геоинформационные системы. Геоинформационные системы. Научноисследовательская работа геоинформационные системы автор Куцаев Никита Михайлович, учащийся 10 А класса

Название	Научноисследовательская работа геоинформационные системы автор Куцаев Никита Михайлович, учащийся 10 А класса
Анкор	геоинформационные системы
Дата	27.03.2023
Размер	2.04 Mb.
Формат файла
Имя файла	Геоинформационные системы.docx
Тип	Научно-исследовательская работа #1017490

Губкинский городской округ

Научно-исследовательская конференция «На пути к познанию»
СЕКЦИЯ «ИНФОРМАТИКА И ИКТ»
Научно-исследовательская работа

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Автор

Куцаев Никита Михайлович,

учащийся 10 «А» класса

ОГАОУ «Губкинская СОШ с УИОП»
Научный руководитель

Тулинов Андрей Владимирович,

учитель информатики и ИКТ

ОГАОУ «Губкинская СОШ с УИОП»

Губкин

2021 г.

Введение 2

Глава 1. Геоинформационная система 4

1.1. Геоинформационная система 4

1.2. История появления геоинформационных систем 5

1.3. Что может хранить геоинформационная система 6

1.4. Популярные геоинформационные программы 7

Глава 2. Области применения геоинформационных систем 7

2.1. Применение ГИС 7

2.2. Создание путеводителя 8

Заключение 8

Список используемой литературы 9

Приложения 10

Введение

Люди с древних времен путешествовали по планете, но не знали, как точно записывать свое местоположение, маршруты, составлять карту местности. Необходимость серьезного совершенствования знаний о поверхности Земли возникла одновременно с путешествиями по ней. Человек ориентировался по небу и местности, составлял карты на стенах пещеры, но они были максимально простые: точки и линии. С течением времени карты начали делать на глиняных табличках, папирусе, и они становились все более удобнее и информативнее, но они были все также неточными и неполными, и самое главное – недоступными.

Геоинформационные системы являются решением данных проблем. Это довольно молодая технология, которая активно развивается и без которой в наши дни невозможно. Геоинформационные системы каким-либо образом имеют отношение к очень большому количеству сфер деятельности. Многие даже не знают, что такое геоинформационные системы и как раскрыть их потенциал, в этом и состоит актуальность данной темы.

Объект проекта: геоинформационные системы.

Предмет проекта: применение ГИС.

Продукт проекта: «Губкин. Путеводитель по городу».

Цель проекта: изучить геоинформационные системы и область их применения.

Задачи проекта:

1) понять, что такое геоинформационные системы;

2) изучить виды ГИС;

3) проанализировать сферы применения геоинформационных систем;

4) составить путеводитель для туриста на основе геоинформационных систем.

Для решения данных задач были использованы следующие методы: анализ, сбор и обобщение информации.

Данная работа носит в большей степени практический характер, так как внедрение геоинформационных систем в повседневную жизнь повышает рациональность использования времени, обогащает людей знаниями в области информационных технологий, развивает абстрактное мышление, навыки трехмерного мышления, навыки статистического анализа. Результаты работы могут быть использованы в повседневной жизни.

Глава 1. Геоинформационная система

1.1. Геоинформационная система

Геоинформационная система – это система, позволяющая создавать, хранить, редактировать, анализировать и визуализировать пространственные данные. Она включает в свой состав пространственные базы данных, редакторы растровой и векторной графики, различные средства пространственного анализа данных. Эта система объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и пространственного анализа, которые предоставляет карта.

1.2. История появления геоинформационных систем

Вся история геоинформационных систем началась в 1854 году. В 1854 году холера поразила Лондон. Британский врач Джон Сноу начал наносить на карту места вспышек, дороги, здания и водозаборные колонки. Когда он закончил карту, он заметил закономерность: он увидел, что случаи холеры обычно встречаются на местности около водозаборных колонок. Карта холеры Джона Сноу была важным событием, связывающим географию и безопасность здоровья общества, остановившая эпидемию холеры. Это не только начало пространственного анализа, но и начало целой области исследований – эпидемиология.

