Курсовая работа - Геоинформационые системы, их происхождение, назначение и функции - файл n1.doc

Курсовая работа - Геоинформационые системы, их происхождение, назначение и функции
скачать (709 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc709kb.01.06.2012 12:04скачать

n1.doc



Министерство транспорта РФ

ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»
Кафедра «Прикладная математика»
Курсовая работа

«Геоинформационые системы, их происхождение, назначение и функции».
Выполнила: студентка 952 гр.

Сычугова Надежда

Проверил: Макогонов С.В.

Хабаровск

2011г.

Содержание





Введение 3

1. Общая характеристика ГИС 6

2. Особенности организации данных в ГИС 10

3. Базовые компоненты ГИС 19

4. Технологии моделирования ГИС 26

4.1. Цифровые модели рельефов 26

4.2. Источники данных для формирования ЦМР 27

4.3.Интерполяции 27

4.4. Технологии построения цифровых моделей рельефа 30

4.5. Требования к точности выполнения процессов 30

5. Прменение ГИС в различных областях 31

6.Интеграция информационных ресурсов на примере нефтяной компании на основе ГИС-технологий 35

7.Будущее ГИС 38

Заключение 41

Список литературы 42



ВВЕДЕНИЕ


Информатизация коснулась сегодня всех сторон жизни общества, и трудно, пожалуй, назвать какую-либо сферу человеческой деятельности - от начального школьного образования до высокой государственной политики, - где не ощущалось бы ее мощное воздействие. В науках о Земле информационные технологии породили геоинформатику и географические информационные системы (ГИС), причем слово "географические" обозначает в данном случае не столько "пространственность" или "территориальность", а скорее комплексность и системность исследовательского похода.

ГИС охватывают все пространственные уровни: глобальный, региональный, национальный, локальный, муниципальный, интегрируя разнообразную информацию о нашей планете: картографическую, данные дистанционного зондирования, статистику и переписи, кадастровые сведения, гидрометеорологические данные, материалы полевых экспедиционных наблюдений, результаты бурения и подводного зондирования.

В создании ГИС участвуют международные организации (Организация объединенных наций, Программа по окружающей среде, Продовольственная программа), правительственные учреждения, министерства и ведомства, картографические, геологические и земельные службы, статистические управления, частные фирмы, научно-исследовательские институты и университеты. На разработку ГИС ассигнуют значительные финансовые средства, в деле участвуют целые отрасли промышленности, создается разветвленная геоинформационная инфраструктура, сопряженная с телекоммуникационными сетями.

Во многих странах образованы национальные и региональные органы, в задачи которых входит развитие ГИС и автоматизированного картографирования, формирование государственной политики в области геоинформатики, национального планирования, сбора и распространения информации, включая и исследование правовых проблем, связанных с владением и передачей географической информации, с ее защитой. Федеральная программа России предусматривает создание цифровых и электронных карт масштабов 1 : 10 000 - 1 : 1 000 000 и банков данных для этих карт, разработку ГИС различного ранга и назначения (для органов государственного управления, для демаркации границ России, региональных ГИС по Северу, Байкалу, муниципальных, территориальных и отраслевых ГИС.

Повсеместность использования ГИС привела к многообразию толкований самого понятия. В научной литературе бытуют десятки определений ГИС, в них отмечается, что ГИС - это аппаратно-программный и одновременно человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества. Такая несколько тяжеловесная дефиниция верно отражает многие свойства ГИС, используемых в географии, геологии, экологии и других отраслях знания, но все же не является исчерпывающей. Попытка охватить в определении все функциональные, технологические и прикладные свойства ГИС неизбежно оборачивается неполнотой. Можно предложить несколько других толкований, характеризующих разные аспекты ГИС.

С научной точки зрения ГИС - это средство моделирования и познания природных и социально-экономических систем. В технологическом аспекте ГИС (ГИС-технология) предстает как средство сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно-координированной географической (геологической, экологической) информации. И наконец, с производственной точки зрения ГИС является комплексом аппаратных устройств и программных продуктов (ГИС-оболочек), предназначенных для обеспечения управления и принятия решений, причем важнейший элемент этого комплекса - автоматические картографические системы. Таким образом, ГИС может одновременно рассматриваться как инструмент научного исследования, технология и продукт ГИС-индустрии. Это достаточно типичная ситуация на современном уровне научно-технического прогресса, характеризующегося интеграцией науки и производства.

Целью данной работы является определение основных характеристик, состава и функций, технологий моделирования ГИС, а также области применения геоинформационных систем.







1. Общая характеристика ГИС


Первые ГИС были созданы в Канаде и США в середине 60-х годов, а сейчас в промышленно развитых странах существуют тысячи ГИС, используемых в экономике, политике, экологии, управлении ресурсами и охране природы, кадастре, науке и образовании.

Современные геоинформационные системы (ГИС) представляют собой новый тип интегрированных информационных систем, которые, с одной стороны, включают методы обработки данных многих ранее су­ществовавших автоматизированных систем (АС), с другой – обладают спецификой в организации и обработке данных. Практически это опре­деляет ГИС как многоцелевые, многоаспектные системы.

На основе анализа целей и задач различных ГИС, функционирую­щих в настоящее время, более точным следует считать определение ГИС как геоинформационных систем, а не как географических информационных систем. Это обусловлено и тем, что процент чисто географичес­ких данных в таких системах незначителен, технологии обработки дан­ных имеют мало общего с традиционной обработкой географических данных и, наконец, географические данные служат лишь базой решения большого числа прикладных задач, цели которых далеки от географии.

Итак, ГИС – автоматизированная информационная система, пред­назначенная для обработки пространственно-временных данных, ос­новой интеграции которых служит географическая информация.

В ГИС осуществляется комплексная обработка информации – от ее сбора до хранения, обновления и представления, в связи с этим следует рассмотреть ГИС с различных позиций.

Как системы управления ГИС предназначены для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению землями и ресурсами, городским хозяйством, по управлению транспортом и роз­ничной торговлей, использованию океанов или других пространствен­ных объектов. При этом для принятия решений в числе других всегда используют картографические данные.

В отличие от автоматизированных систем управления (АСУ) в ГИС появляется множество новых технологий пространственного анализа данных. В силу этого ГИС служат мощным средством преобразования и синтеза разнообразных данных для задач управления.

