Файл: 50 А. В. Гусева, 2013 удк 528. 91 А. В. Гусевагеоинформационные.pdf

50
© А.В. Гусева, 2013
УДК 528.91
А.В. Гусева
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ
СИСТЕМЫ
Описаны геоинформационные системы, области их применения и пер-
спективы развития. Предполагается использование ГИС с целью ознаком-
ления читателя с новейшими средствами IT-коммуникаций.
Ключевые слова: геоинформационная система, геоинформация, геопро-
странство, данные, пространственный запрос, анализ, моделирование, ви-
зуализация.
еографические информационные системы появились в 1960-х годах как средство отображения в памяти компьютера объектов, расположенных на поверхности Земли.
Первые геоинформационные системы были разработаны во- енными ведомствами СССР и США как часть системы наведе- ния ракет.
Вскоре ГИС стали применять и в мирных целях. В 1970-х годах геоинформационные системы начали использоваться для вывода координатно-привязанных данных на экран монитора, а так же, для редактирования и печати карт на бумаге, что сильно упростило жизнь специалистам-картографам.
Широкое распространение в России ГИС получили только в конце 1980-х – в начале 1990-х годов с появлением персо- нальных компьютеров. ГИС быстро адаптировались к новой, более дешевой платформе, и цена систем начала постепенно падать, а число пользователей и организаций, которые могли позволить себе ГИС, соответственно, возрастать.
На данный момент геоинформационные системы - один из наиболее бурно развивающихся сегментов рынка высоких компьютерных технологий, в котором работает большое ко- личество крупных фирм, таких как Google, NASA,
Refractions Research, Intergraph, Grass Development Team
(GRASS GIS), Microsoft, ESRI (ARC GIS), Autodesk, CalComp и многие другие.
Что такое геоинформационные системы?
Геоинформационные Системы (ГИС)
? это компьютерные системы, позволяющие эффективно работать с пространст- венно-распределенной информацией.
Г

51
Пространственно-распределенная информация – это то, с чем человек сталкивается практически каждый день вне зави- симости от рода своей деятельности. Это может быть схема метро или план здания, топографическая карта или схема взаимосвязей между офисами компании, атлас автомобиль- ных дорог или контурная карта и многое другое. ГИС дает возможность накапливать и анализировать подобную ин- формацию, оперативно находить нужные сведения и ото- бражать их в удобном для использования виде. Применение
ГИС-технологий позволяет резко увеличить оперативность и качество работы с пространственно-распределенной ин- формацией по сравнению с традиционными методами карто- графирования.
Основное отличие ГИС от других информационно- аналитических систем в специфике обрабатываемых и анали- зируемых данных – это пространственные данные. Информа- ция об этих пространственных данных в цифровой форме на- зывается геоинформацией.
Геопространство – разновидность пространства, характе- ризующаяся протяженностью, динамичностью, структурностью, непрерывностью.
Геоинформация – это координированная информация о геопространстве и его объектах в цифровой компьютерно- воспринимаемой форме, предназначенная в качестве исходно- го материала для моделирования геопространства.
На основе всего вышесказанного можно дать еще одно оп- ределение ГИС:
ГИС
? это современная компьютерная технология для кар- тирования и анализа объектов реального мира, а также собы- тий, происходящих на нашей планете, в нашей жизни и дея- тельности.
ГИС-технология объединяет традиционные операции при работе с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и гео- графического (пространственного) анализа, которые предос- тавляет карта. Возможность визуализации и пространственного анализа отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач. Эти задачи связаны с анализом и про- гнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возмож-

52
ных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.
Функции и достоинства ГИС:
• геопространственный анализ специальных и общегеогра- фических данных;
• моделирование геопространства – создание моделей гео- пространства;
• сбор и подготовка геоинформации – получение исходных данных для моделирования;
• визуализация – требуется для контроля и восприятия че- ловеком результатов пространственного анализа.
Геоинформационные системы обладают рядом преиму- ществ по сравнения с обычными информационными система- ми, как в визуальном представлении пространственных дан- ных, так и в проведении анализа этих самых данных.
В области визуального представления:
• многослойность карт, созданных с помощью ГИС, означа- ет, что однотипные пространственные объекты расположены в отдельном слое, который можно включить или отключить;
•
ГИС обладают способностью внесения полноценного масштабного ряда, то есть возможность создания в одной ГИС карт разного масштаба и отображение нужной из них;
• существует возможность тр?хмерного представления кар- ты;
• цифровую карту, созданную с помощью ГИС, можно вы- вести на печать и получить полноценную бумажную копию.
В области аналитики ГИС также имеют несколько очень важных преимуществ:
• автоматизированный расчет длин, площадей, буферных зон, экспозиции;
• возможность вносить любое количество информации на карту;
• оперативное изменение данных.
Анализ данных в ГИС
Неотъемлемой составной частью ГИС является база дан- ных – геоинформационная система обладает способностью проводить обработку данных с использованием всех функций, которые предоставляет система управления базой данных
(СУБД). При использовании ГИС запрос к базе данных может

