Quali informazioni può contenere un sistema informativo geografico. Tipi speciali di strati

12.06.2019 Windows 10

È piuttosto difficile dare una breve definizione univoca di questo fenomeno. Il Geographic Information System (GIS) è un'opportunità per dare uno sguardo nuovo al mondo che ci circonda. Se facciamo a meno di generalizzazioni e immagini, allora il GIS è una moderna tecnologia informatica per la mappatura e l'analisi di oggetti del mondo reale, nonché di eventi che si svolgono sul nostro pianeta. Questa tecnologia combina le tradizionali operazioni di database come query e analisi statistiche con la ricca visualizzazione e i vantaggi dell'analisi geografica (spaziale) forniti da una mappa. Queste capacità distinguono i GIS dagli altri sistemi informativi e offrono opportunità uniche per la sua applicazione in un'ampia gamma di attività relative all'analisi e alla previsione di fenomeni ed eventi del mondo circostante, con la comprensione e l'evidenziazione dei principali fattori e cause, nonché delle loro le possibili conseguenze, con la pianificazione delle decisioni strategiche e le attuali conseguenze delle azioni intraprese.

La creazione di mappe e l'analisi geografica non sono del tutto nuove. Tuttavia, la tecnologia GIS fornisce un approccio nuovo, più moderno, più efficiente, conveniente e più veloce per analizzare i problemi e risolvere i problemi che l'umanità deve affrontare in generale, e una specifica organizzazione o gruppo di persone in particolare. Automatizza la procedura di analisi e previsione. Prima dell'uso dei GIS, solo pochi possedevano l'arte di generalizzare e analizzare completamente le informazioni geografiche al fine di prendere decisioni ottimali informate basate su approcci e strumenti moderni.

Il GIS è ora un'industria multimilionaria che coinvolge centinaia di migliaia di persone in tutto il mondo. Il GIS viene insegnato nelle scuole, nei college e nelle università. Questa tecnologia è utilizzata in quasi tutti gli ambiti dell'attività umana, sia che si tratti dell'analisi di problemi globali come la sovrappopolazione, l'inquinamento del territorio, la riduzione del suolo forestale, i disastri naturali, e la soluzione di problemi particolari, come la ricerca della migliore percorso tra i punti, selezionare la posizione ottimale di un nuovo ufficio, cercare case al suo indirizzo, posare un gasdotto a terra, vari compiti comunali.

Componenti di un GIS

Un GIS funzionante comprende cinque componenti chiave: hardware, software, dati, attori e metodi.
Hardware. Questo è il computer che esegue il GIS. I GIS oggi funzionano su vari tipi di piattaforme informatiche, da server centralizzati a computer desktop autonomi o collegati in rete.

Il software GIS contiene le funzioni e gli strumenti necessari per memorizzare, analizzare e visualizzare informazioni geografiche (spaziali). I componenti chiave dei prodotti software sono: strumenti per l'immissione e la gestione delle informazioni geografiche; sistema di gestione di database (DBMS o DBMS); strumenti per supportare query, analisi e visualizzazione spaziali (visualizzazione); interfaccia utente grafica (GUI o GUI) per un facile accesso agli strumenti.

Dati. Questo è probabilmente il componente più importante di un GIS. I dati sulla posizione (dati geografici) e i dati tabulari associati possono essere raccolti e preparati dall'utente, oppure acquistati da fornitori a fini commerciali o altro. Nel processo di gestione dei dati spaziali, un GIS integra i dati spaziali con altri tipi e fonti di dati e può anche utilizzare DBMS, che vengono utilizzati da molte organizzazioni per organizzare e mantenere i dati a loro disposizione.

Esecutori. L'uso diffuso della tecnologia GIS è impossibile senza persone che lavorano con prodotti software e sviluppano piani per il loro utilizzo nella risoluzione di problemi reali. Gli utenti GIS possono essere sia tecnici specializzati che sviluppano e mantengono il sistema, sia dipendenti ordinari (utenti finali) che sono aiutati da GIS a risolvere gli affari e i problemi quotidiani attuali.

Metodi. Il successo e l'efficienza (anche economica) dell'uso dei GIS dipendono in gran parte da un piano e regole di lavoro adeguatamente elaborati, che sono elaborati in conformità con i compiti e il lavoro specifici di ciascuna organizzazione.

Come funziona un GIS?

Qualsiasi informazione geografica contiene informazioni su una posizione spaziale, indipendentemente dal fatto che faccia riferimento a coordinate geografiche o di altro tipo, o riferimenti a un indirizzo, codice postale, circoscrizione o distretto del censimento, identificatore di lotto di terreno o foresta, nome della strada e così via. Quando tali collegamenti vengono utilizzati per determinare automaticamente la posizione o le posizioni delle funzioni, viene utilizzata una procedura chiamata geocodifica. Con il suo aiuto, puoi determinare rapidamente e vedere sulla mappa dove si trova l'oggetto o il fenomeno che ti interessa, come la casa in cui vive il tuo amico o si trova l'organizzazione di cui hai bisogno, dove si è verificato il terremoto o l'alluvione, quale percorso è più facile e veloce arrivare al punto di cui hai bisogno oa casa.

Modelli vettoriali e raster. Un GIS può funzionare con due tipi di dati molto diversi: vettoriali e raster. In un modello vettoriale, le informazioni su punti, linee e poligoni sono codificate e memorizzate come un insieme di coordinate X,Y. La posizione di un punto (oggetto punto), come un pozzo trivellato, è descritta da una coppia di coordinate (X,Y). Gli elementi lineari come strade, fiumi o condutture vengono archiviati come insiemi di coordinate X,Y. Le caratteristiche del poligono, come bacini idrografici, lotti o aree di servizio, vengono archiviate come un insieme chiuso di coordinate. Il modello vettoriale è particolarmente utile per descrivere oggetti discreti e meno adatto per descrivere proprietà in continua evoluzione come i tipi di suolo o l'accessibilità degli oggetti. Il modello raster è ottimale per lavorare con proprietà continue. Un'immagine raster è un insieme di valori per i singoli componenti elementari (celle), è simile a una mappa o un'immagine scansionata. Entrambi i modelli hanno i loro vantaggi e svantaggi. Il GIS moderno può funzionare sia con modelli vettoriali che raster.

Compiti che GIS risolve. Un GIS generico, tra le altre cose, esegue solitamente cinque procedure (attività) con i dati: input, manipolazione, controllo, query e analisi e visualizzazione.

Ingresso. Per essere utilizzati in un GIS, i dati devono essere convertiti in un formato digitale adatto. Il processo di conversione dei dati dalle mappe cartacee in file informatici è chiamato digitalizzazione. Nei moderni GIS, questo processo può essere automatizzato utilizzando la tecnologia scanner, che è particolarmente importante quando si eseguono progetti di grandi dimensioni, oppure, con una piccola quantità di lavoro, i dati possono essere inseriti utilizzando un digitalizzatore. Molti dati sono già stati tradotti in formati che vengono percepiti direttamente dai pacchetti GIS.

Manipolazione. Spesso, per un progetto specifico, i dati esistenti devono essere ulteriormente modificati per soddisfare i requisiti del proprio sistema. Ad esempio, le informazioni geografiche possono essere a scale diverse (le linee centrali delle strade sono disponibili in una scala di 1:100.000, i confini delle contee del censimento sono in una scala di 1:50.000 e gli insediamenti abitativi sono in una scala di 1:10.000). Per l'elaborazione e la visualizzazione congiunte, è più conveniente presentare tutti i dati su un'unica scala. La tecnologia GIS offre una varietà di modi per manipolare i dati spaziali ed estrarre i dati necessari per un'attività specifica.

Controllo. Nei progetti più piccoli, le informazioni geografiche possono essere archiviate come file regolari. Ma con un aumento della quantità di informazioni e un aumento del numero di utenti per l'archiviazione, la strutturazione e la gestione dei dati, è più efficiente utilizzare i sistemi di gestione di database (DBMS), quindi strumenti informatici speciali per lavorare con set di dati integrati (database ). In GIS, è più conveniente utilizzare una struttura relazionale in cui i dati sono archiviati in forma tabellare. In questo caso, i campi comuni vengono utilizzati per collegare le tabelle. Questo semplice approccio è abbastanza flessibile ed è ampiamente utilizzato in molte applicazioni GIS e non GIS.

