تقنيات المعلومات الجغرافية ، الخصائص الرئيسية لنظم المعلومات الجغرافية الحديثة. نظم وتقنيات المعلومات الجغرافية في سطور تقنيات المعلومات الجغرافية

نظم المعلومات الجغرافيةوالتكنولوجيا

نظام المعلومات الجغرافية (GIS)هو نظام معلومات متعدد الوظائف مصمم لجمع ومعالجة ونمذجة وتحليل البيانات المكانية وعرضها واستخدامها في حل المشكلات الحسابية وإعداد واتخاذ القرارات. الغرض الرئيسي من نظم المعلومات الجغرافية هو تكوين المعرفة حول الأرض ، والأقاليم الفردية ، والتضاريس ، وكذلك تقديم البيانات المكانية الضرورية والكافية للمستخدمين في الوقت المناسب من أجل تحقيق أكبر قدر من الكفاءة في عملهم.

تقنيات المعلومات الجغرافية (GIT)هي تقنيات معلومات لمعالجة المعلومات المنظمة جغرافيًا.
السمة الرئيسية لنظم المعلومات الجغرافية ، التي تحدد مزاياها بالمقارنة مع AIS الأخرى ، هي وجود أساس المعلومات الجغرافية ، أي الخرائط الرقمية (CC) التي توفر المعلومات اللازمة عن سطح الأرض. في الوقت نفسه ، يجب على اللجنة المركزية ضمان:
الربط الدقيق والتنظيم والاختيار والتكامل لجميع المعلومات الواردة والمخزنة (مساحة عنوان واحد) ؛
تعقيد ووضوح المعلومات لاتخاذ القرار ؛
إمكانية النمذجة الديناميكية للعمليات والظواهر ؛
إمكانية الحل الآلي للمشاكل المتعلقة بتحليل خصائص المنطقة ؛
القدرة على تحليل الموقف بسرعة في حالات الطوارئ.
يعود تاريخ تطور GIT إلى عمل R. Tomleson في إنشاء نظام المعلومات الجغرافية الكندي (CGIS) ، الذي تم تنفيذه في 1963-1971.
بمعنى واسع ، GIT عبارة عن مجموعات بيانات وأدوات تحليلية للعمل مع المعلومات المنسقة. GIT ليست تقنية معلومات في الجغرافيا ، ولكنها تقنية معلومات لمعالجة المعلومات المنظمة جغرافيًا.
يتجلى جوهر GIT في قدرته على الربط مع كائنات رسم الخرائط (الرسومية) ببعض المعلومات الوصفية (المنسوبة) (بشكل أساسي الأبجدية الرقمية وغيرها من المعلومات الرسومية والصوتية والفيديو). كقاعدة عامة ، يتم تنظيم المعلومات الأبجدية الرقمية في شكل جداول قاعدة بيانات علائقية. في أبسط الحالات ، يتم تعيين صف جدول - إدخال في قاعدة البيانات لكل كائن رسومي (وعادة ما يتم تمييز كائنات النقطة والخط والمساحة). في الواقع ، يؤدي استخدام مثل هذا الاتصال إلى فتح مثل هذه الوظائف الغنية لـ GIT. تختلف هذه القدرات من نظام إلى نظام ، بالطبع ، ولكن هناك مجموعة أساسية من الوظائف التي توجد عادةً في أي تطبيق GIT ، مثل القدرة على الإجابة على أسئلة "ما هذا؟". يشير إلى الكائن على الخريطة و "أين هو؟" التحديد على الخريطة للكائنات المحددة بواسطة بعض الشروط في قاعدة البيانات. يمكن أن تتضمن الأساسيات أيضًا إجابة السؤال "ماذا بعد؟" وتعديلاته المختلفة. تاريخيا الأول والأكثر استخدام عالمي GIT هو استرجاع المعلومات ، أنظمة المساعدة.
وبالتالي ، يمكن اعتبار GIT كنوع من امتداد تكنولوجيا قواعد البيانات للمعلومات المنسقة. ولكن حتى في هذا المعنى ، فهو كذلك طريق جديدتكامل وهيكلة المعلومات. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن معظم المعلومات في العالم الحقيقي تتعلق بالأشياء التي يلعب موقعها المكاني وشكلها وموقعها النسبي دورًا مهمًا ، وبالتالي فإن GIT في العديد من التطبيقات توسع بشكل كبير من قدرات نظم إدارة قواعد البيانات التقليدية ، منذ GIT هو أكثر ملاءمة وبديهية للاستخدام. ويزود DL بـ "واجهة رسم الخرائط" الخاصة بهم لتنظيم استعلام إلى قاعدة البيانات ، إلى جانب وسائل إنشاء تقرير "رسومي". وأخيرًا ، يضيف GIT وظيفة جديدة تمامًا إلى نظم إدارة قواعد البيانات التقليدية - استخدام العلاقات المكانية بين الكائنات.
يتيح لك GIT إجراء عمليات على مجموعات من كائنات رسم الخرائط المشابهة لتلك الموجودة في العلائقية العادية (JOIN ، UNION ، INTERSECTION). تسمى عمليات هذه المجموعة التراكبات ، لأنها تستخدم في إصدارات مختلفة الفرض المكاني لمجموعة واحدة من الكائنات على أخرى. في الواقع ، تتمتع عمليات التراكب بإمكانيات تحليلية كبيرة ، وبالنسبة للعديد من مجالات تطبيق GIT فهي المجالات الرئيسية ، حيث توفر حلًا للمشكلات التطبيقية (استخدام الأراضي ، والتقييم المتكامل للمناطق ، وغيرها).
يقدم GIT مسارًا جديدًا تمامًا لتطوير رسم الخرائط. بادئ ذي بدء ، يتم التغلب على العيوب الرئيسية بطاقات عادية: بيانات ثابتة وقدرة محدودة لـ "الورق" كحامل للمعلومات. في العقود الأخيرة ، لم تعد الخرائط المتخصصة المعقدة مثل الخرائط البيئية فحسب ، بل أصبحت أيضًا عددًا من الخرائط الورقية العادية "غير قابلة للقراءة" بسبب الحمل الزائد للمعلومات. يحل GIT هذه المشكلة عن طريق إدارة عرض المعلومات. يصبح من الممكن أن تعرض على الشاشة أو على نسخة ورقية فقط تلك الكائنات أو مجموعاتها التي يحتاجها المستخدم في الوقت الحالي. وهذا يعني ، في الواقع ، أنه يتم الانتقال من خرائط معقدة إلى سلسلة من الخرائط الخاصة المترابطة. في الوقت نفسه ، يتم توفير معلومات منظمة بشكل أفضل ، مما يسمح باستخدامها بفعالية (التلاعب ، تحليل البيانات ، إلخ). من الواضح أن هناك اتجاهًا لزيادة دور HIT في عملية التنشيط مصادر المعلومات، لأن لا يمكن تحويل مجموعات ضخمة من المعلومات الخرائطية بشكل فعال إلى نموذج نشط يمكن قراءته آليًا إلا بمساعدة GIT. أيضًا ، في GIT ، تصبح الخريطة كائنًا ديناميكيًا حقًا.


يرجع هذا الأخير إلى الميزات الجديدة التالية لـ GIT:
قابلية التوسع؛
تحويل توقعات الخريطة:
عن طريق تغيير تكوين الكائن على الخريطة ؛
"استجواب" من خلال الخريطة في الوقت الحقيقي للعديد من قواعد البيانات التي تحتوي على معلومات قابلة للتغيير ؛
من خلال تغيير الرموز ، أي طريقة عرض الكائنات (اللون ، ونوع الخط ، وما إلى ذلك) ، بما في ذلك تعريف الرموز من خلال قيم سمات الكائنات ، مما يسمح لك بمزامنة التصور مع التغييرات في قاعدة البيانات.
من المفهوم الآن على نطاق واسع أن GIT ليست فئة أو نوعًا أنظمة البرمجيات، ولكن التكنولوجيا الأساسية (تقنية المظلة) للعديد من تطبيقات الكمبيوتر (الأساليب والبرامج) التي تعمل مع المعلومات المكانية.
نظرًا لأن DCMs عبارة عن مجموعات بيانات ذات بنية معقدة ، فمن المستحسن تقديمها بتنسيقات مختلفة. يُفهم تنسيق DCM على أنه نظام مُدخل خصيصًا لتصنيف وترميز بيانات التضاريس. تعتمد كفاءة حل المهام الوظيفية (FL) في أنظمة التحكم العسكرية إلى حد كبير على التنسيق المعتمد لـ CCM. لذلك ، على سبيل المثال ، في حالة تمثيل التضاريس بخطوط كفافية ، يستغرق حساب ملف تعريف التضاريس وقتًا أطول بآلاف المرات من وقت تمثيل التضاريس في شكل مصفوفة ارتفاعات.
يعد إنشاء صورة لقسم خريطة على شاشة AWP (تصور الخريطة) أحد أهم أنواع المعلومات وأكثرها شيوعًا التي تحتاجها المعلومات الجغرافية. لكن وسائل عرض MSC على شاشة محطة العمل ، إلى جانب المتطلبات المذكورة أعلاه لوسائل الوصول ، يجب أن تفي أيضًا بعدد من المتطلبات المحددة بسبب الحاجة إلى الإدراك البشري للمعلومات. في الأساس ، هذه هي المتطلبات المريحة التالية ، والتي يجب مراعاتها مع الآخرين:
وفقًا لـ "قابلية قراءة" الموقف (أي أن يكون لديك خصائص عالية بما فيه الكفاية لسرعة وموثوقية تصور الشخص للمعلومات من الوضع التشغيلي على خلفية الخريطة) ؛
وفقًا لـ "قابلية قراءة" الخريطة (أي أن يكون لديك خصائص عالية بما فيه الكفاية لسرعة وموثوقية تصور معلومات رسم الخرائط الفعلية من قبل شخص ما) ؛
وفقًا لـ "راحة" الإدراك (أي ، يجب ألا يتسبب شكل عرض البيانات في ضغط مفرط على الشخص عند إدراك المعلومات وتهيج حواسه من أجل ضمان المدة المطلوبة للحفاظ على قدرته على العمل).
يتطلب القانون الفيدرالي بيانات مختلفة حول التضاريس لحلها. وفقًا للمؤلفين ، يمكن تقسيم المجموعة الكاملة من هذه المهام إلى أربع فئات رئيسية وفقًا لطبيعة استخدام CCM:
المهام التي تتطلب إصدار صورة خريطة للأجهزة I / Oأدوات الأتمتة واستخدامها كخلفية لعرض الوضع التشغيلي (OCF) ؛
المهام باستخدام معلومات حول طبيعة وملامح التضاريس (OHPM) ؛
المهام باستخدام معلومات شبكة الطرق (RDS) ؛
المهام التي تستخدم معلومات حول موقع كائن داخل إقليم الدولة أو منطقة المسؤولية أو الإقليم المحايد (المنظمة العالمية للأرصاد الجوية).
إن مهام OKF هي جميع المهام التي تعكس الوضع التشغيلي على الأرض في عملية الحوار مع المستخدم. يمكن أن تعرض هذه المهام "فوق الخريطة" معلومات حول مجموعات القوات الصديقة والأعداء ، ومناطق التلوث الإشعاعي ، والكيميائي ، والبيولوجي ، والتدمير المستمر ، والحرائق ، والفيضانات ، والاتجاهات وخطوط العمل ، ومجالات التركيز ، وما إلى ذلك. لعرض صورة الخريطة بسرعة على شاشة AWS بمقاييس مختلفة.
تشمل مهام OHPM مهام اختيار موقع نشر لمحطات الترحيل الراديوي (RRS) ومحطات التروبوسفير (TRS) ومحطات الرادار (PJIC) والاستخبارات الإلكترونية والحرب الإلكترونية وما إلى ذلك. مهام تقييم الخصائص الوقائية للتضاريس في مناطق انتشار مراكز القيادة (CP) ومراكز الاتصالات (CS) ، تخطيط تأثير الحريق ، إلخ. تنتمي أيضًا إلى فئة OHPM. تتمثل إحدى سمات مشاكل OHPM في الحاجة إلى تحديد خصائص التضاريس بالقرب من نقطة ذات إحداثيات عشوائية بسرعة عالية.
تشمل مهام RDS ، على وجه الخصوص ، مهام تحديد المسار وتخطيط ترتيب حركة التشكيلات العسكرية ، والتخطيط الأمثل لنقل الإمدادات أو البريد ، وبعض المهام الأخرى. تستخدم هذه المهام بيانات DSM على شبكة الطرق ، والتي يجب تقديمها في شكل خاص - في شكل رسم بياني حيث يكون لجميع الطرق المتقاطعة رأس مشترك عند التقاطعات.
تستخدم مهام MPO بيانات عن الولاية (البرية والبحرية) والحدود الأخرى في MSC ، والتي تم تحديدها في شكل خاص - في شكل ملامح مغلقة.
وفقًا لنوع المعلومات المطلوبة ، يمكن أن تُعزى العديد من القوانين الفيدرالية إلى عدة فئات مختلفة في وقت واحد. على وجه الخصوص ، قد يكون لمهمة تحديد منطقة نشر RRS المثلى خصائص فئات OHPM و RDS ، وفي عملية حل تنظيم حوار مع المستخدم ، خصائص فئة OKF.

