Формирование электронного топографического плана по растровой подложке в среде ГИС-MapInfo

Цель работы — Изучить и освоить основные функции конструирования объектов при формировании электронного топографического плана в среде ГИС — MapInfo по растровому изображению.

Исходные данные: фрагменты растровых изображений 6. bmp; 7. bmp; 8. bmp; 9. bmp топографического плана масштаба 1:2000. Растр для выполнения задания выдается преподавателем.

Программное обеспечение Географическая информационная система — MapInfo 7.5, Microsoft Office Word 2007.

Содержание задания на курсовую работу Курсовая работа должна быть оформлена в виде отчета, содержащего пояснительную записку, в которую необходимо включить следующие пункты:

• 1. Анализ ситуации на современном рынке России геоинформационных технологий.
• — дать краткое определение ГИС;
• — перечислить основные компоненты и источники данных для ГИС;
• — основные функции;
• — дать классификацию ГИС по функциональным возможностям и технологическим этапам обработки информации;
• — перечислить наиболее успешные компании, которые занимаются разработкой программного обеспечения для ГИС и какова доля их продаж на современном рынке России;
• — перечислить наиболее известные программы, используемые в землеустройстве и в кадастре
• 2. Географическая информационная система — MapInfo 7.5 (краткое описание программы MapInfo 7.5: назначение, функциональные возможности, отличительные особенности, интерфейс пользователя).
• 3. Формирование электронного топографического плана по растровой подложке в среде ГИС — MapInfo
• 3.1 Формирование графической и атрибутивной базы данных слоев информации.
• — регистрация растрового изображения;
• — создание новой таблицы (слоя);
• — формирование структуры таблицы;
• — работа с таблицами;
• — управление слоями;
• — векторизация объектов;
• — редактирование объектов;
• — операции с объектами;
• — присвоение информации объекту;
• — создание SQL запросов по предлагаемым преподавателем задачам.
• 4. Создание тематической карты.
• — создание карты, легенды, отчета.
• 5. Создание легенды, отчета электронного топографического плана, списка на земельные участки.
• 6. Передача и оформление электронного топографическоого плана в программу Microsoft Word.

Порядок выполнения курсовой работы:

• 1. Анализ ситуации на современном рынке России геоинформационных технологий.
• 2. Географическая информационная система — MapInfo 7.5
• 3. Формирование электронного топографического плана по растровой подложке в среде ГИС — MapInfo.
• 3. Формирование графической и атрибутивной базы данных слоев информации.

Регистрация растрового изображения.

Регистрация представляет собой привязку растрового изображения к определенным точкам на поверхности земли. Для регистрации растрового изображения необходимо выполнить следующие действия:

1. Экспорт растровых изображений в систему. В меню Файл/ Открыть/ Создать свою папку/MapInfo/ курсовая работа. В этой папке должен находиться исходный растр. В диалоговом окне: Открыть таблицу выбрать тип файлов «Растр», вид представления «В Новой Карте», имя файла — выбрать — например «6.bmp «.

В результате появится окно «Регистрация изображения», выбираем — «Регистрация»;

• 2. Привязка растрового изображения:
  • а) Определить проекцию растрового изображения. В диалоге «Регистрация изображения» выбрать кнопку «Проекция». В меню «категория» выбрать «План-схема (метры)».

b) Создать реперные точки на четырех концах (граничных точках) растра: в окошке изображения лев. кн. мыши указать 1 (реперную) точку на фрагменте; появится окно «Добавить контрольную точку», где необходимо задать координаты (на карте) и нажать ОК, в результате на растре будет помечена точка. Также и для 2, 3, 4 контрольных точек (для перехода к следующей граничной точке на изображении использовать вертикальный и горизонтальный указатель строк прокрутки и кнопку «Новая»). Регистрация точек начинается с северо-западного угла изображения, по ходу часовой стрелки.

Контролем правильности расположения реперных точек является ошибка положения точки, которая не должна превышать 1 пикселя.

Запомнить: В MapInfo математическая система координат Пример: координаты реперных точек для фрагмента растра 6 bmp. (Рис.1).

Когда работа с диалогом «Регистрация изображения» завершена, информация о регистрации сохранится в файле таблицы (6.tab).

Создание новой таблицы (слоя). Формирование структуры таблицы.

Для создания структуры таблицы необходимо:

Рис. 1 Координаты реперных точек (геодезическая система координат)

— в меню выбрать команду Файл/Новая таблица появится диалоговое окно рис. 2, где выбрать Добавить к карте.

