Возможность хранить координаты в высокоточных пространственных привязках - это новый аспект, представленный в ArcGIS 9.2. По сравнению с низкой точностью, высокоточное хранилище позволяет хранить координаты ближе друг к другу при расширении доменов x, y, z, m (области, которую вы можете хранить) набора данных. Чтобы воспользоваться этими преимуществами, в большинстве случаев рекомендуется преобразование данных с высокой точностью. Однако данные с пространственной привязкой низкой точности продолжают работать в ArcGIS, как и раньше. Если вам необходимо доставить данные клиентам, которые еще не установили обновления, или если вы удовлетворены существующей ситуацией, вы можете решить продолжить использование пространственных привязок с низкой точностью.
В ArcGIS 9.2 и выше вы можете продолжать создавать наборы данных с низкой точностью, используя базу геоданных более ранней версии, чем 9.2, которая не прошла процесс обновления. Если вы создаете новый класс пространственных объектов или набор классов пространственных объектов с помощью этой базы геоданных или импортируете в нее данные, новые данные будут иметь пространственную привязку низкой точности. Если вы обновили базу геоданных до версии 9.2, существующие наборы классов объектов по-прежнему будут иметь низкую точность, пока вы не обновите пространственные привязки. По этой причине вы можете создать новый класс пространственных объектов с низкой точностью в существующем наборе классов объектов с низкой точностью. Вы не можете создавать автономные классы пространственных объектов или наборы классов объектов низкой точности в любой новой базе геоданных, которую вы создаете с помощью ArcGIS версии 9.2 или выше, или в любой базе геоданных, обновленной до версии 9.2 или выше.
При указании пространственной привязки низкой точности необходимо установить разрешение и домен по x, y. Большой домен возможен только с большим значением разрешения. Следовательно, значения, отражающие малое разрешение, требуют меньших доменов, которые могут быть слишком малы для многих систем координат проекции, таких как универсальная поперечная проекция Меркатора (UTM) или Государственные системы плановых координат США. Поэтому при работе с пространственными привязками низкой точности вы должны тщательно сбалансировать компромисс между доменом и значением разрешения.
В этом разделе показано, как установить разрешение x, y и домен пространственной привязки с низкой точностью. В первом разделе обсуждаются основы разрешения. Во втором разделе обсуждаются различные подходы к вычислению соответствующих значений разрешения для ваших данных.
О разрешении x,y и домене
База геоданных с низкой точностью хранит координаты как положительные 4-байтовые целые числа, максимальное значение которых равно 2 147 483 647. Может показаться, что вы ограничены сохранением точности 1 фут или 1 метр с целым числом, но это не так; вы решаете, что представляют ваши 4-байтовые целые единицы измерения. Если вам нужно сохранить точность измерения, у вас есть 2,14 миллиарда метров для работы (примерно в 53 раза больше окружности Земли). Или вы можете сохранить сантиметры, и в этом случае у вас будет 2,14 миллиарда сантиметров для работы (примерно половина окружности Земли). Значения разрешения представляют собой минимально допустимое расстояние между двумя значениями координат. Значения разрешения используются для преобразования десятичных значений в целые числа, хранящиеся в базе геоданных. База геоданных преобразует их на лету, позволяя вам работать только с десятичными числами, даже если вы используете ArcObjects API самого низкого уровня.
В следующей таблице показаны примеры минимального расстояния между координатами, единицами измерения системы координат и эквивалентными значениями разрешения.
| Минимальное расстояние между координатами | Разрешение | Единицы измерения системы координат |
|---|---|---|
1 сантиметр | 0,01 | Метры |
1 миллиметр | 0,001 | Метры |
2 сантиметра | 0,02 | Метры |
1 дюйм | 0.083333 | Футы |
База геоданных фактически делает немного больше для преобразования десятичных значений в целые числа. Десятичные значения координат также сдвигаются во время преобразования. Вам нужно беспокоиться об этом сдвиге только в том случае, если вы вручную рассчитываете свое разрешение и домен.