فيما يتعلق بالتداخل العميق لنظام المعلومات الجغرافية وتقنيات المعلومات الأخرى ، فمن المستحسن النظر في علاقة GIT مع التقنيات الأخرى.

بادئ ذي بدء ، هذا تقنيات الرسوم البيانيةالتصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) ، ناقل محرري الرسومومن ناحية أخرى ، تقنيات نظم إدارة قواعد البيانات العلائقية. معظم تطبيقات GIT الحديثة هي ، في جوهرها ، تكامل هذين النوعين من تكنولوجيا المعلومات. النوع التالي من تقنية المعلومات ذات الصلة هو تقنية معالجة الصور لمحرري الرسوم النقطية. تعتمد بعض تطبيقات GIT على تمثيل نقطي للبيانات الرسومية. لذلك ، فإن العديد من نظم المعلومات الجغرافية الحديثة للأغراض العامة تدمج قدرات كل من التمثيل النقطي والمتجه. في المقابل ، هناك عدد من تقنيات معالجة الصور المصممة للعمل مع البيانات من المسوحات الجوية والفضائية قريبة جدًا من GIT ، وفي بعض الأحيان تؤدي وظائفها جزئيًا. لكنها عادة ما تكون مكملة لـ GIT ولديها أدوات خاصة للتفاعل معها (ERDAS LiveLink to ARC / INFO)

ترتبط بشكل وثيق بـ GIT تقنيات رسم الخرائط (الجيوديسية) المستخدمة في معالجة البيانات من المسوحات الجيوديسية الميدانية وبناء الخرائط بناءً عليها (عند إنشاء خرائط من الصور الجوية باستخدام تقنيات القياس التصويري وعند العمل مع نموذج التضاريس الرقمية). هنا ، أيضًا ، هناك اتجاه نحو التكامل ، مثل تشتمل الغالبية العظمى من نظم المعلومات الجغرافية الحديثة على أدوات هندسة الإحداثيات (COGO) ، والتي تتيح لك استخدام بيانات الملاحظات الجيوديسية الميدانية مباشرةً ، بما في ذلك مباشرةً من الأجهزة ذات التسجيل الرقمي أو من أجهزة استقبال الأقمار الصناعية. النظام العالميتحديد المواقع (GPS). عادة ما يتم توجيه الحزم التصويرية نحو العمل مع نظم المعلومات الجغرافية وفي بعض الحالات يتم تضمينها في نظم المعلومات الجغرافية كوحدات نمطية.

يتجلى جوهر GIT في قدرته على الربط مع كائنات رسم الخرائط (الرسومية) ببعض المعلومات الوصفية (المنسوبة) (بشكل أساسي الأبجدية الرقمية وغيرها من المعلومات الرسومية والصوتية والفيديو). كقاعدة عامة ، يتم تنظيم المعلومات الأبجدية الرقمية في شكل جداول قاعدة بيانات علائقية. في أبسط الحالات ، يتم تعيين صف جدول لكل كائن رسومي (نقطة أو خط أو منطقة) - إدخال في قاعدة البيانات. يوفر استخدام هذا الاتصال الوظائف الغنية لـ GIT. تختلف هذه القدرات من نظام إلى نظام ، بالطبع ، ولكن هناك مجموعة أساسية من الوظائف التي توجد عادةً في أي تطبيق GIT ، مثل القدرة على الإجابة على أسئلة "ما هذا؟". يشير إلى الكائن على الخريطة و "أين هو؟" التحديد على الخريطة للكائنات المحددة بواسطة بعض الشروط في قاعدة البيانات. يمكن أن تتضمن الأساسيات أيضًا إجابة السؤال "ماذا بعد؟" وتعديلاته المختلفة. من الناحية التاريخية ، فإن الاستخدام الأول والأكثر شمولية لـ GIT هو استرجاع المعلومات والأنظمة المرجعية.

وبالتالي ، يمكن اعتبار GIT كنوع من امتداد تكنولوجيا قواعد البيانات للمعلومات المنسقة. ولكن حتى بهذا المعنى ، فإنها تمثل طريقة جديدة لدمج وتنظيم المعلومات. هذا يرجع إلى حقيقة أن معظم المعلومات في العالم الحقيقي تشير إلى كائنات يلعب فيها موقعها المكاني وشكلها وموقعها النسبي دورًا مهمًا. وبالتالي ، فإن GIT في العديد من التطبيقات توسع بشكل كبير من قدرات نظم إدارة قواعد البيانات التقليدية.

تركز GIT ، مثل أي تقنية أخرى ، على حل مجموعة معينة من المهام. نظرًا لأن مجالات تطبيق نظم المعلومات الجغرافية واسعة جدًا (الشؤون العسكرية ، ورسم الخرائط ، والجغرافيا ، والتخطيط الحضري ، وتنظيم خدمات إرسال النقل ، وما إلى ذلك) ، نظرًا لخصائص المشكلات التي تم حلها في كل منها ، والميزات المرتبطة بـ فئة محددة من المهام التي يتم حلها ومع متطلبات بيانات الإدخال والإخراج والدقة ، الوسائل التقنيةوما إلى ذلك ، من الصعب التحدث عن أي تقنية واحدة لنظام المعلومات الجغرافية.

في نفس الوقت ، تتضمن أي GIT عددًا من العمليات التي يمكن اعتبارها أساسية. تختلف في تطبيقات محددة فقط في التفاصيل ، على سبيل المثال ، خدمة البرمجيات للمسح الضوئي ومعالجة ما بعد المسح ، وإمكانيات التحويل الهندسي للصورة الأصلية اعتمادًا على المتطلبات الأولية وجودة المادة ، إلخ.

نظرًا لأن النموذج أعلاه معمم ، فمن الطبيعي أنه إما لا يحتوي على كتل منفصلة مميزة لأي تقنية معينة ، أو العكس ، فهو يتضمن تلك الكتل التي قد تكون غائبة في بعض الحالات.

بناءً على نتائج تحليل النموذج العام لتكنولوجيا نظم المعلومات الجغرافية ، يمكن تمييز عمليات GIT الأساسية التالية:

  • الأعمال التحريرية والتحضيرية ، أي جمع وتحليل وإعداد المعلومات الأولية (بيانات الخرائط والصور الجوية وبيانات الاستشعار عن بعد والملاحظات الأرضية والمعلومات الإحصائية وما إلى ذلك) للمعالجة الآلية ؛
  • تصميم الجيوديسية و أسس رياضيةكارت.
  • تصميم الخريطة
  • بناء مشروع خريطة مواضيعية رقمية ؛
  • تحويل البيانات الأولية إلى شكل رقمي ؛
  • تطوير تخطيط المحتوى المواضيعي للخريطة ؛
  • تحديد طرق البناء الآلي للمحتوى المواضيعي ؛
  • تشكيل أساس جغرافي رقمي عام للخريطة التي يتم إنشاؤها ؛
  • إنشاء خريطة موضوعية رقمية وفقًا للمشروع المطوَّر ؛
  • الحصول على منتجات رسم الخرائط.

لإدخال المعلومات الأولية ، يتم استخدام أجهزة المسح النقطي وأجهزة التحويل الرقمي والماسحات الضوئية ذات الألوان النصفية للسلبيات الفوتوغرافية الجوية. يتم إدخال مصفوفات البيانات الرقمية الناتجة في مجمع الوسائل التقنية لمعالجة البيانات النقطية والمتجهية ، المبنية على أساس محطات العمل وأجهزة الكمبيوتر الشخصية المهنية. على أساس الأداة نفسها ، يتم تنفيذ جميع مراحل التصميم وتحويل المعلومات الأولية وإنشاء خريطة موضوعية رقمية.

يدخل نموذج رسم الخرائط الرقمي الذي تم إنشاؤه إلى مجمع الوسائل التقنية لتوليد منتجات رسم الخرائط ، بما في ذلك الراسمات والطابعات وأجهزة الإخراج المتخصصة إلى وسائط الصور وما إلى ذلك.

يتم تخزين البيانات الرقمية الأصلية والمعالجة في النظام الفرعي لتخزين البيانات الأرشيفية ، والذي يعتمد حاليًا على أجهزة البث أو الأقراص الضوئية.

مجالات تطبيق الجهاز الهضمي حاليا متنوعة للغاية.

بادئ ذي بدء ، هناك العديد من السجلات العقارية وأنظمة إدارة الاقتصاد الموزع والبنية التحتية. يتم تطوير التطبيقات المتخصصة هنا ، على سبيل المثال ، للأنظمة: الشبكات الكهربائية لشركة الطاقة ، وشبكة الكابلات لشركة الهاتف أو التلفزيون ، والأنابيب المعقدة لمصنع كيميائي كبير ، والسجل العقاري ، ومشغلي العقارات ، وكذلك التطبيقات مثل الأنظمة المعقدة التي تخدم العديد من مكونات البنية التحتية لمدينة أو إقليم

وقادر على حل مشاكل الإدارة والتخطيط المعقدة. الأهداف والغايات المحددة في مثل هذه الأنظمة متنوعة للغاية: من مهام الجرد والمحاسبة ، وأنظمة المراجع العامة إلى الضرائب ، ومهام التخطيط والتخطيط الحضري ، وتخطيط طرق النقل الجديدة وتحسين النقل ، وتوزيع شبكة من الموارد والخدمات (المستودعات والمحلات التجارية ، مساعدة محطات الإسعاف ، تأجير السيارات).

