Геоинформационная система. определение, компоненты, модели.

Модели данных в ГИС

Вопросы организации данных в ГИС, в частности, модели, структуры данных, форматы – одна из самых сложных, самых важных и определяющих тем в ГИС.

Считается, что выбор способа организации данных в ГИС, в первую очередь модели данных, значительно важнее, чем выбор программного пакета, поскольку напрямую определяет многие функциональные возможности создаваемой ГИС. Некоторые функции или не реализовываются для определенных типов организации данных, или обеспечиваются очень сложными манипуляциями.

Организация данных в ГИС напрямую определяет и применимость тех или иных технологий ввода данных. В той же степени от нее зависит пространственная точность представления графической части информации, возможность получения качественного картографического материала и организации контроля качества карт.

Обратите внимание

В значительной степени способом организации данных в ГИС определяется также быстродействие системы, например, при выполнении запроса или визуализации на экране.

Возможность работать с большими объемами данных или точными данными по большим территориям, удобство редактирования и обновления данных, возможности организации многопользовательской работы в режиме редактирования, создания распределенных по сети баз данных — это все тоже связано в первую очередь с организацией данных и уже во вторую — с конкретным программным обеспечением.

Иногда высказывается мнение, что модели данных – слишком абстрактная категория для массового пользователя, а форматы данных – дело только программистов. Постараемся показать, что это не совсем так.

Определенное представление о существующих способах организации данных в ГИС, думается, должен иметь и массовый конечный пользователь, и тем более руководитель проекта, технолог, специалист, занятый контролем качества и сертификацией цифровых карт, наконец, даже руководитель более высокого уровня, участвующий в решении стратегических вопросов внедрения и развития ГИС-технологий.

Ошибки в выборе модели данных могут сказаться решающим образом на возможности выполнения ГИС требуемых функций, расширения их списка в будущем, на успешности проекта с экономической точки зрения и, что очень важно, могут определить ценность накапливаемых баз данных пространственной информации в долговременной перспективе.

Обмен данными и даже смена пакета, если применяемые модели данных близки, обычно не очень большая проблема. В других случаях может оказаться так, что объем труда, необходимого для конвертирования существующих данных, сопоставим с затратами на повторный ввод информации или даже превышает их.

Так что понятия «защита инвестиций, вложенных в создание ГИС» и «модель данных» не столь далеки друг от друга, как это кажется на первый взгляд.

Для рассмотрения проблемы нужно попытаться разобраться в том, что определяет организацию пространственных данных в ГИС, какими терминами она описывается.

Источник: https://3ys.ru/obshchie-metody-i-podkhody-k-sozdaniyu-i-upravleniyu-gis/modeli-dannykh-v-gis.html

Геоинформационные системы(ГИС). Основные определения, достоинства и недостатки

Методы и технология ГИС предлагает новый, более удобный, быстрый подход к решению проблем, стоящих перед человеком. Система автоматизирует алгоритм анализа и прогнозирования.

Что же такое геоинформационные системы?

Современные ГИС включают в себя методы обработки ранее существовавших автоматизированных систем, но обладают спецификой в обработке и организации данных.

ГИС — информационная система.
ГИС — умеет хранить, управлять, вводить, анализировать и выводить информацию.
ГИС — многопользовательская среда
У ГИС есть особенности, которые отличают ее от других ИС.

Можно сказать, что геоинформационная система — это интегрированная компьютерная система, находящаяся под управлением специалистов-аналитиков, которая осуществляет сбор, хранение, манипулирование, анализ, моделирование и отображение пространственно соотнесенных данных.

Часто термин понимают и в более узком смысле: ГИС – это инструмент (программа) для поиска, анализа и редактирования цифровых карт, позволяющий искать дополнительную информацию о предметах (например адреса, улицы, здания, количества жильцов и.т.д.).

Классификация геоинформационных систем

рис.1 Геоинформационная система. ГИС

Наметились некоторые направления в классификации ГИС. К примеру, в некоторых источниках ГИС классифицируют в связи с их решаемыми ими проблемами:

инженерные (работают с картами, где изображены элементы коммуникаций)
кадастровые (учитывают земельные участки и недвижимость)
географические (содержат данные об административных границах)
библиографические (содержать информацию в каталогах о географических документах).
экологические (экологический мониторинг территорий)
системы обработки данных дистанционного зондирования

Компоненты геоинформационных систем

ГИС содержит 5 компонентов: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и методы.