Рис. 2 Диалоговое окно — Новая таблица

— далее Создать появляется окно Создать структуру таблицы рис. 3.

Рис. 3. Диалоговое окно — Создать структуру таблицы

— выбрать кнопку Проекция, появится окно «Выбор проекции» рис. 4, в котором выделить: категория: План-схема, Проекция: План схема (метры).

Рис. 4. Диалоговое окно — Выбор проекции

— затем в окне «Координатная система плана» рис. 5. ввести значение х и у.

Рис. 5. Диалоговое окно — Координатная система плана

— далее определяется структура семантической базы данного слоя — создаются поля таблицы, типы полей (символьное, целое, вещественное, и т. д.). Для создания нового поля следует использовать кнопку Добавить поле, а для удаления кнопку Удалить поле;

Пример создания структуры таблицы слоя Участок.

— появится окно Создать новую таблицу рис. 7.

Рис. 6. Диалоговое окно — Структура таблицы слоя Участок

Рис. 7. Диалоговое окно — Создать новую таблицу

Таким же образом создаются остальные слои (рис.7).

Структура семантических баз данных слоев представлены ниже.

Примечание. Выбрать только те слои, которые будут на Вашем растре.

Таблица 1 Участок.

Таблица 2 Здания (жилые).

Таблица 3 Здания (нежилые).

Таблица 4 Ограждения.

Таблица 5 Линия ЛЭП.

Таблица 6 Растительность.

Таблица 7 Дороги (внутриквартальные проезды)

Таблица 8 Гидрография.

Таблица 9 Рельеф.

Таблица 10 Подписи.

Таблица 11 Граница населенного пункта.

В графическом окне вверху будет записываться каждый созданный слой карты.

Примечание: Для изменения структуры таблицы или добавление полей надо в меню выбрать команду Таблица/ Изменить/Перестроить.

Работа с таблицами После создания всех слоев в меню выбрать команду Файл/Сохранить Рабочий Набор.

В файле рабочего набора записан набор слоёв и их расположение в электронной карте.

Рабочий набор обеспечивает быстрое открытие всех необходимых слоев карты, Если рабочий набор будет отсутствовать, следует выбрать Файл/Открыть таблицу рис. 8. выделить все слои, представление «В активной Карте», далее «Открыть»;

Рис. 8. Диалоговое окно — Открыть таблицу

Если после этого, в графическом окне слои будут отсутствовать следует пр. кл.мыши вызвать контекстное меню и выбрать Показать слой полностью/все слои, либо выбрать Показать по-другому и для своего масштаба записать: для масштаба 1:2000, в 1см — 20 м.

Примечание:

Если в определенном слое в таблице — карта были удалены объекты, то в таблице — список появляются серые поля.

Чтобы их убрать надо зайти в меню Таблица/ Изменить/Упаковать рис. 10. Упаковать все/выбрать необходимый слой/ Сохранить.

Рис. 9.

Рис. 10 Диалоговые окна

После изменений в таблице — карта этот слой будет отсутствовать. Чтобы он появился следует зайти в Управление слоями и нажать кнопку Добавить появится список, где выбираем нужный нам слой и нажимаем Добавить.

Управление слоями Формирование графических объектов осуществляется только на изменяемом слое.

Запомнить: Изменяемый слой может быть только один.

Для установки изменяемости слоя следует выбрать либо пр. кл.мыши/Управление слоями, либо в инструментальной панели «Операции» кнопку — появиться окно Управление слоями. (рис. 11).

Рис. 11 Диалоговое окна — Управление слоями

Тот слой, в котором будет выполняться векторизация с помощью кнопки Вверх, ставим после косметического слоя и устанавливаем флажки напротив — видимый, изменяемый. Для того чтобы при векторизации один слой не накладывался на другой, не было дырок и перекрытий необходимо нажать кнопку Оформление (рис. 11), появится диалоговое окно (рис. 12), поставить флажок Показ узлов.

В результате на объекте появятся узлы — синие квадратики.

Рис. 12 Диалоговое окно — Оформление

Для того чтобы включить «Автоподписывание», надо зайти в «Управление слоями» и поставить флажок напротив кнопки Примечание:

Снэппинг — функция для точки привязки узла одного объекта к узлу другого.

Применяется для точного соединения узлов линий, линий и символов, линий и регионов, привязки перекрёстков линий и т. д. Не используя снэппинг можно допустить неточные соединения объектов (перелет, недолет, висячие узлы), теряется точность комбинации объектов. Возможны ошибки при разрезании или удалении части объекта.

Для установления функции следует нажать клавишу «S» при английском регистре «En». Внизу экрана появится слово «Узлы».