Как автоматизированные информационные системы ГИС объединяют ряд технологий или технологических процессов известных информационных систем типа автоматизирован­ных систем научных исследований (АСНИ), систем автоматизирован­ного проектирования (САПР), автоматизированных справочно-информационных систем (АСИС) и др. Основу интеграции технологий ГИС составляют технологии САПР. Поскольку технологии САПР достаточ­но апробированы, это, с одной стороны, обеспечило качественно более высокий уровень развития ГИС, с другой – существенно упростило ре­шение проблемы обмена данными и выбора систем технического обес­печения. Этим самым ГИС стали в один ряд с автоматизированными системами общего назначения типа САПР, АСНИ, АСИС.

Как геосистемы ГИС включают технологии (прежде всего технологии сбора информации) таких систем, как географические инфор­мационные системы, системы картографической информации (СКИ), автоматизированные системы картографирования (АСК), автоматизированные фотограмметрические системы (АФС), земельные информационные системы (ЗИС), автоматизированные кадастровые системы (АКС) и т.п.

Как системы, использующие базы данных, ГИС характеризуются широким набором данных, собираемых с помощью раз­ных методов и технологий. При этом следует подчеркнуть, что они объе­диняют в себе как базы данных обычной (цифровой) информации, так и графические базы данных. В связи с большим значением экспертных задач, решаемых при помощи ГИС, возрастает роль экспертных систем, входящих в состав ГИС.

Как системы моделирования ГИС используют максималь­ное количество методов и процессов моделирования, применяемых в других автоматизированных системах.

Как системы получения проектных решений ГИС во многом применяют методы автоматизированного проектирования и решают ряд специальных проектных задач, которые в типовом автома­тизированном проектировании не встречаются.

Как системы представления информации ГИС являются развитием автоматизированных систем документационного обеспечения (АСДО) с использованием современных технологий муль­тимедиа. Это определяет большую наглядность выходных данных ГИС по сравнению с обычными географическими картами. Технологии вы­вода данных позволяют оперативно получать визуальное представление картографической информации с различными нагрузками, переходить от одного масштаба к другому, получать атрибутивные данные в таблич­ной или графовой форме.

Как интегрированные системы ГИС являют собой пример объединения различных методов и технологий в единый комп­лекс, созданный при интеграции технологий на базе технологий САПР и интеграции данных на основе географической информации.

Как прикладные системы ГИС не имеют себе равных по широте применения, так как используются на транспорте, в навигации, геологии, географии, военном деле, топографии, экономике, экологии и т.д. Благодаря широким возможностям ГИС на их основе интенсивно развивается тематическое картографирование.

Как системы массового пользования ГИС позволяют применять картографическую информацию на уровне деловой графи­ки, что делает их доступными любому школьнику или бизнесмену, не только специалисту географу. Именно поэтому при принятии решений на основе ГИС-технологий не всегда создают карты, но всегда исполь­зуют картографические данные.

Как уже говорилось, в ГИС используются технологические достижения и решения, применимые в таких автоматизированных системах как АСНИ, САПР, АСИС, экспертных системах. Следовательно, моделирование в ГИС носит наиболее сложный характер по отношению к другим автоматизированным системам. Но с другой стороны, процессы моделирования в ГИС и в какой-либо из вышеприведенных АС весьма близки.

АСУ полностью интегрирована в ГИС и может быть рассмотрена как подмножество этой системы.

На уровне сбора информации технологии ГИС включают в себя от­сутствующие в АСУ методы сбора пространственно-временных данных, технологии использования навигационных систем, технологии реаль­ного масштаба времени, и т.д.

На уровне хранения и моделирования дополнительно к обработке социально-экономических данных (как и в АСУ) технологии ГИС вклю­чают в себя набор технологий пространственного анализа, применение цифровых моделей и видеобаз данных, а также комплексный подход к принятию решений.

На уровне представления ГИС дополняет технологии АСУ приме­нением интеллектуальной графики (представление картографических данных в виде карт, тематических карт или на уровне деловой графики), что делает ГИС более доступными и понятными по сравнению с АСУ для бизнесменов, работников управления, работников органов государ­ственной власти и т.д.

Таким образом, в ГИС принципиально решаются все задачи, выпол­няемые прежде в АСУ, но на более высоком уровне интеграции и объе­динения данных. Следовательно, ГИС можно рассматривать как но­вый современный вариант автоматизированных систем управления, использующих большее число данных и большее число методов анализа и принятия решений, причем в первую очередь использующих методы пространственного анализа (см. Рис. 1).


Рис. 1. Дополнительные возможности ГИС по сравнению с АСУ по основным уровням обработки данных

2. Особенности организации данных в ГИС


ГИС использует разнообразные данные об объектах, характеристиках земной поверхности, информацию о формах и связях между объектами, различные описательные сведения.

Для того чтобы полностью отобразить геообъекты реального мира и все их свойства, понадобилась бы бесконечно большая база данных. Поэтому, используя приемы генерализации и абстракции, необходимо свести множество данных к конечному объему, легко поддающемуся анализу и управлению. Это достигается применением моделей, сохраняющих основные свойства объектов исследования и не содержащих второстепенных свойств. Поэтому первым этапом разработки ГИС или технологии ее применения является обоснование выбора моделей данных для создания информационной основы ГИС.

Выбор метода организации данных в геоинформационной системе, и, в первую очередь, модели данных, т.е. способа цифрового описания пространственных объектов, определяет многие функциональные возможности создаваемой ГИС и применимость тех или иных технологий ввода. От модели зависит как пространственная точность представления визуальной части информации, так и возможность получения качественного картографического материала и организации контроля цифровых карт. От способа организации данных в ГИС очень сильно зависит производительность системы, например, при выполнении запроса к базе данных или рендеринге (визуализации) на экране монитора.

Ошибки в выборе модели данных могут сказаться решающим образом на возможности реализации в ГИС необходимых функций и расширения их списка в будущем, эффективности выполнения проекта с экономической точки зрения. От выбора модели данных напрямую зависит ценность формируемых баз данных географической и атрибутивной информации.

Уровни организации данных можно представить в виде пирамиды, рис.2. Модель данных – это концептуальный уровень организации данных. Термины, типа

“полигон”, “узел”, “линия”, “дуга”, “идентификатор”, “таблица” как раз относятся к этому уровню, в равной степени, как и понятия “тема” и “слой”.



Рис. 2. Уровни организации данных в ГИС
Более подробное рассмотрение организации данных часто называется структурой данных. В структуре фигурируют математические и программистские термины, такие как “матрица”, “список”, “система ссылок”, “указатель”, “способ сжатия информации”. На следующем по детальности уровне организации данных специалисты имеют дело со структурой файлов данных и их непосредственными форматами. Уровень организации конкретной БД является уникальным для каждого проекта.