Аппаратныесредства. Это компьютер, на котором работает ГИС. На сегодняшний день ГИС функционируют на разных видах компьютерных платформ.
Программноеобеспечение. В ГИС содержатся функции и инструменты, предназначенные для хранения, визуализации и анализа географической информации (пространственной информации). Необходимые составляющие программных продуктов: инструменты для ввода географической информации, СУБД, инструменты, поддерживающие пространственные запросы, анализ и отображение, пользовательский интерфейс для свободного доступа к инструментам.
Данные. Это самый важный компонент ГИС. Географические данные (данные о пространственном положении) и табличные данные, которые связаны с географическими, собираются и подготавливаются самим пользователем, либо покупаются у поставщиков.
Исполнители. Применение технологии ГИС невозможно без людей, работающих с программными продуктами и разрабатывающих планы их использования при решении задач. Пользователями ГИС выступают технические специалисты, которые разрабатывают и поддерживают работу системы, так и сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать текущие ежедневные дела и проблемы.
Методы. Эффективность и успешность применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждого предприятия.

Информация о реальном мире и объектах в ГИС хранится в виде наборов тематических слоев, объединенных на основе их географического положения. Этот простой подход незаменим при решении реальных задач: при отслеживании передвижения транспортных средств и материалов, при детальном отображении обстановки мероприятий, при моделировании глобальной циркуляции атмосферы.

Вся географическая информация включает в себя сведения о положении в пространстве (ссылки на адрес, почтовый индекс, округа), при использовании таких ссылок, чтобы автоматически определить местоположение объекта используют процедуру, которую называют геокодированием. При помощи нее быстро определяют и смотрят на карте местоположение интересующего объекта, определяют каким маршрутом быстрее и удобнее добираться до необходимого пункта.

Преимущества:

в ГИС карта является действительно динамическим объектом;
изменяемый масштаб;
возможность преобразования картографических проекций;
возможность варьирования объектным составом карты (то, что выводится на экран);
возможность получать БД в режиме реального времени через карту;
изменяемые способы отображения объектов (цвета, типы линий, символы);
легко вносятся любые изменения;
автоматизированный расчет длин, площадей;
возможность внесения любого количества информации на карту;
оперативное изменение данных;
наглядное представление семантической информации из БД за счет отображения взаимного пространственного расположения данных;
возможность увеличения информационной емкости продукта за счет связи пространственно-ориентированных изображений с семантической информацией из БД;

Недостатки:

большая зависимость работы ГИС от исходных географических данных;
зависимость конечного результата от точности и четкости данных, перенесенных в ГИС;
некоторая сложность анализа объектов, но эту проблему можно решить с помощью подключаемых модулей, или с помощью настройки системы для решения конкретных проблем.

Несомненно, покупка, внедрение и дальнейшее использование ГИС принесет только положительный результат, решая многие наши проблемы.

Основным назначением ГИС считается формирование знаний и явлениях, процессах на Земле и дальнейшее применение их для решения необходимых задач во всех сферах жизнедеятельности человека.

ГИС в настоящее время – это современная интегрированная система, отвечающая требованиям информатизации общества, применяемая во всех направлениях. Она способствует решению управленческих, экономических задач, основываясь на средства и методы информатизации.

Система постоянно совершенствуется и развивается в следующих направлениях:

развивается теория и практика информационных систем;
изучается и обобщается опыт работы с пространственными данными;
исследуются и разрабатываются концепции создания систем пространственно-временных моделей;
совершенствуются технологии автоматизированного изготовления электронных и цифровых карт;
разрабатываются технологии визуальной обработки данных;
разрабатываются методы поддержки принятия решений;

Источник: http://elcomrevue.ru/geoinformatsionnyie-sistemyi-gis-osnovnyie-opredeleniya-dostoinstva-i-nedostatki/

4. Определение «слой в ГИС»? А) объекты в ГИС; Б) реляционная таблица данных; В) классификатор топографической информации; — PDF

Кафедра почвоведения и земельных информационных систем географического факультета БГУ ст. преп. Прокопович Сергей Николаевич е-mail: ProkopovichSN@gmail.com Курс 2 (3,4 сем. зачет) Геоинформатика произошла

Подробнее

ТЕСТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ГИС и ГИС-технологии» Ф.И.О., группа 1. Геоинформатика принципиально отличается от общей информатики: объемами данных ориентацией на описание Земли использованием пространственных

Подробнее

1 Цели и задачи дисциплины «ГИС в географии». Целями освоения дисциплины «ГИС в географии» является получение общих и специальных знаний в области геоинформационных технологий и методов создания и использования

Подробнее

КУРС ЛЕКЦИЙ Картография Тематический план лекций Количество лекционных часов и часов для текущей проработки теоретического материала (самостоятельной работы) раз., подразд. 1 1.1 1.2 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2

