Kas yra GIS technologija? Geografinės informacinės sistemos Kas yra GIS geografijoje

GIS yra moderni geografinė informacinė sistema mobiliosios sistemos, kurie turi galimybę rodyti savo vietą žemėlapyje. Ši svarbi savybė pagrįsta dviejų technologijų naudojimu: geoinformacija ir Jei mobiliajame įrenginyje yra įmontuotas GPS imtuvas, tada tokio įrenginio pagalba galima nustatyti jo vietą, taigi ir tikslias koordinates. Pati GIS. Deja, geo Informacinės technologijos o sistemos rusų kalba mokslinėje literatūroje atstovaujamos nedaug publikacijų, todėl beveik nėra informacijos apie algoritmus, kuriais grindžiamas jų funkcionalumas.

GIS klasifikacija

Geo skyrius Informacinės sistemos vyksta teritoriniu pagrindu:

Pasaulinis GIS buvo naudojamas žmogaus sukeltų ir stichinių nelaimių prevencijai nuo 1997 m. Šių duomenų dėka galima per gana trumpą laiką numatyti nelaimės mastą, sudaryti padarinių likvidavimo planą, įvertinti padarytą žalą ir žmonių nuostolius, organizuoti humanitarines akcijas.
Regioninė geografinė informacinė sistema plėtojama savivaldybės lygmeniu. Tai leidžia vietos valdžios institucijoms numatyti tam tikro regiono plėtrą. Ši sistema atspindi beveik visas svarbias sritis, tokias kaip investicijos, turtas, navigacija ir informacija, teisinė ir kt. Taip pat verta paminėti, kad šių technologijų panaudojimo dėka tapo įmanoma garantuoti viso žmogaus gyvybę. gyventojų. Regioninė geografinė informacinė sistema šiuo metu naudojama gana efektyviai, padedanti pritraukti investicijų ir sparčiai augti regiono ūkiui.

Kiekviena iš pirmiau minėtų grupių turi tam tikrus potipius:

Pasaulinė GIS apima nacionalines ir subkontinentines sistemas, dažniausiai turinčias valstybės statusą.
Regione - vietinis, subregioninis, vietinis.

Informaciją apie šias informacines sistemas galima rasti specialiose tinklo dalyse, vadinamose geoportalais. Jie skelbiami viešajame domene peržiūrėti be jokių apribojimų.

Veikimo principas

Geografinės informacinės sistemos veikia algoritmo sudarymo ir kūrimo principu. Būtent tai leidžia rodyti objekto judėjimą GIS žemėlapyje, įskaitant mobiliojo įrenginio judėjimą vietinėje sistemoje. Norėdami reljefo brėžinyje pavaizduoti nurodytą tašką, turite žinoti bent dvi koordinates – X ir Y. Rodydami objekto judėjimą žemėlapyje, turėsite nustatyti koordinačių seką (Xk ir Yk). Jų rodikliai turi atitikti skirtingus vietinės GIS sistemos laiko momentus. Tai yra pagrindas nustatant objekto vietą.

Šią koordinačių seką galima išgauti iš standartinio GPS imtuvo, atlikusio realų judėjimą ant žemės, NMEA failo. Taigi čia nagrinėjamas algoritmas yra pagrįstas NMEA failo duomenų naudojimu su objekto trajektorijos koordinatėmis tam tikroje teritorijoje. Taip pat reikiamus duomenis galima gauti modeliuojant judėjimo procesą remiantis kompiuteriniais eksperimentais.

GIS algoritmai

Geografinės informacijos sistemos yra sukurtos remiantis pradiniais duomenimis, kurie naudojami algoritmui sukurti. Paprastai tai yra koordinačių rinkinys (Xk ir Yk), atitinkantis tam tikrą objekto trajektoriją NMEA failo ir GIS skaitmeninio pasirinktos srities žemėlapio pavidalu. Užduotis – sukurti algoritmą, rodantį taškinio objekto judėjimą. Šio darbo metu buvo išanalizuoti trys problemos sprendimo algoritmai.

Pirmasis GIS algoritmas yra NMEA failo duomenų analizė, siekiant iš jo išgauti koordinačių seką (Xk ir Yk),
Antrasis algoritmas naudojamas objekto kelio kampui apskaičiuoti, o parametras skaičiuojamas nuo krypties į rytus.
Trečiasis algoritmas skirtas nustatyti objekto eigą pagrindinių taškų atžvilgiu.

Apibendrintas algoritmas: bendroji sąvoka

Apibendrintas algoritmas, rodantis taškinio objekto judėjimą GIS žemėlapyje, apima tris anksčiau minėtus algoritmus:

NMEA duomenų analizė;
objekto kelio kampo apskaičiavimas;
nustatantis objekto eigą, palyginti su šalimis visame pasaulyje.

Geografinės informacijos sistemose su apibendrintu algoritmu yra įrengtas pagrindinis valdymo elementas – laikmatis. Jo standartinė paskirtis yra ta, kad ji leidžia programai generuoti įvykius tam tikrais intervalais. Naudodami tokį objektą galite nustatyti reikiamą laikotarpį procedūrų ar funkcijų rinkiniui atlikti. Pavyzdžiui, norėdami pakartotinai skaičiuoti vienos sekundės laiko intervalą, turite nustatyti šias laikmačio ypatybes:

Laikmatis.Intervalas = 1000;
Laikmatis.Įjungta = Tiesa.

Dėl to kas sekundę bus paleista objekto X, Y koordinačių nuskaitymo iš NMEA failo procedūra, dėl kurios šis taškas su gautomis koordinatėmis atvaizduojamas GIS žemėlapyje.

Kaip veikia laikmatis

Geografinės informacijos sistemos naudojamos taip:

Skaitmeniniame žemėlapyje pažymėti trys taškai ( simbolis- 1, 2, 3), kurios atitinka objekto trajektoriją įvairiais laikotarpiais tk2, tk1, tk. Jie turi būti sujungti ištisine linija.
Laikmatis, valdantis objekto judėjimo atvaizdavimą žemėlapyje, įjungiamas ir išjungiamas naudojant vartotojo paspaustus mygtukus. Jų reikšmę ir tam tikrą derinį galima ištirti pagal diagramą.

NMEA failą

Trumpai apibūdinkime NMEA GIS failo sudėtį. Tai dokumentas, parašytas ASCII formatu. Iš esmės tai yra protokolas, skirtas keistis informacija tarp GPS imtuvo ir kitų įrenginių, tokių kaip kompiuteris arba PDA. Kiekvienas NMEA pranešimas prasideda ženklu $, po kurio eina dviejų simbolių įrenginio žymuo (GP GPS imtuvui) ir baigiasi seka \r\n – vežimo grįžimas ir perėjimas į nauja linija. Pranešime pateiktos informacijos tikslumas priklauso nuo pranešimo tipo. Visa informacija yra vienoje eilutėje, laukai atskirti kableliais.

Norint suprasti, kaip veikia geografinės informacinės sistemos, pakanka ištirti plačiai naudojamą $GPRMC pranešimą, kuriame yra minimalus, bet pagrindinis duomenų rinkinys: objekto vieta, jo greitis ir laikas.
Pažiūrėkime į konkretų pavyzdį, kad pamatytume, kokia informacija jame užkoduota:

objekto koordinačių nustatymo data - 2015-01-07;
universalaus laiko UTC koordinačių nustatymas - 10h 54m 52s;
objekto koordinatės – 55°22.4271" Š ir 36°44.1610" R.

Pabrėžiame, kad objekto koordinatės pateikiamos laipsniais ir minutėmis, o pastarasis rodiklis pateikiamas keturių skaitmenų po kablelio tikslumu (arba taškas kaip realaus skaičiaus sveikųjų ir trupmeninių dalių skyriklis JAV formatu) . Ateityje jums reikės, kad NMEA faile objekto vietos platuma būtų pozicijoje po trečiojo kablelio, o ilguma – po penkto. Pranešimo pabaigoje jis perduodamas po simbolio „*“ dviejų šešioliktainių skaitmenų pavidalu - 6C.