ГИС, впрочем, как и любая другая информационная система, обладает развитыми средствами обработки и анализа входящих данных с целью дальнейшей их реализации в вещественной форме. На рис. 3. Представлена схема аналитической работы ГИС. На первом этапе производится “коллекционирование” как географической (цифровые карты, изображения), так и атрибутивной информации. Собранные данные являются наполнением двух баз данных. Первая БД хранит картографические данные, вторая же наполнена информацией описательного характера.

На втором этапе система обработки пространственных данных обращается к базам данных для проведения обработки и анализа востребованной информации. При этом весь процесс контролируется системой управления БД (СУБД), с помощью которой можно осуществлять быстрый поиск табличной и статистической информации. Конечно, главным результатом работы ГИС являются разнообразные карты.

Для организации связи между географической и атрибутивной информацией используют четыре подхода взаимодействия. Первый подход – геореляционный или, как его еще называют, гибридный. При таком подходе географические и атрибутивные данные организованы по-разному. Между двумя типами данных связь осуществляется посредством идентификатора объекта. Как видно из рис. 3., географическая информация хранится отдельно от атрибутивной в своей БД. Атрибутивная информация организована в таблицы под управлением реляционной СУБД.


Рис. 3. Схематическое представление процессов сбора, обработки, анализа и вывода данных в ГИС
Следующий подход называется интегрированным. При этом подходе предусматривается использование средств реляционных СУБД для хранения как пространственной, так и атрибутивной информации. В этом случае ГИС выступает в качестве надстройки над СУБД.

Третий подход называют объектным. Плюсы этого подхода в легкости описания сложных структур данных и взаимоотношений между объектами. Объектный подход позволяет выстраивать иерархические цепочки объектов и решать многочисленные задачи моделирования.

В последнее время самое широкое распространение получил объектно-реляционный подход, являющийся синтезом первого и третьего подходов.

Следует отметить, что в ГИС выделяют несколько форм представления объектов:

  1. В виде нерегулярной сети точек;

  2. В виде регулярной сети точек;

  3. В виде изолиний.

Представление в виде нерегулярной сети точек – это произвольно расположенные точечные объекты, в качестве атрибутов имеющие какое-то значение в данной точке поля. Пример такой формы представления данных показан на рис. 4.




Рис. 4. Пример формы представления объектов в виде нерегулярной сети точек

Представление в виде регулярной сети точек – это равномерно расположенные в пространстве точки достаточной густоты. Регулярную сеть точек можно получать интерполяцией из нерегулярных либо путем проведения измерений по регулярной сети.

Наиболее распространенной формой представления в картографии является представление изолиниями. Недостатком данного представления является то, что обычно нет никакой информации о поведении объектов, находящихся между изолиниями. Данный способ представления является не самым удобным для анализа. На рис. 5. Приведен пример этой формы представления.





Рис. 5. Пример формы представления объектов в виде изолиний

Рассмотрим модели организации пространственных данных в ГИС.

Самой распространенной моделью организации данных является слоевая модель, рис. 6. Суть модели в том, что осуществляется деление объектов на тематические слои и объекты, принадлежащие одному слою. Получается так, что объекты отдельного слоя сохраняются в отдельный файл, имеют свою систему идентификаторов, к которой можно обращаться как к некоторому множеству. Как видно из рис. 6, в отдельные слои вынесены индустриальные районы, торговые центры, автобусные маршруты, дороги, участки учета населения. Часто один тематический слой делится еще и по горизонтали – по аналогии с отдельными листами карт. Это делается для удобства администрирования БД и во избежание работы с большими файлами данных.



Рис. 6. Пример слоевой организации данных

В рамках слоевой модели существует две конкретных реализации: векторно-топологическая и векторно-нетопологическая модели.

Первая реализация – векторно-топологическая, рис. 7. В этой модели есть ограничения: в один лист одного тематического слоя можно поместить объекты не всех геометрических типов одновременно. К примеру, в системе ARC/INFO в одном покрытии можно поместить или только точечные или только линейные, или полигональные объекты, либо их комбинации, исключая случай “точечные полигональные” и три типа объектов сразу.





frame4

Векторно-нетопологическая модель организации данных – это более гибкая модель, но часто в один слой помещаются только объекты одного геометрического типа. Число слоев при слоевой организации данных может быть весьма большим и зависит от конкретной реализации. При слоевой организации данных удобно манипулировать большими группами объектов, представленных слоями как единым целым. Например, можно включать и выключать слои для визуализации, определять операции, основанные на взаимодействии слоев.

Следует отметить, что слоевая модель организации данных абсолютно преобладает в растровой модели данных.

Наряду со слоевой моделью используют объектно-ориентированную модель. В этой модели используется иерархическая сетка (топографический классификатор), рис. 8.



Рис. 8. Пример топографического классификатора.

В объектно-ориентированной модели акцент делается на положение объектов в какой-либо сложной иерархической схеме классификации и на взаимоотношения между объектами. Этот подход менее распространен, чем слоевая модель по причине трудности организации всей системы взаимосвязей между объектами.

Как говорилось выше, информация в ГИС хранится в географической и атрибутивной базах данных. Рассмотрим принципы организации информации на примере векторной модели представления пространственных данных.

Любой графический объект можно представить как семейство геометрических примитивов с определенными координатами вершин, которые могут исчисляться в любой системе координат. Геометрические примитивы в разных ГИС различаются, но базовыми являются точка, линия, дуга, полигон. Расположение точечного объекта, например, угольной шахты, можно описать парой координат (x, y). Такие объекты, как река, водопровод, железная дорога описываются набором координат (x1, y2; …; xn, yn), рис. 9. Площадные объекты типа речных бассейнов, сельхоз угодий или избирательных участков представляются в виде замкнутого набора координат (x1, y1; … xn, yn; x1, y1). Векторная модель наиболее пригодна для описания отдельных объектов и менее всего подходит для отражения непрерывно изменяющихся параметров.



Рис. 9. Пример использования векторной модели для описания геообъектов.

Кроме координатной информации об объектах в географической БД может храниться информация о внешнем оформлении этих объектов. Это может быть толщина, цвет и тип линий, тип и цвет штриховки полигонального объекта, толщина, цвет и тип его границ. Каждому геометрическому примитиву сопоставляется атрибутивная информация, описывающая его количественные и качественные характеристики. Она хранится в полях табличных баз данных, которые предназначены для хранения информации разных типов: текстовая, числовая, графическая, видео, аудио. Семейство геометрических примитивов и его атрибутов (описаний) образует простой объект.

Современные объектно-ориентированные ГИС работают с целыми классами и семействами объектов, что позволяет пользователю получать более полное представление о свойствах этих объектов и присущих им закономерностях.

