Геоинформационные системы (ГИС) — это что такое? :: SYL.ru

ГИС (расшифровывается как «Географические Информационные Системы») — компьютерные системы, дающие возможность вывода данных на экран в электронном виде. Изображения, получаемые посредством ГИС, относятся к картам нового поколения.

География на экране

Такие карты могут быть снабжены помимо географических и другими данными из области статистики, демографии и т. п. С ними возможны разные виды аналитических операций, недоступные для старых бумажных носителей.

Техническая поддержка электронных карт существует в виде огромного количества аналитики, инструментов редактирования, обширных баз данных. При их создании и использовании задействовано множество современных средств — от сканеров до космических спутников, делающих снимки земной поверхности.

Полученная с помощью новых технологий информация находит применение не только у географов, но и в среде бизнеса, строительства, маркетинга, государственного управления. Даже домохозяйкам известно, что такое геоинформационные системы. И они вполне успешно пользуются электронными картами!

ГИС — определение и основные понятия

Что же конкретно обозначает этот термин? Геоинформационные системы (ГИС) — название систем, назначением которых является сбор, хранение и анализ данных пространственного характера, а также их графическая визуализация. ГИС относится к компьютерным технологиям нового поколения. Наука, изучающая прикладные и технические аспекты работы с ГИС, — геоинформатика.

ГИС — это удачное сочетание возможности работы с базами данных (запросы, аналитика) и пространственной визуализации, характерной для карт. Хранение данных в такой системе ведется по тематическим слоям, привязанным к географическому местоположению. ГИС работают и с растровыми, и с векторными данными, благодаря чему любая задача, связанная с пространственной информацией, может быть с их помощью эффективно решена.

Что их отличает

К характерным особенностям, которыми обладает геоинформационная система, можно отнести развитую аналитику, работу с огромными массивами сведений, наличие специальных инструментов для обработки данных пространственного характера.

Их основные преимущества — удобство для пользователя (данные в трехмерном измерении наиболее легки для восприятия), возможность интегрировать информацию, накопленную различными источниками, создавать единый массив для коллективного использования.

Затем — автоматический анализ геопространственных данных и отчет, использование расшифровки аэро- и космической съемки, ранее созданных схем и планов местности, что на порядок повышает эффективность применения. Значительная экономия временных ресурсов и возможность создания трехмерных моделей географических объектов.

Главные задачи

Функции ГИС — это ряд операций по:

• вводу данных (цифровые карты создаются в автоматическом режиме),
• управлению данными (все они сохраняются с возможностью последующей обработки и использования),
• их запросу и анализу путем сопоставления множества параметров,
• визуализации полученных и обработанных данных в форме интерактивных карт.

Отчеты о каждом объекте могут принимать вид графика, диаграммы или трехмерного изображения.

Возможности ГИС

С помощью системы ГИС становится возможным определение на заданной территории наличия, количества и взаимного расположения всех имеющихся объектов. Кроме того, с ее помощью проводят, например, анализ геопространственных данных, характеризующих плотность расселения и т. п. и определяют различные изменения во времени.

С помощью систем ГИС стало возможным смоделировать предполагаемую ситуацию, касающуюся, например, добавления нового объекта — дороги, жилого массива и т. п.

ГИС — классификация

Классификаций этих систем существует несколько. Если делить их по принципу охвата территории, то каждую ГИС можно будет отнести к глобальным, субконтинентальным, национальным, региональным, субрегиональным, а также местным или локальным системам.

Если отталкиваться от уровня управления, то данные системы состоят из федеральных, региональных, муниципальных и корпоративных.

Различают их и по функционалу. ГИС (расшифровка аббревиатуры понятна большому числу пользователей) могут быть как полнофункциональными, так и специализированными, предназначенными для решения определенных задач — например, просмотра данных, их ввода и обработки.

В зависимости от предметной области ГИС можно отнести к картографическим, геологическим, природоохранным, а также муниципальным или городским.

Интегрированные географические информационные системы — те, в которых, помимо стандартного функционала, имеется возможность подвергать изображения цифровой обработке. Полномасштабные ГИС воспроизводят данные в любом выбранном масштабе. Пространственно-временные системы дают возможность оперировать информацией в прошлом или будущем времени.

Где применяются ГИС

ГИС — это универсальный инструмент с обширной сферой применения. Какой же именно?

• Типичная область их использования — управление земельными ресурсами, составление кадастров, вычисление площадей и установка границ земельных участков. Как раз для решения таких проблем и создавались первые подобные системы.
• Другая сфера — управление объектами инфраструктуры производственного характера, их учет, планирование, инвентаризация. Создание и размещение сети объектов определенного назначения — магазинов, заправочных станций и т. п.
• Инженерные изыскания и планирование в сфере архитектуры и строительства, решение задач по развитию территории и оптимизации ее инфраструктуры.
• Создание тематических карт.
• Управление всеми видами транспорта — от наземного до водного и воздушного.

Иные сферы

— Деятельность по охране природы, экологические мероприятия, планирование и управление природными ресурсами, экологический мониторинг, моделирование процессов окружающей среды.

— Сфера геологии и горнодобывающей промышленности. С помощью ГИС стало возможным подсчитать запас полезных ископаемых на основе проб разведочного бурения и моделирования структуры месторождения.

