Аппаратные средства ГИС

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.50 (3 Голоса)

Аппаратные средства географических информационных систем

Эффективная работа современных пакетов ГИС и разрабатываемых на их базе приложений возможна только при наличии мощной технической поддержки. Технические средства ГИС должны обеспечивать возможность хранения больших массивов данных, качественно выводить картографическую и другую информацию на монитор или бумагу, вводить данные из различных источников, быстро производить поиск, сортировку и обработку информации. Для проведения этих операций в программных оболочках ГИС предусмотрена возможность подключения и настройки различных аппаратных платформ и периферийных устройств.

схема гис

Компьютеры.

Большинство программных пакетов ГИС из предлагающихся к свободной продаже или попадающих в специальные обзоры, например, ориентировано на работу на базе IBM-совместимых персональных компьютеров под управлением операционных систем MS-DOS или WINDOWS. Некоторые оболочки ГИС могут настраиваться на несколько аппаратных платформ - IBM PC, APPLE, SUN, DEC и др. Наиболее мощные продукты для создания разветвленных многопрофильных приложений ГИС ориентированы на работу под управлением операционных систем UNIX и WINDOWS NT на рабочих станциях или близким к ним по техническим характеристикам ПК. Ряд фирм-производителей программного обеспечения, выпускает для своих продуктов специальные рабочие станции и периферию (INTERGRAPH).

От технических характеристик аппаратной платформы зависит, какая оболочка ГИС и как эффективно может выполнить поставленную задачу. Для одной из наиболее частых операций ГИС - поиску и выборке из базы данных информации по заданным параметрам, - необходимы высокая производительность центрального процессора и скорость обмена с накопителями информации. Аналогичные характеристики при наличии монитора высокого разрешения с большим объемом видеопамяти необходимы для построения трехмерных изображений и сложных полноцветных карт. Функции пространственного моделирования и анализа требуют больших объемов оперативной памяти и т. д. К числу технических параметров ПК, заявленных в документации даже относительно нетребовательных ГИС, относятся: объем оперативной памяти не менее 4 Мб., объем свободного места на магнитных носителях не менее 20-60 Мб., монитор SVGA с видеопамятью не менее 1 Мб, минимально возможный процессор - i386. Однако при разработке разветвленных многоуровенных баз данных регионального уровня, предусматривающих ввод данных дистанционного зондирования и подключение различных прикладных моделей обработки информации, необходимо ориентироваться на аппаратные платформы с максимально возможными в настоящее время характеристиками. Мировая практика развития ГИС технологий предусматривает даже для средних по информационному насыщению проектов использование вычислительных средств класса рабочих станций. По данным Института исследований систем окружающей среды (ERSI, США), среди наиболее крупных проектов, выполненных в мире, 96% занимают проекты, при реализации которых использовались рабочие станции и только 4% выполнены на персональных компьютерах. В Украине из-за высокой стоимости рабочих станций ситуация прямо противоположная. На конец 1996 г. наиболее мощные из предлагавшихся к продаже на территории Украины персональные компьютеры имели следующую конфигурацию:

— процессор Pentium с тактовой частотой 166 -200МГц;

—оперативная память 16-32 Мб;

— объем жесткого диска (HDD) - 1 - 2,5 Гб;

— монитор SVGA от 15"-17" до 20" , видеопамять 1-2 Мб. Для крупных проектов необходимо использование рабочих станций

В RISC-процессорами, подключенных к мощным накопителям данных объемом порядка 10-20 Гб, объединенных в локальные сети и подключенных к глобальной информационной сети типа INTERNET. Станции, ориентированные на работу с ГИС-приложениями, выпускает ряд известных фирм: DEC, HEWLETT PACKARD, SUN, SILICON и др.

Устройства ввода пространственной информации

Устройства ввода пространственной информации делятся на два основных класса:

— ручного ввода информации;

— автоматического и полуавтоматического ввода информации. Кроме клавиатур и графических устройств указания (мышь, трекбол), к числу устройств с ручным вводом относятся различные виды дигитайзеров (Digitizer, Tablet, планшет, сколка), предназначенные для считывания с рабочего поля точечных координат с их последующим преобразованием в системные координаты ГИС. Различные модели дигитайзеров могут иметь размеры рабочего поля от 12" Х 12" до 32"Х при точности ввода до 0.05 мм (у большинства моделей до 0.1 мм). В последнее время к устройствам этого типа можно отнести некоторые рабочие станции GPS (системы спутникового определения координат), которые позволяют определять пространственные координаты в поле непосредственно на объекте с их последующим сохранением и переносом в базу данных на стационарном или переносном компьютере.