Взаимосвязь между изображением объекта и его атрибутивной информацией возможна посредством уникальных идентификаторов. Они в явной или неявной форме существуют в любой ГИС.

Во многих ГИС пространственная информация представляется в виде отдельных прозрачных слоев с изображениями географических объектов. Размещение объектов на слоях зависит в каждом отдельном случае от особенностей конкретной ГИС, а также особенностей решаемых задач. В большинстве ГИС информацию на отдельном слое составляют данные из одной таблицы БД. Бывает, что слои образуются из объектов, составленных из однородных геометрических примитивов. Это могут быть слои с точечными, линейными или площадными географическими объектами. Иногда слои создаются по определенным тематическим свойствам объектов, например, слои железнодорожных линий, слои водоемов, слои природных ископаемых. Практически любая ГИС позволяет пользователю управлять слоями. Основные управляющие функции – это видимость/невидимость слоя, редактируемость, доступность. Кроме всего, пользователь может увеличивать информативность цифровой карты путем вывода на экран значений атрибутов пространственных. Многие ГИС используют растровые изображения в качестве фундаментального слоя для векторных слоев, что также повышает наглядность изображения.

3. БАЗОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ГИС


Любая ГИС включает в себя следующие компоненты:

  1. Аппаратная платформа (hardware);

  2. Программное обеспечение (software);

  3. Данные (data);

  4. Персонал.



Рассмотрим подробнее каждый из них.
Аппаратная платформа в свою очередь состоит из следующих частей:

  1. Компьютеры (рабочие станции, ноутбуки, карманные ПК),

  2. Средства хранения данных (винчестеры, компакт-диски, дискеты, флэш-память),

  3. Устройства ввода информации (дигитайзеры, сканеры, цифровые камеры и фотоаппараты, клавиатуры, компьютерные мыши),

  4. Устройства вывода информации (принтеры, плоттеры, проекторы, дисплеи).


«Сердцем» любой ГИС являются используемые для анализа данные. Устройства ввода позволяют конвертировать существующую географическую информацию в тот формат, который используется в данной ГИС. Географическая информация включает в себя бумажные карты, материалы аэрофотосъемок и дистанционного зондирования, адреса, координаты объектов собранные при помощи систем глобального позиционирования GPS (Global Position System), космических спутников или цифровой географической информации, хранимой в других форматах.
Если говорить о программном обеспечении ГИС, то следует отметить, что большинство программных пакетов обладают схожим набором характеристик, такими как, послойное картографирование, маркирование, кодирование геоинформации, нахождение объектов в заданной области, определение разных величин, но очень сильно различаются в цене и функциональности. Выбор программного обеспечения зависит от конкретных прикладных задач, решаемых пользователем. Для примера приведем список, содержащий названия фирм и ПО, которое они выпускают, табл. 1.


Таблица 1. Программное обеспечения и фирма производителя.


Фирма-производитель

Software

1

2

Mapinfo

Mapinfo Pro

ESRI

Arcview, Arc/INFO

Autodesk gmbh

Autocad MAP, autocad Land De-

Velopment, Autodesk mapguide R5,

Autocad Map 2000

Caliper

Maptitude

Integraph

Geomedia

Geograph

Географ ГИС 2.0

КРЕДО-Диалог

CREDO

Дубльгис

2ГИС
Программный продукт ARC/INFO – это одна из первых профессиональных ГИС, ориентированная на работу с пространственной информацией, хранимой в базе данных. В результате её внедрения произошел настоящий переворот в цифровой картографии и в способах работы с пространственной информацией. ARC/INFO состоит из базового комплекта программ и дополнительных модулей, которые могут приобретаться отдельно в дополнение к базовому комплекту. Базовый комплект программного обеспечения представляет собой полнофункциональную ГИС для работы в различных прикладных областях. Он поддерживает весь цикл работ по созданию и использованию ГИС от ввода данных и их редактирования до организации информационных запросов анализа пространственной информации и подготовки чистовой картографической продукции в виде твердых копий.

ARCVIEW GIS – система, которая предназначена для отображения, редактирования, пространственного анализа, поиска и управления геопространственными данными. Это программное средство, как и ARCINFO, разработано фирмой ESRI.

Одна из привлекательных особенностей ARCVIEW GIS – включение в пакет программ подсказчиков (Мастеров). Эти подсказчики облегчают использование множества новых инструментов и полезны как для новичков, так и опытных пользователей. Добавлены инструменты для создания координатных сеток и рамок карты (управление интервалами, типами линий, типом рамок).

Средства геообработки и анализа ARCVIEW позволяют проводить такие сложные пространственные операции с географическими данными как создание буферных зон вокруг картографических объектов, вырезка, слияние, пересечение, объединение тем и присвоение данных по местоположению

К другим усовершенствованиям относятся расширение диапазона поддерживаемых дат промежутке от 5 млн. 800 тыс. Лет до нашей эры до 5 млн. 800 тыс. Лет нашей эры, что иногда требуется для геологических, археологических и т.п. Приложений), возможность оцифровки карт на дигитайзере в потоковом режиме.

Autocad Map 2000 – высокоточное программное обеспечение для создания цифровых карт и осуществления геоинформационного анализа, включающее все функциональные возможности базового продукта autocad. Содержит все необходимые средства и эффективные функции для изготовления картографической основы и обработки географической информации.

Поддерживает любые графические форматы, осуществляет экспорт данных во все популярные программы обработки географической информации. Обеспечивает мгновенное получение дополнительных данных для геоинформационного проекта через сеть.

Autocad Map 2000 предоставляет разработчикам более 2 тысяч глобальных координатных систем (более 100 из них новые). Autocad Map 2000 дает наилучшие инструменты для быстрого и точного скалывания карт с бумажных носителей. Скалывание карт значительно ускоряет перевод бумажных карт в цифровую форму. Программное обеспечение включает мощные средства для формирования запросов, изменения свойств, пространственного анализа и отличное управление выводом на печать.

Комплекс CREDO предназначен для обработки материалов изысканий, проектирования объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства, разведки, добычи и транспортировки нефти и газа, создания и ведения крупномасштабных цифровых планов городов и промышленных предприятий, подготовки данных для землеустройства, решения многих других инженерных задач.

