Este destul de dificil să oferim o scurtă definiție clară a acestui fenomen. Sistemul de informații geografice (GIS) este o oportunitate pentru o nouă privire asupra lumii din jurul nostru. Dacă renunțăm la generalizări și imagini, atunci GIS este o tehnologie computerizată modernă pentru cartografierea și analizarea obiectelor din lumea reală, precum și a evenimentelor care au loc pe planeta noastră. Această tehnologie combină operațiunile tradiționale ale bazelor de date, cum ar fi interogarea și analiza statistică, cu beneficiile complete de vizualizare și analiză geografică (spațială) ale unei hărți. Aceste capabilități disting GIS de alte sisteme informaționale și oferă oportunități unice pentru aplicarea acestuia într-o gamă largă de sarcini legate de analiza și prognozarea fenomenelor și evenimentelor din lumea înconjurătoare, cu înțelegerea și evidențierea principalelor factori și cauze, precum și a acestora. consecințele posibile, cu planificarea deciziilor strategice și consecințele actuale ale acțiunilor întreprinse.

Cartografierea și analiza geografică nu este nimic cu totul nou. Cu toate acestea, tehnologia GIS oferă o abordare nouă, mai modernă, mai eficientă, convenabilă și rapidă pentru analizarea problemelor și rezolvarea problemelor cu care se confruntă umanitatea în general, și o anumită organizație sau grup de oameni, în special. Automatizează procedura de analiză și prognoză. Înainte de utilizarea GIS, doar câțiva aveau arta de a generaliza și analiza complet informațiile geografice pentru a lua decizii optime în cunoștință de cauză, bazate pe abordări și instrumente moderne.

GIS este acum o industrie de mai multe milioane de dolari care implică sute de mii de oameni din întreaga lume. GIS este studiat în școli, colegii și universități. Această tehnologie este utilizată în aproape toate sferele activității umane - fie că este vorba de analiza unor probleme globale precum suprapopularea, poluarea teritoriului, reducerea terenurilor forestiere, dezastrele naturale și soluționarea unor probleme particulare, cum ar fi găsirea celor mai bune. traseu între puncte, alegerea locației optime pentru un nou birou, căutarea acasă la adresa sa, așezarea unei conducte la sol, diverse sarcini municipale.

Componente GIS

Un GIS funcțional include cinci componente cheie: hardware, software, date, implementatori și metode.
Hardware. Acesta este computerul care rulează GIS. Astăzi GIS rulează pe diverse tipuri de platforme de calcul, de la servere centralizate la computere desktop autonome sau în rețea.

Software-ul GIS conține funcțiile și instrumentele necesare pentru stocarea, analiza și vizualizarea informațiilor geografice (spațiale). Componentele cheie ale produselor software sunt: ​​instrumente pentru introducerea și manipularea informațiilor geografice; sistem de management al bazelor de date (DBMS sau DBMS); instrumente de sprijinire a interogărilor spațiale, analiză și vizualizare (afișare); interfață grafică cu utilizatorul (GUI sau GUI) pentru acces ușor la instrumente.

Date. Aceasta este probabil cea mai importantă componentă a unui GIS. Datele de locație (date geografice) și datele tabelare asociate pot fi colectate și pregătite de utilizator sau achiziționate de la furnizori pe o bază comercială sau de altă natură. În procesul de gestionare a datelor spațiale, GIS integrează datele spațiale cu alte tipuri și surse de date și poate folosi, de asemenea, SGBD-ul utilizat de multe organizații pentru a organiza și menține datele pe care le au la dispoziție.

Interpreți. Utilizarea pe scară largă a tehnologiei GIS este imposibilă fără oameni care lucrează cu produse software și dezvoltă planuri pentru utilizarea acestora în rezolvarea problemelor din viața reală. Utilizatorii GIS pot fi atât specialiști tehnici care dezvoltă și întrețin sistemul, cât și angajați obișnuiți (utilizatori finali), pe care GIS îi ajută să rezolve problemele și problemele curente de zi cu zi.

Metode. Succesul și eficiența (inclusiv economică) a utilizării GIS depinde în mare măsură de un plan și reguli de lucru corect întocmite, care sunt întocmite în conformitate cu specificul sarcinilor și muncii fiecărei organizații.

Cum funcționează GIS?

GIS stochează informații despre lumea reală ca o colecție de straturi tematice care sunt grupate în funcție de locația geografică. Această abordare simplă, dar extrem de flexibilă și-a dovedit valoarea într-o varietate de sarcini din lumea reală: urmărirea mișcării vehiculelor și materialelor, afișarea detaliată a situațiilor din viața reală și a activităților planificate și modelarea circulației atmosferice globale.

Orice informație geografică conține informații despre poziția spațială, fie că este o referire la coordonate geografice sau de altă natură, sau legături către o adresă, un cod poștal, o circumscripție sau un district de recensământ, un identificator al unui teren sau al unei zone forestiere, denumirea unui drum etc. Atunci când utilizați astfel de legături, o procedură numită geocodare este utilizată pentru a determina automat locația sau locațiile unui obiect(e). Cu ajutorul acestuia, puteți determina și vedea rapid pe hartă unde se află obiectul sau fenomenul de interes, cum ar fi casa în care locuiește cunoscutul dvs. sau se află organizația de care aveți nevoie, unde a avut loc un cutremur sau inundație, care rută este mai ușor și mai rapid pentru a ajunge la punctul de care aveți nevoie sau acasă.

Modele vectoriale și raster. GIS poate funcționa cu două tipuri semnificativ diferite de date - vector și raster. Într-un model vectorial, informațiile despre puncte, linii și poligoane sunt codificate și stocate ca un set de coordonate X, Y. Locația unui punct (obiect punct), cum ar fi un foraj, este descrisă de o pereche de coordonate (X, Y). Caracteristicile liniare precum drumurile, râurile sau conductele sunt salvate ca seturi de coordonate X, Y. Caracteristicile poligonului, cum ar fi bazinele hidrografice, parcelele de teren sau zonele de serviciu sunt stocate ca un set închis de coordonate. Modelul vectorial este util în special pentru descrierea obiectelor discrete și este mai puțin potrivit pentru descrierea proprietăților în continuă schimbare, cum ar fi tipurile de sol sau disponibilitatea obiectelor. Modelul raster este optim pentru lucrul cu proprietăți continue. O imagine raster este un set de valori pentru componentele elementare individuale (celule), este similară cu o hartă sau o imagine scanată. Ambele modele au propriile avantaje și dezavantaje. GIS modern poate funcționa atât cu modele vectoriale, cât și cu modele raster.

Sarcinile pe care le rezolvă GIS. GIS de uz general, printre altele, realizează de obicei cinci proceduri (sarcini) cu date: introducere, manipulare, control, interogare și analiză, vizualizare.

Introduce. Pentru utilizare în GIS, datele trebuie convertite într-un format digital adecvat. Procesul de conversie a datelor din hărțile de hârtie în fișiere de calculator se numește digitizare. În GIS modern, acest proces poate fi automatizat folosind tehnologia scanerului, care este deosebit de importantă atunci când se desfășoară proiecte mari sau, cu o cantitate mică de muncă, datele pot fi introduse folosind un digitizer. Multe date au fost deja traduse în formate care sunt percepute direct de pachetele GIS.

Manipulare. Adesea, pentru a finaliza un anumit proiect, datele existente trebuie modificate suplimentar în conformitate cu cerințele sistemului dumneavoastră. De exemplu, informațiile geografice pot fi la diferite scări (liniile centrale ale străzilor sunt la o scară de 1: 100.000, limitele districtului de recensământ sunt la o scară de 1: 50.000, iar proprietățile rezidențiale sunt la o scară de 1: 10.000). Pentru procesarea și vizualizarea în comun, este mai convenabil să prezentați toate datele pe o singură scară. Tehnologia GIS oferă diferite moduri de a manipula datele spațiale și de a evidenția datele necesare pentru o anumită sarcină.

Control.În proiectele mici, informațiile geografice pot fi stocate ca fișiere obișnuite. Dar odată cu creșterea cantității de informații și creșterea numărului de utilizatori pentru stocarea, structurarea și gestionarea datelor, este mai eficient să se utilizeze sisteme de management al bazelor de date (DBMS), apoi instrumente informatice speciale pentru lucrul cu seturi integrate de date (baze de date). ). În GIS, cel mai convenabil este să folosiți o structură relațională în care datele sunt stocate în formă tabelară. În acest caz, câmpurile comune sunt folosite pentru a lega tabele. Această abordare simplă este suficient de flexibilă și este utilizată pe scară largă în multe aplicații GIS și non-GIS.

