Данные – это сведения: - полученные путем измерения, наблюдения, логических или арифметических операций; и - представленные в форме, пригодной для постоянного. - презентация

1 Данные – это сведения: - полученные путем измерения, наблюдения, логических или арифметических операций; и - представленные в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и (автоматизированной) обработки. (формализованные сведения) В ГИС различают данные пространственныеатрибутивныеметаданные Data

2 DATA (что?, где?, когда?) Пространственные данные определяют относительное местоположение объекта. Они позволяют судить о форме и размерах объектов, расстоянии между ними, взаимоотношениях (смежности, пересечении, принадлежности одного объекта другому и т.д.). ? ? * Семантика - наука о смысловом значении слов, символов и др. знаков, служащих для передачи информации. В ГИС пространственные данные отображаются символами (точками, линиями, полигонами, зонами, регионами и др.) Однако, без семантической* части, т.е. без указания того, что обозначает тот или иной символ, пространственные данные оказываются бесполезными. Смысловая (семантическая) составляющая данных называется атрибутивной или атрибутами. Атрибуты хранятся отдельно от пространственных данных в специальных атрибутивных таблицах. Каждому объекту соответствует одна строка таблицы. Связь между объектом и его атрибутом осуществляется с помощью идентификаторов (FID).

3 Data Они содержат сведения о составе данных, содержании, статусе, происхождении, местонахождении, качестве, форматах представления, условиях доступа и приобретения авторских и имущественных правах на данные и др. Метаданные – это данные о данных.

4 Пространственные данные Растр Вектор 3D модель

5 Модели представления пространственных данных в ГИС РастроваяВекторная Существует 2 альтернативные модели представления пространственных данных:

6 Пусть мы хотим хранить в геоинформационной системе (ГИС) информацию о горных породах, слагающих определённый участок. Мы можем сделать это следующим образом: Создадим полигоны, отвечающие контурам геологических тел. Каждый полигон – это последовательность точек, которые при выводе на экран, соединяются прямолинейными отрезками. С каждым полигоном связана 1 строка таблицы атрибутов, в которую можно записать название породы, её возраст и другие данные, относящиеся к этому контуру. Эти данные можно отобразить различными способами: - вывести в виде текста - изобразить символами состав пород - раскрасить по возрасту пород. Этот способ хранения пространственно-координированных данных называется векторным

7 Точность и детальность представления данных повышается с уменьшением размера квадрата (ячейки) Другой способ хранения данных в ГИС называется растровым. Участок делится на квадраты, одинаковые по размеру, которые покрывают всю площадь без промежутков и перекрытий. Каждому квадрату (ячейке) присваивается значение одного свойства, например, кодированное название породы, которая находится в пределах этого квадрата. Для отображения данных каждому значению (или интервалу значений) назначается свой цвет.

8 Для хранения и отображения другого свойства, например высоты рельефа, нужно создать ещё один растровый слой, в ячейках которого будет записана высота. Количество растровых слоёв в проекте может достигать нескольких сотен.

9 Растровая модель пространственных данных

10 Пространственное разрешение Разрешение сканирования Цветность Спектральное разрешение Радиометрическое разрешение растра. Свойства растра.

11 Полноцветное изображение получается «сложением» 3-х растровых слоёв, в которых записана интенсивность основных цветов: красного RED зелёного GREEN и синего BLUE длина волны (нМ) относительная чувствительность R G B Выбор основных цветов обусловлен тем, что максимумы спектральной чувствительности человеческого глаза локализованы в областях 450, 550 и 630 нм, что соответствует синему, зелёному и красному цвету. Цветность

12 Красный, зелёный и синий цвета являются базовыми, все остальные тона воспринимаются как их смешение в определённой пропорции. длина волны (нМ) относительная чувствительность R G B В мониторе это реализовано с помощью красного, зелёного и синего фильтров: Каждый пиксель экрана монитора состоит из трёх групп жидких кристаллов. Каждая группа (с помощью фильтра) отражает интенсивность, записанную в соответствующем растровом слое.

13 В ArcGis вы можете посмотреть значения RGB для каждой ячейки растра. Количество пикселей, отображающих 1 ячейку растра зависит от разрешения монитора и масштаба изображения. (чем крупнее изображение, тем больше пикселей требуется для отображения одной ячейки растра).

14 Тропа гигантов (сев. Ирландия) В полноцветном изображении на 1 ячейку отводится 3 байта (по одному байту на красный, зелёный и синий растровый слой (канал). Это позволяет отобразить более полутора миллионов цветовых оттенков: (256 х 256 х 256 = ).

15 Во многих случаях нет необходимости в таком количестве цветовых оттенков. Вместо того, чтобы создавать 3 растровых слоя, можно создать один слой и записать в ячейки этого слоя код (номер) для каждого цвета, а в файл добавить таблицу соответствия между кодами и значениями RGB цвета. Такое представление цвета (режим) называется индексным. Полноцветное изображение. 3 растровых слоя по 8 бит на на ячейку в каждом слое (24 бита на ячейку). 1 растровый слой цветов1 растровый слой цветов 1 растровый слой - 16 цветов 1 растровый слой - 8 цветов 3 растровых слоя 2240 кб 804,60 кб 804,1 кб 804,55 кб 804,2 кб Индексные цвета.