На сегодняшний день основными программными продуктами компании mapinfo являются:

  1. Mapinfo Professional – полнофункциональная геоинформационная система;

  2. Mapbasic – среда программирования для mapinfo Professional;

  3. Mapinfo spatialware – технология управления пространственной информацией в БД SQL Server/Informix;

  4. Mapinfo mapx – библиотека разработчика приложений;

  5. Mapxtreme – программное обеспечение для разработки картографических приложений для Intranet или Internet.

В дополнение к традиционным для СУБД функциям, ГИС mapinfo Professional позволяет собирать, хранить, отображать, редактировать и обрабатывать картографические данные, хранящиеся в базе данных, с учетом пространственных отношений объектов. В одном сеансе работы одновременно могут использоваться данные разных форматов. Встроенный язык запросов SQL, благодаря географическому расширению, позволяет организовывать выборки с учетом пространственных отношений объектов, таких как удаленность, вложенность, перекрытия, пересечения, площади объектов и т.п. Запросы к базе данных можно сохранять в виде шаблонов для дальнейшего использования. В mapinfo имеется возможность поиска и нанесения объектов на карту по координатам, адресу или системе индексов.

Для наглядного представления и картографического анализа пространственных данных в ГИС mapinfo используется тематическое картографирование. Mapinfo предлагает следующие методы построения тематических карт: диапазоны значений, столбчатые и круговые диаграммы, градуированные символы, плотность точек, отдельные значения, непрерывная поверхность. Сочетание тематических слоев и методов буферизации, районирования, слияния и разбиения объектов, пространственной и атрибутивной классификации позволяет создавать синтетические многокомпонентные карты с иерархической структурой.

ГИС mapinfo открывает большие возможности для разработчиков геоинформационного программного обеспечения. Использование современных методов взаимодействия между Windows приложениями позволяет интегрировать окно Карты mapinfo в программы, написанные на языках Delphi, Visual Basic, C++, powerbuilder и др. Совместное использование mapinfo и среды разработки mapbasic дает возможность каждому создавать специфические приложения для решения конкретных прикладных задач.

Известные программные продукты ведущих мировых компаний-разработчиков программного обеспечения ГИС при всех достоинствах обладают одним существенным недостатком высокой стоимостью, составляющей тысячи и десятки тысяч долларов.

Однако, ГИС отечественного производства именуемая 2ГИС распространяется бесплатно.

2ГИС — бесплатный электронный справочник предприятий с интерактивной картой города.

Выпускается одноимённой фирмой и её франчайзами в 138 городах России и Украины. У организаций есть возможность бесплатно добавлять в справочник и обновлять информацию о себе. Свежие версии с обновлениями информации, интерфейса и исправлениями ошибок выпускаются каждый месяц. Есть он-лайн версия и версия для КПК. В интерфейсе и справочнике размещается платная реклама.

Ранее справочник назывался «дубльгис» (название означало: «геоинформационная система» (карта) и «городская информационная служба» (справочник) одновременно; этим и объяснялась приставка «Дубль» (ГИС + ГИС = дубльгис)); в начале 2011 г. Компания обновила фирменный стиль и сейчас справочник называется «двагис».
Что касается компонента «Данные», то ГИС нацелена на совместную обработку информации двух типов:

  1. Географическая (пространственная, картографическая) информация;

  2. Атрибутивная (непространственная, семантическая, тематическая, описательная, табличная) информация.

Географическая информация в ГИС представлена данными, описывающими пространственное месторасположение объектов (координаты, элементы графического оформления). Данные находятся в цифровой форме на магнитных лентах, магнитных, оптических и “жестких” дисках и служат для визуализации картины в той или иной модели данных.

Атрибутивная информация в ГИС – это данные, описывающие качественные или количественные параметры пространственно соотнесенных объектов.

Так, например, жилая постройка на дисплее может быть представлена в виде полигона (графическая составляющая), а в атрибутивной базе данных будет содержаться информация об ее площади, почтовом адресе, количестве этажей, материале стен, типе фундамента, годе постройки и т.д.

В геоинформационной системе присутствует подсистема управления как географической, так и атрибутивной информации. Пространственный анализ, который включает в себя проверку взаимного расположения объектов, установление закономерностей их распределения, нахождение смежных объектов, измерение расстояния и площади и т.д., проводят с опорой на географическую информацию. Функции семантической (непространственной) обработки предназначены для анализа и управления атрибутивной информацией.

Создание и управление ГИС невозможно без людей. Персоналом ГИС являются как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, создающие и управляющие данными, так непосредственные пользователи.



4. технологии моделирования в ГИС


Основой для представления данных о земной поверхности  являются цифровые модели рельефа.

Поверхности – это объекты, которые чаще всего представляются значениями высоты Z, распределенными по области, определенной координатами X и Y.
    1. ЦИФРОВЫЕ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФОВ


Цифровые модели рельефа (ЦМР) используют для компьютерного представления земных поверхностей.

Построение ЦМР требует определённой формы представления исходных данных (набора координат точек X,Y,Z) и способа их структурного описания, позволяющего восстанавливать поверхность путем интерполяции или аппроксимации исходных данных.

    ЦМР важны для решения целого ряда прикладных экологических задач, в частности для прогнозирования чрезвычайных ситуаций, например наводнений, оценки степени нарушенности ландшафтов и т.д.. По результатам анализа ЦМР средствами ГИС получают карты углов наклона (уклонов) местности и экспозиций склонов, формируют продольные и поперечные профили по заданному направлению, выполняют оценку зон видимости с намеченных точек обзора и др. Для отображения ЦМР используют разные формы.

    1. ИСТОЧНИКИ ДАННЫХ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЦМР

      Исходные данные для формирования ЦМР могут быть получены по картам – цифрованием горизонталей, по стереопарам снимков, а также в результате геодезических измерений или лазерного сканирования местности. Наиболее распространен первый способ, т.к. Сбор по стереопарам снимков отличается трудоемкостью и требует специфического программного обеспечения, но в то же время позволяет обеспечить желаемую степень детальности представления земной поверхности. Лазерное сканирование перспективный современный метод, пока достаточно дорогой.

    1. ИНТЕРПОЛЯЦИИ

Построение ЦМР требует определенной структуры данных, а исходные точки могут быть по разному распределены в пространстве. Сбор данных может осуществляться по точкам регулярной сетки, по структурным линиям рельефа или хаотично. Первичные данные с помощью тех или иных операций приводят к одному из наиболее распространенных в ГИС структур для представления поверхностей: GRID,  TIN или  TGRID.

TIN (Triangulated Irregular Network) – нерегулярная триангуляционная сеть, система неперекрывающихся треугольников. Вершинами треугольников являются исходные опорные точки. Рельеф в этом случае представляется многогранной поверхностью, каждая грань которой описывается либо линейной функцией (полиэдральная модель), либо полиноминальной поверхностью, коэффициенты которой определяются по значениям в вершинах граней треугольников. Для получения модели поверхности нужно соединить пары точек ребрами определенным способом, называемым триангуляцией Делоне (рис. 10).