Interogare și analiză. Dacă aveți GIS și informații geografice, veți putea obține răspunsuri la întrebări simple (Cine este proprietarul acestui teren? La ce distanță se află aceste obiecte unul față de celălalt? Unde se află această zonă industrială?) Și întrebări mai complexe care necesită analize suplimentare (Unde sunt locuri pentru construirea unei case noi? Care este principalul tip de sol sub pădurile de molid? Cum va afecta construirea unui drum nou traficul?). Interogările pot fi setate atât printr-un simplu clic pe un anumit obiect, cât și cu ajutorul instrumentelor analitice avansate. Cu ajutorul GIS, se poate identifica și seta modele de căutare, reda scenarii precum „ce se va întâmpla dacă...”. GIS modern are multe instrumente de analiză puternice, dintre care două sunt cele mai semnificative: analiza de proximitate și analiza de suprapunere. Pentru a analiza proximitatea obiectelor unul față de celălalt, GIS utilizează un proces numit buffering. Ajută să răspundă la întrebări precum: Câte case sunt la 100 de metri de acest corp de apă? Câți clienți locuiesc pe o rază de 1 km de acest magazin? Care este ponderea petrolului produs din sondele situate la 10 km de clădirea de conducere a acestui departament de producție de petrol și gaze? Procesul de suprapunere implică integrarea datelor situate în diferite straturi tematice. În cel mai simplu caz, aceasta este o operație de afișare, dar într-un număr de operațiuni analitice, datele din diferite straturi sunt combinate fizic. Suprapunerea sau agregarea spațială vă permite, de exemplu, să integrați datele privind solul, panta, vegetația și proprietatea cu cotele impozitului pe teren.

Vizualizarea. Pentru multe tipuri de operații spațiale, rezultatul final este prezentarea datelor sub forma unei hărți sau a unui grafic. O hartă este o modalitate foarte eficientă și informativă de stocare, prezentare și comunicare a informațiilor geografice (georeferențiate). Anterior, hărțile au fost create de secole. GIS oferă noi instrumente uimitoare care extind și dezvoltă arta și fundamentele științifice ale cartografiei. Cu ajutorul acestuia, vizualizarea hărților în sine poate fi completată cu ușurință cu documente de raportare, imagini tridimensionale, grafice și tabele, fotografii și alte mijloace, de exemplu, multimedia.

Tehnologii conexe. GIS este strâns legat de o serie de alte tipuri de sisteme informaționale. Principala sa diferență constă în capacitatea de a manipula și analiza datele spațiale. Deși nu există o clasificare universal acceptată a sistemelor informaționale, descrierea de mai jos ar trebui să contribuie la distanțarea GIS de sistemele de cartografiere desktop, sistemele CAD, teledetecția, sistemele de gestionare a bazelor de date (DBMS sau DBMS) și tehnologia poziționării globale (GPS).

Sisteme de cartografiere desktop utilizați reprezentarea cartografică pentru a organiza interacțiunea utilizatorului cu datele. În astfel de sisteme, totul se bazează pe hărți, harta este o bază de date. Majoritatea sistemelor de cartografiere desktop au capacități limitate de gestionare a datelor, analiză spațială și personalizare. Pachetele corespunzătoare funcționează pe computere desktop - PC-uri, Macintosh și stații de lucru UNIX de vârf.

sisteme CAD capabil să proiecteze desene și planuri ale clădirilor și infrastructurii. Pentru a se combina într-o singură structură, ei folosesc un set de componente cu parametri fix. Ele se bazează pe un număr mic de reguli pentru combinarea componentelor și au funcții analitice foarte limitate. Unele sisteme CAD au fost extinse pentru a susține prezentarea datelor cartografice, dar, de regulă, utilitățile disponibile în ele nu vă permit să gestionați și să analizați eficient bazele de date spațiale mari.

Teledetecție și GPS. Tehnicile de teledetecție sunt o tendință artistică și științifică de a efectua măsurători ale suprafeței pământului folosind senzori precum diverse camere de la bordul aeronavelor, receptoare ale sistemului de poziționare globală sau alte dispozitive. Acești senzori colectează date sub formă de imagini și oferă capabilități specializate pentru procesarea, analizarea și vizualizarea imaginilor capturate. Din cauza lipsei de instrumente de management și analiză a datelor suficient de puternice, sistemele corespunzătoare pot fi cu greu atribuite unui GIS real.

Sisteme de management al bazelor de date sunt concepute pentru a stoca și gestiona toate tipurile de date, inclusiv date geografice (spațiale). SGBD-urile sunt optimizate pentru astfel de sarcini, așa că multe GIS au suport încorporat pentru SGBD. Aceste sisteme nu au instrumente de analiză și vizualizare asemănătoare GIS.

Ce poate face GIS pentru tine?

Faceți interogări spațiale și analizați. Capacitatea GIS de a căuta baze de date și de a efectua interogări spațiale a economisit multe companii de milioane de dolari. GIS ajută la reducerea timpului necesar pentru a obține răspunsuri la întrebările clienților; identificarea zonelor potrivite pentru activitățile solicitate; identificarea relațiilor dintre diferiți parametri (de exemplu, sol, climă și recolte); identificarea locurilor de rețele electrice. Agenții imobiliari folosesc GIS pentru a găsi, de exemplu, toate casele dintr-o anumită zonă care au acoperișuri din ardezie, trei camere și bucătării de 10 metri și apoi oferă o descriere mai detaliată a acelor clădiri. Solicitarea poate fi rafinată prin introducerea unor parametri suplimentari, de exemplu, parametrii de cost. Puteți obține o listă cu toate casele situate la o anumită distanță de o anumită autostradă, parc forestier sau loc de muncă.

Îmbunătățiți integrarea în cadrul organizației. Multe organizații care folosesc GIS au descoperit că unul dintre beneficiile sale cheie constă în noile oportunități de îmbunătățire a managementului propriei organizații și al resurselor acesteia prin combinarea geografică a datelor existente și posibilitatea partajării și modificării coordonate a acestora de către diferite departamente. Posibilitatea de utilizare în comun și baza de date care este în continuă creștere și corectată de diferite divizii structurale face posibilă creșterea eficienței muncii atât a fiecărei divizii, cât și a organizației în ansamblu. Deci, o companie angajată în comunicații de inginerie poate planifica în mod clar lucrările de reparație sau întreținere, începând cu obținerea de informații complete și afișarea pe ecranul computerului (sau pe copii pe hârtie) a zonelor relevante, de exemplu, un sistem de alimentare cu apă, și terminând cu identificarea automată a locuitorilor care vor fi afectați de aceste lucrări.și notificarea acestora cu privire la momentul în care se propune oprirea sau întreruperile de alimentare cu apă.

Luați decizii mai informate. GIS, ca și alte tehnologii informaționale, confirmă binecunoscutul adagiu conform căruia informații mai bune te ajută să iei decizii mai bune. Cu toate acestea, GIS nu este un instrument de emitere a deciziilor, ci un instrument care ajută la accelerarea și creșterea eficienței procedurii de luare a deciziilor, oferind răspunsuri la întrebări și funcții de analiză a datelor spațiale, prezentând rezultatele analizei într-un mod vizual și vizual. formă ușor de înțeles. GIS ajută, de exemplu, la rezolvarea unor sarcini precum furnizarea de diverse informații la solicitarea autorităților de planificare, rezolvarea conflictelor teritoriale, alegerea celor mai bune (din diferite puncte de vedere și după diferite criterii) locuri pentru amplasarea obiectelor etc. Informațiile necesare pentru luarea deciziilor pot fi prezentate într-o formă cartografică concisă cu explicații textuale suplimentare, grafice și diagrame. Disponibilitatea informațiilor accesibile pentru percepție și generalizare permite factorilor de decizie să-și concentreze eforturile pe găsirea unei soluții, fără a petrece timp semnificativ culegând și gândind datele eterogene disponibile. Puteți lua în considerare rapid mai multe soluții și puteți alege cele mai eficiente și mai eficiente.

