Геоинформационная система "Geo Base"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Геоинформационная система "Geo Base"

Содержание

Введение

1. Немного о Geo Base

2. Понятие ГИС

3. Классификация ГИС

4. Немного из истории развития ГИС

5. ГИС-процесс в Geo Base

6. Технологии создания электронных векторных карт

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Одно из распространенных определений ГИС звучит следующим образом: "Географическая информационная система (ГИС) определяется как программно-аппаратный комплекс, способный вводить, хранить, обновлять, манипулировать, анализировать и выводить все виды географически привязанной информации". Структура ГИС, как правило, включает четыре обязательные подсистемы:

· Ввода данных, обеспечивающую ввод и/или обработку пространственных данных, полученных с карт, материалов ДЗЗ и т.д.;

· Хранения и поиска, позволяющую оперативно получать данные для соответствующего анализа, актуализировать и корректировать их;

· Обработки и анализа, которая дает возможность оценивать параметры, решать расчетно-аналитические задачи;

· Представления (выдачи) данных в различном виде (карты, таблицы, изображения, блок-диаграммы, цифровые модели местности и т.д.)

Таким образом, создание карт в круге "обязанностей" ГИС занимает далеко не первое место. Это вполне понятно - для того, чтобы получить твердую копию карты, совершенно не нужна большая часть функций ГИС, или они применяются опосредованно. Тем не менее, как в мировой, так и в отечественной практике, ГИС широко используются именно для подготовки карт к изданию и, в меньшей степени, для аналитической обработки пространственных данных или управления потоками товаров и услуг. Под изданием, в данном случае, понимается получение твердой копии любым способом, необязательно офсетным. Использование ГИС в картопостроении порождает как новые возможности, так и новые проблемы. Традиционный способ подготовки карт к изданию включал несколько этапов коррекции и контроля качества, как содержания, так и формы представления (символизации). Само производство 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 ускоряет многие этапы подготовки карт.

1. Немного о Geo Base

ГИС (геоинформационная система) Geo Base - это такой программный комплекс, который позволяет работать с так называемой электронной картой, т.е. с представлением карты в компьютере. Конечно же, электронная карта является непосредственным родственником обыкновенной карты на бумаге, с которой каждый, хотя бы в школе, имел дело. Однако, электронная карта, введенная в компьютер, приобретает новые удивительные черты, которые бумажная карта никогда иметь не сможет.

В содержательном плане ГИС Geo Base - это такая программная система, которая позволяет связывать с картографическими объектами, "нарисованными" на электронной карте, некоторую описательную (атрибутивно-семантическую) информацию. К такой информации, например, для картографического объекта здание может относиться следующее:

· тип здания (жилое, производственное, вспомогательное и др.);

· занимаемая площадь здания;

· этажность;

· технический паспорт;

· владелец;

· год постройки и др.

Семантическая информация организуется в виде таблиц, а каждому картографическому объекту на изображении электронной карты ставится в соответствие строка таблицы, где и записана семантическая информация.

ГИС Geo Base позволяет пользователю, выбрать объект на электронной карте и сразу же получить о нём все его характеристики. Эти характеристики СУБД (система управления базой данных) быстро достаёт из таблиц, поскольку, ей известно какому изображению на экране дисплея какие данные в таблицах соответствуют, так уж устроена эта СУБД. И наоборот, выбрав в таблице информацию об объектах, пользователь может сразу же увидеть на электронной карте местоположение этих объектов. Так можно "попросить" ГИС показать на электронной карте все кирпичные дома или дома, принадлежащие некоторому владельцу.

В Geo Base (как и в других ГИС) преодолеваются основные недостатки обычных бумажных карт - их статичность и ограниченная ёмкость бумажной карты как носителя информации. В последнее время бумажные карты (особенно это касается сложных специализированных карт типа городских) становятся настолько перегруженными информацией, что их очень трудно читать. Geo Base предлагает другой подход - управление визуализацией информации. Появляется возможность выводить на экран или бумагу (принтер или плоттер) только те группы объектов, которые интересуют пользователя в данный момент. Фактически при этом осуществляется переход от сложных комплексных перенасыщенных карт к совокупности взаимоувязанных частных карт. При этом обеспечивается лучшая структурированность информации, что позволяет эффективно ею манипулировать, а также анализировать её.

В Geo Base карта становится действительно динамическим объектом - в смысле изменяемости масштаба, - что позволяет…

? варьировать объектным составом карты (определять что выводиться);

? варьировать способами отображения объектов (цвет, типы линий, виды штриховок областей и др.).

2. Понятие ГИС

Понятие "геоинформационная система" в научном сообществе имеет столько определений, что можно говорить о том, что сколько специалистов, столько и определений. Впрочем, такое положение вполне естественно в пору становления и бурного развития новой отрасли знаний или технологий.