مجال آخر مطور لتطبيق GIT هو محاسبة ودراسة واستخدام الموارد الطبيعية ، بما في ذلك حماية البيئة. تم العثور هنا أيضًا على كل من الأنظمة المعقدة والمتخصصة: للغابات ، وإدارة المياه ، ودراسة وحماية الحيوانات والنباتات البرية ، إلخ. منطقة التطبيق هذه مجاورة مباشرة لاستخدام HIT في الجيولوجيا ، في كل من المهام العلمية والعملية. إنها ليست مجرد مهام دعم المعلومات، ولكن أيضًا ، على سبيل المثال ، مشكلة التنبؤ بالرواسب المعدنية ، ومراقبة العواقب البيئية للتنمية ، وما إلى ذلك. في التطبيقات الجيولوجية ، وكذلك في التطبيقات البيئية ، من المهم دور التطبيقات التي تتطلب برمجة معقدة أو تكامل GIT مع أنظمة معالجة ونمذجة محددة. خاصة في هذا الصدد ، تبرز التطبيقات في مجال النفط والغاز. هنا ، في مرحلة التنقيب والاستكشاف ، يتم استخدام البيانات الزلزالية والبرامج المحددة والمطورة للغاية لمعالجتها وتحليلها على نطاق واسع. هناك حاجة كبيرة للحلول المعقدة التي تربط بين المشاكل الجيولوجية وغيرها من المشاكل الحقيقية ، والتي لا يمكن حلها دون مشاركة نظم المعلومات الجغرافية العالمية.

بشكل منفصل ، من الضروري تحديد مهام النقل البحتة. من بينها: تخطيط طرق نقل جديدة وتحسين عملية النقل مع القدرة على مراعاة توزيع الموارد وبيئة النقل المتغيرة (الإصلاحات ، الاختناقات المرورية ، الحواجز الجمركية). تعتبر أنظمة الملاحة الواعدة بشكل خاص في الخطة الاستراتيجية ، خاصة تلك القائمة على أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية باستخدام رسم الخرائط الرقمية.

من السمات المميزة لتنفيذ GIT في الوقت الحاضر دمج الأنظمة وقواعد البيانات في هياكل المعلومات الوطنية والدولية والعالمية. تشمل المشاريع العالمية ، على سبيل المثال ، GDPP - "مشروع قاعدة البيانات العالمية" ، الذي تم تطويره في إطار البرنامج الدولي للغلاف الأرضي والمحيط الحيوي. على المستوى الوطنييوجد نظم معلومات جغرافية في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا وفرنسا والسويد وفنلندا ودول أخرى. في روسيا ، يجري حاليًا تطوير نظم المعلومات الجغرافية الإقليمية ، على وجه الخصوص ، للحفاظ على السجل العقاري وإدارة البلدية ، وكذلك نظم المعلومات الجغرافية في المقاطعات ، على سبيل المثال ، في وزارة الشؤون الداخلية.

يُظهر تحليل التجربة الحالية لاستخدام GIT أن الشكل الرئيسي لاستخدام GIT يختلف من حيث الأهداف والتعقيد والتكوين وقدرات نظم المعلومات الجغرافية.

نظم المعلومات الجغرافية الحديثة هي نوع جديد من الأنظمة المتكاملة ، والتي ، من ناحية ، تشمل طرقًا لمعالجة البيانات من القائمة أنظمة مؤتمتة، ومن ناحية أخرى ، لديهم تفاصيل في تنظيم البيانات ومعالجتها

نظرًا لأن نظم المعلومات الجغرافية هي معالجة معقدة للمعلومات (من جمعها إلى التخزين والتحديث والتوفير) ، فيمكن اعتبارها من وجهات النظر المختلفة التالية:

  • نظم المعلومات الجغرافية كنظام إدارة - مصمم لتوفير دعم القرار على أساس استخدام بيانات رسم الخرائط ؛
  • نظم المعلومات الجغرافية كنظام معلومات آلي - يجمع بين عدد من تقنيات أنظمة المعلومات المعروفة (CAD وغيرها) ؛
  • نظم المعلومات الجغرافية كنظام جيولوجي - يشمل تقنيات القياس الضوئي ورسم الخرائط ؛
  • يتميز نظام المعلومات الجغرافية كنظام يستخدم قاعدة بيانات بمجموعة واسعة من البيانات التي تم جمعها باستخدام طرق وتقنيات مختلفة ؛
  • نظم المعلومات الجغرافية كنظام نمذجة ، نظام لتوفير المعلومات - هو تطوير أنظمة تداول الوثائق ، وأنظمة الوسائط المتعددة ، إلخ.

نظم المعلومات الجغرافية ذات القدرات التحليلية المتقدمة قريبة من أنظمة التحليل الإحصائي ومعالجة البيانات ، وفي بعض الحالات يتم دمجها فيها أنظمة موحدة، على سبيل المثال:

زرع الحزمة الإحصائية القوية S-PLUS في GIS ARC / INFO الحديث ؛

إضافة بعض ميزات الإحصائيات المكانية وتصور الخرائط إلى الحزم الإحصائية المجمعة (SYSTAT for Windows) ؛

تطوير نظم المعلومات الجغرافية الخاصة في إطار حزمة SAS - الرائد بين أنظمة معالجة المعلومات الرقمية.

أكثر نظم المعلومات الجغرافية تقدمًا (عادةً مع دعم قوي ونماذج نقطية) التي تحتوي على وسائل جيدةتُستخدم البرمجة على نطاق واسع لنمذجة العمليات الطبيعية والتي من صنع الإنسان ، بما في ذلك انتشار التلوث وحرائق الغابات وما إلى ذلك. بعض نظم إدارة قواعد البيانات التقليدية التي تعمل في بيئات رسومية مثل MS Windows تتضمن أيضًا أبسط أدوات رسم الخرائط.

أدى وجود مجموعة واسعة من اتجاهات التنمية في مجالات مختلفة من تكنولوجيا المعلومات ، والتي تتلاقى اهتماماتها في مجال GIT ، فضلاً عن ظهور حزم عالمية للتطبيق الواسع ، إلى حقيقة أن حدود تعريف GIT أصبحت أقل وضوحا. لذلك ، في الوقت الحاضر ، تم تطوير مفهوم نظام المعلومات الجغرافية الكامل (GIS).

نظام المعلومات الجغرافية الحديث كامل الوظائف هو نظام معلومات متعدد الوظائف مصمم لجمع ومعالجة ونمذجة وتحليل البيانات المكانية وعرضها واستخدامها في حل المشكلات الحسابية والإعداد واتخاذ القرارات. الغرض الرئيسي من نظام المعلومات الجغرافية الكامل الميزات هو تكوين المعرفة حول الأرض ، والأقاليم الفردية ، والتضاريس ، وكذلك تقديم البيانات المكانية الضرورية والكافية للمستخدمين في الوقت المناسب من أجل تحقيق أكبر قدر من الكفاءة في عملهم.

يجب أن يوفر نظام المعلومات الجغرافية الذي يعمل بكامل طاقته ما يلي:

  • اتصال ثنائي الاتجاه بين كائنات رسم الخرائط وسجلات قاعدة البيانات المجدولة ؛
  • إدارة تصور الأشياء ، وتوفير اختيار التكوين وشكل العرض ؛
  • العمل مع كائنات النقطة والخط والمساحي ؛
  • إدخال البطاقات من جهاز التحويل الرقمي أو الماسح الضوئي وتحريرها ؛
  • دعم العلاقات الطوبولوجية بين الكائنات والتحقق بمساعدتها من الصحة الهندسية للخريطة ، بما في ذلك. عزل الأجسام المساحية ، والتوصيل ، والمجاورة ، وما إلى ذلك ؛
  • دعم لإسقاطات الخرائط المختلفة ؛
  • القياسات الهندسية على خريطة الطول والمحيط والمساحة وما إلى ذلك ؛ بناء مناطق عازلة حول الكائنات وتنفيذ عمليات التراكب الأخرى ؛
  • إنشاء التعيينات الخاصة ، بما في ذلك أنواع جديدة من العلامات ، وأنواع الخطوط ، وأنواع التظليل ، وما إلى ذلك ؛ إنشاء عناصر إضافية لتصميم الخرائط ، على وجه الخصوص ، التوقيعات ، الإطارات ، وسائل الإيضاح ؛
  • إخراج نسخ ورقية عالية الجودة من الخرائط ؛ حل مشاكل النقل والمشكلات الأخرى على الرسوم البيانية ، على سبيل المثال ، تحديد أقصر مسار ، وما إلى ذلك ؛
  • العمل مع السطح الطبوغرافي.

بالإضافة إلى نظم المعلومات الجغرافية للأغراض العامة كاملة الميزات ، تتميز الأنظمة المتخصصة ، والتي غالبًا ما يكون لها حدود غامضة مع حزم متخصصة ليست من نظم المعلومات الجغرافية بهذا المعنى. على سبيل المثال ، نظم المعلومات الجغرافية موجهة لمهام تخطيط الاتصالات ، ومهام النقل والملاحة ، ومهام المسوحات الهندسية وتصميم الهياكل.

عادةً ما يشار إلى نظم المعلومات الجغرافية غير المتخصصة ذات المستوى الأدنى من أنظمة الأغراض العامة كاملة الميزات على أنها " الأنظمة الشخصيةتصور الخرائط "(أنظمة رسم خرائط سطح المكتب ، نظام المعلومات الجغرافية لسطح المكتب) ، حتى في بعض الأحيان تفصل هذه الفئة من الأنظمة عن نظم المعلومات الجغرافية نفسها. وتتمثل ميزتها المميزة ، أولاً وقبل كل شيء ، في القدرات التحليلية المحدودة (على سبيل المثال ، لا توجد عمليات تراكب للكائنات المساحية) و ضعف القدرات لإدخال أساسيات رسم الخرائط وتحريرها من الأمثلة النموذجية على مثل هذا النظام هو نظام المعلومات الجغرافية MapInfo ، والذي ، نظرًا لانخفاض درجة تعقيده ، يكون أسهل في التعلم والاستخدام ويمكن الوصول إليه بشكل أكبر من قبل المستخدم الجماعي.

حتى الآن ، يبلغ عدد حزم نظم المعلومات الجغرافية المعروضة في السوق عدة آلاف. ومع ذلك ، فإن معظم هذه الأنظمة متخصصة. هناك عدة عشرات من حزم نظم المعلومات الجغرافية للأغراض العامة كاملة الميزات في السوق. في الأساس ، يتم تطوير برامج GIS من قبل شركات متخصصة ، وفي بعض الحالات فقط تكون هذه منتجات لشركات كبيرة لا يكون GIS هو المنتج الرئيسي لها (IBM و Intergraph و Computervision و Westinghouse Electric Corp. و McDonnel Douglas و Siemens Nixdorf). تسود أجهزة الكمبيوتر (MS DOS و MS Windows) ومحطات عمل UNIX من حيث عدد الحزم المعروفة وعدد التثبيتات.