Подробнее

Хранение и представление информации в ГИС Представление пространственных данных в ГИС ГИС включает графическую и атрибутивную (тематическую) информацию об объектах. ГИС работает с базами данных двух типов

Подробнее

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) «Интеллектуальные

Подробнее

Структура и содержание ГИС Структура ГИС Подсистемы ГИС Обработка снимков Цифрование карт Готовые базы данных (Интернет) Карты Снимки Данные геодезических измерений БЛОК ВВОДА БЛОК ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ

Подробнее

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Представление пространственных данных Отображение пространственной информации в ГИС Пространственные объекты реального мира: точечные линейные площадные имеют положение

Подробнее

ГОСТ 28441-99 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ КАРТОГРАФИЯ ЦИФРОВАЯ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ МИНСК Предисловие 1 РАЗРАБОТАН 29-м научно-исследовательским

Подробнее

«СТУДЕНЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ФОРУМ 2014» Геоинформационная система (ГИС) Автор работы: Тумпаров Камиль Мансурович E-mail: Kamilkarat@mail.ru Научный руководитель: Миронова Юлия Николаевна Оглавление Глава 1.

Подробнее

УДК 528.92 Д.В. Лисицкий, С.Ю. Кацко СГГА, Новосибирск НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ЦИФРОВОГО КАРТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В ГЕОИНФОРМАЦИОННОМ КАРТОГРАФИРОВАНИИ Глобальные изменения роли и сущности картографии

Подробнее

Учреждение образования «Белорусский государственный экономический университет» ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для специальности 1-26 1

Подробнее

Лабораторная работа 6. Знакомство с геоинформационными системами Цель работы: Ознакомпление с основной терминологией ГИС, необходимой для получения первичного представления об информационной системе ГИС

Подробнее

ГОСТ Р 52155-2003 НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ФЕДЕРАЛЬНЫЕ, РЕГИОНАЛЬНЫЕ, МУНИЦИПАЛЬНЫЕ Общие технические требования ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва Предисловие

Подробнее

Тестирование по дисциплине «Информационные системы для землеустройства в Сибири» для студентов 2- го курса направления: 120300,120303 Землеустройство и кадастры 1. Какая система не относится классу документальных

Подробнее

Зарегистрировано в Минюсте РФ 29 августа 2007 г. N 10078 МИНИСТЕРСТВО РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ N 74 МИНИСТЕРСТВО ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И ТОРГОВЛИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ N 120 ФЕДЕРАЛЬНОЕ

Подробнее

Стр. 1 из 5 Приказ Министерства регионального развития РФ, Минэкономразвития РФ и Федерального агентства геодезии и картографии от 1 августа 2007 г. N 74/120/20-пр Об утверждении требований к техническим

Подробнее

нии» 1 Цели и задачи дисциплины «ГИС в экологии и природопользова- Целью дисциплины «ГИС в экологии и природопользовании» является изучение основного понятийного аппарата в области геоинформационных систем,

Подробнее

УДК 528.9:681 ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЦИФРОВОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ МЕСТНОСТИ Игбердина В. Ф., студентка гр. ГМс-111, IV курс Научный руководитель: Корецкая Г. А., старший преподаватель Кузбасский государственный

Подробнее

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра лесоводства и лесовоспроизводства РАБОЧАЯ

Подробнее

1/(22) Курс «Географические информационные системы» Литература: И.А.Пичугина, Б.И.Яцало. Геоинформационные системы и основы картографии. Ч.1,2. Обнинск: ИАТЭ, 2005. И.А.Пичугина, Б.И.Яцало. Общий практикум.

Подробнее

3D ГИС на базе Skyline Software Докладчик: Крымский Игорь Ефимович Технический директор Cybercom Ltd. ГИС общие сведения Географическая информационная система (ГИС) система сбора, хранения, анализа и графической

Подробнее

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ (МИИГАИК) ОПИСАНИЕ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Направление

Подробнее

ГИС-технологии: введение Презентация по ГИС-технологиям Геоинформатика это наука, изучающая все объекты сбора, обработки и представления информации о свойствах объектов, процессов и явлений, происходящих

Подробнее

Геоинформационные системы 2 1. Цели и задачи учебной дисциплины Цель изучения данной дисциплины дать студентам теоретические знания и практические навыки, необходимые для овладения геоинформационными системами

Подробнее

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технический

Подробнее

Представление о географических информационных системах Типы и классификации ГИС информационных систем Типы и классификации ГИС По пространственному охвату По объектам По предметной области По проблемной

Подробнее

Учебная программа составлена на основе образовательного стандарта ОСВО 1-31 02 03-2013 и учебного плана учреждения высшего образования G 31-149/уч. 2013 г. СОСТАВИТЕЛЬ: В.М. Храмов, старший преподаватель

