КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Понятие и области применения ГИСТема 11. Геоинформационные технологии 1. Понятие и области применения ГИС. 2. Основные процедуры с информационными ресурсами в ГИС. 3. Краткая характеристика современных отечественных и зарубежных ГИС. Геоданные, т.е. информация, имеющая свое определенное место на карте, схеме, плане, составляют порядка 80—90% всех данных. В государственном управлении ГИС-технологии используются в ситуационных комнатах при анализе критических и чрезвычайных ситуаций, при пространственном анализе данных для подготовки управленческих решений, при подготовке статистической информации (статистический анализ, подготовка отчетов, обработка результатов переписи населения), в государственных кадастрах (градостроительном, земельном, лесном, природных ресурсов и др.) и регистрах, при организации торговли, обслуживания населения, почтовой связи и телекоммуникаций, при регулировании транспортной и инженерной инфраструктур, для проведения выборов и в других сферах. В муниципальном управлении эти технологии предоставляют ИР для эффективного территориального планирования и градорегулирования, правового зонирования и ведения генеральных планов городов, управления административными единицами. Люди, занимающиеся бизнесом, используют ГИС-технологии в разных областях своей деятельности: • для анализа и отслеживания текущего состояния и тенденций • при планировании деловой активности; • для оптимального по разным критериям выбора местоположения новых филиалов фирмы или банка, торговых точек, складов, производственных мощностей; • с целью поддержки принятия решений; • для выбора кратчайших или наиболее безопасных маршрутов • в процессе анализа риска материальных вложений и урегулирования разногласий; • для демографических исследований, определения привязанного к территории спроса на их продукцию; • при создании и географической привязке баз данных о земле и Географическая информационная система (ГИС) – это возможность нового взгляда на окружающую нас действительность, современная ИТ для картирования и анализа объектов и событий реального мира. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими, как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляют карты и планы. Эти возможности отличают ГИС от других ИТ и обеспечивают уникальный потенциал для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий. Она помогает автоматизировать аналитические и прогностические процедуры. До начала применения ГИС лишь немногие специалисты обладали искусством обобщения и полноценного анализа географической информации с целью обоснованного принятия рациональных решений, основанных на современных подходах и средствах. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности, будь то анализ таких глобальных проблем, как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких, как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности (рис. 11.1).
Рис. 11.1. ГИС. Градостроительный кадастр. Подготовка информации для аварийной службы
ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, объединенных на основе географического положения. Этот простой, но очень гибкий подход доказал свою ценность при решении разнообразных реальных задач: • для отслеживания передвижения транспортных средств и материалов; • детального отображения реальной обстановки и планируемых • моделирования глобальной циркуляции атмосферы. Любая географическая информация содержит сведения о пространственном положении объекта, будь то привязка к географическим или другим координатам или ссылки на адрес, почтовый индекс, избирательный округ или округ переписи населения, идентификатор земельного или лесного участка, название дороги и т.п. При использовании этих сведений для автоматического определения местоположения или местоположений объекта (объектов) применяется процедура, называемая геокодированием. С ее помощью можно быстро определить и посмотреть на карте, где находится интересующий вас объект или явление, такие, как дом, в котором проживает ваш знакомый или находится нужная вам организация, где произошло землетрясение или наводнение, по какому маршруту проще и быстрее добраться до нужного вам пункта или дома. ГИС работают с двумя существенно отличающимися типами данных — векторными и растровыми. В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X, Y. Местоположение точки (точечного объекта), например буровой скважины, описывается парой координат (X, Y). Линейные объекты, такие как дороги, реки или трубопроводы, сохраняются как наборы координат Д Y. Полигональные объекты, типа речных водосборов, земельных участков или областей обслуживания хранятся в виде замкнутого набора координат. Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств, таких, как типы почв или доступность объектов. Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами. Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (точек, ячеек, пикселов), оно подобно отсканированной карте или фотографии.
Основные процедуры с информационными ресурсами в ГИС.