وتجدر الإشارة إلى أنه في الوقت الحاضر ، تركز نظم المعلومات الجغرافية للأغراض العامة كاملة الميزات بشكل أساسي على محطات العمل ذات نظام التشغيليونيكس. على جهاز الكمبيوتر ، كقاعدة عامة ، تعمل الأنظمة ذات القدرات المنخفضة. يتم تحديد ذلك جزئيًا من خلال خصوصيات مستخدمي الكمبيوتر الشخصي ، وكثير منهم لا يحتاجون إلى نظام معلومات جغرافي بسيط إلا كإضافة إلى برامج المكتب العادية. لكن السبب الرئيسي هو المطالب التي يضعها نظام المعلومات الجغرافية القوي على أجهزة الكمبيوتر.

تعتبر هياكل بيانات المتجهات الطوبولوجية معقدة بطبيعتها ، وتتطلب عمليات استخدامها حسابات مكثفة ، أكثر بكثير من العمل باستخدام نموذج تقليدي. رسومات فيكتور، بما في ذلك من حيث عمليات الفاصلة العائمة. غالبًا ما تتطلب التطبيقات الجادة العمل بأعداد صحيحة طويلة وأرقام حقيقية مزدوجة الدقة. يتطلب نظام المعلومات الجغرافية شاشات عالية الدقة وبطاقة رسومات سريعة أو مسرع ، مع متطلبات لوح ألوان أكثر صرامة من CAD. إنها تشبه إلى حد ما متطلبات أنظمة النشر والطباعة الاحترافية. يتم فرض متطلبات عالية بشكل خاص لسرعة العرض من خلال مهمة GIS النموذجية (وأقل نموذجية لـ CAD) المتمثلة في ملء الفتحات بعدد كبير من المضلعات المغلقة (المضلعات) ذات الشكل المعقد.

تتطلب المشاريع الجادة التي تستخدم GIS العمل بكميات كبيرة من البيانات ، من مئات الميجابايت إلى عدة عشرات من الجيجابايت. تفرض نظم المعلومات الجغرافية متطلبات عالية بشكل خاص على حجم القرص والذاكرة الرئيسية ، وكذلك على سرعة الكمبيوتر ، مع معالجة الصور في شكل هياكل نقطية ، على سبيل المثال ، في مشاكل التصحيح الهندسي للصور الجوية ، والنمذجة العمليات الطبيعية ، وعند العمل مع إغاثة سطح الأرض. صورة جوية ملونة عالية الدقة ذات تنسيق قياسي ، إذا تم تحويلها إلى شكل رقمي دون فقدان "الدقة" (24 بت ، 1200 نقطة في البوصة) ، تستغرق حوالي 200 ميجابايت. في العديد من المشكلات ذات الطبيعة الإقليمية ، يلزم استخدام فسيفساء مجمعة ومصححة هندسيًا للعديد من هذه الصور ، لا سيما أنه يعتبر من الملائم استخدام ركيزة نقطية من فسيفساء من الصور الجوية أو الفضائية (صورة تقويمية رقمية) الطبقة الأساسية لخرائط المتجهات ، أي الصور الفوتوغرافية "مطبوع" على صورة البطاقة. نفس الملاحظة صحيحة للعمل مع صور الفضاء ، والتي ، كقاعدة عامة ، يجب معالجتها طرق مختلفةلاستخراج المعلومات المختلفة عنها بشكل انتقائي (عمليات أنواع مختلفة من التصفية ، وتحويلات التباين ، والعمليات باستخدام تحويل فورييه السريع ، وخوارزميات التصنيف ، والتمييز ، والكتلة و تحليل العوامل، وكذلك طريقة المكونات الرئيسية). لذلك ، بدلاً من تخزين العشرات من إصدارات المعالجة ، والتي تتطلب ما يصل إلى مئات الجيجابايت لكل إطار ، يكون الأمر أكثر عقلانية

أدائها عند الطلب. تتعامل محطات العمل المتخصصة الحديثة مع مثل هذه المهمة ، ولكن بالنسبة لجهاز الكمبيوتر لا يزال الأمر صعبًا. في بعض الأحيان ، تستغرق عملية إطار واحد على جهاز كمبيوتر عدة دقائق. عندما يكون من الضروري نمذجة العمليات الطبيعية المعقدة ، على وجه الخصوص ، انتشار التلوث ، حرائق الغابات ، أو تطبيق البيانات من مسوحات الفضاء ، استخدام متخصص محطة العمللا محالة.

وتجدر الإشارة إلى أن معدل تراكم أحجام بيانات الفضاء الجوي (خاصة الفضاء) لا يزال بنفس الوتيرة أو حتى قبل معدل نمو قوة الحوسبة لأجهزة الكمبيوتر ومحطات العمل. في الواقع ، يتم جمع ما لا يقل عن 800-1000 ميجابايت من صور الأقمار الصناعية شهريًا على كل منطقة من الأرض بحجم مدينة كبيرة. وحتى إذا أخذنا في الاعتبار أن نصفها غير مناسب للاستخدام في تطبيقات GIT بسبب الظروف الملبدة بالغيوم ، فإنها لا تزال تشكل تدفقًا ضخمًا. وهناك ملاحظة أخرى: إن دقة أنظمة جمع المعلومات عن بُعد تتزايد باستمرار ، وزيادة الدقة الهندسية على الأرض من 20 إلى 10 أمتار تزيد من كمية البيانات بمقدار 4 مرات. لذلك كل 2-4 سنوات نظام الكمبيوتريجب أن تزيد من إنتاجيتها عدة مرات من أجل مواكبة وتيرة تطوير أجهزة جمع المعلومات. من هذا يتضح أن محطات العمل المتخصصة ستبقى الأساس التقني لنظم المعلومات الجغرافية القوية كاملة الميزات مع وظائف تحليلية لفترة طويلة قادمة.

النقطة الأخرى التي تجعل من الضروري إيلاء اهتمام كبير لتشغيل محطات WVZY هي حقيقة أن الحزم الرئيسية لأكثر نظم المعلومات الجغرافية "جدية" لم يتم نقلها بعد إلى الكمبيوتر الشخصي.

المجالات الرئيسية لاستخدام الكمبيوتر عند العمل مع GIS هي حاليًا:

  • استخدام أجهزة الكمبيوتر كمطاريف بالاقتران مع محطات العمل للعمل مع نظم المعلومات الجغرافية الكبيرة (ARC / INFO) ؛
  • استخدام الكمبيوتر كمحطات لإدخال وتعديل خرائط التضاريس الرقمية من محول رقمي أو ماسح ضوئي (PC ARC! INFO ، ArcCAD) ؛
  • استخدام جهاز كمبيوتر لمشاريع GIT بكمية صغيرة من المعلومات النشطة لمرة واحدة (PC ARC / INFO ، ArcCAD ، ArcView) ؛
  • استخدام جهاز كمبيوتر للأغراض التعليمية للتعرف على منهجية GIT ؛
  • استخدام جهاز كمبيوتر في المراحل الأولى من المشاريع الكبيرة ، عندما لا يزداد حجم قاعدة البيانات بعد ، لا تكون الوظائف الكاملة مطلوبة في الأحجام الكبيرة ، ولا يزال من الضروري إثبات فائدة استخدام GIT والحاجة إلى الاستثمار الجاد أموال.

نظرًا لأن نظم المعلومات الجغرافية الحديثة هي ، كقاعدة عامة ، برامج وأنظمة معلومات معقدة مصممة خصيصًا للاستخدام في مجالات محددة أنشطة المعلوماتأو لحل المهام المتخصصة ، فإنها تشمل:

  • نظام التشغيل؛
  • تطبيق البرمجيات الأساسية ؛
  • وحدات معالجة البيانات المواضيعية ؛
  • واجهة مستخدم تفاعلية.

تشمل وحدات معالجة البيانات المواضيعية ما يلي:

  • برنامج إدخال وإخراج البيانات ؛
  • برنامج تطبيقي لتحليل معلومات المتجهات والخطوط النقطية ؛
  • نظم إدارة قواعد البيانات.
  • برنامج التعرف على الأنماط ؛
  • برنامج اختيار إسقاط الخريطة ؛
  • برنامج تحويل الصور ؛
  • برمجيات تعميم الخرائط ؛
  • برنامج إنشاء الرموز ، إلخ.

الكلمات الدالة

نظم المعلومات الجغرافية / إحلال الواردات / تحليل نظم المعلومات الجغرافية المحلية / منتجات البرمجيات / نظم المعلومات الجغرافية/ استيراد استبدال / تحليل نظم المعلومات الجغرافية المحلية / منتجات البرمجيات

حاشية. ملاحظة مقال علمي عن علوم الكمبيوتر والمعلومات ، مؤلف العمل العلمي - ياروتسكايا إلينا فاديموفنا ، باتوف علي محمدوفيتش

في الوقت الحاضر ، اتخذ اقتصاد البلاد في تطوره اتجاهًا نحو إحلال الواردات. يعد تطوير تقنيات وبرمجيات المعلومات المحلية أحد المجالات ذات الأولوية. تحلل المقالة حالة السوق المحلية لمطوري أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS). يتم النظر في إمكانية إحلال الوارداتأجنبي منتجات البرمجيات معالجة البيانات المكانية عن طريق نظائرها من الإنتاج الروسي. كانت أهداف التحليل منتجات البرمجياتمثل GeoGraph و InGeo و GeoMixer و ZuluGIS و IndorGIS و Panorama. ونتيجة للتحليل اتضح أن هناك مشاكل كثيرة في طريقها بالكامل إحلال الوارداتنظم المعلومات الجغرافية الأجنبية ، مثل التخصص الضيق لنظم المعلومات الجغرافية المحلية ، وسياسة التسويق الضعيفة للتوزيع في السوق منتجات البرمجيات، واجهة خاطئة. لكن إمكانية تطوير نظم المعلومات الجغرافية المحلية عالية للغاية. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لتقنيات المعلومات الروسية في معالجة البيانات المكانية في أنه يمكن للمطورين الاستجابة بمرونة أكبر لظروف السوق المتغيرة.

مواضيع ذات صلة الأعمال العلمية في علوم الكمبيوتر والمعلومات ، مؤلف العمل العلمي - ياروتسكايا إلينا فاديموفنا ، باتوف علي محمدوفيتش

  • استخدام نظم المعلومات الجغرافية في إدارة الأراضي وكتاب المساحة لإدارة الأراضي على مستوى البلديات في جمهورية قراتشاي - شركيس

    2017 / Yarotskaya E.V. ، باتوف أ.م.

  • التكنولوجيا المرئية التفاعلية لتكامل CAD و GIS

    2010 / دوروفيف سيرجي يوريفيتش ، زايتسيفا ماريا ألكساندروفنا

  • تنظيم البيانات المكانية على أساس المعايير ومنتجات البرمجيات الحرة

    2013 / كوموسكو فلاديمير ، سيريبرياكوف سيرجي

  • تحليل برامج نظم المعلومات الجغرافية الصفية في لوجستيات النقل

    2013 / Plotko K.O. ، Dolgova T.G.

