Содержание
Введение
1. Географические информационные системы
1.1 Понятие географических информационных систем
1.2 История создания ГИС
1.3 Составные части ГИС
1.4 Классификация ГИС
1.5 Работа с географическими информационными системами
2. Архитектура и технологии
3. Пример программного продукта ГИС
4. Перспективы ГИС
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Географическая Информационная Система (ГИС) - это компьютерная система, позволяющая показывать данные на электронной карте.
Карта, созданная в ГИС, поддерживается мощным арсеналом аналитических средств, большим количеством инструментов для создания и редактирования объектов, базами данных, специальными устройствами сканирования, печати и многими другими техническими решениями, средствами Интернет и даже снимками из космоса, информацией со спутников.
Существуют множество видов деятельности, в которых карты - электронные, бумажные или представляемые в уме - незаменимы. Потому что многие дела невозможно начать, не выяснив предварительно, где находится точка приложения наших усилий. Даже в повседневной жизни мы постоянно, а иногда даже ежеминутно работаем с информацией о географическом положении объектов, например, когда пытаемся найти нужный нам магазин, детский сад, метро, работу, школу. Пространственное мышление естественно для нашего сознания.
Вся информация, полученная с помощью технологий ГИС, используются не специалистами-географами, а обычными людьми - студентами, бизнесменами, врачами, адвокатами, чиновниками, маркетологами, строителями, экологами - и даже домохозяйками, если они не желают зря тратить свое время на поиски нужного магазина.
географический информационный программный система
1. Географические информационные систе мыинформационный недвижимость рынок
Понятие географических информационных систем
Однозначное определение этому явлению дать очень сложно. Географическая информационная система (ГИС) – это совершенно новый взгляд на окружающий нас мир. Карты, которые созданы при помощи технологии ГИС, можно смело назвать картами нового поколения. На карты ГИС можно нанести не только географические, но и статистические, демографические, технические и многие другие виды данных и применять к ним разнообразные аналитические операции. ГИС обладает уникальной способностью выявлять скрытые взаимосвязи и тенденции, которые трудно или невозможно заметить, используя привычные бумажные карты. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического анализа, которые предоставляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают широкий выбор для ее применения и решения различных задач, которые связаны с анализом и прогнозом явлений, событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.
Рис.1.1 ГИС
Создание карт и географический анализ не являются чем-то абсолютно новым. Однако технология ГИС предоставляет новый, более современный, эффективный, удобный и быстрый подход к анализу проблем и решению задач, которые стоят перед человечеством в целом, конкретной организацией или группой людей. Она автоматизирует процедуру анализа и прогноза. До начала применения ГИС немногие обладали технологией обобщения и полноценного анализа географической информации, для обоснованного принятия оптимальных решений, основанных на современных подходах и средствах.
В настоящее время ГИС – это многомиллионная индустрия, которая вовлекает в себя сотни тысяч людей по всему миру. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности – будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, например, поиск кратчайшего и лучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.
Области применения ГИС:
· Управление земельными ресурсами, земельные кадастры. Для решения проблем, имеющих пространственную привязку и начали создавать ГИС. Типичные задачи — составление кадастров, классификационных карт, определение площадей участков и границ между ними и т. д.
· Инвентаризация, учет, планирование размещения объектов распределенной производственной инфраструктуры и управление ими. Например, нефтегазодобывающие компании или компании, управляющие энергетической сетью, системой бензоколонок, магазинов и т. п.
· Проектирование, инженерные изыскания, планировка в строительстве, архитектуре. Такие ГИС позволяют решать полный комплекс задач по развитию территории, оптимизации инфраструктуры строящегося района, требующегося количества техники, сил и средств.
· Тематическое картографирование.
· Управление наземным, воздушным и водным транспортом. ГИС позволяет решать задачи управления движущимися объектами при условии выполнения заданной системы отношений между ними и неподвижными объектами. В любой момент можно узнать, где находится транспортное средство, рассчитать загрузку, оптимальную траекторию движения, время прибытия и т. п.
· Управление природными ресурсами, природоохранная деятельность и экология. ГИС помогает определить текущее состояние и запасы наблюдаемых ресурсов, моделирует процессы в природной среде, осуществляет экологический мониторинг местности.
· Геология, минерально-сырьевые ресурсы, горнодобывающая промышленность. ГИС осуществляет расчеты запасов полезных ископаемых по результатам проб (разведочное бурение, пробные шурфы) при известной модели процесса образования месторождения.
· Чрезвычайные ситуации. С помощью ГИС производится прогнозирование чрезвычайных ситуаций (пожаров, наводнений, землетрясений, селей, ураганов), расчет степени потенциальной опасности и принятие решений об оказании помощи, расчет требуемого количества сил и средств для ликвидации чрезвычайных ситуаций, расчет оптимальных маршрутов движения к месту бедствия, оценка нанесенного ущерба.
· Военное дело. Решение широкого круга специфических задач, связанных с расчетом зон видимости, оптимальных маршрутов движения по пересеченной местности с учетом противодействия и т. п.
· Сельское хозяйство. Прогнозирование урожайности и увеличения производства сельскохозяйственной продукции, оптимизация ее транспортировки и сбыта.
Ученые подсчитали, что 85% информации, с которой сталкивается человек в своей жизни, имеет территориальную привязку. Поэтому перечислить все области применения ГИС просто невозможно. Этим системам можно найти применение практически в любой сфере трудовой деятельности человека.
ГИС-система позволяет:
· определить какие объекты располагаются на заданной территории;
· определить местоположение объекта (пространственный анализ);
· дать анализ плотности распределения по территории какого-то явления (например, плотность расселения);
· определить временные изменения на определенной площади);
· смоделировать, что произойдет при внесении изменений в расположение объектов (например, если добавить новую дорогу).