— Прогнозирование ЧС (чрезвычайных ситуаций). Система позволяет предупреждать о грядущих наводнениях, пожарах, ураганах, землетрясениях и просчитать их потенциальную опасность. Становится возможным и оценить нанесенный ущерб, и рассчитать требуемые материальные и людские ресурсы.

— Военная сфера. На картах нового поколения на порядок легче просчитываются зоны видимости, прокладываются самые оптимальные маршруты для передвижения и т. п.

— Сельскохозяйственное производство. Возможным стало спрогнозировать урожай, оптимизировать транспортировку и сбыт продукции.

Из чего состоят ГИС

Поговорим теперь о том, какую структуру имеет геоинформационная система. Она подразумевает несколько составляющих, являющихся ключевыми. Прежде всего речь идет об аппаратных средствах — компьютерных платформах разного типа, программном обеспечении (средствах ввода географических данных и оперирования ими, СУБД и пр.). Далее – собственно, о данных (в табличной или иной форме), полученных как самим пользователем, так и на коммерческой основе у специализированных поставщиков. Как уже упоминалось выше, данные могут быть интегрированы с полученными из других источников в целях упорядочивания и обмена информацией.

В качестве пользователей системы выступают и специалисты с техническим образованием, ведущие ее обслуживание и поддержку, и рядовые сотрудники, использующие электронные карты для решения множества повседневных проблем.

Немного истории

Первые попытки подобных разработок относятся к концу 50-х — началу 70-х годов прошлого столетия. Именно тогда нарабатывался первый практический опыт, создавались пилотные проекты и теоретические разработки. К этому же времени относится появление первых ЭВМ.

Десятилетием позже уже существовал ряд периферийных устройств. Был придуман графический дисплей и многое другое, затем стали появляться программные алгоритмы обработки информации. Постепенно были выработаны и утверждены способы осуществлять пространственный анализ и появились программы для работы с БД (базами данных).

Дальнейшее развитие

С 70-х гг. благодаря государственной поддержке появились экспериментальные проекты по применению ГИС в системах навигации и вывоза мусора, транспортном движении и пр.

С 80-х гг. начался период развития на коммерческой основе. Рынок наполнился массой программных средств, появились всевозможные приложения, количество пользователей, узнавших, что такое ГИС-технологии, превысило число специалистов-профессионалов.

В настоящий период, который можно назвать пользовательским, благодаря высокой конкуренции в среде производителей стало возможным создание тематических групп потребителей, проведение телеконференций, формирование единой мировой геоструктуры.

О перспективах ГИС

Новым этапом эволюции в развитии ГИС можно считать появление геодизайна, который требуется сейчас везде — от сферы землепользования и природной охраны до планирования новой инфраструктуры и объектов строительства, а также при обслуживании коммунальных сетей и т. д.

Будущее принадлежит ГИС-технологиям, содержащим начала искусственного интеллекта. Современные ГИС — это новейшие компьютерные разработки, основанные на применении космической и аэрофотосъемки, служащие для реализации глобальных государственных программ.

Сейчас ГИС-системы развиваются невиданными темпами и относятся к числу наиболее интересных в коммерческом плане решений. В России в наши дни их разработкой и внедрением заняты около 200 различных организаций, что позволяет говорить о конкуренции с западными производителями. Уже ни для кого не секрет, что за новыми технологиями — огромные перспективы, основанные на дальнейшем развитии компьютерных средств обработки информации.

www.syl.ru

ГИС — это… Что такое ГИС?

ГИС

гибридная интегральная схема

Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. — С.-Пб.: Политехника, 1997. — 527 с.

1. ГИИНС
2. ГИС

Государственное издательство иностранных и национальных словарей

ГИС

глобальная информационная система

Центробанк России

РФ, фин.

Источник: http://is.park.ru/news.asp?dno=3569684&no=200899

1. ГИС
2. ГИСТ
3. ГНИИС
4. ГНИИСтекла
5. ГосНИИстекло

Государственный научно-исследовательский институт стекла

Москва, образование и наука

ГИС

геоинформационная система
географическая информационная система

чаще — системы

Словари: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. — М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. — 318 с., С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. — С.-Пб.: Политехника, 1997. — 527 с.

ГИС

государственная исполнительная служба

ГИС

гистологический индекс склероза

ГИС

глобальная информационная сеть
глобальные информационные сети

ГИС

гибкая интегральная схема

Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. — С.-Пб.: Политехника, 1997. — 527 с.

ГИС

геофизический метод исследования скважин;
геофизические исследования скважин

геол., физ.

ГИС

городская информационная система

Источник: http://portal.fire.usi.ru/modules.php?name=News&file=print&sid=18

ГИС

гостиница иностранных специалистов

г. Ангарск

Источник: http://www.angarsk.info/index.php?dir=hotel

ГИС

Государственный институт художественного слова

образование и наука

ГИС

Газинформсервис

http://gaz-is.ru/​

организация, Санкт-Петербург

ГИС

городской информационный справочник

Источник: www.2gis.ru

ГИС

государственная информационная система

Источник: http://www.ci.ru/inform02_08/gd.htm

ГИС

госпитальная информационная система

воен., мед.