Richiesta e analisi. Con la disponibilità di GIS e informazioni geografiche, sarai in grado di ricevere risposte a semplici domande (Chi è il proprietario di questo appezzamento di terreno? A che distanza si trovano questi oggetti? Dove si trova questa zona industriale?) E domande più complesse che richiedono analisi aggiuntiva (Dove sono i luoghi per la costruzione di una nuova casa? Qual è il principale tipo di terreno sotto le foreste di abeti rossi? In che modo la costruzione di una nuova strada influirà sul traffico?). Le query possono essere impostate sia con un semplice clic del mouse su un oggetto specifico, sia con l'aiuto di strumenti analitici avanzati. Con l'aiuto del GIS, puoi identificare e impostare modelli di ricerca, riprodurre scenari come "cosa accadrà se...". Il GIS moderno ha molti potenti strumenti per l'analisi, due dei più significativi sono l'analisi di prossimità e l'analisi di sovrapposizione. Per analizzare la vicinanza delle caratteristiche l'una rispetto all'altra, un GIS utilizza un processo chiamato buffering. Aiuta a rispondere a domande come: quante case si trovano entro 100 m da questo specchio d'acqua? Quanti acquirenti vivono entro 1 km da questo negozio? Qual è la proporzione di petrolio prodotto da pozzi situati entro 10 km dall'edificio di gestione di questo OGPD? Il processo di sovrapposizione prevede l'integrazione di dati situati in diversi livelli tematici. Nel caso più semplice, si tratta di un'operazione di mappatura, ma in una serie di operazioni analitiche i dati provenienti da diversi livelli vengono combinati fisicamente. Una sovrapposizione, o aggregazione spaziale, consente, ad esempio, l'integrazione dei dati relativi a suolo, pendenza, vegetazione e proprietà terriera con le aliquote fiscali fondiarie.

Visualizzazione. Per molti tipi di operazioni spaziali, il risultato finale è una rappresentazione dei dati sotto forma di mappa o grafico. Una mappa è un modo molto efficiente e informativo per archiviare, presentare e comunicare informazioni geografiche (riferite spazialmente). In precedenza, le mappe sono state create per secoli. GIS fornisce nuovi straordinari strumenti che espandono e fanno avanzare l'arte e la scienza della cartografia. Con il suo aiuto, la visualizzazione delle mappe stesse può essere facilmente integrata con documenti di segnalazione, immagini tridimensionali, grafici e tabelle, fotografie e altri mezzi, come multimediali.

Tecnologie correlate. Il GIS è strettamente correlato a numerosi altri tipi di sistemi informativi. La sua principale differenza sta nella capacità di manipolare e analizzare i dati spaziali. Sebbene non esista un'unica classificazione generalmente accettata dei sistemi informativi, la descrizione seguente dovrebbe aiutare a distanziare il GIS dai sistemi di mappatura desktop (mappatura desktop), sistemi CAD (CAD), telerilevamento (rilevamento remoto), sistemi di gestione di database (DBMS o DBMS) e posizionamento globale tecnologico (GPS).

Sistemi di mappatura desktop utilizzare una rappresentazione cartografica per organizzare l'interazione dell'utente con i dati. In tali sistemi tutto è basato su mappe, la mappa è il database. La maggior parte dei sistemi di mappatura desktop ha funzionalità limitate di gestione dei dati, analisi spaziale e personalizzazione. I pacchetti corrispondenti funzionano su computer desktop: PC, Macintosh e modelli inferiori di workstation UNIX.

Sistemi CAD in grado di disegnare progetti e piani per edifici e infrastrutture. Per combinarsi in un'unica struttura, utilizzano un insieme di componenti con parametri fissi. Si basano su un numero limitato di regole per combinare i componenti e hanno funzioni analitiche molto limitate. Alcuni sistemi CAD sono estesi per supportare la rappresentazione cartografica dei dati, ma, di norma, le utilità in essi disponibili non consentono una gestione e un'analisi efficienti di grandi database spaziali.

Telerilevamento e GPS. Le tecniche di telerilevamento sono l'arte e la scienza di effettuare misurazioni della superficie terrestre utilizzando sensori come varie telecamere a bordo di aerei, ricevitori del sistema di posizionamento globale o altri dispositivi. Questi sensori raccolgono dati sotto forma di immagini e forniscono capacità specializzate per l'elaborazione, l'analisi e la visualizzazione delle immagini risultanti. A causa della mancanza di strumenti di gestione e analisi dei dati sufficientemente potenti, i sistemi corrispondenti difficilmente possono essere attribuiti a GIS reali.

Sistemi di gestione delle banche dati progettato per archiviare e gestire tutti i tipi di dati, compresi i dati geografici (spaziali). I DBMS sono ottimizzati per questo tipo di attività, quindi molti GIS hanno il supporto DBMS integrato. Questi sistemi non dispongono di strumenti simili a GIS per l'analisi e la visualizzazione.

Cosa può fare per te il GIS?

Effettua query spaziali e analizza. La capacità del GIS di eseguire ricerche nei database ed eseguire query spaziali ha consentito a molte aziende di risparmiare milioni di dollari. Il GIS aiuta a ridurre i tempi di ricezione delle risposte alle richieste dei clienti; individuare le aree idonee alle attività richieste; identificare le relazioni tra i diversi parametri (es. suoli, clima e rese delle colture); individuare interruzioni di corrente. Gli agenti immobiliari utilizzano i GIS per trovare, ad esempio, tutte le case in una determinata area con tetti in ardesia, tre stanze e cucine di 10 metri, quindi fornire una descrizione più dettagliata di questi edifici. La richiesta può essere affinata introducendo parametri aggiuntivi, come i parametri di costo. È possibile ottenere un elenco di tutte le case situate a una certa distanza da una determinata autostrada, parco forestale o luogo di lavoro.

Migliorare l'integrazione all'interno dell'organizzazione. Molte organizzazioni che utilizzano GIS hanno riscontrato che uno dei suoi principali vantaggi risiede nelle nuove opportunità di migliorare la gestione della propria organizzazione e delle sue risorse basate sul consolidamento geografico dei dati esistenti e sulla possibilità di condivisione e modifica coerente da parte di diversi dipartimenti. La possibilità di condividere e ampliare e correggere costantemente il database per diverse divisioni strutturali consente di aumentare l'efficienza sia di ciascuna divisione che dell'organizzazione nel suo insieme. Ad esempio, una società di servizi pubblici può pianificare in modo chiaro lavori di riparazione o manutenzione, dall'ottenere informazioni complete e visualizzare sullo schermo di un computer (o su copie cartacee) le aree rilevanti, come una conduttura dell'acqua, e terminare con l'identificazione automatica dei residenti che dovranno essere interessati da tali opere, e comunicando loro i tempi della prevista chiusura o interruzione dell'erogazione dell'acqua.

Prendere decisioni più informate. Il GIS, come altre tecnologie dell'informazione, conferma il noto adagio che una migliore informazione porta a decisioni migliori. Tuttavia, il GIS non è uno strumento decisionale, ma uno strumento che aiuta a velocizzare e aumentare l'efficienza del processo decisionale, fornendo risposte a quesiti e funzioni per l'analisi dei dati spaziali, presentando i risultati dell'analisi in una forma visiva e di facile comprensione. Il GIS aiuta, ad esempio, a risolvere problemi come fornire una varietà di informazioni su richiesta delle autorità di pianificazione, risolvere conflitti territoriali, scegliere posizioni ottimali (da diversi punti di vista e secondo diversi criteri) per localizzare oggetti, ecc. Le informazioni necessari per il processo decisionale possono essere presentati in una forma cartografica sintetica con ulteriori spiegazioni testuali, grafici e diagrammi. La disponibilità di informazioni disponibili per la percezione e la generalizzazione consente ai dipendenti responsabili di concentrare i propri sforzi sulla ricerca di una soluzione senza dedicare molto tempo alla raccolta e alla riflessione sui dati eterogenei disponibili. Puoi considerare rapidamente diverse soluzioni e scegliere la più efficace ed efficiente.

Creazione di mappe. Le mappe in GIS hanno un posto speciale. Il processo di creazione delle mappe in GIS è molto più semplice e flessibile rispetto ai tradizionali metodi di mappatura manuali o automatici. Inizia con la creazione di un database. La digitalizzazione delle normali mappe cartacee può essere utilizzata anche come fonte per ottenere i dati iniziali. I database cartografici basati su GIS possono essere continui (senza suddivisione in fogli e regioni separati) e non associati a una scala specifica. Sulla base di tali banche dati è possibile creare mappe (in formato elettronico o cartaceo) per qualsiasi territorio, qualsiasi scala, con il carico necessario, con relativa selezione e visualizzazione con i simboli richiesti. In qualsiasi momento, il database può essere aggiornato con nuovi dati (ad esempio, da altri database) e i dati in esso contenuti possono essere corretti secondo necessità. Nelle grandi organizzazioni, il database topografico creato può essere utilizzato come base da altri dipartimenti e suddivisioni, mentre è possibile copiare rapidamente i dati e inviarli su reti locali e globali.