Geografinės informacinės sistemos: algoritmo sudarymo pavyzdžiai

Panagrinėkime NMEA failo analizės algoritmą, kad gautume objektą atitinkantį koordinačių rinkinį (X ir Yk). Jį sudaro keli vienas po kito einantys žingsniai.

Objekto Y koordinatės nustatymas

NMEA duomenų analizės algoritmas

2 veiksmas. Raskite trečiojo kablelio vietą eilutėje (q).

3 veiksmas. Raskite ketvirto kablelio vietą eilutėje (r).

4 veiksmas. Pradedant nuo padėties q, raskite dešimtainio kablelio simbolį (t).

5 veiksmas. Ištraukite vieną simbolį iš eilutės, esančios padėtyje (r+1).

6 veiksmas. Jei šis simbolis yra lygus W, tada Šiaurės pusrutulio kintamasis gauna reikšmę 1, kitu atveju -1.

7 veiksmas. Ištraukite (r—+2) eilutės simbolius, pradedant nuo pozicijos (t-2).

8 veiksmas. Ištraukite (t-q-3) eilutės simbolius, pradedant nuo pozicijos (q+1).

9 veiksmas. Konvertuokite eilutes į realūs skaičiai ir apskaičiuokite objekto Y koordinatę radianiniu mastu.

Objekto X koordinatės nustatymas

10 veiksmas. Raskite penktojo kablelio vietą eilutėje (n).

11 veiksmas. Raskite šeštojo kablelio vietą eilutėje (m).

12 veiksmas. Pradedant nuo padėties n, raskite dešimtainio kablelio simbolį (p).

13 veiksmas. Ištraukite vieną simbolį iš eilutės, esančios padėtyje (m+1).

14 veiksmas. Jei šis simbolis yra "E", Rytų pusrutulio kintamasis gauna reikšmę 1, kitu atveju -1.

15 veiksmas. Ištraukite (m-p+2) eilutės simbolius, pradedant nuo pozicijos (p-2).

16 veiksmas. Ištraukite (p-n+2) eilutės simbolius, pradedant nuo pozicijos (n+1).

17 veiksmas. Paverskite eilutes realiais skaičiais ir apskaičiuokite objekto X koordinatę radianais.

18 veiksmas. Jei NMEA failas nėra iki galo nuskaitytas, pereikite prie 1 veiksmo, kitu atveju pereikite prie 19 veiksmo.

19 veiksmas. Užbaikite algoritmą.

Šio algoritmo 6 ir 16 žingsniuose naudojami kintamieji Šiaurės pusrutulis ir Rytų pusrutulis, kad skaitmeniniu būdu užkoduotų objekto vietą Žemėje. Šiauriniame (pietiniame) pusrutulyje Šiaurės pusrutulio kintamasis įgyja atitinkamai 1 (-1) reikšmę, panašiai ir rytiniame Rytų pusrutulyje – 1 (-1).

GIS taikymas

Geografinių informacinių sistemų naudojimas yra plačiai paplitęs daugelyje sričių:

geologija ir kartografija;
prekyba ir paslaugos;
kadastras;
ekonomika ir vadyba;
gynyba;
inžinerija;
išsilavinimas ir kt.

Kadastro inžinieriai, projektuotojai, geologai ir kiti specialistai dažnai susiduria su būtinybe savo darbe panaudoti kartografinius duomenis. Šiuolaikiniai pokyčiai leidžia gauti vietovės palydovinius vaizdus iki smulkiausių detalių ir specialiai sukurtų programinė įranga– naudoti šią informaciją analitiniais tikslais ir pateikti ją reikiamu formatu.

Pakalbėkime apie struktūras, leidžiančias apibendrinti ir tirti geografinę medžiagą, kad kiekvienu konkrečiu atveju būtų įgyvendintos racionaliausios ir optimaliausios priemonės.

GIS (GIS) apibrėžimas: ką reiškia santrumpa ir kas tai yra

Geografinės informacinės sistemos (GIS) – tai pažangios kompiuterinės technologijos, naudojamos žemėlapiams kurti ir realiai egzistuojantiems objektams bei pasaulyje vykstantiems incidentams įvertinti. Šiuo atveju vizualizacija ir erdvinės apžvalgos derinamos su standartiniais duomenų bazės procesais: informacijos įvedimu ir statistinių rezultatų gavimu.

Būtent nurodytos charakteristikos leidžia šias programas plačiai naudoti sprendžiant daugelį problemų:

Fizinių reiškinių ir įvykių planetoje analizė.

Suprasti ir nustatyti jų pagrindines priežastis.

Perteklinio gyventojų skaičiaus tyrimas.

Ilgalaikių miestų planavimo sprendimų planavimas.

Dabartinės verslo veiklos rezultatų vertinimas.

Aplinkos problemos – teritorijų užterštumas, miškų dydžio mažėjimas.

Be globalių tikslų, tokios paramos pagalba galima reguliuoti konkrečias situacijas, pavyzdžiui:

Optimalaus kelio tarp taškų radimas.

Įmonei patogios vietos pasirinkimas.

Norimo pastato radimas pagal adresą.

Savivaldybės uždaviniai.

Geografinė analizė nėra naujai atsirandanti sritis. Tačiau mūsų laikomos technologijos geriausiai atitinka mūsų laikmečio reikalavimus. Tai pats efektyviausias, efektyviausias ir patogiausias procesas, automatizuojantis atitinkamos medžiagos rinkimo ir apdorojimo procedūrą.

Šiandien geografinės informacinės sistemos yra pelninga veiklos sritis, kurioje įvairiose šalyse dirba milijonai žmonių. Vien Rusijoje tokias technologijas kuria ir diegia visose verslo srityse daugiau nei 200 skirtingų įmonių.

Jį sudaro keli komponentai.

Įranga. Tai įvairių tipų kompiuterių platformos – nuo asmeninių mašinų iki pasaulinių centralizuotų serverių.

Programinė įranga.Čia yra visi reikalingi įrankiai medžiagai gauti, apdoroti ir vizualizuoti. Atskiri komponentai gali būti naudojami komponentams žymėti:

Informacijos įvedimas ir manipuliavimas ja;

Duomenų bazių valdymas (DBVS);

Erdvinių užklausų kartografavimas;

Prieiga (sąsaja).

Kokios manipuliacijos galimos programose?

Komunalinės paslaugos atlieka keletą procesų:

Įeikite. Tokiu atveju medžiaga konvertuojama į reikiamą skaitmeninį formatą. Skaitmeninimo metu popieriniai žemėlapiai imami kaip pagrindas ir apdorojami naudojant skaitytuvus. Tai aktualu dideliems objektams atliekant mažas užduotis, informaciją galite įvesti per skaitmenintuvą.

Manipuliacija. Technologijos turi Skirtingi keliai medžiagų modifikacijos ir tam tikrų dalių, būtinų neatidėliotinai užduočiai atlikti, paskyrimas. Pavyzdžiui, jie leidžia sumažinti skirtingų elementų skalę iki vienos vertės tolesniam bendram apdorojimui.

Kontrolė. Esant dideliam informacijos kiekiui ir dideliam vartotojų skaičiui, racionalu naudoti duomenų bazių valdymo sistemas medžiagai rinkti ir struktūrizuoti. Dažniausiai reliacinis modelis naudojamas, kai informacija saugoma lentelėse.

Užklausa ir analizė. Programa leidžia gauti atsakymus į daugelį primityvių ir išsamesnių klausimų, pradedant nuo sklypo savininko tapatybės iki vyraujančių dirvožemio tipų po mišriu objektu. Taip pat galima sukurti šablonus tam, kad būtų galima rasti tam tikro tipo užklausą. Analizei naudojamos tokios priemonės kaip artumo įvertinimas ir sutapimo tyrimai.

Vizualizacija. Tai yra daugelio erdvinių veiksmų norimas rezultatas. Kortelėse yra pridedama dokumentacija, trimačiai vaizdai, lentelės reikšmės ir grafikai, daugialypės terpės ir fotografijos ataskaitos.

