Географическая Информационная Система Реферат

Географическая Информационная Система Реферат.rar
Закачек 2075
Средняя скорость 2272 Kb/s

Геоинформационная система (ГИС, также географическая информационная система) — информационная система, предназначенная для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. [1] 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.

По территориальному охвату различают глобальные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС (local GIS).

ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), природоохранные ГИС (environmental GIS) и т. п. ; среди них особое наименование, как особо широко распространённые, получили земельные информационные системы. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.

Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale representation), обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС (spatio-temporal GIS) оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов (GIS project), создание ГИС в широком смысле слова, включает этапы: предпроектных исследований (feasibility study), в том числе изучение требований пользователя (user requirements) и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения «затраты/прибыль» (costs/benefits); системное проектирование ГИС (GIS designing), включая стадию пилот-проекта (pilot-project), разработку ГИС (GIS development); её тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке (test area), прототипирование, или создание опытного образца, или прототипа (prototype); внедрение ГИС (GIS implementation); эксплуатацию и использование. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.

1. История ГИС

1.1. 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.

1.2. 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.

1.3. 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.

1.4. 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. [2]

2. Представление данных

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.

Наиболее распространенными 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 ее 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 длиной периметра.

В ГИС к векторным объектам могут быть привязаны семантические данные. К примеру, на карте территориального зонирования к площадным объектам, представляющим зоны, может быть привязана характеристика типа зоны. Структуру и типы данных определяет пользователь. На основе численных значений, присвоенных векторным объектам на карте, может строиться тематическая карта, на которой эти значения обозначены цветами в соответсвии с цветовой шкалой, либо окружностями разного размера.

Векторные данные также могут описывать непрерывные поля величин. Поля при этом изображаются в виде изолиний или контурных линий. Одним из способов представления рельефа является нерегулярная триангуляционная сетка (TIN, triangulated irregular networks). Такая сетка формируется множеством точек с привязанными значениями (в данном случае высота). Значения в произвольной точке внутри сетки получаются путем интерполяции значений в узлах треугольника, в который попадает эта точка.

Векторные данные обычно имеют гораздо меньший размер, чем растровые. Их легко трансформировать и проводить над ними бинарные операции. Векторные данные позволяют проводить различные типы пространственного анализа, к примеру поиск кратчайшего пути в дорожной сети.

3. Структура ГИС

  1. Данные (пространственные данные):
    • позиционные (географические): местоположение объекта на земной поверхности.
    • непозиционные (атрибутивные): описательные.
  2. Аппаратное обеспечение (ЭВМ, сети, накопители, сканер, дигитайзеры и т. д.).
  3. Программное обеспечение (ПО).
  4. Технологии (методы, порядок действий и т. д.).

4. Вопросы, на которые может ответить ГИС

  1. Что находится в…? (определяется место).
  2. Где это находится? (пространственный анализ).
  3. Что изменилось начиная с…? (определить временные изменения на определенной площади).
  4. Какие пространственные структуры существуют?
  5. Что если? (моделирование, что произойдет, если добавить новую дорогу).

5. ГИС в России

Наибольшее распространение в России из зарубежных систем имеют (в алфавитном порядке): программный продукт ArcGIS компании ESRI, семейство продуктов GeoMedia корпорации Intergraph и MapInfo Professional компании Pitney Bowes MapInfo.

Используются также и другие программные продукты отечественной и зарубежной разработки (в алфавитном порядке): 4geo, IndorGIS, LocatorGIS, MGE корпорации Intergraph (использует MicroStation в качестве графического ядра), STAR-APIC, ГеоГраф ГИС, ГИС Mappl (Маппл Групп), ГИС ИНТЕГРО, ГИС Карта 2011 (ЗАО КБ «Панорама»), ГИС «Нева», ДубльГИС, ГИС Formap (ГИС «Лесные ресурсы») и пр.

Документ Microsoft Office Word.docx

gvSIG — свободная геоинформационная система с открытым исходным кодом. Первая рабочая версия появилась в конце 2006 года и распространялась через интернет.

  • Pentium III 800 МГц
  • 256 Мбайт RAM

Предлагаются исходный код, и готовые сборки для:

  • Microsoft Windows и Windows NT
  • GNU/Linux i586
  • Mac OS X Intel.

Программа поддерживает все необходимые функции ГИС:

  • Pабота со слоями, благодаря которой можно отображать лишь необходимые в данный момент объекты;
  • Функции масштабирования карты;
  • Поддержка сохранения необходимых ракурсов карты;
  • Автоматические расчёты расстояния между объектами и площадей областей;
  • Размещение активных объектов на карту;
  • Создание профессиональных географических карт с необходимыми элементами, которые можно впоследствии печатать.