ActiveMap GS fornisce un flusso di lavoro efficiente e una gestione delle risorse basata sulle informazioni della mappa. L'impostazione di attività con coordinate precise, l'assegnazione di dipendenti responsabili e il monitoraggio dell'avanzamento del lavoro riduce al minimo i tempi di fermo macchina e aumenta la produttività.

GIS 6 edizione web

GIS 6 Web Edition consente di espandere significativamente la mobilità dell'utilizzo dei dati del programma GIS 6, nonché le capacità del sistema. Ora è possibile accedere alle informazioni da qualsiasi dispositivo che abbia accesso a Internet o all'interno della rete aziendale. La parte server della soluzione WEB può essere implementata sia in sistemi MS Windows che Unix. Il sistema consente di modificare, creare e stampare modelli di moduli di reporting nell'interfaccia Web.

GisMapServer

Server cartografico per GIS6 e MapDraw 2. Consente di accelerare notevolmente il processo di imaging per il client, liberare il traffico di rete locale e proteggere l'accesso ai dati vettoriali e grafici situati sul server. GisMapServer può essere utilizzato anche come server di mappatura Internet.

Kit attrezzi GM

Il software GM Tool Kit è progettato per i professionisti coinvolti nella configurazione e manutenzione dei sensori di idrocarburi IR2100 e S4100C ampiamente utilizzati nel settore da General Monitors. I programmi inclusi nel "GM Tool Kit" consentono di diagnosticare rapidamente le apparecchiature nella rete Modbus o un singolo sensore, configurare i parametri necessari, identificare e chiarire i guasti, aiutare a configurare la rete Modbus e il software.

CORPRO

Il programma KORPRO implementa il Correlation Anomaly Separation Method (COMS), progettato per analizzare i campi geofisici che sono una sovrapposizione di molti effetti con limitate informazioni a priori sulla caratteristica geologica studiata. Il metodo KOMR consente, in condizioni geologiche e geofisiche favorevoli, di prevedere qualsiasi caratteristica geologica laddove sia ancora sconosciuta sulla base dell'analisi di una combinazione di più parametri geofisici.

L'uso dei GIS nella gestione del territorio e dell'economia

"L'ambito del GIS è limitato solo dalla tua immaginazione"

1. Introduzione

Al momento, è difficile immaginare un campo dell'attività umana in cui non verrebbe utilizzato un computer. I computer sono usati quasi ovunque: nell'arte, nella scienza, nell'istruzione, nella medicina, nell'industria, nel commercio e in molti altri settori. Alcune aree sono state interessate da un'automazione quasi totale, in altre questo processo è solo all'inizio.
Una delle aree di attività in cui il processo di automazione sta appena iniziando a prendere slancio è la gestione dei territori e dell'economia. Per la gestione del territorio, di norma, vengono utilizzati i GIS - sistemi informativi geografici o sistemi informativi geografici.
Nei paesi industrializzati, dove da tempo l'attenzione è rivolta all'automazione, è più o meno affermata l'automazione dell'amministrazione territoriale. Per quanto riguarda la Russia, questo processo è iniziato solo in alcune regioni del paese. E poi tutte le possibilità del GIS, di regola, si riducono a mostrare una mappa o una pianta di un determinato territorio.

2. Sistema informativo geografico, concept e software

2.1 Comprendere i GIS

Un sistema informativo geografico (GIS) è un complesso software e hardware che risolve i problemi di memorizzazione, visualizzazione, aggiornamento e analisi di informazioni spaziali e attributive su oggetti del territorio. Una delle principali funzioni del GIS è la creazione e l'utilizzo di mappe digitali (elettroniche), atlanti e altri prodotti cartografici. I dati sono la spina dorsale di qualsiasi sistema informativo. I dati in GIS sono suddivisi in spaziali, semantici e metadati.
I dati spaziali sono dati che descrivono la posizione di un oggetto nello spazio. Ad esempio, le coordinate dei punti d'angolo di un edificio, rappresentate in locale o qualsiasi altro sistema di coordinate. Dati semantici (attributi): dati sulle proprietà di un oggetto. Ad esempio, indirizzo, numero catastale, numero di piani e altre caratteristiche dell'edificio.
I metadati sono dati sui dati. Ad esempio, informazioni su chi, quando e utilizzando quale materiale di origine ha inserito le informazioni sull'oggetto nel sistema.

Inizialmente, i GIS sono stati creati per lo studio delle risorse naturali a metà degli anni '60, e ora nei paesi industrializzati ci sono migliaia di GIS utilizzati in economia, politica, ecologia, gestione e protezione delle risorse naturali, catasto, scienza, istruzione, ecc. Integrano informazioni cartografiche, dati di telerilevamento e monitoraggio ambientale, statistiche e censimenti, osservazioni idrometeorologiche, materiali di spedizione, risultati di perforazione, ecc.
Strutturalmente, GIS per la gestione del territorio è un database centralizzato di oggetti territoriali e uno strumento che offre la possibilità di archiviare, analizzare ed elaborare qualsiasi informazione relativa a un particolare oggetto GIS, il che semplifica notevolmente il processo di utilizzo delle informazioni sugli oggetti del territorio da parte dei servizi interessati e individui.
Vale anche la pena notare che un GIS può essere (e dovrebbe) essere integrato con qualsiasi altro sistema informativo che utilizzi dati su oggetti del territorio. Ad esempio, un sistema per automatizzare le attività di un comitato di gestione della proprietà dovrebbe utilizzare un piano di indirizzi e una mappa dei lotti di terreno GIS nel suo lavoro. Il GIS può anche memorizzare zone contenenti tariffe di noleggio che possono essere utilizzate nei calcoli dell'affitto.
Nel caso in cui venga utilizzato un GIS centralizzato, tutti i dipendenti del governo locale hanno l'opportunità di ricevere un accesso regolamentato a dati GIS aggiornati, dedicando molto meno tempo alla loro ricerca, analisi e generalizzazione.
I GIS sono progettati per risolvere problemi scientifici e applicati di inventario, analisi, valutazione, previsione e gestione dell'ambiente e dell'organizzazione territoriale della società.
La base del GIS sono i sistemi cartografici automatizzati e le principali fonti di informazione sono varie geoimmagini.

2.2 Software GIS

Il software può essere di base e applicativo. Il software di base è la base per qualsiasi GIS specifico del dominio. Il software principale fornisce tutte le funzionalità di base richieste da uno sviluppatore GIS specifico del dominio. Questo software è sviluppato da un gran numero di organizzazioni commerciali e non commerciali. Il software applicativo è sviluppato per un'area specifica di applicazione e fornisce soluzioni a determinate attività ristrette.
Il software GIS di base è attualmente ampiamente rappresentato sul mercato. Ci sono sviluppi esteri e interni. Tutti i software sul mercato differiscono per funzionalità e prezzo. Inoltre, funzionalità e prezzo sono direttamente proporzionali. Sebbene le attività relativamente semplici possano essere risolte utilizzando tecnologie GIS Open Source gratuite.
I prodotti più funzionali e quindi più utilizzati sono quelli di ESRI. ESRI ha sviluppato software GIS per un'ampia gamma di applicazioni. La linea di prodotti comprende applicazioni server e desktop con diversi livelli di funzionalità. MapInfo e Itergraph sono anche ampiamente conosciuti.

