Файл: Замай С.С_Якубайлик О.Э_ПО и технологии ГИС_Красноярск_КГУ_1998.pdf

чи, хранения представления, анализа данных, и программные инструментальные средства, и технологии создания той или иной предметно-ориен- тированной информационной системы.

1.2.Области применения ГИС

Местные администрации

Задачи управления муниципальным хозяйством – одна из крупнейших областей приложений ГИС. В любой сфере деятельности местной администрации (обследование земель, управление землепользованием, замена существующих бумажных записей, управление ресурсами, учёт состояния собственности (недвижимости) и дорожных магистралей) применимы ГИС. Они могут использоваться также на командных пунктах управления центров по мониторингу и в службах быстрого реагирования. ГИС – неотъемлемый компонент (инструментальный, технологический, программный) любой муниципальной или региональной информационной системы управления.

Коммунальное хозяйство

Организации, обеспечивающие коммунальные услуги, наиболее активно используют ГИС для построения базы данных об основных средствах (трубопроводы, кабели, насосы, распределительные станции и т.п.), которая является центральной частью в их стратегии информационной технологии. Обычно в этом секторе доминируют ГИС, обеспечивающие моделирование поведения сетей в ответ на различные отклонения от нормы. Наибольшее применение находят системы автоматизации картографирования и управления основными средствами для поддержки "внешнего планирования" в организации: прокладка кабелей, расположение задвижек, щитов обслуживания и др. (рис. 2).

10

Рис.2. Фрагмент плана инженерных коммуникаций в Академгородке г. Красноярска – составная часть проекта «ГИС Академгородок»

Охрана окружающей среды

Наиболее ранними пользователями ГИС были организации, заинтересованные в охране окружающей среды. На простейшем уровне – для исследования состояния окружающей среды (например, расположение и состояние лесов, рек). Более сложные приложения используют аналитические возможности ГИС для моделирования процессов в окружающей среде, таких как эрозия почв или разлив рек в случае большого количества осадков, распространение выбросов загрязняющих веществ промышленных предприятий в атмосфере (рис. 3). После сбора исходных картографических данных производится их аналитическая обработка в ГИС.

11

Рис. 3. Моделирование распространения выбросов загрязняющих веществ промышленных предприятий в атмосфере г. Красноярска. Прикладная программа, разработанная на Borland Delphi, использует электронные таблицы Microsoft Excel для хранения информации по источникам выбросов и ГИС MapInfo для визуализации результатов. Проект студентов СибГТУ, выполненный в Межвузовском центре информационных технологий в экологическом образовании

Здравоохранение

В дополнение к обычным задачам управления основными средствами аналитические возможности ГИС используют в приложениях охраны здоровья, например, для определения кратчайшего пути от станции скорой помощи до пациента с учетом текущей ситуации на дорогах, а также при анализе эпидемиологических ситуаций: характера распространения различных заболеваний и причин их возникновения (рис. 4).

12

Рис. 4. Карта распространения раковых заболеваний – по материалам комплексных исследований ряда научных и медицинских учреждений города. Проект студентов КГТУ, выполненный в Межвузовском центре информационных технологий в экологическом образовании

Транспорт

ГИС имеют огромный потенциал для приложений на транспорте. Планирование и поддержка транспортной инфраструктуры – это очевидная область применения. В настоящее время увеличивается интерес к использованию новых технологий, например навигационных, для контроля за движением большегрузных автомобилей. Отображение их места нахождения на цифровой карте на дисплеях в кабине водителя и в центре управления перевозками требует поддержки со стороны ГИС.

Розничная торговля

Крупные западные коммерческие фирмы используют ГИС для выбора места расположения большинства новых супермаркетов за пределами центра города, для хранения социально-экономических деталей обстановки и

13

потенциальных заказчиков в заданной области. Расположение склада и зона обслуживания могут быть разработаны с помощью вычислений времени доставки и моделирования влияния конкурирующих складов. ГИС используют также и для управления поставками.

Финансовые услуги

В секторе финансовыми услуг ГИС используются так же, как и в приложениях для розничной торговли: для определения расположения филиалов банков и зданий обществ; в качестве инструмента для оценки риска вложений средств в недвижимость и страхования, для определения областей высшего/низшего риска. Это требует баз данных о криминальной обстановке, ресурсах территории, характеристиках недвижимости.

1.3.Как это делается...

