Использование систем глобального позиционирования и геоинформационных систем для анализа ДТП.

4. Слой зданий. Здания представляются в виде многоугольников, описывающих контур здания на уровне земли. Для зданий в атрибутах следует указать тип здания (жилое, промышленное, коммерческое), адрес, высоту, количество этажей и др.

5. Слой рек. Реки на карте города обычно представляются в виде многоугольников. На других более мелких картах (картах области или всей страны) реки часто моделируют с помощью ломаных.

Рисунок 2.2 - Общая схема деления пространственных данных в ГИС на отдельные слои – наборы однотипных данных

 

Деление данных на слои позволяет работать в ГИС только с теми данными, которые  необходимы для решения поставленных задач. В самом простом случае можно «выключить» те слои, которые  нам не нужны, и увидеть на карте  оставшиеся.

Способы представления данных:

- Карта и список. В окне Карты доступны инструменты редактирования и создания картографических объектов, масштабирования, изменения проекций и другие функции работы с картой. Связанная с картографическими объектами атрибутивная информация хранится в виде таблиц, данные из которых можно представить в виде графиков и диаграмм различных типов.

Рисунок 2.3 - Пример отображения информации в  виде карты и списка

 

- Легенда. В окне Легенды отображаются условные обозначения объектов на карте и тематических слоях.

Рисунок 2.4 - Пример окна легенда

 

- Отчет. В окне Отчета предоставляются средства масштабирования, макетирования, а также сохранения шаблонов многолистных карт.

Рисунок 2.5 - Пример отображения отчёта

 

 

Работая с геоинформационными системами можно формировать и распечатывать отчеты с фрагментами карт, списками, графиками и надписями. При выводе на печать используются стандартные драйверы операционной системы.

- Тематические карты. Для наглядного представления и картографического анализа пространственных данных в ГИС используется тематическое картографирование. ГИС предлагает следующие методы построения тематических карт: диапазоны значений, столбчатые и круговые диаграммы, градуированные символы, плотность точек, отдельные значения, непрерывная поверхность. Сочетание тематических слоев и методов буферизации, районирования, слияния и разбиения объектов, пространственной и атрибутивной классификации позволяет создавать синтетические многокомпонентные карты с иерархической структурой.

 

Рисунок 2.6 - Пример отображения информации в виде тематической карты

 

 

 

2.3 Сферы применения ГИС

 

В настоящее  время геоинформационные технологии проникли практически во все сферы жизни. Отметим основные:

• Экология и природопользование
• Земельный кадастр и землеустройство
• Морская, авиационная и автомобильная навигация
• Управление городским хозяйством
• Региональное планирование
• Демография и исследование трудовых ресурсов
• Управление дорожным движением
• Оперативное управление и планирование в чрезвычайных ситуациях
• Социология и политология

Кроме того, ГИС используются для решения  разнородных задач,

таких как:

• поиск и эффективное использование природных ресурсов;
• территориальное и отраслевое планирование;
• контроль условий жизни населения, здравоохранение, социальное обслуживание, трудовая занятость;
• обеспечение деятельности правоохранительных органов и силовых структур;
• наука и образование;
• картографирование.

На рисунке 2.7 представлены связи ГИС с другими дисциплинами.

 

Рисунок 2.7 - Связь ГИС с научными дисциплинами и технологиями.

 

Специалисты, работающие в области ГИС и  геоинформационных технологий, занимаются следующим:

• накоплением первичных данных;
• проектированием баз данных;
• проектированием ГИС;
• планированием, управлением и администрированием геоинформационных проектов;
• разработкой и поддержкой ГИС;
• маркетингом и распространением ГИС-продукции и геоданных;
• профессиональным геоинформационным образование и обучением ГИС-технологиям.

 

2.4 Базовые компоненты ГИС

 

Любая ГИС  включает в себя следующие компоненты:

• аппаратная платформа;
• программное обеспечение;
• данные;
• человек-аналитик.

Аппаратная  платформа в свою очередь состоит  из следующих частей:

• компьютеры (рабочие станции, ноутбуки, карманные ПК);
• средства хранения данных (винчестеры, компакт-диски, дискеты, флэш-память);
• устройства ввода информации (дигитайзеры, сканеры, цифровые камеры и фотоаппараты, клавиатуры, компьютерные мыши);
• устройства вывода информации (принтеры, плоттеры, проекторы, дисплеи).

Сердцем любой ГИС являются используемые для анализа данные. Устройства ввода позволяют конвертировать существующую географическую информацию в тот формат, который используется в данной ГИС. Географическая информация включает в себя бумажные карты, материалы аэрофотосъемок и дистанционного зондирования, адреса, координаты объектов собранные при помощи систем глобального позиционирования GPS, космических спутников или цифровой географической информации, хранимой в других форматах.

Приведем  несколько примеров аппаратных платформ, которые могут быть использованы в ГИС. Самая простая и недорогая конфигурация ГИС-платформы, которая может быть установлена дома либо в небольшом офисе включает в себя компьютер и лазерный либо струйный принтер. Если же ГИС предназначена для создания высококачественных профессиональных цифровых карт, тогда аппаратная платформа может быть представлена следующими компонентами: высокопроизводительный компьютер, мощный сервер, современный дигитайзер, быстродействующие цветные лазерные принтеры и плоттеры.

