К вопросу формализации способов отображения в среде ГИС Текст научной статьи по специальности «Математика»

УДК 528.9

К ВОПРОСУ ФОРМАЛИЗАЦИИ СПОСОБОВ ОТОБРАЖЕНИЯ В СРЕДЕ ГИС

Светлана Сергеевна Дышлюк

Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, заведующая кафедрой картографии и геоинформатики, тел. (383)361-06-35, e-mail: [email protected]

Алтын Бактваевна Женибекова

Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, аспирант, тел. (383)361-06-35, e-mail: [email protected]

В статье рассмотрены способы отображения элементов содержания карт, используемые в среде ГИС, их функциональная зависимость от множества и свойств объектов, а также вопросы формализации способов картографического отображения в среде ГИС. Введение формальных процедур в картографические процессы по созданию карт в среде ГИС, в частности выбор способа отображения, позволяет автоматизировать наиболее трудоёмкие этапы создания карты.

Ключевые слова: ГИС, формализация, способы отображения, тематические карты.

THE ISSUE OF FORMALIZATION OF METHODS OF DISPLAY IN A GIS ENVIRONMENT

Svetlana S. Dyshlyuk

Sibirian State University of Geosystems and Technology, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., head of the Department Cartography and Geoinformatics, tel. (383)361-06-35, e-mail: [email protected]

Altyn B. Janibekova

Sibirian State University of Geosystems and Technology, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., postgraduate student, tel. (383)361-06-35, e-mail: [email protected]

The article describes how to display the contents of cards used in a GIS environment, their functional dependency on a set and properties of objects, and the formalization of cartographic methods of mapping in a GIS environment. The introduction of formal procedures in the process map create maps in a GIS environment, in particular the choice of display method allows to automate the most time-consuming stages of creating the map.

Key words: GIS, formalization, representations, thematic maps.

ГИС является мощным инструментом визуализации геопространственной информации. Визуализация - это уникальная способность разума представлять объекты и явления окружающей действительности посредством образов. Поэтому на протяжении всего развития ГИС главной задачей была и остаётся «научить» компьютер визуализировать пространственную информацию и процессы различной природных [1,2].

Выбор способа изображения для тематических карт требует специальных знаний области картографии. Для того чтобы обычный пользователь мог самостоятельно проектировать тематическую карту требуется чтобы выбор способа изображения выполнялся автоматически согласно тематическим показателям. Принцип построения тематического условного знака состоит в том, что пользователь вводит тематические данные и показатели, а выбор способа изображения происходит автоматически. Для реализации данного принципа требуется провести формализацию существующих способов изображений с целью выявления показателей, которые определяют каждый способ.

В среде ГИС, как и в традиционной картографии используются следующие способы картографического изображения: способ значков; линейные знаки; способ изолиний; способ псевдоизолиний; качественный фон; количественный фон; локализованные диаграммы; точечный способ; ареалы; знаки движения; картодиаграммы; картограммы; цветовые шкалы; динамические знаки.

На выбор способа отображения тематических элементов влияет такие факторы, как:

- тема и масштаб карты;

- структура картографируемого явления, процесса;

- вид исходных данных;

- пространственное размещение явления;

- тип пространственной структуры.

Для того, чтобы автоматизировать выбор способа отображения тех или иных элементов на картах, необходимо формализовать данные, следовательно, и сами способы отображения [3,4].

Для этого предлагаем рассмотреть следующую функциональную зависимость способов отображения элементов тематического содержания от ряда факторов. Пусть и - множество условных обозначений элементов геопространства, О - множество объектов элемента геопространства, № - набор координат объекта, С - множество свойств объектов, М - масштаб карты.

Тогда функция отображения множества объектов во множество условных обозначений выглядит следующим образом:

И = f (О,№,С,М)

В зависимости от типа локализации имеет следующий вид. Для площадных объектов: Ипл = А^пл^Спл, М), Опл = {а1,а2,а3,а4,.. .ап),

где Опл - это конечное множество площадных элементов: a1 - объект 1, а2 - объект 2, а3 - объект 3, а4 - объект 4,

ап - объект п,

Мк={к1,к2,к3,к4...кп} - набор координат по периметру объекта, причём к1=кп.