16 Цветовая карта Таблица атрибутов Таблица соответствия между номерами цветов и их RGB значениями называется цветовой картой растра. В ArcGis она отображается в виде таблицы атрибутов.

17 Для нецветных изображений используется один растровый слой, в ячейки которого записывается интенсивность серого цвета. Каждой ячейке растра отводится 1 байт, что позволяет хранить и отображать 256 оттенков серого цвета. Этот формат называется Grayscale (серая шкала, градации серого, оттенки серого). GrayScale (градации серого)

18 Битовый формат (black white – bw). Битовый формат хранит изображение в одном растровом слое, но каждой ячейке растра отводится не 1 байт, как в GrayScale, а 1 бит. Поэтому ячейка растра может иметь одно из 2-х значений: либо 0, либо 1 и отображаться либо чёрным, либо белым цветом. В этом формате можно хранить сканированные изображения чертежей, планов разведки и др. Этот формат используется в ArcGis при автоматической векторизации растровых изображений.

19 Таким образом, для хранения цвета в растровом формате, вы можете выбрать: Истинный цвет Индексные цвета Градации серого Чёрно-белое представление

20 Спектральное разрешение Видимый свет составляет лишь небольшую часть диапазона электромагнитных волн, однако сенсорные устройства могут измерять интенсивность электромагнитных колебаний, не воспринимаемых человеческим зрением, а растровый формат позволяет хранить и визуализировать эти данные. Съёмка поверхности Земли в различных диапазонах спектра электромагнитных волн называется дистанционным зондированием Земли. Спектральным разрешением растра называется диапазон длин волн, интенсивность которого записана в ячейках растра называется.

21 Дистанционное зондирование Земли основано на том, что любой объект излучает и отражает электромагнитную энергию в соответствии с особенностями его природы. Различия в длинах волн и интенсивности излучения используются для изучения свойств удаленного объекта без непосредственного контакта с ним. Методы ДДЗ: НазваниеДиапазон Ультрафиолетовый диапазон UV0.01 – 0.4 мкм Видимый диапазонVIS0.4 – 0.74 мкм Ближний ИК- диапазон NIR0.74 – 1.3 мкм инфракрасный диапазон IRокна прозрачности 1.5 – 1.8, 2.2 – 2.6, 3.0 – 3.6, 4.2 – 5.0, 7.0 – 8.0 Тепловой диапазонTIR8 – 12 мкм Микроволновый диапазон MW10 – 100 мм РадиоволныRW3 – 100 см Радарная съёмка Тепловая съёмка Оптическая съёмка (Фото и сканерная) Радиотепловая съёмка

22 Назначение спектральных диапазонов сканера TM (ETM+) Landsat Номер канала Диапазон (мкм) Заявленное назначение диапазона (синий) Изучение прибрежных вод океанов, морей и озер. Определение лиственных и хвойных пород деревьев. Определение почв обнаженных и закрытых растительным покровом (зеленый) Оценка отражательной способности растений в зеленом диапазоне для оценки их жизнеспособности (красный) В этом интервале длин волн находится полоса поглощения света хлорофиллом, смещение этой полосы по спектру может быть использовано для определения видового состава растений (БИК) Определение состава и количества биомассы в прибрежных водах. Определение конфигурации береговой линии водоемов (СИК) Данный диапазон наиболее оптимален при геологическом картировании, определении запасов минерального сырья и при мониторинге окружающей среды, т.к. волны ~1.6мкм наиболее сильно отражаются от большинства горных пород. Определение влажности растений и различение снежного и облачного покровов (ТИК) Температурное картирование. Разделение почв по влажности. Выявление территорий с угнетенными сообществами растений (СИК) Оценка влажности растений и содержания ионов окиси водорода в почве. Особая возможность распознавания горных пород, т.к. диапазон 2.0 – 2.5мкм содержит узкие характерные полосы поглощения, которые очень важны при определении слоистых силикатов и карбонатов. Этот канал был специально выбран для составления прогнозных карт минерального сырья.

23 Гипербазитовый массив Сыум-Кеу на Полярном Урале. Каналы Каналы Кристаллически е сланцы Габбро Снимки Landsat 7 Спектральное разрешение

24 Радарный снимок Ключевского вулкана со спутника.

25 Снимок со спутника Terra-Sar -X. Структура Гуэль-Эр-Ришат (Мавритания). «Глаз пустыни» Сахара, «Пуп Земли»). Диаметр ~ 50 км.

26 определяется количеством градаций значений цвета, соответствующих переходу от яркости абсолютно «черного» к абсолютно «белому», и выражается в количестве бит на пиксел изображения. Это означает, что в случае радиометрического разрешения 6 бит на пиксел мы имеем всего 64 градации цвета (2(6) = 64); в случае 8 бит на пиксел градаций (2(8) = 256), 11 бит на пиксел (сенсор спутника ICONOS) градаций). Колизей. Рим,Италия Радиометрическое разрешение

27 Пространственное разрешение Разрешение сканирования Цветность Спектральное разрешение Радиометрическое разрешение растра. Свойства растра.