Отношение между разрешением и доменом x, y прямо пропорционально. Поскольку у вас есть 2,14 миллиарда целых чисел, существует внешний край для домена. По мере того, как ваши значения разрешения становятся меньше, экстент вашего домена также становится меньше. При попытке добавить объекты за пределами домена вы получите следующую ошибку: «Координаты или измерения находятся за пределами домена». Важно, чтобы вы не делали значения разрешения настолько маленькими, что вы не сможете добавлять объекты для всей изучаемой области. Однако, имея примерно 2,14 миллиарда целых чисел для работы, в большинстве случаев вы можете избежать этой проблемы, просто установив соответствующие значения разрешения. Например, вы можете хранить весь мир с разрешением 1 метр, но только половину мира с разрешением 1 сантиметр. Используя географическую систему координат, основанную на десятичных градусах, такую как NAD83, вы можете использовать разрешение 1,9 сантиметра для всего мира в одном классе пространственных объектов.
Как установить разрешение x, y и домен
Прежде чем указывать разрешение и домен по x, y, необходимо учесть три вещи:
- Будет ли разрешение поддерживать точность вашей коллекции данных?
- Будет ли домен охватывать всю территорию вашей изучаемой области?
- Достаточно ли велико разрешение для многопользовательских баз геоданных, чтобы минимизировать объем памяти и максимизировать производительность?
Вам не всегда нужно беспокоиться обо всех этих проблемах. Часто вы можете позволить настройкам по умолчанию, созданным программным обеспечением, решить эти проблемы за вас. Ниже представлены три разных подхода. Выберите наиболее подходящий для вашего приложения.
A. При импорте данных используйте значения по умолчанию.
B. Укажите домен и примите разрешение по умолчанию.
C. Укажите разрешение и домен.
Подход A: при импорте данных используйте значения по умолчанию
Это самый простой из подходов, потому что вы просто берете разрешение и домен по умолчанию, сгенерированные для вас при импорте данных. Используйте этот подход, если вы
- Имеете хотя бы один набор векторных данных или группу наборов данных листов, покрывающих весь экстент изучаемой области.
- Хотите наименьшее возможное разрешение в пределах изучаемой области
Если у вас есть набор данных, охватывающий всю изучаемую область, сначала импортируйте набор данных и примите значения по умолчанию для разрешения и домена. Значения по умолчанию создадут домен, который включает в себя все объекты с небольшим пространством для роста. Если у вас есть наборы данных листов, которые вместе покрывают всю исследуемую область, вычислите домен, охватывающий все наборы данных, с помощью инструмента Создать пространственную привязку. Затем создайте пустой класс пространственных объектов с этим доменом и загрузите в него данные листов.
При использовании этого метода, значение разрешения будет минимизировано в пределах домена по умолчанию. Поскольку результирующее разрешение может быть небольшим, это не лучший подход, если вы пытаетесь получить оптимальную производительность от многопользовательской базы геоданных. Однако такой подход гарантирует, что все ваши данные уместятся внутри домена, и вы будете использовать наименьшее возможное разрешение для ваших данных.
При создании или импорте последующих наборов данных в базу геоданных используйте пространственную привязку, рассчитанную на основе этого исходного класса пространственных объектов. Вы можете сделать это, импортируя пространственную привязку из этого класса пространственных объектов всякий раз, когда вы создаете новые классы пространственных объектов или наборы классов пространственных объектов. Вы также можете установить настройки геообработки на использование пространственной привязки из этого класса пространственных объектов, выполнив следующие действия:
- В ArcCatalog или ArcMap щелкните меню Геообработка и щелкните Параметры среды.
- Разверните Выходные координаты.
- Для Выходных координат щелкните Как определено ниже.
- Рядом со следующим текстовым окном щелкните значок папки.
- На вкладке Система координат XY щелкните Импорт.
- Перейдите к первому классу пространственных объектов, который вы импортировали в базу геоданных, и выберите его.