  • الابتكارات وتكنولوجيا المعلومات في الأعمال التجارية: الاتجاهات الرئيسية وآفاق التنمية

    2012 / بوتينكو يانا أندريفنا

  • وحدة برمجية لبناء وتحليل حقول المتجهات

    2017 / كوروبكوف فيكتور نيكولايفيتش

  • تطبيق طريقة تجزئة الكائن في نظم المعلومات الكمية كجزء من المرحلة التحضيرية لإجراء التقييم CADASTRAL للأراضي الزراعية

    2019 / Perov A. Yu.، Shumaeva K. V.، Yarysh S. S.

  • تنفيذ النظام الفرعي GIS في بيئة WSWS لمجمع المعلومات والاتصالات للإنذار والاتصالات

    2011 / بونوماريف أندري ألكساندروفيتش ، إيغومينوف أرتيم أوليجوفيتش

  • مشروع نظام معلومات جغرافية متكامل تابع لمعهد العلوم والتكنولوجيا التابع لأكاديمية العلوم الروسية لدعم البحث الأساسي

    1998 / Bychkov I. V. ، Vasiliev S.N. ، Kuzmin V. A. ، Stupin G. V.

  • تحليل أنظمة البرمجيات الحالية لبناء نظام معلومات جغرافية لإدارة عمل الأقسام الهيكلية للسكك الحديدية الروسية

    2017 / نيكيتشين أندري أندريفيتش ، بوجدانوف نيكولاي ألكساندروفيتش ، ريبكين فلاديمير سيرجيفيتش

تطوير نظم المعلومات الجغرافية المحلية في شروط استبدال الواردات

في الوقت الحاضر ، اتخذ اقتصاد البلاد اتجاهًا نحو إحلال الواردات في تنميته. يعد تطوير تكنولوجيا المعلومات والبرمجيات المحلية من الأولويات. تحلل المقالة حالة السوق المحلية ، وتطوير أنظمة مطوري المعلومات الجغرافية. يتم النظر في إمكانية استبدال استيراد منتجات البرامج الأجنبية بنظائر البيانات المكانية في روسيا. عندما أصبحت عناصر التحليل برامج مثل GeoGraf و InGeo و GeoMixer و ZuluGIS و IndorGIS و Panorama. نتيجة للتحليل ، كشفنا أن هناك الكثير من المشاكل في طريق الاستبدال الكامل لاستيراد نظم المعلومات الجغرافية الأجنبية ، مثل تخصص نظم المعلومات الجغرافية المحلية ، واستراتيجية تسويق ضعيفة لتوزيع منتجات البرمجيات في السوق ، ووحشية واجهه المستخدم. ومع ذلك ، فإن إمكانات تطوير نظم المعلومات الجغرافية المحلية كبيرة للغاية. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لتكنولوجيا المعلومات الروسية في معالجة البيانات المكانية في أنه يمكن للمطورين الاستجابة بمرونة أكبر لظروف السوق المتغيرة

اكتسبت منتجات GIS المصنوعة في الاتحاد الروسي وزنًا ووظائف

لقد مرت سبع سنوات بالضبط منذ نشر PC Week / RE نظرة عامة على آفاق نظام المعلومات الجغرافية الروسي العالمي (www.pcweek.ru/Year2000/N28/CP1251/GeoInfSystems/chapt1.htm) وتساءل عما إذا كان المصنعون المحليون سينجون أو يتم هدمهم بقوة تيار من الغرب. بشكل عام ، كان مؤلف المقال مهتمًا بـ "من سيفوز؟" ، ولكن في الواقع تبين أن كل شيء على ما يرام: يتعايش كل من المطورين الروس والأجانب بسلام في بلدنا ويجدون زبائنهم. إنه لمن دواعي السرور أن غالبية الشركات المصنعة للمنتجات المثيرة للاهتمام والواعدة لم تغرق في النسيان - والمعهد المركزي للجغرافيا التابع لأكاديمية العلوم الروسية (مركز أبحاث المعلومات الجغرافية التابع لمعهد الجغرافيا التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، geocnt. geonet.ru) ، وشركة Ufa "Integro" (www.integro.ru) ، وشركة KB "Panorama" (www.gisinfo.ru) وشركة "RADOM-T" (www.objectland.ru) بشكل جيد وثابت النامية. صحيح أنه لم يمر دون خسائر - فقد تركت شركة Laneco ، مطور GIS Park ، السباق ، ولم تعد شركة Trisoft (www.trisoftrus.com) تُصدر إصدارات جديدة من برنامج المعلومات الجغرافية Sinteks ABRIS ، على الرغم من أنها تدعم مستخدموها وتواصل تنفيذ مشاريع نظم المعلومات الجغرافية ، ولكن بالفعل على منتجات ESRI. يركز برنامج CSI Software الخاص بشركة سانت بطرسبرغ (www.trace.ru) ، والذي ظهر في المراجعة قبل سبع سنوات ، حاليًا على إصدار البرامج لمزودي خدمات المعلومات المعقدة ، بما في ذلك مكون المعلومات الجغرافية ؛ على وجه الخصوص ، فهي تحتفظ بموقع Yellow Pages (www.yell.ru) ورسم الخرائط محرك البحث Go2Map (www.go2map.ru). تقوم هذه المؤسسة بحل مهام النقل والمراقبة باستخدام نظم المعلومات الجغرافية وإنشاء تطبيقات وبرامج الإنترنت لرسم الخرائط أجهزة محمولة.

كائن GIS

بشكل عام ، لا يرجع ظهور نظم المعلومات الجغرافية المنتجة محليًا في بلدنا إلى فقر العملاء المحتملين. بالطبع ، لم يكن الوضع المالي الضيق في حد ذاته ضمانًا للتقدم بعد ، ولكن في حالتنا كان الأمر على هذا النحو تمامًا: تم إنشاء جميع نظم المعلومات الجغرافية الروسية المعروفة والمطلوبة اليوم تقريبًا في التسعينيات ، عندما أصبحت الحاجة إليها واضحة ، لكن القدرات المالية للمعاهد البحثية والجامعات وإدارات المدن لم تسمح بشراء التطورات الأجنبية باهظة الثمن. على وجه الخصوص ، أصدرت TsGI IG RAS و KB "Panorama" أول منتجاتهما في عام 1991 ، وشركة "RADOM-T" - في عام 1993 ، وشركة "Integro" - في عام 1998.

معقل استقرار المعلومات الجغرافية في روسيا

بالنسبة لـ CGI IG RAS ، لا يتميز هذا المعهد مطلقًا بأي رمي تكنولوجي أو تنظيمي. يعمل بشكل منهجي في مجال تطوير التقنيات لإنشاء ودمج البيانات المكانية ، مع الأخذ في الاعتبار إصدار البرامج كجزء لا يتجزأ من إعداد الوثائق التنظيمية والعمليات التكنولوجية وتدريب الموظفين والمساعدة في إطلاق مراكز المعلومات الجغرافية المتخصصة. في الوقت الحاضر ، تنتج CGI IG RAS نظام معلومات جغرافية احترافيًا "GeoGraph GIS" (geocnt.geonet.ru/rus/gg20.html) ، حزمة مكون ActiveX لإنشاء GIS "GeoConstructor" المطبق (geocnt. geonet.ru/ rus / gc20. html) وأداة لنشر الخرائط على شبكة الإنترنت GeoConstructor Web (geocnt.geonet.ru/rus/gc_web.html). صرح نيكولاي كازانتسيف ، رئيس المعهد الجغرافي المركزي التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، لـ PC Week / RE أنه في عام 2006 تم تضمين آلية لمزامنة الطبقات غير الطوبولوجية في منتجات الشركة أثناء التحرير متعدد المستخدمين في شبكة LAN ، و تم تطوير وظيفة نظم المعلومات الجغرافية واستكمالها لضمان تنظيم وتوفير البيانات المكانية وفقًا لـ "مفاهيم إنشاء وتطوير البنية التحتية للبيانات المكانية للاتحاد الروسي" ، التي تم اعتمادها بموجب مرسوم حكومة الاتحاد الروسي المؤرخ 21 أغسطس ، 2006 N 1157-r. يأخذ CGI IG RAS دورًا نشطًا في تطوير التنظيم وثائق قانونيةفي هذا المجال ، بما في ذلك المعايير الوطنية الأولى. هذا الاتجاه مهم للغاية لحل المشكلات العملية - على وجه الخصوص ، تبسيط الموقف مع ضريبة الأرض ، والتي يكون جمعها ، بسبب مشاكل موثوقية واكتمال البيانات المكانية ، حوالي 10-20 ٪ من الممكن. وأشار نيكولاي نيكولايفيتش إلى أن "استخدام تقنيات المعلومات الجغرافية وزيادة اكتمال وموثوقية البيانات المتعلقة بقطع الأراضي جعل من الممكن العام الماضي زيادة مبلغ ضريبة الأراضي في منطقة بلدية ميتيشي بأكثر من أربعة أضعاف". لن تكون التقنيات في روسيا فعالة إلا إذا ركزت على المشكلة الواسعة الانتشار المتمثلة في عدم اكتمال وعدم موثوقية وعدم تناسق البيانات المكانية التي تقدمها المنظمات المختلفة حول نفس الكائنات ، مما يضمن الوضع القانوني لهذه البيانات وإنشاء أنظمة لفصل المسؤولية عنها.

GIS "خريطة 2005"

منتج غير تافه مكتوب في Visual SmallTalk

ObjectLand GIS ، تم إنشاؤه وتوزيعه بواسطة RADOM-T ، وهو نظام متعدد المستخدمين ، بالإضافة إلى وظائف GIS القياسية ، لديه فرص كبيرة لدمج البيانات من المصادر الخارجية ، وإدارة حقوق الوصول إلى البيانات الجغرافية وفرص البرمجة لمطوري الطرف الثالث باستخدام جوهر برنامج النظام. يرتبط GIS ObjectLand بشكل أساسي بسجل الأراضي ، على الرغم من أن هذا الارتباط تاريخي فقط ، في الواقع ، يعد ObjectLand نظامًا عالميًا للمعلومات الجغرافية للاستخدام في أي مجالات موضوعية. يتم استخدام ObjectLand بكثافة في مؤسسات Rosnedvizhimost ، كونها جزءًا من حزمة البرامج "Unified State Register of Lands". في الوقت الحاضر ، يتم تشغيل المنتج بواسطة ما يقرب من 1700 غرفة مساحية أرضية في روسيا. بالمناسبة ، في عام 2005 المجلة مجلة الكمبيوتر / REأشار ObjectLand إلى أنه من بين أفضل منتجات البرامج في روسيا وحصل على جائزة "Best Soft 2005". من الصناعات الأخرى ، يتم استخدام ObjectLand بنشاط في JSC Russian Railways ، حيث تم الانتهاء من مجموعة من الأعمال لجمع وإعداد البيانات المكانية على شبكة السكك الحديدية الروسية من خلال جهود قسم تقنيات المعلومات الجغرافية في VNIIAS MPS.