До 1960 года геоинформационные системы были представлены в виде бумажных карт. Они заняли свое место в планировании новых зданий, дорог и нахождении достопримечательностей. Основным отличием от обычных карт является возможность работы с использованием слоев, хранящими различную информацию. При картографировании использовались прозрачные слои на светлых столах для определения областей перекрытия. Но это сопряжено с трудностями: вычисление площадей было практически невозможным, данные были грубыми и часто неточными, а измерение расстояний было громоздким.

Гарвардская лаборатория компьютерной графики начала разработку геоинформационной системы, доступной для всех желающих, и в середине 1970-х годов разработала ее. Мир начинал осознавать преимущества цифрового картографирования. К этому моменту объем памяти и графические возможности улучшались. К концу 1980-х этот сегмент истории геоинформационных систем был отмечен увеличением числа поставщиков программного обеспечения для геоинформационных систем. Одним из таких поставщиков был Институт исследования систем окружающей среды.

Постепенно важность пространственного анализа для принятия решений становилась общепризнанной. Компьютеры становились все мощнее и компактнее. Программное обеспечение было в состоянии обрабатывать как векторные, так и растровые данные. Все больше появлялось снимков Земли, а в сочетании с доступностью глобальных систем позиционирования, это сынициировало создание навигационных систем.

1.3. Что может хранить геоинформационная система

Есть две категории данных, используемых геоинформационными системами: непрерывные и дискретные. Они представляются векторными и растровыми данными. Дискретные данные представляют собой данные, имеющие точные значения. Объекты, обозначенные дискретными данными, имеют четкие границы и размеры.

Непрерывные данные не имеют четких границ, а лишь только диапазон значений. Из них получаются непрерывные объекты, не имеющих точных границ.

Векторные данные – это данные, основанные на описании геометрических фигур. В геоинформационных системах они представлены точками, ломаными линиями, многоугольниками. Точки нельзя измерить, они не имеют размера. Точки используются для обозначения географических объектов, для которых важно местоположение, а не их форма или размеры. Растровые данные – данные, состоящие из отдельных ячеек – пикселей. Каждый пиксель в себе хранит какую-либо информацию. В большем количество случаев, растровыми данными представляется поверхность, полученная с помощью фотографирования.

Метаданные – это дополнительная информация о каких-либо данных. В этом большая перспектива геоинформационных систем, что можно добавлять много полезной информации к объекту или организации обычному пользователю, помогающей другим.

1.4. Популярные геоинформационные программы

«Яндекс.Карты», «Яндекс.Навигатор», «Яндекс.Погода», «Яндекс.Транспорт» – многие слышали про эти программы, разработанные российской компанией «Яндекс». Они являются лидерами в своих направлениях и неспроста. Никто лучше, чем «Яндекс», не смог собрать и проанализировать данные, создав такую геоинформационную систему, которая будет работать максимально точно в реалиях России, потому что Россия сильно отличается по размерам, ландшафту и климатическим условиям от остального мира. А самое главное – бесплатно (приложение 1).

Американская корпорация «Google» также создала популярные бесплатные геоинформационные системы такие как: «Google Maps», «Google Earth», «Google Sky» (приложение 1).

Глава 2. Области применения геоинформационных систем

2.1. Применение ГИС

Перечислять, где применяются геоинформационные системы можно бесконечно. Ведь в любой сфере деятельности человека, имеющей координатную привязку, используются геоинформационные системы, а их интеграционные возможности безграничны.

Потенциал использования геоинформационных систем в повседневной жизни со временем все сильнее и сильнее раскрывается. Все больше людей понимают смысл геоинформационных систем в повседневной жизни, что делает порой часовые проблемы делом пяти минут. Можно узнать и сравнить цены на товары в разных магазинах, узнать отзывы, найти маршрут для вечерней прогулки и многое другое. Еще популярным становится геотегинг – привязывание географических данных к фотографиям и веб-сайтам.