К устройствам автоматического и полуавтоматического ввода пространственной информации относятся сканеры (scanner), считывающие с заданным разрешением (обычно до 300 точек на дюйм, в лучших моделях до 8000 тчк/дюйм) все поле карты или аэрокосмоснимка и преобразовывающие его в графический растровый файл. Однако для последующего выделения пространственных объектов из общего поля цифрового изображения и их идентификации в базе данных ГИС необходимо использование специальных программных продуктов - векторизаторов при участии и контроле опытного оператора. Сканеры имеют различные размеры рабочего поля (от 12" Х 12" до 32" на несколько метров для рулонных моделей).

Устройства вывода и представления информации

Управление ГИС и представление информации в различном виде производится прежде всего при помощи монитора. Некоторые системы могут использовать два монитора, например МОЕ, ARC/INFO, ILVIS, для раздельного вывода текстовой и графической информации. Производители пакетов ГИС предусматривают возможность использование различных моделей мониторов с различной разрешающей способностью, но для украинского рынка доступными в настоящий момент являются мониторы стандарта SVGA с рабочим разрешением 600х800 и 780х1024 пикселя при поддержке видеопамяти от 512 Кб до 2 Мб.

По способу формирования изображения на бумаге или другом "твердом" носителе устройства вывода делятся на несколько типов.

1. Матричные принтеры переносят изображение на бумагу при помощи ударов иголок знакогенерирующей головки по ленте с красителем. Технические характеристики некоторых моделей (разрешение матрицы знакогенератора 24х24 точки или 48х24 точки) позволяют выводить на бумагу относительно качественно и очень недорого черно-белую графику и текст.

2. Струйные (чернильные) принтеры формируют изображение на бумаге или пленке методом "выстреливания" капелек черных или цветных чернил в указанные позиции. Разрешение устройств этого типа у большинства моделей составляет 300 - 600 тчк/дюйм, у лучших моделей до 1200 тчк/дюйм, что при широком выборе размеров (от А4 до АО) и вариантов цвета (до 1.6 млн.) делает их наиболее подходящими для приложений ГИС, выпускающих полноформатные карты с цветовым фоновым или штриховым заполнением контуров.

3. Лазерные принтеры формируют изображение на светочувствительном барабане, который при вращении захватывает порошкообразный тонер при помощи электростатического заряда и переносит его на бумагу. В дальнейшем изображение на бумаге фиксируется путем расплавления и вдавливания тонера при помощи термических валиков. Высокое разрешение (до 1200 тчк/д.) и быстродействие лазерных принтеров используются при подготовке высококачественных черно-белых и цветных изображений, однако максимальный размер доступных устройств не превышает формата A3.

4. Плоттеры (графопостроители) строят изображение на бумаге путем перемещения по поверхности рисующего элемента - фломастера, пера или рапидографа. Эти устройства наиболее удобны для вывода контурных и изолинейных карт и изображений. Формат устройств этого типа меняется от А4 до АО и более.

Кроме этих, наиболее часто применяющихся в практике ГИС устройств, некоторые системы (например, МОЕ для рабочих станций) могут выводить сформированное изображение в видеоформате с возможностью записи на специальные носители.

Электронные тахеометры и системы спутникового определения координат (GPS)

В некоторых прикладных ГИС, где требуется высокая пространственная точность определения плановых координат и высот объектов (построение цифровых моделей рельефа для расчета гидротехнических, дорожных, топогеодезических и других работ), могут использоваться данные, вводимые с электронных тахеометров и приемников GPS. В базу данных ГИС передаются идентификаторы и координаты x, y,z опорных точек, точность определения которых может достигать от одной угловой секунды (30 -100 м) до нескольких десятитысячных долей (3-6 мм на местности). Эти данные преобразуются в формат ГИС и могут использоваться при построении высокоточных планов и пространственных моделей рельефа.

В настоящее время все большее количество оболочек ГИС ориентируется на работу с приемниками GPS. Программные модули для обмена данными включаются в такие популярные системы, как MGE, ARC/INFO и многие другие.


Аппаратные средства ГИС - 3.3 out of 5 based on 3 votes