План: Основные понятия Функции гис классификация гис эволюция гис

1 семестр лекции – 10 ч, лаб. – 20ч. зач. Лекция 1. Теоретические основы географических и земельно- информационных систем План: Основные понятия Функции ГИС Классификация ГИС Эволюция ГИС Сферы применения ГИС 1.Основные понятия Геоинформационные системы (ГИС) - это система сбора, обработки, графического представления и анализа пространственно-распределенных данных. Практически в любой сфере деятельности мы встречаемся с информацией такого рода, представленной в виде карт, планов, схем, диаграмм и пр. Это может быть план здания, карта экологического мониторинга территории, атлас земельного кадастра или карта природных ресурсов и т.д. ГИС дает возможность накапливать и анализировать подобную информацию, оперативно находить нужные сведения и отображать их в удобном для использования виде. Геоинформационные системы – цифровая модель реального пространственного объекта местности в векторной, растровой и других формах. ГИС это система аппаратно-программных средств и алгоритмических процедур, созданная для цифровой поддержки, пополнения, управления, манипулирования, анализа, математико-картографического моделирования и образного отображения географически координированных данных. Отличие ГИС от иных информационных систем проявляется в следующем: обеспечивает взаимосвязь между любыми количественными и качественными характеристиками географических объектов и явлений, представленных в базе данных в виде точек, линий, площадей и равномерных сеток; содержит алгоритмы анализа пространственно координированных данных. Геоинформатика - это современная научная дисциплина, которая изучает природные и социально-экономические геосистемы различных иерархических уровней посредством компьютерного моделирования на основе баз данных и баз знаний. Подобно другим дисциплинам, которые вбирают в себя основы нескольких наук, геоинформатика формируется на стыке географии, информатики, теории информационных систем, картографии и других дисциплин с привлечением системного подхода и новейших достижений в области вычислительной техники Связь ГИС с научными дисциплинами и технологиями: География Картография Дистанционное зондирование Топография и фотограмметрия Информатика Математика и статистика Сегодня геоинформатика предстает в виде системы, охватывающей науку, технику и производство. Геоинформатика -это не только научная дисциплина, но и технология (ГИС-технология) сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно-координированной информации, целью которой является решение задач инвентаризации, оптимизации и управления геосистемами. Как производство геоинформатика включает в себя изготовление программных и аппаратных средств, создание баз данных, систем управления, стандартных и коммерческих ГИС различного целевого назначения и проблемной ориентации. Взаимосвязи картографии и геоинформатики проявляются в следующих аспектах: тематические и картографические карты - главный источник пространственно - временной информации; системы географических и прямоугольных координат служат основой для координатной привязки всей информации, поступающей и хранящейся в ГИС; карты - основное средство географической интерпретации и организации данных дистанционного зондирования и другой используемой в ГИС информации (статистической, аналитической и т.п.); картографический анализ - один из наиболее эффективных способов выявления географических закономерностей, связей, зависимостей при формировании баз знаний, входящих в ГИС; математико-картографическое и компьютерно-картографическое моделирование - главное средство преобразования информации в процессе принятия решений, управления проведения экспертиз, составление прогнозов развития геосистем; 6 картографическое изображение - целесообразная форма представления информации потребителям. Информационная система ~ это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска, размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур - главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов. Например, личная библиотека, в которой может ориентироваться только ее владелец, информационной системой не является. В публичных же библиотеках порядок размещения книг всегда строго определенный. Благодаря этому, поиск и выдача книг, а также размещение новых поступлений представляют собой стандартные процедуры, близкие к алгоритмам. Работа информационных систем заключается в обслуживании двух встречных потоков информации: ввода новой информации и выдачи текущей информации по запросам. Поскольку главная задача информационной системы - обслуживание клиентов, система должна быть устроена так, чтобы ответ на любой запрос выдавался быстро и был достаточно полным. Земельно-информационная система – географическая информационная система земельно-ресурсной и земельно-кадастровой специализации. Отличие ЗИС от других информационных систем обусловлено особенностями их объекта – земли. 