3. L'uso dei GIS nella gestione del territorio e dell'economia

L'interesse per l'implementazione dei GIS nella pratica del governo statale e municipale in tutto il mondo rimane alto per molti anni. In Russia e nei paesi della CSI, anche i progetti che utilizzano i GIS ricevono molta attenzione. E se i precedenti organi di governo (ministeri, agenzie, ecc.) hanno mostrato una grande attività nell'attuazione di tali progetti, recentemente anche gli enti locali hanno mostrato un serio interesse: i governi regionali e comunali. Ciò è dovuto a significativi cambiamenti nella legislazione che modificano in modo significativo la base economica della governance regionale. Ai comuni vengono offerte grandi opportunità e, allo stesso tempo, viene loro affidata la responsabilità della gestione del territorio e degli immobili, della manutenzione delle infrastrutture, della conservazione dell'ambiente ecologico e della sicurezza della popolazione.
I sistemi di informazione geografica sono stati a lungo ampiamente utilizzati per risolvere i problemi del governo statale e municipale. Ci sono molti esempi di introduzione riuscita e non di grande successo dei GIS nella pratica delle autorità competenti. Naturalmente, l'efficacia dell'utilizzo del GIS è determinata da molti fattori e, probabilmente, non solo dalla scelta del software di un fornitore o di un altro. Tuttavia, la stessa capacità di implementare le funzioni richieste, costruire un sistema informativo completo, integrarlo nell'infrastruttura informatica esistente, implementare e fornire supporto tecnico per le soluzioni, dipende essenzialmente dalle proprietà e dalla qualità del software GIS.
La tecnologia GIS fornisce un mezzo per visualizzare e comprendere cosa si trova in una o più posizioni, fornisce strumenti per la modellazione delle risorse, l'identificazione di relazioni, processi, dipendenze, esempi, minacce e rischi. Queste funzionalità ti consentono di vedere cosa sta realmente accadendo, misurare le dimensioni e la portata di un evento o un impatto, analizzare in modo collaborativo una varietà di dati, sviluppare piani e, infine, aiutare a decidere quali passaggi e azioni intraprendere. La capacità del GIS di integrare dati spaziali e non, insieme alle sue capacità di analisi e modellazione dei processi, consente di utilizzare questa tecnologia come piattaforma comune per l'integrazione dei processi aziendali tra dipartimenti, attività e discipline all'interno di una città o governo statale .
Una gestione efficace dei comuni e delle regioni in via di sviluppo dinamico richiede dati affidabili e aggiornati su oggetti e processi sul loro territorio, nonché tecnologie avanzate per l'accumulo, l'elaborazione e la presentazione delle informazioni. I moderni sistemi di informazione geografica con le loro capacità analitiche avanzate consentono di visualizzare e comprendere visivamente informazioni su oggetti, processi e fenomeni specifici nella loro totalità. Il GIS consente di identificare relazioni e relazioni spaziali, supportare l'uso collettivo dei dati e la loro integrazione in un unico array informativo.
Banche dati di immobili, appezzamenti di terreni di organizzazioni, valutazione monetaria di terreni, strutture ingegneristiche, monumenti di urbanistica e architettura, informazioni sulla geologia, storia dello sviluppo, ecc. possono essere collegati a mappe digitali o una base cartografica digitale con livelli tematici , che sono le basi geospaziali dei GIS. Il database può anche memorizzare sia la grafica che tutta la documentazione tecnica, di riferimento e di altro tipo.
Nei moderni GIS è apparsa la possibilità di rappresentazione tridimensionale del territorio. I modelli 3D di oggetti, inseriti in un paesaggio 3D progettato sulla base di dati cartografici digitali e materiali di telerilevamento, migliorano la qualità dell'analisi visiva del territorio e forniscono un processo decisionale informato con maggiore efficienza.

4 Esempi di utilizzo dei GIS

Di seguito sono riportati esempi di possibili applicazioni di GIS. Viene descritta solo una piccola parte delle possibili soluzioni.

4.1 Utilizzo del GIS nella gestione delle comunicazioni

Quando si utilizzano varie reti di comunicazione, sorge inevitabilmente un problema relativo all'identificazione di situazioni di emergenza e alla previsione del suo sviluppo.

Attualmente, con l'aiuto delle tecnologie GIS, le seguenti attività vengono risolte con successo:
- determinazione del luogo del danneggiamento del cavo o della tubazione principale in base ai reclami dei consumatori;
- previsione dell'ulteriore sviluppo dell'emergenza;
- soluzione del problema sulla pronta eliminazione delle emergenze;
- soluzione delle problematiche relative all'organizzazione della fornitura di riserva di energia elettrica, acqua o calore di importanti infrastrutture;
- monitorare lo stato degli oggetti della rete di comunicazione e organizzare riparazioni o ricostruzioni tempestive

4.2 Utilizzo del GIS nella gestione del traffico

Al momento sono ampiamente conosciuti i servizi di mappatura per il monitoraggio della congestione del traffico. Ad esempio, Yandex-Traffico.
Tuttavia, con l'ausilio delle Tecnologie GIS, è anche possibile gestire direttamente l'organizzazione del traffico. Il sistema è in grado di modificare automaticamente le condizioni del traffico con mezzi tecnici in una determinata area sulla base dei dati sugli ingorghi. Ad esempio, modificare le fasi di commutazione dei semafori, modificare il numero di corsie per il traffico o organizzare una deviazione.

4.3 Utilizzo dei GIS nella gestione forestale

I GIS hanno trovato ampia applicazione nella gestione forestale.

I seguenti compiti sono stati risolti con successo:
- contabilizzare la composizione per specie delle piantagioni forestali;
- assegnazione di appezzamenti per vari tipi di disboscamento legale;
- organizzazione del ripristino forestale;
- monitoraggio dello stato di salute del bosco;
- Valutazione dei danni da incendi boschivi.

4.4 SIG pubblico

Attualmente, varie autorità si stanno adoperando per garantire la trasparenza delle loro attività per la popolazione. Per questo, Internet è ampiamente utilizzato. Attualmente sono iniziate ad apparire risorse che consentono a tutti di conoscere una varietà di informazioni sul territorio.

Naturalmente, un tale GIS non pubblica dati la cui diffusione è limitata dalla normativa vigente.

4.5 Monitoraggio ambientale dell'ambiente

Le tecnologie GIS sono ampiamente utilizzate per prendere decisioni sull'organizzazione delle misure di protezione ambientale, nonché per valutare l'efficacia di queste misure.

Il GIS consente di lavorare contemporaneamente con grandi quantità di dati, il che consente di valutare il grado di impatto di una struttura pericolosa esistente o pianificata sull'ambiente.

4.6 GIS urbano

Lo stesso processo di creazione e la costruzione stessa strutturale della documentazione progettuale urbanistica, ovviamente, testimonia l'efficacia dell'uso delle tecnologie GIS.
Innanzitutto, poiché i dati iniziali di molte organizzazioni, inclusi i documenti grafici, sono solitamente presentati su basi cartografiche diverse e spesso sotto forma di diagrammi, sono le tecnologie GIS che consentono di portarli a un “denominatore comune”, ovverosia. ad un'unica base cartografica.
In secondo luogo, sezioni e materiali cartografici sono realizzati in forma digitale in aree separate, che rappresentano, in sostanza, le basi tematiche cartografiche e semantiche del sistema informativo geografico.
In terzo luogo, viene effettuata un'analisi coniugata delle informazioni di cui sopra e viene creato uno schema sintetico "Analisi urbanistica complessa del territorio", in cui l'intero potente arsenale di tecnologie GIS può essere applicato con successo.
In quarto luogo, sulla base dell'analisi, vengono sviluppate proposte progettuali per lo sviluppo urbano del territorio (Piano di progetto) e schemi di progettazione ingegneristica di settore che dettagliano e rafforzano le proposte progettuali del Piano Generale, dove anche l'uso delle tecnologie GIS sembra essere molto efficace.

4.7 Utilizzo dei GIS in situazioni di emergenza

Il GIS consente di risolvere i problemi valutando le cause di accadimento e prevedendo lo sviluppo di diverse situazioni di emergenza:
- prevedere le conseguenze di una fuoriuscita di sostanze tossiche in una struttura pericolosa per prendere una decisione sull'evacuazione della popolazione e valutare il danno ambientale;
- Previsione dello sviluppo di un incendio boschivo in base alle condizioni meteorologiche;
- previsione delle aree allagate in caso di rottura di dighe e allagamenti;
- valutazione del danno economico.

4.8 GIS e demografia

Le tecnologie GIS sono ampiamente utilizzate per valutare la composizione della popolazione e per prendere decisioni sulla disposizione delle varie infrastrutture sociali. Ad esempio, la pianificazione del carico sulle scuole secondarie, gli asili nido e le istituzioni mediche.

GIS (acronimo di "Sistemi informativi geografici") - sistemi informatici che consentono di visualizzare i dati sullo schermo in forma elettronica. Le immagini GIS sono mappe di nuova generazione.

Geografia sullo schermo

Tali mappe, oltre a dati geografici e di altro tipo provenienti dal campo statistico, demografico, ecc., possono essere forniti con vari tipi di operazioni analitiche inaccessibili ai vecchi supporti cartacei.

Il supporto tecnico per le mappe elettroniche esiste sotto forma di un'enorme quantità di analisi, strumenti di modifica e database estesi. Durante la loro creazione e utilizzo, sono coinvolti molti strumenti moderni, dagli scanner ai satelliti spaziali che scattano foto della superficie terrestre.

Le informazioni ottenute con l'ausilio delle nuove tecnologie sono utilizzate non solo dai geografi, ma anche negli ambienti aziendali, edili, di marketing e della pubblica amministrazione. Anche le casalinghe sanno cosa sono i sistemi di informazione geografica. E usano con successo le carte elettroniche!

GIS - definizione e concetti di base

Cosa significa esattamente questo termine? Sistemi informativi geografici (GIS) - il nome dei sistemi il cui scopo è la raccolta, l'archiviazione e l'analisi dei dati spaziali, nonché la loro visualizzazione grafica. Il GIS appartiene alla nuova generazione di tecnologie informatiche. La scienza che studia gli aspetti applicativi e tecnici del lavoro con i GIS è la geoinformatica.