Crearea de hărți. Hărțile GIS au un loc special. Procesul de cartografiere GIS este mult mai simplu și mai flexibil decât metodele tradiționale de cartografiere manuală sau automată. Începe prin crearea unei baze de date. Ca sursă de obținere a datelor inițiale, puteți utiliza și digitizarea hărților convenționale pe hârtie. Bazele de date cartografice bazate pe GIS pot fi continue (fără împărțire în foi și regiuni separate) și nu pot fi asociate cu o scară specifică. Pe baza unor astfel de baze de date, se pot realiza hărți (în formă electronică sau pe hârtie) pentru orice teritoriu, de orice scară, cu încărcătura necesară, cu selecția și afișarea acesteia cu simbolurile necesare. În orice moment, baza de date poate fi completată cu date noi (de exemplu, din alte baze de date), iar datele din ea pot fi ajustate după cum este necesar. În organizațiile mari, baza de date topografică creată poate fi folosită ca bază de către alte departamente și divizii, în timp ce datele pot fi copiate rapid și trimise prin rețele locale și globale.

, economie, apărare.

În ceea ce privește acoperirea teritorială, există GIS global (GIS global), GIS subcontinental, GIS național, având adesea statutul de GIS de stat, GIS regional (GIS regional), GIS subregional și GIS local, sau local (GIS local).

GIS diferă în domeniul modelării informațiilor, de exemplu, GIS urban sau GIS municipal, MGIS (GIS urban), GIS de mediu (GIS de mediu) Șablon: Nobr; printre acestea, o denumire specială, ca fiind deosebit de răspândită, a fost dată sistemelor informaționale terestre. Orientarea problematică a GIS este determinată de sarcinile rezolvate în acesta (științifice și aplicate), printre care inventarierea resurselor (inclusiv cadastrul), analiză, evaluare, monitorizare, management și planificare, suport decizional. Integrated GIS, IGIS (integrated GIS, IGIS) combină funcționalitatea GIS și a sistemelor digitale de procesare a imaginilor (date de teledetecție) într-un singur mediu integrat.

Multiscale GIS (multiscale GIS) se bazează pe reprezentarea multiplă sau multiscale a obiectelor spațiale, oferind reproducere grafică sau cartografică a datelor la oricare dintre nivelurile selectate ale unei serii la scară bazată pe un singur set de date cu cea mai mare rezoluție spațială... GIS spațio-temporal (GIS spațio-temporal) operează pe date spațio-temporale. Implementarea proiectelor de informare geografică (proiect GIS), crearea GIS în sensul larg al cuvântului, include următoarele etape: studiu de fezabilitate, inclusiv studiul cerințelor utilizatorului (cerințe utilizator) și funcționalitatea software-ului GIS utilizat, studiu de fezabilitate, evaluarea raportului Costuri/beneficii; Proiectarea GIS, inclusiv etapa de proiect pilot, dezvoltarea GIS; testarea acestuia pe un mic fragment teritorial, sau zonă de testare, prototipare sau crearea unui prototip sau prototip; implementare GIS; operare si utilizare. Aspectele științifice, tehnice, tehnologice și aplicative ale proiectării, creării și utilizării GIS sunt studiate de geoinformatică.

Sarcini GIS

• Introducere a datelor. Pentru utilizare în GIS, datele trebuie convertite într-un format digital adecvat (digitizat). În GIS modern, acest proces poate fi automatizat folosind tehnologia scanerului sau, cu o cantitate mică de muncă, datele pot fi introduse folosind un digitizer.
• Manipularea datelor (de exemplu, scalarea).
• Management de date. În proiectele mici, informațiile geografice pot fi stocate sub formă de fișiere obișnuite, iar odată cu creșterea cantității de informații și creșterea numărului de utilizatori, un SGBD este utilizat pentru stocarea, structurarea și gestionarea datelor.
• Interogarea și analiza datelor - obținerea de răspunsuri la diverse întrebări (de exemplu, cine este proprietarul acestui teren? Cât de departe sunt aceste obiecte unul de celălalt? Unde se află această zonă industrială? Unde există un loc pentru construirea unei case noi ? Care este principalul tip de sol sub pădurile de molid ? Cum va afecta traficul construcția unui nou drum?).
• Vizualizarea datelor. De exemplu, prezentarea datelor sub forma unei hărți sau a unui grafic.

Capabilitati GIS

GIS include capabilitățile unui DBMS, editori de grafică raster și vectorială și instrumente analitice și este utilizat în cartografie, geologie, meteorologie, management al terenurilor, ecologie, management municipal, transport, economie și apărare. GIS vă permite să rezolvați o gamă largă de probleme - fie că este vorba de analiza unor probleme globale precum suprapopularea, poluarea teritoriului, reducerea terenurilor forestiere, dezastrele naturale și rezolvarea unor sarcini specifice, cum ar fi găsirea celei mai bune rute. între puncte, alegerea locației optime pentru un nou birou, găsirea unei case după adresa ei, așezarea conductelor la sol, diverse sarcini municipale.

Sistemul GIS vă permite să:

• determinați ce obiecte sunt situate într-o zonă dată;
• determinați locația obiectului (analiza spațială);
• să analizeze densitatea de distribuție pe teritoriul unui fenomen (de exemplu, densitatea de așezare);
• determina modificări temporare într-o anumită zonă);
• simulați ce se întâmplă atunci când modificați locația obiectelor (de exemplu, dacă adăugați un drum nou).

clasificare GIS

După acoperirea teritorială:

• GIS global;
• GIS subcontinental;
• GIS național;
• GIS regional;
• GIS subregional;
• GIS local sau local.

După nivelul de control:

• GIS federal;
• GIS regional;
• GIS municipal;
• GIS corporativ.

După funcționalitate:

• complet funcțional;
• GIS pentru vizualizarea datelor;
• GIS pentru introducerea și prelucrarea datelor;
• GIS specializat.

După domeniu:

• cartografic;
• geologice;
• GIS orășenesc sau municipal;
• GIS de mediu etc.

Dacă, pe lângă funcționalitatea GIS, sistemul are capabilități de procesare a imaginilor digitale, atunci astfel de sisteme se numesc GIS integrat (IGIS). GIS poli-scală sau independent de scară se bazează pe reprezentări multiple sau poli-scală ale caracteristicilor, oferind reproducere grafică sau cartografică a datelor la orice nivel selectat al unei serii de scară bazată pe un singur set de date cu cea mai mare rezoluție spațială. GIS spațiu-timp funcționează pe date spațiu-timp.

Aplicații GIS

• Administrare funciară, carte funciare. Pentru a rezolva problemele cu referință spațială și a început să creeze un GIS. Sarcinile tipice sunt întocmirea de inventare, hărți de clasificare, determinarea suprafețelor parcelelor și a limitelor dintre ele etc.
• Inventarierea, contabilitatea, planificarea și managementul infrastructurii de producție distribuită. De exemplu, companii de petrol și gaze sau companii care operează o rețea energetică, un sistem de benzinării, magazine etc.
• Proiectare, studii inginerești, planificare în construcții, arhitectură. Un astfel de GIS permite rezolvarea unei game complete de sarcini pentru dezvoltarea teritoriului, optimizarea infrastructurii zonei în construcție, cantitatea necesară de echipamente, forță de muncă și resurse.
• Hartă tematică.
• Gestionarea transportului terestru, aerian și pe apă. GIS permite rezolvarea problemelor de control al obiectelor în mișcare, cu condiția ca un anumit sistem de relații între acestea și obiectele staționare să fie îndeplinit. În orice moment, puteți afla unde se află vehiculul, puteți calcula încărcătura, traiectoria optimă, ora de sosire etc.
• Managementul resurselor naturale, protecția mediului și ecologie. GIS ajută la determinarea stării actuale și a rezervelor resurselor monitorizate, simulează procesele din mediul natural și efectuează monitorizarea de mediu a zonei.
• Geologie, resurse minerale, industria minieră. GIS calculează rezervele minerale pe baza rezultatelor probelor (foraj explorator, gropi de testare) cu un model cunoscut al procesului de formare a zăcămintelor.
• Urgențe. Cu ajutorul GIS, prognozarea situațiilor de urgență (incendii, inundații, cutremure, curgeri de noroi, uragane), calculul gradului de pericol potențial și luarea deciziilor privind acordarea asistenței, calculul numărului necesar de forțe și mijloace pentru lichidarea situații de urgență, calculul rutelor optime către locul dezastrului, evaluarea pagubelor cauzate.
• Război. Rezolvarea unei game largi de sarcini specifice legate de calculul zonelor de vizibilitate, trasee optime de deplasare pe teren accidentat, luarea în considerare a opoziției etc.
• Agricultură. Prognoza randamentelor si cresterea productiei de produse agricole, optimizarea transportului si comercializarii acestora.