Источник: http://www.icdc.ru/abstracts.nsf/0/056f2c94d419d191c3256c9a0033f72e?OpenDocument

ГИС

государственная инспекция связи

связь, Украина

Источник: http://eebc.net.ua/eng/news/20/2280/

Примеры использования

ГИС на Украине

ГИС в Таджикистане

1. ГИС
2. ДСГ

главный инженер станции

АЭС

ж.-д.

ГИС

газоизмерительная станция

Источник: http://www.oilcapital.ru/news/2005/12/151315_81519.shtml

Пример использования

ГИС «Шакяй» (Литовская Республика)

Словарь сокращений и аббревиатур. Академик. 2015.

sokrasheniya.academic.ru

2ГИС — Википедия

2ГИС
Тип	Частная компания
Основание	1999
Прежние названия	ООО «ДубльГИС»[1]
Основатели	Александр Вадимович Сысоев (70%), Дмитрий Александрович Сысоев (30%)
Расположение	Россия Россия: Новосибирск
Ключевые фигуры	Александр Вадимович Сысоев, генеральный директор
Продукция	Электронные справочники и карты
Собственный капитал	1 065 846 000 ₽ (2017)[3]
Оборот	3 046 012 000 ₽ (2017)[3]
Операционная прибыль	261 286 000 ₽ (2017)[3]
Чистая прибыль	61 020 000 ₽ (2017)[3]
Активы	3 122 878 000 ₽ (2017)[3]
Число сотрудников	3 тыс. человек[2]
Сайт	info.2gis.ru
2ГИС на Викискладе

ru.wikipedia.org

——Билет 1. Понятие гис, ее суть, применение. Основные задачи гис——

Геоинформационные системы – пакеты для обработки простых данных, используем: ArcGis, ESRI и MapInfo, Ингео, Панорама.

Введение.

Существует два определения ГИС.

1. ГИС – информационная система, обеспечивающая сбор, построение, хранение, обработку, анализ и отображение пространственных данных.

2. Совокупность программных и технических средств, обеспечивающих работу с данными.

Научные, технические, технологические и прикладные аспекты ГИС изучает геоинформатика.

Объекты среды можно поделить на непространственные и пространственные.

Пространственные данные – данные, имеющие координатную составляющую.

Пространственный объект – часть среды с координатной составляющей.

Характеристики пространственного объекта: [tag=discontinued]

Инструментами для изучения ГИС являются электронные карты.

Расшифровка аббревиатуры ГИС

Гео – следовательно, связано с пространственными данными, которые получают путем перехода от бумажных карт к компьютерному картографированию, переход осуществляется вручную или полуавтоматически. В ГИС используется инструментарий математического ккртографирования

Информационные – следовательно, будем использовать термины информационных систем, БД.

Системы, следовательно, будут использовать свойства и термины системного анализа.

Компоненты ГИС:

1) Люди.

2) Техническое обеспечение – обеспечивается отображение двухмерных и трехмерных карт. Для систем клиент-сервер существует схема: клиент – запрос на сервер – получение результата. В ГИС каждое движение по экрану – новая отрисовка, выбор нового объекта – происходит увеличение оличества запросов на сервер на порядок, поэтому для повышения скорости работы нужны хорошие серверы и каналы связи. Высоки требования к плоттерам и сканерам (размеры и точность).

3) ПО.

4) Данные.

Сфера применения:

1) Земельный кадастр.

2) Картография.

3) Градостроительное планирование.

4) Инженерная коммуникация.

5) Транспортные сети.

6) Навигация.

7) Геомаркетинг – планирование бизнеса с учетом местоположения.

8) Природный комплекс, окружающая среда.

Задачи, составляющие ГИС:

1. Ввод, редактирование, обновление

2. Хранение, контроль качества (целостности)

3. Отображение (на экране, для печати)

4. Анализ местоположения, анализ окружающей местности

5. Моделирование, прогноз

——Билет 2. Источники данных для гис. Технология ввода данных с различных источников——

Ввод данных:

1. Бумажные карты и планы.

2. Данные дистанционного зондирования (ДДЗ) (аэрофото, космические снимки).

3. Измерения (GPS, тахеометры, данные лазерного сканера).

4. Импорт и конвертация данных в электронный вид.

Процесс ввода:

1. Сканирование

2. Калибровка (геопривязка) планшета

Искажения происходят из-за сдвига или неравномерного сжатия при сканировании. Чтобы этого избежать, в память программы вручную вносится планшет с отмеченными на нем точками, далее по этим точкам из соотношений перевода физических координат в растровые восстанавливается другие точки изображения, что позволяет выровнять изображение, то есть происходит его калибровка (геопривязка) и вставка в ГИС.

3. Оцифровка

Существует два вида съемочной аппаратуры: съемка на фотопластинки или пленки, которые затем сканируют; другой вариант – сохранение изображения на ПЗС матрицы, далее изображение по каналу связи передается на землю.

Однако любой снимок нуждается в геопривязке, информация о точке привязки берется из параметров ориентирования спутника (угол навигации, угол подъема, [tag=discontinued]…, фокусное расстояние). Лучше использовать наземную привязку с помощью GPS, то есть необходимо замерить координаты нескольких (пяти-шести) точек привязки.

Существуют искажения из-за рельефа, то есть 10 пикселей на изображении могут представлять 10 или 110 м.