Спл = {Л,Б,САЕ,Б,И},

Спл - конечное множество свойств площадных объектов: Л - свойство 1, С - свойство 2, Э - свойство 3, Е - свойство 4, Б - свойство 5, И - свойство 6.

Тогда формализация способа площадных знаков будет выглядеть следующим образом:

Р= f (№, Ско, Ска , М),

где Р - способ площадных знаков, № - набор координат,

Ско-множество количественных характеристик, Ска - множество качественных характеристик, М - масштаб карты.

В зависимости от типа локализации имеет следующий вид.

Для линейных объектов:

Ил = А(Ол,№, Сл, М),

Ол = {Ь1, Ь2, Ь3,Ь4},

Ь1 - объект 1,

Ь2 - объект 2,

Ь3 - объект 3,

Ь4 -объект 4

Мк={к1,к2,к3,к4...кп} - набор координат оси отдельно взятого объекта, причём к1^кп.

Сл - множество свойств линейных объектов: Сл = {Е, Б, И} Е - свойство 1,

Б - свойство 2, Н - свойство 3.

Тогда формализация способа линейных знаков выглядит:

Ь = Ско,Ска, М},

где Ь - способ линейных знаков, № - набор координат,

Ско-множество количественных характеристик, Ска - множество качественных характеристик, М - масштаб карты В зависимости от типа локализации имеет следующий вид. Для дискретных объектов: ит =А(вт, Ст), вт = {с1,с2,с3,с4,с5,с6}, где вт - множество дискретных объектов: с1 - объект 1, с2 - объект 2, с3 - объект 3, с4 - объект 4,

сп - объектп. Ст = {Б,Н} Б - свойство 1, Н - свойство 2.

Тогда формализация способа значков:

7 = f (К,Ско, Ска, М),

где Ъ - значковый способ, К - координата объекта,

Ско-множество количественных характеристик, Ска - множество качественных характеристик, М - масштаб карты.

Введение формальных процедур в картографические процессы по созданию карт в среде ГИС позволяет автоматизировать наиболее трудоёмкие этапы создания карты. Формализация процессов содержит ряд смыслов:

1. Формализация устраняет расплывчатые, неопределенные характеристики формализуемого объекта, процесса или понятия;

2. Формализация создаёт основы для автоматизации процессов;

3. Формализация даёт возможность для многократного воспроизводства процессов.

В основу методики формализации картографических процессов положены принципы моделирования экспертных систем. В первую очередь выполняется анализ составляющих частей процессов картографирования в среде ГИС, в результате которого выявляются связи между процессами. Анализ требуется для моделирования алгоритма создания карты. Алгоритм содержит шаги проектирования карты. Шаги составлены таким образом, что их содержание не требует специальных знаний области картографии. На каждом шаге проектирования карты пользователю предлагается сделать выбор, в результате которого пользователь получает ответ - готовое решение картографической задачи [5].

Введение формальных правил и процедур для картографирования в среде ГИС позволяет проектировать карту любому пользователю, не допуская картографических ошибок в проектировании, создавать качественные картографические изображения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Дышлюк С. С., Павлов Е. В. К вопросу автоматизированного создания тематических карт // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск : СГГА, 2012. Т. 3. - С. 162-165.

2. Научно-методические основы формализации процессов составления тематических карт для реализации в ИСА ГИС / С. С. Дышлюк, О. Н. Николаева, Л. А. Ромашова, С. А. Сухорукова // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2011. - № 5. - С. 91-93.

3. Женибекова А. Б. Первый шаг к формализации картографических процессов в среде ГИС // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 2. - С. 17-26.

4. Гук А. П., Дышлюк С. С., Женибекова А. Б. Подготовительный этап формализации математической основы в среде ГИС // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2015. - № 5/С. -С. 222-227.

5. Дышлюк С. С., Николаева О. Н., Ромашова Л. А. Формализация процесса создания тематических карт для широкого круга пользователей // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 2. - С. 10-17.

© С. С. Дышлюк, А. Б. Женибекова, 2016