GIS tipai

Geografinių informacinių sistemų klasifikavimas grindžiamas teritorijos aprėpties principu:

Pasaulinis(nacionalinis ir subkontinentinis) – suteikia galimybę įvertinti situaciją planetos mastu. To dėka galima numatyti ir užkirsti kelią stichinėms ir žmogaus sukeltams nelaimėms, įvertinti nelaimės dydį, planuoti padarinių likvidavimą ir organizuoti humanitarinę pagalbą. Naudojamas visame pasaulyje nuo 1997 m.

Regioninis(vietinis, subregioninis, vietinis) – veikia savivaldybės lygmeniu. Tokios technologijos atspindi daugelį pagrindinių sričių: investicijas, nuosavybę, navigaciją, visuomenės saugumą ir kitas. Jie padeda priimti sprendimus plėtojant tam tikrą sritį, o tai padeda pritraukti į ją kapitalą ir auginti jos ekonomiką.

GIS kaupia faktinę informaciją apie objektus teminių sluoksnių rinkinio pavidalu, kurį vienija geografinė padėtis. Šis metodas leidžia išspręsti įvairias problemas pertvarkant teritoriją ir organizuojant renginius.

Norint rasti objekto vietą, naudojamos taško koordinatės, jo adresas, indeksas, žemės sklypo numeris ir kt. Ši informacija taikoma žemėlapiams po geokodavimo procedūros.

Technologijos gali dirbti su rastriniais ir vektoriniais modeliais.

IN vektorinė forma medžiaga užkoduojama ir saugoma kaip koordinačių rinkinys. Jis labiau tinka stabiliems elementams su pastoviomis savybėmis: upėms, vamzdynams, sąvartynams.

Rastrinė schema apima informacijos apie atskirus komponentus blokus. Jis pritaikytas dirbti su įvairiomis charakteristikomis, tokiomis kaip dirvožemio tipai ir vietos prieinamumas.

Susijusios naujovės

GIS glaudžiai sąveikauja su kitomis programomis. Panagrinėkime ryšį ir pagrindinius skirtumus su panašiomis informacinėmis technologijomis.

DBVS. Jos skirtos įvairioms medžiagoms kaupti, saugoti ir derinti, todėl dažnai įtraukiamos į geografinių sistemų programinę įrangą. Skirtingai nei pastarieji, jie neturi duomenų įvertinimo ir erdvinio atvaizdavimo įrankių.

Darbalaukio žemėlapių sudarymo įrankiai.Žemėlapiai naudojami kaip informacija, tačiau jų valdymo ir analizės galimybės yra ribotos.

Nuotolinis stebėjimas ir GPS.Čia informacija renkama naudojant specialius jutiklius: orlaivių borto kameras, globalios padėties nustatymo jutiklius ir kt. Šiuo atveju medžiaga renkama paveikslėlių pavidalu, juos apdorojant ir tiriant. Tačiau dėl kai kurių priemonių trūkumo jos negali būti laikomos geografinėmis informacinėmis sistemomis.

CAD Tai įvairių brėžinių, grindų planų ir architektūrinių projektų rengimo programos. Jie naudoja elementų rinkinį su fiksuotais parametrais. Daugelis iš jų turi galimybę importuoti vertes iš GIS.

Tarp tokių komunalinių paslaugų verta paminėti ZWSOFT produktus:

Galingas ir prieinamas GIS, skirtas importuoti, eksportuoti ir tvarkyti geoerdvinius duomenis. Pasirinkus naudoti su ZWCAD / AutoCAD, programa veikia CAD platformoje ir leidžia vartotojams keistis geoerdviniais duomenimis tarp platformos brėžinių ir GIS failų, GIS serverių ar GIS duomenų saugyklų, įkelti vektorinius ir rastrinius žemėlapius bei apatinius sluoksnius, valdyti atributų duomenis ir lentelių duomenis.

– GeoniCS analogas. Leidžia automatizuoti projektavimo ir apklausų darbus. Tokiu atveju sukuriami brėžiniai, atitinkantys galiojančius projektavimo reglamentus ir standartus. Sudėtyje yra šeši moduliai, kurių naudojimas sprendžia įvairias inžinerines, įskaitant geologines, problemas.

– GeoniCS Surveys analogas. Analizuoja ir interpretuoja laboratorinių ir lauko tyrimų rezultatus, atlieka statistinį apdorojimą pagal nurodytus parametrus, skaičiuoja įvairius standartinius ir projektinius rodiklius, generuoja ataskaitas pagal NVS šalių standartus.

– kadastro inžinieriams skirta komunalinė priemonė su pilnu dokumentų rengimą automatizuojančių įrankių komplektu. Nuolatinis atnaujinimas leidžia visada pateikti naujausią informaciją apie dokumentų tvarkymą pagal tikrinančių institucijų reikalavimus.

– kompiuterinė projektavimo sistema architektams, inžinieriams, dizaineriams. Jis turi naują branduolį, pagrįstą hibridinėmis technologijomis, jungiančią aiškią sąsają, Unicode palaikymą ir galimybę kurti trimačius modelius pagal jų skyrius. Jame yra integruota galimybė įterpti rastrinius žemėlapius naudojant georeferencinius failus (geografinė registracija).

GIS pavyzdžiai pradedantiesiems

Tokiai geografinei analizei sukurta daugybė programų. Pažvelkime į kai kuriuos iš jų kaip pavyzdį.

Žemėlapio informacija

Pagrindinės funkcijos yra šios:

aiškios ir patogios mainų schemos naudojimas duomenims perduoti į kitas struktūras;

aktyvųjį langą galima išsaugoti įvairiais formatais: bmp, tif, jpg ir wmf;

parama daugeliui geografinių projekcijų ir koordinačių sistemų;

Medžiagą galite įvesti per skaitmenintuvą.

Naudodamiesi šia programa galite kurti teminius žemėlapius ir kurti 3D kraštovaizdžius.

DataGraph

Erdvinės vizualizacijos, situacijų modeliavimo, sintetinių rodiklių konstravimo įrankis. Optimalus kompiuterinės kartografijos pagrindų mokymuisi ugdymo įstaigose.

Programa leidžia:

kurti vektorinius žemėlapius;

prie kiekvieno elemento susieti neribotą skaičių teminių duomenų bazių;

nukopijuokite duomenis į kitą failą per mainų sritį;

rankiniu būdu keisti objektų charakteristikas ir jų vietas.

Paprastas įrankis pagrindiniam lygiui įsisavinti. Pirmiausia spręskite iliustruojančias problemas. Leidžia kurti suskaitmenintus žemėlapius pagal įprastą vaizdą ir bet kokiu grafiniu formatu.

GIS taikymas

Geografinių technologijų panaudojimo galimybės yra didžiulės. Tarp sričių, kuriose šios sistemos yra labiausiai taikomos:

Žemėtvarka. Komunalinės paslaugos, reikalingos kadastrams sudaryti, elementų plotams skaičiuoti, žemės sklypų riboms ženklinti.

Objektų išdėstymo valdymas.Čia jų panaudojimas aktualus statant architektūrinį planą, derinant pramonės, prekybos ir kitų specialios paskirties taškų tinklą.

Regioninė plėtra. Konkrečių vietų inžineriniai tyrimai, infrastruktūros optimizavimo ir investuotojų pritraukimo problemų sprendimai šiuo metu neįmanomi be detalaus tyrimo naudojant tokias struktūras.

Gamtos apsauga. Programos leidžia vykdyti aplinkos monitoringą ir planuoti išteklių naudojimą.

Avarinės situacijos prognozavimas.Įvairių geologinių sąlygų pokyčių stebėjimas leidžia numatyti nelaimių tikimybę, parengti jų prevencijos priemones ir sumažinti jų patiriamus nuostolius.

Trumpa santrauka

Pateikėme GIS sąvokos dekodavimą, išsamiai išnagrinėjome, kas yra geografinės informacinės sistemos ir kur jos naudojamos. Baigdami pasakysime, kad tai labai perspektyvi kryptis, kuri aktyviai vystosi. Nenaudojant tokių technologijų jau nebeįsivaizduojamas daugelio sričių specialistų darbas.