2. Функции ГИС Сбор геоданных (или просто данных): приобретение готовых электронных карт; конвертация из других форматов; непосредственная оцифровка с твердой основы; сканирование с твердой основы с последующей векторизацией; векторизация авиационных и космических снимков; непосредственный ввод координат географического объекта. Хранение данных. Существует две основных модели хранения геоданных: векторная, которая хранит географические объекты на карте в виде точек, линий и полигонов и растровая, сохраняющая географический объект в виде множества ячеек, которые покрывают всю область его расположения. Запросы. Существует два основных запроса: идентификация отдельных объектов (определение точного местоположения существующего объекта): где находится и какие атрибуты ему присвоены; идентификация объектов по условию (определение местоположения объекта, который удовлетворяет определённому условию). 4. Анализ данных. Основные виды анализа геоданных: буферизация (какие участки расположены на таком-то расстояние от такого-то объекта и другие запросы такого типа); наложение (объединяются объекты двух слоев для создания нового слоя, содержащего атрибуты обоих слоев, например, наложение почвы и растительности); сеть (рассматривается, как соединены линейные объекты и каким образом можно по ним передвигаться); 5. Отображение (осуществляется в виде карт графиков и диаграмм); 6. Вывод информации. 3. Способы классификации ГИС Геоинформационные системы могут быть классифицированы по следующим признакам: назначению (в зависимости от целевого использования и характера решаемых задач, например: мониторинговые, инвентаризационные, исследовательские, учебные ГИС и др.); проблемно-тематической ориентации (в зависимости от области применения, например: экологические, природопользовательские, социально-экономические, земельно-кадастровые, геологические, чрезвычайных ситуаций, навигационные и др.); территориальному охвату (в зависимости от масштаба базы данных, например: глобальные, общенациональные, региональные, локальные, муниципальные); способу организации географических данных (в зависимости от форматов ввода, хранения, обработки и представления картографической информации). 4. Эволюция ГИС История ГИС берет своё начало с конца пятидесятых годов прошлого столетия. Основные достижения в ГИС были получены в США, Канаде и Швеции. Россия и бывший СССР не участвовали в мировом процессе создания и развития геоинформационных технологий до середины 1980-х годов. В истории развития геоинформационных систем выделяют четыре периода: Новаторский период (поздние 1950-е - ранние 1970-е гг.). Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы. Период государственных инициатив (начало 1970-х -начало 1980-х гг.). Развитие крупных геоинформационных проектов поддерживаемых государством, формирование государственных институтов в области ГИС, снижение роли и влияния отдельных исследователей и небольших групп. Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям: автоматизированные системы навигации; системы вывоза городских отходов и мусора; движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т.д. Период коммерческого развития (ранние 1980-е - настоящее время). Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей. Пользовательский период (поздние 1980-е - настоящее время). Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и "открытость" программных средств позволяет использовать и даже модифициро вать программы, появление пользовательских "клубов", телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры. 5. Сферы применения ГИС Мониторинг и охрана природной среды. Комплексный контроль загрязнений, оценка ущерба от природных и антропогенных бедствий, планирование эвакуационных и восстановительных мероприятий. Поиск и добыча минеральных ресурсов. От разведки до эксплуатации месторождений и рекультивационных мероприятий. Транспортные, инженерные и коммуникационные сети. Планирование, прокладка и эксплуатация, анализ и оптимизация загрузки. Городское хозяйство и региональное управление. Практически весь комплекс вопросов - от работы городских служб и ведения кадастров (систем учёта земельных и других видов ресурсов) до перспективного планирования. Службы безопасности, правопорядка и спасения. Оперативный контроль, диспетчеризация и маршрутизация, анализ и прогноз ситуации. Военное дело. От ведения разведки, анализа местности, планирования и управления боевыми и учебными операциями до учёта военного хозяйства. Сфера бизнеса. Анализ пространственного распределения клиентов, партнёров и конкурентов, оптимизация работы службы доставки, взаимодействие с органами государственного управления и землепользования, учёт демографических данных. Системы выборов. Оценка пространственного распределения рейтинга, определение наиболее важных участков для агитации с учётом действий конкурентов. ГИС даёт высокоэффективный результат также и в следующих отраслях: местное и государственное управление, нефтегазовую отрасль, банковское и страховое дело, телекоммуникации, операции с недвижимостью, сельское хозяйство, лесное и водное хозяйство, геодезия, навигация. То, что необходимость в ГИС очень велика, показывают общемировые продажи программного обеспечения для создания геоинформационных систем, сумма которых в 1997 году превысила 1 млрд. долларов, а с учётом сопутствующих программных и аппаратных средств достигла почти 10 миллиардов. Лекция № 2. Аппаратные средства и программное обеспечение ГИС План: Базовые компоненты ГИС 2.