تبلغ تكلفة برنامج GIS ObjectLand لمستخدم واحد 3000 روبل ، لخمسة مستخدمين - 7500 روبل. كما لاحظ قادة المشروع ، لاقتراح مثل هذا أسعار معقولةأصبح ممكنًا بعد الانتقال إلى طريقة البيع عبر الإنترنت. للتقييم والاستخدام غير التجاري للبرنامج ، يتم تقديم إصدار خاص لا يحتوي على أي قيود وظيفية وكمية مقارنة بالإصدار التجاري للمنتج. والفرق الوحيد هو أنه عند عرض الخرائط وطباعتها ، يتم دائمًا عرض نقش في إحدى الزوايا ، يذكرنا بالطبيعة غير التجارية للإصدار المستخدم. يمكن استخدام هذا الإصدار من GIS ObjectLand مجانًا للتدريب للجميع المؤسسات التعليمية. بالمناسبة ، فإن شركة "RADOM-T" هي الشركة الوحيدة في القائمة التي تحاول بنشاط دخول السوق العالمية ، حيث تقدم نسختين من المنتج باللغتين الروسية والإنجليزية (www.gis-objectland.com).

وفقًا للمطورين ، يتم الانتهاء من العمل حاليًا نسخة جديدة ObjectLand 2.7 ، والذي سيوفر تخزين البيانات المكانية في قواعد البيانات الخارجية. يدعم هذا الإصدار MS SQL و Oracle و DB2 و Interbase و MS Access و

MSDE ، MS SQL سيرفر اكسبريسو MySQL و PostgreSQL و Firebird. بالطبع ، ستبقى أيضًا الاحتمالات الحالية لتخزين البيانات الجغرافية في نظام إدارة قواعد البيانات الداخلي.

نجم نظم المعلومات الجغرافية على أفق أوفا

يُعد مركز Integro System Research Center ، المعروف سابقًا باسم Albeya ، شركة تصنيع كبيرة لبرامج المعلومات الجغرافية العالمية في روسيا. في السنوات الاخيرةتم تطوير المشروع من خلال تنفيذ مشاريع معقدة لأتمتة مهام الملكية ، وكذلك مجال تنظيم التنمية الحضرية للمنظمات البلدية والإقليمية. يشتمل خط إنتاج الشركة على GIS "InGEO" (www.integro.ru/projects/gis/main_gis.htm) ، والذي يسمح لك بإنشاء خرائط طبوغرافية متجهة مع الهيكل الطوبولوجي الصحيح ، بناءً على نتائج جرد الأراضي ومجهزة الخطط المستوطنات، الخطط العامة للمؤسسات ، وكذلك مخططات الشبكات والاتصالات الهندسية. يشتمل برنامج InGEO على خادم بيانات يوفر الوصول إلى المعلومات المكانية في وضع متعدد المستخدمين ، وخادم تطبيق ، وعنصر تحكم InGEO MapX OCX ، وخادم ويب InGEO MapW ، والذي يتضمن برنامج InGEO MarJ Java الصغير. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي حزمة التسليم القياسي على أداة مساعدة للتحويل إلى تنسيقات مختلفة وأداة تحسين البيانات المكانية التي تتيح لك تقليل حجم الملفات ، بالإضافة إلى مجموعة من وحدات برامج InGEO بلغة VBScript ، والتي ، على وجه الخصوص ، تجعل من الممكن التحكم الجماعي في رؤية الخرائط والطبقات. يحتوي GIS "InGEO" على بيئة برمجة مدمجة لتطوير وحدات البرامج في VBScript و JavaScript.

بالإضافة إلى ذلك ، توفر Integro برنامج Monitoring-InGEO لإنشاء أنظمة مساحية تعتمد على تقنيات الإنترانت وقادرة على تخزين المعلومات حول مرافق البنية التحتية الحضرية داخل تطبيق واحد. تم تصميم المنتج لهيئات الهندسة المعمارية والتخطيط الحضري ولجان الأراضي ولجان إدارة الممتلكات البلدية و BTI ومنظمات الإسكان. تتضمن "Monitoring-InGEO" وحدات: "الموارد" ، المصممة لحساب أشياء الممتلكات المنقولة وغير المنقولة ، "اللوائح" ، والتي تسمح لك بالحفاظ على التخطيط الحضري واللوائح البيئية والمعمارية والتاريخية للمدينة ، بالإضافة إلى " الشبكة "، التي توفر جمع البيانات من أجهزة الكمبيوتر البعيدةوضعت في الخدمات الهندسية للمدينة. تقدم "Integro" أيضًا برنامج "الملكية" لأتمتة أنشطة المنظمات التي تقوم بالمحاسبة وإدارة المباني والمباني وقطع الأراضي والممتلكات المنقولة والمجمعات العقارية.

إذا تحدثنا عن خطط المشروع ، فعندئذ ، كما قال مديرها فاديم جورباتشوف ، في 2007-2008. من المتوقع إعادة بناء جادة لنظام المعلومات الجغرافية "InGEO" من أجل توسيع وظائف النظام وزيادة التكامل مع تطبيقات "المراقبة" و "الملكية". وتجري مناقشة قضية النقل في 2007-2009 بنشاط. منتجات الشركة على التكنولوجيا المصدر المفتوح، ولا سيما على منصة Eclipse. بالمناسبة ، لم يتغير سعر مجموعة شبكة InGEO GIS لسنوات عديدة وهو 48 ألف روبل. لا يوجد حد لعدد مقاعد العميل. بلغ نمو مبيعات منتجات Integro في عام 2006 مقارنة بعام 2005 نسبة 26٪. العدد الإجمالي للنسخ المشتراة رسميًا فقط تكوين شبكةوصل عدد مجموعات نظم المعلومات الجغرافية "InGEO" في بداية عام 2007 إلى 443 مجموعة. هذا النظام هو الأكثر انتشارًا في مناطق الأورال والفولغا وشمال غرب روسيا الفيدرالية.

الجذور العسكرية لنظم المعلومات الجغرافية المدنية

في البداية ، تم إنشاء "بانوراما" GIS من قبل الخدمة الطبوغرافية للقوات المسلحة RF وكان الغرض منها لأغراض عسكرية ، لكنها اكتسبت فيما بعد شعبية كبيرة بين المستخدمين المدنيين. في الوقت الحالي ، تأسست Panorama CJSC في عام 2001 من خلال الجمع بين مطوري المنتجات التي تحمل الاسم نفسه ، وهي تعمل على تحسين الحل والترويج له. تقدم الشركة أكبر مجموعة من البرامج من بين جميع الخطوط المذكورة في هذا الاستعراض. على وجه الخصوص ، تشتمل العائلة على نظام المعلومات الجغرافية العالمي "Map 2005" مع أدوات لإنشاء وتحرير الخرائط الإلكترونية في وضع متعدد المستخدمين ، والقياسات والحسابات ، وبناء نماذج ثلاثية الأبعاد ، ومعالجة البيانات النقطية ، وتوليد الفسيفساء المتعامدة وإنشاء مصفوفات الارتفاع. يحتوي المنتج أيضًا على أدوات رسم الخرائط الموضوعية ، ويوفر إعداد الخرائط للنشر ، ويسمح لك بالعمل مع أجهزة استقبال وقواعد بيانات GPS باستخدام أدوات الاستعلام وإعداد التقارير.

بالإضافة إلى ذلك ، أصدرت المؤسسة تطبيق GIS للخادم GIS WebServer ، تم تطويره باستخدام تقنية ASP.NET ويعمل تحت IIS في بيئة .NET Framework 2.0. الحل مصمم لنشر الخرائط والمعلومات الإلكترونية من قواعد البيانات على الشبكة ويسمح لك بعرض البيانات على الكائنات التي لها مرجع إقليمي على خريطة طبوغرافية وعرض وفرز الجداول. يحتوي البرنامج على وظائف التحجيم والتمرير وتغيير حجم الصورة ويوفر البحث عن كائنات الخريطة واختيارها. يشتمل خط الإنتاج أيضًا على vectorizer "Panorama-Editor" ، والبرمجيات المتخصصة "Block of Geodetic Calculations" لمعالجة البيانات من المسوحات الجيوديسية الميدانية ، وبرنامج "Navigator 2005". هذا الأخير مخصص لعرض وطباعة الخرائط والصور النقطية والمصفوفات والنماذج ثلاثية الأبعاد التي تم إنشاؤها في GIS "Map 2005" ، وكذلك لتوصيل أجهزة استقبال GPS. يوجد أيضًا عارض GIS وحل MapView لأجهزة PDA التي تتيح لك العمل مع أجهزة استقبال معلومات الملاحة عبر الأقمار الصناعية.

كما تشتمل حافظة "بانوراما" على حل متخصص بعنوان "عقارات" مصمم لأتمتة جمع وتنظيم وحساب المعلومات المتعلقة بالعناصر العقارية مع ربطها لاحقًا بقطع الأراضي ، بالإضافة إلى نظام تسجيل ملكية الأراضي وتسجيلها. "الأرض والقانون" ، الذي يضمن جمع وتجميع وتخزين واستخدام البيانات المساحية للأراضي. هناك أيضًا أداة لتطوير تطبيقات GIS GIS Toolkit - مجموعة من مكونات رسم الخرائط لإنشاء تطبيقات في بيئة البرمجة المرئية Delphi / Kylix و Builder C ++ والمكتبات لـ مايكروسوفت البصرية C ++.

ومن المثير للاهتمام أن العديد من الوكالات الحكومية الروسية تستخدم منتجات Panorama. وعلى وجه الخصوص ، استندت "المخدرات" في نظام المعلومات الجغرافية إلى هذا البرنامج الحاسوبي ، الذي تم إنشاؤه في إطار البرنامج الفيدرالي المستهدف "تدابير شاملة لمكافحة تعاطي المخدرات والاتجار غير المشروع" ، ومن بين أمور أخرى ، تهدف إلى تحديد مجالات النمو المحتمل من المحاصيل المحتوية على المخدرات.

مقدمة …………………………………………………………………………………… ... 3

1. نظم وتقنيات المعلومات الجغرافية… .. …… .. ………………… .. 4

2. هيكل ووظائف نظم المعلومات الجغرافية …………………………………………………… ... 7

الخلاصة ……………………………………………………………………………… ... 9

قائمة المصادر المستخدمة ……………………………………………… ... 10


مقدمة

يُعزى ظهور نظم المعلومات الجغرافية إلى بداية الستينيات من القرن العشرين. عندها ظهرت المتطلبات والشروط المسبقة للمعلومات والحوسبة في مجالات النشاط المتعلقة بنمذجة الفضاء الجغرافي وحل المشكلات المكانية. يرتبط تطورها بالبحوث التي تجريها الجامعات والمؤسسات الأكاديمية وإدارات الدفاع وخدمات رسم الخرائط.
لأول مرة ظهر مصطلح "نظام المعلومات الجغرافية" في أدبيات اللغة الإنجليزية واستخدم في نسختين ، مثل نظام المعلومات الجغرافية ونظام المعلومات الجغرافية ، وسرعان ما حصل أيضًا على اختصار GIS. بعد ذلك بقليل ، دخل هذا المصطلح إلى المعجم العلمي الروسي ، حيث يوجد في شكلين متكافئين: الأصل الكامل في شكل "نظام المعلومات الجغرافية" والمختصر في شكل "نظام المعلومات الجغرافية". سرعان ما أصبح أولهم العرض الرسمي ، ورغبة معقولة تمامًا في الإيجاز في الكلام والنصوص اختزلت الأخير إلى الاختصار "GIS".