Geografinės informacijos sistemos (GIS) yra automatizuotos sistemos, kurios funkcijos yra erdvinių ir laiko duomenų bei su jais susijusios atributinės informacijos apie objektus, pateiktus GIS, rinkimas, saugojimas, integravimas, analizė ir grafinis interpretavimas.

GIS atsirado septintajame dešimtmetyje, kai DBVS atsirado informacijos apdorojimo technologijos ir grafinių duomenų vizualizacija CAD, automatizuota žemėlapių gamyba ir tinklo valdymas.

GIS paskirtį lemia jos sprendžiamos užduotys (mokslinės ir taikomosios), tokios kaip išteklių inventorizacija, valdymas ir planavimas bei sprendimų palaikymas.

GIS kūrimo etapai:

Išankstiniai projektavimo tyrimai, įskaitant vartotojų reikalavimų ir naudojamos programinės įrangos funkcionalumo tyrimą,

Galimybių studija (TES)

Pelningumo vertinimas,

GIS sistemos projektavimas, įskaitant bandomojo projekto etapą, GIS kūrimą;

Išbandyti GIS mažame teritoriniame fragmente ar bandomojoje srityje arba sukurti prototipą,

GIS įdiegimas;

GIS eksploatavimas ir priežiūra.

GIS kūrimo duomenų šaltiniai:

Bazinis sluoksnis – kartografinės medžiagos (topografiniai ir bendrieji geografiniai žemėlapiai, administracinio-teritorinio suskirstymo žemėlapiai, kadastro planai ir kt.) naudojamos geodezinės koordinačių sistemos ir šaltinių medžiagų kartografinių projekcijų plokščių stačiakampių koordinačių, geodezinių koordinačių ir sukurtų bazinių žemėlapių projekcijų, kurių pagrindu GIS konstruojami skaitmeniniai modeliai ir praktiškai įgyvendinamos visos jų užduotys. .

Nuotolinio stebėjimo duomenys (RSD): įskaitant medžiagas, gautas iš erdvėlaivių ir palydovų, vaizdai gaunami ir perduodami į Žemę iš skirtingose orbitose esančios vaizdo gavimo įrangos. Gauti vaizdai išsiskiria skirtingu matomumo ir detalumo lygiu atvaizduojant natūralios aplinkos objektus keliuose spektriniuose diapazonuose (matomasis ir artimasis infraraudonasis, terminis infraraudonasis ir radijo diapazonas), o tai leidžia išspręsti įvairiausias aplinkos problemas. Nuotolinio stebėjimo metodai taip pat apima tyrimus iš oro ir žemės bei kitus nekontaktinius metodus, pavyzdžiui, hidroakustinius jūros dugno topografijos tyrimus. Tokių apklausų medžiaga suteikia tiek kiekybinės, tiek kokybinės informacijos apie įvairius gamtinės aplinkos objektus;

Geodezinių matavimų ant žemės rezultatai, atliekami nivelyrais, teodolitais, elektroniniais tacheometrais, GPS imtuvai ir tt;

Įvairių šalies ūkio sektorių valstybinių statistikos tarnybų duomenys, taip pat stacionarių matavimo postų duomenys (hidrologiniai ir meteorologiniai duomenys, informacija apie aplinkos taršą ir kt.).

Literatūros duomenys (informaciniai leidiniai, knygos, monografijos ir straipsniai, kuriuose yra įvairios informacijos apie tam tikrų tipų geografinius objektus). GIS retai naudojami tik vieno tipo duomenys, dažniausiai tai yra įvairių bet kurios teritorijos duomenų derinys.

Norint efektyviai naudoti GIS sprendžiant įvairias erdviškai lokalizuotas problemas, vartotojas turi turėti pakankamai žinių apie geodezines koordinačių sistemas, kartografines projekcijas ir kitus GIS žemėlapių matematinio pagrindo elementus, žinių apie gavimo iš žemėlapio būdus. įvairios informacijos, matematinius ir kitus šios informacijos panaudojimo būdus sprendžiant erdvėje lokalizuotas GIS problemas.

Mokslinius, techninius, technologinius ir taikomuosius GIS projektavimo, kūrimo ir naudojimo aspektus tiria geoinformatika.

Geoinformatikoje surinkti duomenys klasifikuojami į specialią duomenų klasę, vadinamą geoduomenimis.

Geoduomenys – tai duomenys apie objektus, teritorijos formas ir infrastruktūras Žemės paviršiuje, o erdviniai ryšiai juose turi būti esminis elementas.

Geoduomenys apibūdina objektus pagal jų padėtį erdvėje tiesiogiai (pavyzdžiui, koordinates) arba netiesiogiai (pavyzdžiui, ryšius).

Apskritai reikėtų išskirti šias geoinformatikos duomenų rinkimo technologijas:

Aerofotografija, kuri apima fotografavimą iš oro, fotografavimą iš minivežėjų;

Pasaulinė padėties nustatymo sistema (GPS);

Palydoviniai vaizdai, kurie yra vienas svarbiausių GIS duomenų šaltinių atliekant gamtos išteklių tyrimus, aplinkos monitoringą, žemės ūkio ir miško žemės vertinimą ir kt.;

Žemėlapiai ar kartografinė informacija, kuri yra skaitmeninių GIS modelių kūrimo pagrindas;

Duomenys, gauti internetu;

Grunto fotogrametrinis tyrimas yra informacijos šaltinis GIS analizuojant miesto situacijas, atliekant aplinkos deformacijų ir kritulių monitoringą;

Skaitmeninis fotogrametrinis matavimas pagrįstas skaitmeninių fotogrametrinių kamerų naudojimu, kurios leidžia informaciją skaitmeniniu būdu išvesti tiesiai į kompiuterį;

Videografija, kaip GIS duomenų šaltinis, daugiausia naudojama stebėjimo tikslais;

Dokumentai, įskaitant archyvines lenteles ir koordinačių katalogus, yra pagrindinis duomenų šaltinis įvedant į GIS vadinamąją dalykinę arba teminę informaciją, kuri apima ekonominius, statistinius, sociologinius ir kitokius duomenis;

Geodeziniai metodai (automatiniai ir neautomatiniai) naudojami koordinačių duomenims patikslinti,

GIS duomenų šaltinis taip pat yra apdorojimo kitose GIS rezultatai;

Nuotraukos, piešiniai, brėžiniai, diagramos, vaizdo vaizdai ir garsai;

Statistinės lentelės ir tekstiniai aprašymai, techniniai duomenys;

Pašto adresai, telefonų knygos ir žinynai;

Geodezinė, aplinkosauginė ir bet kokia kita informacija.

GIS naudojama sprendžiant mokslines ir taikomąsias infrastruktūros projektavimo, urbanistikos ir regionų planavimo, racionalaus gamtos išteklių naudojimo, aplinkos situacijų stebėjimo, operatyvių priemonių avarinėse situacijose ir kt. problemas.

GIS klasifikuojamos pagal šiuos kriterijus:

1. Pagal funkcionalumą:

Pilnai veikiantis bendrosios paskirties GIS;

Specializuotas GIS, orientuotas į konkrečios problemos sprendimą bet kurioje dalyko srityje;

Informacinės ir informacinės sistemos, skirtos naudojimui namuose ir informacijos bei nuorodų naudojimui. Taip pat nustatomas GIS funkcionalumas architektūrinis principas jų konstrukcija:

Uždaros sistemos neturi išplėtimo galimybių, jos gali atlikti tik pirkimo metu aiškiai apibrėžtas funkcijas; - atviros sistemos išsiskiria lengvu pritaikymu ir išplėtimo galimybėmis, nes jas gali užbaigti pats vartotojas naudodamas specialų įrenginį (įtaisytomis programavimo kalbomis).

2. Pagal erdvinę (teritorinę) aprėptį GIS skirstomos į globalias (planetines), nacionalines, regionines, vietines (įskaitant savivaldybes).

3. Pagal probleminę-teminę orientaciją - bendroji geografinė, aplinkos ir aplinkosaugos vadyba, sektorinė (vandens išteklių, miškų ūkio, geologijos, turizmo ir kt.).