2.2. Создание путеводителя

В первую очередь нужно понять, что не все, что добавляют пользователи, может быть достоверным. Модерация «Яндекса» активно очищает такую ложную информацию, и если вы заметили, что информация недостоверна, то можно написать жалобу, которую рассмотрит модерация. Проверить о достоверности той или иной информации об организации или объекте можно достаточно просто: у организации будет свой номер телефона или сайт, будут оценки и отзывы, будет много фотографий.

Я сделал путеводитель для туристов, предлагающий места, которые можно посетить в городе Губкин, основанный на приложении «Яндекс.Карты».

Этапы создания путеводителя:

1) составление объектов;

2) планирование маршрута;

3) сбор текстовой и графической информации;

4) создание текстовой и описательной частей;

5) составление карты;

6) итоговое оформление.

В ходе реализации проекта я мог столкнуться со следующими рисками (приложение 2).

Результаты работы представлены (приложение 3).

Заключение

Со временем все больше информации хранят в себе геоинформационные системы, и поэтому они становятся основными источниками данных. Многие данные интегрируются в них, делая их более универсальным. Технология геоинформационных систем является перспективной, ведь визуализированные данные воспринимаются всегда легче и, помимо этого, она объединяет много различной информации. Они позволяют удобно и быстро просматривать и редактировать данные. Нужно учиться пользоваться ими, чтобы, помимо использования их в своих целях, делать их более информативными. В XXI веке не должно быть такого, чтобы кто-то мог потеряться и заблудиться, или что-то не узнать. XXI век – это век информации, она становится доступной для всех и ее становится все больше.

Я разработал путеводитель по городу. Таким образом, цель достигнута, задачи работы реализованы, так как, рассмотрены теоретические аспекты геоинформационных систем, раскрыты виды ГИС, изучены области применения геоинформационных систем, а также разработан путеводитель по городу, который можно использовать туристу, а также другим людям.

Список используемой литературы

1. История ГИС.

https://gisgeography.com/history-of-gis

2. Виды данных.

https://gisgeography.com/what-gis-geographic-information-systems

3. Виды ПО.

https://mangomap.com/gis-software

4. Что такое ГИС?

https://www.esri.com/en-us/what-is-gis/overview

5. Геоматика.

https://en.wikipedia.org/wiki/Geomatics

6. Джон Сноу.

https://en.wikipedia.org/wiki/John_Snow

7. Первая ГИС.

https://en.wikipedia.org/wiki/Geographic_information_system

8. ГИС.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Геоинформационная_система

9. Канадская ГИС.

https://en.wikipedia.org/wiki/Canada_Geographic_Information_System

10. Геокэшинг.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Геокэшинг

11. Этапы создания ГИС.

https://geostart.ru/post/117

12. Типы данных.

https://desktop.arcgis.com/ru/arcmap/latest/extensions/3d-analyst/discrete-and-continuous-data-in-3d-analyst.htm

Приложения

Приложение 1.

Популярные геоинформационные программы

«Яндекс.Карты» – геоинформационная система, которая помимо того, что отображает местность, имеет информацию о многих объектах, которая рассказывает о них. Такая информация добавляется самими пользователями. Имеется функция просмотра панорам и фотографий местности. Также есть карта цветущих растений. В данную геоинформационную систему внесена такая огромная база данных и именно поэтому она вне конкуренции.

«Яндекс.Навигатор» – это навигационная система, которая поддерживает большое количество функций, взаимодействия пользователей с пользователями. Пользователи могут предоставлять информацию о состоянии дороги: загруженность, наличие дорожно-транспортных происшествий, дорожных работ.

В России очень переменная погода, и «Яндекс.Погода» отображает максимально точную информацию о погоде на данный момент и на будущее. Также есть возможность отслеживания скопления дождевых облаков посредством карты, дающая возможность самому анализировать вероятность осадков и узнавать может ли данное скопление создавать молнии.

«Яндекс.Транспорт» – это геоинформационная система, в которую занесена большая база данных движения общественного транспорта и мест его остановок. Также в ней отображается информация о местоположение автобусов в реальном времени.

