«Загальні відомості про геоінформаційні технології та картографування»

Вид материала

Реферат

Содержание Список використаних джерел Розділ №1. Геоінформаційні системи 1.2. Складові частини ГІС і принципи їх роботи Апаратні засоби|кошти|. 1.3. Як працює ГІС Розділ №2 Завдання, які вирішують ГІС

Подобный материал:

• Назва модуля: Основи картографічного моделювання, 33.45kb.
• Загальні висновки І рекомендації 8 Список використаної літератури 9 Додатки, 569.55kb.
• План загальні історичні відомості про розвиток малярства на склі, зокрема на Гуцульщині., 207.25kb.
• І. Загальні відомості про хвору дитину (praefatio), 518.46kb.
• Муровомокуриловецький р-н, Вінницька обл, 2723.63kb.
• Про суспільно-політичну ситуацію у лютому 2012 року, 119.31kb.
• «Загальні відомості про неметали та їх сполуки», 1657.57kb.
• Програма вступного іспиту з фаху на напрям 100101"Енергетика та електротехнічні системи, 43.34kb.
• Зміст навчальної програми з вищої математики для студентів 1 курсу фармацевтичного, 32.69kb.
• 1. Загальні відомості про суб'єкта господарювання*, 78.9kb.

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Факультет кібернетики


Реферат на тему:


«Загальні відомості про геоінформаційні технології та картографування »


Аспірантки географічного факультету,

кафедри економічної та соціальної географії

Глибовець Вікторії Леонідівни


Київ-2009

Зміст

Вступ………………………………………………………………………………3

Розділ №1. Геоінформаційні системи…………………………………………4

1. ГІС серед інформаційних технологій…………………………………….4
   
2. Складові частини ГІС……………………………………………………...6
   
3. Як працює ГІС……………………………………………………………...9
   

Розділ №2. Завдання які вирішують ГІС…………………………………….9

Висновок…………………………………………………………………………12

^ Список використаних джерел………………………………………………...14


Вступ


Однозначне коротке визначення ГІС дати досить складно. Географічна інформаційна система (ГІС) – це можливість нового погляду на навколишній світ. Якщо обійтися без узагальнень і образів, то ГІС – це сучасна комп'ютерна технологія для картографування і аналізу об'єктів реального світу, а також подій, що відбуваються на нашій планеті. Дана технологія об'єднує традиційні операції роботи з базами даних, такими як запит і статистичний аналіз, з перевагами повноцінної візуалізації і географічного (просторового) аналізу, які надає карта. Ці можливості відрізняють ГІС від інших інформаційних систем і забезпечують унікальні можливості для її застосування в широкому спектрі завдань, пов'язаних з аналізом і прогнозом явищ і подій навколишнього світу, з осмисленням і виділенням головних чинників і причин, а також їх можливих наслідків, з плануванням стратегічних рішень і поточних наслідків дій, що робляться.

Створення карт і географічний аналіз не є чимось абсолютно новим. Проте технологія ГІС надає новий, більш відповідний сучасності, ефективніший, зручніший і швидший підхід до аналізу проблем і вирішення завдань, що стоять перед людством в цілому, і конкретною організацією або групою людей, зокрема вона автоматизує процедуру аналізу і прогнозу.

В теперішній час ГІС – це багатомільйонна індустрія, в яку залучені сотні тисяч людей у всьому світі. ГІС вивчають в школах, коледжах і університетах. Цю технологію застосовують практично у всіх сферах людської діяльності – будь то аналіз таких глобальних проблем як перенаселення, забруднення території, скорочення лісових угідь, природні катастрофи, так і вирішення приватних завдань, таких як пошук якнайкращого маршруту між пунктами, підбір оптимального розташування нового офісу, пошук будинку за його адресою, прокладка трубопроводу на місцевості, різні муніципальні завдання.


^ Розділ №1. Геоінформаційні системи

1.1 ГІС серед інформаційних технологій

Географічна інформаційна система (geographic information system, GIS), ГІС – інформаційна система, що забезпечує збір, зберігання, обробку, доступ, відображення і розповсюдження просторово-координованих даних.