Чтобы это учесть, необходимо использовать цифровую модель рельефа.

studfiles.net

ГИС расшифровывается как Географическая Информационная Система Это целый

ГИС расшифровывается как Географическая Информационная Система. Это целый класс программного обеспечения такого же уровня как системы управления базами данных или языки программирования. То есть — это специальный класс программных продуктов. Вот список некоторых из них: ESRI Arc. Info, Arc. View, Arc. GIS Integraph — Microstation Geo. DRAW — Geograph Map. Info ГИС ПАРК ГІС “Око”

• ГИС не является электронной копией бумажных карт, поскольку имеет несопоставимо большие возможности размещения, отображения и обработки информации о территории и ее объектах. • ГИС отличается от графических систем типа Corel Draw или Photoshop организацией пространственных данных на точной географической основе с учетом топологии, проекций и систем координат, а также наличием системы управления базами данных (СУБД). • ГИС отличается от стандартных СУБД возможностью систематизации и сопоставления данных, а также организации запросов на пространственной основе.

ГИС работает с пространственно распределенной информацией, то есть информацией, которая имеет географическую привязку. Например: контур города, линия реки, точка наблюдения, модель рельефа, космический снимок, загрязнение почвы. Практически любую информацию, характеризующуюся определенным пространственным положением, можно поместить в ГИС.

ГИС работает с тремя основными типами пространственных данных: • Точечными • Линейными • Площадными

Точечные объекты. Точками отражаются те элементы карты, которые не видны на данном масштабе. Например, точки наблюдения или населенные пункты на картах мелких масштабов. Каждой точке в зависимости от ее типа или значения атрибута может быть присвоен свой символ.

Линейные объекты. Линиями отображаются объекты, которые в масштабе карты не имеют площади, но имеют протяженность. Например, речной приток шириной 10 -15 м. будет иметь на карте масштаба 1: 200 000 ничтожно малую ширину, которую практически невозможно отобразить. Условное отображение такого объекта выполняется линией.

Площадные объекты или полигоны отображают элементы местности, площадь которых в данном масштабе значима. Например: крупные реки, леса, сельхозугодья и т. д. Цвет, характер штриховки, обозначение линий контура при отображении определяются типом полигона (тип растительности) или величиной атрибута (количество населения).

Топология это процедура определения пространственных связей объектов. Помещенная в ГИС графика должна быть топологична. Это делается для того, чтобы ее можно было анализировать. То есть ответить на вопросы: Что находится рядом? Что попадет в полигоны данных типов? Какие отрезки линий включить в маршрут и т. д. Кроме того, к каждому графическому элементу должны быть привязана информация в формате обычной базы данных. Тогда, указав на объект карты, можно узнать его характеристики. Понятие топологии для линейных объектов и полигонов отличается.

Можно сказать, что набор линий имеет топологию, когда определены: • Взаимоотношения линий • Направления линий • Длина линий В местах пересечения линейных объектов образуются узлы. Для топологии они должны не просто стоять близко, их координаты должны точно совпадать.

Для площадных объектов топология определяется корректностью геометрии объекта и их взаимного расположения (соседства). Корректность геометрии Корректные в топологическом отношении полигоны должны быть идеально замкнуты и не иметь самопересечений (восьмерок). Нет топологии Есть топология

Соседство Топологическая корректность взаимного расположения означает, что граница между двумя полигонами должна быть всегда одна. Другими словами, полигоны не могут перекрывать друга. В варианте А нет топологии, в варианте В топология есть. На рисунке А: границы фактически две, хотя в плане это может быть незаметно. В варианте В граница всегда одна. Таким образом, для описания этих двух полигонов без топологии нужно 8 точек, а с топологией всего 6.

Видимая на карте графическая информация – лишь вершина айсберга, называемого ГИС. Каждому пространственному объекту соответствует строка в атрибутивной таблице, в которой содержаться его основные характеристики.

К атрибутивной таблице по полям связи может быть присоединена реляционная структура любой сложности Например, к таблице графических объектов «Скважины» можно присоединить базы данных наблюдений за гидрохимическим и гидрологическим режимом подземных вод, установленного бурового оборудования, сведений о ремонтах и т. д.

По заранее оговоренным связям для характеристики пространственного объекта могут быть привлечены также средства мультимедиа: фотографии, 3 D анимация, документы MS Office и др.

Попробуйте средствами любых других систем решить задачу выбора участков, расположенных не далее 700 м. от реки, не ближе 1000 м. от автомагистралей, с небольшим уклоном южной ориентации, определенным типом почв и количеством влаги, чтобы разбить виноградник.

А ГИС именно для этого созданы.

Причем результаты запросов автоматически прослеживаются и отображаются на карте, в таблицах и в объектах деловой графики

Возможность оперативного создания, макетирования и печати собственных карт, ориентированных на отражение специфики конкретной ситуации – одно из важнейших качеств, обеспечивших популярность ГИС при информационном обеспечении как исследовательских работ, так и в системах принятия решений административных органов различного уровня.