Приведём некоторые из определений:

ГИС - это такая информационная система, в состав которой входят компоненты для сбора, передачи, хранения, обработки и выдачи информации о территории.

ГИС - это динамически организованное множество данных, соединенное с множеством моделей, реализованных на ЭВМ для расчетных, графических и картографических преобразований этих данных в пространственную информацию в целях удовлетворения специфических потребностей определенных пользователей в пределах структуры точно определённых концепций и технологий.

ГИС - это пространственно определённая система для сбора, хранения, поиска и манипулирования данными.

ГИС - это система, состоящая из технических, программных, информационных и организационных средств, которые осуществляют сбор, передачу, ввод и обработку данных с целью выработки информации, удобной для дальнейшего использования в географическом исследовании и для её практического применения.

ГИС - это автоматизированная информационная система, имеющая большое количество графических и тематических баз данных, соединенных с модельными и расчетными функциями для манипулирования ими и преобразования их в пространственную картографическую информацию для принятия на её основе разнообразных решений и осуществления контроля.

3. Классификация ГИС

Что касается классификации ГИС, то здесь также наметилось несколько направлений. Например, в некоторых литературных источниках ГИС классифицируются с точки зрения их проблемной ориентации:

· инженерные (для работы с картами, на которых изображены элементы инженерных коммуникаций);

· кадастровые (ГИС для учета земельных участков и других объектов недвижимости), предназначенные для обработки кадастровых данных;

· для тематического и статистического картографирования, имеющие целью управление природными ресурсами, составление карт по результатам переписей;

· "экологические", предназначенные для поддержки экологического мониторинга территорий;

· библиографические, содержащие каталогизированную информацию о множествах географических документов;

· географические - с данными о функциональных и административных границах;

· системы обработки данных дистанционного зондирования.

Конечно, представители каждой отрасли знаний, имеющих отношение к геоинформатике, вводят свои классификации под только им понятным основаниям классификации:

по тематике:

· социально-экономические;

· земельные (кадастровые);

· лесные;

· инвентаризационные;

· туристические;

по территориальному охвату:

· общенациональные;

· региональные;

по целям:

· многоцелевые;

· информационно-справочные;

· для нужд планирования;

· для нужд управления;

4. Немного из истории развития ГИС

географический информационный векторный сканирование

Хотя разработка ГИС началась более 30 лет назад (тогда это были чисто географические информационные системы), их бурное развитие и качественно новое представление произошло за последние 7-8 лет благодаря принятию за основу этих систем идеологии и технологии систем автоматизированного проектирования, интеграции всех процессов обработки данных на базе географических данных.

Современные геоинформационные системы (ГИС) представляют собой новый тип интегрированных информационных систем, которые, с одной стороны, включают методы обработки данных многих ранее существовавших автоматизированных систем (АС), с другой - обладают спецификой в организации и обработке данных. Практически это определяет ГИС как многоцелевые, многоаспектные системы.

В частности, как системы управления ГИС являются новой основой автоматизированных систем управления (АСУ). Это обусловливает повышенное значение ГИС - современного средства организации многих видов производств.

Определение ГИС как "компьютеризованной базы данных (БД)", "как системы управления", в которой хранятся "пространственные данные", следует считать неверным либо устаревшим по ряду причин. Во-первых, база данных (и не одна) может входить в состав ГИС, а полная технология обработки информации в ГИС значительно шире, чем работа с базой данных. Во-вторых, современная ГИС рассчитана не просто на обработку данных, а на проведение во многих ситуациях экспертных оценок. Другими словами, ГИС должна включать в свой состав экспертную систему, а этого только на уровне базы данных достичь невозможно, так как экспертная система является более общей по отношению к БД. Наконец, данные, которые обрабатывает и хранит ГИС, имеют не только пространственную, но и временную характеристику, что важно в первую очередь для географических данных.

На основе анализа целей и задач различных ГИС, функционирующих в настоящее время, более точным следует считать определение ГИС как геоинформационных систем, а не как географических информационных систем. Это обусловлено и тем, что процент чисто географических данных в таких системах незначителен, технологии обработки географических данных и, наконец, географические данные служат лишь базой решения большого числа прикладных задач, цели которых далеки от географии. Разумеется, это не исключает существование чисто географических информационных систем - аббревиатура та же - ГИС, однако в дальнейшем мы будем понимать под ГИС геоинформационные системы.

Итак, ГИС - автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация.

5. ГИС-процесс в Geo Base

Процесс создания электронной карты состоит из нескольких шагов:

· Сканирование - получение фотографического изображения планшетов карты (с помощью специальных фотографирующих устройств - сканеров) и ввод его в компьютер. Можно сканировать не планшеты, а аэроснимки и снимки, полученные с космических аппаратов. Отсканированные изображения планшетов называются растровой картой. С ней можно делать всё то же, что и с бумажной картой, но только на экране компьютера. Растровое изображение - это изображение, состоящее из точек разной градации серого - от белого до черного цвета либо из точек разного цвета (цветные растры). Если Вы посмотрите на рисунок из газеты через увеличительное стекло, то увидите его состоящим из точек (пикселов). Отсканированное изображение на экране компьютера выглядит так же.