Agricultură

Înainte de începerea fiecărui sezon de vegetație, fermierii trebuie să ia 50 de decizii critice: ce să crească, când să planteze, dacă să folosească îngrășăminte etc. Oricare dintre acestea poate afecta producția și rezultatul final. Anterior, fermierii luau astfel de decizii pe baza experienței anterioare, a tradiției sau chiar a conversațiilor cu vecinii și alte cunoștințe. Agricultura astăzi generează mai multe date georeferențiate decât majoritatea celorlalte industrii. Datele provin dintr-o varietate de surse: telemetrie pentru vehicule, stații meteo, senzori la sol, mostre de sol, supraveghere la sol, sateliți și drone. Cu ajutorul GIS, companiile agricole pot colecta, procesa și analiza date pentru a maximiza resursele, a monitoriza siguranța culturilor și a crește randamentele.

Transport si logistica

Mutarea oamenilor și a lucrurilor este adesea o mare provocare logistică. Imaginați-vă un spital care dorește să ofere pacienților săi la o anumită oră cea mai bună și mai rapidă rută către domiciliul lor, sau o administrație locală care dorește să organizeze rute optime de autobuz și metrou ușor sau un producător care dorește să-și livreze produsele la fel de eficient și din punct de vedere economic, sau o companie petrolieră care intenționează să pună conducte. În fiecare dintre aceste cazuri, datele de locație trebuie analizate pentru a lua decizii de afaceri informate.

Energie

În explorarea resurselor energetice, fotografiile prin satelit, hărțile geologice ale suprafeței pământului și teledetecția formațiunilor sunt utilizate pentru a determina fezabilitatea economică a exploatării miniere într-o anumită zonă. Companiile energetice folosesc o cantitate imensă de date geografice, deoarece senzorii industriali sunt acum instalați peste tot: senzori laser pe avioane, senzori pe suprafața pământului la forarea puțurilor, monitoare pentru conducte etc. Cartografierea și analiza spațială oferă cunoștințele necesare pentru a lua decizii. în conformitate cu cerințele de reglementare selecția site-urilor și localizarea resurselor.

Cu amănuntul

Pe măsură ce consumatorii folosesc din ce în ce mai mult smartphone-urile și dispozitivele portabile, comercianții tradiționali pot folosi tehnologia geospațială pentru a obține o imagine mai completă a cumpărătorilor din trecut și din prezent. Deoarece datele geospațiale nu se limitează la locație, ele captează date legate de locație, cum ar fi datele demografice ale clienților sau informații despre locul în care oamenii petrec cel mai mult timp în magazin. Toate aceste date pot fi folosite la alegerea unui loc pentru un magazin, definirea unui set de produse și amplasarea acestora etc.

Apărare și recunoaștere

Tehnologia geospațială a transformat operațiunile militare și de informații în fiecare parte a lumii în care sunt desfășurate trupe. Comenzile, analiștii și alți profesioniști au nevoie de date GIS precise pentru a face față provocărilor lor. GIS ajută la evaluarea situației (creează o reprezentare vizuală completă a informațiilor tactice), la desfășurarea operațiunilor pe uscat (arată condițiile terenului, înălțimi, trasee, vegetație, obiecte și așezări), în aer (transmite piloților date despre vreme și vizibilitate; direcționează trupele). și provizii, dă desemnarea țintei) și pe mare (arată curenții, înălțimea valurilor, mareele și vremea).

Guvernul federal

Informațiile geospațiale în timp util și precise sunt esențiale pentru luarea deciziilor de către agențiile federale care sunt responsabile pentru siguranță și securitate, infrastructură, managementul resurselor și calitatea vieții. GIS permite organizarea securității și siguranței cu suport operațional, coordonarea apărării, răspunsul la dezastre naturale, acțiunile agențiilor de aplicare a legii, agențiilor de securitate națională și serviciilor de urgență. În ceea ce privește infrastructura, GIS ajută la gestionarea resurselor și activelor pentru autostrăzi, porturi, transport public și aeroporturi. Agențiile federale folosesc, de asemenea, GIS pentru a înțelege mai bine datele reale și istorice necesare pentru gestionarea agriculturii, silviculturii, minerit, apă și alte resurse naturale.

Autoritățile locale

Autoritățile locale iau zilnic decizii care afectează direct rezidenții și vizitatorii. De la reparații de drumuri și utilități până la evaluarea terenurilor și dezvoltarea terenurilor, aplicațiile de cartografiere sunt folosite peste tot pentru a analiza și interpreta datele GIS. În plus, populația și peisajul orașelor și orașelor se pot schimba dramatic într-un timp relativ scurt. Pentru a se adapta la aceste schimbări și pentru a oferi oamenilor nivelul de serviciu pe care îl așteaptă, administrațiile locale folosesc pe scară largă tehnologia modernă GIS pentru a monitoriza traficul și condițiile drumurilor, calitatea mediului, răspândirea bolilor, distribuția utilităților (cum ar fi alimentarea cu energie electrică și apă). și canalizare), pentru gestionarea parcurilor și a altor zone publice, precum și pentru eliberarea autorizațiilor pentru înființarea de camping, vânătoare, pescuit etc.

Structura GIS

Un sistem GIS include cinci componente cheie:

• hardware. Acesta este computerul care rulează GIS. Astăzi GIS rulează pe diverse tipuri de platforme de calcul, de la servere centralizate la computere desktop autonome sau în rețea;
• software. Conține funcții și instrumente necesare pentru stocarea, analizarea și vizualizarea informațiilor geografice. Astfel de produse software includ: instrumente pentru introducerea și manipularea informațiilor geografice; sistem de management al bazelor de date (DBMS sau DBMS); instrumente pentru a sprijini interogări spațiale, analiză și vizualizare;
• date. Datele de locație (date geografice) și datele tabelare asociate pot fi colectate și pregătite de utilizator sau achiziționate de la furnizori pe o bază comercială sau de altă natură. În procesul de gestionare a datelor spațiale, GIS integrează datele spațiale cu alte tipuri și surse de date și poate folosi, de asemenea, SGBD-urile utilizate de multe organizații pentru a organiza și menține datele pe care le au la dispoziție;
• interpreți. Utilizatorii GIS pot fi atât specialiști tehnici care dezvoltă și întrețin sistemul, cât și angajați obișnuiți, pe care GIS îi ajută să rezolve problemele și problemele curente de zi cu zi;
• metode.

Istoria GIS

Perioada de pionier (sfârșitul anilor 1950 - începutul anilor 1970)

Cercetare de posibilități fundamentale, zone de frontieră ale cunoașterii și tehnologiilor, dezvoltarea experienței empirice, primele proiecte mari și lucrări teoretice.

• Apariția computerelor electronice (ECM) în anii 50.
• Apariția digitizatoarelor, plotterelor, afișajelor grafice și a altor periferice în anii 60.
• Crearea de algoritmi software și proceduri pentru afișarea grafică a informațiilor pe afișaje și utilizarea plotterelor.
• Crearea de metode formale de analiză spațială.
• Crearea de instrumente software pentru managementul bazelor de date.

Perioada inițiativelor guvernamentale (începutul anilor 1970 - începutul anilor 1980)

Sprijinul guvernului pentru GIS a stimulat dezvoltarea lucrărilor experimentale în domeniul GIS bazate pe utilizarea bazelor de date ale rețelelor stradale:

• Sisteme automate de navigație.
• Sisteme de colectare a deșeurilor și a gunoiului.
• Circulația vehiculelor în situații de urgență etc.

Perioada de dezvoltare comercială (începutul anilor 1980 - prezent)

Piața largă pentru diverse instrumente software, dezvoltarea GIS desktop, extinderea domeniului lor de aplicare prin integrarea cu baze de date non-spațiale, apariția aplicațiilor de rețea, apariția unui număr semnificativ de utilizatori neprofesioniști, sisteme care suportă seturi de date individuale pe computere separate deschid calea sistemelor care acceptă geodatabase corporative și distribuite.