ГИС общего назначения, в числе прочего, обычно выполняет пять процедур (задач) с ИР: ввод, манипулирование, управление, запрос и анализ, визуализацию. Ввод. Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Процесс преобразования данных с бумажных карт и планов в компьютерные файлы называется оцифровкой. В современных ГИС этот процесс автоматизирован с применением сканерной технологии, что особенно важно при выполнении крупных проектов, либо, при небольшом объеме работ, данные можно вводить с помощью специальных устройств — дигитайзеров. Многие данные уже переведены в форматы, напрямую воспринимаемые ГИС-пакетами. Манипулирование. Часто для выполнения конкретного проекта имеющиеся данные нужно дополнительно видоизменить в соответствии с требованиями вашей системы. Например, географическая информация может быть в разных масштабах (дорожная сеть представлена в масштабе 1: 100 000, границы округов переписи населения — в масштабе 1: 50 000, а жилые объекты — в масштабе 1: 10 000, осевые линии улиц — в масштабе 1: 1000). Для совместной обработки и визуализации все данные удобнее представить в едином масштабе. ГИС-технология предоставляет разные способы манипулирования пространственными данными и выделения данных, нужных для конкретной задачи. Управление. В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов. Но при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными эффективнее применять БД (картографические и атрибутивные) и системы управления базами данных (СУБД). Запрос и анализ. При наличии ГИС и географической информации вы сможете получать ответы на простые вопросы (Кто владелец данного земельного участка? На каком расстоянии друг от друга расположены эти объекты? Где расположена данная промышленная зона?) и более сложные, требующие дополнительного анализа запросы (Где есть подходящие участки для строительства жилого дома? Каков основной тип почв под сосновыми лесами? Как повлияет на пассажиропотоки строительство новой дороги? Какова будет зона затопления, сколько человек и какими маршрутами придется эвакуировать при подьеме уровня воды на 7 метров?). Запросы можно задавать как простым щелчком мышью на определенном объекте, так и посредством развитых аналитических средств. С помощью ГИС можно выявлять и задавать шаблоны для поиска, проигрывать сценарии по типу «что будет, если...». Современные ГИС имеют множество мощных инструментов для анализа, среди них наиболее значимы два: анализ близости и анализ наложения. Для проведения анализа близости объектов относительно друг друга в ГИС применяется процесс, называемый буферизацией. Он помогает ответить на вопросы типа: Сколько домов находится в пределах 100 м от этого водоема? Сколько покупателей живет в радиусе 500 м от данного магазина? Какова доля добытой нефти из скважин, находящихся на территории N-ro района? Процесс наложения включает возможность интеграции данных, расположенных в разных тематических слоях. В простейшем случае это операция отображения, но при ряде аналитических операций данные из разных слоев объединяются физически. Наложение, или пространственное объединение, позволяет, например, интегрировать данные о почвах, уклоне, растительности и землевладении со ставками земельного налога. Визуализация. Для многих типов пространственных операций конечным результатом является представление данных в виде тематических карт и планов, дополненных, при необходимости, другой графикой: отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками, диаграммами и таблицами, фотографиями и другими средствами, например видео и мультимедийными. ГИС предлагает совершенно новый путь развития картографии. Преодолеваются основные недостатки обычных карт – их статичность и ограниченная емкость как носителя информации. В последние десятилетия бумажные карты из-за перегруженности информацией становятся нечитабельными. ГИС же обеспечивает управление визуализацией информации. Появляется возможность выводить (на экран, на твердую копию) только те объекты или их множества, которые интересуют нас в данный момент. Фактически осуществляется переход от сложных комплексных карт к серии взаимоувязанных частных карт. При этом улучшается структурированность информации, а следовательно, повышается эффективность ее обработки и анализа. В ГИС карта оживает и становится действительно динамическим объектом в смысле: · динамичного выбора масштаба; · преобразования картографических проекций; · варьирования объектным составом карты (что выводится); · возможности «опроса» через карту в режиме реального времени многочисленных баз данных; · изменения способа отображения объектов (цвет, тип линии, · легкости внесения любых изменений. Наряду с традиционной картографической информацией, данные дистанционного зондирования (ДЗ) составляют информационную основу ГИС-технологий, и чем дальше, тем больше этот источник информации доминирует над традиционными картами. Этап «первоначального накопления», черпающий данные из фондов существующих бумажных карт, в достаточно близкой исторической перспективе закончится. И далее встанет проблема обновления карт в ГИС. Под ДЗ понимаются исследования неконтактным способом, различного рода съемки с летательных аппаратов — атмосферных и космических, в результате которых получается изображение земной поверхности в каком-либо диапазоне (диапазонах) электромагнитного спектра (рис. 11.2). 11.2. Пример компьютерной обработки данных дистанционного зондирования
