Введение в геоинформационные системы. Основные понятия и общая структура. Краткая история развития. Реферат. Реферат Введение в геоинформационные системы. Основные понятия и общая структура. Краткая история развития
 Скачать 26.12 Kb.
|
|
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Государственный университет по землеустройству Кафедра землеустройства Реферат «Введение в геоинформационные системы. Основные понятия и общая структура. Краткая история развития» Выполнила ст. 4 курса 42-Б гр. факультета «землеустройство» ________________ Кустарёва М.Е. Проверил: _________________ ст. п. Свирежев К.А. Основные понятия ГИС. Краткая история развития.Геоинформационная система (географическая информационная система, ГИС) — система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информации о необходимых объектах. Понятие геоинформационной системы также используется в более узком смысле — как инструмента (программного продукта), позволяющего пользователям искать, анализировать и редактировать как цифровую карту местности, так и дополнительную информацию об объектах. Первый безусловный крупный успех становления геоинформатики и ГИС – это, разработка и создание Географической Информационной Системы Канады. Начав свою историю в 60-х годах, эта крупномасштабная ГИС поддерживается и развивается по сей день. Создателем ГИС Канады считается Роджер Томлинсон, под руководством которого были разработаны и реализованы многие концептуальные и технологические решения. Назначение ГИС Канады состояло в анализе многочисленных данных, накопленных Канадской службой земельного учета, и в получении статистических данных о земле, которые бы использовались при разработке планов землеустройства огромных площадей преимущественно сельскохозяйственного назначения. Для этих целей требовалось создать классификацию использования земель, используя данные по сельскохозяйственной, рекреационной, экологической, лесохозяйственной пригодности земель, отразить сложившуюся структуру использования земель, включая землепользователей и землевладельцев. Для выполнения этих задач проекта необходимо было обеспечить эффективный ввод исходных картографических и тематических данных. Для этого разработчикам ГИС Канады потребовалось создать новую технологию, ранее нигде не применявшуюся, позволяющую оперировать отдельными слоями и делать картометрические измерения. В истории развития геоинформационных систем выделяются четыре периода. 1. Пионерный период (конец 1950-х – начало 1970-х). Это время исследования принципиальных возможностей создания ГИС, накопление знаний, наработка эмпирического опыта, создание первых крупных проектов. 2. Период государственных инициатив (начало 1970 – начало 1980 гг.). Развитие крупных ГИС-проектов, поддерживаемых государствами, формирование государственных программ по развитию и использованию ГИС. 3. Период коммерческого развития ГИС (начало 1980 – конец 1990 гг.). Создание широкого рынка программных средств ГИС, создание настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции их с базами непространственных данных, появление непрофессиональных пользователей ГИС, появление распределенных баз геоданных. 4. Пользовательский период (1990 – настоящее время). Повышение конкуренции среди коммерческих производителей ГИС-оболочек, «открытие» программных систем, позволившее пользователям адаптировать и модернизировать оболочку к своим задачам, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры. Структура ГИС, как правило, включает четыре обязательные подсистемы: 1) Ввода данных, обеспечивающую ввод и/или обработку пространственных данных, полученных с карт, материалов дистанционного зондирования и т.д.; 2) Хранения и поиска, позволяющую оперативно получать данные для соответствующего анализа, актуализировать и корректировать их; 3) Обработки и анализа, которая дает возможность оценивать параметры, решать расчетно-аналитические задачи; 4) Представления (выдачи) данных в различном виде (карты, таблицы, изображения, блок-диаграммы, цифровые модели местности и т.д.) Географические информационные системы классифицируют по-разному в зависимости от масштабности и функционала, а также других признаков. По территориальному охвату ГИС бывают: глобальными; субконтинентальными; национальными; региональными; субрегиональными; локальными или местными. По уровню управления: федеральными; региональными; муниципальными; корпоративными. По функциональности: полнофункциональными; для просмотра данных; для ввода и обработки данных; специализированными с дополнительными функциями. По предметной области: картографическими; геологическими; городскими или муниципальными; природоохранными, туристическими. Если в ГИС присутствуют возможности цифровой обработки изображений, то такие системы называются интегрированными ГИС (ИГИС). Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС обеспечивают графическое или картографическое воспроизведение данных в любом масштабе с наибольшим разрешением. Пространственно-временные ГИС работают с данными во времени. В наши дни географические информационные системы применяются широко. Окружающая среда Экологи и предприятия используют ГИС для изучения изменений климата, подземных вод и оценки человеческого воздействия на природу. Так, в 2021 году «Росатом» разработал систему «Логос Гидрогеология», с помощью которой можно оценивать воздействие техногенных объектов на подземные воды и грунт как для штатного режима работы предприятий, так и для вероятных аварийных ситуаций. Модель прогнозирует уровень затопления территорий, риски прорыва плотин, подъем или понижение уровня воды от строительства плотин, дамб и каналов. Военная сфера ГИС помогает оценивать ситуацию в зоне тактической операции, проводить операции на суше (показывает условия местности, высоты, маршруты, растительный покров, объекты и населенные пункты), в воздухе (передает данные о погоде и видимости пилотам; направляет войска и снабжение) и на море (показывает течения, высоту волн, приливы и погоду). Российская компания КРЭТ в 2021 году представила навигационную систему для беспилотников, которая позволяет дронам летать автономно даже при отсутствии наземных, морских или космических ориентиров. Таким образом, она не требует работы GPS или «Глонасс». Сельское хозяйство Фермеры используют ГИС для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Данные поступают из различных источников: метеорологических станций, наземных датчиков, образцов почвы, спутников и беспилотников. В СПбГУ в 2021 году разработали геоинформационную систему для виноделов. Она позволяет оценить пригодность планируемых под посадки земель и соотнести ее с сортами винограда. Лесное хозяйство Лесники с помощью ГИС отслеживают вырубку и проводят инвентаризацию лесных насаждений. В 2020 году Минприроды и «Роскосмос» объявили о создании системы цифрового космического мониторинга. Она предназначена для эффективного контроля лесопользования, обращения с отходами и экологического контроля с помощью дистанционного зондирования Земли из космоса. Бизнес Геопространственные данные охватывают связанные с конкретным положением данные, такие как демографические характеристики покупателей или информацию о том, где в магазине люди проводят больше всего времени. Информацию можно использовать при выборе места для магазина, определении набора товаров и их выкладки и так далее. Так, группа компаний «МЫ!» развивает сеть гастрономов в формате «у дома», выбирая подходящие локации с помощью инструментов геоанализа ГИС Atlas и Geonet. А банк «Открытие» управляет продажами с помощью решения MLead российской компании-разработчика Marketing Logic. Новая платформа автоматизировала работу выездных сотрудников департамента корпоративных продаж банка: она ставит и контролирует задачи, предлагает оптимальные маршруты встреч, отправляет необходимую информацию клиентам и готовит отчеты. Общественная безопасность ГИС позволяют организовать охрану объектов, координировать оборону, реагировать на природные катастрофы, координировать действия правоохранительных органов, органов национальной безопасности и экстренных служб. В 2020 году Google разработала сервис по оповещению о землетрясениях Earthquake Alerts System. Она, по сути, превращает обычный смартфон на Android в мини-сейсмометр. Google получает данные с 700 сейсмометров и заранее предупреждает пользователей о толчках. Здравоохранение ГИС помогают выявить проблемы с медобслуживанием в конкретном регионе, а также спрогнозировать распространение эпидемий. Промышленность ГИС помогают отслеживать производительность предприятий и работы строек в реальном времени. В настоящее время «Терра Тех» (входит в госкорпорацию «Роскосмос») создает технологию мониторинга с использованием дистанционного зондирования Земли и беспилотников для контроля строительства на БАМе и ТрансСибе. Федеральная и местная власть ГИС помогает управлять транспортной инфраструктурой, сельским и лесным хозяйством, горнодобывающей промышленностью, водными ресурсами. Местные органы власти широко применяют ГИС для наблюдения за дорожным движением и условиями, качеством окружающей среды, распространением заболеваний, распределением предприятий коммунального хозяйства, чтобы своевременно реагировать на запросы населения. «Ростелеком» начал внедрять в Анапе геоинформационную платформу РусГИС, которая оцифрует и объединит в единую систему всю информацию о муниципальной собственности, транспорте, пляжных территориях и других социально и экономически значимых объектах. Это поможет оптимизировать издержки на эксплуатацию городской инфраструктуры, принимать эффективные управленческие решения и повысить инвестиционную привлекательность курорта. Страхование и недвижимость В данных сферах ГИС позволяют принимать решения о застройке площадей, выполнять их зонирование, а также выстраивать тарифную политику в зависимости от рисков. Росреестр в декабре 2021 года представил сервис «Умный Кадастр», который помогает вовлекать в оборот неиспользуемые объекты недвижимости. А «Росгосстрах» уже внедрил аналитическую геосистему с интерфейсом «умных карт» в помощь страховым агентам. Она отражает актуальную картину по страхованию объектов в масштабе отдельного населенного пункта. В заключение можно сделать вывод почему о ГИС так много говорят и считают их столь важными? Ответ заключается в следующем, ГИС: · интегрирует пространственную и любые иные типы информации; · предлагает единую концептуальную, методическую и технологическую основу для организации географически координированных данных; · позволяет рассматривать данные, основанные на признаках географического взаиморасположения объектов (близости/удаленности) в реальном окружающем нас мире; · предлагает новые, более близкие к аналоговым и потому легко воспринимаемые, способы манипулирования и отображения данных (посредством картографических образов). Таким образом, современные ГИС расширили использование карт за счет хранения графических данных в виде отдельных тематических слоев, а качественных и количественных характеристик составляющих их объектов в виде баз данных. Такая организация данных при наличии гибких механизмов управления ими, обеспечивает принципиально новые аналитические возможности. |