4.Geografinių duomenų organizavimo būdu - vektorinis, rastrinis, vektorinis-rastrinis GIS.

GIS struktūra apima kompleksą techninėmis priemonėmis(CTS) ir programinė įranga (SW), informacijos palaikymas (IS).

CTS yra techninės įrangos kompleksas, įskaitant darbo stotį ( Asmeninis kompiuteris), informacijos įvesties/išvesties įrenginiai, duomenų apdorojimo ir saugojimo įrenginiai, telekomunikacijos.

Darbo stotis naudojama valdyti GIS veiklą ir atlikti duomenų apdorojimo procesus, pagrįstus skaičiavimo ir loginėmis operacijomis.

Duomenų įvedimas atliekamas įvairiomis techninėmis priemonėmis ir būdais: tiesiai iš klaviatūros, naudojant skaitmenizatorių ar skaitytuvą, per išorines kompiuterines sistemas. Erdvinius duomenis galima gauti naudojant elektroninius geodezinius prietaisus, naudojant skaitmenintuvą ar skaitytuvą arba naudojant fotogrametrinius prietaisus.

Įrenginiai duomenims apdoroti ir saugoti yra integruoti Sistemos vienetas kompiuteris, kuriame yra centrinis procesorius, RAM, saugojimo įrenginiai ( kietieji diskai, nešiojamos magnetinės ir optinės laikmenos, atminties kortelės, „flash drives“ ir kt.). Duomenų išvesties įrenginiai – monitorius, braižytuvas, braižytuvas, spausdintuvas, kurie vizualiai atvaizduoja erdvinių ir laiko duomenų apdorojimo rezultatus.

Programinė įranga – užtikrina GIS funkcionalumo įgyvendinimą. Ji skirstoma į pagrindinę ir taikomąją programinę įrangą.

Pagrindinė programinė įranga apima OS(OS), programinės įrangos aplinkos, tinklo programinė įranga, duomenų bazių valdymo sistemos ir moduliai, skirti valdyti duomenų įvesties ir išvesties priemones, duomenų vizualizavimo sistema ir moduliai erdvinei analizei atlikti.

Taikomoji programinė įranga - programinė įranga, skirtas specializuotoms konkrečios dalykinės srities problemoms spręsti. Jie įgyvendinami atskirų modulių (programų) ir paslaugų (pagalbinių įrankių) pavidalu.

IO yra informacijos masyvų, informacijos kodavimo ir klasifikavimo sistemų rinkinys.

Erdvinių duomenų saugojimo GIS ypatybė yra jų padalijimas į sluoksnius.

Daugiasluoksnis elektroninio žemėlapio organizavimas su lanksčiu sluoksnių valdymo mechanizmu leidžia sujungti ir atvaizduoti daug didesnį informacijos kiekį nei įprastame žemėlapyje.

Informaciją, pateiktą atskirų sluoksnių pavidalu ir jų bendrą analizę skirtingose kombinacijose, galima gauti Papildoma informacija išvestinių sluoksnių pavidalu su jų kartografiniu vaizdu (izoliejinių žemėlapių, kombinuotų įvairių rodiklių žemėlapių ir kt. pavidalu).

GIS technologija sujungia skirtingus duomenis į vieną vaizdą, o tai supaprastina valdymo sprendimų priėmimą dėl informacijos palaikymo įvairiuose planavimo ir gavimo, analizės ir sprendimų priėmimo mokslo ir verslo valdymo lygmenyse.

GIS rinka, kuri skiriasi funkcionalumu, reikalavimais CTS, programinei įrangai ir informacinėms technologijoms, yra gana išvystyta.

Programinė įranga yra viena iš nedaugelio pramonės šakų, kurioje Rusijos Federacija vienodomis sąlygomis konkuruoja su Vakarais.

GIS tarp informacinių technologijų

Žinoma, pirmasis geografinių informacinių sistemų (GIS) neišmanančio žmogaus klausimas bus: „Kam man to reikia? Iš tiesų, savo gyvenime retai naudojame atlasus ir žemėlapius. Ir apskritai geografijos, kaip žinoma iš klasikų kūrinių, mokytis irgi nebūtina – tam yra kabinos vairuotojai. Be to, jau dabar iš įvairių šaltinių gauname daugiau informacijos, o ir ne visada malonios, nei kartais norėtųsi. O ar dar reikia sisteminti? Čia reikia daug galvoti. Bet jei pažvelgsite į tai, GIS yra daugiau nei žemėlapis, perkeltas į kompiuterį. Taigi, kas tai yra ir su kuo valgoma?

Deja, su trumpu, visiems suprantamu ir, kaip sakė profesorius Preobraženskis iš „Šuns širdies“, „faktinis“ apibrėžimas, ne viskas taip paprasta. Esmė, matyt, ta, kad ši technologija, pirma, iš esmės yra universali, antra, ji taip greitai vystosi ir užfiksuoja naujas gyvenimo bei veiklos sritis, kad, kaip anekdote iš išsivysčiusio socializmo laikų, produktai (t. jie neturi laiko pristatyti. Kiekvienos naujos pagrindinės knygos apie GIS (o tokios knygos nuolat išleidžiamos), o juo labiau daugelio monografijų, susijusių su viena iš daugybės jų taikymo sričių, autoriai stengiasi įnešti įmanomą indėlį kuriant tokį apibrėžimą. . Rekomenduojame į šias knygas, jei norite rasti jums priimtiniausią apibrėžimą. Kiekvienas, kuris pasineria į šį pasaulį, gali duoti savo. Mes, jokiu būdu nepretenduodami į originalumą, imsime tai, kas jau yra.

Štai, pavyzdžiui, du apibrėžimai: vienas „lyrinis“, kitas „praktiškas“. Pirma: „Tai galimybė naujai pažvelgti į mus supantį pasaulį“. Antra: „GIS yra moderni kompiuterinė technologija, skirta objektams realiame pasaulyje sudaryti ir analizuoti, taip pat įvykiams, vykstantiems mūsų planetoje, mūsų gyvenime ir veikloje“.

Be jokių apibrėžimų ir tik aprašymo, ši technologija sujungia tradicines duomenų bazių operacijas, tokias kaip užklausų teikimas ir statistinė analizė, su turtingos vizualizacijos ir geografinės (erdvinės) analizės, kurią suteikia žemėlapis, pranašumais. Šios galimybės išskiria GIS iš kitų informacinių sistemų ir suteikia unikalių galimybių ją panaudoti atliekant įvairias užduotis, susijusias su reiškinių ir įvykių aplinkiniame pasaulyje analize ir prognozavimu, suprantant ir išryškinant pagrindinius veiksnius ir priežastis, taip pat jų priežastis. galimas pasekmes, planuojant strateginius sprendimus ir vykdomų veiksmų einamąsias pasekmes.

Vienas iš geriausi būdai sužinokite, kas yra GIS – pažiūrėkite, kaip kiti žmonės naudojasi šia technologija. Na, tada nedelsdami pradėkite dirbti su GIS ir demonstruokite savo pasiekimus kitiems. Kiekvienam kūrybiškai į verslą nusiteikusiam žmogui, pamačius GIS galimybes, iš karto ima niežėti rankos... Juk GIS yra ir priemonių rinkinys, kurio pagalba galima išspręsti problemas, kurioms kartais nėra pasiruošimo - padarė pilnus sprendimus.

Bet grįžkime į pradžią. Iš pirmo žvilgsnio vienintelis akivaizdus dalykas yra GIS naudojimas ruošiant ir spausdinant žemėlapius, o gal ir apdorojant vaizdus iš oro ir iš palydovo. Realus GIS pritaikymo spektras yra daug platesnis, o norint tai įvertinti, reikėtų pažvelgti į kompiuterių panaudojimą apskritai: tada GIS vieta bus daug aiškesnė.