Особенности gvSIG Desktop

  • Работа с векторными форматами: SHP, DXF, GML, DWG, DGN, KML.
  • Работа с растровыми форматами: BMP, GIF, TIFF, JPEG, JP2, PNG, VRT [ н е о д н о з н а ч н а я с с ы л к а ] , DAT of ENVI, ERDAS [ н е о д н о з н а ч н а я с с ы л к а ] (LAN, GIS, IMG), PCI Geomatics (PIX, AUX), ADF of ESRI, ILWIS (MPR, MPL), MAP of PC Raster, ASC [ н е о д н о з н а ч н а я с с ы л к а ] , PGM, PPM, RST of IDRISI, RMF [ н е о д н о з н а ч н а я с с ы л к а ] , NOS [ н е о д н о з н а ч н а я с с ы л к а ] , KAP, HDR [ н е о д н о з н а ч н а я с с ы л к а ] , RAW.
  • Работа с веб-сервисами: OGC (WMS, WFS, WCS, WFS-T, WPS), ArcIMS, Ecwp.
  • Работа с базами данных: PostGIS, MySQL, ArcSDE, Oracle, JDBC, CSV.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 3 июля 2012; проверки требуют 3 правки.

GRASS Development Team

POSIX (включая GNU/Linux и Apple Mac OS X), Microsoft Windows

6.4.2 (2012-02-19; 400 days ago [1] [2] )

GRASS (англ. Geographic Resources Analysis Support System — система для обработки географической информации. Аббревиатура складывается в английское слово grass — трава.) Геоинформационная система с открытым исходным кодом. Поддерживает большое количество форматов. Выпущены версии, работающие под многими операционными системами — Microsoft Windows, Apple Mac OS X, POSIX-совместимыми вообще и Linux в частности.

GRASS разрабатывается с 1982 года при участии правительства США, научно-исследовательских институтов и компаний.

Данная ГИС построена по принципу модульности и интегрирует в себя множество различных модулей, которые решают задачи от визуализации до импорта/экспорта в различные форматы данных. Изначально система ориентирована на работу с командной строкой, однако сейчас имеется два графических интерфейса к данной системе.

Интерфейс программы ArcGis 9.3.1

ArcGIS — семейство программных продуктов американской компании ESRI, одного из лидеров [1] мирового рынка геоинформационных систем . ArcGIS построена на основе технологий COM, .NET, Java, XML, SOAP. Новейшая версия — ArcGIS 10,1.

ArcGIS позволяет визуализировать (представить в виде цифровой карты) большие объёмы статистической информации, имеющей географическую привязку. В среде создаются и редактируются карты всех масштабов: от планов земельных участков до карты мира.

Также в ArcGIS встроен широкий инструментарий анализа пространственной информации.

Сферы использования

ArcGis используется в самых различных областях:

  • Земельный кадастр, землеустройство
  • Учёт объектов недвижимости
  • Инженерные коммуникации
  • МВД и МЧС
  • Телекоммуникации
  • Нефть и газ
  • Экология
  • Государственная пограничная служба
  • Транспорт
  • Лесное хозяйство
  • Водные ресурсы
  • Дистанционное зондирование Земли
  • Геология и недропользование
  • Геодезия, картография, география
  • Бизнес
  • Торговля и услуги
  • Сельское хозяйство
  • Образование
  • Туризм [2] [3]

ПО семейства ArcGIS

Настольные ГИС

  • ArcView — набор мощных инструментов для картографирования, создания отчетов и картографического анализа. Включает приложения ArcMap, ArcCatalog и ArcToolbox.
  • ArcEditor — включает всю функциональность ArcView и расширяется дополнительными возможностями. Поддерживает однопользовательский и многопользовательский режимы редактирования.
  • ArcInfo — включает всю функциональность ArcEditor и расширяется дополнительными инструментами пространственного анализа и обработки данных.
  • ArcReader — бесплатная программа для просмотра данных, опубликованных средствами ArcGIS Publisher.
  • ArcGIS Explorer — это бесплатный, лёгкий настольный клиент для ArcGIS Server. Он используется для доступа к ГИС-сервисам ArcGIS Server и другим веб-сервисам.
  • ArcExplorer JAVA — это бесплатный, самостоятельный просмотрщик данных и лёгкий настольный клиент для ArcIMS.