Краткая характеристика современных отечественных и зарубежных ГИС ER Mapper (ER Mapping). Обработка больших объемов фотограмметрической информации, тематическое картографирование (геофизика, природные ресурсы, лесное хозяйство). Достоинства: Точность, печать карт, визуализация трехмерного изображения, библиотека алгоритмов. ГеоДраф, ГеоГраф (Россия). Построение картографической структуры с многослойным отображением данных, создание электронных атласов (городское хозяйство). Достоинства: Большое количество приложений, возможность использования Borland C++, Visual Basic, Delphi. ArGIS, Московский ГУ геодезии и картографии (Россия). Построение цифровых моделей рельефа с использованием аэрокосмических снимков. Достоинства: Использование небольшого объема вычислительных ресурсов, библиотека условных знаков. ArcCAD, ESRI - институт исследования. Связывание карт и базы данных, пространственный анализ (инженерные и бизнес приложения, транспортные перевозки, гражданское строительство). Использование языка высокого интеллекта AutoLISP, наличие всех стандартных средств ГИС-технологий, возможность обработки данных в AutoCAD и Arclnfo. Arc View, ESRI - Создание, анализ, вывод картографических данных бизнес, наука, образование, управление, социология, демография, экология, транспорт, городское хозяйство). Поддержка реляционных СУБД, развитая деловая графика (форма просмотра, табличная форма, форма диаграмм, создание макета), создание профессионально оформленной картографической информации, разработка собственных приложений, взаимодействие с другими приложениями. AtlasGIS, Strategic Mapping INC (США) - Полнофункциональная информационная картографическая система для анализа и презентаций. Легкость и гибкость программного обеспечения, настольный вариант. SICAD/open, Siemens Nixdorf (Германия). Обработка геоинформационных данных по распределенной технологии. Системный продукт для рабочих станций, работа со стандартными СУБД INFORMIX и ORACLE. Star, Star Informatic - Интегрированная модульная среда, проектирование, анализ и оценка сетей (канализация, водо-, энерго-, теплоснабжение, связь, дороги). Наличие тематических ориентированных модулей, приложений для управления моделями данных и построения цифровых моделей. Small World CIS, Small World Systems Ltd, (Великобритания) - Географическая операционная система для моделирования пространственно-связанных объектов. Наличие тематических ориентированных модулей, приложений для управления моделями данных и построения цифровых моделей. CADdy, ZIEGLER Informatics GmbH - Создание кадастровых и геоинформационных систем (топографическая съемка, создание электронных топографических карг, ведение банка топографических и географических данных, представление и визуализация различных трехмерных объектов, городское хозяйство, промышленность). Использование объектно-ориентированной технологии, развитая модульная структура, разработка пользовательских приложений с использованием Си. MGE, Integraf MGE - Применение технологий САПР для задач ГИС, поддержка рабочего процесса ГИС и картографии в любой отрасли. Выбор операционной среды (MS Windows, Windows NT, DOS, UNIX), модульная структура, большой набор инструментов анализа и запросов (одновременное открытие восьми видов одной модели объекта), интерактивный пользовательский интерфейс. MapInfo - Поиск географических объектов, работа с базами данных, обработка данных геодезических измерений, компьютерный дизайн и подготовка к изданию картографических документов. Выбор операционной среды (MS Windows, Windows NT, DOS, UNIX), универсальность, настольный вариант. ArcInfo - Создание геоинформационных систем, создание и ведение земельных, лесных, геологических и других кадастров, проектирование транспортных сетей, оценка природных ресурсов. Сетевой и независимый варианты использования (для IBM PC с ограничениями), простота в эксплуатации, набор драйверов для выбора мониторов, дигитайзеров, плоттеров. Панорама (Россия) - Построение и обработка цифровых и электронных карт, ведение картографической и атрибутивной баз данных. Наличие специального интерфейса поиска объектов электронной карты по характеристикам базы данных, применение простых средств для реализации. ERDAS Imagine, ERDAS - Обработка аэрокосмических снимков. Модульная система, графический интерфейс, гипертекстовая система, простота в обучении, доступность для различных платформ.
Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 2789; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |