logo
Moy_referat Готовый

Геоинформационные системы. Общее представление.

Геоинформационные системы (также ГИС — географическая информационная система) — системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Другими словами ГИС - современная компьютерная технология для картографирования и анализа объектов реального мира, происходящих и прогнозируемых событий и явлений. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.

ГИС объединяет традиционные операции при работе с базами данных - запрос и статистический анализ - с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Эта особенность дает уникальные возможности для применения ГИС в решении широкого спектра задач, связанных с анализом явлений и событий, прогнозированием их вероятных последствий, планированием стратегических решений.

Данные в геоинформационных системах хранятся в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе их географического положения. Этот гибкий подход и возможность геоинформационных систем работать как с векторными, так и с растровыми моделями данных, эффективен при решении любых задач, касающихся пространственной информации.

Геоинформационные системы тесно связаны с другими информационными системами и используют их данные для анализа объектов.

ГИС отличают:

·  развитые аналитические функции;

·  возможность управлять большими объемами данных;

·  инструменты для ввода, обработки и отображения пространственных данных.

Создание карт и географический анализ не являются чем-то абсолютно новым. Однако технология ГИС предоставляет новый, более соответствующий современности, более эффективный, удобный и быстрый подход к анализу проблем и решению задач, стоящих перед человечеством в целом, и конкретной организацией или группой людей, в частности. Она автоматизирует процедуру анализа и прогноза. До начала применения ГИС лишь немногие обладали искусством обобщения и полноценного анализа географической информации с целью обоснованного принятия оптимальных решений, основанных на современных подходах и средствах.

Выделяют несколько периодов предшествующих созданию ГИС:

· Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах.

· Появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х.

· Создание программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров.

· Создание формальных методов пространственного анализа.

· Создание программных средств управления базами данных.

· Автоматизированные системы навигации.

· Системы вывоза городских отходов и мусора.

· Движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т. д.

В настоящее время ГИС - это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены сотни тысяч людей во всем мире. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности. Это и анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи. Работая с ГИС, вы выводите на экран компьютера одну или несколько интересующих вас карт (схем, планов и т.д.). Вы легко можете менять детальность изображения, увеличивая или уменьшая отдельные элементы карты. Например, выбрав на карте города нужное здание, вы можете вывести его крупным планом и рассмотреть пути подъезда к зданию. Вы имеете возможность управлять тематическим составом изображаемой информации. Например, на карте полезных ископаемых вы можете отключить видимость ненужных в данный момент видов ископаемых ресурсов и речной сети, оставив между тем видимой дорожную сеть. Указав объект на карте, можно получить информацию о нем. Например, указав объект недвижимости, вы можете узнать его стоимость, кто является его владельцем, каково состояние объекта и пр. Выбрав находящееся поблизости промышленное предприятие, вы получите данные о его профиле, влиянии на экологию района и т.д. Ряд геометрических характеристик объектов (длину улицы, расстояние между городами, площадь лесного массива) вы можете измерить непосредственно на экране, пользуясь средствами ГИС.

С другой стороны, вы можете использовать ГИС как поисковую систему. В этом случае вы составляете запрос, в котором перечисляете интересующие вас свойства объектов, а система выделяет на карте подходящие объекты. Например, работая с ГИС кадастра земельных ресурсов, вы можете потребовать показать на карте земельные участки площадью не менее 10 соток, расположенные не далее 3 км от железнодорожной станции и одновременно не далее 1 км от близлежащих водоемов. Специальные средства позволяют проводить аналитическую обработку данных, а в более сложных случаях - моделирование реальных событий. Результаты обработки также можно увидеть на экране компьютера. Например, вы можете оперативно прогнозировать возможные места разрывов на трассе трубопровода, проследить на карте пути распространения загрязнений и оценить вероятный ущерб природной среде, вычислить объем средств, необходимых для устранения последствий аварии. Другим примером может служить задача оптимизации стоимости перевозок грузов между населенными пунктами с учетом характеристик транспортной сети, объема перевозок и других условий. Наиболее сложные технологические решения включают в себя экспертную поддержку и позволяют получать на выходе обоснованное заключение, пригодное для принятия конкретных решений. Все, что вы можете увидеть на экране, при необходимости может быть выведено на печатающее устройство и получено в виде твердой копии, либо сохранено в виде стандартного файла изображения и использовано впоследствии в качестве иллюстрации.

