Введение в ГИС Ермолаева О С Цели

Введение в ГИС Ермолаева О. С.

Цели и задачи дисциплины: Геоинформатика (ГИ) - использует современную методологию баз геопространственных данных и средств манипулирования этими данными, является междисциплинарным учебным предметом, предоставляющим средства и инструменты интеграции разнородных данных, а также их использования для решения сложных, комплексных задач. Геоинформационные системы (ГИС) - Географическая информационная система или геоинформационная система (ГИС) - это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, анализ и отображение пространственных данных и связанных с ними непространственных, а также получение на их основе информации и знаний о географическом пространстве. Целью дисциплины “Введение в геоинформационные системы” является ознакомление с теоретическими основами, принципами функционирования и применения геоинформационных систем, овладение студентов основными понятиями картографии, геоинформатики, получение навыков работы (ввода, накопления, редактирования, отображения и анализа геопространственной информации) в программном обеспечении Arc. View 3. 2, а также осознание потенциала применения ГИС для решении практических задач в рамках производственно-технологической, проектно-изыскательской и научноисследовательской профессиональной деятельности.

Основные задачи дисциплины: v Сформировать базовые знания о теоретических основах геоинформационных систем, и связи дисциплины с другими науками; v Дать представления о новейших информационных технологиях, связанных с ГИС; v Ознакомить с теоретическими основами, структурой, основными принципами построения и функционирования географических информационных систем (ГИС); v Сформировать практические навыки и умения ввода геопространственных данных в программные средства геоинформационных систем в виде отдельных цифровых тематических слоев, их пространственный анализ, а также их картографического отображения; v Сформировать представление о геоинформационных системах, как о информационной технологии, позволяющей различные решать практические задачи на современном уровне.

Для чего нужен ГИС Считается, что географические или пространственные данные составляют более половины объема всей циркулирующей информации, используемой организациями, занимающимися разными видами деятельности, в которых необходим учет пространственного размещения объектов. ГИС ориентирована на обеспечение возможности принятия оптимальных управленческих решений на основе анализа пространственных данных. Ключевыми словами в определении ГИС являются - анализ пространственных данных или пространственный анализ. ГИС может ответить на следующие вопросы: Что находится в заданной области? Где находится область, удовлетворяющая заданному набору условий?

Еще раз определение ГИС Геоинформационная система(ГИС) – это сложный комплекс, включающий в себя цифровые карты, базы атрибутивных данных, процедуры анализа данных, а также компьютерную технику и специалистов

Принципы ГИС Комплексность (системность) - ГИС, как следует из определения, это не только данные и не только программное обеспечение, хотя и то и другое является важной частью ГИС - комплекс программного, аппаратного, информационного обеспечения управляемый специальным персоналом. Пространственность - ГИС - инструмент, работающий с любыми данными распределенными в пространстве и имеющими свою систему координат, начиная от колоний микроорганизмов и заканчивая целиком планетой Земля. ГИС также позволяет осуществлять операции с данными, не имеющими пространственной привязки, но основная функциональность ГИС ориентирована именно на работу с пространственными данными. Связанность - наличие тесной взаимосвязи между пространственной и атрибутивной информацией. В рамках ГИС впервые эти два типа информации были тесно объединены, во многом это определило появление ГИС в виде отдельной области программного обеспечения. Часто ГИС называют системой управления базами данных (СУБД) с возможностью создания карт или системой цифровой картографии с расширенной поддержкой баз данных.

Функции ГИС Визуализация - ГИС мощное средство представления данных. Это качество ГИС обычно используется первым, с помощью ГИС создаются наглядные иллюстративные карты и схемы. Современные ГИС уделяют много внимания легкости и производительности именно этой своей функции из-за чего часто рассматриваются лишь как средство создания карт. Эта функция ГИС унаследована от картографии, которую вполне можно считать прародительницей ГИС и которая до сих пор является основной функцией ГИС. Организация - одной из основных функций ГИС является организация и управление информацией. Современные ГИС - удобный инструмент помогающий управлять информацией используя пространственный принцип. Обработка и анализ - функции ГИС, превращающие ее из инструмента по работе с готовыми данными (визуализатора) в инструмент по созданию новых данных на их основе, моделирования и прогнозирования. 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

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.

ДАННЫЕ В ГИС Как уже было сказано, одним из столпов ГИС являются данные. В общем случае данные делятся на две группы: • Позиционные (географические) данные. Их особенность заключается в том, что они в себе несут информацию о положении объекта в пространстве. Примером может послужить точка отбора проб, для которой указаны координаты • Непозиционные (атрибутивные) данные. Их особенность заключается в том, что они несут информацию о свойствах объекта, при этом не описывая, где этот объект находится. Для упомянутой выше точки отбора проб примером атрибутивных данных может служить информация о количестве видов организмов, отловленных на точке. Данные в ГИС описывают реальные объекты, такие как дороги, здания, водоемы, лесные массивы. Реальные объекты можно разделить на две абстрактные категории: дискретные (дома, территориальные зоны) и непрерывные (рельеф, уровень осадков, среднегодовая температура). Для представления этих двух категорий объектов используются векторные и растровые данные.

Растровые данные хранятся в виде наборов величин, упорядоченных в форме прямоугольной сетки. Ячейки этой сетки называются пикселями. Наиболее распространенным способом получения растровых данных о поверхности Земли является дистанционное зондирование, проводимое при помощи спутников. Хранение растровых данных может осуществляться в графических форматах, например TIF или JPEG, или в бинарном виде в базах данных.

Векторные данные Наиболее распространёнными типами векторных объектов являются: • Точки Используются для обозначения географических объектов, для которых важно местоположение, а не их форма или размеры. Возможность обозначения объекта точкой зависит от масштаба карты. В то время как на карте мира города целесообразно обозначать точечными объектами, то на карте города сам город представляется в виде множества объектов. В ГИС точечный объект изображается в виде некоторой геометрической фигуры небольших размеров (квадратик, кружок, крестик), либо пиктограммой, передающей тип реального объекта. • Полилинии Служат для изображения линейных объектов. Полилиния — ломаная линия, составленная из отрезков прямых. Полилиниями изображаются дороги, железнодорожные пути, реки, улицы, водопровод. Допустимость изображения объектов полилиниями также зависит от масштаба карты. Например, крупная река в масштабах континента вполне может изображаться линейным объектом, тогда как уже в масштабах города требуется её изображение площадным объектом. Характеристикой линейного объекта является длина. • Многоугольники (полигоны) Служат для обозначения площадных объектов с четкими границами. Примерами могут служить озера, парки, здания, страны, континенты. Характеризуются площадью и периметром.

Рекомендуемая литература и интернет-ресурсы Капралов Е. Г. , Кошкарев А. В. , Тикунов В. С. и др. Геоинформатика: Учеб. Для студ. вузов / Под ред. Тикунова В. С. – М: Издательский центр «Академия» , 2005 – 480 с. Самардак А. С. Геоинформационные системы. – Владивосток, 2005 http: //gis-lab. info/start. html http: //www. gisa. ru/