Попробуем воспроизвести последовательность действий, необходимых для реализации ГИС-проекта. Во-первых, формулируют проблему (объект решения). После определения цели применения ГИС принимают решение о выборе соответствующего ГИС-инструментария и технологии, разрабатывают план выполнения проекта. Основная и наиболее трудоёмкая задача выполнения любого проекта ГИС – сбор необходимых данных. Чаще всего речь идёт о вводе в компьютер большого количества бумажных карт и информации об объектах на карте – создание пространственной базы данных. Конечным продуктом является программное обеспечение, позволяющее просматривать, добавлять и модифицировать пространственные объекты и связанную с ними информацию, выполнять специализированные, в том числе карто-ориентированные, запросы к данным, решать аналитические и прогностические задачи.

В корпоративных системах для регионального и муниципального управления зачастую приходится решать задачи анализа пространственных данных. При решении этих задач тематические слои карты, создаваемые в

14

стандартных ГИС, используют в качестве начальных условий для модельных расчетов. Приведем несколько примеров:

•Пространственная информация о расположении зданий города Красноярска позволяет строить тематические карты по произвольной прикладной базе данных, имеющей адресную привязку (улица, номер дома). Это может быть картирование уличной преступности города, социаль- но-экономической ситуации и т.п. (рис. 5).

•Задача восполнения пространственных данных методами нейроинформатики. На основе карт онкологической заболеваемости по городу, карт распределения вредных, канцерогенных веществ, тяжелых металлов, могут быть выявлены зависимости между ними и построены новые карты заболеваемости/загрязнений тех участков территории, где эта информация отсутствовала. В учебном пособии уместно отметить, что работы по этой тематике были инициированы студенческим проектным коллективом и сейчас успешно развиваются в лаборатории профессора А.Н. Горбаня в Институте вычислительного моделирования СО РАН.

Взадачах комплексной оценки территории используют технологии обработки и совокупного анализа пространственных данных с привлечением методов экономического моделирования, а исходная информация может находиться в различных узлах корпоративной сети регионального управления. Пространственный анализ с использованием ГИС и Internet позволяет эффективно решать различные задачи. Однако эта эффективность проявляется лишь при наличии необходимого программноаппаратного обеспечения и квалифицированных пользователей, владеющих передовыми технологиями.

15

Рис 5. Microsoft Datamap позволяет встраивать в приложения Microsoft Office любые электронные карты, подготовленные в профессиональных геоинформационных системах. Здесь представлен фрагмент карты Красноярского края, на котором связанные с районами края значения таблицы Microsoft Excel отображаются на карте в виде гистограмм и заливок различной интенсивности. Из дипломной работы студентки СибГТУ

1.4.Тенденции программного обеспечения ГИС

ГИС, впервые появившиеся около 20 лет назад, до последнего времени работали исключительно на Unix-платформе – высокопроизводительных рабочих станциях и использовались для решения узкоспециализированных задач. Резкое обострение конкуренции и качественный скачок в развитии программного обеспечения (ПО) ГИС для персональных компьютеров произошел лишь в 1995-м году, когда мировые лидеры геоинформатики (ESRI, Intergraph, Siemens и др.) обратили внимание на рынок РС.

16

В результате картографическое представление информации сегодня возможно даже в широко распространенных офисных пакетах и электронных таблицах Excel, Lotus (рис. 5). Очевидно, что в ближайшие годы тематическая карта станет такой же привычной формой представления итогов деятельности любого предприятия, как сегодня уже стали всевозможные столбчатые и круговые диаграммы. Высокая конкуренция на рынке настольных приложений и борьба за массового потребителя вызвали значительное снижение цен и создание новых подклассов ПО, сводящих стартовые затраты к минимуму и делающих возможным плавное наращивание объемов проектов по мере готовности к этому заказчика.

1.5.Что есть что

Спектр предлагаемого сегодня ПО ГИС очень широк. Отметим лишь некоторые, наиболее известные в нашей стране, программные продукты –

ArcView, Arc/Info и другие программы компании ESRI, MapInfo (MapInfo Corp.), MGE (Intergraph), GeoDraw/GeoGraph/GeoConstructor (ЦГИ ИГ РАН, Москва), Atlas GIS (Strategic Mapping Inc.), WinGIS/WinMAP (Progis), Geocad System 3 (Geocad Ltd, Новосибирск), Sinteks/Tri (Трисофт), Panorama (GeoSpectrum International, Москва). Стоимость этих систем колеблется от нескольких сотен до десятков тысяч долларов, а наиболее характерный диапазон – от 1000$ до 5000$. Отрадно заметить, что в этом секторе ПО немалую долю рынка (более половины) составляют российские программные продукты, прежде всего – GeoGraph и Panorama.

Программы отличаются по своим функциональным возможностям, назначению. Перечислим их основные категории: инструментальные ГИС, вьюеры, специализированные ГИС, справочные системы, векторизаторы, пакеты обработки данных дистанционного зондирования и т.д. Конкретная задача предопределяет выбор необходимого программного обеспечения.

17