При разработке ГИС всегда приходится интегрировать пространственные и непространственные (текстовые) данные. В большинстве случаев реляционная база данных разрабатывается раньше того, как принимается решение о разработке ГИС. Наше решение позволяет быстро и просто включать ГИС в существующие информационные системы.
Рис.1.2 Пример работы Гис
Если используется серверная СУБД типа Oracle, Microsoft SQL Server, DB2, Informix, то оправдано использование серверного ПО для работы с графикой. Сервер ESRI ArcSDE позволяет интегрировать графические и текстовые данные в одной реляционной структуре. Это позволяет использовать все средства СУБД такие как триггеры, проверки, целостность связей и для графических таблиц, в результате чего данные составляют единое целое.
Если данные хранятся в других СУБД, то возможно использование графических файлов.
Специальное решение позволяет виртуально объединять файлы графики и другие данные, поддерживать ссылочную целостность.
Важной задачей является интеграция ГИС в специализированные приложения. Для этого разработана библиотека ActiveX компонентов, которая позволяет быстро встраивать ГИС-функциональность на рабочие места. Библиотека включает самые востребованные и часто используемые функции. Скрывая от разработчика сложности работы с графикой, библиотека предлагает простой программный интерфейс для реализации взаимодействия карты и остальной части приложения.
Преимущества геоинформационных систем:
· удобное для любого пользователя отображение пространственных данных; Картографирование географических данных, в том числе в трехмерном измерении, лучше всего удобно для восприятия, а это, в свою очередь, упрощает построение запросов и их последующий анализ.
· интеграция данных внутри организации; Геоинформационные системы объединяют данные, накопленные в различных подразделениях компании или даже в разных областях деятельности организаций целого региона. Коллективное использование накопленных данных и их интеграция в единый информационный массив дает существенные конкурентные преимущества и повышает эффективность эксплуатации геоинформационных систем.
· принятие обоснованных решений; Автоматизация процесса анализа и построения отчетов о любых явлениях, связанных с пространственными данными, помогает ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений.
· удобное средство для создания карт. Геоинформационные системы оптимизируют процесс расшифровки данных космических и аэросъемок и используют уже созданные планы местности, схемы, чертежи. ГИС существенно экономят временные ресурсы, автоматизируя процесс работы с картами, и создают трехмерные модели местности.
История создания ГИС
1. Пионерский период (конец 1950-х — начало 1970-х гг.).
Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка практического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы.
· 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.
2. Период государственных инициатив (начало 1970-х — начало 1980-х гг.).
Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в этой области, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:
· автоматизированные системы навигации;
· системы вывоза городских отходов и мусора;
· движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т. д.
3. Период коммерческого развития (начало 1980-х — конец 1980-х).
Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных.
4. Пользовательский период (конец 1980-х — настоящее время)
Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий и услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и «открытость» программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских «клубов», телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры.
ГИС в России
Наибольшее распространение в России из зарубежных систем имеют:
· программный продукт ArcGIS компании ESRI,
· семейство продуктов GeoMedia корпорации Intergraph
· MapInfo Professional компании Pitney Bowes MapInfo.
Используются также и другие программные продукты отечественной и зарубежной разработки (в алфавитном порядке):
· 4geo;
· IndorGIS;
· LocatorGIS;
· MGE корпорации Intergraph (использует MicroStation в качестве графического ядра);
· STAR-APIC;
· ГеоГраф ГИС;
· ГИС Mappl (Маппл Групп);
· ГИС ИНТЕГРО;
· ГИС Карта 2011 (ЗАО КБ «Панорама»);
· ГИС «Нева»;
· ДубльГИС;
· ГИС Formap (ГИС "Лесные ресурсы").
Составные части ГИС
Рис. 1.2 Структура ГИС
ГИС имеет пять основных составляющих: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и методы.
Аппаратные средства – это компьютер, на котором запущена ГИС. Сейчас ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров.
Программное обеспечение ГИС включает в себя функции и инструменты, которые необходимы для анализа, хранения и визуализации географической информации. Главными компонентами программных продуктов являются: инструменты для ввода и оперирования географической информацией; система управления базой данных (СУБД); инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и отображения; графический пользовательский интерфейс (ГИП) для удобного доступа ко всем инструментам.
Данные – являются наиболее важными компонентами ГИС. Географические данные и связанные с ними табличные, могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на коммерческой основе. В процессе управления географическими данными, ГИС интегрирует их с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных.
Исполнители. Широкое применение технологии ГИС невозможно без людей, работающими с программными продуктами и разрабатывающими планы их использования для решения конкретных задач. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники, которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы.
Методы – успешность и эффективность применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.
Классификация ГИС
По территориальному охвату:
· глобальные ГИС;
· субконтинентальные ГИС;
· национальные ГИС;
· региональные ГИС;
· субрегиональные ГИС;
· локальные или местные ГИС.
По уровню управления:
· федеральные ГИС;
· региональные ГИС;
· муниципальные ГИС;
· корпоративные ГИС.
По функциональности:
· полнофункциональные;
· ГИС для просмотра данных;
· ГИС для ввода и обработки данных;
· специализированные ГИС.
По предметной области:
· картографические;
· геологические;
· городские или муниципальные ГИС;
· природоохранные ГИС и т. п.
Если помимо функциональных возможностей ГИС в системе присутствуют возможности цифровой обработки изображений, то такие системы называются интегрированными ГИС (ИГИС). Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов, обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС оперируют пространственно-временными данными.