Но все же, главное преимущество ГИС – это возможность пространственного анализа. Подробнее об этом – в следующей презентации

present5.com

ГИС — это… Географические информационные системы

ГИС – это современные геоинформационные мобильные системы, которые обладают возможностью отображать свое местоположение на карте. В основе этого важного свойства лежит использование двух технологий: геоинформационной и глобального позиционирования. Если мобильное устройство имеет встроенный GPS-приемник, то с помощью такого прибора можно определить его местоположение и, следовательно, точные координаты самой ГИС. К сожалению, геоинформационные технологии и системы в русскоязычной научной литературе представлены небольшим количеством публикаций, вследствие этого практически полностью отсутствует информация об алгоритмах, лежащих в основе их функциональных возможностей.

Классификация ГИС

Подразделение геоинформационных систем происходит по территориальному принципу:

1. Глобальная ГИС используется для предотвращения техногенных и природных катаклизмов с 1997 года. Благодаря этим данным можно за относительно короткое время спрогнозировать масштабы катастрофы, составить план ликвидации последствий, оценить нанесенный ущерб и людские потери, а также организовать гуманитарные акции.
2. Региональная геоинформационная система разработана на муниципальном уровне. Она позволяет местным властям прогнозировать развитие определенного региона. Данная система отражает практически все важные сферы, например инвестиционные, имущественные, навигационно-информационные, правовые и др. Также стоит отметить, что благодаря использованию данных технологий появилась возможность выступать гарантом безопасности жизнедеятельности всего населения. Региональная геоинформационная система в настоящее время используется достаточно эффективно, способствуя привлечению инвестиций и стремительному росту экономики района.

Каждая из вышеописанных групп имеет определенные подвиды:

• В глобальную ГИС входят национальные и субконтинентальные системы, как правило, с государственным статусом.
• В региональную – локальные, субрегиональные, местные.

Сведения о данных информационных системах можно найти в специальных разделах сети, которые называются геопорталами. Они размещаются в открытом доступе для ознакомления без каких-либо ограничений.

Принцип работы

Географические информационные системы работают по принципу составления и разработки алгоритма. Именно он позволяет отображать движение объекта на карте ГИС, включая перемещение мобильного устройства в пределах локальной системы. Чтобы изобразить данную точку на чертеже местности, необходимо знать, по крайней мере, две координаты — X и Y. При отображении движения объекта на карте потребуется определить последовательность координат (Xk и Yk). Их показатели должны соответствовать разным моментам времени локальной системы ГИС. Это является основой для определения местонахождения объекта.

Данную последовательность координат можно извлечь из стандартного NMEA-файла GPS-приемника, выполнившего реальное движение на местности. Таким образом, в основе рассматриваемого здесь алгоритма лежит использование данных NMEA-файла с координатами траектории объекта по определенной территории. Необходимые данные можно получить также в результате моделирования процесса движения на основе компьютерных экспериментов.

Алгоритмы ГИС

Геоинформационные системы построены на исходных данных, которые берутся для разработки алгоритма. Как правило, это набор координат (Xk и Yk), соответствующий некоторой траектории объекта в виде NMEA-файла и цифровой карты ГИС на выбранном участке местности. Задача заключается в разработке алгоритма, отображающего движение точечного объекта. В ходе данной работы были проанализированы три алгоритма, лежащих в основе решения поставленной задачи.

• Первый алгоритм ГИС – это анализ данных NMEA-файла с целью извлечения из него последовательности координат (Xk и Yk),
• Второй алгоритм используется для вычисления путевого угла объекта, при этом отсчет параметра выполняется от направления на восток.
• Третий алгоритм – для определения курса объекта относительно стран света.

Обобщенный алгоритм: общее понятие

Обобщенный алгоритм отображения движения точечного объекта на карте ГИС включает три указанных ранее алгоритма:

• анализ данных NMEA;
• вычисление путевого угла объекта;
• определение курса объекта относительно стран всего земного шара.

Географические информационные системы с обобщенным алгоритмом оснащены основным управляющим элементом – таймером (Timer). Стандартная задача его заключается в том, что он позволяет программе генерировать события через определенные промежутки времени. С помощью такого объекта можно устанавливать требуемый период для выполнения набора процедур или функций. Например, для многократно выполняемого отсчета интервала времени в одну секунду надо установить следующие свойства таймера:

• Timer.Interval = 1000;
• Timer.Enabled = True.

В результате каждую секунду будет запускаться процедура считывания координат X, Y объекта из NMEA-файла, вследствие чего данная точка с полученными координатами отображается на карте ГИС.

Принцип работы таймера

Использование геоинформационных систем происходит следующим образом:

1. На цифровой карте отмечаются три точки (условное обозначение — 1, 2, 3), которые соответствуют траектории движения объекта в различные моменты времени tk2, tk1, tk. Они обязательно соединены сплошной линией.
2. Включение и выключение таймера, управляющего отображением передвижения объекта на карте, осуществляется с помощью кнопок, нажимаемых пользователем. Их значение и определенную комбинацию можно изучить по схеме.

NMEA-файл

Опишем кратко состав NMEA-файла ГИС. Это документ, записанный в формате ASCII. По сути, он представляет собой протокол для обмена информацией между GPS-приемником и другими устройствами, например ПК или КПК. Каждое сообщение NMEA начинается со знака $, за которым следует двухсимвольное обозначение устройства (для GPS-приемника — GP) и заканчивается последовательностью \r\n — символом перевода каретки и перехода на новую строку. Точность данных в уведомлении зависит от вида сообщения. Вся информация содержится в одной строке, причем поля разделяются запятыми.