Подробнее

ГИС В ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ 1 ГЕОИНФОРМАТИКА И Г Е О И Н Ф О Р М А Ц И О Н Н Ы Е С И С Т Е М Ы 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОИНФОРМАТИКИ Геоинформатика научно-технический комплекс, объединяющий одноименную отрасль

Подробнее

Учреждение образования Белорусский государственный экономический университет ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ФИНАНСОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине

Подробнее

Источник: https://docplayer.ru/37880353-4-opredelenie-sloy-v-gis-a-obekty-v-gis-b-relyacionnaya-tablica-dannyh-v-klassifikator-topograficheskoy-informacii.html

Геоинформационные системы и «облачные» технологии

Аннотация: ГИС-технологии получили широкое распространение и применение в науке, технике, бизнесе.

Глобализация и интернационализация экономики, уничтожение торговых барьеров между большим числом государств в Европе и Азии, широкое применение информационных технологий и информационных систем в деятельности государственных и коммерческих структур, появление и быстрое развитие глобальной сети Internet привело в середине 80-х годов ХХ века к появлению информационных систем, которые позволяли организовать в режиме On Line работу транснациональных корпораций, находящихся на разных континентах. Расстояния перестали быть препятствием для эффективной работы распределенных компаний – развивающиеся ИКТ обеспечивали практически мгновенную связь и доставку информации для анализа и принятия делового решения, реализуя известный принцип «7 х 24» («7 дней в неделю, 24 часа в сутки»). Значительную часть этой информации практически в любой сфере деятельности мы получаем в виде рисунков и карт, планов, схем и пояснительных текстов.

Это могут быть схемы магистрального газового или нефтяного трубопровода из Сибири в Западную Европу, движения подводных лодок и самолетов боевого патрулирования вдоль границ России, схемы железнодорожных путей в масштабе страны или метро в городе, план здания или схема взаимосвязей между офисами компании, карта экологического мониторинга территории, атлас земельного кадастра или карта природных ресурсов и т. д.

Выбор места для филиала компании за рубежом, проведение маркетинга и набор персонала в другой стране, координатная «привязка» производства к той местности, где это наиболее выгодно с точки зрения наиболее эффективного использования ресурсов в большинстве случаев перестали быть трудно разрешимой задачей. Появилась насущная необходимость представлять географическую и сопутствующую информацию в удобном графическом виде, совмещая на экране монитора несколько листов сканированного изображения карты.

Важно

Быстрое развитие специализированных систем и технологий, получивших название географических информационных систем — ГИС (Geographical Information Systems — GIS), позволило к концу ХХ века успешно решать такие задачи (рис. 5.1) [Основы геоинформатики и ГИС-технологий, http://cnit.pgu.serpukhov.su/koi/kyk.htm].

Рис. 5.1. Пример содержания базы данных ГИС

ГИС-технологии получили широкое распространение и применение в науке, технике, бизнесе. Координатно-временная привязка объектов используется в геодезии, картографии, геологии, мореходном деле.

Обработка и сведение в единую систему фотографических снимков из космоса в научных и военных целях, обработка данных геофизики и геодинамики, использование в народном хозяйстве (составление городских, региональных и федеральных земельных кадастров) и многое другое производятся с применением ГИС-технологий.

Многочисленные определения понятия «геоинформационная система» и «геоинформационная технология» отражают многоплановость понятий (рис. 5.3).

Рис. 5.2. Трехмерная (рельефная) карта ГИС
Рис. 5.3. Многоплановость областей применения ГИС

Это видно и из табл. 1, где приведены различные определения этих понятий. Из этой обширной интересной таблицы видно, как складывалось понимание сути технологий ГИС — самое раннее относится к 1966 году, последнее – к 1991 году. Всё это говорит о том, что к началу 90-х годов определение ГИС, в основном, сложилось.