Рис. 10.  TIN модель.

Триангуляция  Делоне в приложении к двумерному   пространству формулируется следующим образом: система взаимосвязанных неперекрывающихся треугольников имеет наименьший периметр, если ни одна из вершин не попадает внутрь ни одной из окружностей, описанных вокруг образованных треугольников (рис.11).

Образовавшиеся треугольники при такой триангуляции максимально приближаются к равносторонним, а каждая из сторон образовавшихся треугольников из противолежащей вершины видна под максимальным углом из всех возможных точек соответствующей полуплоскости. Интерполяция выполняется по образованным ребрам.



Рис. 11.  Триангуляция Делоне.

 Отличительной особенностью и преимуществом триангуляционной модели является то, что в ней нет преобразований исходных данных. С одной стороны, это не дает использовать такие модели для детального анализа, но с другой стороны, исследователь всегда знает, что в этой модели нет привнесенных ошибок, которыми грешат модели, полученные при использовании других методов интерполяции. Немаловажен и тот факт, что это самый быстрый метод интерполяции. Однако, если в ранних версиях большинства ГИС триангуляционный методы был основной, то сегодня большое распространение получили модели в виде регулярной матрицы значений высот.

GRID – модель, представляет собой регулярную матрицу значений высот, полученную при интерполяции исходных данных. Для каждой ячейки матрицы высота вычисляется на основе интерполяции. Фактически это сетка, размеры которой задаются в соответствии с требованиями точности конкретной решаемой задачи. Регулярная сетка соответствует земной поверхности, а не изображению.

При использовании GRID-модели существует некоторая сложность в выборе интервала между точками. Например, участки поверхности могут быть как сильно пересеченными, так и выположенными. В первом случае необходимо большее количество точек на единицу площади.



Рис. 12.  Плотность точек в модели GRID

TGRID (triangulated grid) – модель, сочетающая в себе элементы моделей TIN и GRID. Такие модели имеют свои преимущества, например, позволяют использовать дополнительные данные для описания сложных форм рельефа (обрывы, скальные выступы).

    1. ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ РЕЛЬЕФА

 

Основными процессами построения ЦМР по картам являются:

1) Преобразование исходных карт в растровые изображения, т.е. сканирование. При сканировании важным является выбор разрешения получаемого изображения, излишне высокое разрешение требует больших объемов памяти для хранения исходной информации, в тоже время  разрешение должно обеспечить необходимую точность сбора информации, которая определяется целями формирования ЦМР.

2)  Монтаж растровых фрагментов. Монтаж или «сшивка» - это стыковка нескольких изображений произвольной формы в одно таким образом, чтобы границы между исходными изображениями были незаметны. При монтаже осуществляется геопривязка растровых данных. В  ГИС имеются различные  модули для решения этой задачи.

3)  Векторизация растрового изображения. Векторизация, или дигитализация горизонталей может выполняться в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режимах. Для различных ГИС разработаны отдельные модули, реализующие эту задачу в автоматических режимах, например, Мар Еdit.

4)  Формирование ЦМР. ЦМР создается на основе методов интерполяции и может быть представлена в разных форматах.

5) Визуализация результатов. ЦМР обеспечивает визуализацию информации о поверхностях в разных формах.

    1. ТРЕБОВАНИЯ К ТОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССОВ

В общем случае можно сказать, что чем больше исходных точек, тем более точной будет интерполяция и тем с большей вероятностью построенная модель поверхности будет адекватно отображать земную поверхность. Однако, существует предел числу точек (дискретности), поскольку для любой поверхности излишнее количество точек обычно не улучшает существенно качество результата, но лишь увеличивает объем данных и время вычислений. В некоторых случаях избыточные данные в отдельных областях могут приводить к неравномерному представлению поверхности и, следовательно, неодинаковой точности. Другими словами, большее число точек не всегда повышает точность.

Конечно, чем сложнее поверхность, тем больше исходных точек требуется. А для сложных объектов, таких как впадины и долины рек, требуются дополнительные точки, чтобы гарантировать представление с достаточной детальностью. Особая проблема интерполяции точек на границе исследуемых областей, например, граница листа карты. В этом случае следует для интерполяции использовать большую область перекрытия соседних  листов.

5. Применение ГИС в различных отраслях

ГИС эффективны во всех областях, где осуществляется учет и управление территорией и объектами на ней. Это практически все направления деятельности органов управления и администраций: земельные ресурсы и объекты недвижимости, транспорт, инженерные коммуникации, развитие бизнеса, обеспечение правопорядка и безопасности, управление ЧС, демография, экология, здравоохранение и т.д.

ГИС позволяют точным образом учитывать координаты объектов и площади участков. Благодаря возможности комплексного (с учетом множества географических, социальных и других факторов) анализа информации о качестве и ценности территории и объектов на ней, эти системы позволяют наиболее объективно оценивать участки и объекты, а также могут давать точную информацию о налогооблагаемой базе.

Области применения ГИС

1. Применение в бизнесе. Люди, занимающиеся бизнесом, используют ГИС в разных областях своей деятельности: для анализа и отслеживания текущего состояния и тенденций изменения интересующей их области рынка; 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 перевозок и путей распределения продукции; 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 домовладении.

2. Управление крупным предприятием. Представим схему работы всего предприятия (с изображением цехов, потоков сырья, продукции и т.д.) С обозначениями вентилей, измерительных приборов, источников и потребителей энергии (атомного горючего, мазута, дров, калош, - любых измеримых ресурсов). Благодаря возможности ГИС связывать объекты схемы с чем угодно по щелчку мыши (называется "point and click") схема оживает. Значок видеокамеры на схеме вызовет окошко, в которое будет передаваться изображение с камеры; значок измерительного устройства даст показания прибора, значок замка или вентиля вызовет его если значком обозначен сложный объект, то по щелчку можно вызвать его схему (и далее вглубь иерархии), и т.д. И т.п. - возможностей море. Управление и разрешение конфликтов, предотвращение аварий сводится к минимуму операции, повышению надежности, и уменьшению задействованного персонала.

3. Охрана предприятий. ГИС определить оптимальное расположение камер наблюдения и других устройств, затем будет выдавать их сообщения в реальном времени, распечатывать отчеты в заданное время. Представим схему здания, на котором отмечены охранные устройства и информация об их состоянии. И схему действий, появляющуюся при нарушении.

