Информатика и информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности. Информатика и информационно-коммуникационные технологии в профес. Литература по теме Тема Алгоритмы и программы Вопрос Понятие алгоритма
![]()
|
Раздел информатики, оперирующий с такой информацией, получил название геоинформатики. Соответственно выделяются и геоинформационных технологии, как совокупность методов и приемов практического использования достижений геоинформатики для манипулирования пространственными данными, их представления и анализа. Геоинформационные технологии – это набор средств и методов для обработки и различного применения пространственных данных. Для обработки больших массивов геоинформации служат специальные средства – геоинформационные системы (ГИС). ГИС – это система сбора, хранения, анализа и визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информацией о необходимых объектах. Термин ГИС также используется в более узком смысле: ГИС как инструмент (программный продукт), позволяющий пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах. Преимущество использования геоинформационных технологий состоит в том, что кроме традиционной базы данных появляется координатная привязка, которая наглядно отображает расположение объектов на карте и позволяет провести пространственный анализ расположения этих объектов относительно других важных для использования и отработки объектов недропользования. Интеграция данных в таком виде дает возможность, кроме того, оперативно обрабатывать и анализировать информацию, по мере накопления пополнять или редактировать данные, оперативно компоновать выходные карты различного содержания и масштаба. Геоинформационные системы. ГИС являются инструментом геоинформационных технологий. ГИС объединяют традиционные работы с базами данных, такие как запрос или статистический анализ, с преимуществом полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые представляет электронная карта. Эти возможности отличают геоинформационные системы от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанным с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира. Таким образом, ГИС можно характеризовать как систему, оперирующую пространственно-привязанными данными. Конечно, эта система оперирует также данными непространственного характера (тексты, таблицы), но эти данные обязательно связаны с объектами, имеющими пространственную привязку. Итак, ГИС – это программно-аппаратные комплексы, осуществляющие сбор, отображение, обработку, анализ и распространение информации о пространственно-распределенных объектах и явлениях на основе электронных карт, связанных с ними баз данных и сопутствующих материалов. В отличие от других типов инструментов ГИС базируется на информации, привязанной к координатам на карте, и позволяет представить ее в графическом виде для интерпретации и принятия решений. Поэтому для работы геоинформационных систем требуются мощные аппаратные средства: · запоминающие устройства большой емкости; · системы отображения; · оборудование высокоскоростных сетей. ГИС относится к классу интегрированных систем. Интеграция означает, что помимо большого набора типов данных и технологий имеется некоторая концепция и методология, оптимально объединяющая это разнообразие данных и технологий. Поэтому не следует путать применение суммы различных методов и технологий, не имеющих внутренней связи и объединяющей их единой концепцией системы с интеграцией. В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: стране, континенте или городе. База данных организуется в виде набора слоев информации. Основной слой содержит географические данные (топо-основу). На него накладывается другой слой, несущий информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, коммунальное хозяйство, землепользование, почвы и другие пространственные данные. Следующие слои детализируют и конкретизируют данные о перечисленных объектах, пока не будет дана полная информация о каждом объекте или явлении. В процессе создания и наложения слоев друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных. Как правило, географические данные представляются графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объем хранимой информации и упростить операции по визуализации. С графической информацией связана текстовая, табличная, расчетная информация, координационная привязка к карте местности, видеоизображения, аудио комментарии, база данных с описанием объектов и их характеристик. Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации. Структура геоинформационных систем. Программное ядро геоинформационных систем состоит из ряда компонентов, которые обеспечивают: · ввод пространственных данных; · хранение пространственных данных в многослойных базах данных; · реализацию сложных запросов; · пространственный анализ; · вывод твердых копий; · просмотр введенной ранее и структурированной по правилам доступа информации; · средства преобразования растровых изображений в векторную форму; · моделирование процессов распространения загрязнения; · моделирование геологических и других явлений; · анализ рельефа местности и многое др. Упрощённо структуру ГИС можно представить в виде двух частей: 1) средства хранения и визуализации цифровых карт и планов местности; 2) базы данных атрибутивной информации, т.