Таблица 1. Хронология определений понятия ГИС

АвторОпределение ГИСИсточник

Langefor-ce B.	Система, в состав которой входят компоненты для сбора, передачи, хранения, обработки и выдачи информации о территории.	Theoretical Analysis of Information Systems. Lund, 1966.
Degani A.	Динамически организованное множество данных (динамическая база данных или банк данных), соединенное с множеством моделей, реализованных на ЭВМ для расчетных, графических и картографических преобразований этих данных в пространственную информацию в целях удовлетворения специфических потребностей определенных пользователей в пределах структуры точно определенных концепций и технологий.	Methodological observation on the state of geo cartographic analysis in the context of automated spatial information systems.– Map Data Process. – Proc. NATO Adv. Study Inst. Maratea, June 18-29, 1979, Acad. Press. 1980, pp. 207-220.
Vitek J.D., Walsh St.J., Gregory M. S.	Информационная система, которая может обеспечить ввод, манипулирование и анализ географически определенных данных для поддержки принятия решений.	Accuracy in geographic information systems: an assessment of inherent and operational errors. — Record 9th Symp. Spat. Technol. Remote Sens. Today and Tomorrow. Sioux Falls, S.D., 2-4 Oct. 1984. — Proc. Silver Spring, 1984, pp. 296-302.
Star J.L., Cosentino M. J., Foresman T. W.	Пространственно-определенная система для сбора, хранения, поиска и манипулирования данными, а также средство анализа и управления этими данными.	Geographic information systems: question to ask before it`s to late. — Machine Processing of Remotely ended Data with Special emphasis on Thematic Mapping Data and Geographic Information Systems, 1984, pp.194-197.
Трофимов А. М., Панасюк М. В.	Реализованное с помощью автоматических средств (ЭВМ) хранилище системы знаний о территориальном аспекте взаимодействия природы и общества, а также программного обеспечения, моделирующего функции поиска, ввода, моделирования и др.	Геоинформационные системы и проблемы управления окружающей средой. Казань, изд-во Казанского ун-та, 1984, 142 с.
Clarce K.	Особый случай информационной системы, где база данных состоит из наблюдений за пространственно распределенными явлениями, процессами или событиями, которые могут быть определены как точки, линии и контуры.	Geographic information systems: definitions and prospects. – Bull. Geogr. and Map Div. Spec. Libr. Assoc., 1985, № 142, pp.12-17.
Konecny M.	Система, состоящая из людей, а также технических и организационных средств, которые осуществляют сбор, передачу, ввод и обработку данных с целью выработки информации, удобной для дальнейшего использования в географическом исследовании и для ее практического применения/	Geograficke informacni systemy. – Folia prirodoved. fak. UJEP v Brne, 1985, t. 26, № 13, 196 s.
MacDonald C. L., Crain I. K.	Система, реализуемая для сбора, хранения, манипулирования, поиска и отображения географически определенных данных»	Applied computer graphics in a geographic information system: problems and successes. – Computer graphics and application, 1985, vol. 5, № 10, pp. 34-39.
Reisinger T. W., Davis C. J.	Система, которая манипулирует и управляет данными, хранящимися в виде тематических слоев, географически определенных относительно карты-основы.	A map-based decision support system for operational planning of timber harvests. – Winter Meet. Amer. Soc. Arg. Eng., Ayatt Regency, Chicago, Decem ber 17-20, 1985. Paper N 1604. — St. Joseph: ASAE, 1985, 12 p.
Abler R.	Комплекс аппаратно-программных средств и деятельности человека по хранению, манипулированию и отображению географических (пространственно соотнесенных) данных.	The National Science Foundation National Center for Geographic Information and Analysis – International Journal of Geographical Information Systems, 1987, v. 1, № 4, pp. 302-306.
Berry J.	Внутренне позиционированная автоматизированная пространственная информационная система, создаваемая для управления данными, их картографического отображения и анализа.	Fundamental operations in computer-assisted map analysis – International Journal of Geographical Information Systems, 1987, v. 1, № 4, pp. 119-136.
Lillesand T., Liefer R. W.	Система, включающая базу данных, аппаратуру, специализированное математическое обеспечение и пакеты программ, предназначенных для расширения базы данных, для манипулирования данными, их визуализации в виде карт или таблиц и, в конечном итоге, для принятия решений о том или ином варианте хозяйственной деятельности.	Remote session and image interpretation. N.Y., John Willey and Sons, 1987, 722 p.
Тикунов В. С.	Интерактивные системы, способные реализовать сбор, систематизацию, хранение, обработку, оценку, отображение и распространение данных и как средство получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях.	Современные средства исследования системы «общество-природная среда». — Известия Всесоюзн. Географич. общества, 1989, т. 121, вып. 4, с. 299-306.
Кошкарев А. В.	Аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных географических задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества.	Картография и геоинформатика: пути взаимодействия. Изв. АН СССР, серия геогр., 1990, № 1, с. 32.
Сербенюк С. Н.	Научно-технические комплексы автоматизированного сбора, систематизации, переработки и представления (выдачи) географической информации в новом качестве с условием прироста знаний об исследуемых пространственных системах.	Картография и геоинформатика — их взаимодействие. М., 1990, 159 с.
Симонов А. В.	Система аппаратно-програмных средств и алгоритмических процедур, созданная для цифровой поддержки, пополнения, управления, манипулирования, анализа, математико-картографического моделирования и образного отображения географически координированных данных.	Агроэкологическая картография. — Кишинев, изд-во «Штиинца», 1991 г. — с.127

Анализируя эти определения и убирая повторяющиеся фразы, можно выделить основные ключевые слова, относящихся к современному понятию ГИС-технологий.