При наведении курсора на узел появляется большой пунктирный крест.

Изменяемый слой указывается в строке состояния рабочего стола программы MapInfo.

При переходе от одного слоя к другому, надо удерживать кнопку Ctrl на клавиатуре.

Векторизация объектов Задание стилей и символов векторизуемых объектов.

Векторизация объектов заключается в обводе по растровому изображению различных объектов (точечных, линейных, площадных, текст).

1) Точечный объект рис. 13 (столбы ЛЭП, растительность).

Для оцифровки точечного объекта выбираем кнопку — стиль символа (размер, цвет и стиль точечного объекта). Для нанесения объекта на карту выбираем кнопку .

Рис. 13 Диалоговое окно — Стиль символа

2) Линейный объект рис. 14 (ограждения, линия ЛЭП (провод), рельеф).

Для оцифровки линейного объекта выбираем кнопку, задаем стиль, цвет, заливку контура области и рисуем кнопкой полилиния (рисует не замкнутые линии).

Рис. 14 Диалоговое окно — Стиль линии

3) Площадной объект рис. 15 (район, участок, здания, гидрография, дороги).

Для оцифровки площадного объекта выбираем кнопку — стиль области в инструментальной панели «Пенал». Задаем тип штриховки, цвет, стиль, заливку контура замкнутой области и рисуем кнопкой .

Рис. 15 Диалоговое окно — Стиль региона

4) Текст рис. 16.

Рис. 16 Диалоговое окно — Стиль текста

Для задания стиля текста (размер, стиль шрифт и цвет) выбираем кнопку — стиль текста в инструментальной панели «Операции». Для нанесения на карту — .

Редактирование объектов Для того, чтобы отредактировать объект необходимо:

— выделить его кнопкой Выбор ;

— затем выбрать кнопку Форма узлы (квадратики) объекта станут жёлтыми.

Теперь их можно редактировать (передвигать) .

Для добавления пропущенного узла следует нажать кнопку Добавить узел, а для удаления узла выделить его и нажать кнопку Delete.

Для замыкания объекта на клавиатуре на английском языке нажимаем — S.

В строке состояния появиться слово Узлы.

Для изменения текста необходимо его активизировать. В результате внизу появиться еще один квадратик, захватив его мышью можно поворачивать текст на необходимый угол, а захватив выделенный текст курсором мыши — перемещать.

Операции с объектами Оцифровка объекта не в том слое.

Для этого следует выполнить следующие действия:

• — активировать объект кнопкой выбора, тем самым, делая его активным;
• — затем кнопкой на панели инструментов вырезаем объект;
• — В меню Управлении слоями отмечаем видимость, изменяемость в том слое, куда хотим переместить объект;
• — нажимаем на кнопку — вставить. В результате наш объект появляется в том слое, в котором должен быть.

Удаление рельефа из-под зданий (удалить часть).

Для этого следует выполнить следующие действия:

• — в окне Управлении слоями отключить все, кроме слоев Рельеф и Здания;
• — поставить видимый, изменяемым — Рельеф;
• — на панели инструментов выбрать кнопку — выбор в рамке и в графическом окне кнопкой выбора выделить Рельеф (горизонтали);
• — меню выбрать Объекты/Изменяемый объект;
• — затем опять заходим в Управление слоями, перемещаем вверх здания, а изменяемый остается рельеф;
• — на панели инструментов выбрать и выделить Здания
• — далее в меню Объекты/ Удалить часть. Появиться окно Разобщение данных (рис 18);

Рис. 18. Диалоговое окно — Разобщение данных

— выделить поля кнопкой Shift + лев. кл. мыши /ОК.

Удаление объектов за слоем Граница населенного пункта (удалить внешнюю часть) Для этого следует выполнить следующие действия.

• — в окне Управлении слоями отключить все слои, кроме Участок и Граница…;
• — далее в Управлении слоями Участки поставить вверх и сделать его видимым и изменяемым;
• — нажать кнопку Выбор в рамке и в графическом окне выбрать все участки;
• — в меню выбрать команду /Объекты/ Выбрать изменяемый объект;
• — в Управлении слоями Граница поставить вверх, а изменяемый должен стоять Участки;
• — далее кнопку Выбор в рамке и в графическом окне выделить Граница;
• — затем в меню/ Объекты/ Удалить внешнюю часть, появится окно Разобщение данных, где следует отметить все поля, которые были заданы в структурной таблице для слоя — Участок.

Таким же образом удалить остальные слои.

