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.