ГІС містить дані про просторові об'єкти у формі їх цифрових уявлень (векторних, растрових, квадротомічних і інших). По територіальному обхвату розрізняють глобальні, або планетарні ГІС (global GIS), субконтинентальні ГІС, національні ГІС, такі, що часто мають статус державних, регіональні ГІС (regional GIS), субрегіональні ГІС і локальні, або місцеві ГІС (local GIS).

ГІС розрізняються наочною областю інформаційного моделювання, наприклад, міські ГІС, або муніципальні ГІС, МГІС (urban GIS), природоохоронні ГІС (environmental GIS), Туристичні т.п.

Серед них велике значення, як особливо широко поширені, отримали земельні інформаційні системи. Проблемна орієнтація ГІС визначається вирішуваними в ній завданнями (науковими і прикладними), серед них інвентаризація ресурсів (зокрема кадастр), аналіз, оцінка, моніторинг, управління і планування, підтримка ухвалення рішень. Інтегровані ГІС, ІГІС (integrated GIS, IGIS) суміщають функціональні можливості ГІС і систем цифрової обробки зображень (даних дистанційного зондування) в єдиному інтегрованому середовищі.

Наукові, технічні, технологічні і прикладні аспекти проектування, створення і використання ГІС вивчаються геоінформатикою. Якщо обійтися без узагальнень і образів, то ГІС – це сучасна комп'ютерна технологія для картографування і аналізу об'єктів реального світу, а також подій, що відбуваються на нашій планеті.

На перший погляд достатньо очевидним є тільки застосування ГІС в підготовці і роздруковуванні карт і, можливо, в обробці аеро- і космічних знімків. Реальний же спектр застосувань ГІС набагато ширше, і щоб оцінити його, нам варто поглянути на застосування комп'ютерів взагалі, тоді місце ГІС представлятиметься набагато ясніше.

Комп’ютери дають не тільки більшу зручність виконання відомих операцій з документами, вони є носієм нового напряму людській діяльності - інформаційних технологій, і сучасне суспільство засноване в значній мірі на них.

Інформацією слід називати все, що може бути представлене у вигляді букв, цифр і зображень. Так от, всі методи, техніка, прийоми, засоби, системи, теорії, напрями і так далі і тому подібне, які націлені на збір, переробку і використання інформації, разом називаються інформаційними технологіями і ГІС – одна з них.

Ця технологія об'єднує традиційні операції при роботі з|із| базами даних, такими, як запит і статистичний аналіз, з|із| перевагами повноцінної візуалізації і географічного (просторового) аналізу, які надає карта. Ці можливості|спроможності| відрізняють ГІС від інших інформаційних систем і забезпечують унікальні можливості|спроможності| для її застосування|вживання| в широкому спектрі завдань|задач|, пов'язаних з аналізом і прогнозом явищ і подій навколишнього світу, з|із| осмисленням і виділенням головних чинників|факторів| і причин, а також їх можливих наслідків, з|із| плануванням|планеруванням| стратегічних рішень|розв'язань| і поточних наслідків дій, що виконуються.

Створення|створіння| карт і географічний аналіз не є|з'являються| чимось абсолютно новим. Проте|однак| технологія ГІС надає новий, більш відповідний сучасності|сьогоденності|, ефективніший, зручніший і швидший підхід до аналізу проблем і вирішення завдань|задач|, що стоять перед людством в цілому|загалом|, і конкретною організацією або групою людей, зокрема. Вона автоматизує процедуру аналізу і прогнозу.

Зараз ГІС - це багатомільйонна індустрія, в яку залучені сотні тисяч людей у всьому світі. ГІС вивчають в школах, коледжах і університетах. Цю технологію застосовують практично у всіх сферах людської діяльності - будь то аналіз таких глобальних проблем як перенаселення, забруднення території, скорочення лісових угідь, природні катастрофи, так і вирішення приватних завдань|задач|, таких як пошук якнайкращого|щонайкращого| маршруту між пунктами - екскурсійний і екстремальний туризм, підбір оптимального розташування нового офісу, пошук будинку|дому| за його адресою, прокладка|прокладення| трубопроводу на місцевості|місцевий|, різні муніципальні завдання|задачі|.
^

1.2. Складові частини ГІС і принципи їх роботи

ГІС включає п'ять ключових|джерельних| складових: апаратні засоби|кошти|, програмне забезпечення, дані, виконавці|виконувачі| і методи.

^ Апаратні засоби|кошти|. Це комп'ютер, на якому запущена|занедбана| ГІС. В даний час|нині| ГІС працюють на різних типах комп'ютерних платформ, від централізованих серверів до окремих або зв'язаних мережею|сіттю| настільних комп'ютерів.

Програмне забезпечення ГІС. Програмне забезпечення ГІС містить|утримує| функції і інструменти, необхідні для зберігання, аналізу і візуалізації географічної (просторовою) інформації. Ключовими|джерельними| компонентами програмних продуктів є|з'являються|: інструменти для введення і операції географічною інформацією; система управління базою даних (DBMS| або СУБД); інструменти підтримки просторових запитів, аналізу і візуалізації (відображення); графічний призначений для користувача інтерфейс (GUI| або ГІП) для легкого доступу до інструментів і функцій.

Дані. Це вірогідно найбільш важливий|поважний| компонент ГІС. Дані про просторове положення|становище| (географічні дані) і пов'язані з ними табличні дані можуть збиратися і готуватися самим користувачем, або отримуватися у постачальників на комерційній або іншій основі. В процесі управління просторовими даними ГІС інтегрує просторові дані з|із| іншими типами і джерелами даних, а також може використовувати СУБД, вживані багатьма організаціями для впорядковування і підтримки наявних в їх розпорядженні даних.

Виконавці|виконувачі|. Широке застосування|вживання| технології ГІС неможливо без людей, які працюють з|із| програмними продуктами і розробляють плани їх використання при вирішенні реальних завдань|задач|. Користувачами ГІС можуть бути як технічні фахівці|спеціалісти|, які розробляють і підтримують систему, так і звичайні|звичні| співробітники (кінцеві|скінченні| користувачі), яким ГІС допомагає вирішувати|рішати| поточні щоденні справи|речі| і проблеми.

Методи. Успішність і ефективність (зокрема економічна) застосування|вживання| ГІС багато в чому залежить від правильно складеного плану і правил роботи, які складаються відповідно до специфіки завдань|задач| і роботи кожної організації.

ГІС зберігає інформацію про реальний світ у вигляді набору тематичних шарів, які об'єднані|з'єднані| на основі географічного положення|становища|. Цей простій, але|та| дуже гнучкий підхід довів свою цінність при вирішенні різноманітних|всіляких| реальних завдань|задач|: для відстежування пересування транспортних засобів і матеріалів, детального відображення реальної обстановки і планованих|планерувати| заходів, моделювання глобальної циркуляції атмосфери.

Будь-яка географічна інформація містить|утримує| відомості про просторове положення|становище|, будь то прив'язка до географічних або інших координат, або посилання|заслання| на адресу, поштовий індекс, виборчий|вибірковий| округ або округ перепису населення, ідентифікатор земельної або лісової ділянки, назва дорогі|любі| або кілометровий стовп на магістралі і тому подібне.

При використанні подібних посилань|заслань| для автоматичного визначення місцеположення або місцеположень об'єкту (об'єктів) застосовується процедура, звана геокодуванням|. З|із| її допомогою можна швидко визначити і подивитися|поглянути| на карті де знаходиться|перебуває| об'єкт, що цікавить вас, або явище, такі як будинок|дім|, в якому проживає клієнт Вашої туристичної компанії або знаходиться|перебуває| потрібна вам організація, пам'ятне місце|місце-миля| де відбулася історична подія і інформацію, що є|наявний| про це, по якому маршруту простіше і швидше дістатися до потрібного вам пункту або дому|вдома| і так далі.



Мал. №1: Пошарове представлення географічної інформації в ГІС.

^ 1.3. Як працює ГІС

ГІС може працювати з|із| двома типами даних, що істотно|суттєвий| відрізняються, – векторними і растровими. У векторній моделі інформація про крапки|точки|, лінії і полігони кодується і зберігається у вигляді набору координат X,Y| (у сучасних ГІС часто додається|добавляє| третя просторова і четверта, наприклад, тимчасова координата). Місцеположення крапки|точки| (точкового|крапкового| об'єкту), наприклад Прикметного каменя, описується парою координат (X,Y|). Лінійні об'єкти, такі як дорогі|любі|, річки|ріки| або трубопроводи, зберігаються як набори координат X,Y|. Полігональні об'єкти, типу|типа| річкових водозборів, земельних ділянок або областей обслуговування, зберігаються у вигляді замкнутого набору координат.

Векторна модель особливо зручна для опису дискретних об'єктів і менше підходить|пасує| для опису безперервно змінних властивостей, таких як щільність населення або доступність об'єктів.

Растрова модель оптимальна для роботи з|із| безперервними властивостями. Растровим зображенням є набір значень для окремих елементарних складових (осередків|чарунок|), воно подібно до відсканованої карти або картинки. Обидві моделі мають свої переваги і недоліки|нестачі|.

Сучасні ГІС можуть працювати як з|із| векторними, так і з|із| растровими моделями даних.

^ Розділ №2 Завдання, які вирішують ГІС

ГІС загального|спільного| призначення, в числі іншого, зазвичай|звично| виконує п'ять процедур (завдань|задач|) з|із| даними: введення, маніпулювання, управління, запит і аналіз, візуалізацію.

Введення. Для використання в ГІС дані мають бути перетворені у відповідний|придатний| цифровий формат. Процес перетворення даних з паперових карт в комп'ютерні файли називається оцифруванням. У сучасних ГИС цей процес може бути автоматизований із застосуванням технології сканера, що особливо важливе|поважне| при виконанні крупних проектів, або, при порівняно невеликому об'ємі|обсязі| робіт, дані можна вводити|запроваджувати| за допомогою дігітайзера|. Деякі ГІС мають вбудовані векторизатори|, що автоматизують процес оцифрування растрових зображень.

Маніпулювання. Часто для виконання конкретного проекту наявні дані потрібно додатково видозмінити відповідно до вимог вашої системи. Наприклад, географічна інформація може бути в різних масштабах (осьові лінії вулиць є|наявний| в масштабі 1: 100 000, межі|кордони| округів перепису населення - в масштабі 1: 50 000, а житлові об'єкти - в масштабі 1: 10 000). Для сумісної|спільної| обробки і візуалізації всі дані зручніше представити|уявляти| в єдиному масштабі і однаковій картографічній проекції. ГІС-ТЕХНОЛОГІЯ надає різні способи маніпулювання просторовими даними і виділення даних, потрібних для конкретного завдання|задачі|.

Управління. У невеликих проектах географічна інформація може зберігатися у вигляді звичайних|звичних| файлів. Але|та| при збільшенні об'єму|обсягу| інформації і зростанні|зрості| числа користувачів для зберігання, структуризації і управління даними ефективніше застосовувати системи управління базами даних (СУБД), спеціальні комп'ютерні засоби|кошти| для роботи з|із| інтегрованими наборами даних (базами даних). У ГІС найзручніше використовувати реляційну структуру, при якій дані зберігаються в табличній формі. При цьому для скріплення|зв'язування| таблиць застосовуються загальні|спільні| поля. Цей простий підхід достатньо|досить| гнучкий і широко використовується в багатьох, як ГІС, так і не ГІС додатках|застосуваннях|.

Запит і аналіз. За наявності ГІС і географічній інформації Ви зможете отримувати|одержувати| відповіді як на прості питання (Хто|КТО| власник даної земельної ділянки, готелю, курорту? На якій відстані один від одного розташовані|схильні| ці об'єкти? Де кількість номерів в даних готелях?), так і на складніші, які вимагають додаткового аналізу, запити (Де є місця|місце-милі| для будівництва нового кемпінгу? Який основний| тип ґрунтів під ялиновими лісами? Як вплине на рух транспорту будівництво нової дороги?). Запити можна задавати як простим клацанням|натисненням| мишею на певному об'єкті, так і за допомогою розвинених аналітичних засобів|коштів|.

З|із| допомогою ГІС можна виявляти і задавати шаблони для пошуку, програвати сценарії за типом "що буде, якщо.". Сучасні ГІС мають безліч могутніх інструментів для аналізу, серед них найбільш значущі два: аналіз близькості і аналіз накладення.