е. информации о свойствах и параметрах объектов, расположенных на конкретных участках местности. При визуализации на экране компьютера цифровой карты пользователь может указать конкретный участок местности (точку на карте) и получить необходимую (атрибутивную) информацию. Например, в ГИС градостроительного назначения доступна информация по каждому участку и постройке (назначение участка, форма собственности, год возведения постройки и т.п.). ГИС – это система, состоящая из нескольких подсистем (рис 161). ![]() Рис. 161. Основные компоненты ГИС Каждый из перечисленных компонентов важен и необходим для успеха. Для успешного функционирования системы необходимо соблюдать условие: масштабы решаемых задач должны соответствовать количеству и качеству пространственных данных и возможностям аппаратно-программных средств. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютеров: от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров. Выбор конфигурации компьютера напрямую зависит от задач, решаемых организацией с использованием ГИС-технологий. Следует лишь помнить, что применение ГИС-технологий предполагает непременно работу с графикой, поэтому компьютер должен быть оснащен качественной видеокартой и достаточным объемом видеопамяти. С целью повышения качества работ при создании цифровых карт и повышением производительности труда компьютер должен быть обеспечен монитором не менее 17 дюймов с хорошим разрешением экрана. Учитывая работу с большими объемами информации, что характерно для геоинформационных технологий, необходимостью хранения этой информации и обмена ею, компьютер должен быть оснащен современными устройствами записи и хранения информации. А при решении задач анализа и моделирования необходим компьютер, обладающий мощным процессором. Примеры программных продуктов ГИС. Опишем кратко программные продукты зарубежных и отечественных ГИС. ArcGIS 10 – разработка американской компании ESRI(https://www.esri.com/en-us/arcgis). ArcGIS – это интегрированный набор программных продуктов для построения геоинформационной системы любого уровня. ArcGIS используется для создания, управления, интеграции, анализа, отображения и представления пространственных данных. Программные продукты ArcGIS позволяют использовать ГИС-функциональность в настольных, серверных и пользовательских приложениях, через web или на мобильных устройствах. ArcGIS представляет собой платформу для создания универсальной распределенной ГИС и работы в едином информационном пространстве. Линейка настольных программных продуктов ArcGIS 10 включает ГИС ArcINFO, ArcVIEW, ArcEditor и ряд других. ArcVIEW – самое доступное ГИС-приложение, в котором можно создавать высококачественный картографический материал, управлять наборами пространственных данных, метаданными, использовать данные из различных источников, проводить простое редактирование и анализ. Помимо непосредственного интерактивного режима построения карт, ArcView представляет средство для выполнения пространственного анализа, геокодирования адресов и отображения их на карте, создания и редактирования географических и табличных данных, создания тематических карт. Программа ArcView довольно проста в освоении. В основе работы с программой лежит привычный пользователю Windows-интерфейс (рис. 162). ![]() Рис. 162. Интерфейс программы ArcView GIS 10.2 ArcEditor – это более функциональное программное обеспечение. Помимо возможностей ArcView, в нем существует возможность создания и редактирования топологически связанных объектов (установление отношений между классами пространственных объектов и атрибутами, внесение изменений в такие данные), а также редактирование геоданных, хранящихся в многопользовательских СУБД. ArcINFO – самый мощный среди настольных продуктов ESRI. Ко всем возможностям ArcView и ArcEditor добавляется множество инструментов геообработки, а также все функции для создания высококачественных карт и их художественного оформления. Кроме того, в состав этого продукта включены прикладные модули, унаследованные от популярной в прошлом системы ArcInfo Workstation. В отличие от остальных настольных продуктов, работающих только в среде Windows, ArcInfo Workstation работает также на операционных системах семейства Unix. Интерфейс программы ArcINFO показан на рис. 163. ![]() Рис. 163. Интерфейс программы ArcINFO GeoMedia Professional (США; https://www.hexagongeospatial.com/) – универсальная ГИС-система, позволяющая напрямую (без конвертации) подключаться и работать с геоинформационными базами данных большинства форматов, эффективно интегрирует геоданные в единую информационную систему масштаба от рабочей группы до предприятия. Обладает функциями создания БД, обработки и анализа информации. Имеет модульную структуру. MapInfo Pro (Россия, США; http://mapinfo.ru/) – географическая информационная система, предназначенная для сбора, хранения, отображения, редактирования и анализа пространственных данных. Локализованная версия, производится в России. MapInfo Pro легко интегрируется в любую информационную систему, удобный интерфейс позволяет быстро адаптироваться и начать полноценно использовать функционал любому пользователю. Интерфейс системы MapInfo Pro 17.0 (рус.) показан на рис. 164. ![]() Рис. 164. Интерфейс системы MapInfo Pro 17.0 (рус.) MapInfo Pro поддерживает все распространённые форматы данных, включая: · офисные форматы Microsoft Excel, Access; · форматы реляционных и пространственных баз данных (Oracle, Microsoft SQL Server, SQLite); · форматы графических данных (AutoCAD DXF/DWG, SHP, DGN) и др. Microsoft MapPoint. Мировой лидер по разработке ПО Корпорация Microsoft разработала программный продукт MapPoint, который представляет собой инструмент для анализа и визуализации географической информации. Microsoft MapPoint содержит карты высокого качества с сопроводительной информацией (население, аэропорты, АЗС и т.