Kompiuteriai ne tik suteikia didelį patogumą atliekant gerai žinomas operacijas su dokumentais – jie yra naujos žmogaus veiklos krypties nešėjai. Ši kryptis yra informacinės technologijos, ir būtent jomis daugiausia remiasi šiuolaikinė visuomenė. Kas tai – informacinės technologijos?

Sąvoka „informacija“ dažnai suprantama per siaurai (kaip „informacija“, kurią praneša žurnalistai). Iš tikrųjų viskas, kas gali būti pavaizduota raidėmis, skaičiais ir vaizdais, turėtų būti vadinama informacija. Taigi, visi metodai, technikos, technikos, priemonės, sistemos, teorijos, kryptys ir kt. ir kt., kurios yra skirtos informacijai rinkti, apdoroti ir naudoti, bendrai vadinamos informacinėmis technologijomis. Ir GIS yra vienas iš jų.

GIS dabar yra kelių milijonų dolerių vertės pramonė, kurioje dirba milijonai žmonių visame pasaulyje. Taigi, „Dataquest“ duomenimis, 1997 m. bendras GIS programinės įrangos pardavimas viršijo 1 mlrd. USD, o atsižvelgiant į susijusią programinę ir techninę įrangą, GIS rinka artėja prie 10 mlrd. Ši technologija naudojama beveik visose žmogaus veiklos srityse – ar tai būtų analizuojant tokias globalias problemas kaip gyventojų perteklius, žemės tarša, badas ir žemės ūkio produktų perprodukcija, miško žemių mažinimas, stichinės nelaimės, ar sprendžiant konkrečias problemas, tokias kaip ieškant geriausias maršrutas tarp taškų, optimalios vietos naujam biurui parinkimas, namo jo adresu paieška, vamzdyno ar elektros linijos tiesimas rajone, įvairios savivaldybės užduotys, pavyzdžiui, žemės nuosavybės registravimas. Kaip įmanoma išspręsti tokias skirtingas problemas naudojant vieną technologiją? Norėdami tai suprasti, pažvelkime į GIS taikymo struktūrą, veikimą ir pavyzdžius iš eilės.

GIS komponentai

Veikiančią GIS sudaro penki pagrindiniai komponentai: aparatūra, programinė įranga, duomenys, atlikėjai ir metodai.

Aparatūra. Tai kompiuteris, kuriame veikia GIS. Šiuo metu GIS veikia įvairių tipų kompiuterių platformos – nuo centralizuotų serverių iki individualių ar tinkle sujungtų stalinių kompiuterių.

Programinė įranga GIS yra funkcijos ir įrankiai, reikalingi geografinei (erdvinei) informacijai saugoti, analizuoti ir vizualizuoti. Pagrindiniai programinės įrangos produktų komponentai yra šie: geografinės informacijos įvedimo ir manipuliavimo įrankiai; duomenų bazių valdymo sistema (DBVS arba DBVS); įrankiai, skirti palaikyti erdvines užklausas, analizę ir vizualizaciją (rodyti); grafinė vartotojo sąsaja (GUI arba GUI), leidžianti lengvai pasiekti įrankius ir funkcijas.

Duomenys. Tai bene svarbiausias GIS komponentas. Erdvinius vietos duomenis (geografinius duomenis) ir susijusius lentelių duomenis gali rinkti ir sudaryti vartotojas arba įsigyti iš pardavėjų komerciniais ar kitais tikslais. Tvarkydamas erdvinius duomenis, GIS integruoja erdvinius duomenis su kitais duomenų tipais ir šaltiniais, taip pat gali naudoti daugelio organizacijų naudojamas DBVS tvarkyti ir prižiūrėti turimus duomenis.

Atlikėjai. Plačiai paplitęs GIS technologijos naudojimas neįmanomas be žmonių, kurie dirba su programinės įrangos produktais ir kuria planus, kaip juos panaudoti sprendžiant tikras problemas. GIS vartotojais gali būti tiek techniniai specialistai, kurie kuria ir prižiūri sistemą, tiek paprasti darbuotojai (galutiniai vartotojai), kuriems GIS padeda spręsti kasdienius reikalus ir problemas.

Metodai. GIS naudojimo sėkmė ir efektyvumas (taip pat ir ekonominis) labai priklauso nuo tinkamai parengto plano ir darbo taisykles, kurios nustatomos atsižvelgiant į kiekvienos organizacijos užduočių ir darbo specifiką.

Kaip veikia GIS?

GIS saugo informaciją apie realų pasaulį kaip teminių sluoksnių rinkinį, kuris yra apibendrintas pagal geografinę vietą. Šis paprastas, bet labai lankstus metodas įrodė savo vertę sprendžiant įvairias realaus pasaulio problemas: transporto priemonių ir medžiagų judėjimo sekimą, detalų realių sąlygų ir planuojamos veiklos žemėlapių sudarymą bei globalios atmosferos cirkuliacijos modeliavimą.

Visoje geografinėje informacijoje yra informacija apie erdvinę vietą, nesvarbu, ar tai nuoroda į geografines ar kitas koordinates, ar nuorodas į adresą, pašto kodą, rinkimų apygardą ar surašymo apygardą, žemės ar miško identifikatorių, kelio pavadinimą ar mylios stulpelį greitkelyje ir pan. Kai naudojate tokias nuorodas automatinis aptikimas objekto (-ų) vieta arba vietos yra naudojama procedūra, vadinama geokodavimu. Su jo pagalba galite greitai nustatyti ir žemėlapyje pamatyti, kur yra jus dominantis objektas ar reiškinys (namas, kuriame gyvena jūsų draugas ar jums reikalinga organizacija; vieta, kur įvyko žemės drebėjimas ar potvynis; maršrutas kuriuo lengviau ir greičiau pasiekti norimą tašką ar namus).

Vektoriniai ir rastriniai modeliai. GIS gali dirbti su dviejų labai skirtingų tipų duomenimis – vektoriniais ir rastriniais. Vektoriniame modelyje informacija apie taškus, linijas ir daugiakampius yra užkoduota ir saugoma kaip X,Y koordinačių rinkinys (šiuolaikinėje GIS dažnai pridedama trečioji erdvinė koordinatė ir ketvirta, pavyzdžiui, laiko koordinatė). Taško (taškinio objekto), pavyzdžiui, gręžinio, vieta apibūdinama koordinačių pora (X,Y). Linijinės ypatybės, tokios kaip keliai, upės ar vamzdynai, saugomos kaip X, Y koordinačių rinkiniai. Daugiakampio ypatybės, pvz., upių baseinai, žemės sklypai ar aptarnavimo zonos, saugomos kaip uždaras koordinačių rinkinys. Vektorinis modelis yra ypač naudingas aprašant atskirus objektus ir yra mažiau tinkamas aprašant nuolat kintančias savybes, tokias kaip gyventojų tankis ar objektų pasiekiamumas. Rastrinis modelis yra optimalus darbui su nuolatinėmis savybėmis. Rastrinis vaizdas yra atskirų elementarių komponentų (ląstelių) reikšmių rinkinys; tai tarsi nuskaitytas žemėlapis ar paveikslėlis. Abu modeliai turi savo privalumų ir trūkumų. Šiuolaikinės GIS gali dirbti tiek su vektoriniais, tiek su rastriniais duomenų modeliais.

Problemos, kurias sprendžia GIS

Bendrosios paskirties GIS paprastai atlieka penkias procedūras (užduotis) su duomenimis, be kita ko: įvedimą, manipuliavimą, valdymą, užklausą ir analizę bei vizualizaciją.

Įeikite. Kad būtų galima naudoti GIS, duomenys turi būti konvertuoti į tinkamą skaitmeninį formatą. Duomenų konvertavimo iš popierinių žemėlapių į kompiuterines bylas procesas vadinamas skaitmeninimu. Šiuolaikinėse GIS šį procesą galima automatizuoti naudojant skaitytuvo technologiją, o tai ypač svarbu vykdant didelius projektus. Atliekant palyginti nedidelį darbo kiekį, duomenis galima įvesti naudojant skaitmenintuvą. Kai kurios GIS turi integruotus vektorius, kurie automatizuoja rastrinių vaizdų skaitmeninimo procesą. Daugelis duomenų jau buvo išversti į formatus, kurie yra tiesiogiai suprantami GIS paketams.