Это — «информационная система», «географическая информация», «программно-аппаратные средства», «интерактивные системы», «математические статические и динамические модели», «пространственно-координированные данные», «управление, анализ, манипулирование данными», «образное отображение (визуализация) данных в виде карт или таблиц», «тематические карты-слои», «картографические базы данных».

Рис. 5.4. Общая структура GIS-платформы

И, наконец, приведём определение 1997-го года, взятое из ГОСТа, которое в большой степени объединяет приведенные выше определения и использует практически все выделенные выше ключевые слова: «Географическая информационная система (ГИС) —это совокупность технических, программных, коммуникационных и информационных средств, обеспечивающих ввод, обработку, хранение, математико-картографическое моделирование и образное интегрированное представление (визуализацию) пространственных и соотнесённых с ними атрибутивных данных для решения проблем территориального планирования и управления (ОСТ ВШ 02.001-97).

Совет

Таким образом, ГИС-технологии — это, прежде всего, компьютерные технологии и системы, позволяющие эффективно работать с динамическими данными о пространственно-распределенных объектах, дополняя их наглядностью представления и возможностью строить модели и решать задачи пространственно-временного анализа.

ГИС, как и любая информационная система, снабженная средствами сбора и обработки данных, дает возможность накапливать и анализировать подобную информацию, оперативно находить и обрабатывать нужные географические сведения и отображать их в удобном для пользователя виде (рис. 5.4) [Сырецкий Г. А., 2007].

Применение ГИС-технологий позволяет резко увеличить оперативность и качество работы с пространственно-распределенной информацией по сравнению с традиционными «бумажными» картографическими методами.

Географические пространственно-распределенные данные означают информацию, которая идентифицирует географическое местоположение и свойства естественных или искусственно созданных объектов, а также их границ на земле, над и под землей, на воде, над и под водой, в космическом пространстве. Эта информация может быть получена с помощью дистанционного зондирования, картографирования и различных видов съемок, включая съёмки из космоса.

Данные содержат четыре интегрированных компонента: местоположение и пространственные отношения объектов, время, на которое зафиксированы эти компоненты, и скорость изменения указанных параметров. Иными словами, географические данные описывают:

географическое пространственное положение физических или смоделированных объектов представляется 2-мерными (координаты X,Y на плоскости), 3-х мерными (широта, долгота, высота над уровнем геоида) и 4-х мерными координатами (широта, долгота, высота над уровнем геоида, время в секундах, средних сутках, среднем солнечном годе) в системе координат, отнесенной к среднему полюсу Земли и положению среднего экватора;
свойства объектов или моделей могут содержать информацию, которая не указывает явно на пространственную ориентацию и является описательной — тем не менее, такая информация является важной и она также включается в географические данные;
пространственные отношения определяют взаимное расположение объектов или моделей — например, положение объекта А по отношению к объекту В на плоскости, в пространстве или во времени, движение А относительно В, вложенность А в В и т.д.;
временные параметры могут характеризовать как взаимное отношение объектов (моделей) так и жизненный цикл географических данных.

Области применения ГИС сегодня крайне разнообразны: землеустройство, контроль ресурсов, экология, муниципальное управление, транспорт, экономика, социальные задачи и многое другое.

Первые работы по ГИС-технологиям начали проводиться более 25 лет назад в Канаде и США, где первоначально использовались в основном для целей землеустройства южных и западных районов США и картографирования канадских районов Арктики с помощью компьютерной обработки спутниковых фотографий.

Сейчас все шире начинают внедряться ГИС массового пользования — для генеральных электронных планов городов, планов разработки месторождений полезных ископаемых и морской разведки нефтяных пластов, схем инженерных коммуникаций, схем движения транспорта и т.п. По некоторым оценкам до 80-90% всей информации, с которой мы обычно имеем дело, может быть представлено в виде ГИС различного назначения.

Для поддержки критически важных областей деятельности — атомная энергетика, добыча и транспортировка нефти и газа, ликвидация последствий природных и техногенных катастроф, деятельность в оборонной сфере — в настоящее время всё шире разрабатываются и применяются специализированные Web-ресурсы для реализации распределенных ГИС и ГИС-порталов.

Разработка таких порталов производится сегодня на базе международных стандартов, созданных известными международными организациями по стандартизации — ISO (International Organization for Standardization) и OGC (Open Geospatial Consortium).

Это такие стандарты, как ISO 19115 MetaData, ISO 19139 MetaData — XML Schema Implementation, Catalog Interfaces, Geography Markup Language и Web Map Service.

Источник: http://www.intuit.ru/studies/courses/13858/1255/lecture/23975

Основные компоненты геоинформационных систем

Поиск Лекций

Вопрос 71. Геоинформационные системы (ГИС)

Понятие о геоинформационных системах

Геоинформационные системы (ГИС) – это автоматизированные системы, основными функциями которых являются сбор, хранение, интеграция, анализ и графическая визуализация в виде карт или схем пространственно-временных данных, а также связанной с ними атрибутивной информации о представленных в ГИС объектах.

ГИС возникли в 1960–70 гг.

на стыке технологий обработки информации в системах управления базами данных и визуализации графических данных в системах автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированного производства карт, управления сетями.

Интенсивное использование ГИС началось в середине 90-х гг. ХХ в. В это время появляются мощные и относительно дешевые персональные компьютеры, становится более доступным и понятным программное обеспечение.

В качестве источников данных для создания ГИС служат:

— картографические материалы (топографические и общегеографические карты, карты административно-территориального деления, кадастровые планы и др.). Так как получаемые с карт данные имеют пространственную привязку, они используются в качестве базового слоя ГИС;

— данные дистанционного зондирования (ДДЗ), прежде всего, материалы, получаемые с космических аппаратов и спутников. При дистанционном зондировании изображения получают и передают на Землю с носителей съемочной аппаратуры, размещенных на разных орбитах.

Обратите внимание

Полученные снимки отличаются разным уровнем обзорности и детальности отображения объектов природной среды в нескольких диапазонах спектра (видимый и ближний инфракрасный, тепловой инфракрасный и радиодиапазон).

Благодаря этому с применением ДДЗ решают широкий спектр экологических задач. К методам дистанционного зондирования относятся также аэро- и наземные съемки, и другие неконтактные методы, например гидроакустические съемки рельефа морского дна.

Материалы таких съемок обеспечивают получение как количественной, так и качественной информации о различных объектах природной среды;

— результаты геодезических измерений на местности, выполняемые нивелирами, теодолитами, электронными тахеометрами, GPS приемниками и т. д.; — данные государственных статистических служб по самым разным отраслям народного хозяйства, а также данные стационарных измерительных постов наблюдений (гидрологические и метеорологические данные, сведения о загрязнении окружающей среды и т. д).

— литературные данные (справочные издания, книги, монографии и статьи, содержащие разнообразные сведения по отдельным типам географических объектов). В ГИС редко используется только один вид данных, чаще всего это сочетание разнообразных данных на какую-либо территорию.

Классификация геоинформационных систем.

ГИС системы разрабатывают и применяют для решения научных и прикладных задач инфраструктурного проектирования, городского и регионального планирования, рационального использования природных ресурсов, мониторинга экологических ситуаций, а также для принятия оперативных мер в условиях чрезвычайных ситуаций и др. Множество задач, возникающих в жизни, привело к созданию различных ГИС, которые могут классифицироваться по следующим признакам:

• По функциональным возможностям: — полнофункциональные ГИС общего назначения;

— специализированные ГИС, ориентированные на решение конкретной задачи в какой либо предметной области;

— информационно-справочные системы для домашнего и информационно-справочного пользования. Функциональные возможности ГИС определяются также архитектурным принципом их построения:

— закрытые системы не имеют возможностей расширения, они способны выполнять только тот набор функций, который однозначно определен на момент покупки; — открытые системы отличаются легкостью приспособления, возможностями расширения, так как могут быть достроены самим пользователем при помощи специального аппарата (встроенных языков программирования).

• По пространственному (территориальному) охвату ГИС подразделяются на глобальные (планетарные), общенациональные, региональные, локальные (в том числе муниципальные).

• По проблемно-тематической ориентации – общегеографические, экологические и природопользовательские, отраслевые (водных ресурсов, лесопользования, геологические, туризма и т. д.).

• По способу организации географических данных – векторные, растровые, векторно-растровые ГИС.

Основные компоненты геоинформационных систем.

К основным компонентам ГИС относят: технические (аппаратные) и программные средства, информационное обеспечение.

Примеры ГИС: Яндекс-Карты, ДульГИС, ArcGIS, GEOMedia, ArcView, GRASS.

Источник:

1. http://www.studfiles.ru/preview/3016939/

Источник: https://poisk-ru.ru/s509t10.html

Геоинформационные модели

Презентация может применяться на уроках при изучении темы «Геоинформационные системы» (учебник И.Г.Семакина, Е.К.Хеннер 10-11 классы).