Структура ГИС 3. Программное обеспечение ГИС 1. Базовые компоненты ГИС Геоинформационные системы включают в себя пять ключевых составляющих: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и пользователи. Аппаратные средства. Аппаратные средства представляют собой: компьютеры (рабочие станции, ноутбуки, карманные ПК); средства хранения данных (винчестеры, компакт-диски, дискеты, флэш-память); устройства ввода информации (дигитайзеры, сканеры, цифровые камеры и фотоаппараты, клавиатуры, компьютерные мыши); устройства вывода информации (принтеры, плоттеры, проекторы, дисплеи). Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической информации. Они очень сильно различаются в цене и функциональности. Выбор программного обеспечения зависит от решаемых пользователем задач. Данные - это данные о пространственном положении и о состоянии объектов. Они собираются и подготавливаются самим пользователем, либо приобретаются у поставщиков. Источники геоданных для ГИС: Бумажные карты. Данные полевой съемки (геодезические и топографические работы). Всевозможные табличные и скалярные данные. Данные дистанционного зондирования Земли. Современные непрерывные технологии (GPS-трассирование, лазерное сканирование). Исполнители - это люди, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Пользователи ГИС - это технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, и обычные сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы. 2.Структура ГИС Структура ГИС, как правило, включает четыре обязательные подсистемы: Ввода данных, обеспечивающую ввод и/или обработку пространственных данных, полученных с карт, материалов дистанционного зондирования и т.д.; Хранения и поиска, позволяющие оперативно получать данные для соответствующего анализа, актуализировать и корректировать их; Обработки и анализа, которая дает возможность оценивать параметры, решать расчетно-аналитические задачи; 4) Представления (выдачи) данных в различном виде (карты, таблицы, изображения, блок-диаграммы, цифровые модели местности и т.д.). Подсистема ввода информации - это программный или аппаратно-программный блок, отвечающий за получения данных. Например, дигитайзеры, на котором осуществляется оцифровка карт, сканер, считывающий изображение в виде растра, электронные геодезические приборы. Ввод данных - процедура кодирования данных в компьютерно-читаемую форму и их запись в базу данных GIS. Ввод данных включает три главных шага: Сбор данных Их редактирование и очистка Геокодирование данных - это генерация геометрических данных на основе табличных значений, представляющих собой почтовые адреса или линейные координаты. Имеются следующие методы: StreetInfo (адресное геокодирование), линейные координаты. Последние два этапа называются также предобработкой данных.

Похожие:

	Идеальная картографическая основа для идеальной гис Поскольку автором первоначально задаются идеальные условия создания гис, то спорить собственно не о чем. Опять же идеальных схем...		Руководство пользователя гостехнадзор эксперт «администратор начислений гис гмп» Создание платежного документа на основе платежа, полученного из гис гмп в разделе «Администратор гис гмп» 8
	В выпуске также даны ответы на вопросы по ведению бухгалтерского... Гис гмп. В типовых конфигурациях программы "1С: Бухгалтерия государственного учреждения 8" редакции 1 (с версии 34) и редакции 2...		Инструкция и описание модуля гис гмп только для специалистов с правами – «гис гмп» Государственная информационная система о государственных и муниципальных платежах
	Инструкция и описание модуля гис гмп только для специалистов с правами – «гис гмп» Государственная информационная система о государственных и муниципальных платежах		Краткое содержание изменений Создание документа. Изменения в xml-схемах, реализованные в гис гмп по отношению к последней версии системы гис гмп, следующие
	Руководство пользователя Модуль взаимодействия с гис гмп только для... Государственная информационная система о государственных и муниципальных платежах		Сегодня на нашем совещании мы рассмотрим следующие вопросы: основные... Взаимодействие оив и омсу с гис гмп посредством региональной системы аис «ПиН». Администраторами этой системы вы все являетесь
	Порядок подключения администраторов доходов к гис гмп. Раздел Для... Арегистрироваться в качестве участника в гис гмп (подать заявку на регистрацию в уфк по Свердловской области, посредством суфд, и...		Вопросы слушателей и ответы технической поддержки по заполнению Энергодеклараций... Семинар по модулю гис «Энергоэффективность» от 27. 05. 2016г на базе гау дпо рк «Республиканский Учебный Центр Минстроя рк»