Perioada utilizatorului (sfârșitul anilor 1980 - prezent)

Concurența sporită între producătorii comerciali de servicii de tehnologie a informației geografice oferă avantaje utilizatorilor GIS, disponibilitatea și „deschiderea” instrumentelor software face posibilă utilizarea și chiar modificarea programelor, apariția unor „cluburi” de utilizatori, teleconferințe, separate geografic, dar conectate. printr-un singur subiect de grupuri de utilizatori, o nevoie crescută de geodate, începutul formării infrastructurii globale de geoinformație.

Structura GIS

1. Date (date spațiale):
   • pozițional (geografic): locația unui obiect pe suprafața pământului.
   • nepozițional (atributiv): descriptiv.
2. Hardware (calculatoare, rețele, dispozitive de stocare, scanner, digitizatoare etc.).
3. Software (software).
4. Tehnologii (metode, proceduri etc.).

Sisteme Informaţionale Geografice sau pur și simplu sistemele de informații geografice (GIS) sunt managementul datelor spațiale. Informație spatiala la rândul lor, acestea sunt date care descriu locația obiectelor în spațiu, cel mai adesea sub formă de geometrie bidimensională sau tridimensională. Sistemele de informații geografice vă permit să efectuați cu date spațiale totul la fel ca orice alte sisteme informatice cu datele lor, și anume: oferă posibilitatea de a adăuga, șterge, actualiza, interoga, vizualiza, analiza etc.

Există două formate principale pentru reprezentarea datelor spațiale: sub formă de grafică vectorială și sub formă de raster:

Grafică raster sau un bitmap este de obicei o matrice bidimensională de puncte, fiecare reprezentat de o culoare diferită. GIS modern vă permite să lucrați cu imagini raster de aproape orice format, de la bmp, png și jpeg la TIFF / GeoTIFF. Graficele raster sunt de obicei folosite pentru a proiecta „fondul” unei hărți digitale, deasupra căreia este deja afișată geometria vectorială. Nu trebuie să mergeți departe pentru exemple: deschideți Google Maps sau hărți Yandex și acolo veți vedea un număr mare de rastere. Sub formă de grafică vectorială, foarte puțin este prezentat pe aceste hărți, și anume, graficul drumurilor, limitele teritoriilor și alte câteva obiecte. Avantajul incontestabil al imaginilor raster pe hărțile digitale este că permit afișarea unei cantități uriașe de informații spațiale cu cantități relativ mici de memorie ocupată. Dezavantajul este că calitatea imaginii de pe raster scade brusc odată cu o creștere semnificativă a scării de afișare, prin urmare, pentru diferite scale, se folosesc rastere cu acoperire teritorială și rezoluție diferită, care se înlocuiesc reciproc atunci când imaginea este mărită și redusă. . Cum se întâmplă acest lucru poate fi văzut atunci când lucrați cu aceleași hărți Google Maps și Yandex.

Grafică vectorială- aceasta este, de fapt, geometria, prezentată sub formă de mulţimi de coordonate. Formatul de grafică vectorială nu stochează imaginea în sine - este format din mers de subsistemul de redare (vizualizare) GIS și, prin urmare, calitatea imaginii este întotdeauna ridicată, indiferent de scara curentă. Există următoarele tipuri de date spațiale vectoriale:

• Geometria punctului... Este utilizat în cazurile în care, la o scară dată a unei hărți electronice, este importantă doar localizarea obiectului. De obicei, geometria punctului este afișată ca punct pe o hartă într-o anumită culoare, dar unele GIS vă permit să înlocuiți acel punct cu un bitmap sau un simbol vectorial, cum ar fi o săgeată, un simbol sau o pictogramă. Pe lângă coordonatele punctului, geometria punctului în sine poate fi parametrizată suplimentar prin orientare pe un plan sau în spațiu, ceea ce determină unghiul de rotație al simbolului sau pictogramei corespunzătoare de pe hartă. Geometria punctului poate fi folosită pentru a reda aproape orice obiect, cu excepția celor extinse, deoarece totul depinde de scara hărții.


• Geometrie liniară... Folosit pentru a reprezenta obiecte pentru care este important să se reflecte întinderea (lungimea) și configurația liniară a acestora. Astfel de obiecte includ drumuri, râuri (la scară mică), secțiuni ale granițelor teritoriale și alte obiecte similare. Din nou, la scari mai mari, aceleași obiecte pot fi deja redate ca geometrie ariei.


• Geometrie areală... Se foloseste atunci cand totul este important: atat locatia cat si lungimea si zona. De exemplu, o parcelă cu o casă la scară mică poate fi reprezentată prin geometrie punctuală, iar la o scară mai mare deja areală și liniară. Geometria areală nu este doar poligoane, ci și complexe formate din fragmente liniare, arce de raze diferite și care conțin și găuri reprezentate de alte poligoane.

Fundamentele GIS și modelarea informațiilor

Geometria vectorială și raster în GIS nu concurează una cu cealaltă, dar fiecare își îndeplinește propriile funcții. Grafica raster este utilizată pentru a proiecta o reprezentare grafică a unei hărți electronice. Ajută utilizatorul să navigheze atunci când vizualizează și caută obiecte pe hartă, deoarece terenul este cel mai adesea reprezentat de fotografii aeriene ale terenului. Grafica vectoriala este un mijloc de reprezentare pe harta a obiectelor care sunt semnificative in contextul configuratiei actuale a GIS - acele obiecte ale caror date sunt controlate de sistemul informatic. Dacă este o hartă a orașului, atunci străzile, casele, structurile de inginerie și alte obiecte ale infrastructurii urbane sunt de obicei reprezentate sub formă de grafică vectorială. Dacă acestea sunt rețele de inginerie, de exemplu, o rețea de utilități de apă sau o rețea de încălzire, atunci obiectele semnificative în acest caz sunt în plus secțiuni de conducte, stații nodale, echipamente etc.

Avantajele graficelor vectoriale, pe lângă calitatea constantă a imaginii menționată mai sus la orice scară, includ capacitatea de a selecta obiecte de pe hartă, de a edita reprezentarea acestora folosind instrumente GIS încorporate sau de a efectua interogări spațiale pe astfel de date.

Interogare spațială Este o interogare structurată a datelor spațiale, ale căror criterii sunt condiții asociate cu coordonatele geometriei vectoriale. De exemplu, puteți căuta toate obiectele de un anumit tip care se află într-o anumită cale, intersectează o anumită limită sau se află la o anumită distanță de un anumit punct.

Orice informație non-grafică care caracterizează suplimentar unul sau altul obiect din sistem poate fi, de asemenea, asociată cu date spațiale. Mai mult, orice obiect al unui model informatic dintr-un GIS poate fi reprezentat printr-un set de obiecte spațiale și seturi de atribute semantice asociate care descriu acest obiect în același mod ca și cum ar fi reprezentat în orice sistem non-grafic. De exemplu, dacă un GIS folosește un SGBD pentru a-și stoca datele, atunci partea semantică a descrierii obiectelor este înregistrările în tabelele unei baze de date relaționale. Exemplu: GIS gestionează datele din rețelele de conducte de gaz. În acest caz, obiectul „secțiune de conductă de gaz” poate fi reprezentat prin structuri de geometrie liniară pentru vizualizarea rețelei la scară mică a hărții; geometrie areală pentru scară mare și un tabel separat pentru stocarea lungimii, razei, materialului și a altor caracteristici tehnice. Destul de des, interogările structurate la date conduse de GIS sunt o simbioză a bazei de date tradiționale și a parametrilor de interogare spațială. De exemplu, o solicitare de a selecta toate secțiunile unei conducte de gaz cu o anumită rază pe un teritoriu specificat de un anumit poligon.

Vă puteți familiariza cu principiile de bază ale modelării informațiilor, care se aplică și GIS.

În ce constă un sistem de informații geografice și cum funcționează?

Subsistem pentru lucrul cu stocarea datelor spațiale. Există soluții GIS care folosesc bazele de date ca stocare a datelor spațiale, interacționând cu un SGBD. Există produse software care stochează date în fișiere de format propriu și există cele care pot lucra cu diverse surse de informații grafice. Subsistemul pentru lucrul cu stocările de date spațiale este componentele software GIS responsabile cu crearea de conexiuni cu depozitele în sine și schimbul de date cu acestea, inclusiv prin intermediul protocoalelor de rețea.