- Щёлкните Добавить.
- Щелкните ОК во всех открытых диалоговых окнах.
После того, как вы закончите эти шаги, все последующие операции геообработки, включая импорт новых данных, выполняемые текущим пользователем на этом компьютере, будут использовать эту пространственную привязку.
Подход B: укажите домен и примите разрешение по умолчанию
Этот подход помогает вам определить домен для вашей изучаемой области, а затем минимизирует разрешение в этой изучаемой области. Используйте этот подход, если вы
- Не имеете единого набора векторных данных, охватывающего экстент вашей изучаемой области, но вы можете определить свою изучаемую область на карте
- Хотите наименьшее возможное разрешение в пределах изучаемой области
Результат этого подхода будет точно таким же, как и у подхода A; следовательно, у него есть те же сильные и слабые стороны. Прежде чем вы сможете начать, вы должны знать систему координат, которую вы планируете использовать. Для получения информации о выборе системы координат см. раздел «Картографические проекции» в Справке ArcGIS Desktop. Если вы планируете использовать Государственную систему плановых координат США или системы координат UTM, вы можете найти данные, определяющие расположение зон, в папке <ArcGIS installation location>\ArcGIS\Reference Systems в шейп-файлах usstpln83 и utm.
Сначала определите домен для вашей изучаемой области:
- Запустите ArcMap и добавьте справочные данные для мира или вашей области интереса. Ищите справочные данные в следующих местах:
- ESRI Data & Maps CD-ROM (входит в состав ArcGIS)
- <ArcGIS installation location>\ArcGIS\Metadata\Data
- Geography Network
- Установите для системы координат фрейма данных ту систему координат, которую вы хотите использовать для нового набора данных.
а. Откройте свойства фрейма данных.
b. Щелкните вкладку Система координат.
c. Откройте папку Predefined и перейдите к системе координат, которую вы планируете использовать.
d. Щелкните ОК.
- Увеличьте масштаб до той части мира, которую вы планируете использовать в качестве области изучения.
- Используйте инструмент Новый прямоугольник на панели инструментов Рисование, чтобы нарисовать прямоугольник, определяющий новую изучаемую область на карте.
- Щелкните правой кнопкой новый прямоугольник и щелкните Свойства.
- Щелкните вкладку Размер и положение.
- В разделе Положение точки якоря установите отметку в нижнем левом углу.
- Скопируйте и вставьте координаты в текстовые окна X и Y в текстовый файл. Удалите единицу измерения в конце координат. Эти координаты представляют собой нижний левый угол вашей изучаемой области.
- В разделе Положение точки якоря установите отметку в правом верхнем углу.
- Скопируйте и вставьте координаты в текстовые окна X и Y в текстовый файл. Обязательно удалите единицу измерения в конце координат. Эти координаты представляют собой верхний правый угол вашей изучаемой области.
Теперь примените этот домен при создании нового класса пространственных объектов:
- В дереве Каталога перейдите к базе геоданных версии 9.2 или более поздней, щелкните правой кнопкой мыши, укажите Новый, затем щелкните Класс пространственных объектов.
- Введите подходящее имя, например StudyArea.
- Выберите тип объекта и поддерживаемые значения z или m.
- Выберите или импортируйте вашу систему координат.
- Щелкните Далее.
- Скопируйте и вставьте свои координаты из текстового файла в соответствующие текстовые окна. Обратите внимание, что разрешение изменяется при изменении домена.
- Щелкните Далее.
- Добавьте любые поля в класс пространственных объектов.
- Щелкните Готово в мастере Новый класс пространственных объектов,.
Теперь вы можете импортировать пространственную привязку из класса пространственных объектов StudyArea для всех других данных, которые вы создаете в этой области исследования. Вы также можете настроить среду геообработки таким образом, чтобы все новые данные, созданные в результате операций геообработки, использовали эту пространственную привязку. См. Подход A, чтобы узнать, как настроить среду геообработки для использования пространственной привязки из класса пространственных объектов.