Il GIS è una combinazione vincente di funzionalità di database (query, analisi) e visualizzazione spaziale caratteristica delle mappe. I dati vengono archiviati in un tale sistema da livelli tematici legati a una posizione geografica. I GIS funzionano sia con dati raster che vettoriali, quindi qualsiasi attività relativa alle informazioni spaziali può essere efficacemente risolta con il loro aiuto.

Cosa li rende diversi

Le caratteristiche di un sistema informativo geografico includono l'analisi avanzata, il lavoro con enormi quantità di informazioni, la disponibilità di strumenti speciali per l'elaborazione dei dati spaziali.

I loro principali vantaggi sono la facilità d'uso (i dati tridimensionali sono i più facili da percepire), la capacità di integrare le informazioni accumulate da varie fonti e di creare un unico array per l'uso collettivo.

Quindi - analisi automatica dei dati geospaziali e un rapporto, l'uso dell'interpretazione di immagini aeree e spaziali, schemi e piani del terreno precedentemente creati, che aumenta l'efficienza dell'applicazione di un ordine di grandezza. Notevoli risparmi di tempo e capacità di creare modelli tridimensionali di oggetti geografici.

Compiti principali

Le funzioni GIS sono una serie di operazioni per:

inserimento dati (le mappe digitali vengono create automaticamente),
gestione dei dati (tutti sono conservati con possibilità di ulteriore elaborazione e utilizzo),
la loro richiesta e analisi confrontando una varietà di parametri,
visualizzazione dei dati ricevuti ed elaborati sotto forma di mappe interattive.

I rapporti su ciascun oggetto possono assumere la forma di un grafico, un grafico o un'immagine 3D.

Funzionalità GIS

Con l'ausilio di un sistema GIS diventa possibile determinare la presenza, la quantità e la posizione relativa di tutti gli oggetti disponibili in un determinato territorio. Inoltre, viene utilizzato, ad esempio, per analizzare i dati geospaziali che caratterizzano la densità di insediamento, ecc., e determinare le varie variazioni nel tempo.

Con l'aiuto dei sistemi GIS, è diventato possibile simulare la situazione prevista per quanto riguarda, ad esempio, l'aggiunta di un nuovo oggetto: una strada, un'area residenziale, ecc.

GIS - classificazione

Esistono diverse classificazioni di questi sistemi. Se sono suddivisi secondo il principio di copertura del territorio, allora ogni GIS può essere attribuito a sistemi globali, subcontinentali, nazionali, regionali, subregionali, nonché locali o locali.

In base al livello di gestione, questi sistemi sono costituiti da federali, regionali, municipali e aziendali.

Si distinguono anche per la funzionalità. I GIS (l'abbreviazione è comprensibile a un gran numero di utenti) possono essere sia completi che specializzati, progettati per risolvere problemi specifici, ad esempio visualizzare i dati, inserirli ed elaborarli.

A seconda dell'area disciplinare, i GIS possono essere classificati in cartografici, geologici, ambientali, nonché comunali o urbani.

Sistemi integrati di informazione geografica - quelli in cui, oltre alla funzionalità standard, è possibile elaborare digitalmente le immagini. I GIS a grandezza naturale riproducono i dati a qualsiasi scala prescelta. I sistemi spazio-temporali consentono di gestire le informazioni nel tempo passato o futuro.

Dove vengono applicati i GIS?

GIS è uno strumento versatile con una vasta gamma di applicazioni. Che cosa esattamente?

Un'area tipica del loro utilizzo è l'amministrazione fondiaria, la compilazione catastale, il calcolo dell'area e la delimitazione delle particelle di terreno. Fu per risolvere tali problemi che furono creati i primi sistemi di questo tipo.
Un'altra area è la gestione delle infrastrutture industriali, la loro contabilità, pianificazione e inventario. Creazione e posizionamento di una rete di oggetti per uno scopo specifico: negozi, distributori di benzina, ecc.
Indagini ingegneristiche e progettuali nel campo dell'architettura e delle costruzioni, risolvendo problemi per lo sviluppo del territorio e l'ottimizzazione delle sue infrastrutture.
Creazione di mappe tematiche.
Gestione di tutti i tipi di trasporto - dalla terra all'acqua e all'aria.

Altre aree

Attività per la protezione della natura, attività ambientali, pianificazione e gestione delle risorse naturali, monitoraggio ambientale, modellazione dei processi ambientali.

Sfera della geologia e dell'industria mineraria. Con l'aiuto del GIS è stato possibile calcolare la riserva di minerali sulla base di campioni di perforazione esplorativa e modellazione della struttura del giacimento.

Ulteriori sviluppi

Dagli anni '70. grazie al sostegno del governo, sono comparsi progetti pilota sull'uso dei GIS nei sistemi di navigazione e smaltimento rifiuti, traffico, ecc.

Dagli anni '80 iniziò un periodo di sviluppo su base commerciale. Il mercato era pieno di una massa di strumenti software, apparivano tutti i tipi di applicazioni, il numero di utenti che imparavano cosa sono le tecnologie GIS superava il numero di specialisti professionisti.

Nel periodo attuale, che può essere chiamato periodo utente, a causa dell'elevata concorrenza tra i produttori, è diventato possibile creare gruppi tematici di consumatori, condurre teleconferenze e formare una geostruttura globale unificata.

Informazioni sulle prospettive GIS

Una nuova fase dell'evoluzione nello sviluppo dei GIS può essere considerata l'emergere del geodesign, che è ormai richiesto ovunque - dalla sfera dell'uso del suolo e della protezione della natura alla pianificazione di nuove infrastrutture e progetti di costruzione, nonché nella manutenzione di reti di utilità, ecc.

Il futuro appartiene alle tecnologie GIS che contengono i principi dell'intelligenza artificiale. I moderni GIS sono gli ultimi sviluppi informatici basati sull'uso dello spazio e della fotografia aerea, che servono per implementare programmi di governo globale.

I sistemi GIS si stanno sviluppando a un ritmo senza precedenti e sono tra le soluzioni più interessanti in termini commerciali. In Russia oggi, circa 200 diverse organizzazioni sono impegnate nel loro sviluppo e implementazione, il che ci consente di parlare di concorrenza con i produttori occidentali. Non è più un segreto per nessuno che dietro le nuove tecnologie ci siano enormi prospettive basate sull'ulteriore sviluppo dei mezzi informatici di elaborazione delle informazioni.

GIS (DoubleGIS Barnaul)

È piuttosto difficile dare una breve definizione univoca di questo fenomeno. Sistema Informativo Geografico (GIS)È un'opportunità per dare uno sguardo nuovo al mondo che ci circonda. Se facciamo a meno di generalizzazioni e immagini, allora il GIS è una moderna tecnologia informatica per la mappatura e l'analisi di oggetti del mondo reale, nonché di eventi che si svolgono sul nostro pianeta. Questa tecnologia combina le tradizionali operazioni di database come query e analisi statistiche con la ricca visualizzazione e i vantaggi dell'analisi geografica (spaziale) forniti da una mappa. Queste capacità distinguono i GIS dagli altri sistemi informativi e offrono opportunità uniche per la sua applicazione in un'ampia gamma di attività relative all'analisi e alla previsione di fenomeni ed eventi del mondo circostante, con la comprensione e l'evidenziazione dei principali fattori e cause, nonché delle loro le possibili conseguenze, con la pianificazione delle decisioni strategiche e le attuali conseguenze delle azioni intraprese. La creazione di mappe e l'analisi geografica non sono del tutto nuove. Tuttavia, la tecnologia GIS fornisce un approccio nuovo, più moderno, più efficiente, conveniente e più veloce per analizzare i problemi e risolvere i problemi che l'umanità deve affrontare in generale, e una specifica organizzazione o gruppo di persone in particolare. Automatizza la procedura di analisi e previsione. Prima dell'uso dei GIS, solo pochi possedevano l'arte di generalizzare e analizzare completamente le informazioni geografiche al fine di prendere decisioni ottimali informate basate su approcci e strumenti moderni. Il GIS è ora un'industria multimilionaria che coinvolge centinaia di migliaia di persone in tutto il mondo. Il GIS viene insegnato nelle scuole, nei college e nelle università. Questa tecnologia è utilizzata in quasi tutti gli ambiti dell'attività umana, sia che si tratti dell'analisi di problemi globali come la sovrappopolazione, l'inquinamento del territorio, la riduzione del suolo forestale, i disastri naturali, e la soluzione di problemi particolari, come la ricerca della migliore percorso tra i punti, selezionare la posizione ottimale di un nuovo ufficio, cercare case al suo indirizzo, posare un gasdotto a terra, vari compiti comunali. Per copertura territoriale, ci sono GIS globali (GIS globali), GIS subcontinentali, GIS nazionali, spesso con lo stato di GIS statali, regionali (GIS regionali), GIS subregionali e GIS locali o locali (GIS locali).