4. Оказание транспортных услуг. Возможность узнать в любой момент, где находятся ваши грузовики, состояние дорожного покрытия, информацию о пробках на дорогах, оптимальнее рассчитать загруженность транспорта и наиболее эффективную траекторию.

5. Использование в торговой сфере. Обладая просто базой данных можо узнать адреса клиентов и их любимых магазинов. Представьте себе клиента, который проезжает довольно приличное расстояние, чтобы добраться до нужной ему торговой точки, хотя точно такая же (по ассортименту) находится у него под боком. Значит дело не только в ассортименте? Такого типа информация необходима, чтобы понять поведение потребителя, а это можно проанализировать и понять только рассматривая геодемографические характеристики.

6. Тушение пожаров. Пожарные департаменты получают в руки мощное средство по координированию действий отдельных подразделений, охват и наблюдение за большей площадью, расчет направления огня и прогнозирование скорости его распространения учитывая множество показателей.

7. Проведение маркетинговых исследований. Использование ГИС приложений помогает переориентировать главную цель маркетинговых усилий с удовлетворения осредненных потребностей населения города или района на оперативное реагирование на запросы каждого человека, живущего или работающего в зоне реализации товаров фирмы. Достигаемый при таком подходе принципиально новый уровень сервиса получил наименование персонифицированного маркетинга (personal marketing).

8.Создание и размещение рекламы. При помощи ГИС возможно провести необходимые демографические исследования. Выяснить где проживают потенциальные клиенты, по каким дорогам ездят (на самых загруженных и лучше освещенных повесить щиты). Высылать рекламные материалы только тем, кто может быть в ней заинтересован (сообщая каждому кратчайший путь к магазину каждому клиенту от порога его дома). Можно оценить возрастной потенциал и популярность музыкальных групп для проведения рекламных концертов, выбрать наиболее популярное средство массовой информации в данном городе и т.д.

9. Организация работы почтовой службы. Не обходится без ГИС и такая специфическая область бизнеса, как быстрая доставка корреспонденции. Более 25 лет частная компания Federal Express занимается рассылкой почтовых отправлений по всему миру. В этой требующей особой тщательности работе последние семь лет ей помогают средства геокодирования пакета ARC/INFO. В его базе данных хранятся адреса, почтовые индексы, названия, имена и фамилии миллионов жителей и организаций разных стран. К соответствующим картам привязаны места их проживания. Маршруты и расписания авиарейсов, границы административных районов, другая полезная для успешной работы информация. Все это позволяет справиться с возрастающими потоками корреспонденции.

10.Осуществление банковских услуг. ГИС поможет точно и эффективно расположить филиалы, осуществить инкассацию, оперировать ресурсами в соответствии с состоянием рынка ценных бумаг и других факторов.

11.Реставрация картин. Снимки картины в разных областях спектра (в том числе и в невидимых) и сфокусированные на разной глубине материала могут дать в результате анализа много новых данных — от техники работы художника до "истории жизни" картины. Аналогичные методы анализа могут использоваться в неразрушающем контроле зданий и сооружений, вообще любых конструкций. Конечно, это уже не совсем геоинформатика, но общность методов позволяет использовать одни и те же программные средства, есть и практические применения ГИС в не-ГИС областях именно благодаря имеющемуся в ГПС пространственному анализу.

12. Применение в военном деле. Планирование движения техники с учетом конкретной боевой обстановки, состояния местности, скрытности, времени суток, характеристик конкретной боевой техники. Планирование полетов авиации и беспилотных летательных аппаратов с целью нанесения ударов, перевозки грузов и личного состава, ведения разведки. Оптимизация расписания и маршрутов движения. Определение наиболее возможных маршрутов передвижения противника и планирование размещения средств противодействия.

13. Бурение нефтяных скважин. ГИС поможет рассчитать оптимальное количество и расположение скважин, основываясь на результатах бурения, также оптимальный путь трубопровода.


Все выше перечисленное может быть использовано благодаря:

  1. Наличию модели данных, поддерживающей топологические отношения между объектами;

  2. Возможности хранения тематических данных в форматах ряда распространенных коммерческих СУБД, возможность простого формирования запросов к серверам этих СУБД;

  3. Интеграции представления информационных ресурсов в едином гибком графическом интерфейсе.

Рассмотрим интеграцию информационных ресурсов на примере бурения нефтяных скважин.

6. ИНТЕГРАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ НА ПРИМЕРЕ НЕФТЯНОЙ КОМПАНИИ НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ


Применение географических информационных систем (ГИС) является неотъемлемой составной частью информационного обеспечения нефтяных компаний. ГИС выполняют несколько функций. С одной стороны, ГИС является инструментом, позволяющим интегрировать огромные объемы данных, используемых нефтяной компанией. Задействовав пространственную компоненту этих данных в качестве ключа связи, ГИС может динамически создавать новые связи между данными, в том числе между данными, хранимыми в разнородных базах, обеспечивая доступ к данным и просмотр информации в контексте карты. С другой стороны, ГИС решает задачи подготовки и построения базовых и тематических карт, а также задачи, связанные с пространственным анализом и моделированием.
Спектр задач, возлагаемых в настоящее время на географические информационные системы, весьма широк. Наиболее важными из них являются:

Решение перечисленных выше задач опирается на следующие свойства ГИС:

Для реализации концепции ГИС нефтяной компании, как среды, объединяющей ее информационные ресурсы, необходимо обеспечить централизованное хранение и управление данными в рамках корпоративной информационной управляющей системы (КИУС) Компании, а также координацию бизнес-процессов для реализации целей, стоящих перед компанией. Централизованное хранение данных также является непременным условием обеспечения целостности и сохранности данных.
Особенностями КИУС нефтяной компании является ее иерархическая структура и, соответственно, распределение различных видов информации по уровням иерархии. Обеспечение интеграции и координации возможно с помощью архитектуры, которая перекрывает организационные границы между отдельными подразделениями, находящимися на разных иерархических уровнях компании.
Горизонтальная архитектура достигается созданием общего информационного пространства компании на основе централизованной системы управления данными и унифицированных инструментальных средств (приложений) преобразования и использования данных. Последние должны иметь способность к перенастройке, с учетом текущей организационной структуры компании.
В контексте системной архитектуры под информационной системой понимается набор объединенных пользователей или приложений, использующих единые данные и базирующихся на единой инфраструктуре.
Важнейшими преимуществами, достигаемыми при использовании единой архитектуры, являются:

Интеграция подсистем КИУС нефтяной компании выполняется в следующих аспектах:

Интеграция всех информационных ресурсов в единую информационную систему нефтяной компании позволяет добиться эффекта синергии - получения дополнительного суммарного эффекта от внедрения интегрированной КИУС в целом, превосходящего сумму эффектов от внедрения отдельных информационных подсистем.
Особенно актуален этот подход для информационных систем поддержки основных производственных бизнес-процессов нефтяной компании, таких как разведка, разработка месторождений и процессы добычи.