Для проведення аналізу близькості об'єктів щодо|відносно| один одного в ГІС застосовується процес, званий буферизацією. Він допомагає відповісти на питання типу|типа|: Скільки будинків|домів| знаходиться|перебуває| в межах 100 м|м-коду| від цього водоймища? Скільки покупців живе не далі 1 км. від даного магазина? Яка частка|доля| доходів від туристичного бізнесу в казну|скарбницю| міста з даної ділянки побережжя|узбережжя|? Чи є ділянки зон відпочинку недостатньо обслуговувані сервісними службами? Процес накладення включає інтеграцію даних, розташованих|схильних| в різних| тематичних шарах. У простому випадку це операція відображення, але|та| при ряду|лаві| аналітичних операцій дані з|із| різних шарів об'єднуються фізично. Накладення, або просторове об'єднання, дозволяє, наприклад, інтегрувати дані про ґрунти, ухил|уклон|, рослинність і землеволодіння із|із| ставками земельного податку.

Візуалізація. Для багатьох типів просторових операцій кінцевим результатом є представлення даних у вигляді карти або графіка. Карта – це дуже ефективний і інформативний спосіб зберігання, уявлення і передачі географічній (що має просторову прив'язку) інформації. Раніше карти створювалися на сторіччя. ГІС надає нові дивовижні інструменти, що розширюють і розвивають мистецтво і наукові основи картографії. З її допомогою візуалізація самих карт може бути легко доповнена звітними документами, тривимірними зображеннями, графіками, таблицями, діаграмами, фотографіями і іншими засобами, наприклад, мультимедійними.

Висновки

ГІС, як і інші інформаційні технології, підтверджують відому приказку про те, що краща інформованість допомагає ухвалити краще рішення. Проте, ГІС – це не інструмент для видачі рішень, а засіб, що допомагає прискорити і підвищити ефективність процедури ухвалення рішень, забезпечує відповіді на запити і функції аналізу просторових даних, представлення результатів аналізу в наочному і зручному для сприйняття вигляді. ГІС допомагає, наприклад, у вирішенні таких завдань, як надання різноманітній інформації по запитах органів планування, вирішення територіальних конфліктів, вибір оптимальних (з різних точок зору і по різних критеріях) місць для розміщення об'єктів і так далі. Потрібна для ухвалення рішень інформація може бути представлена в лаконічній картографічній формі з додатковими текстовими поясненнями, графіками і діаграмами. Наявність доступною для сприйняття і узагальнення інформації дозволяє відповідальним працівникам зосередити свої зусилля на пошуку рішення, не витрачаючи значного часу на збір і обмысливание доступних різнорідних даних. Можна достатньо швидко розглянути декілька варіантів рішення і вибрати найбільш ефектний і ефективний.

Картам в ГІС відведено особливе місце. Процес створення карт в ГІС набагато простіший і гнучкіший, чим в традиційних методах ручного або автоматичного картографування. Він починається із створення бази даних. Як джерело отримання початкових даних можна користуватися і оцифруванням звичайних паперових карт. Засновані на ГІС картографічні бази даних можуть бути безперервними (без ділення на окремі листи і регіони) і не пов'язаними з конкретним масштабом. На основі таких баз даних можна створювати карти (у електронному вигляді або як тверді копії) на будь-яку територію, будь-якого масштабу, з потрібним навантаженням, з її виділенням і відображенням необхідними символами. У будь-який час база даних може поповнюватися новими даними (наприклад, з інших баз даних), а наявні в ній дані можна коректувати в міру необхідності. У крупних організаціях створена топографічна база даних може використовуватися як основа іншими відділами і підрозділами, при цьому можливе швидке копіювання даних і їх пересилка по локальних і глобальних мережах.

Отже, можна зробити висновок, що за ГІС-технологіями майбутнє. Без них жодна галузь господарства не матиме розвитку.


Список використаних джерел:

1. Геоінформаційні основи еколого-географічного картографування// Е.А. Бондаренко, В.О. Шевченко. – Київ: Фітосоціоцентр, 2005. – 2005. – 116 с.
   
2. Геоінформатика. Тлумачний словник основних термінів // Ю.Б. Баранов, А.М. Берлянт, Е.Г. Капралов і ін. — М.: ГИС-АССОЦИАЦИЯ, 1999. — 204 с.
   
3. l.odessa.ua/tours.htm
   
4. www.dataplus.ru