I GIS differiscono nell'area tematica della modellazione delle informazioni, ad esempio GIS urbano o GIS comunale, MGIS (GIS urbano), GIS ambientale (GIS ambientale), ecc.; tra questi, un nome speciale, in quanto particolarmente diffuso, veniva dato ai sistemi informativi territoriali. L'orientamento del problema di un GIS è determinato dai compiti che risolve (scientifici e applicati), tra cui l'inventario delle risorse (incluso l'inventario), l'analisi, la valutazione, il monitoraggio, la gestione e la pianificazione, il supporto alle decisioni. GIS integrato, IGIS (integrated GIS, IGIS) combinano le funzionalità di GIS e sistemi di imaging digitale (dati di telerilevamento) in un unico ambiente integrato.

I GIS multiscala o indipendenti dalla scala (GIS multiscala) si basano su rappresentazioni multiple o multiscala di oggetti spaziali (rappresentazione multipla, rappresentazione multiscala), fornendo una riproduzione grafica o cartografica dei dati a qualsiasi livello di scala selezionato in base a un unico set di dati con la più alta risoluzione spaziale. I GIS spazio-temporali (GIS spazio-temporali) operano con dati spazio-temporali. La realizzazione di progetti di geoinformazione (progetto GIS), la realizzazione di un GIS in senso lato, prevede le seguenti fasi: studi pre-progetto (studio di fattibilità), compreso lo studio dei requisiti dell'utente (requisiti dell'utente) e della funzionalità del software GIS utilizzato, uno studio di fattibilità, una valutazione del rapporto “costi/ricavi” (costi/benefici); Progettazione del sistema GIS (progettazione GIS), inclusa la fase del progetto pilota (progetto pilota), sviluppo GIS (sviluppo GIS); la sua sperimentazione su un piccolo frammento territoriale, o area di prova (area di prova), la prototipazione o la creazione di un prototipo o prototipo (prototipo); Implementazione GIS (implementazione GIS); funzionamento e utilizzo. Gli aspetti scientifici, tecnici, tecnologici e applicati della progettazione, creazione e utilizzo dei GIS sono studiati dalla geoinformatica.

Storia del GIS

Periodo iniziale (fine anni '50 - inizio anni '70)

Ricerca di possibilità fondamentali, aree di frontiera della conoscenza e delle tecnologie, sviluppo dell'esperienza empirica, primi grandi progetti e lavori teorici.

L'emergere dei computer elettronici (computer) negli anni '50.
L'avvento di digitalizzatori, plotter, display grafici e altre periferiche negli anni '60.
Creazione di algoritmi software e procedure per la visualizzazione grafica delle informazioni su display e utilizzo di plotter.
Creazione di metodi formali di analisi spaziale.
Realizzazione di software per la gestione di banche dati.

Il periodo delle iniziative statali (primi anni '70 - primi anni '80)

Il sostegno statale ai GIS ha stimolato lo sviluppo di attività sperimentali nel campo dei GIS basate sull'uso di banche dati sulle reti stradali:

Sistemi di navigazione automatizzati.
Sistemi per la rimozione dei rifiuti urbani e dei rifiuti.
Movimento di veicoli in situazioni di emergenza, ecc.

Periodo di sviluppo commerciale (primi anni '80 - oggi)

Un ampio mercato per vari strumenti software, lo sviluppo di GIS desktop, l'ampliamento del loro ambito attraverso l'integrazione con database non spaziali, l'emergere di applicazioni di rete, l'emergere di un numero significativo di utenti non professionisti, i sistemi che supportano i dati individuali set su singoli computer, aprono la strada a sistemi che supportano geodatabase aziendali e distribuiti.

Periodo dell'utente (fine anni '80 - presente)

L'accresciuta concorrenza tra i produttori commerciali di servizi di geoinformazione tecnologica porta vantaggi agli utenti GIS, la disponibilità e "apertura" di strumenti software consente di utilizzare e persino modificare i programmi, l'emergere di "club" di utenti, teleconferenze, geograficamente dispersi, ma collegati da un unico tema dei gruppi di utenti, una maggiore necessità di geodati, l'inizio della formazione dell'infrastruttura globale di geoinformazione.

Come funziona il GIS

Un GIS memorizza le informazioni sul mondo reale come un insieme di livelli tematici raggruppati in base alla posizione geografica. Questo approccio semplice ma altamente flessibile ha dimostrato il suo valore in una varietà di applicazioni del mondo reale: tracciamento di veicoli e materiali, mappatura dettagliata di situazioni reali ed eventi pianificati e modellazione della circolazione atmosferica globale. Qualsiasi informazione geografica contiene informazioni su una posizione spaziale, indipendentemente dal fatto che faccia riferimento a coordinate geografiche o di altro tipo, o riferimenti a un indirizzo, codice postale, circoscrizione o distretto del censimento, identificatore di lotto di terreno o foresta, nome della strada e così via. Quando tali collegamenti vengono utilizzati per determinare automaticamente la posizione o le posizioni delle funzioni, viene utilizzata una procedura chiamata geocodifica. Con il suo aiuto, puoi determinare rapidamente e vedere sulla mappa dove si trova l'oggetto o il fenomeno che ti interessa, come la casa in cui vive il tuo amico o si trova l'organizzazione di cui hai bisogno, dove si è verificato il terremoto o l'alluvione, quale percorso è più facile e veloce arrivare al punto di cui hai bisogno oa casa.

Modelli vettoriali e raster

Un GIS può funzionare con due tipi di dati molto diversi: vettoriali e raster. In un modello vettoriale, le informazioni su punti, linee e poligoni sono codificate e memorizzate come un insieme di coordinate X,Y. La posizione di un punto (oggetto punto), come un pozzo trivellato, è descritta da una coppia di coordinate (X,Y). Gli elementi lineari come strade, fiumi o condutture vengono archiviati come insiemi di coordinate X,Y. Le caratteristiche del poligono, come bacini idrografici, lotti o aree di servizio, vengono archiviate come un insieme chiuso di coordinate. Il modello vettoriale è particolarmente utile per descrivere oggetti discreti e meno adatto per descrivere proprietà in continua evoluzione come i tipi di suolo o l'accessibilità degli oggetti. Il modello raster è ottimale per lavorare con proprietà continue. Un'immagine raster è un insieme di valori per i singoli componenti elementari (celle), è simile a una mappa o un'immagine scansionata. Entrambi i modelli hanno i loro vantaggi e svantaggi. Il GIS moderno può funzionare sia con modelli vettoriali che raster.

Strati GIS

Tutte le informazioni cartografiche in un GIS sono organizzate in strati. I livelli sono il primo livello di astrazione in GIS. Lavorando con GIS, ci viene richiesto di dividere i dati che abbiamo in livelli. Ogni livello contiene oggetti di un certo tipo, accomunati da caratteristiche comuni. Lavorando in un GIS, possiamo connettere e disconnettere i layer di nostro interesse o modificare l'ordine in cui vengono visualizzati. I livelli sono dei seguenti tipi:

Punto

I livelli di punti contengono oggetti che possono essere astratti in un punto, come un pozzo o una città. Per ragioni di chiarezza di comprensione, anche una città può essere rappresentata da un punto.

Lineare

Questi oggetti possono essere astratti in linee spezzate o lisce, come fiumi, strade o condutture.

Poligonale o areale

Gli oggetti di questo tipo sono rappresentati all'interno di un determinato poligono, come le aree di licenza.

Gli oggetti areali possono essere costituiti da diversi contorni. Questo è necessario se vuoi rappresentare un poligono con un foro all'interno. La figura mostra un esempio di un poligono regolare e un poligono costituito da due contorni.

L'ultimo punto di un poligono deve sempre corrispondere al primo punto. Che sia giusto o meno, è proprio come è nei sistemi di geoinformazione. Pertanto, un poligono non può avere meno di quattro punti. Se il poligono ha area zero, cioè degenera, allora deve essere cancellato. Il poligono inoltre non deve avere autointersezioni. Tali carenze possono in seguito portare a gravi errori nei calcoli e pertanto dovrebbero essere evitate.

immagini

Grafica bitmap georeferenziata, come immagini satellitari o mappe scansionate.

Modelli a griglia

Si tratta di mappe strutturali e mappe parametriche. Inizialmente, tali modelli erano basati su una griglia rettangolare, dove il valore Z (parametro) è indicato nei nodi della griglia.