53
быть уточнен введением дополнительных параметров, что де- лает поиск более быстрым и удобным.
В отличие от обычной СУБД, с помощью ГИС можно со- ставлять пространственные запросы и проводить анализ.
Пространственный запрос – задание на поиск пространст- венных объектов в базе данных по условиям, содержащим ко- ординаты.
В пример можно привести риэлтерскую компанию, зани- мающуюся поиском жилья для своих клиентов. Этот процесс значительно упрощается вводом таких параметров, как стои- мость, площадь жилой площади или расстояния от определен- ного объекта, например, места работы.
Таким образом, ГИС
помогает:
• сократить время получения ответов на запросы клиентов;
• проводить мониторинг каких-либо ЧС (например, мест разрывов электросетей или моделировать зоны затопления при паводках);
• выявлять территории подходящие для требуемых меро- приятий (строительство населенных пунктов, проведение ком- муникаций);
• выявлять взаимосвязи между различными параметрами
(например, почвами, климатом и урожайностью с/х культур).
Таким образом, использование ГИС повышает эффектив- ность работы многих компаний и государственных структур, что позволяет сэкономить значительные финансовые и вре- менные ресурсы.
Использование ГИС для принятия решений
ГИС, как и другие информационные технологии, под- тверждает известный тезис о том, что лучшая информиро- ванность помогает принять лучшее решение. Геоинформа- ционные системы, конечно, не могут выдавать готовые отве- ты. ГИС – это средство, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений. Это осущест- вляется за счет:
• доступность информации для восприятия и синтеза, что позволяет ответственным работникам сосредоточить свои уси- лия на поиске решения, не тратя значительного времени на сбор и осмысление доступных разнородных данных;
• возможность быстро рассмотреть несколько вариантов решения и выбрать наиболее эффективный из них.

54
Создание карт с помощью ГИС
Картам в ГИС отведено особое место. Процесс создания карт в ГИС намного более прост и гибок, чем в традиционных методах ручного или автоматического картографирования. В качестве источника данных пользуются бумажными картами, данными дистанционного зондирования, съемкой на местно- сти, космо и аэроснимками и т.д. Эти данные, переведенные в цифровую форму, становятся материалом для моделирования геопространства.
Гибкость процесса создания карт в ГИС реализуется:
• удобством ввода и редактирования координированных данных;
• возможностью внесения нужного количества разнообраз- ной атрибутивной и геометрической информации. На бумаж- ной карте количество информации приходится ограничивать во избежание перегруженности;
• возможностью внесения и коррекции данных по мере их поступления – в ручных методах картографирования исправ- ление ошибки – процесс много более проблематичный, а по- рой и вовсе неосуществимый;
• масштабируемостью: можно вывести на печать любой участок карты без потери качества (строго говоря, это пре- имущество всех электронных карт);
• совместным и многократным использованием данных: созданная в одной организации топографическая основа
(цифровая карта) может использоваться в качестве основы другими отделами и организациями. Возможно быстрое ко- пирование данных и их пересылка по локальным и глобаль- ным сетям.
Области применения ГИС
В целях повышения эффективности территориального управления создаются вс? новые геоинформационные сис- темы на муниципальном, районном, региональном и феде- ральном уровнях. На основе пространственной информации создаются системы управления транспортом, навигационные системы. В последнее время, ГИС получили широкое приме- нение в средствах массовой информации и различных спра- вочных системах.

55
В настоящее время ГИС с успехом применяют во многих областях народного хозяйства, наиболее широко геоинформа- ционные технологии используются в земельном кадастре, када- стре природных ресурсов, экологии, в сфере работы с недви- жимостью. ГИС используется, например, Министерством чрез- вычайных ситуаций для прогнозирования стихийных бедствий.
Сейчас обширно начинают внедряться геоинформацион- ные системы массового пользования, например:
• электронные планы городов;
• генеральные планы заводов;
• схемы инженерных коммуникаций;
• схемы движения транспорта.
По некоторым оценкам, до 80
?90 % всей информации, с которой мы обычно имеем дело, может быть представлено с помощью ГИС. Отсюда можно сделать вывод, что геоинфор- мационные системы обладают огромным потенциалом, а их ис- пользование приносит неплохие дивиденды.
В целом можно сказать, что индустрия ГИС активно эво- люционирует, изменяется и развивается, что свидетельствует о большом потенциале отрасли. Исходя из этого, можно на- деяться, что в ближайшее время геоинформационные систе- мы не утратят динамику своего развития и будут обеспечи- вать своих пользователей вс? новыми и новыми возможно- стями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. http://wikipedia.org
2. http://www.autodesk.ru
3. http://gisworks.blogspot.ru
4. http://esri-cis.ru
5. http://gis-lab.info
6. http://giscity.ru/
7. http://www.dataplus.ru
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ
Гусева Алиса Владиславовна – студенткакафедры АСУ
Московский государственный горный университет, ud@msmu.ru