д.), удобные программы-мастера для выполнения типовых операций и мощные средства отображения. MapPoint служит для просмотра и передачи коммерческой информации, снабженной разнообразными картами, которые можно встраивать также в документы Microsoft Office. Вид интерфейса системы Microsoft MapPoint показан на рис. 165. ![]() Рис. 165. Вид интерфейса системы Microsoft MapPoint GEODRAW (разработка Центра Геоинформационных Исследований Института Географии РАН, г. Москва) – векторный редактор. Предназначен для создания баз цифровых карт и планов, включает в себя функции, обеспечивающие построение топологической структуры цифровой карты, идентификацию объектов и связывание их с атрибутивной базой данных, трансформацию карт, функции импорта-экспорта в различные форматы, поддержку картографических проекций. EASY TRACE (разработка EASY TRACE GROUP, г. Рязань; http://www.easytrace.com/) – пакет программ интерактивной векторизации растровых изображений, обладает функциями предварительной подготовки растрового изображения, возможностью работы с атрибутивными базами данных. Реальная действующая ГИС, кроме специализированного программного обеспечения, всегда использует дополнительное программное обеспечение для организации компьютерной сети, доступа в глобальную сеть Интернет, организации дополнительной защиты информации от несанкционированного доступа. В отдельных случаях вместе с ГИС, во взаимодействии с ней, используется и дополнительное программное обеспечение для решения специализированных задач, например, углубленного статистического анализа данных. ГИС может тесно взаимодействовать с офисными программами. Таким образом, ГИС – это мощное современное средство решения разнообразных задач, в число которых входит: · Интегрирование данных из разных источников информации. · Создание высококачественной картографической продукции. · Связывание графических объектов с информацией в базах данных. · Представление данных в виде карт, диаграмм, графиков и схем. · Анализ пространственных данных. · Моделирование обстановки. · Поддержка принятия управленческих и оперативных решений. · Взаимодействие с другими информационными системами. ГИС упрощает и упорядочивает сбор и хранение информации, позволяет проводить полный пространственный анализ данных при решении общих и прикладных задач. Итак, ГИС необходимы тем, кто принимает решения в соответствии с местом нахождения объектов. ГИС, как и другие информационные технологии, помогает принять лучшее решение. Однако, ГИС – это не инструмент для выдачи решений, а средство, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений, обеспечивающее ответы на запросы и функции анализа пространственных данных, представления результатов анализа в наглядном и удобном для восприятия виде. ГИС помогает, например, в решении таких задач, как 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. Наличие доступной для восприятия и обобщения информации позволяет ответственным работникам сосредоточить свои усилия на поиске оптимального решения, не тратя значительного времени на сбор и обработку доступных разнородных данных. Можно достаточно быстро рассмотреть несколько вариантов решения и выбрать оптимальный. Вопросы для самопроверки: 1. Что такое деловая информация? 2. Какие технологии объединены в понятие информационные технологии пользователя? 3. В чем состоит основное назначение информационной технологии управления? 4. В чем суть информационной технологии обработки данных? 5. В чем заключается основное различие информационной технологии обработки данных и информационной технологии управления? 6. В чем заключается информационная технология поддержки принятия решений? 7. Какие основные виды отчетов формируются в информационной технологии управления? 8. Как происходит выработка решения при использовании информационной технологии поддержки принятия решений? 9. Каково назначение геоинформационных систем? 10. Перечислите основные компоненты геоинформационных систем. Литература по теме: 1. Казаков С.Г., Дочева К.Г., Сухорукова Г.Н. Геоинформационные системы в менеджменте: учеб. пособ. – М.: Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, 2015. – 134 с. 2. Логинов В. Н. Информационные технологии управления: учеб. пособ. – М.: Кнорус. 2012 г. 3. Хлебников А.А. Информационные технологии: учеб. – М.: Кнорус, 2014. – 472 с. Интернет-ресурсы: 1. ГИС ArcGIS на сайте компании ESRI. – Режим доступа: https://www.esri.com/en-us/arcgis/about-arcgis/overview 2. Сайт компании MapInfo. – Режим доступа: http://mapinfo.ru/ |