразведка;
моделирование чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
составление кадастровых планов и инвентаризация земельных ресурсов;
создание атласов, альбомов и энциклопедий;
построение зон видимости и определения мест уверенной радиолокации;
геомаркетинг;
оптимизация логистики предприятий и транспортных компаний.

Цифровые карты активно эксплуатируются туристами, спортсменами и путешественниками. Электронную картографическую информацию используют при поиске пропавших людей и планировании спасательных операций.

Методы создания электронных карт

Для создания электронных моделей местности используются картографические, фотограмметрические, геодезические и космические технологии. Сбор информации осуществляется при помощи аэрофотосъёмки и фиксации географических данных с применением спутниковых систем.

Сведения, полученные в процессе лазерного сканирования местности, также используются при создании геоинформационных систем. Дополнительным источником информации служат данные, полученные в ходе оцифровки аналоговых карт. Аэросъёмка проводится с использованием самолётов, квадрокоптеров и беспилотных летательных аппаратов.

Разумеется, она отображает ту же реальность, которая располагается на её напечатанном эквиваленте. Просто режим отображения информации в ней совершенно иной, использующий интерактивность, то есть активное участие пользователя при работе с ней. Причём это касается не только самого режима просмотра, то есть изменения масштаба и перемещения по её различным участкам. Продвинутые картографические системы в интернете предлагают пользователю мощные средства предоставления дополнительных данных, касающихся той или иной территории или населённого пункта. Это может быть самая любая информация, требуемая пользователю: от статистической и историко-познавательной до указания мест расположения общественных туалетов.

Компьютерная картография привела к развитию целого класса систем, именуемых геоинформационными (ГИС). Без них в наше время не обходится ни одна область экономической, научной и даже государственной деятельности. В последнем случае это касается, к примеру, учёта ресурсов территорий и их использования. В интернете они располагаются даже не на отдельных сайтах, а на целых порталах соответствующего назначения.

Географические карты онлайн имеют особое значение ещё и потому, что они по определению отображают самую актуальную обстановку. Ведь никакая другая карта, напечатанная или заранее закачанная в память компьютера или гаджета, не смогла бы в 2014 году отобразить исторические изменения территории нашей страны.

Читайте также: