Геоинформационная система

Однако, до тех пор, пока этот обширный объем связанной  с землей информации не будет основан  на единой исходной системе координат, он может оказаться бесполезным, так как отдельные части не будут сочетаться одна с другой. Любая информация, которая относится  к положению объекта в реальном мире, является, по существу, географической. Необходимо задать общую географическую основу, на которой может базироваться информация о местоположении объектов и связать ее с информацией  различных типов (т.е. данные о владении землей, о природных ресурсах и  политических границах).

GPS оказывается  наиболее эффективным, точным  и дешевым средством создания  такой основы. Любой из широко  распространенных методов GPS съемки  можно использовать для своевременного создания и обслуживания данных в географически привязанной базе данных, такой как ГИС.

Применение ГИС

 
Области применения ГИС – технологий

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 эффективны во всех областях, где осуществляется учет и управление территорией и объектами на ней. Это практически все направления деятельности органов управления и администраций: земельные ресурсы и объекты недвижимости, транспорт, инженерные коммуникации, развитие бизнеса, обеспечение правопорядка и безопасности, управление ЧС, демография, экология, здравоохранение и т.д.

ГИС позволяют  точнейшим образом учитывать  координаты объектов и площади участков. Благодаря возможности комплексного (с учетом множества географических, социальных и других факторов) анализа  информации о качестве и ценности территории и объектов на ней, эти  системы позволяют наиболее объективно оценивать участки и объекты, а также могут давать точную информацию о налогооблагаемой базе.

В области транспорта ГИС давно уже показали свою эффективность  благодаря возможности построения оптимальных маршрутов как для отдельных перевозок, так и для целых транспортных систем, в масштабе отдельного города или целой страны. При этом возможность использования наиболее актуальной информации о состоянии дорожной сети и пропускной способности позволяет строить действительно оптимальные маршруты.

Учет коммунальной и промышленной инфраструктуры - задача сама по себе не простая. ГИС не только позволяет эффективно ее решать, но и также повысить отдачу этих данных в случае чрезвычайных ситуаций. Благодаря  ГИС специалисты различных ведомств могут общаться на общем языке.

Интеграционные  возможности ГИС поистине безграничны. Эти системы позволяют вести  учет численности, структуры и распределения  населения и одновременно использовать эту информацию для планирования развития социальной инфраструктуры, транспортной сети, оптимального размещения объектов здравоохранения, противопожарных отрядов и сил правопорядка.

ГИС позволяют  вести мониторинг экологической  ситуации и учет природных ресурсов. Они не только могут дать ответ, где  сейчас находятся "тонкие места", но и благодаря возможностям моделирования  подсказать, куда нужно направить  силы и средства, чтобы такие "тонкие места" не возникали в будущем.

С помощью геоинформационных систем определяются взаимосвязи между различными параметрами (например, почвами, климатом и урожайностью сельскохозяйственных культур), выявляются места разрывов электросетей.

 Риэлторы используют ГИС для поиска, к примеру, всех домов на определенной территории, имеющих шиферные крыши, три комнаты и 10-метровые кухни, а затем выдачи более подробного описания этих строений. Запрос может быть уточнен введением дополнительных параметров, например, стоимостных. Можно получить список всех домов, находящих на определенном расстоянии от конкретной магистрали, лесопаркового массива или места работы.

 Компания, занимающаяся  инженерными коммуникациями, может  четко спланировать ремонтные  или профилактические работы, начиная  с получения полной информации  и отображения на экране компьютера (или на бумажных копиях) соответствующих  участков, скажем водопровода, и заканчивая автоматическим определением жителей, на которых эти работы повлияют, с уведомлением их о сроках предполагаемого отключения или перебоев с водоснабжением.

Для космических  и аэрофотоснимков важно то, что  ГИС могут выявлять участки поверхности  с заданным набором свойств, отраженных на снимках в разных участках спектра. В этом - суть дистанционного зондирования. Но на самом деле эта технология может с успехом применяться  и в других областях. Например, в  реставрации: снимки картины в разных областях спектра (в том числе  и в невидимых).

