Пространственные объекты в ГИС

Вопросы и задания для самопроверки

1. Почему для российских картографов важна модель Земли в виде эллипсоида Красовского?

2. Проведите анализ, в какой системе координат – географической или геодезической – можно получить более точные координаты реальных объектов.

3. Какой линейный масштаб чаще всего подписывается на картах?

4. Проанализируйте, каким образом на функциях , , и может сказаться требование, чтобы изображение картируемого объекта при переходе с поверхности эллипсоида на плоскость карты было однозначным и непрерывным.

5. Покажите, что все виды искажений в картографических проекциях связаны друг с другом.

6. Почему, на ваш взгляд, используется такое большое число (несколько десятков) картографических проекций?

7. Приведите примеры производных проекций, получаемых преобразованием известных вам проекций.

8. Пользуясь номенклатурой листов из табл. 1, продолжите схему алгоритма разграфки, изображенную на рис. 2.23, для карт других масштабов.

9. Почему работа с электронными картами более удобная и производительная, чем с картами на твердом носителе?

Глава 3. Модели пространственных данных

Напомним, что данные, вводимые в ГИС, хранимые и обрабатываемые там, носят название пространственныхили, иногда говорят,географических данных, если они снабжены указанием на локализацию описываемых ими объектов в пространстве с помощью позиционных атрибутов.

Именно благодаря атрибуту «пространства» с помощью программных средств ГИС допускаются и выполняются операции пространственного анализа пространственных данных и моделирования. С другой стороны, введение атрибута «пространство» в описание (цифровое представление) данных об объекте порождает ряд проблем, связанных с вводом данных в компьютерную среду и с оперированием ими.

Каким образом могут быть позиционированы объекты реального мира (местности, территории и т.п.)? Способы местоуказания этих объектов достаточно различны. Мы можем указать положение объекта по отношению к иным известным объектам. О географическом центре России (центре тяжести фигуры в пределах ее сухопутной границы) можно сказать, что он расположен в Эвенкии Красноярского края, указав его географическое положение с точностью до элементов сети административного деления страны на уровне субъектов Федерации. Более точно (но, разумеется, с некоторой ограниченной точностью) его положение может быть определено в системе географических координат: широта 66°25' северной широты и 94°15' восточной долготы. Такой (абсолютный) способ указания местоположения не только более точен в сравнении с относительным в предыдущем случае, но и более «богат» с точки зрения того, какие возможности использования координатной привязки объектов он предоставляет. Зная координаты Москвы, нетрудно получить расстояние от географического центра до столицы России. Это можно сделать, используя картометрические операции ГИС, причем как операции на референц-эллипсоиде (в этом случае расстоянию будет соответствовать длина геодезической линии между искомыми пунктами) или на эквивалентном ему шаре (тогда это будет длина отрезка дуги большого круга), так и в проекции карты.

Позиционирование объекта в ГИС выполняется в разных системах координат: в географических координатах (в терминах широты, долготы и высоты относительно уровенной поверхности используемого референц-эллипсоида), в прямоугольных геодезических координатах (относительно линий километровой сетки топографических карт в проекциях Гаусса-Крюгера, универсальной поперечно-цилиндрической проекции Меркатора UTM и т.п.), в условных декартовых координатах Х, Y, получаемых путем цифрования картографических источников (в условных прямоугольных координатах цифрователя-дигитайзера). В двух последних случаях предполагается, что тем или иным путем возможен переход к истинным абсолютным географическим координатам путем решения обратной задачи математической картографии и теории картографических проекций: вычисления географических координат объектов по их условным плоским прямоугольным. Программные средства ГИС должны поддерживать поэтому преобразование проекций карт.

Таким образом, пространственный объект должен быть описан не только множеством его характеристик (атрибутов, реквизитов), но и положением в системе координат.