نظم وتقنيات المعلومات الجغرافية

نظام المعلومات الجغرافية (GIS) هو نظام معلومات متعدد الوظائف مصمم لجمع ومعالجة ونمذجة وتحليل البيانات المكانية وعرضها واستخدامها في حل المشكلات الحسابية والإعداد واتخاذ القرارات. الغرض الرئيسي من نظم المعلومات الجغرافية هو تكوين المعرفة حول الأرض ، والأقاليم الفردية ، والتضاريس ، وكذلك تقديم البيانات المكانية الضرورية والكافية للمستخدمين في الوقت المناسب من أجل تحقيق أكبر قدر من الكفاءة في عملهم.
تقنيات المعلومات الجغرافية (GIT) هي تقنيات معلومات لمعالجة المعلومات المنظمة جغرافيًا.
السمة الرئيسية لنظم المعلومات الجغرافية ، التي تحدد مزاياها بالمقارنة مع AIS الأخرى ، هي وجود أساس المعلومات الجغرافية ، أي الخرائط الرقمية (CC) التي توفر المعلومات اللازمة عن سطح الأرض. في الوقت نفسه ، يجب على اللجنة المركزية ضمان:
الربط الدقيق والتنظيم والاختيار والتكامل لجميع المعلومات الواردة والمخزنة (مساحة عنوان واحد) ؛
تعقيد ووضوح المعلومات لاتخاذ القرار ؛
إمكانية النمذجة الديناميكية للعمليات والظواهر ؛
إمكانية الحل الآلي للمشاكل المتعلقة بتحليل خصائص المنطقة ؛
القدرة على تحليل الموقف بسرعة في حالات الطوارئ.
يعود تاريخ تطور GIT إلى عمل R. Tomleson في إنشاء نظام المعلومات الجغرافية الكندي (CGIS) ، الذي تم تنفيذه في 1963-1971.
بمعنى واسع ، GIT عبارة عن مجموعات بيانات وأدوات تحليلية للعمل مع المعلومات المنسقة. GIT ليست تقنية معلومات في الجغرافيا ، ولكنها تقنية معلومات لمعالجة المعلومات المنظمة جغرافيًا.
يتجلى جوهر GIT في قدرته على الربط مع كائنات رسم الخرائط (الرسومية) ببعض المعلومات الوصفية (المنسوبة) (بشكل أساسي الأبجدية الرقمية وغيرها من المعلومات الرسومية والصوتية والفيديو). كقاعدة عامة ، يتم تنظيم المعلومات الأبجدية الرقمية في شكل جداول قاعدة بيانات علائقية. في أبسط الحالات ، يتم تعيين صف جدول - إدخال في قاعدة البيانات لكل كائن رسومي (وعادة ما يتم تمييز كائنات النقطة والخط والمساحة). في الواقع ، يؤدي استخدام مثل هذا الاتصال إلى فتح مثل هذه الوظائف الغنية لـ GIT. تختلف هذه القدرات من نظام إلى نظام ، بالطبع ، ولكن هناك مجموعة أساسية من الوظائف التي توجد عادةً في أي تطبيق GIT ، مثل القدرة على الإجابة على أسئلة "ما هذا؟". يشير إلى الكائن على الخريطة و "أين هو؟" التحديد على الخريطة للكائنات المحددة بواسطة بعض الشروط في قاعدة البيانات. يمكن أن تتضمن الأساسيات أيضًا إجابة السؤال "ماذا بعد؟" وتعديلاته المختلفة. من الناحية التاريخية ، فإن الاستخدام الأول والأكثر شمولية لـ GIT هو استرجاع المعلومات والأنظمة المرجعية. وبالتالي ، يمكن اعتبار GIT كنوع من امتداد تكنولوجيا قواعد البيانات للمعلومات المنسقة. ولكن حتى بهذا المعنى ، فإنها تمثل طريقة جديدة لدمج وتنظيم المعلومات. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن معظم المعلومات في العالم الحقيقي تتعلق بالأشياء التي يلعب موقعها المكاني وشكلها وموقعها النسبي دورًا مهمًا ، وبالتالي فإن GIT في العديد من التطبيقات توسع بشكل كبير من قدرات نظم إدارة قواعد البيانات التقليدية ، منذ GIT هو أكثر ملاءمة وبديهية للاستخدام. ويزود DL بـ "واجهة رسم الخرائط" الخاصة بهم لتنظيم استعلام إلى قاعدة البيانات ، إلى جانب وسائل إنشاء تقرير "رسومي". وأخيرًا ، يضيف GIT وظيفة جديدة تمامًا إلى نظم إدارة قواعد البيانات التقليدية - استخدام العلاقات المكانية بين الكائنات. يتجلى جوهر GIT في قدرته على الربط مع كائنات رسم الخرائط (الرسومية) ببعض المعلومات الوصفية (المنسوبة) (بشكل أساسي الأبجدية الرقمية وغيرها من المعلومات الرسومية والصوتية والفيديو). كقاعدة عامة ، يتم تنظيم المعلومات الأبجدية الرقمية في شكل جداول قاعدة بيانات علائقية. في أبسط الحالات ، يتم تعيين صف جدول لكل كائن رسومي (نقطة أو خط أو منطقة) - إدخال في قاعدة البيانات. يوفر استخدام هذا الاتصال الوظائف الغنية لـ GIT. تختلف هذه القدرات من نظام إلى نظام ، بالطبع ، ولكن هناك مجموعة أساسية من الوظائف التي توجد عادةً في أي تطبيق GIT ، مثل القدرة على الإجابة "ما هذا؟ "الإشارة إلى الكائن على الخريطة و" أين هو؟ "مع إبراز كائنات الخريطة المحددة وفقًا لشرط ما في قاعدة البيانات. يمكن أن تتضمن العناصر الأساسية أيضًا إجابة السؤال" ما التالي؟ "وتعديلاته المختلفة. من الناحية التاريخية ، فإن الاستخدام الأول والأكثر شمولية لـ GIT هو - هذه هي أنظمة استرجاع المعلومات والمراجع.

وبالتالي ، يمكن اعتبار GIT كنوع من امتداد تكنولوجيا قواعد البيانات للمعلومات المنسقة. ولكن حتى بهذا المعنى ، فإنها تمثل طريقة جديدة لدمج وتنظيم المعلومات. هذا يرجع إلى حقيقة أن معظم المعلومات في العالم الحقيقي تشير إلى كائنات يلعب فيها موقعها المكاني وشكلها وموقعها النسبي دورًا مهمًا. وبالتالي ، فإن GIT في العديد من التطبيقات توسع بشكل كبير من قدرات نظم إدارة قواعد البيانات التقليدية.

تركز GIT ، مثل أي تقنية أخرى ، على حل مجموعة معينة من المهام. نظرًا لأن مجالات تطبيق نظم المعلومات الجغرافية واسعة جدًا (الشؤون العسكرية ، ورسم الخرائط ، والجغرافيا ، والتخطيط الحضري ، وتنظيم خدمات إرسال النقل ، وما إلى ذلك) ، نظرًا لخصائص المشكلات التي تم حلها في كل منها ، والميزات المرتبطة بـ فئة محددة من المهام التي يتم حلها ومع متطلبات البيانات الأولية والمخرجات ، والدقة ، والوسائل التقنية ، وما إلى ذلك ، من الصعب جدًا التحدث عن أي تقنية GIS واحدة.

في نفس الوقت ، تتضمن أي GIT عددًا من العمليات التي يمكن اعتبارها أساسية. تختلف في تطبيقات محددة فقط في التفاصيل ، على سبيل المثال ، خدمة البرمجيات للمسح الضوئي ومعالجة ما بعد المسح ، وإمكانيات التحويل الهندسي للصورة الأصلية اعتمادًا على المتطلبات الأولية وجودة المادة ، إلخ.

هيكل ووظائف نظم المعلومات الجغرافية

تشتمل أنظمة المعلومات الجغرافية على خمسة مكونات رئيسية: الأجهزة والبرامج والبيانات وفناني الأداء والأساليب.

المعدات. هذا هو الكمبيوتر الذي يقوم بتشغيل نظام المعلومات الجغرافية. GIS تعمل حاليا على أنواع مختلفةمنصات الحوسبة ، من الخوادم المركزية إلى أجهزة الكمبيوتر المكتبية الفردية أو المتصلة بالشبكة.

تحتوي برامج نظم المعلومات الجغرافية على الوظائف والأدوات اللازمة لتخزين وتحليل وتصور المعلومات الجغرافية (المكانية). المكونات الرئيسية لمنتجات البرمجيات هي:

أدوات لدخول وتشغيل نظام إدارة قاعدة بيانات المعلومات الجغرافية (DBMS أو DBMS) ؛

أدوات لدعم الاستفسارات المكانية والتحليل والتخيل (العرض) ؛

رسم بياني واجهة المستخدم(واجهة المستخدم الرسومية أو واجهة المستخدم الرسومية) لسهولة الوصول إلى الأدوات والوظائف.

ربما تكون البيانات هي الأكثر مكون مهم. قد يتم جمع بيانات الموقع (البيانات الجغرافية) والبيانات المجدولة المرتبطة بها وإعدادها من قبل المستخدم أو شراؤها من البائعين. في عملية إدارة البيانات المكانية ، يجمع نظام المعلومات الجغرافية (أو بالأحرى يجمع) المعلومات الجغرافية مع أنواع أخرى من البيانات. على سبيل المثال ، يمكن ربط البيانات المتراكمة بالفعل عن السكان ، وطبيعة التربة ، والقرب من الكائنات الخطرة ، وما إلى ذلك (اعتمادًا على المهمة التي يجب حلها باستخدام نظام المعلومات الجغرافية) بقطعة معينة من الخريطة الإلكترونية. علاوة على ذلك ، في الأنظمة المعقدة والموزعة لجمع المعلومات ومعالجتها ، غالبًا لا ترتبط البيانات الموجودة بكائن على الخريطة ، ولكن بمصدرها ، مما يجعل من الممكن مراقبة حالة هذه الكائنات في الوقت الفعلي. يستخدم هذا النهج ، على سبيل المثال ، للتعامل مع حالات الطوارئ مثل حرائق الغابات أو الأوبئة.

المؤدون هم الأشخاص الذين يعملون مع منتجات البرمجيات ويطورون خططًا لاستخدامها في حل المشكلات الحقيقية. قد يبدو من الغريب أن يعمل الأشخاص معهم برمجة، تعتبر جزءًا لا يتجزأ من نظام المعلومات الجغرافية ، ولكن هذا له معنى خاص به. النقطة هي أن عمل فعاليحتاج نظام المعلومات الجغرافية إلى الالتزام بالطرق التي يوفرها المطورون ، وبالتالي ، بدون فنانين مدربين ، حتى أكثر التطويرات نجاحًا يمكن أن يفقد كل معنى.

يمكن لمستخدمي نظم المعلومات الجغرافية أن يكونوا متخصصين تقنيين يقومون بتطوير النظام وصيانته ، وموظفين عاديين (مستخدمين نهائيين) يساعدهم نظام المعلومات الجغرافية في حل الشؤون والمشكلات اليومية الحالية.