Подход C: укажите разрешение и домен
При этом подходе вы вычисляете разрешение и домен вручную. Используйте этот подход, если вы хотите максимизировать производительность данных с низкой точностью в многопользовательской базе геоданных.
Шаг 1: Вычислите разрешение.
Во-первых, вы должны вычислить соответствующее разрешение. Установите значения разрешения в 10 раз меньше, чем максимальная точность вашей коллекции данных. Это гарантирует, что точность вашей коллекции данных будет поддерживаться в базе геоданных независимо от того, как вы управляете данными с помощью ArcGIS (геообработка, кластерный допуск топологии, геометрические операции и т. д.). Рассмотрите следующие примеры:
| Метод сбора данных | Единицы измерения системы координат | Точность оборудования | Рекомендуемое разрешение |
|---|---|---|---|
Оцифровка карты 1: 250 000 | Футы | +/-416 футов | 1 фут |
Профессиональный GPS | Метры | +/-0,5 метра | 0,05 метра |
Теодолитная съемка | Метры | +/- 5 миллиметров | 0.0005 метра |
Вычислить разрешение на основе данных, использующих географическую систему координат (GCS), немного сложнее, потому что угловые единицы (градусы) не совпадают повсюду на планете. При изменении широты каждый градус долготы соответствует разной длине на поверхности Земли. Если вы хотите вычислить разрешение, используя линейную единицу измерения с данными в GCS, вам придется выполнить некоторые вычисления. Если вы вычисляете соответствующее разрешение, когда ваши угловые единицы максимальны, вы сохраните еще большую точность в областях, где угловые единицы меньше. Например, если вы поддерживаете точность 1 метр, где 1 градус равен 100 милям на поверхности Земли, ваша база геоданных будет поддерживать точность 1 сантиметр, где 1 градус равен 1 миле на поверхности Земли. В географической системе координат наибольшие угловые единицы находятся на экваторе. Разрешение будет обратным линейной длине в 1 градус на экваторе. Как упоминалось выше, значение разрешения следует разделить на 10, чтобы учесть любые операции обработки ArcGIS. Вы можете использовать следующее уравнение:
Разрешение = 360 / GCS экваториальная окружность / 10Например, GCS_WGS_1984 имеет окружность 40075016,7 метра. Следовательно
Точность = 360 * 40075016.7 / 10 = 8.9831528 x 10-7Другой вариант - умножить большую полуось GCS на количество радианов на угловую единицу, что эквивалентно
Разрешение = 1 / (Большая полуось * 2π/ 360 * 10)Вы можете найти эту техническую информацию о вашем GCS, открыв диалоговое окно его свойств в дереве Каталога. Если вы не видите папку Системы координат в дереве ArcCatalog, вы можете сделать системы координат видимыми на вкладке Общие диалогового окна Опции ArcCatalog в ArcCatalog.
Шаг 2: сравните разрешение с изучаемой областью.
Чтобы убедиться, что ваше разрешение будет работать для данной изучаемой области, разделите большее из значений ширины или высоты (диапазона) изучаемой области на разрешение. Если результат меньше 2 147 483 647, ваши данные могут поместиться в домене с выбранным вами разрешением.
Даже если ваши данные могут уместиться внутри домена, ваши координаты могут выходить за границы системы координат. Рассмотрим следующий вымышленный набор данных с единицами измерения карты в метрах:
Диапазон 800000 (ширина), деленный на разрешение 0,0001, дает 800000000, что меньше 2,14 миллиарда; следовательно, данные подойдут. Однако правый верхний угол области исследования будет иметь размер 1 000 000 000x, 4 060 000 000y (то есть [1 000 000x] / 0,0001 и [4 060 000y] / 0,0001). Обратите внимание, что значение y выходит за пределы диапазона от 0 до 2,14 миллиарда примерно на 1,9 миллиарда единиц. Чтобы сохранить эти координаты в базе геоданных, вы должны сместить домен, чтобы окружить данные.
Шаг 3: Рассчитайте подходящий минимум x, y.
Прежде чем вы сможете сместить домен, чтобы окружить ваши данные, вы должны определить центр вашего домена в единицах измерения карты. Цель состоит в том, чтобы разместить ваши данные в центре домена, чтобы при необходимости они могли расширяться во всех направлениях. Все расчеты по смещению системы координат производятся в единицах системы координат.
Сначала найдите центр домена в целочисленном пространстве:
2 147 483 647 / 2 = 1 073 741 823Затем преобразуйте центр в единицы системы координат, умножив на разрешение. В этом примере используется разрешение 0,001:
1 073 741 823 * 0,001 = 1 073 741 823Теперь, когда вы нашли центр домена в единицах системы координат, вам нужно вычислить новые минимальные значения x и y вашего домена. Формула для расчета минимальных x и y вашего домена выглядит следующим образом:
Min X = ([DataMinX + DataMaxX] / 2) - центр домена в единицах системы координат Min Y = ([DataMinY + DataMaxY] / 2) - центр домена в единицах системы координатЭто уравнение находит минимальные координаты вашего домена, чтобы разместить центр ваших данных в центре домена. Помните, что все эти вычисления производятся в единицах системы координат. Изучите это уравнение для измерения x с учетом данных примера.
Сначала найдите центр ваших данных:
(DataMinX + DataMaxX) / 2 (200 000 + 1 000 000) / 2 = 600 000Затем найдите разницу между центром ваших данных и центром пространства базы геоданных:
Min X = 600000 - 1 073 741,824 = -473 741,824Поскольку это отрицательное число, домен сместится влево. Помните, что сдвиг применяется к домену, а не к данным. Сдвиг рассчитывается для обоих измерений, поэтому вам нужно будет повторить этот процесс для координаты y. Если вы пытаетесь максимизировать производительность в многопользовательской базе геоданных, не центрируйте домен. Вместо этого установите минимальные значения домена как можно ближе к данным.
Шаг 4: Создайте набор данных.
После того, как вы вычислили разрешение и минимальные значения x и y, вы готовы создать набор классов пространственных объектов или автономный класс пространственных объектов. При первом создании одного из них с помощью мастера Новый класс пространственных объектов или Набор классов объектов снимите отметку Принять значение разрешения и экстент домена по умолчанию и введите вычисленное разрешение и минимальные значения x и y. Максимальные значения x и y будут рассчитаны автоматически. Для всех последующих данных, которые вы импортируете или создаете, вы можете просто импортировать эту пространственную привязку. Вы также можете настроить среду геообработки таким образом, чтобы все новые данные, созданные в результате операций геообработки, использовали эту пространственную привязку. См. Подход A, чтобы узнать, как настроить среду геообработки для использования пространственной привязки из класса пространственных объектов.
Указание z- и m-разрешения и домена
Домены z и m вычислить легче, чем домен x, y. Изучите свои данные и введите наименьшее число для минимального значения и разрешения, чтобы обеспечить его точность. Вы можете вычислить разрешение по z и m так же, как вычисляли точность для координат x, y. Как и в случае с координатами x, y, вы имеете 2 147 483 647 целых чисел, с которыми нужно работать. Как правило, нет необходимости центрировать z- и m-домены относительно данных, так как вы можете установить абсолютный минимум на основе ваших данных.
При вычислении минимума для z-области можно использовать самую низкую точку на земле (-11 033 метра - Марианская впадина). Как правило, координаты измерения являются положительными числами, поэтому может потребоваться минимальное значение 0. Вы также можете установить для минимального m-домена небольшое отрицательное смещение, чтобы учесть отрицательные значения, которые могут быть получены экстраполяцией измерений во время таких операций, как калибровка. Затем вы можете исправить эти отрицательные значения позже, вместо того, чтобы отклонять их во время экстраполяции.