Существуют самые разнообразные компьютерные системы и отдельные программы, которые принято относить к ГИС. Самые компактные и маленькие помещаются на дискетах и заменяют обычные печатные городские справочные издания. На них можно просматривать и искать информацию, но нельзя помещать свою. С другой стороны, если перед вами стоят профессиональные задачи, требующие применения картографических знаний и технологий, то в вашем распоряжении мощные специализированные рабочие станции и комплексы. Если же вы хотите полноценно и интерактивно работать с картами, не приобретая картографического образования и разумно вкладывая средства, то лучшим решением будет выбрать ГИС, спроектированную для нужд обычного пользователя и снабженную привычным графическим интерфейсом. Такие ГИС удачно сочетают мощь и простоту в использовании. Вы можете, начав с естественных и несложных операций, постепенно подниматься до профессионального уровня, повышая на каждом шагу эффективность своей работы. Кроме многофункциональных ГИС, существуют также узкоспециальные, применяются в отдельных областях деятельности и требуют специального оборудования и методов обработки данных.

В настоящее время российские и зарубежные производители предлагают широкий спектр геоинформационных систем. Можно привести наиболее популярные из них:

ARC/INFO – профессиональная ГИС для решения задач структурирования и управления данными, ведения базы данных. Работает на разных платформах. ГИС для рабочей группы (уровня отдела или небольшой фирмы, в которых постоянно ведется разработка ГИС проектов). По мере расширения сферы деятельности и усложнения выполняемых задач целесообразно распределить их решение между несколькими продуктами. Такая ГИС обычно базируется на разделяемой базе пространственных данных, поддерживаемой и обновляемой с помощью разных продуктов и обеспечивающей работу «конечных» пользователей на персональных компьютерах в пределах данной рабочей группы или отдела. Конкретное предлагаемое решение зависит от типов используемых данных, выбранной программной среды, аппаратного обеспечения и ряда других факторов. ГИС уровня предприятия (корпоративная ГИС). Обеспечивает всю организацию пространственной информационной поддержкой. В такую ГИС можно встроить сотни специализированных приложений с дополнительными средствами пространственных запросов, расширенного анализа, отображения и представления данных. В качестве компонентов системы такого уровня могут использоваться серверы пространственных данных:

ГИС широко используется в интернете. Глобальное картографическое решение. ESRI предоставляет два стандартных решения задачи публикации карт в сети Интернет. MapObjects Internet Map Server обеспечивает технологические средства для доступа к базе данных ГИС через Интернет, разработки собственных приложений для создания карт по имеющимся в вашей организации данным, поддержки пространственных запросов к Web серверу с любого места в сети. ArcView Internet Map Server предоставляет в ваше распоряжение готовые средства для распространения картографических материалов через Интернет без необходимости дополнительного программирования.

Как видно из вышеизложенного материала в настоящее время ГИС – средства в полной мере не решают интеллектуальных задач, таким образом, как их решает человек. Основная проблема сводится к манипулированию и использованию знаний. Современные ГИС позволяют работать только с данными (пространственными и атрибутивными) но в полной мере не позволяют представить знания о предметной области, знания как управлять предприятием. Одним из путей решения данной проблемы является реализация системы «гибрида» существующих разработок реализация подсистемы осуществляющей работу с пространственными данными плюс уже более новыми и предметно ориентированными (представление знаний) средствами для представления и работы с атрибутивными данными и знаниями об исследуемых объектах – подсистемой поддержки и принятия решений.