Manipuliacija. Dažnai, norint užbaigti konkretų projektą, esami duomenys turi būti toliau modifikuojami, kad atitiktų jūsų sistemos reikalavimus. Pavyzdžiui, geografinė informacija gali būti pateikta skirtingais masteliais (gatvių vidurio linijos yra 1:100 000 mastelio, surašymo trakto ribos yra 1:50 000, o gyvenamosios vietos yra 1:10 000). Bendram apdorojimui ir vizualizavimui patogiau visus duomenis pateikti vienu masteliu ir ta pačia žemėlapio projekcija. GIS technologija suteikia įvairių būdų manipuliuoti erdviniais duomenimis ir išgauti duomenis, reikalingus konkrečiai užduočiai atlikti.

Kontrolė. Mažuose projektuose geografinė informacija gali būti saugoma kaip įprasti failai. Tačiau didėjant informacijos kiekiui ir didėjant vartotojų skaičiui, efektyviau naudoti duomenų bazių valdymo sistemas (DBVS), specialius kompiuterinius įrankius darbui su integruotais duomenų rinkiniais (duomenų bazėmis) duomenims saugoti, struktūrizuoti ir tvarkyti. . GIS patogiausia naudoti reliacinę struktūrą, kurioje duomenys saugomi lentelės pavidalu. Šiuo atveju lentelėms susieti naudojami bendrieji laukai. Šis paprastas metodas yra gana lankstus ir plačiai naudojamas daugelyje GIS ir ne GIS programų.

Užklausa ir analizė. Turėdami GIS ir geografinę informaciją galėsite gauti atsakymus tiek į paprastus klausimus (kas šio žemės sklypo savininkas? Kokiu atstumu vienas nuo kito yra šie objektai? Kur yra ši pramoninė zona?), tiek į sudėtingesnius, reikalaujančius papildomos analizės (kur yra vieta statyti naują namą? koks yra pagrindinis dirvožemio tipas po eglynais? kaip naujo kelio tiesimas paveiks eismą?). Klausimus galima užduoti paprastu pelės paspaudimu ant konkretaus objekto, taip pat naudojant pažangius analizės įrankius. Naudodami GIS galite nustatyti ir nustatyti paieškos šablonus bei žaisti tokius scenarijus kaip „kas bus, jei...“. Šiuolaikinės GIS turi daug galingų analizės įrankių. Tarp jų dvi svarbiausios yra artumo analizė ir persidengimo analizė. Norėdami analizuoti objektų artumą vienas kito atžvilgiu, GIS naudoja procesą, vadinamą buferizavimu. Tai padeda atsakyti į tokius klausimus: Kiek namų yra 100 m atstumu nuo šio vandens telkinio? Kiek klientų gyvena 1 km atstumu nuo šios parduotuvės? kokia dalis naftos išgaunama iš gręžinių, esančių 10 km atstumu nuo šio naftos ir dujų gavybos skyriaus valdymo pastato? Perdangos procesas apima duomenų, esančių skirtinguose teminiuose sluoksniuose, integravimą. Paprasčiausiu atveju tai yra atvaizdavimo operacija, tačiau atliekant daugybę analitinių operacijų fiziškai sujungiami skirtingų sluoksnių duomenys. Perdanga arba erdvinis agregavimas leidžia, pavyzdžiui, duomenis apie dirvožemį, nuolydį, augmeniją ir žemės valdymą integruoti į žemės mokesčio tarifus.

Vizualizacija. Daugelio tipų erdvinių operacijų galutinis rezultatas yra duomenų atvaizdavimas žemėlapio arba grafiko pavidalu. Žemėlapis yra labai efektyvus ir informatyvus geografinės (erdvinės nuorodos) informacijos saugojimo, pateikimo ir perdavimo būdas. Anksčiau žemėlapiai buvo kuriami taip, kad tarnautų šimtmečius. GIS suteikia nuostabių naujų įrankių, kurie plečia ir tobulina kartografijos meną ir mokslą. Jos pagalba pačių žemėlapių vizualizaciją galima nesunkiai papildyti ataskaitiniais dokumentais, 3D vaizdai, grafikai, lentelės, diagramos, nuotraukos ir kitos priemonės, pvz., daugialypės terpės.

Susijusios technologijos

GIS yra glaudžiai susijusi su daugybe kitų informacinių sistemų tipų. Pagrindinis jo skirtumas yra galimybė manipuliuoti ir analizuoti erdvinius duomenis. Nors nėra vienos visuotinai priimtos informacinių sistemų klasifikacijos, šis aprašymas turėtų padėti atitolinti GIS nuo darbalaukio žemėlapių, CAD, nuotolinio stebėjimo, duomenų bazių valdymo sistemų (DBVS) ir pasaulinės padėties nustatymo (GPS).

Darbalaukio žemėlapių sistemos naudokite kartografinį vaizdą, kad organizuotumėte vartotojo sąveiką su duomenimis. Tokiose sistemose viskas remiasi žemėlapiais, žemėlapis yra duomenų bazė. Dauguma darbalaukio planavimo sistemų turi ribotas duomenų valdymo, erdvinės analizės ir tinkinimo galimybes. Atitinkami paketai veikia staliniuose kompiuteriuose – PC, Macintosh ir žemos klasės UNIX darbo stotyse.

CAD sistemos galintis sudaryti projekto brėžinius, pastatų ir infrastruktūros planus. Norėdami sujungti į vieną struktūrą, jie naudoja komponentų rinkinį su fiksuotais parametrais. Jie pagrįsti nedideliu komponentų derinimo taisyklių skaičiumi ir turi labai ribotas analitines funkcijas. Kai kurios CAD sistemos buvo išplėstos, kad palaikytų kartografinį duomenų vaizdavimą, tačiau, kaip taisyklė, jose turimos komunalinės paslaugos neleidžia efektyviai valdyti ir analizuoti didelių erdvinių duomenų bazių.

Nuotolinis stebėjimas ir GPS. Nuotolinio stebėjimo metodai yra ir menas, ir mokslinė disciplina, skirta atlikti žemės paviršiaus matavimus naudojant tokius jutiklius kaip įvairios kameros orlaiviuose, pasaulinės padėties nustatymo sistemos imtuvuose ir kituose įrenginiuose. Šie jutikliai renka duomenis koordinačių arba vaizdų rinkinių (šiuo metu daugiausia skaitmeninių) pavidalu ir suteikia specializuotas gautų duomenų apdorojimo, analizės ir vizualizavimo galimybes. Dėl pakankamai galingų duomenų valdymo ir analizės priemonių trūkumo atitinkamos sistemos gryna forma, tai yra be papildomų funkcijų, vargu ar gali būti priskirtos tikroms GIS.

Duomenų bazių valdymo sistemos skirta saugoti ir tvarkyti visų tipų duomenis, įskaitant geografinius (erdvinius) duomenis. DBVS yra optimizuotos tokioms užduotims, todėl daugelis GIS turi integruotą DBVS palaikymą. Šios sistemos dažniausiai neturi analizės ir vizualizavimo įrankių, panašių į GIS.

Kuo GIS gali padėti?