Для того чтобы разобраться, как работают геоинформационные системы, вполне достаточно изучить широко используемое сообщение типа $GPRMC, которое содержит минимальный, но основной набор данных: местоположение объекта, его скорость и время.
Рассмотрим на определенном примере, какая информация в нем закодирована:

• дата определения координат объекта — 7 января 2015 г.;
• всемирное время UTC определения координат — 10h 54m 52s;
• координаты объекта — 55°22.4271′ с.ш. и 36°44.1610′ в.д.

Подчеркнем, что координаты объекта представлены в градусах и минутах, причем последний показатель дается с точностью до четырех знаков после запятой (или точки как разделителя целой и дробной частей вещественного числа в формате USA). В дальнейшем понадобится то, что в NMEA-файле широта местоположения объекта находится в позиции после третьей запятой, а долгота — после пятой. В конце сообщения передается контрольная сумма после символа ‘*’ в виде двух шестнадцатеричных цифр — 6C.

Геоинформационные системы: примеры составления алгоритма

Рассмотрим алгоритм анализа NMEA-файла с целью извлечения набора координат (X и Yk), соответствующих траектории движения объекта. Он составляется из нескольких последовательных шагов.

Определение координаты Y объекта

Алгоритм анализа данных NMEA

Шаг 1. Прочитать строку GPRMC из NMEA-файла.

Шаг 2. Найти позицию третьей запятой в строке (q).

Шаг 3. Найти позицию четвертой запятой в строке (r).

Шаг 4. Найти, начиная с позиции q, символ десятичной точки (t).

Шаг 5. Извлечь один символ из строки, находящийся в позиции (r+1).

Шаг 6. Если этот символ равен W, то переменная NorthernHemisphere получает значение 1, иначе -1.

Шаг 7. Извлечь (г—+2) символов строки, начиная с позиции (t-2).

Шаг 8. Извлечь (t-q-3) символов строки, начиная с позиции (q+1).

Шаг 9. Преобразовать строки в вещественные числа и вычислить координату Y объекта в радианной мере.

Определение координаты X объекта

Шаг 10. Найти позицию пятой запятой в строке (n).

Шаг 11. Найти позицию шестой запятой в строке (m).

Шаг 12. Найти, начиная с позиции n, символ десятичной точки (p).

Шаг 13. Извлечь один символ из строки, находящийся в позиции (m+1).

Шаг 14. Если этот символ равен ‘E’, то переменная EasternHemisphere получает значение 1, иначе -1.

Шаг 15. Извлечь (m-p+2) символов строки, начиная с позиции (p-2).

Шаг 16. Извлечь (p-n+2) символов строки, начиная с позиции (n+1).

Шаг 17. Преобразовать строки в вещественные числа и вычислить координату X объекта в радианной мере.

Шаг 18. Если NMEA-файл не прочитан до конца, то перейти к шагу 1, иначе перейти к шагу 19.

Шаг 19. Закончить алгоритм.

На шаге 6 и 16 данного алгоритма используются переменные NorthernHemisphere и EasternHemisphere для численного кодирования местоположения объекта на Земле. В северном (южном) полушарии переменная NorthernHemisphere принимает значение 1 (-1) соответственно, аналогично в восточном (западном) полушарии EasternHemisphere – 1 (-1).

Применение ГИС

Применение геоинформационных систем широко распространено во многих областях:

• геологии и картографии;
• торговли и услугах;
• кадастре;
• экономике и управлении;
• обороны;
• инженерии;
• образовании и др.

fb.ru

Введение в ГИС — GIS-Lab

ГИС для преподавателей	Часть 1: Введение в ГИС
	Цель: Понимание, что такое ГИС и для чего они используются. Ключевые слова: ГИС, Компьютер, Карты, Данные, Информационные системы, Пространство, Анализ

Обзор:

Подобно тому, как мы пользуемся текстовым редактором для работы с наборами слов и подготовки документов, мы можем использовать ГИС-приложение для работы с наборами пространственной информации на компьютере. ГИС расшифровывается как «Географическая Информационная Система». Любая ГИС состоит из следующих взаимосвязанных компонентов:

• Цифровые данные – географическая информация, которую Вы просматриваете и анализируете, используя аппаратное и программное обеспечение.
• Аппаратное обеспечение – компьютеры, используемые для хранения, отображения и обработки данных.
• Программное обеспечение – компьютерные программы, исполняемые на аппаратном обеспечении и позволяющие работать с цифровыми данными. Программное обеспечение, являющееся частью геоинформационной системы, называется ГИС-приложением.

С ГИС-приложением Вы можете открывать цифровые карты на своем компьютере, создавать новую пространственную информацию и добавлять ее на карту, подготавливать карты для печати, отвечающие Вашим потребностям, и выполнять пространственный анализ.