«Google Maps» – геоинформационная система, которая имеет схожий функционал, как у «Яндекс.Карты», и является хорошим дополнением к ней. Не всегда «Яндекс.Карты» может обладать информацией, такой как «Google Maps» и наоборот.

«Google Earth» – это приложение, в котором размещены снимки всей поверхности Земли в свободном доступе с поддержкой виртуальной реальности. Основным преимуществом является возможность скачать программу на персональный компьютер, открывая большой функционал. Помимо снимков Земли, в свободном доступе имеются фотографии и панорамы Луны и Марса.

«Google Sky» – система, в которой имеется возможность просматривать космическое пространство. Доступны к просмотру снимки, сделанные космическим телескопом «Хаббл», и информация о них, о созвездиях и небесных телах Солнечной Системы.

Приложение 2.

Риски проекта

№ п/п	Риск (возможное событие с отрицательными последствиями для проекта)	Ожидаемые последствия наступления риска	Мероприятия по предупреждению наступления риска	Действия в случае наступления риска
1.	Не вся информация, размещенная в геоинформационных системах, является достоверной	В данном случае, максимальной потерей является время	Модерация ГИС, подразумевающих активное взаимодействие пользователей с данными, оперативно очищает ложную информацию или корректирует её. Так же проверить достоверность той или иной информации об организации или объекте достаточно просто: у организации будет свой номер телефона или сайт, будут оценки и отзывы, будет много фотографий	Если было замечено, что информация недостоверна, то можно написать жалобу, которую рассмотрит модерация, что ускорит удаление недостоверных данных из геоинформационной системы. Также если имеется ошибка об объекте или организации, то можно отправить запрос на ее исправление
2.	Возможная неисправность оборудования	Невозможность создания путеводителя для наглядности	Своевременное обслуживание оборудования, а также бережное обращение с ним	Изготовление путеводителя из подручных материалов

Приложение 3.

Губкин. Путеводитель по городу

Следуя данному путеводителю, вы сможете познакомиться с городом, его культурой и его жителями и провести незабываемые дни в нашем городе.

1. Заселение. Перед покупкой билетов всегда надо узнать, где будет ваше местожительство. По запросу «Гостиница» будет три предложения. Рассмотрим один из них — гостиница «Руда». Находится около пруда, много оценок, и они хорошие, много хороших отзывов, есть номер телефона и группа в социальной сети «ВКонтакте».

2. Магазины и кафе. После заселения надо узнать места, где можно купить что-то поесть или хорошо покушать. В Губкине имеются места питания на любой вкус: рестораны, пиццерии, кафе; и много продовольственных магазинов.

3. Передвижение. Нужно еще узнать какие маршруты движения общественного транспорта имеются в городе. «Яндекс.Транспорт» покажет все маршруты, проезжающие через данную остановку, и время до прибытия нужного автобуса, и интервал движения. А если нужно быстро и в определенное место, то программа «Яндекс.Такси» вызовет такси.

4. Музеи. В Губкине есть два интересных музея, «Яндекс.Карты» подскажет, где они находятся и отзывы о них.

5. Театры. В Губкине также имеется три красивых места, где можно отдохнуть вечером и сделать вечернюю зарядку: «Чудо-Юдо-Град», лыжероллерная трасса около лагеря «Орленок» и Аверинский лесопарк.

6. Отдых. Также надо сходить в «Театр для детей и молодежи». В данном театре играют настоящие виртуозы своего дела. Они заставят задуматься, перенесут зрителя в происходящее. С помощью «Яндекс.Карты» получается узнать и номер телефона театра, и их сайт. Точно также и с домом культуры «Форум». Там выступают не только взрослые, а часто еще и дети. Никто лучше детей не может передать эмоции и чувства. Помимо «живых театров», у нас есть кинотеатр «Россия». Вся информация также имеется в программе.

7. Отъезд. А чтобы оставить воспоминания о нашем городе надолго, можно перед отъездом полюбоваться панорамами и фотографиями улиц, а их хватит не на один вечер.