Bene pagrindinis GIS „koziris“ yra natūraliausias (žmonėms) tiek pačios erdvinės informacijos, tiek bet kokios kitos informacijos, susijusios su erdvėje esančiais objektais (vadinamoji atributinė informacija), pateikimas. Atributikos informacijos pateikimo būdai yra įvairūs: tai gali būti skaitinė reikšmė iš jutiklio, lentelė iš duomenų bazės (tiek vietinės, tiek nuotolinės) apie objekto savybes, jo nuotrauka ar tikras vaizdo vaizdas. Taigi GIS gali padėti visur, kur naudojama erdvinė informacija ir (arba) informacija apie objektus, esančius konkrečiose erdvės vietose. Atsižvelgiant į jų taikymo sritis ir ekonominį poveikį, GIS gali atlikti šiuos veiksmus:

Atlikite erdvines užklausas ir analizę. GIS galimybė ieškoti duomenų bazėse ir atlikti erdvines užklausas leido daugeliui įmonių uždirbti milijonus dolerių. GIS padeda sutrumpinti atsakymo į klientų užklausas laiką; nustatyti reikalingai veiklai tinkamas sritis; nustatyti ryšius tarp įvairių parametrų (pavyzdžiui, dirvožemio, klimato ir pasėlių derliaus); nustatyti maitinimo trūkių vietas. Nekilnojamojo turto pardavėjai naudoja GIS, kad surastų, pavyzdžiui, visus namus tam tikroje vietovėje su šiferiniais stogais, trimis kambariais ir 10 metrų virtuvėmis, o tada išvardintų daugiau. Išsamus aprašymasšiuos pastatus. Prašymą galima patikslinti pristatant papildomų parametrų, pavyzdžiui, kaina. Galite gauti visų namų, esančių tam tikru atstumu nuo tam tikro greitkelio, miškingo ploto ar darbo vietos, sąrašą.
Pagerinti integraciją organizacijos viduje. Daugelis organizacijų, naudojančių GIS, atrado, kad vienas iš pagrindinių jų pranašumų yra naujos galimybės tobulinti savo organizacijos ir jos išteklių valdymą, remiantis esamų duomenų geografine integracija, galimybe juos koordinuotai dalytis ir keisti skirtinguose skyriuose. . Kolektyvinio naudojimo galimybė ir skirtingų struktūrinių padalinių nuolat plečiama ir koreguojama duomenų bazė leidžia padidinti tiek kiekvieno padalinio, tiek visos organizacijos efektyvumą. Taigi įmonė, užsiimanti inžinerinėmis komunikacijomis, gali aiškiai planuoti remontą ar prevencinis darbas, nuo visos informacijos gavimo ir atitinkamų sričių, pavyzdžiui, vandentiekio, atvaizdavimo kompiuterio ekrane (ar popierinėse kopijose), iki automatinio gyventojų, kuriems darbai turės įtakos, atpažinimo ir pranešimo, kai tikimasi šildymo ar vandens tiekimo nutraukimo.
Padėkite priimti labiau pagrįstus sprendimus. GIS, kaip ir kitos informacinės technologijos, patvirtina gerai žinomą posakį, kad geresnė informacija padeda priimti sprendimus. Geriausias sprendimas. Bet GIS yra ne sprendimų priėmimo įrankis, o įrankis, padedantis pagreitinti ir padidinti sprendimų priėmimo procedūros efektyvumą. Jis pateikia atsakymus į užklausas ir erdvinių duomenų analizės funkcijas, pateikia analizės rezultatus vaizdine ir lengvai skaitoma forma. GIS padeda, pavyzdžiui, sprendžiant tokias problemas kaip įvairios informacijos teikimas planavimo institucijų prašymu, sprendžiant teritorinius konfliktus, pasirenkant optimalias (įvairiais požiūriais ir pagal skirtingus kriterijus) objektų išdėstymo vietas ir kt. Sprendimui priimti reikalinga informacija gali būti pateikta glausta kartografine forma su papildomais tekstiniais paaiškinimais, grafikais ir diagramomis. Informacijos, kuri yra prieinama suvokimui ir apibendrinimui, prieinamumas leidžia sprendimus priimantiems asmenims sutelkti pastangas ieškant sprendimo, nepraleidžiant daug laiko rinkti ir suprasti turimus nevienalyčius duomenis. Galite greitai apsvarstyti keletą sprendimo variantų ir pasirinkti efektyviausią bei ekonomiškiausią.
Kurti žemėlapius. Žemėlapiai GIS užima ypatingą vietą. Žemėlapių kūrimo procesas GIS yra paprastesnis ir lankstesnis nei tradiciniai rankinio ar automatinio kartografavimo metodai. Tai prasideda nuo duomenų bazės sukūrimo. Įprastų popierinių žemėlapių skaitmeninimas taip pat gali būti naudojamas kaip pradinių duomenų šaltinis. GIS pagrindu veikiančios kartografinės duomenų bazės gali būti ištisinės (nesuskirstytos į atskiri lapai ir regionai) ir nėra susiję su konkrečiu masteliu ar žemėlapio projekcija. Remdamiesi tokiomis duomenų bazėmis galite kurti žemėlapius (in elektroniniu formatu arba kaip popierinės kopijos) bet kurios teritorijos, bet kokio masto, su reikiama apkrova, jos parinkimu ir atvaizdavimu su reikiamais simboliais. Bet kuriuo metu duomenų bazė gali būti atnaujinta naujais duomenimis (pavyzdžiui, iš kitų duomenų bazių), o joje esantys duomenys gali būti koreguojami ir iš karto rodomi ekrane pagal poreikį. Didelėse organizacijose sukurta topografinė duomenų bazė gali būti naudojama kitų padalinių ir padalinių; Tuo pačiu metu galima greitai nukopijuoti duomenis ir siųsti juos vietiniais ir pasauliniais tinklais.

"CAD ir grafika" 5"2000

Geografinė informacinė sistema – erdvinių (geografinių) duomenų ir su jais susijusios informacijos apie reikalingus objektus rinkimo, saugojimo, analizės ir grafinio vizualizavimo sistema. Jis naudojamas ir siauresne prasme – kaip įrankis (programinės įrangos produktas), leidžiantis vartotojams ieškoti, analizuoti ir redaguoti tiek skaitmeninį vietovės žemėlapį, tiek papildomą informaciją apie objektus.

„Geografinė informacinė sistema“ yra aparatinės ir programinės įrangos įrankių bei algoritminių procedūrų rinkinys, skirtas rinkti, įvesti, saugoti, matematiniam ir kartografiniam modeliavimui bei vaizdiniam geoerdvinės informacijos vaizdavimui.

Geoerdviniai duomenys" reiškia informaciją, kuri identifikuoja natūralių ar dirbtinai sukurtų objektų geografinę vietą ir savybes, taip pat jų ribas žemėje. Šią informaciją galima gauti (be kitų priemonių) nuotolinio stebėjimo, kartografavimo ir įvairių tipų žvalgybos būdu.

Geografinius duomenis sudaro keturi integruoti komponentai: vieta,

Savybės ir charakteristikos, erdviniai ryšiai, laikas.

GIS: geografija, kartografija, nuotolinis stebėjimas, topografija ir fotogrametrija, informatika, matematika ir statistika.

2. GIS naudojimo sritys.

GIS apima duomenų bazių valdymo sistemų (DBVS), rastrinių ir vektorinė grafika ir analitinės priemonės ir yra naudojama kartografijoje, geologijoje, meteorologijoje, žemėtvarkoje, ekologijoje, savivaldybių administracijoje, transporte, ekonomikoje, gynyboje ir daugelyje kitų sričių.

3.GIS klasifikacija.

Pagal funkcionalumą: - visapusiškas bendrosios paskirties GIS;

Specializuotas GIS, orientuotas į konkrečios problemos sprendimą bet kurioje dalyko srityje;

Informacinės ir informacinės sistemos, skirtos naudojimui namuose ir informacijos bei nuorodų naudojimui. GIS funkcionalumą lemia ir architektūrinis jos konstravimo principas:

Pagal erdvinę (teritorinę) aprėptį GIS skirstomos į pasaulines (planetines), nacionalines, regionines, vietines (įskaitant savivaldybes).

Pagal probleminę-teminę orientaciją - bendroji geografinė, aplinkos ir aplinkos vadyba, sektorinė (vandens išteklių, miškininkystės, geologijos, turizmo ir kt.).

Pagal geografinių duomenų organizavimo būdą – vektorinis, rastrinis, vektorinis-rastrinis GIS.

4. GIS struktūra.

Nepozicinis (atributinis): aprašomasis.

Duomenys (erdviniai duomenys):

Padėtis (geografinė): objekto vieta žemės paviršiuje.

Techninė įranga (kompiuteriai, tinklai, diskai, skaitytuvai, braižytuvai ir kt.).

Programinė įranga (programinė įranga).

Technologijos (metodai, procedūros ir kt.).