Студопедия

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)

Геоинформатика как новая отрасль науки

Глава 1. Введение в геоинформационные системы

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Глава 1. Введение в геоинформационные системЫ….2

1.1. Геоинформатика как новая отрасль науки. 4

Глава 2. Основы цифровой картографии…………………...8

2.1. Фигура и размеры Земли, используемые модели. 8

2.2. Системы координат, применяемые в геодезии и картографии. 10

2.3. Картографические проекции. Искажения в картографических проекциях 15

2.4. Классификация картографических проекций. 18

2.5. Равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера 26

2.6. Разграфка и номенклатура листов топографических карт и планов. 29

2.7. Вопросы и задания для самопроверки. 33

Глава 3. Модели пространственных данных……...….32

3.1. Пространственные объекты в ГИС.. 34

3.2. Основные модели пространственных данных. 35

3.3. Принципы организации моделей пространственных данных. 37

3.4. Векторные модели данных. 42

3.5. Растровые модели данных. 54

3.6. Регулярно-ячеистое представление данных. 59

3.7. Квадротомическая модель данных. 61

3.8. Преобразования «вектор–растр» и «растр–вектор». 65

3.9. Вопросы и задания для самопроверки. 67

Глава 4. Технологии создания векторных карт.. 67

7.1. Получение цифровых карт по исходным картам на твердом носителе 67

7.2. Получение карт по данным дистанционного зондирования Земли 69

7.3. Картопостроение по данным наземных измерений и по данным спутниковых систем 71

7.4. Вопросы и задания для самопроверки. 75

В настоящее время в науке и технике для описания тех или иных объектов, процессов или явлений традиционно применяются литературные, статистические, картографические, аэро- и космические материалы и данные. Как правило, их подборка и систематизация для последующего использования осуществляется вручную. Этот подход хорошо известен, стал уже традиционным и продолжает применяться в России повсеместно. Другим подходом, являющимся более перспективным, служит подход, когда в накоплении и обработке данных об объектах, процессах и явлениях используются ЭВМ и современные методы обработки данных, информационные системы и технологии.

В том случае, когда те или иные материалы об объекте имеют координатную привязку, говорят, что объект описан в пространстве и он должен изучаться методами и средствами геоинформатики. Геоинформатика – новая, быстро развивающаяся отрасль науки. Существует несколько ее определений. Наиболее простое определение: геоинформатика – это область науки, позволяющая формализовать и реализовывать в машинной среде операции накопления, хранения, обработки и визуализации пространственно-координированных данных с помощью средств геоинформационных систем (ГИС).

Наиболее полное определение геоинформатики в соответствии с толковым словарем основных терминов геоинформатики (1999 г., под редакцией А.М. Берлянта, А.В. Кошкарева) таково:

Определение 2.1. Геоинформатика (geo-informatics) – наука, технологии и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию геоинформационных систем, по разработке геоинформационных технологий, по прикладным аспектам или приложению ГИС для практических и геонаучных целей.

По одной из точек зрения геоинформатика входит составной частью в геоматику или предметно и методически пересекается с ней. Геоматика (geomatics) – это совокупность применений информационных технологий, мультимедиа и средств телекоммуникации для обработки данных и анализа геосистем. Иногда геоматика употребляется как синоним геоинформатики.

Дадим определение геоинформационных систем (GIS, spatial information system).

Определение 2.2. Геоинформационная система – это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных). ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадратомических и иных). ГИС поддерживается программным, аппаратным, информационным, нормативно-правовым, кадровым и организационным обеспечением. С точки зрения теории информационных систем ГИС – это большой класс автоматизированных информационных систем, позволяющих работать с пространственными данными.

Приставка гео - во всех этих словах (геоинформатика, геоматика, ГИС) происходит не от слова «география», а от слова геос - земля; эта приставка характеризует пространство (геос - характеристика пространственности), работу с пространственно-координированными данными. Более того, процент чисто пространственно-привязанных данных обычно в ГИС не очень велик, технологии обработки данных в таких системах имеют мало общего с традиционной обработкой географических пространственных данных в географии и, наконец, пространственные данные лишь служат базой для решения большого числа прикладных задач с помощью ГИС, цели создания которых далеки от географии.