Серверные ГИС

  • ArcGIS Server (для создания корпоративной ГИС с неограниченным числом рабочих мест, публикации интерактивных карт в Интернет)
  • ArcGIS Image Server (для публикации больших объемов растровых данных)
  • ArcSDE (для хранения пространственных данных в СУБД, интеграции с другими ИС)

Инструменты разработчиков ГИС

  • ArcGIS Engine
  • ArcGIS Runtime

Мобильные ГИС

  • ArcPad — ГИС для карманных портативных компьютеров

Дополнительные модули ArcGIS

  • ArcGIS Business Analyst Server — для проведения маркетинговых исследований на основе пространственной информации в среде ESRI ArcGIS Server (геомаркетинг).
  • ArcGIS Business Analyst Desktop — для проведения маркетинговых исследований на основе пространственной информации в среде ESRI ArcGIS Desktop.
  • ArcGIS Spatial Analyst — для проведения пространственного анализа, основанного на данных в растровом формате.
  • ArcGIS 3D Analyst — для проведения пространственного анализа, основанного на данных в формате триангуляционной нерегулярной сетки. Предоставляет также средства 3D-визуализации.
  • ArcGIS Geostatistical Analyst — для комплексного статистического анализа данных в растровом формате.
  • ArcGIS Schematics — для представления ГИС-данных в виде диаграмм, что позволяет оценить уровень сложности данных, их связность и пр.
  • ArcPress for ArcGIS (входит в поставку ArcGIS) — набор инструментов для растеризации карт перед распечаткой.
  • ArcGIS Publisher — для подготовки карт к распространению в формате ArcGIS Reader.
  • ArcGIS Survey Analyst — для анализа геодезических данных
  • ArcGIS Tracking Analyst — для визуализации и анализа данных, собираемых в реальном времени.
  • ArcGIS Data Interoperability — для конвертации данных из различных ГИС-форматов.
  • ArcGIS Network Analyst – мощное расширение для ArcGIS, предоставляющее средства пространственного анализа, включающего составление транспортных маршрутов на основании данных о реальных дорожных сетях. ArcGIS Network Analyst позволяет динамически моделировать маршруты перевозок в реальных условиях дорожной сети, учитывая объезд препятствий, ограничения скорости, особенности движения, время суток, в которое осуществляется передвижение и т.д.
  • Maplex for ArcGIS (входит в поставку ArcGIS уровня ArcInfo) — для автоматизации высококачественного оформления карт.
  • ArcScan for ArcGIS (входит в поставку ArcGIS уровня ArcEditor и ArcInfo) — для автоматической векторизации сканированных материалов (преобразования карт в ГИС-формат).
  • Production Line Tool Set (PLTS) for ArcGIS — набор инструментов для массового производства картматериалов из ГИС-данных в соответствии с какими-либо промышленными стандартами.
  • XTools Pro — набор инструментов для пространственного анализа, конвертирования объектов и работы с атрибутивными таблицами в ArcGIS Desktop.
  • CarryMap — модуль-расширение к ArGIS для создания переносных, мобильных электронных карт и ГИС проектов в виде исполняемого файла, состоящего из программной оболочки и собственно электронной карты.
  • SXF Tools — для работы с SXF-данными в ArcGIS.
  • TAB Reader — для прямого чтения данных в форматах MapInfo TAB и MIF/MID в системе ArcGIS с сохранением существующего рендеринга, свойств условных обозначений и информации о координатной системе, заданных в формате ТАВ.
  • Personal IMS — самостоятельное приложение для публикации в Интернете/интранете карт, подготовленных с помощью ArcGIS.
  • Smart Search — предоставляет расширенные возможности поиска в ArcMap.
  • ArcGIS Editor for OpenStreetMap — модуль, позволяющий использовать редакторские возможности ArcGIS для редактирования OpenStreetMap.

Дополнительная информация

В ArcGIS используется базирующаяся на PODS модель данных для работы с трубопроводами — APDM (ArcGIS Pipeline Data Model).

  1. ↑ ESRI лидирует на рынке программного ГИС обеспечения
  2. ↑ Мехбалиев Мехман Мохуббат оглы, Морфометрическое исследование рельефа Загатальского заповедника с применением ГИС в целях развития туризма
  3. ↑ Мехбалиев Мехман Мохуббат оглы, Составление геотуристических карт с применением ГИС-технологий

Международным дистрибьютором ArcGIS на территории России и СНГ является компания Esri CIS. Компании Дата+ и ПРАЙМ ГРУП являются субдистрибьюторами Esri CIS и занимаются внедрением ArcGIS.

Данная работа предназначена для подготовки учащихся к написанию мини-рефератов по разным предметам. Краткое содержание реферата:

Интерактивные карты в Интернете.

Картографический ресурс Google Earth.

Просмотр содержимого документа
«Реферат по теме «Геоинформационные системы в Интернете» »

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ПЕТРЯКСИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

«Геоинформационные системы в Интернете»

Выполнила: ученица 10 класса

Садретдинова А. А.

Учитель: Айнетдинова Х. А.

Что такое ГИС? 4

Интерактивные карты в Интернете 5

Картографический ресурс Google Earth 5

Спутниковая навигация 6

Список литературы 8

В настоящее время в современной экологии актуальность приобретает комплексное изучение объекта исследования, для чего необходимо овладеть сведениями из различных областей знаний. В связи с этим возникла необходимость введения учебной дисциплины «Геоинформационные системы».

Географические информационные системы (ГИС) это набор компьютерного оборудования, географических данных и программного обеспечения для сбора, обработки, хранения, моделирования, анализа и отображения всех видов пространственно привязанной информации.

ГИС включают растровые или векторные карты, а также данные о географических объектах, хранящиеся в базах данных. Таким образом, ГИС позволяют пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах (например, адрес здания, высоту объекта над уровнем моря и т. д.).

Вся исходная информация – где расположены точки, какова длина дорог или площадь озера – хранится в отдельных слоях в цифровом виде на компьютере. И все эти географические данные рассортированы по слоям, причем каждый слой представляет свой тип объектов (тему). Одна из таких тем может содержать все дороги на определенной территории, другая – озера, а третья – все города и другие населенные пункты на той же территории.

ГИС можно рассматривать в трех видах:

Вид базы данных: ГИС является уникальным типом базы данных о нашем мире – географической базой данных. В основе ГИС лежит структурированная БД, описывающая мир в географических терминах, с точки зрения пространственного расположения его объектов и явлений.

Вид карты: ГИС – это набор интеллектуальных карт и других графических видов, которые показывают объекты и их взаимоотношения на земной поверхности. Карты можно сформировать и использовать как «окно в базу данных» для поддержки запросов, анализа и редактирования информации. Эти действия называются геовизуализацией.

Вид модели: ГИС – это набор инструментов для преобразования информации. Они позволяют формировать новые географические наборы данных из уже существующих, применяя к ним специальные аналитические функции – инструменты геообработки. Другими словами, путем объединения данных и применения некоторых правил можно создать модель, помогающую найти ответы на поставленные вопросы.

Интерактивные карты в Интернете

Интерактивная карта мира — эта спутниковая карта, позволяющая в интерактивном режиме перемещаться по планете, приближая или отдаляя любую страну, город или посёлок. Интерактивные карты постоянно обновляются разработчиками и с каждым годом становятся всё более четкими, с более высоким разрешением. Интерактивная карта мира позволяет онлайн путешествовать по всему миру, не отходя от компьютера. http://www.eatlas.ru

Картографический ресурс Google Earth

Проект компании Google, в рамках которого в сети Интернет были размещены спутниковые фотографии всей земной поверхности. Фотографии некоторых регионов имеют беспрецедентно высокое разрешение. Во многих случаях русская версия Google Earth называется Google Планета Земля.

Программа-навигатор Google Earth позволяет изменить масштаб изображения (увеличение, уменьшение), осуществить сдвиг по осям (вверх, вниз, вправо, влево) и повернуть изображение. В любой точке земной поверхности можно получить координаты этой точки, а также её высоту над уровнем моря.

По желанию пользователя можно отобразить на земной поверхности названия населенных пунктов, водоёмов, аэропортов, автомобильные и железные дороги и др. Имеется также функция измерения расстояния между точками на земной поверхности.

Для определения географических координат точки, в которой находится пользователь, используются данные, полученные с помощью радиосигналов со спутников.

В настоящее время существуют две системы глобальной спутниковой навигации: американская GPS (Сокрашение от англ. Global Positioning System (Глобальная система позиционирования)) и российская ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система).

Российская система ГЛОНА́СС предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Максимальная точность измерения военных навигаторов составляет несколько метров, обычная точность гражданских моделей навигаторов составляет несколько десятков метров

Американская система GPS спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая месторасположение. GPS имеет ряд применений на земле, в море и в воздухе. В основном их можно применять везде, где можно получить сигнал со спутника, за исключением внутри зданий, в шахтах и пещерах, под землей и под водой.

Существуют GPS-приемники, имеющие собственный процессор для необходимых расчетов и дисплей для отображения информации.

GPS-приемник — радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками группы NAVSTAR.

Наличие карты существенно улучшает пользовательские характеристики приёмника. Приёмники с картами показывают положение не только самого приёмника, но и объектов вокруг него. Все электронные GPS-карты можно поделить на два основных типа — векторные и растровые.


Статьи по теме