Ниже приведен простой пример использования ГИС. Представьте, что предприятие здравоохранения отметило место проживания и дату визита для каждого проходящего лечение пациента:

Долгота	Широта	Болезнь	Дата
26.870436	-31.909519	Грипп	13/12/2008
26.868682	-31.909259	Грипп	24/12/2008
26.867707	-31.910494	Грипп	22/01/2009
26.854908	-31.920759	Корь	11/01/2009
26.855817	-31.921929	Корь	26/01/2009
26.852764	-31.921929	Корь	10/02/2009
26.854778	-31.925112	Корь	22/02/2009
26.869072	-31.911988	Грипп	02/02/2009
26.863354	-31.916406	Ветряная оспа	26/02/2009

Из таблицы видно, что случаи кори приходятся на январь и февраль. Местоположение дома каждого пациента отмечено в таблице в виде широты и долготы. Используя эти данные в ГИС-приложении, мы можем быстро узнать больше деталей о закономерностях распространения болезни:

Рисунок 1: Пример, показывающий записи о пациентах в ГИС-приложении. Легко увидеть, что пациенты, больные корью, живут близко друг от друга.

Подробнее о ГИС:

ГИС – это относительно новая область знаний, берущая свое начало в 1970-х годах. Раньше компьютеризированные системы были доступны только для крупных компаний и университетов, располагающих дорогостоящим оборудованием. Сегодня любой обладатель персонального компьютера или ноутбука может пользоваться ГИС-приложениями. Со временем ГИС-приложения также стали более простыми в использовании – раньше требовалось длительное обучение, а теперь любой человек может приступить к использованию ГИС для повседневных нужд. Как описано выше, ГИС – это больше, чем просто программное обеспечение, они охватывают все аспекты управления и использования цифровых геоданных. В предложенном руководстве мы будем говорить главным образом о ГИС-приложениях.

Что такое ГИС-приложение (программное обеспечение)?

Вы можете видеть пример того, как выглядит ГИС-приложение, выше на Рисунке 1. ГИС-приложения – это компьютерные программы с графическим пользовательским интерфейсом, управляемым мышью и клавиатурой. Приложение содержит главное меню в верхней части окна («Файл», «Редактирование» и др.), которое при нажатии мышью показывает соответствующие командные панели. Команды предоставляют возможность сообщить ГИС-приложению, что именно Вы хотите сделать. Например, Вы можете использовать меню для отправки команды на добавление нового слоя в список отображения.

Рисунок 2: Меню приложения, открываемое мышью, показывает набор опций, каждая из которых является выполняемой командой.

Панели инструментов (ряды небольших иконок с командами, которые могут быть запущены кликом мыши) обычно располагаются прямо под главным меню и предоставляют быстрый доступ к наиболее часто используемым функциям.

Рисунок 3: Панели инструментов обеспечивают быстрый доступ к часто используемым функциям. Наведение указателя на иконку обычно
вызывает всплывающую подсказку с описанием соответствующей функции.

Часто используемая функция ГИС-приложения – отображение картографических слоев. Картографические слои хранятся в виде файлов на диске или внутри базы данных. Обычно каждый картографический слой соответствует конкретным объектам реального мира, например слой дорог показывает дорожную сеть.

Когда Вы открываете слой в ГИС-приложении, он появляется в области карты.

Область карты показывает графическое представление Вашего слоя. Когда Вы добавляете более одного слоя на карту, слои накладываются друг на друга. Рисунки 4-7 показывают карту, имеющую несколько добавленных слоев. Важная функция карты – навигация, включающая увеличение, уменьшение и передвигание карты.

Рисунок 4: Слой городов, добавленный на карту.	Рисунок 5: Слой школ, добавленный на карту.
Рисунок 6: Слой железных дорог, добавленный на карту.	Рисунок 7: Слой рек, добавленный на карту.

В отличие от бумажных карт, карты, открытые в ГИС-приложениях, могут быть изменены после их создания. Вы можете менять форму и цвет условных обозначений картографических слоев. Например, если мы возьмем карту из Рисунка 7 и изменим ее условные обозначения, это полностью поменяет ее внешний вид, как показано на Рисунке 8. Условные обозначения играют важную роль в том, как мы читаем карты, и они быстро и просто меняются в ГИС-приложении.

Рисунок 8: В ГИС-приложении легко можно изменять символику – способ отображения данных на карте.

Другая распространенная функция ГИС-приложений – это легенда карты. Легенда карты содержит список картографических слоев, загруженных в ГИС-приложение. В отличие от легенды бумажной карты, легенда в ГИС-приложении предоставляет возможность менять порядок слоев, скрывать их и создавать группы слоев. Перетаскивания слои мышью, можно изменить порядок их прорисовки на электронной карте. На Рисунках 9 и 10 легенда карты показана в левой части окна ГИС-приложения. После изменения порядка слоев реки отображаются поверх дорог, а не наоборот.

Рисунок 9: Перед изменением порядка слоев реки перекрываются дорогами.		Рисунок 10: После изменения порядка слоев реки отображаются поверх дорог.

Установка ГИС-приложения на Ваш компьютер:

Существует множество ГИС-приложений. Некоторые включают продвинутые узко специализированные инструменты и стоят десятки тысяч долларов за каждую лицензию. В то же время, существует ряд бесплатных ГИС-приложений. Выбор приложения зависит от того, какими финансами Вы располагаете, и от Ваших личных предпочтений. В контексте данного руководства используется приложение Quantum GIS, также известное как QGIS. Программа Quantum GIS абсолютно бесплатна, Вы можете копировать ее и предоставлять стольким людям, скольким пожелаете. Если Вы получили это руководство в печатной форме, к нему должна прилагаться копия QGIS. В ином случае, Вы можете посетить Интернет-страницу http://qgis.org и загрузить бесплатную копию.