В презентации подробно рассматривается структура, организация работы геоинформационных систем (ГИС) как моделей.
Дается определение геоинформатики:

Геоинформатика – наука, технология и производственная деятельность по аучному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, по приложению ГИС для практических и научных целей.

Важно

Далее дается определение Геоинформационной системы, рассматривается структура ГИС, типичный набор функций ГИС, подробно разбирается работа ГИС, классы решаемых задач, примеры запросов, перечисляются сферы применения ГИС, в качестве примеров( кроме известных систем) даются ссылки на французскую и украинскую ГИС.

Геоинформационные модели

Геоинформатика – наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, по приложению ГИС для практических и научных целей.

Геоинформационная система (ГИС)-

это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и анализ пространственных (пространственно-координированных) данных.

Структура ГИС

Данные (пространственные данные):

позиционные (географические): местоположение объекта на земной поверхности, его координаты в выбранной системе координат;
непозиционные (атрибутивные, или метаданные) — описательные текстовые, электронные документы, данные графического типа, включая фотографии объектов, трехмерные изображения объектов, видеоматериалы и т.д.

Аппаратное обеспечение (ЭВМ, компьютерные сети, накопители, сканеры, дигитайзеры и т. д.);

Программное обеспечение (ОС, приложение и надстройки к нему);

Технологии (методы, порядок действий и т. д.);

Операторы, администраторы, пользователи

Типичный набор функций ГИС

ввод данных в машинную среду (data input) путем их импорта из существующих наборов цифровых данных или с помощью оцифровывания источников;
преобразование или трансформация данных (data transformation), включая конвертирование данных из одного формата в другой, трансформацию картографических проекций, изменение систем координат;
хранение, манипулирование и управление данными во внутренних и внешних базах данных;
картометрические операции (см. картометрия), включая вычисление расстояний между объектами в проекции карты или на эллипсоиде, длин кривых линий, периметров и площадей полигональных объектов;

операции обработки данных геодезических измерений (COGO);
операции оверлея (наложение);
операции «картографической алгебры» (map algebra) для логико-арифметической обработки растрового слоя как единого целого;
пространственный анализ (spatial analysis) — группа функций, обеспечивающих анализ размещения связей и иных пространственных отношений объектов, включая анализ зон видимости/невидимости, анализ соседства (см. анализ близости), анализ сетей, создание и обработку цифровых моделей рельефа, анализ объектов в пределах буферных зон и др.;

пространственное моделирование или геомоделирование (spatial modeling, geo-modeling), включая операции, аналогичные используемым в математико-картографическом моделировании и картографическом методе исследования;
визуализация исходных, производных или итоговых данных и результатов обработки, включая картографическую визуализацию, проектирование и создание (генерацию) картографических и иных пространственных изображений, включая трехмерные;
вывод данных (data output) — графической, табличной и текстовой документации, в том числе ее тиражирование, документирование, или генерацию отчетов (reporting);
обслуживание процесса принятия решений (decision making)

Дополнительный набор функций

цифровая обработка изображений (данных дистанционного зондирования);
средства экспертных систем;
средства настройки на требования пользователя (customization);
средства расширения функциональных возможностей ГИС:

встроенные макроязыки (макросы); инструментарии разработчика (developer's toolkit).
встроенные макроязыки (макросы);
инструментарии разработчика (developer's toolkit).

Как работает ГИС?

Каждому пространственному объекту соответствует запись в базе данных с набором атрибутивной информации
ГИС хранит информацию в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения

Примеры слоев

Населенные пункты
Автомобильные дороги
Железные дороги
Гидротехнические сооружения (шлюзы, каналы, насосные станции, дамбы)
Мосты
ЛЭП
Газопроводы
Заповедные территории (местного, национального и международного значения)
Сельхоз угодья (пашни, сады, виноградники, пастбища, рисовые чеки)
Земли водного, лесного, природоохранного и с/х назначения
Растительный покров (плавни, леса)
Административное деление, государственная граница
Водотоки (реки, протоки, малые реки)
Водоемы (озера, рыбпруды и т.д.)
Рельеф

Векторная и растровая модели данных

В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X,Y (в современных ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата). Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств (например, плотность населения).

Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами (описывает непрерывные объекты и явления). Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек), оно подобно отсканированной карте или картинке.

Классы решаемых задач

Информационно-справочные задачи
Сетевые задачи

(Анализ географических сетей: улиц, рек, дорог, трубопроводов, линий электропередачи или связи и др.)

Пространственный анализ и моделирование

Примеры запросов, на которые может ответить ГИС

Получение информации по местоположению
Определение местоположения по информации
Временной анализ изменений объектов на территории
Показать пространственные соотношения и взаимосвязи между объектами на заданной территории
Что, если …?(анализ “what if”)

Сферы применения ГИС