В современных ГИС осуществляется комплексная обработка информации – от ее сбора до хранения, обновления и представления. В связи с этим ГИС можно рассматривать с различных позиций. Например, считать их системами управления, поскольку они в ряде проблемных областей предназначены для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению землями и ресурсами, городским хозяйством, по управлению транспортом и т.п. Далее как системы, использующие базы данных, ГИС являются автоматизированными информационными системами. При этом следует подчеркнуть, что ГИС объединяют в себе как базы данных с атрибутивными (обычными, традиционными данными), так и графические базы данных или их еще называют пространственными базами данных.

Остановимся на истории развития геоинформатики и ГИС. В середине и особенно к концу 80-х годов прошлого столетия в литературе, посвященной состоянию, успехам и перспективам развития геоинформатики стало традиционным ссылаться на ее 25-летний юбилей. Точное время ее рождения вряд ли известно достоверно. Сам взгляд на историю существенно зависит от точки зрения на время зарождения идей и технологий, которые составляют основу современной геоинформатики. Поэтому схематично история геоинформатики такова.

Истоки ее находятся в работах коллективов, сформулировавших первые задачи и подходы к построению информационных систем, ориентированных на обработку пространственных данных. Это коллективы ученых и разработчиков из Канады и Швеции. Канадские работы были связаны с созданием в 1963-1971гг. Канадской ГИС (CGIS) под руководством Р. Томлинсона. CGIS является одним из примеров крупной универсальной (по тем временам) региональной ГИС национального уровня и до сих пор считается классической. Работы шведской школы геоинформатики концентрировались вокруг ГИС земельно-учетной специализации, в частности, шведского Земельного банка данных, предназначенного для автоматизации учета земельных участков (землевладений) и недвижимости. Анализ ранней канадской и шведской литературы по ГИС показывает, что ГИС «первого поколения» (60-х – начала 70-х годов прошлого столетия) значительно отличались от того, что понимается под ними сегодня. Их зачастую отличала ориентация на чисто утилитарные задачи инвентаризации земельных ресурсов, земельного кадастра и т.п. Однако благодаря ученым в составе этих коллективов были сформулированы оригинальные идеи, что позволило заложить в основу этих ГИС фундаментальные принципы. Так, первый и главный принцип, который вывел ГИС из круга баз данных общего назначения, заключался во введении в число атрибутов операционных объектов (земельных участков, строений и т.п.) признака пространства, в какой бы форме местоуказания (в координатах, в иерархии административной принадлежности, в терминах принадлежности к ячейкам регулярных сетей членения территории) он ни выражался.

За рубежом 80-е годы прошлого столетия отличает чрезвычайный динамизм развития геоинформатики и ГИС: к середине 80-х годов их число приближается к 500, разрабатываются коммерческие программные средства ГИС. При этом существенно расширяется круг решаемых задач, геоинформационные технологии проникают во все новые сферы науки, производственной деятельности и образования. В России развитие геоинформатики и ГИС началось по сути дела с конца 80-х – начала 90-х годов. Развиваются не только отдельные специализированные ГИС, но и начинают появляться универсальные ГИС в виде отечественных коммерческих программных продуктов. С середины 90-х годов в России геоинформационный бум.

В литературе наиболее часто обращается внимание на связи геоинформатики и цифровой картографии. Обычно показывается проблема двойственности, с одной стороны, геоинформационного обеспечения картографии, а с другой стороны, картографического обеспечения геоинформатики. Взаимосвязи картографии и геоинформатики проявляются в следующих аспектах:

· тематические и топографические карты – главный источник пространственно-временных данных для ГИС;

· системы географических и прямоугольных координат и картографическая разграфка служат основой для координатной привязки (географической локализации) всей информации, поступающей и хранящейся в ГИС;

· карты – основное средство интерпретации и организации данных дистанционного зондирования Земли и другой используемой в ГИС информации (статистической, аналитической и т.п.);

· карта – один из наиболее важных источников массовых данных для формирования позиционной и содержательной части баз данных ГИС в виде цифровых карт – основ; послойное представление пространственных объектов имеет прямые аналогии с поэлементным разделением тематического содержания карт.

Однако задачи геоинформатики выходят за пределы картографии, делая геоинформатику основой для интеграции частных наук (геологии, почвоведения и т.п.) при комплексных геонаучных исследованиях. Сегодня становится все более заметной роль геоинформатики в качестве связующего звена между различными научными дисциплинами.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | 
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2013-12-12; Просмотров: 1224; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.