Принципы автоматизированного построения тематических слоев Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПОСТРОЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ СЛОЕВ

Елена Леонидовна Касьянова

Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доцент, кандидат технических наук, профессор кафедры картографии и геоинформатики, тел. 8 (383)361-06-35, e-mail: helenkass@mail.ru

Павел Михайлович Кикин

Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул.

Плахотного, 10, аспирант кафедры картографии и геоинформатики, тел. 8(383)361-06-35, email: it-technologies@yandex.ru

В статье описываются основные принципы, на которых должна быть основана методика автоматического построения тематических слоев. Также описана концепция системы работающей на этих принципах, предварительные результаты её работы и направление её дальнейшего развития.

Работа проводится при финансовой поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» в рамках государственного контракта № 02.740.11.

Ключевые слова: ГИС, автоматизированная генерация тематических слоев,

мобильность, интуитивный интерфейс, справочная система, визуализация.

PRINCIPLES OF AUTOMATED CONSTRUCTION OF THEMATIC LAYERS

Elena L. Kasyanova

Ph.D., Prof., Assoc. Prof., department of Cartography and GIS, SSGA, 10 Plakhotnogo st., Novosibirsk 630008, phone: 8 (383) 361-06-35, e-mail: helenkass@mail.ru

Pavel M. Kikin

A post-graduate student, department of Cartography and GIS, SSGA, 10 Plakhotnogo st., Novosibirsk 630008, phone: 8 (383) 361-06-35, e-mail: it-technologies@yandex.ru

Basic principles the techniques of thematic layers automated construction must be based on are stated. The concept of the system, based on these principles, preliminary results of its work and the direction of its further development are described.

The work is conducted under the financial support of the federal target program “Research and educational personnel of innovation Russia in 2009-2013” in the framework of state contract # 02.740.11.

Key words: GIS, automated generation of thematic layers, mobility, intuitive user interface, reference system, visualization.

Автоматическое построение тематических слоев - одна из функций инструментальной справочно-аналитической (ИСА) ГИС, разрабатываемой в целях обеспечения различных управленческих структур и простых

пользователей доступными средствами визуализации информации и ГИС

анализа. Принципы работы этой функции и её особенности, заслуживают отдельного внимания, и будут кратко рассмотрены в данной статье.

Задачей автоматического построения слоёв является поддержка пользователей в принятии решений в самых различных областях деятельности -от социально-экономических вопросов до принятия решений в чрезвычайных и критических ситуациях. Реализуется эта поддержка путём визуализации ключевых данных в виде тематических карт, составленных способами картограмма или картодиаграмма. Визуализированная информация может характеризовать как отдельный показатель, так и комплексную операцию над несколькими показателями, что собственно и является результатом пространственного анализа.

Для работы этой системы требуется географическая основа, на которой строится тематическая нагрузка. Географической основой может служить цифровая или электронная общегеографическая карта любого территориального охвата и масштаба. Одним из основных требований к карт-основе является наличие границ деления территориальных единиц (ТЕ).

Кроме этого, к карт-основе должна быть привязана базовая таблица данных

- рис. 1. Одним из требованием к этой таблице, для корректной работы системы, является строгая территориальная привязка табличных данных и наличие как минимум двух полей: поля с названием территориальных единиц; поля содержащее геометрические данные с координатной привязкой. Примером поля с геометрическими данными может послужить поле «оЬр> в таблицах МарМо. Таким образом, если таблица содержит в себе названия районов, то каждому району должна соответствовать область на карте. Иными словами таблица, содержащая названия территориальных единиц должна быть геокодированной.

в Мар1пГо Р^екюпа! - [Районы,_14 Мар] ВВ®

: Н1е ЕЛ Тсо15 0Ьвс(5 Оиегу ТаЫв Ор(югв Мар Ипс)ом Не1р ТюЫ - В X

! _ ‘ ■ •& 4 « # 1 о л « ■ а и » * . • < Л®’? : Ч ч . Р1 ->ф = - 1 : »-

; ■' «г Й ■« 9 :*\аЛлвПГ А й

Ф X *

1Гз-уегя*йе=1 0 года: 854,0 кп

/..

л/

7 {С.—

"Г. (

*

1^-1 "%..у

1пГоТоо1 Б

Ю: г«АМЕ; гйЯИМ.ТУГЕ: ГТУРЕ: 12 Куйбышевский район МГ*_Р|.ТС1_80Й¥

1

Районы V

с ^--- / г V (Л. I т г } ЧД^'

/ Ч У, ^ /V

Г / Ч

Ч г г \ У? Чч/ '

Ч,,^ \......./

Рис. 1. Пример минимально достаточной картографической основы и таблицы данных, необходимых для автоматического построения тематических слоев

Для построения тематического слоя системе необходим определённый набор данных. Для удовлетворения условия автоматизации роль пользователя в этом процессе должна быть сведена к минимуму, с минимальными потерями опциональности системы. Подсчитано, что для построения необходимой пользователю тематической карты от него требуется всего 6 действий (кликов мыши) с момента запуска ГИС, осуществив:

- Выбор рабочего набора (2 клика): выбор набора и подтверждение;

- Выбор тематики карты (2 клика): выбор темы и выбор специализации (подтемы) - (например: тема: «социально-экономические данные»; подтема: «численность населения»);

- Выбор типа визуализации тематической карты (картограмма, картодиаграмма и.т.п.) - 1 клик;

- Запуск процесса построения ТС - 1 клик;

Для реализации такой упрощенной схемы действий пользователей система, в базовом варианте, должна хранить заготовки таблиц с исходными геоданными, по которым и будет производиться построение ТС - рис. 2.

Генерацию ТС должен обеспечивать программный алгоритм, заложенный в ГИС. Работает этот алгоритм по следующему принципу.

Рис. 2. Пример таблицы с исходными геоданными

На основе базовой таблицы и таблицы с исходными данными алгоритм создает третью временную таблицу, которая содержит в себе следующие поля:

- Название территориальной единицы;

- Поле с геометрическими данными и координатной привязкой территориальной единицы;

- Поле с тематическими данными, по которым будет построен тематический слой.

Для построения этой временной таблицы алгоритм сравнивает поля с названиями территориальных единиц в первой и второй таблице. Далее по

нахождению одинаковых имён копирует совпавшее имя в третью временную таблицу в соответствующее поле с названием ТЕ. Затем для этой ТЕ копируется поле с геометрическими данными из первой и поле с тематическими данными из второй таблицы.

Поле с тематическими данными третьей таблицы может быть не просто результатом прямого копирования. В некоторых случаях его значение может быть вычислено из нескольких показателей второй таблицы и на промежуточном этапе занесено во временную переменную. Наглядная схема представлена на рис. 3.

Имя ОБІ

Name Х.у.2

Имя Тем-е данные 1 Тем-е данные 2

Name b с

a=b+c

Имя ОБІ Т ем-е данные 3

Name Х.у.2 a

Рис. 3. Схема работы алгоритма

На финальном этапе уже по готовым данным из временной таблицы алгоритм производит генерацию тематического слоя, в соответствии с выбранным пользователем методом - рис. 4.

Рис. 4. Результат действий алгоритма

Разработанный алгоритм, при его успешной программной реализации сможет стать полноценной частью конечной ИСА ГИС, которая призвана заменить сложные программные комплексы, коими являются современные ГИС системы, там, где можно обойтись без профессиональных картографических знаний и лишнего опционала.

Работа проводится при финансовой поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» в рамках государственного контракта № 02.740.11.

© Е.Л. Касьянова, П.М. Кикин, 2012