Ora la struttura di tali modelli è spesso più complessa, ma per tradizione continuano a essere chiamati griglie o griglie. Le griglie moderne possono contenere interruzioni, aree di perfezionamento o essere basate su spline. Il significato dei modelli a griglia rimane lo stesso: una rappresentazione continua di un parametro su una determinata area.

Una mesh spline differisce da una mesh regolare in quanto la sua superficie è perfettamente liscia, il che è più naturale per la maggior parte dei modelli. Le mesh difettose contengono segmenti aggiuntivi per modellare una discontinuità uniforme. In un modello a griglia convenzionale, la discontinuità è a gradini. I modelli griglia sono anche chiamati mappe di contorno.

Tipi speciali di strati

Questi cinque tipi di layer sono standard per qualsiasi GIS professionale, ma in aggiunta a loro possono esserci altri tipi di dati speciali, a causa dell'ambito di questo sistema. Ad esempio, possono essere faglie (per modellare griglie con faglie), mappe raster (per rappresentare immagini raster molto grandi), modelli 3D (per modelli 3D di serbatoi).

Tabelle dati GIS

I punti linea e i poligoni hanno tabelle di dati di attributo per le loro caratteristiche.

Ogni oggetto sulla mappa corrisponde a una riga nella tabella dei dati. Utilizzando la tabella dati, puoi trovare e ordinare gli oggetti, selezionarli sulla mappa in base agli attributi o visualizzare gli attributi degli oggetti selezionati. La tabella degli attributi consente di cercare oggetti, ordinarli, selezionarli in base a condizioni, raggrupparli, creare filtri ed eseguire calcoli. Una tabella degli attributi trasforma un GIS in un database in cui è possibile analizzare i dati o gestire i dati utilizzando strumenti GIS avanzati. Senza le tabelle degli attributi, i sistemi di informazione geografica non avrebbero senso e le mappe in essi contenute non sarebbero mappe, ma semplicemente disegni, come i disegni in CorelDraw o Paint.

I punti all'interno di linee e poligoni hanno anche le proprie tabelle degli attributi. Quindi, ad esempio, i profili sismici possono essere caricati insieme ai dati sugli orizzonti selezionati e utilizzati per costruire mappe in isolinee. La tabella dati supporta il concetto di oggetti selezionati, tali righe nella tabella sono contrassegnate con un colore diverso. Anche gli oggetti selezionati vengono visualizzati in modo leggermente diverso sulla mappa. La selezione degli oggetti è molto spesso utilizzata nell'analisi dei dati. È possibile selezionare gli oggetti sia nella tabella che sulla mappa, nonché in base a condizioni specificate.

Formazione di strati

Un argomento molto importante è la corretta formazione della struttura a strati. L'utilità di qualsiasi database, incluso un GIS, dipende fortemente dalla corretta struttura dei dati. Si può anche formulare quanto segue: l'utilità del database è direttamente proporzionale alla sua corretta organizzazione e ordine dei dati. Se i dati nel database contengono un numero elevato di errori o non sono organizzati correttamente, ciò può annullare tutti i vantaggi del database in quanto tale. Per questo motivo, la capacità di strutturare correttamente le informazioni è importante. Ad esempio, se si stanno caricando dati sismici, sarebbe corretto combinare tutti gli equipaggi sismici in un unico strato e non creare più strati raggruppandoli per regioni o aree. È meglio attenersi a questa regola: un tipo di dati: una tabella (o un livello). D'altra parte, gli oggetti eterogenei sono meglio collocati in strati diversi, anche se sono accomunati da un tema comune. Quindi strade e ferrovie sono meglio suddivise in due strati e quindi collocate nel gruppo "Percorsi di trasporto".

Coordinate

Tutti sanno che la terra è rotonda, ma la mappa è piatta e la superficie della palla non può essere ruotata su un piano senza deformazioni. Per questo motivo, le proiezioni sono utilizzate nella cartografia. Le proiezioni sono regole e formule per trasformare una coordinata in un'altra. Di solito, viene utilizzata una trasformazione da coordinate sferiche (geografiche) a coordinate ad angolo retto (coordinate della mappa). Le proiezioni possono essere di area uguale o conformi, ovvero preservano l'area degli oggetti o degli angoli. A volte una proiezione può distorcere entrambi, riducendo al minimo la distorsione in generale. Per il nostro Paese, il sistema di trasformazione standard è il sistema di coordinate "42° anno". Il sistema del "42° anno" divide il territorio del globo in 60 zone, di 6 gradi ciascuna. La regione di Tyumen, ad esempio, si trova all'interno della 12a, 13a e 14a zona. "Anno 42" è una proiezione di area uguale. I GIS sono progettati per memorizzare i dati in un sistema di coordinate e visualizzarli in un altro. Pertanto, è necessario non confondersi con il sistema di coordinate in cui sono archiviati i dati e in cui vengono visualizzati sulla mappa. Per ridurre la confusione con le proiezioni, ISOLINE supporta solo due opzioni di input:

Coordinate rettangolari (qualsiasi coordinata arbitraria a cui non vengono applicate trasformazioni).
Coordinate geografiche (gradi, minuti, secondi che, se visualizzati sulla mappa, vengono convertiti in una sorta di proiezione).

Di seguito sono riportate le opzioni per visualizzare la stessa area in diversi sistemi di coordinate e proiezioni.

Proiezione "policonica". Le coordinate reali sono gradi, le coordinate visualizzate sono gradi.

La proiezione non è installata. Le coordinate reali sono "policoniche", le coordinate visualizzate sono rettangolari.

La proiezione non è installata. Le coordinate reali sono gradi, le coordinate visualizzate sono rettangolari.

Proiezione "policonica". Le coordinate reali sono "policoniche", le coordinate visualizzate sono rettangolari.

Come si può vedere dalle cifre, le prime due ci stanno abbastanza bene, ma la terza e la quarta no. La terza immagine è, infatti, abbastanza corretta, ma la proiezione non è specificata, e quindi vediamo l'immagine "così com'è", in gradi. Nella quarta figura, abbiamo cercato di visualizzare un poligono i cui dati non sono gradi nella proiezione "policonica" e il sistema non ci ha capito. Da ciò possiamo trarre la seguente conclusione: è impossibile impostare la proiezione per coordinate rettangolari, poiché in questo caso le formule di trasformazione vengono applicate ad esse una seconda volta e l'immagine viene ottenuta in modo errato.

È inoltre necessario tenere conto del fatto che una linea retta tracciata in un sistema di coordinate non è una linea retta in un altro sistema e le aree degli oggetti possono differire, anche se le proiezioni hanno la stessa area.

Coordinate rettangolari

"policonico", senza correzione del display.

Sistema di coordinate Mollweide.

policonico", con regolazione del display.

Pertanto, se sono necessarie lunghezze di linea accurate, aree precise e una visualizzazione accurata, è necessario utilizzare strumenti di sistema speciali.

Compiti che GIS risolve

Un GIS generico, tra le altre cose, esegue solitamente cinque procedure (attività) con i dati: input, manipolazione, controllo, query e analisi e visualizzazione.

Ingresso

Per essere utilizzati in un GIS, i dati devono essere convertiti in un formato digitale adatto. Il processo di conversione dei dati dalle mappe cartacee in file informatici è chiamato digitalizzazione. Nei moderni GIS, questo processo può essere automatizzato utilizzando la tecnologia scanner, che è particolarmente importante quando si eseguono progetti di grandi dimensioni, oppure, con una piccola quantità di lavoro, i dati possono essere inseriti utilizzando un digitalizzatore. Molti dati sono già stati tradotti in formati che vengono percepiti direttamente dai pacchetti GIS.

Manipolazione

Spesso, per un progetto specifico, i dati esistenti devono essere ulteriormente modificati per soddisfare i requisiti del proprio sistema. Ad esempio, le informazioni geografiche possono essere a scale diverse (le linee centrali delle strade sono disponibili in una scala di 1:100.000, i confini delle contee del censimento sono in una scala di 1:50.000 e gli insediamenti abitativi sono in una scala di 1:10.000). Per l'elaborazione e la visualizzazione congiunte, è più conveniente presentare tutti i dati su un'unica scala. La tecnologia GIS offre una varietà di modi per manipolare i dati spaziali ed estrarre i dati necessari per un'attività specifica.

Controllo

Nei progetti più piccoli, le informazioni geografiche possono essere archiviate come file regolari. Ma con un aumento della quantità di informazioni e un aumento del numero di utenti per l'archiviazione, la strutturazione e la gestione dei dati, è più efficiente utilizzare i sistemi di gestione di database (DBMS), quindi strumenti informatici speciali per lavorare con set di dati integrati (database ). In GIS, è più conveniente utilizzare una struttura relazionale in cui i dati sono archiviati in forma tabellare. In questo caso, i campi comuni vengono utilizzati per collegare le tabelle. Questo semplice approccio è abbastanza flessibile ed è ampiamente utilizzato in molte applicazioni GIS e non GIS.