Modul de control al sistemelor de coordonate. Coordonatele care reprezintă date spațiale într-un depozit de geoinformații pot corespunde fie unui sistem de coordonate dreptunghiular (cartezian) fie geografic, bazat pe elipsoide. Dacă mai devreme se credea că pământul este rotund, atunci în timpul nostru forma sa este descrisă de o figură destul de complexă - geoid... Suprafața geoidului coincide cu nivelul apei oceanului mondial, continuat condiționat sub continente. Elipsoid, la rândul său, este locul punctelor obținute prin rotirea geoidului în jurul axei sale principale. Nu sunt un expert în geodezie, prin urmare, nu voi intra în complexitatea construcției sistemelor de coordonate ale pământului, dar îmi voi continua povestea din poziția unui utilizator GIS. Sistemul de coordonate poate fi și global (pentru întreg teritoriul pământului) sau local – destinat poziționării în anumite limite ale suprafeței pământului. Există sisteme de coordonate geografice locale care, pentru o anumită locație, au o precizie mai mare decât sistemul de coordonate mondial. Acest lucru se realizează datorită faptului că astfel de sisteme de coordonate sunt construite pe baza unui elipsoid local mai precis în condițiile unei zone date (în comparație cu descrierea sa globală). Sistemele de coordonate dreptunghiulare, prin natura lor, sunt toate locale, deoarece numai în zone mici eroarea asociată cu faptul că pământul nu este încă plat, ci rotund, nu interferează cu construirea de hărți relativ precise. Originea coordonatelor unor astfel de sisteme de coordonate este aleasă în mod arbitrar și sunt create în scopuri diferite, inclusiv pentru a avea o idee despre poziția relativă a obiectelor, dar pentru a exclude, din motive de securitate, posibilitatea obținerii lor adevărate. coordonate (lumii). Un exemplu de sistem de coordonate local este sistemul de coordonate local al orașului Moscova, care are coordonate zero în zona clădirii principale a Universității de Stat din Moscova.

Modulul de control al sistemelor de coordonate este conceput pentru a transforma punctele din sistemul de coordonate original al stocării de date spațiale în coordonate plane, cu care funcționează nucleul grafic al sistemului de operare, ceea ce permite ca imaginea să fie afișată pe ecran, imprimantă și alte ieșiri. dispozitive. Acest modul este responsabil și de transformarea inversă: transformarea coordonatelor unui punct din plan în coordonatele depozitului de informații (coordonate mondiale sau locale). Transformarea inversă este utilizată în procesul de editare (digitizare) a geometriei cu instrumente GIS. Cel mai adesea, GIS se ocupă de sistemul de coordonate WGS 84 (World Geodetic System), care este un singur sistem de coordonate pentru întregul teritoriu al planetei Pământ. Un sistem de coordonate geografic sau, așa cum este numit și geocentric, cum ar fi WGS 84, este un sistem de coordonate elipsoidal care definește coordonatele obiectelor în raport cu centrul de masă al pământului. Sistemele de coordonate geografice diferă unele de altele prin forma elipsoidului pe care se bazează. Setul de transformări care sunt utilizate pentru a transforma coordonatele unui sistem de coordonate geografice într-un sistem de coordonate carteziene se numește proiecție pe hartă. Cu alte cuvinte, proiecția hărții Este o reflectare (desfășurare) a unui elipsoid al unui sistem de coordonate geografice pe un plan. Cele mai utilizate proiecții sunt proiecția Universal Transverse Mercator (UTM) și proiecția Gaussian Kruger (GC).

Subsistem de personalizare legenda sau reprezentare grafică. Orice stocare de date spațiale este reprezentată de un set de obiecte grafice vectoriale și raster. În GIS 2D, obiectele individuale de date spațiale sunt adesea numite straturi, deoarece imaginea formată în fereastra hărții electronice este creată secvențial: subsistemul de afișare „desenează” pe rând fiecare tip de obiect. Astfel, rezultatul formării imaginii este o imagine bidimensională cu mai multe straturi, în care fiecare strat ulterior este aplicat deasupra celui precedent. Legenda este instrumentul principal în GIS, cu ajutorul căruia nu numai ordinea de afișare a obiectelor pe hartă (ordinea straturilor), ci și parametrii de afișare a acestora (culoarea, grosimea liniei, fontul etichetelor etc. ) este determinat. Cu ajutorul legendei, obiectele individuale pot fi incluse și excluse din lista de straturi afișate pe hartă. O legendă poate descrie straturi care reprezintă obiecte preluate de subsistemul de date spațiale din diferite conexiuni. De exemplu, o hartă combină date dintr-o hartă topografică (teren) dintr-o sursă și date din rețele de inginerie (conducta de gaz, rețea de încălzire etc.) dintr-o altă sursă.

Subsistemul de afișare. O setare importantă pentru reprezentarea grafică a datelor spațiale este scara nominală a hărții... Este atunci când scara de afișare a datelor în fereastra de hartă electronică GIS corespunde cu scara nominală, grosimea liniei, dimensiunea fontului și alți parametri corespund celor specificați în legendă și în condițiile unei scale diferite care pot fi modificate cu ușurință prin utilizatorului, grosimea liniei și dimensiunea fontului vor fi mărite sau micșorate în consecință. Astfel, scara nominală a hărții este punctul de referință pentru subsistemul de afișare. Prin ce principiu subsistemul de afișare formează o reprezentare grafică a datelor spațiale este determinat în mare măsură de legenda unei anumite hărți. O stație de lucru GIS poate consta dintr-un set întreg de hărți electronice, fiecare dintre acestea fiind reprezentată de propria sa legendă.

Subsistem pentru editarea datelor spațiale. Acesta este, de fapt, setul de instrumente pentru utilizator GIS care vă permit să editați date spațiale. Aplicarea geometriei noi sau editarea existentei se reduce de obicei la specificarea secvenţială a punctelor de pe hartă. Atunci când aceste puncte sunt selectate, modulul de control al sistemelor de coordonate transformă coordonatele cursorului de pe ecran în puncte corespunzătoare sistemului de coordonate al stocării de informații. Sistemele moderne de introducere grafică pot permite, de asemenea, atunci când se specifică puncte, să se „așeze” la datele existente, de exemplu, la colțurile sau la mijlocul segmentelor de linii întrerupte, la geometria punctului etc.

Subsistem pentru analiza datelor spațiale. Același subsistem care vă permite să configurați, să executați și să afișați rezultatele interogărilor spațiale. Parametrii prezentării grafice a rezultatelor interogărilor spațiale sunt de asemenea determinați prin intermediul legendei.

Subsistemul de imprimare. Un fel de subsistem de afișare conceput pentru a scoate fragmente de hărți electronice către o imprimantă sau un plotter (plotter). Funcțiile suplimentare ale subsistemului de imprimare, în comparație cu subsistemul pentru afișarea imaginii pe ecran, includ configurarea și formarea unei reprezentări grafice pe tipărirea legendei în sine, precum și legenda scării, busolei și a altor atribute. necesare pentru lucrul cu versiunea pe hârtie a hărții.

Subsistemul logica de afaceri. Orice software utilizat în cursul instalării funcționării unui sistem de informații geografice pentru rezolvarea unei anumite sarcini aplicate sau a unui grup de sarcini. Astfel de instrumente pot include un subsistem de modelare informațională a domeniului subiectului, pentru integrare cu alte sisteme informaționale, și creat, de exemplu, pe GIS-ul încorporat și multe altele. Compoziția subsistemului logica de afaceri pentru diferite produse software din această clasă poate diferi semnificativ sau poate lipsi cu totul, deoarece totul depinde de scopul unei anumite soluții.

Cel mai faimos GIS modern

Cei mai renumiți reprezentanți ai componentelor software GIS sunt produsele a trei companii americane. Acestea sunt familia de soluții Geomedia de la Intergraph, produsele ArcGIS de la ESRI și MapInfo de la Pitney Bowes. În Rusia, datorită mai multor circumstanțe, ultimele două sunt cele mai populare, deși Geomedia este, în multe aspecte, un produs mai versatil și mai modern. În special, Geomedia și Geomedia Professional permit utilizatorului să lucreze direct cu date spațiale de diferite formate (inclusiv date ArcGIS și MapInfo), fără a recurge la proceduri preliminare de conversie și importare a acestora, în timp ce soluțiile concurenților preferă să lucreze doar cu formatele lor de date. ...