Геоданные:

Теперь мы знаем, что такое ГИС и ГИС-приложения, поговорим о геоданных. Данные – это определенная информация. Информация, которую мы используем в ГИС, обычно имеет географическую (пространственную) привязку. Вспомните вышеупомянутый пример данных предприятия здравоохранения. Для хранения записей о пациентах создана таблица следующего вида:

Долгота	Широта	Болезнь	Дата
26.870436	-31.909519	Грипп	13/12/2008

Колонки долготы и широты содержат географические (пространственные) данные. Название болезни и дата являются непространственными данными. Распространенная функция ГИС – установление связи между первыми и вторыми. В сущности, ГИС-приложение может хранить множество сведений о каждом местоположении, в отличие от бумажной карты, возможности которой ограничены. Например, в рассматриваемую таблицу можно без труда вносить также пол и возраст пациентов. Добавив слой местоположений пациентов в ГИС-приложение, Вы можете задать его отображение так, что оно будет основано на возрасте или типе болезни, или на другом свойстве пациента по Вашему желанию, в то время как бумажная карта будет показывать только одно свойство. Таким образом, с ГИС-приложением мы можем изменить внешний вид своей карты, основываясь на непространственной информации, сопутствующей конкретным местоположениям.

ГИС-системы работают с многочисленными типами данных. Векторные данные хранятся в памяти компьютера в виде последовательностей координатных пар (X,Y). Векторные данные используются для представления точек, линий и областей (полигонов). На рисунке 11 показаны различные типы векторных данных, открытые в ГИС-приложении. Векторные данные будут более подробно рассмотрены в последующем содержании данного руководства.

Рисунок 11: Векторные данные используются для представления точек (города), линий (реки) и полигонов (границы районов).

Растровые данные хранятся в виде сетки значений. Многочисленные спутники пролетают по околоземным орбитам, и создаваемые ими фотографии являются растровыми изображениями, которые можно просматривать в ГИС-приложении. Одно из основных видимых отличий растровых данных от векторных состоит в том, что когда Вы приближаете растровое изображение слишком близко, оно состоит из квадратов (см. Рисунки 12 и 13). Каждый из этих квадратов – отдельная клетка в сетке данных, составляющей растровое изображение. Растровые данные будут более подробно рассмотрены в последующем содержании данного руководства.

Рисунок 12: Спутниковый снимок – типичный пример растровых данных. На этом снимке изображены горы.		Рисунок 13: Те же самые данные, но на этот раз в большем приближении. Видна сеточная структура изображения.

Что мы узнали?

Закрепим изученный материал:

• ГИС – это система из аппаратного и программного обеспечения и геоданных.
• ГИС-приложение позволяет Вам просматривать геоданные и является важной частью ГИС.
• ГИС-приложение обычно включает главное меню, панели инструментов, область карты и легенду.
• Географические данные, используемые в ГИС-приложении, бывают растровые и векторные.
• Географические данные могут быть объединены с непространственными данными.

Попробуйте сами!

Ниже приведено несколько примеров практических заданий для Ваших учеников:

• Опишите понятие ГИС своим ученикам, как сделано в данном руководстве. Попросите их назвать 3 причины, по которым использование ГИС более удобно по сравнению с бумажными картами. Ниже приведены примеры ответов:
  • ГИС-приложение позволяет создавать множество различных карт на основе одних и тех же данных;
  • ГИС – это отличный инструмент визуализации, который позволяет посмотреть на Вашу карту в разных масштабах;
  • Бумажные карты требуют длительной работы по созданию, и даже их просмотр занимает много времени. ГИС может хранить очень большие объемы данных и делает процесс поиска нужных местоположений простым и быстрым.

• Подумайте, как используются растровые данных из спутников. Например:
  • Во время природных катастроф растровые данные могут отображать пострадавшие территории. Например, свежий спутниковый снимок, сделанный во время наводнения, помогает найти людей, чьи дома ушли под воду.
  • Иногда люди причиняют вред окружающей среде, например складируют опасные химикаты, убивающие растения и животных. Используя данные со спутников, мы можем отслеживать подобные проблемы.
  • Службы городского планирования используют растровые данные со спутников, чтобы обнаружить новые постройки, и помочь в планировании инфраструктуры.

Если у Вас нет компьютера:

Многие темы, затрагиваемые в данном руководстве, можно наглядно показать с помощью проекционного аппарата и прозрачной пленки, т.к. они изображают похожее наложение слоев с информацией. Тем не менее, правильное понимание ГИС всегда достигается лучше с использованием компьютера.

Дополнительные материалы:

Книга: Desktop GIS: Mapping the Planet with Open Source Tools. Gary Sherman. ISBN: 9781934356067

Веб-сайт: http://www.gisdevelopment.net/tutorials/tuman006.htm

Руководство Пользователя QGIS также содержит более полную информацию о работе с QGIS.

Что дальше?

В следующих разделах мы более подробно покажем, как пользоваться ГИС-приложением. Все руководство основано на приложении QGIS. Давайте рассмотрим векторные данные.

wiki.gis-lab.info