Richiesta e Analisi

Con la disponibilità di GIS e informazioni geografiche, sarai in grado di ricevere risposte a semplici domande (Chi è il proprietario di questo appezzamento di terreno? A che distanza si trovano questi oggetti? Dove si trova questa zona industriale?) E domande più complesse che richiedono analisi aggiuntiva (Dove sono i luoghi per la costruzione di una nuova casa? Qual è il principale tipo di terreno sotto le foreste di abeti rossi? In che modo la costruzione di una nuova strada influirà sul traffico?). Le query possono essere impostate sia con un semplice clic del mouse su un oggetto specifico, sia con l'aiuto di strumenti analitici avanzati. Con l'aiuto del GIS, puoi identificare e impostare modelli di ricerca, riprodurre scenari come "cosa accadrà se...". Il GIS moderno ha molti potenti strumenti per l'analisi, due dei più significativi sono l'analisi di prossimità e l'analisi di sovrapposizione. Per analizzare la vicinanza delle caratteristiche l'una rispetto all'altra, un GIS utilizza un processo chiamato buffering. Aiuta a rispondere a domande come: quante case si trovano entro 100 m da questo specchio d'acqua? Quanti acquirenti vivono entro 1 km da questo negozio? Qual è la proporzione di petrolio prodotto da pozzi situati entro 10 km dall'edificio di gestione di questo OGPD? Il processo di sovrapposizione prevede l'integrazione di dati situati in diversi livelli tematici. Nel caso più semplice, si tratta di un'operazione di mappatura, ma in una serie di operazioni analitiche i dati provenienti da diversi livelli vengono combinati fisicamente. Una sovrapposizione, o aggregazione spaziale, consente, ad esempio, l'integrazione dei dati relativi a suolo, pendenza, vegetazione e proprietà terriera con le aliquote fiscali fondiarie.

Visualizzazione

Per molti tipi di operazioni spaziali, il risultato finale è una rappresentazione dei dati sotto forma di mappa o grafico. Una mappa è un modo molto efficiente e informativo per archiviare, presentare e comunicare informazioni geografiche (riferite spazialmente). In precedenza, le mappe sono state create per secoli. GIS fornisce nuovi straordinari strumenti che espandono e fanno avanzare l'arte e la scienza della cartografia. Con il suo aiuto, la visualizzazione delle mappe stesse può essere facilmente integrata con documenti di segnalazione, immagini tridimensionali, grafici e tabelle, fotografie e altri mezzi, come multimediali.

Tecnologie relative ai GIS

Il GIS è strettamente correlato a numerosi altri tipi di sistemi informativi. La sua principale differenza sta nella capacità di manipolare e analizzare i dati spaziali. Sebbene non esista un'unica classificazione generalmente accettata dei sistemi informativi, la descrizione seguente dovrebbe aiutare a distanziare il GIS dai sistemi di mappatura desktop (mappatura desktop), sistemi CAD (CAD), telerilevamento (rilevamento remoto), sistemi di gestione di database (DBMS o DBMS) e posizionamento globale tecnologico (GPS).

Sistemi CAD

Telerilevamento e GPS

Le tecniche di telerilevamento sono l'arte e la scienza di effettuare misurazioni della superficie terrestre utilizzando sensori come varie telecamere a bordo di aerei, ricevitori del sistema di posizionamento globale o altri dispositivi. Questi sensori raccolgono dati sotto forma di immagini e forniscono capacità specializzate per l'elaborazione, l'analisi e la visualizzazione delle immagini risultanti. A causa della mancanza di strumenti di gestione e analisi dei dati sufficientemente potenti, i sistemi corrispondenti difficilmente possono essere attribuiti a GIS reali.

Cosa può fare per te il GIS

Effettua query spaziali e analizza

La capacità del GIS di eseguire ricerche nei database ed eseguire query spaziali ha consentito a molte aziende di risparmiare milioni di dollari. Il GIS aiuta a ridurre i tempi di ricezione delle risposte alle richieste dei clienti; individuare le aree idonee alle attività richieste; identificare le relazioni tra i diversi parametri (es. suoli, clima e rese delle colture); individuare interruzioni di corrente. Gli agenti immobiliari utilizzano i GIS per trovare, ad esempio, tutte le case in una determinata area con tetti in ardesia, tre stanze e cucine di 10 metri, quindi fornire una descrizione più dettagliata di questi edifici. La richiesta può essere affinata introducendo parametri aggiuntivi, come i parametri di costo. È possibile ottenere un elenco di tutte le case situate a una certa distanza da una determinata autostrada, parco forestale o luogo di lavoro.

Migliorare l'integrazione all'interno dell'organizzazione

Molte organizzazioni che utilizzano GIS hanno riscontrato che uno dei suoi principali vantaggi risiede nelle nuove opportunità di migliorare la gestione della propria organizzazione e delle sue risorse basate sul consolidamento geografico dei dati esistenti e sulla possibilità di condivisione e modifica coerente da parte di diversi dipartimenti. La possibilità di condividere e ampliare e correggere costantemente il database per diverse divisioni strutturali consente di aumentare l'efficienza sia di ciascuna divisione che dell'organizzazione nel suo insieme. Ad esempio, una società di servizi pubblici può pianificare in modo chiaro lavori di riparazione o manutenzione, dall'ottenere informazioni complete e visualizzare sullo schermo di un computer (o su copie cartacee) le aree rilevanti, come una conduttura dell'acqua, e terminare con l'identificazione automatica dei residenti che dovranno essere interessati da tali opere, e comunicando loro i tempi della prevista chiusura o interruzione dell'erogazione dell'acqua.

Prendere decisioni migliori

Il GIS, come altre tecnologie dell'informazione, conferma il noto adagio che una migliore informazione porta a decisioni migliori. Tuttavia, il GIS non è uno strumento decisionale, ma uno strumento che aiuta a velocizzare e aumentare l'efficienza del processo decisionale, fornendo risposte a quesiti e funzioni per l'analisi dei dati spaziali, presentando i risultati dell'analisi in una forma visiva e di facile comprensione. Il GIS aiuta, ad esempio, a risolvere problemi come fornire una varietà di informazioni su richiesta delle autorità di pianificazione, risolvere conflitti territoriali, scegliere posizioni ottimali (da diversi punti di vista e secondo diversi criteri) per localizzare oggetti, ecc. Le informazioni necessari per il processo decisionale possono essere presentati in una forma cartografica sintetica con ulteriori spiegazioni testuali, grafici e diagrammi. La disponibilità di informazioni disponibili per la percezione e la generalizzazione consente ai dipendenti responsabili di concentrare i propri sforzi sulla ricerca di una soluzione senza dedicare molto tempo alla raccolta e alla riflessione sui dati eterogenei disponibili. Puoi considerare rapidamente diverse soluzioni e scegliere la più efficace ed efficiente.

Crea mappe

Le mappe in GIS hanno un posto speciale. Il processo di creazione delle mappe in GIS è molto più semplice e flessibile rispetto ai tradizionali metodi di mappatura manuali o automatici. Inizia con la creazione di un database. La digitalizzazione delle normali mappe cartacee può essere utilizzata anche come fonte per ottenere i dati iniziali. I database cartografici basati su GIS possono essere continui (senza suddivisione in fogli e regioni separati) e non associati a una scala specifica. Sulla base di tali banche dati è possibile creare mappe (in formato elettronico o cartaceo) per qualsiasi territorio, qualsiasi scala, con il carico necessario, con relativa selezione e visualizzazione con i simboli richiesti. In qualsiasi momento, il database può essere aggiornato con nuovi dati (ad esempio, da altri database) e i dati in esso contenuti possono essere corretti secondo necessità. Nelle grandi organizzazioni, il database topografico creato può essere utilizzato come base da altri dipartimenti e suddivisioni, mentre è possibile copiare rapidamente i dati e inviarli su reti locali e globali.

SIG in Russia

I più diffusi in Russia da sistemi stranieri sono: prodotto software ArcGIS aziende ESRI, famiglia di prodotti GeoMedia corporazioni Intergrafo e MapInfo Professional aziende Informazioni sulla mappa di Pitney Bowes.

Dagli sviluppi interni, il programma GIS Map 2008 dell'azienda CJSC KB "Panorama".

Vengono utilizzati anche altri prodotti software di sviluppo nazionale ed estero: GIS INTEGRALE, MGE corporazioni Intergrafo(utilizza MicroStation come core grafico), IndorGIS, STAR-APIC, DoubleGIS , Mapp, Geografo GIS, 4geo eccetera.