Примечание:

• · для изменения стиля объекта кнопкой Выбор кликнуть мышью на объект, появится диалоговое окно Стиль, где можно изменить стиль объекта;
• · для удаления объекта надо активировать его кнопкой Выбор и нажать Delete.

Присвоение информации объекту а). Вручную: на панели инструментов выбираем кнопку «Информация» появляется крестик, нажимаем этим крестиком на объект и появляется окно, в котором можно заполнять информацию (рис. 19).

Рис. 19 Диалоговое окно — Информация

— в меню выбрать Таблица/ Обновить колонку рис. 20.

Значение: «жилое» или «нежилое» пишется по-русски в кавычках;

Рис. 20. Диалоговое окно — Обновить колонку

Для автоматического расчета Площади выбираем в меню Таблица/ Обновить колонку.

Рис. 21 Диалоговое окно — Выражение

или Для того чтобы включить «Автоподписывание», надо зайти в «Управление слоями» и поставить флажок напротив кнопки.

Рис. 22 Диалоговое окно — Управление слоями

• -затем выбираем кнопку Подписи. Появится окно Участок — Подписывание.(рис 23).
• — далее в окне Из колонки выбираем Номер, Стиль текста, где задаем шрифт, размер, цвет и фон текста./ОК.

Рис. 23 Диалоговые окнаУчасток — подписывание и Стиль текста

Для определенного слоя создается своя база данных и для этого необходимо:

— в меню выбрать Окно/Новый список (атрибутивную БД) рис. 24., или кнопку в диалоговом окне выбрать необходимую таблицу;

Рис. 24. Диалоговое окно — Новое окно Списка

— для того чтобы на экране были таблица — список и таблица — карта в меню выбрать Окно/Рядом (рис. 25);

Рис. 25. Диалоговые окна — таблица — список и таблица — карта

В окне Списка гораздо удобней заносить атрибуты объектов, чем с помощью кнопки «Информация», но для того чтобы объекты не перепутать не забудьте проставить объектам индексы или названия. При выделении объекта на карте или в списке выделяется черным цветом квадратик соответствующий объекту или объект.

— Затем после заполнения атрибутивной информацией таблицы — список в меню выбрать Сохранить таблицу и в диалоговом окне выбрать таблицу — здание.

Создание SQL запросов.

SQL — язык запросов, позволяющий производить выборку в базах данных согласно заданным условиям, проводить вычисления в колонках баз данных и т. д.

Для создания запроса необходимо на панели инструментов выбрать меню Запрос/SQL — Запрос (рис.26).

Рис. 26. Диалоговое окно — SQL — запрос

Общий порядок SQL — запрос:

• 1. выбрать таблицу.
• 2. колонки.
• 3. задать условие, если в этом есть необходимость.
• 4. определить колонку, по которой будет выполнена группировка.
• 5. задать имя временной таблицы.
• 6. определить опцию отображения результата SQL — запроса.

Задача. Выбрать участки с номерами >40 и <100.

В поле «Выбрать колонки» ставим значок *- звездочка (это означает, что выборка ведется изо всех имеющихся колонок).

В поле «Из таблиц» выбираем «Участок».

Поле «Условие» заполняем следующим образом: номер >40 And номер <100.

Пример запроса:

Рис. 27. Диалоговое окно — SQL — запрос

Чтобы загрузить запрос из файла следует в диалоге SQLЗапрос рис. 28. нажать кнопку Открыть.

Рис. 28. Диалоговое окно — Открыть Запрос из файла

Рис. 29. Диалоговое окно — Результат Запроса из файла

Выполнить запросы.

Задача 1. Выбрать общую площадь участков.

Поле «Выбрать колонки» заполняем следующим образом: Sum (Area (obj, «Sg m»)).

В поле «Из таблиц» выбираем «Участок».

Поле «Условие» «Общая площадь участков».

Порядок задать по колонке «номер».

Задача 2. По фамилии владельца выбрать номер участка.

В поле «Выбрать колонки»: владелец, адрес, номер В поле «Из таблиц» выбираем «Участок».

Поле «Условие» заполняем следующим образом: Mid $ (Владелец, 1,7) = «Буркина».

Порядок задать по колонке «владелец».

(7 — количество букв в фамилии).

Задача 3. Определить смежные участки.

В поле «Выбрать колонки»: номер В поле «Из таблиц» выбираем «Участок».

Поле «Условие» заполняем следующим образом: obj Intersects (Select obj from Участок Where номер = «44») And номер «44».

Внимание! (поле — номер — символьное).