7. БУДУЩЕЕ ГИС


Потребности общества в цифровых моделях местности, космических снимках, картах и продуктах их обработки и анализа постоянно растут. Пространственные данные являются основой кадастра, необходимы для оценки природных ресурсов и мониторинга окружающей среды, планирования развития территорий, маршрутизации транспорта и во многих других областях.

В будущем задачи ГИС останутся прежними: они так же будут использоваться для управления географическими данными, пространственного анализа и передачи его результатов пользователям. При этом, должно быть, изменится техника реализации этих задач. Усилится значимость геоданных при принятии решений, и увеличится доля ответственности ГИС-специалистов за достоверность продуктов пространственного анализа.

Программное обеспечение ГИС сейчас достигло того уровня развития, когда решены практически все поставленные несколько десятилетий назад задачи по обработке пространственной информации. Разработчики ГИС периодически выпускают новые версии программ, но изменения в них касаются в основном улучшения интерфейса и уменьшения времени выполнения операций путем использования особенностей новых операционных систем.

Функционально ГИС, выпущенная 10 лет назад, отличается от современной системы незначительно. Поэтому дальнейшее развитие ГИС-технологий может произойти только за счет качественного скачка.

В будущем, вероятно, облегчатся процедуры ввода геоданных. Cреди источников информации значительную часть занимают бумажные топографические и тематические карты, созданные по традиционной технологии без учета того, что их впоследствии понадобится векторизовать. Сейчас карты создаются при помощи ГИС, а данные дистанционного зондирования и цифровые модели рельефа поставщики поставляют сразу в цифровой форме. Поэтому в ближайшем будущем проблема ввода данных постепенно будет терять свою значимость. Ресурсы будут использованы на разработку аналитических процедур, что и определит развитие ГИС на ближайшие десятилетия.

Работа с атрибутной информацией останется неизменной. Сейчас табличные данные в ГИС хранятся и обрабатываются средствами внутренних или внешних реляционных баз данных, в которых модель данных и функциональные возможности были установлены в 1980х и с тех пор мало изменялись. В настоящее время предпринимаются попытки приспособить для хранения атрибутных данных XML. Для хранения пространственных данных в будущем могут использоваться промышленные реляционные базы данных.

В будущем можно ожидать дальнейшего развития вычислительной техники. Появятся компьютеры, выполняющие вычисления еще быстрее, увеличатся объемы оперативной памяти и жестких дисков. В 1970-80-е годы основным сдерживающим фактором в развитии ГИС была недостаточная производительность и невысокая надежность компьютеров. В 1990-е годы на первый план вышли вопросы программного обеспечения, а в XXI веке – данные.

Основными техническими проблемами в области геоинформатики сейчас являются обеспечение доступности данных, внедрение в программное обеспечение ГИС моделей неопределенности и распространения ошибок, подготовка метаданных, создание протоколов передачи геоданных в компьютерных сетях, развитие свободного программного обеспечения ГИС, но отнюдь не быстродействие средств вычислительной техники.

Влияние на ГИС должно оказать появление массивов жестких дисков емкостью порядка петабайта (1015) и сверхскоростных сетей. Это позволит создавать распределенные хранилища пространственных данных высокого разрешения на территорию всей планеты и в разные моменты времени. Появление Интернет-сервиса Google Earth подтверждает это предположение.

Можно также ожидать развития ГИС-технологий за счет конверсии оборонных технологий. Так система GPS – изначально созданная для военных – успешно используется сейчас в мирных целях и весьма популярна.

Возможности пространственного анализа в ГИС будут изменяться от статического описательного анализа к симуляции и моделированию географических явлений. Исторически сложилось так, что современные ГИС унаследовали структуру данных от двумерных бумажных географических карт, которые могут показывать ситуацию “как есть” или “как было”. В будущем будет возможна визуальная симуляция развития явлений по поступающим в реальном времени измерениям с реальных сенсоров – т.е. будет смоделирована виртуальная реальность. Эти модели будут показывать ситуацию “как есть” или “как может быть”. Уже сейчас ГИС включают средства для работы с 3D-моделями; в будущем появится возможность работы с четвертым измерением – временем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ




Подводя итог, следует констатировать, что использование геоинформационных систем не только видоизменяет наши представления о способах познания действительности, но и вносит существенные коррективы в теоретические основы картографирования.

Сущность ГИС состоит в том, что она позволяет так или иначе собирать данные, создавать базы данных, вводить их в компьютерные системы, хранить, обрабатывать, преобразовывать и выдавать по запросу пользователя чаще всего в картографической форме, а также в виде таблиц, графиков, текстов.

В процессе написания курсовой мы ознакомились с электронным картографированием, моделями ГИС, решаемыми задачами ГИС, областями применения ГИС, произвели краткий обзор существующих. Можно сделать вывод, что использование геоинформационных систем значительно упрощает работу во многих сферах деятельности человека. Помогает быстро и грамотно проанализировать информацию.
Закончить хотелось бы словами А.М. Берлянта: «Электронные карты уже не пахнут типографской краской, а подмигивают с экрана яркими огоньками значков и хамелионисто меняют окраску в зависимости от нашего желания и настроения».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ




      1. Геоинформатика / Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н. и др. М.: МАКС Пресс, 2001.349 с.

      2. Замай С.С., Якубайлик О.Э.. Программное обеспечение и технологии геоинформационных систем: Учеб. Пособие / Краснояр. Гос. Ун-т. Красноярск, 1998. 110 с.

      3. Кольцов А.С. Геоинформационные системы: учеб. Пособие /А.С. Кольцов, Е.Д. Федорков. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2006. 203 с.




      1. Королев Ю.А. Общая геоинформатика / Ю.А. Королев – М.: Дата+, 2001.

      2. Трифонова Т.А., Мищенко Н.В., Краснощеков А.Н. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях: Учебное пособие для вузов. – М.: Академический проект, 2005. 352 с.

      3. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. – М.: Финансы и статистика, 1998. 288 с.

      4. 2ГИС (материал из свободной энциклопедии Википедии) 2011г. http://ru.wikipedia.org/wiki/2%D0%93%D0%98%D0%A1

      5. «Вопросы интеграции информационных ресурсов нефтяной компании на основе ГИС-технологий» http://www.dataplus.ru/ARCREV/Number_19/21_oil.html



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации