3706

11

Название Like "К%"

Результатом запроса будут: Канадская слива, Калина обыкновенная и Калина гордовина;

найти растения с красными цветами:

Цветы_окраска Like "%красн%"

В результат запроса попадут растения, имеющие Ало-красные, Красные, Пламенно-красные цветы. Использование оператора Like и знака "%" в критерии отбора позволяет отобрать все записи, которые содержат подстроку "красн" в значении поля Цветы_окраска. При этом знак "%" ставится до и после требуемого словосочетания в значении поля, то есть неопределенное количество символов может стоять до "красн" и после "красн";

отобрать растения высотой меньше 1 м:

Размеры_высота <= 1

Если поле имеет числовой тип данных, то сравниваемое значение указывается без кавычек;

найти светолюбивые растения:

Отношение_к_свету = "Светолюбива"

Если известно точное значение поля, то можно использовать строгое равенство в условии отбора.

Более сложные выражения строятся с помощью логических операторов: AND (логическое И), OR (ИЛИ) и NOT (НЕ). Логические операции выполняются в соответствии с приведенной таблицей истинности (таблица 3).

Выражение NOT A принимает значение ИСТИНА, если аргумент имеет значение ЛОЖЬ и наоборот, т.е. чтобы попасть в результат запроса запись не должна удовлетворять условию.

12

Выражение A AND B принимает значение ИСТИНА только в том случае, если оба ее аргумента (логических выражения) истинны, т.е. запись базы данных должна удовлетворять обоим условиям, чтобы попасть в выборку.

Выражение A OR B принимает значение ИСТИНА, если хотя бы один из аргументов имеет значение ИСТИНА, т.е. запись должна удовлетворять хотя бы одному из условий, чтобы попасть в выборку.

Например:

отобрать все растения, исключив сливы:

Русское_название Not Like "%слива%";

найти растения, характеризующиеся теневыносливостью и морозостойкостью:

Отношение_к_свету = "Теневынослива" AND Морозостойкость =

"Морозостойкая"; отобрать деревья с названиями Абрикос и Вишня:

Русское_название Like "Абрикос%" OR Русское_название Like "Вишня%".

Значения выражений вычисляются в порядке, который определяется приоритетом используемых операторов и наличием скобок в выражении. Значения операторов с более высокими приоритетами вычисляются раньше других (таблица 4), операторы с одинаковыми приоритетами вычисляются в порядке слева направо.

Таблица 4

При использовании двух и более таблиц в критерии запроса обязательно добавляются условия объединения таблиц. Для примера базы данных, схема которой приведена на рисунке 1, этим условием будет:

Садовые_растения.Код_типа = Насаждения.Код_типа.

13

При составлении запроса кроме условия отбора указываются используемые таблицы и колонки, которые необходимо отобразить в результирующей таблице. В итоговую таблицу, как правило, включаются те колонки, которые используются в условии отбора. Например, в таблице 5 приведен пример запроса поиска на плане роз высотой меньше 1 м. Таблица 5 построена аналогично окну запроса SQL в ГИС MapInfo.

Таблица 5

Результат запроса приведен в таблице 6. Поле Насаждение.ID, включенное в итоговую таблицу, используется для связи строки таблицы с изображением на плане.

14

1.3. Системы автоматизированного проектирования

Система автоматизированного проектирования (САПР) – это организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимодействующего с подразделениями проектной организации, и выполняющая автоматизированное проектирование.

Среди разновидностей САПР для выполнения ландшафтного проектирования наиболее подходят системы машинной графики и геометрического моделирования.

Машинная графика – это система автоматизированного проектирования, которая синтезирует двух- и трехмерные изображения на экране дисплея, осуществляет процесс создания чертежей. Источником входной информации для систем машинной графики являются не сами физические объекты или процессы, а их математические модели. Эти модели представляют собой упорядоченную совокупность данных, параметров, математических и логических зависимостей, числовых характеристик, которые отображают структуру, свойства, взаимосвязи, а также взаимосвязи и отношения между элементами объекта и между объектом и его окружением.

Модели, как правило, являются обобщенными, предназначенными для описания класса объектов. Индивидуальный объект описывается вводом конкретных значений параметров системы. Изображение, которое ставится в соответствие моделируемому аналогу, называется оригиналом.

Системы автоматизированного проектирования, охватывающие процесс создания геометрических моделей объектов, делятся на двух и трехмерное проектирование. Основное назначение двухмерной графики – создание чертежей и оформление конструкторской документации. Трехмерная графика используется для получения трехмерных моделей, метрических расчетов, реалистичной визуализации, взаимного преобразования двух- и трехмерных моделей.

Для представления трехмерных объектов используются три основных типа геометрических моделей: каркасные (проволочные), поверхностные и объемные (твердотельные) модели.

Конструктивными частями каркасных моделей являются ребра и вершины. Основное преимущество каркасных моделей – их видимая простота, но именно с их помощью появляется возможность моделирования неограниченного класса объектов. На основе пространственной каркасной

15

модели можно получать, например, проекции объекта на чертеже, но нельзя удалять невидимые линии и получать сечения.

Поверхностная модель позволяет описывать достаточно сложные поверхности и отображает форму объекта с помощью задания ограничивающих его поверхностей, например, в виде совокупности данных о гранях, ребрах и вершинах. Появляется возможность разнообразных вариаций задания поверхностей (поверхности вращения, линейчатые поверхности, плоскости).

Твердотельные модели наиболее полно отражают реальные свойства моделируемых объектов и более реалистичны. Они отличаются тем, что в них в явной форме содержатся сведения о принадлежности элементов внутреннему или внешнему по отношению к объекту пространству.

В компьютерной графике используются перспективные (центральные), аксонометрические проекции и другие методы построения объемных изображений, которые позволяют строить реалистичные изображения, создать эффект объемности изображаемого пространства, оценить конструктивные и эстетичные достоинства объектов проектирования.

Перспективная проекция – это центральная проекция объекта с определенными ограничивающими условиями: изображается только часть пространства, расположенная по одну сторону центра проецирования (перед наблюдателем), и угол между крайними проецирующими лучами не должен превышать определенной величины. Восприятия таких изображений наиболее близки к зрительному восприятию человеком окружающей среды.

Аксонометрическая проекция – это изображение объекта, полученное проецированием на плоскость параллельными лучами. Различают прямоугольную аксонометрию, когда проецирующие лучи перпендикулярны плоскости проекций и косоугольную. Аксонометрию иногда называют частным видом перспективы, у которой точка зрения отнесена в бесконечность.

Аксонометрические изображения наглядны. В отличие от перспективы, на данных изображениях размеры и форма проекции предмета не изменяются при его параллельном перемещении, и параллельные в пространстве линии остаются параллельными на изображении. По этим изображениям можно получить линейные размеры предметов. Это свойство аксонометрических проекций способствовало широкому их применению.

Для изображения реалистичного изображения и его художественного восприятия могут строиться сцены. Под сценой подразумеваются графические объекты, размещенные в пространстве заданным образом. Как правило, в сцену

16

входят геометрические объекты, источники света и камеры. Просмотр сцены в большинстве случаев производится через объектив камеры.

Визуализацией называется просмотр сцены с проявлением всех ее особенностей: расположения, формы и материалов объектов, освещения, эффектов внешней среды, теней.

При создании реалистических изображений необходимо выполнить операции удаления невидимых линий и тонирования, добавления света и задания свойств материалов.

На сегодняшний день самой мощной системой автоматизированного проектирования из тех, что могут работать на персональных компьютерах, является AutoCAD. Она способна выполнять практически все виды чертежных работ, необходимые в разнообразных областях технического проектирования. Последние версии AutoCAD содержат разнообразные средства проектирования, моделирования и визуализации пространственных конструкций, доступа к внешним базам данных, интеллектуальные средства нанесения размеров на чертежи, работы с файлами самых разнообразных форматов и многое другое .

AutoCAD является базовой системой для целого ряда специализированных САПР, из которых в ландшафтном проектировании можно использовать геоинформационные системы AutoCAD Map 3D и пакет для землеустройства AutoCAD Civil 3D.

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью изучения дисциплины является формирование у студентов теоретических и практических навыков по применению компьютерных информационных технологий при размещении, проектировании, строительстве и эксплуатации объектов ландшафтной архитектуры и садово-паркового строительства.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

ознакомиться с принципами создания крупномасштабных цифровых (электронных) планов объектов ландшафтной архитектуры и садово-паркового строительства;

изучить основы формирования цифровых моделей рельефа и контуров;

уяснить технологию создания топологии геометрических объектов; усвоить принципы формирования атрибутивных характеристик

объектов ландшафтной архитектуры в реляционные базы данных и их привязку к объектам, представленным в виде электронных планов;

17

изучить основы построения запросов и получения с их помощью метрических и атрибутивных характеристик объектов;

ознакомиться с возможностями использования средств трехмерного моделирования в эскизном проектировании;

изучить методы разработки проекта и технической документации с использованием систем автоматизированного проектирования.

3. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения дисциплины «Информационные технологии в ландшафтном проектировании» студент должен знать:

основные сведения о геоинформационных системах (ГИС) и системах автоматизированного проектирования (САПР), их архитектуре и назначении;

техническое и программное обеспечение ГИС и САПР;

основные сведения о структуре и форматах цифровых данных;

круг решаемых задач с помощью САПР и ГИС в ландшафтном проектировании;

специализированные программы для создания ландшафтного проекта и необходимой документации.

В результате изучения дисциплины студент должен уметь:

работать с техническими и программными средствами ГИС и САПР. Студент должен иметь навыки в использовании полученных знаний при

решении практических задач ландшафтного проектирования и строительства, требующих применения вычислительной техники.

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина «Информационные технологии в ландшафтном проектировании» включает 7 разделов, содержание каждого из которых подробно рассмотрено ниже.

Раздел 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ. РОЛЬ И ЗАДАЧИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЛАНДШАФТНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Общая характеристика информационных технологий и их классификация. Роль и задачи информационных технологий в ландшафтном проектировании.

18

Раздел 2. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ: ПОНЯТИЕ, СВОЙСТВА И НАЗНАЧЕНИЕ

Понятие о геоинформационных системах, их назначение и структура. Состав и архитектура комплекса технических средств ГИС. Устройства

графического ввода/вывода и отображения графических объектов. Классификация программного обеспечения геоинформационных систем:

инструментальные ГИС, ГИС-вьюверы, векторизаторы, справочнокартографические системы, средства пространственного моделирования, средства обработки и дешифрования данных зондирования земли.

Раздел 3. МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Семантическая и позиционная составляющие данных в ГИС. Картографические базы данных ГИС. Слоевое представление

пространственной информации в ГИС. Источники пространственных данных. Оценка качества данных.

Модели пространственных данных: векторная, векторно-топологическая и растровая.

Операции преобразования форматов графической информации в ГИС. Технология оцифровки бумажных планов, карт, схем.

Раздел 4. ПОСТРОЕНИЕ ЗАПРОСОВ К БАЗАМ ДАННЫХ ГИС Базы данных. Модели баз данных. Системы управления базами данных,

их функции. Языки баз данных.

Занесение метрических характеристик геометрических объектов в таблицах базы данных.

Построение запросов на языке SQL для нахождения объектов ландшафтного проектирования по заданным атрибутивным характеристикам. Выбор объектов по пространственным критериям.

Раздел 5. ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ И ЕГО МЕТОДЫ

Понятие геоинформационного картографирования.

Методы геоинформационного картографирования: преобразование систем координат, тематическое согласование слоев, пространственное моделирование рельефа, электронные атласы, автоматизированная генерализация.

Раздел 6. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В САДОВО-ПАРКОВОМ И ЛАНДШАФТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

19

Проектирование, проект, методы проектирования сложных объектов. Системы автоматизированного проектирования (САПР): понятие,

классификация, виды обеспечений. Машинная графика и геометрическое моделирование в САПР.

Основные программные продукты САПР, используемые в ландшафтном проектировании и садово-парковом строительстве.

Основные операции моделирования в САПР: средства создания схем и планов, способы задания координат точек в пространстве, трехмерные модели (каркасные, поверхностные, твердотельные), перспективные и аксонометрические изображения, визуализация трехмерных объектов и сцен.

Раздел 7. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ЭСКИЗНОГО ЛАНДШАФТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Основные возможности и недостатки существующих программ для эскизного ландшафтного проектирования.

Генерация ландшафтов с использованием воксельной графики.

Средства составления сметы проекта садово-паркового и ландшафтного строительства.

5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Теоретические принципы моделирования и анализа данных в ГИС и САПР студенты дополняют практическими навыками при работе с геоинформационными системами MapInfo и Easy Trace, графической системой AutoCAD на лабораторных занятиях. В таблице 7 приведен перечень лабораторных работ.

33 Редактирование векторных примитивов в Easy Trace и экспортирование изображения в геоинформационную систему

MapInfo.

организуется следующим образом:

1.Изложение преподавателем на установочных лекциях, согласно рабочей программе по дисциплине, тех разделов дисциплины, которые выносятся на самостоятельное изучение и предшествуют выполнению контрольной работы.

2.Самостоятельный анализ студентами материала установочных лекций, самостоятельная проработка методических указаний к изучению дисциплины

ивыполнению контрольной работы, выяснение у ведущего преподавателя непонятных вопросов, возникших в процессе ознакомления с указанными материалами.

3.Ознакомление с заданиями на выполнение контрольной работы, уточнение постановки задач.

4.Самостоятельное выполнение и своевременная (до начала учебной сессии) сдача материалов контрольной работы.

5.Анализ замечаний ведущего преподавателя по материалам контрольной работы.