Если  говорить о программном обеспечении  ГИС, то следует отметить, что большинство программных пакетов обладают схожим набором характеристик, такими как, послойное картографирование, маркирование, кодирование геоинформации, нахождение объектов в заданной области, определение разных величин, но очень сильно различаются в цене и функциональности. Выбор программного обеспечения зависит от конкретных прикладных задач, решаемых пользователем.

В установленной  ГИС затраты на оборудование и  программное обеспечение составляют лишь малую часть от затрат на приобретение и обработку данных. Обычно поставщики географических и атрибутивных данных предоставляют информацию о формате данных, дате их получения, их источниках, качестве и анализируемости.

 

2.5 Решение аналитических задач  в ГИС

 

Любая современная  ГИС содержит в себе набор средств  для анализа пространственно-атрибутивной информации. Используя аналитические функции ГИС можно получить ответы на такие вопросы, как:

• Где расположен объект А?
• Каково расположение объекта А по отношению к объекту В?
• Какое количество объектов А располагается в пределах расстояния D от объекта B?
• Какое значение имеет функция Z в точке X?
• Каковы размеры объекта B?
• Что получится в результате пересечения объектов A и B?
• Какой маршрут от объекта X до объекта Y будет оптимальным?
• Какие объекты расположены внутри объектов X1, X2, ..., Xn?
• Сильно ли изменится пространственное распределение объектов после изменения существующей классификации?
• Что произойдет с объектом А, если изменить объект В и его местоположение относительно А? [3]

Запросы в ГИС можно задавать как простым  кликом мышью на объекте, так и с помощью развитых аналитических средств. В группе со средствами стандартного языка структурированных запросов SQL (Structured Query Language) аналитические возможности ГИС дают пользователю мощные и настраиваемые инструменты для обработки и управления информацией.

Выделим основные функции ГИС, связанные  с анализом пространственно-атрибутивной информации.

Возможности непространственного (атрибутивного) анализа:

• запрос по атрибутам и их отображение;
• поиск цифровых карт и их визуализация;
• классифицирование непространственных данных;
• картографические измерения (расстояние, направление, площадь);
• статистические функции.

Возможности пространственного анализа:

• анализ близости;
• сетевой анализ;
• поиск объектов;
• анализ видимости-невидимости;
• прогнозирование;
• картометрические функции;
• интерполяция;
• зонирование;
• создание контуров;
• декомпозиция и объединение объектов;
• буферизация;
• переклассификация.

Аналитические методики картографических данных в  ГИС мало чем отличаются от методик анализа информации на традиционных картах. Измерение количественных параметров объектов и их математическая обработка являются общепринятыми. Однако расчеты проводятся настолько быстро, что это позволяет за малые интервалы времени проверять огромное число предположений и гипотез и подбирать наиболее подходящие из них.

Пространственное  расположение объектов исследуется  при помощи операций анализа размещения, связей и других геопространственных взаимоотношений объектов и их атрибутов. К таким операциям можно отнести буферизацию, анализ близости, оверлейный и сетевой анализ, районирование и другие. Комбинируя перечисленные операции можно решать достаточно сложные пространственные задачи.

Другие  аналитические операции:

Анализ  видимости-невидимости – это одна из операций по обработке цифровых моделей рельефа, которая обеспечивает оценку поверхности с точки зрения видимости или невидимости отдельных его частей путем выделения зон и построения карт видимости-невидимости с некоторой точки обзора или множества точек, заданных их положением в пространстве (источников или приемников излучений). Пространственный анализ видимости-невидимости основан на оценке взаимной видимости двух точек. Анализ видимости-невидимости применяется для оценки влияния рельефа (в особенности горного) или рельефности городской застройки на величину зоны устойчивого радиоприема (радио-видимости) при проектировании радио и телевещательных станций, радиорелейных сетей и систем мобильной радиосвязи.

Анализ  близости - представляет собой пространственно-аналитическую операцию, основанную на поиске двух ближайших точек среди заданного их множества (поиск кратчайшего расстояния) и используемую в различных алгоритмах пространственного анализа. При обработке геологической информации это может быть локализация ближайших точек в геохимических аномалиях с заданными параметрами. [7]

 

 

 

2.6 Российский рынок  ГИС

 

В настоящее  время в мире имеется множество  ГИС, относящихся к разряду полнофункциональных, т.е. имеющих основные функции ГИС  для создания, визуализации и анализа  карт.

Наиболее  мощными в мире являются ГИС американского  производства: ArcGIS, MapInfo, Autodesk Map, GeoMedia, ERDAS Imagine.

Среди отечественных  разработок можно отметить IndorGIS, ГеоГраф, Карта-2000, ИнГео, ПАРК и другие.

По общему набору функций отечественные разработки заметно уступают западным, тем не менее, многие из них имеют ряд  достоинств, позволяющих им успешно  распространяться на российском рынке. Во-первых, это существенно меньшая  цена, и, во-вторых, соответствие российским отраслевым нормам и правилам.