Классификация ГИС и сферы применения

Понятие и признаки ГИС

Геоинформационная система (ГИС) — система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных[1] (географических) данных и связанной с ними информацией о необходимых объектах.

Термин также используется в более узком смысле — ГИС как инструмент (программный продукт), позволяющий пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например высоту здания, адрес, количество жильцов.

ГИС включают в себя возможности cистем управления базами данных (СУБД), редакторов растровой и векторной графики и аналитических средств и применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, транспорте, экономике, обороне и многих других областях.

К обязательным признакам ГИС относятся:

§ географическая пространственная привязка данных;

§ генерирование новой информации на основе синтеза имеющихся данных;

§ отражение пространственно-временных связей объектов;

§ обеспечение принятия решений;

§ возможность оперативного обновления баз данных за счет вновь поступающей информации.

Периоды развития ГИС

Начальный период (поздние 1950е — ранние 1970е гг.)

Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы.

Запуск первого искусственного спутника Земли

Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах.

Появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х.

Создание программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров.

Создание формальных методов пространственного анализа.

Создание программных средств управления базами данных.

[править]Период государственных инициатив (нач. 1970е — нач. 1980е гг.)

Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:

Автоматизированные системы навигации.

Системы вывоза городских отходов и мусора.

Движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т. д.

[править]Период коммерческого развития (ранние 1980е — настоящее время)

Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных.

[править]Пользовательский период (поздние 1980е — настоящее время)

Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и «открытость» программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских «клубов», телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры. Морфометрический анализ рельефа на основе ГИС-технологий новое направление в этой области.

Источники данных для ГИС и виды ГИС

Общегеографические карты, карты природы, народонаселения, экономики ,науки, подготовки кадров и т.п.

Вид ГИС

Глобальные

5*108 км2

1:1 000 000–1:1 00 000 000

Национальные

104–107 км2

1:1 000 000–1:10 000 000

Региональные

103–105 км2

1:100 000–1:2 500 000

Муниципальные

103 км2

1:1 000 000–1:1 000 000 000

Локальные (заповедники,

национальные парки и др.)

102–103 км2

1:1000–1:50 000

Классификация ГИС и сферы применения

ГИС системы разрабатывают и применяют для решения научных и прикладных задач инфраструктурного проектирования, городского и регионального планирования, рационального использования природных ресурсов, мониторинга экологических ситуаций, а также для принятия оперативных мер в условиях чрезвычайных ситуаций и др. Множество задач, возникающих в жизни, привело к созданию различных ГИС, которые могут классифицироваться по следующим признакам:

• По функциональным возможностям:

-полнофункциональные ГИС общего назначения;

-специализированные ГИС, ориентированные на решение конкретной задачи в какой либо предметной области;

-информационно-справочные системы для домашнего и информационно-справочного пользования. Функциональные возможности ГИС определяются также архитектурным принципом их построения:

-закрытые системы не имеют возможностей расширения, они способны выполнять только тот набор функций, который однозначно определен на момент покупки;

-открытые системы отличаются легкостью приспособления, возможностями расширения, так как могут быть достроены самим пользователем при помощи специального аппарата (встроенных языков программирования).

• По пространственному (территориальному) охвату ГИС подразделяются на глобальные (планетарные), общенациональные, региональные, локальные (в том числе муниципальные).

• По проблемно-тематической ориентации – общегеографические, экологические и природопользовательские, отраслевые (водных ресурсов, лесопользования, геологические, туризма и т. д.).

• По способу организации географических данных – векторные, растровые, векторно-растровые ГИС.

Функции и задачи ГИС

Традиционный набор функций ГИС при работе с картой включает:

показ карты в различных масштабах

выбор набора слоев информации для показа

зависимость внешнего вида объектов от их семантических характеристик

оперативное получение информации об объекте при выборе его курсором мыши

возможность распечатки любых фрагментов карты

Задачи:

Геодезия и картография:

создание топологических планов на основе данных полевой съемки;

первоначальный ввод данных геодезических измерений;

обработка и создание цифровых моделей местности;

создание карт различной направленности путем дигитайзинга и векторизации;

редактирование, компоновка и издание карт.

Земельные информационные системы (ЗИС):

землеустройство, создание генпланов и трехмерных моделей местности;

инженерная геология;

организация рельефа;

благоустройство и озеленение;

земельный кадастр;

градостроительный кадастр.

Инженерные коммуникации и сети:

проектирование инженерных сооружений (строительство дорог, подготовка стройплощадок, расчеты по гидрологии и гидравлике и т.д.);

проектирование профилей наружных коммуникаций (сети водо-, теплоснабжения, газопровода и канализации).

Тематические (профильные) ГИС:

связь и телекоммуникации (системы сотовой, транковой, спутниковой связи, телевидение и т.д.);

транспорт (мониторинг и управление транспортными потоками, отслеживание перемещений транспорта, поиск оптимальных маршрутов, анализ зон доступности и т.д.);

системы навигации водного и воздушного транспорта;

здравоохранение (отслеживание уровня заболеваемости населения, половозрастной структуры населения, показателей здоровья и т.д.);

задачи силовых структур (планирование военных операций, мониторинг ситуации в зоне военных действий и т.д.);

задачи погранслужб (обслуживание границ РФ, мониторинг нарушений границ РФ и т.д.);

нефтегазовая промышленность (задачи обслуживания, мониторинга нефтегазопроводов, прогнозирование аварийных ситуаций и т.д.);

задачи ведения бизнеса (маркетинговые задачи, мониторинг и прогнозирование продаж по регионам и т.д.);

образование (оптимизация сети школьных учреждений, анализ поступления абитуриентов в вузы региона, мониторинг вузов, потребностей в специалистах и т.д.);

лесное хозяйство (мониторинг лесных угодий, вопросы аренды и использования лесных ресурсов и т.д.);

рыбная промышленность;

сельское хозяйство;

недропользование (мониторинг месторождений полезных ископаемых, вопросы аренды, собственности и использования полезных ископаемых и т.д.);

экология;