P.S. Exemple de proiectare a subsistemelor GIS în limbajul C# în contextul studierii unei abordări orientate pe obiect în programare, și anume: clase pentru lucrul cu grafică vectorială, un subsistem pentru lucrul cu stocarea geoinformațiilor, arhitectura unui serviciu de transformare liniară și unele altele sunt considerate un curs de programare.

Informatizarea a atins astăzi toate aspectele vieții societății și este dificil, poate, să numim vreo sferă a activității umane - de la școală până la înalta politică de stat, unde impactul ei puternic nu s-ar simți.

Informatica „respiră în spatele capului” tuturor științelor pământului, prinzându-le și trăgându-le, transformându-le și uneori înrobindu-le complet în căutarea perfecțiunii computerului fără sfârșit. Oamenii de știință nu își mai pot imagina munca astăzi fără computere și baze de date digitale. În geoștiințe, tehnologia informației a dat naștere geoinformaticii și sisteme informatice geografice (GIS), iar cuvântul „geografic” în acest caz înseamnă „spațialitate” și „teritorialitate”, precum și complexitatea abordărilor geografice.

GIS este un hardware-software și în același timp un complex om-mașină care asigură colectarea, procesarea, afișarea și diseminarea datelor. Sistemele informatice geografice se deosebesc de alte sisteme informatice prin aceea ca toate datele lor sunt in mod necesar coordonate spatial, adica legate de un teritoriu, de un spatiu geografic. GIS este utilizat în rezolvarea tuturor tipurilor de probleme științifice și practice. GIS ajută la analiza și modelarea oricărei situații geografice, face prognoze și gestionează procesele care au loc în mediu. GIS este folosit pentru a studia toate acele obiecte și fenomene naturale, sociale și natural-sociale care studiază științele pământului și științele socio-economice conexe, precum și cartografie, teledetecție. În același timp, GIS este un complex de dispozitive hardware și produse software (shell-uri GIS), iar cel mai important element al acestui complex sunt sistemele cartografice automate.

Structura unui GIS este de obicei prezentată ca un sistem de straturi de informații. În mod convențional, aceste straturi pot fi vizualizate sub forma unui „puff cake” sau altceva, fiecare raft conținând o hartă sau informații digitale pe o anumită temă.

În procesul de analiză, aceste straturi sunt „scoate de pe rafturi”, considerate separat sau combinate în diferite combinații, analizate și comparate între ele. Pentru orice punct sau zonă dat, este posibil să se obțină date despre toate straturile simultan, dar principalul lucru este că devine posibil să se obțină straturi derivate. Una dintre cele mai importante proprietăți ale GIS este tocmai aceea că, pe baza informațiilor disponibile, acestea sunt capabile să genereze noi informații derivate.

Resurse GIS este unul dintre cele mai comune tipuri de GIS în geoștiințe. Sunt concepute pentru inventarierea, evaluarea, protecția și utilizarea rațională a resurselor, pentru prezicerea rezultatelor exploatării acestora. Cel mai adesea, pentru formarea lor, se folosesc hărți tematice existente, care sunt digitizate și introduse în baze de date sub forma unor straturi de informații separate. Pe lângă materialele cartografice, GIS include date de observație pe termen lung, informații statistice etc. Un exemplu este „GIS -” creat de țările din bazinul Mării Negre. Cu viața marină diversă, resursele abundente de pești, plajele cu nisip cald și peisajele de coastă unice care atrag turiștii, această piscină a suferit o degradare catastrofală a mediului în ultimele decenii. Acest lucru reduce dramatic resursele de pește, reduce potențialul de recreere și duce la degradarea zonelor umede de coastă valoroase. Pentru adoptarea centralizată a măsurilor urgente de salvare a Mării Negre a fost elaborat un „Program de Salvare a Mării Negre”. O parte importantă a acestui program a fost crearea unei resurse ecologice „GIS – Marea Neagră”. Acest GIS îndeplinește două funcții - modelarea și informarea despre întregul și componentele individuale ale mediului său. Informațiile sunt necesare pentru efectuarea cercetărilor științifice în zona acvatică și în partea adiacentă a bazinului Mării Negre și pentru luarea deciziilor privind protecția și protecția acestei zone de apă unice. „GIS – Marea Neagră” conține aproximativ 2000 de hărți. Ele sunt cuprinse în șapte blocuri tematice: geografie, biologie, meteorologie, oceanografie fizică, oceanografie chimică, biologie, resurse piscicole.

Cartografierea geoinformației

Interacțiunea geoinformaticii și cartografiei a devenit baza pentru formarea unei noi direcții - geoinformația, adică modelarea și cartografierea automată a obiectelor și fenomenelor bazate pe GIS.

Odată cu introducerea GIS, cartografia tradițională a suferit o restructurare radicală. Poate fi comparat doar cu schimbările care au însoțit trecerea de la hărțile scrise de mână la tipăriturile poligrafice tipărite. Cartografii epocilor trecute, în imaginația lor cea mai sălbatică, nu puteau prevedea că, în loc să graveze pe o piatră litografică, ar fi posibil să se deseneze o hartă deplasând cursorul pe ecranul computerului. Și astăzi, cartografierea informațiilor geografice a înlocuit aproape complet metodele tradiționale de compilare și publicare a hărților.

Maparea ghidată de software redefinește multe probleme tradiționale. Alegerea bazei matematice și a aspectului hărților s-a schimbat fundamental, hărțile computerizate pot fi transferate rapid de la o proiecție la alta, scalate liber, modifică „tranierea” foilor, introduc noi mijloace vizuale (de exemplu, clipirea sau mutarea semnelor pe harta), utilizați filtre matematice pentru funcții de generalizare și netezire etc. Operațiile consumatoare de timp de calcul al lungimii și suprafețelor, transformarea hărților sau alinierea lor au devenit proceduri de rutină. Cartometria electronică a luat ființă. Crearea și utilizarea hărților a devenit un singur proces; în cursul prelucrării computerizate, imaginile se transformă în mod constant, trecând de la o formă la alta.

Tehnologiile GIS au dat naștere unei alte direcții noi - cartografierea operațională, adică crearea și utilizarea hărților în timp real sau aproape real. Acum este posibil să informați rapid, sau mai degrabă, să informați utilizatorii în timp util și să influențați cursul procesului. Cu alte cuvinte, la cartografierea în timp real, informațiile primite sunt procesate imediat și se întocmesc hărți pentru evaluare, monitorizare, management, control asupra proceselor și fenomenelor care se schimbă în același ritm.

Hărțile computerizate operaționale avertizează (semnalează) despre procesele nefavorabile sau periculoase, vă permit să monitorizați dezvoltarea acestora, să faceți recomandări și să anticipați evoluția situațiilor, să alegeți opțiuni pentru stabilizarea sau schimbarea cursului procesului. Astfel de situații sunt create, de exemplu, atunci când apar, când trebuie să monitorizați rapid răspândirea lor și să luați rapid măsuri pentru stingerea unui incendiu. În perioada de topire a zăpezii și în timpul averselor catastrofale, este necesară monitorizarea viiturilor râurilor și, în situații de urgență, modificările stării ecologice a teritoriului. În timpul lichidării accidentului de la Cernobîl, cartografii nu au părăsit computerele zi și noapte, întocmind hărți operaționale ale mișcării norilor de contaminare radioactivă peste teritoriile adiacente sursei dezastrului. De asemenea, monitorizează desfășurarea evenimentelor politice și acțiunilor militare în punctele fierbinți ale planetei. Datele inițiale pentru cartografierea operațională sunt imagini aeriene și spațiale, observații și măsurători directe, materiale statistice, rezultate ale anchetelor, recensămintelor, referendumurilor etc. Animațiile cartografice oferă oportunități enorme și uneori efecte neașteptate. Modulele software de animație sunt capabile să mute hărți sau diagrame tridimensionale pe ecran, să modifice viteza de afișare, să miște semne individuale, să le facă să clipească și să vibreze, să schimbe culoarea și iluminarea hărții, să „evidențieze” sau să „umbrească” anumite zone a imaginii etc. De exemplu, pe hartă se schimbă culoarea zonelor cu risc: culoarea albăstruie „sigură” se transformă treptat în roz, apoi în roșu strălucitor, purpuriu, ceea ce înseamnă: periculoase, sunt posibile avalanșe! Foarte neobișnuite pentru efectele de cartografie sunt create de panorame, schimbări de perspectivă, părți ale imaginii (puteți împărți „disiparea” și ștergeți obiecte), iluzia de mișcare peste hartă (pentru a „zbura în jurul” teritoriului), inclusiv la diferite viteze. În viitorul previzibil, perspectivele dezvoltării cartografiei în științele pământului sunt asociate, în primul rând, și aproape în totalitate cu cartografierea geoinformației, atunci când nu este nevoie să se pregătească ediții tipărite de hărți: la cerere, va fi întotdeauna posibilă. pentru a obține o imagine a obiectului sau fenomenului studiat pe ecranul unui computer în timp real. Unii cartografi consideră că introducerea tehnologiei electronice „marchează sfârșitul a trei sute de ani de desenare cartografică și publicare a produselor cartografice tipărite”. În schimbul hărților, utilizatorul va putea solicita și primi imediat toate datele necesare într-o formă care poate fi citită de mașină sau vizualizată. Și chiar și noțiunea „atlas” în sine este propusă a fi revizuită.