 Геоинформационная система может использоваться для осмотра как больших территорий (панорама города, штата или страны), так и ограниченного пространства, к примеру, зала казино. С помощью этого программного продукта управленческий персонал казино получает карты с цветовым кодированием, отражающим движение денег в играх, размеры ставок, взятие "банка" и другие данные из игорных автоматов.

ГИС помогает, например, в решении таких задач, как  предоставление разнообразной информации по запросам органов планирования, разрешение территориальных конфликтов, выбор оптимальных (с разных точек  зрения и по разным критериям) мест для размещения объектов и т. д. Требуемая  для принятия решений информация может быть представлена в лаконичной картографической форме с дополнительными  текстовыми пояснениями, графиками  и диаграммами.

ГИС служат для  графического построения карт и получения  информации как об отдельных объектах, так и пространственных данных об областях, например о расположении запасов природного газа, плотности транспортных коммуникаций или распределении дохода на душу населения в государстве. Отмеченные на карте области во многих случаях гораздо нагляднее отражают требуемую информацию, чем десятки страниц отчетов с таблицами.

Преимущества и недостатки ГИС

 

ГИС предлагает совершенно новый путь развития картографии. Эта система позволяет преодолеть основные недостатки обычных карт - их статичность и ограниченную емкость  как носителя информации. В последние  десятилетия бумажные карты из-за перегруженности информацией становятся нечитабельными. ГИС же обеспечивает управление визуализацией информации. Появляется возможность выводить (на экран, на твердую копию) только те объекты  или их множества, которые интересуют нас в данный момент. Фактически осуществляется переход от сложных  комплексных карт к серии взаимоувязанных  частных карт. При этом улучшается структурированность информации, а, следовательно, повышается эффективность  ее обработки и анализа.

В ГИС карта  становится действительно динамическим объектом. У пользователя появляется возможность:

- изменять масштаб; 

- преобразовывать  картографические проекции;

- варьировать  объектным составом карты (что  выводится);

- получать через карту  в режиме реального времени  многочисленные базы данных;

- изменять способы  отображения объектов (цвет, тип  линии, символ и т.п.) в зависимости  от содержимого баз данных;

- легко вносить  любые изменения

Традиционный  способ подготовки карт к изданию  включал несколько этапов коррекции  и контроля качества как содержания, так и формы представления. Само производство карт характеризовалось длительным сроком и высокой трудоемкостью. Все этапы контроля информации были ручными и требовали штата квалифицированных редакторов. На подготовку таких специалистов уходили годы. ГИС значительно ускорил многие этапы подготовки карт. Однако не стоит полностью полагаться на геоинформационные системы, поскольку на каждом этапе подготовки картографического материала можно найти погрешности в их работе.

Проанализируем  этапы подготовки карт с помощью  ГИС.

1. Подготовка цифровых  моделей карт

Необходимые операции на этом этапе включают подготовку (выбор) математической основы (проекции), базовых слоев (как правило, это  элементы топоосновы) и тематических слоев. Обязательным условием получения качественной цифровой модели должно быть наличие процедур автоматической верификации всех слоев (геометрии и атрибутики). К сожалению, на протяжении ряда лет наблюдается либо полное отсутствие таких процедур, либо их зачаточное состояние. Действующие стандарты на цифровое представление картографической информации подробно описывают атрибутивную часть (классификатор), но часто не предусматривают требований на топологические соотношения различных слоев, либо только декларируют такие требования. Более того, модели данных, заложенные в ряде действующих требований и стандартов (например, в МПР РФ), затрудняют создание таких процедур. Средства и формы представления картографической информации в ГИС также не обеспечивают полного топологического контроля.