· Векторизация - обрисовка объектов поверх растровых изображений планшетов и, тем самым, указание геоинформационной системе, что понимать под выделенным объектом - здание, земельный участок, колодец, кабель или что-нибудь другое. При векторизации изменяется способ представления карты в компьютере - она заменяется на так называемую векторную или, - как иногда говорят, - цифровую.

· Наполнение семантических (смысловых) табличных баз данных. С каждым отвекторизованным изображением объекта можно связать таблицу характеристик этого объекта, которую (таблицу) всегда можно вызвать на экран, выбрав мышью объект на карте.

· После таких подготовительных процессов начинается собственно работа с программой как с полноценной геоинформационной системой; электронная карта создана, и с объектами связаны табличные данные. Теперь ГИС можно "спрашивать" с целью получения данных о пространственно распределенных объектах и проводить анализ этих данных.

Конечно, все приведенные процессы могут развиваться в более свободной последовательности, например, с частью введенной карты уже можно начать выполнять необходимую работу, а пока не введенные планшеты можно продолжать сканировать, векторизовать, а также вводить семантические данные, но уже отвекторизованным объектом. Можно также сначала ввести всю графическую часть карты, а затем начать заполнять таблицы.

Технологии создания электронных векторных карт

Существует два наиболее крупных вида технологии создания векторных электронных карт из растрового изображения. Эти две технологии в зависимости от реализации в конкретных ГИС приобретают дополнительные возможности, однако, можно утверждать, что есть и некоторые общие черты. Разница лишь в том, как создается векторная карта; попланшетно или по единому растровому полю на всю территорию (по всем планшетам сразу).

- "Попланшетная векторизация"

В соответствии с этой технологией (назовем ее ПВ - попланшетная векторизация планшетов с последующей сшивкой векторных фрагментов) последовательность действий пользователя состоит в следующем:

1. Сканируется планшет.

2. Векторизуется планшет.

3. Пункты 1 и 2 повторяются до полного исчерпания вводимых планшетов.

4. Векторные изображения планшетов "сшиваются" в единое поле электронной векторной карты.

- "Сшивка растров с последующей приоритетной векторизацией объектов"

В соответствии с этой технологией (назовем ее СРВ - "Сшивка Растров и Векторизация объектов") последовательность действий следующая:

1. Сканируется каждый планшет.

2. Пункт 1 выполняется до полного исчерпания планшетов, которые нужно ввести в компьютер. В компьютере накапливается множество файлов (по количеству планшетов) с растровыми изображениями.

3. Растровые изображения планшетов "сшиваются" в единое растровое поле, т.е. визуально на экране дисплея пользователь не видит границ планшетов, поскольку все планшеты логически подогнаны своими краями друг к другу.

4. Векторизуются объекты в любом месте растровой карты (где удобно). Границы между растровыми изображениями планшетов в методе СРВ не влияют на обрисовку объектов.

Заключение

Подводя итог, следует констатировать, что ГИС в настоящее время представляют собой современный тип интегрированной информационной системы, применяемой в разных направлениях. Она отвечает требованиям глобальной информатизацией общества. ГИС является системой способствующей решению управленческих и экономических задач на основе средств и методов информатизации, т.е. способствующей процессу информатизации общества в интересах прогресса. ГИС как система и ее методология совершенствуются и развиваются, ее развитие осуществляется в следующих направлениях: - развитие теории и практики информационных систем; - изучение и обобщение опыта работы с пространственными данными; - исследование и разработка концепций создания системы пространственно-временных моделей; - совершенствование технологии автоматизированного изготовления электронных и цифровых карт; - разработки технологий визуальной обработки данных; - разработки методов поддержки принятия решений на основе интегрированной пространственной информации; - интеллектуализации ГИС.

Список используемой литературы

1. Геоинформатика / Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н. и др. М.: МАКС Пресс, 2001.349 с.

2.Замай С.С., Якубайлик О.Э.. Программное обеспечение и технологии геоинформационных систем: Учеб. пособие / Краснояр. гос. ун-т. Красноярск, 1998. 110 с.

3.Кольцов А.С. Геоинформационные системы: учеб. пособие /А.С. Кольцов, Е.Д. Федорков. Воронеж: ГОУВПО "Воронежский государственный технический университет", 2006. 203 с.

4.Трифонова Т.А., Мищенко Н.В., Краснощеков А.Н. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях: Учебное пособие для вузов. - М.: Академический проект, 2005. 352 с.

5. Интернет

Размещено на Allbest.ru