4. Создание тематической карты Тематическая карта — инструмент визуализации пространственных данных. Тематические карты посвящаются отображению какого — либо явления и процесса, который называется тематикой. Тематика на карте представляет собой набор оттенков, цветов, штриховок, которые зависят от данных той или иной тематики.

Создание карты, легенды, отчета.

Рассмотрим создание тематической карты на примере Участки — площадь.

Для этого необходимо:

• — в Управлении слоями отключить все слои, кроме Участок;
• — далее Оформление (рис.30) отключить узлы во всех слоях/ОК.

Рис. 30 Диалоговое окно — Оформление

— в меню выбрать Карта/ Создать тематическую карту, появится окно рис. 31, в котором выбираем вид Картограммы/Далее;

Рис. 31 Диалоговое окно — Создание тематической карты Шаг 1 из3

— затем появляется окно (рис 32), в котором выбираем таблицу Участок и поле Площадь;

Рис. 32 Диалоговое окно — Создание тематической карты Шаг 2 из 3

— кнопку Далее появляется окно (рис28), в котором выбираем: диапазоны, стили, параметры для легенды (условные обозначения)/ОК.

Рис. 33 Диалоговое окно — Создание тематической карты Шаг 3 из3

В рабочем окне появится слой Диапазон — площадь участков, а чтобы в окне появилась Легенда следует в меню выбрать Окно/Рядом.

— далее Окно/Новый отчет/ОК. Появиться Отчет. Здесь следует оформить отчет для печати в таком виде:

Рис 34. Тематическая карта

Для оформления отчета необходимо:

• — убрать границы площадных объектов, активизируя область и выбрав кнопку ;
• — выбрать масштаб карты, дважды кликнув мышью в окне карты и вызвав диалог написать в1см — 20 метров (для м — ба 1:2000) рис. 35.

Рис. 35. Диалоговое окно — Рамка

• -затем подписать текст;
• — сохранить.
• 5. Создание легенды, отчета электронного топографического плана и отчета списка на земельные участки.

Для создания плана необходимо:

• — сделать видимыми все слои, кроме растра и Диапазон — площадь участков;
• — в меню выбрать Карта/Режимы;
• — далее появиться окно Режимы окна Карты/поставить флажок Масштаб сохраняется и выбрать масштаб топографического плана, чтобы были видны все слои/ОК;
• — затем Карта/Создать легенду или кнопку /Далее/задаем шаблон заголовка, подзаголовка/Далее/Написать заголовки всех разделов легенды/Завершить.
• — далее Окно/Рядом;
• — затем в меню выбрать Окно/Новый отчёт, появится окно рис. 36;

Рис. 36. Диалоговое окно — Новое окно Отчета

• — далее рис. 37 Отчет
• — убрать внешнюю рамку области Граница — Стиль — нет (рис. 37.);
• — затем Файл/Сохранить рабочий набор/ ОК., оформить как на рис. 38.
• — далее на панели инструментов либо Файл/Печатать/ОК.

Рис. 37. Диалоговое окно — Отчет

Рис. 38. Топографический план

Создание отчета списка

Пример: слой Участок.

Для этого необходимо:

• — выбрать в меню Окно/Новый список, либо на нажимаем кнопку на панели инструментов
• — появится диалоговое окно Новое окно списка и выбрать из Списка таблиц — Участок/ОК.
• — оформить отчет как на рис. 39 и сохранить;
• — далее на панели инструментов либо Файл/ Печатать/ОК.

Рис. 39 Диалоговое окно — Отчет — список

Таблица 11 Баланс земель населенного пункта.

Общая площадь населенного пункта.

6. Оформление «пояснительной записки» курсовой работы.

К защите курсовой работы представляются:

содержание курсовой работы;

распечатка топографического плана (обязательное приложение);

распечатка тематической карты (обязательное приложение);

распечатка базы данных, созданная на земельные участки (обязательное приложение);

распечатка SQL — запросов — задача — ответ (обязательное приложение).

— распечатка баланса земель (обязательное приложение).

растровый файл топографический план.

Список рекомендуемой литературы

• 1. Шайтура С. В., Технологии создания и использования учебных геоинформационных систем (на примере MapInfo) Учебное пособие — М; МИИГАиК, 2001;71с.
• 2. Ерунова М. Г., Гостева А. А. Географические и земельно-информационные системы. Ч. 2. Картографирование средствами инструментальной ГИС MapInfo: Метод. указания // Краснояр. гос. аграр. ун-т. — Красноярск, 2004. — 83 с.
• 3. MapInfo Professional. Руководство пользователя. Русск. Версия. Москва ООО «ЭСТИ-МАР». 2000 г.