1. Ce este GIS?

GIS este un set de echipamente informatice, date geografice și software pentru colectarea, procesarea, stocarea, modelarea, analizarea și afișarea tuturor tipurilor de informații cu referință spațială.

GIS este un mediu care leagă informațiile geografice (unde ce este) cu informații descriptive (ce este). Spre deosebire de hărțile convenționale de hârtie (chiar și cele scanate), pe care „ceea ce vedeți este ceea ce obțineți”, GIS vă oferă multe straturi de informații geografice și tematice generale diverse.

2. Cum sunt stocate informațiile într-un GIS?

Toate informațiile originale - unde sunt situate punctele, cât de lungi sunt drumurile sau zona lacului - sunt stocate în straturi separate în formă digitală pe un computer. Și toate aceste date geografice sunt sortate în straturi, fiecare strat reprezentând propriul tip de caracteristică (temă). Unul dintre aceste subiecte poate conține toate drumurile dintr-o anumită zonă, altul - lacuri, iar al treilea - toate orașele și alte așezări din aceeași zonă.

http: // www.dataplus.ru/Arcrev/Number_43/1_Geograf.html

3. GIS poate fi vizualizat în trei moduri:

G IP poate fi considerat în trei feluri:

Tip baza de date: GIS este un tip unic de bază de date despre lumea noastră - o bază de date geografică. Acesta este „Sistemul Informațional pentru Geografie”. GIS se bazează pe o bază de date structurată care descrie lumea în termeni geografici, în ceea ce privește localizarea spațială a obiectelor și fenomenelor sale.

Tip hartă: GIS este o colecție de hărți inteligente și alte vizualizări grafice care arată obiectele și relațiile lor pe suprafața pământului. Hărțile pot fi generate și utilizate ca o „fereastră către baza de date” pentru a sprijini interogări, analiza și editarea informațiilor. Aceste acțiuni se numesc geovizualizare.

Tip model: GIS este un set de instrumente pentru transformarea informațiilor. Acestea vă permit să formați noi seturi de date geografice din cele existente, aplicându-le funcții analitice speciale - instrumente de geoprocesare. Cu alte cuvinte, prin combinarea datelor și aplicarea unor reguli, poți crea un model care te ajută să găsești răspunsuri la întrebările puse.

http://www.dataplus.ru/Arcrev/Number_43/1_Geograf.html

4. Ce poți face cu GIS?

Faceți interogări spațiale și analizați

caută baze de date și efectuează interogări spațiale

identificarea zonelor potrivite pentru activitățile solicitate; identificarea relațiilor dintre diferiți parametri (de exemplu, sol, climă și recolte); identificarea locurilor de rețele electrice

http://moslesproekt.roslesinforg.ru/activity/023gil-inform

5. Unde sunt folosite GIS?

Agenții imobiliari folosesc GIS pentru a găsi, de exemplu, toate casele dintr-o anumită zonă.

GIS sunt utilizate pentru construirea grafică a hărților și obținerea de informații despre obiecte separate

Companie de inginerie de comunicații

GIS ajută, de exemplu, la rezolvarea unor sarcini precum furnizarea diverselor informații la solicitarea autorităților de planificare, rezolvarea conflictelor teritoriale, alegerea celor mai bune (din diferite puncte de vedere și după diferite criterii) locuri pentru amplasarea obiectelor etc.

http://gis-laris.narod.ru/primen_gis.htm

6. Ce este GPS-ul?

GPS - sistem de navigație prin satelit oferind măsurători ale distanței, timpului și locației.

http://ru.wikipedia.org/wiki/GPS

7. Cine folosește GPS-ul?

GPS are o serie de aplicații pe uscat, pe mare și în aer. Practic, ele pot fi folosite oriunde se poate primi un semnal de la un satelit, cu excepția în interiorul clădirilor, în mine și peșteri, subteran și sub apă.

http://www.1yachtua.com/Encycl/Elctrn/IspGPS.html

8. Ce este un receptor GPS (navigator GPS)?

receptor GPS- un receptor radio pentru determinarea coordonatelor geografice ale locației curente a antenei receptorului, pe baza datelor privind întârzierile de timp ale sosirii semnalelor radio emise de sateliții grupului NAVSTAR. În Rusia, odată cu dezvoltarea sistemului GLONASS, producția în serie a receptoarelor GLONASS a început de către o serie de birouri și organizații de proiectare.

http://ru.wikipedia.org/wiki/GPS-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%91%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%BA

9. Cum sunt folosite cardurile în receptoarele GPS?

Prezența cardului îmbunătățește semnificativ caracteristicile utilizatorului receptorului. Receptoarele cu hărți arată nu numai poziția receptorului în sine, ci și a obiectelor din jurul acestuia.

Toate hărțile electronice GPS pot fi împărțite în două tipuri principale - vector și raster.

http://wiki.risk.ru/index.php/GPS-%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D0%BA

Geocaching(geocaching de la greacăγεο- - Pământ și Engleză cache- ascunzătoare) - un joc turistic cu folosirea sisteme de navigație prin satelit constând în găsirea ascunzători ascunse de alți participanți la joc.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%BA%D0%B5%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B3

11. Cine joacă geocaching?

Poate fi jucat în familie, în companie sau singur.

Geocaching-ul este folosit în mod activ ca divertisment corporativ. Angajații companiei de furnizare ascund cache-urile, instruiesc participanții, le oferă echipamente și navigatoare GPS.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%C3%E5%EE%EA%FD%F8%E8%ED%E3

12. Ce este Google Earth?

Proiectul Google, în care au fost postate pe internet fotografii prin satelit ale întregii suprafețe a pământului. Fotografiile unor regiuni au o rezoluție înaltă fără precedent.

În multe cazuri, versiunea rusă a Google Earth se numește Google Earth, de exemplu, în meniul principal sau pe site-ul oficial.

http://ru.wikipedia.org/wiki/GoogleEarth

13. Care sunt capabilitățile Google Earth?

• Vizualizare imagini din satelit - navigare ușoară, conexiune perfectă a imaginilor prin satelit și afișare instantanee cu detalii graduale;
• Crearea de imagini în perspectivă (relief) cu imagini din satelit suprapuse;
• Desenați punctele, liniile și poligoanele și exportați-le într-un fișier special (în format Google) pentru schimb cu alți utilizatori GE;
• Suprapuneți imaginile dvs. (de exemplu, sigle, hărți proprii etc.) și alinierea lor aproximativă cu suprafața subiacentă;
• Măsurarea distanței;
• Zboara deasupra teritoriului la o altitudine si viteza date.

http://gis-lab.info/qa/google-earth.html

2 GIS Saratov

http://saratov.2gis.ru/

Munca practica „2 GIS Saratov”

Exercitiul 1: Folosind instrumentul Catalog (în colțul din stânga sus al programului), priviți catalogul organizațiilor din orașul Saratov.

Sarcina 2: Utilizați sistemul „Căutare”. Introduceți adresa (după cum doriți), raionul. Programul va indica automat adresa necesară.

Sarcina 3: Pentru a trasa un traseu cu transportul public sau cu o mașină între orice puncte de pe hartă, utilizați blocul „Cum să ajungi?”în filă Căutare.