2. Символизация цифровой  модели (подготовка полотна карты)

Этот этап содержит, прежде всего, назначение стилей отрисовки для различных картографических элементов, а также автоматическое присвоение стилей объектам карты в зависимости от атрибутов. Наличие фиксированных наборов символов для отображения картографических элементов, с одной стороны, ускоряет получение макетов, с другой стороны, эти наборы символов достаточно бедны для отображения всего разнообразия картографических элементов. Разработка новых символов - достаточно трудоемкий процесс. Часть символов, необходимых для полной передачи атрибутивной информации по объекту, создать средствами формирования символов ГИС просто невозможно. Приходится пользоваться графическими элементами, что затруднительно по сравнению с графическими пакетами общего назначения.

Цифровая модель и полотно карты для визуализации или печати – далеко не одно и  то же. Размещение многочисленных текстовых  элементов на карте делается вручную. Отдельные приложения для автоматического  размещения подписей в ГИС распространены мало, а имеющиеся в составе  ГИС не дают качественного результата и требуют ручной коррекции. Кроме  того, многие элементы цифровой модели подвергаются при визуализации смещению, разрежению или снятию.

3.Зарамочное оформление

Значительная  часть проблем с подготовкой  карт только начинается с завершением  подготовки полотна карты. Зарамочное оформление включает самые разнообразные графические элементы. В этом случае инструментарий, предлагаемый большинством ГИС, совершенно недостаточен. Необходимо создание надстроек и пользовательских приложений для ГИС с целью построения элементов зарамочного оформления. Широко известен инструментарий, созданный Е. Ханжияном в 1996 г. и предназначенный для оформления геологических карт. Есть и много новых разработок. Это говорит, прежде всего, о том, что базовые средства ArcView совершенно недостаточны для оформления карты. Любой графический векторный редактор значительно превосходит любую ГИС по возможностям и удобству редактирования графики (растровой и векторной). Наиболее распространенный вариант - передача полотна карты тем или иным способом в графический редактор общего назначения (CorelDraw!, Adobe Illustrator, FreeHand). Случаи полной подготовки карт к полиграфическому изданию в среде ГИС единичны.

4. Подготовка и печать  твердой копии

Последний этап при подготовке твердой копии  включает прямую печать макета на принтерах  или получение промежуточного графического файла (обычно на языке PostScript) для последующей растеризации и вывода. Карты отличаются большим объемом векторной информации, что часто вызывает проблемы на этапе растеризации. К сожалению, отмечается низкое качество PostScript-файлов, получаемых путем экспорта в ArcView и ArcInfo. Постоянно возникают проблемы с растровыми и векторными образцами для заполнения векторных полигональных объектов. Также следует отметить отсутствие режимов предварительного просмотра и недостаточное количество сервисных функций при выводе на печать.

Разумеется, не следует  отказываться от ГИС в картографии, но нужно  обращать внимание на те проблемы, которые возникают при использовании этих систем. Следует более четко определить место ГИС в процессе картосоставления и издания. Возможны два различных пути развития:

1. Обеспечение  полной технологической цепочки  в ГИС.

Это потребует  существенного совершенствования  средств редактирования и графического оформления, приведения средств графического редактирования к сложившимся стандартам. Вероятнее всего, это возможно для ограниченного числа относительно однородных и сильно формализованных по оформлению карт.

2. Обеспечение  более тесной интеграции с  программным обеспечением общего  и специального назначения (например, графические редакторы и растровые  процессоры). Это позволит сосредоточиться  на «прямых» обязанностях ГИС  - получении корректной цифровой  модели, но, в то же время, потребует  доработки существующих средств конвертации данных.

Список литературы 1. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. – М.:АспектПресс, 1997. – 64с. 2. Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. – М.:АспектПресс, 2001. – 336c. 3. Берлянт А.М., Тикунов В.С. Геоинформационные системы: Сб. переводных статей – М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1994. – 350c.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

Введение

Классификация ГИС

Концептуальная схема организации данных в ГИС

История развития ГИС

Структура ГИС

Базовые структуры данных в ГИС

Растровая и векторная модели данных в ГИС

Представление пространственных объектов в ГИС

Ввод данных в ГИС

Глобальная Система Позиционирования - GPS

Применение ГИС

Преимущества и недостатки ГИС

Список использованной литературы