طُرق. يعتمد نجاح وكفاءة استخدام نظم المعلومات الجغرافية (بما في ذلك الاقتصادية) إلى حد كبير على خطة وقواعد عمل موضوعة بشكل صحيح ، والتي يتم وضعها وفقًا للمهام والأعمال المحددة لكل منظمة.

يتضمن هيكل نظام المعلومات الجغرافية ، كقاعدة عامة ، أربعة أنظمة فرعية إلزامية:

1) إدخال البيانات ، وتوفير المدخلات و / أو معالجة البيانات المكانية التي تم الحصول عليها من الخرائط ، ومواد الاستشعار عن بعد ، وما إلى ذلك ؛

2) التخزين والاسترجاع ، مما يسمح لك بالحصول على البيانات بسرعة لتحليلها وتحديثها وتصحيحها ؛

3) المعالجة والتحليل ، مما يجعل من الممكن تقييم المعلمات وحل المشكلات الحسابية والتحليلية ؛

4) تمثيل (إصدار) البيانات بأشكال مختلفة (خرائط ، جداول ، صور ، مخططات بلوك ، نماذج تضاريس رقمية ، إلخ.)

وبالتالي ، فإن إنشاء الخرائط في دائرة "واجبات" نظم المعلومات الجغرافية بعيد كل البعد عن المقام الأول ، لأنه من أجل الحصول على نسخة ورقية من الخريطة ، فإن معظم وظائف نظم المعلومات الجغرافية غير مطلوبة على الإطلاق ، أو يتم تطبيقها. بشكل غير مباشر. ومع ذلك ، في كل من الممارسات العالمية والمحلية ، يتم استخدام نظم المعلومات الجغرافية على نطاق واسع على وجه التحديد لإعداد الخرائط للنشر ، وبدرجة أقل ، للمعالجة التحليلية للبيانات المكانية أو إدارة تدفق السلع والخدمات.

خاتمة

لا يؤدي استخدام أنظمة المعلومات الجغرافية إلى تغيير أفكارنا حول طرق معرفة الواقع فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى إجراء تعديلات كبيرة على اساس نظرىرسم الخرائط. كما يكتب مجازيًا أ. Berlyant ، "البطاقات الإلكترونية لم تعد تفوح منها رائحة حبر الطباعة ، بل تغمز من الشاشة بأضواء ساطعة من الرموز ويتغير لونها مثل الحرباء حسب رغبتنا ومزاجنا." يعطي توليف تقنيات المعلومات الجغرافية ومساحة الإنترنت أسبابًا للحديث عن مساحة خاصة للمعلومات الجغرافية.

من حيث المبدأ ، تتوافق المراحل الرئيسية لرسم خرائط الكمبيوتر مع مراحل البحث التاريخي التقليدي ، ولكن يجب أيضًا التأكيد على بعض النقاط المحددة. بادئ ذي بدء ، فهي مرتبطة بالبحث عن المصادر وإعدادها للتحليل. يتطلب التحليل المكاني ، بالإضافة إلى إنشاء قواعد بيانات مألوفة للمؤرخ (قواعد إحصائية بشكل أساسي) ، اختيار مصادر رسم الخرائط ، وهذا بدوره مستحيل دون فهم الأساليب التقليدية لرسم الخرائط ، ومعرفة التاريخ. رسم الخرائط والأفكار حول الإسقاطات وما إلى ذلك. الجديد أساسًا في علم مصادر الكمبيوتر هو عملية إنشاء مصدر للتحليل ، لأنه ينطوي على ذلك.


معلومات مماثلة.


يمكن تعريف تقنيات المعلومات الجغرافية على أنها مجموعة من البرامج والوسائل التكنولوجية والمنهجية للحصول على أنواع جديدة من المعلومات حول العالم. وهي مصممة لتحسين كفاءة: عمليات الإدارة ، وتخزين المعلومات وعرضها ، والمعالجة ودعم القرار. يتكون هذا من إدخال تقنيات المعلومات الجغرافية في العلوم والإنتاج والتعليم والتطبيق العملي للمعلومات الواردة حول الواقع المحيط.

تقنيات المعلومات الجغرافية هي تقنيات معلومات جديدة تهدف إلى تحقيق أهداف مختلفة ، بما في ذلك إضفاء الطابع المعلوماتي على عمليات الإنتاج والإدارة. تتمثل إحدى ميزات أنظمة المعلومات الجغرافية (المشار إليها فيما يلي باسم GIS) في أنها ، باعتبارها أنظمة معلومات ، نتيجة لتطور هذه الأنظمة وبالتالي فهي تتضمن أسس بناء وتشغيل أنظمة المعلومات. يتضمن نظام المعلومات الجغرافية كنظام العديد من العناصر المترابطة ، كل منها مرتبط بشكل مباشر أو غير مباشر مع بعضها البعض ، ولا يمكن أن تكون أي مجموعتين فرعيتين من هذه المجموعة مستقلة دون انتهاك سلامة ووحدة النظام.

ميزة أخرى لنظام المعلومات الجغرافية هي أنه نظام معلومات متكامل. الأنظمة المتكاملة مبنية على مبادئ تكامل التكنولوجيا أنظمة مختلفة. غالبًا ما يتم استخدامها في العديد من المجالات المختلفة بحيث لا يحدد اسمها في كثير من الأحيان جميع قدراتها ووظائفها. لهذا السبب ، لا ينبغي أن ترتبط نظم المعلومات الجغرافية بحل مشاكل الجيوديسيا أو الجغرافيا فقط. تحدد كلمة "Geo" في اسم نظم وتقنيات المعلومات الجغرافية موضوع البحث ، وليس مجال موضوع استخدام هذه الأنظمة.

يؤدي تكامل نظم المعلومات الجغرافية مع أنظمة المعلومات الأخرى إلى تعدد أبعادها. في نظم المعلومات الجغرافية ، تتم معالجة المعلومات المعقدة من جمع البيانات إلى تخزينها وتحديثها وعرضها ، لذلك ينبغي النظر إلى نظم المعلومات الجغرافية من وجهات نظر مختلفة.

كيف أنظمة التحكمتم تصميم نظم المعلومات الجغرافية لدعم اتخاذ القرار من أجل الإدارة المثلى للأراضي والموارد ، والتنمية الحضرية ، والنقل والبيع بالتجزئة ، واستخدام المحيطات أو الميزات المكانية الأخرى. على عكس أنظمة المعلومات ، يوجد في GIS العديد من التقنيات الجديدة لتحليل البيانات المكانية ، جنبًا إلى جنب مع تقنيات المكاتب الإلكترونية وتحسين الحلول بناءً على ذلك. وبسبب هذا ، فإن نظم المعلومات الجغرافية هي طريقة فعالة لتحويل وتوليف مجموعة متنوعة من البيانات لمهام الإدارة.

كيف النظم الجيولوجيةتدمج نظم المعلومات الجغرافية تقنيات جمع المعلومات من أنظمة مثل: أنظمة المعلومات الجغرافية ، وأنظمة المعلومات الخرائطية ، وأنظمة رسم الخرائط الآلية ، وأنظمة القياس التصويري الآلي ، وأنظمة معلومات الأراضي ، وأنظمة المسح الآلي ، إلخ.

كيف أنظمة قواعد البياناتتتميز نظم المعلومات الجغرافية بمجموعة واسعة من البيانات التي تم جمعها باستخدام طرق وتقنيات مختلفة. في الوقت نفسه ، يجب التأكيد على أنها تجمع بين إمكانيات قواعد البيانات النصية والرسومية.

كيف أنظمة المحاكاةيستخدم نظم المعلومات الجغرافية الحد الأقصى للمبلغطرق النمذجة والعمليات المستخدمة في أنظمة المعلومات الأخرى وبشكل أساسي في CAD.

كيف أنظمة للحصول على قرارات التصميمتستخدم نظم المعلومات الجغرافية إلى حد كبير مفاهيم وأساليب التصميم بمساعدة الكمبيوتر وتحل عددًا من مشكلات التصميم الخاصة غير الموجودة في التصميم النموذجي بمساعدة الكمبيوتر.

كيف نظم عرض المعلوماتنظم المعلومات الجغرافية هي تطوير نظم التوثيق الآلي باستخدام التقنيات الحديثةالوسائط المتعددة. لديهم وسائل رسومات الأعمال والتحليل الإحصائي ، بالإضافة إلى أدوات رسم الخرائط الموضوعية. إن فعالية هذا الأخير هي التي توفر حلاً متنوعًا للمشاكل في الصناعات المختلفة عند استخدام تكامل البيانات بناءً على معلومات الخرائط.

كيف الأنظمة التطبيقيةلا مثيل لنظام المعلومات الجغرافية من حيث الاتساع ، حيث يتم استخدامه في النقل والملاحة والجيولوجيا والجغرافيا والشؤون العسكرية والتضاريس والاقتصاد والبيئة ، إلخ.

كيف أنظمة الاستخدام الشاملتسمح نظم المعلومات الجغرافية باستخدام معلومات رسم الخرائط على مستوى رسومات الأعمال ، مما يجعلها متاحة لأي تلميذ أو رجل أعمال ، وليس فقط الجغرافي المتخصص. هذا هو السبب في أن اعتماد العديد من القرارات القائمة على تقنيات نظم المعلومات الجغرافية لا يقتصر على إنشاء الخرائط ، بل يستخدم فقط بيانات رسم الخرائط.

تنظيم البيانات في نظم المعلومات الجغرافية. يتم تخزين البيانات المواضيعية في نظم المعلومات الجغرافية في شكل جداول ، لذلك لا توجد مشاكل في تخزينها وتنظيمها في قواعد البيانات. أكبر المشاكل هي تخزين وتصور البيانات الرسومية.

الفئة الرئيسية لبيانات نظم المعلومات الجغرافية هي تنسيق البيانات التي تحتوي على معلومات هندسية وتعكس الجانب المكاني. الأنواع الأساسية لبيانات الإحداثيات: نقطة (عقد ، رؤوس) ، خط (مفتوح) ، كفاف (خط مغلق) ، مضلع (نطاق ، منطقة). في الممارسة ، لبناء أشياء حقيقيةيستخدم أكثرالبيانات (على سبيل المثال ، العقدة المتدلية ، العقدة الزائفة ، العقدة العادية ، التغطية ، الطبقة ، إلخ). على التين. يوضح الشكل 3.1 أهم العناصر المدروسة لبيانات التنسيق.

تحتوي أنواع البيانات المدروسة على عدد أكبر من العلاقات المختلفة ، والتي يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات:

  • علاقات لبناء كائنات معقدة من عناصر بسيطة ؛
  • العلاقات المحسوبة بإحداثيات الأشياء ؛
  • العلاقات المحددة من خلال وصف ودلالات محددة عند إدخال البيانات.

في الحالة العامة ، يمكن أن تحتوي نماذج البيانات المكانية (الإحداثية) على متجه أو تمثيل نقطي (خلوي) ، أو تحتوي على خصائص طوبولوجية أو لا تحتوي عليها. يسمح هذا الأسلوب بتصنيف النماذج إلى ثلاثة أنواع: نموذج نقطي ؛ نموذج متجه غير طوبولوجي ؛ ناقلات نموذج طوبولوجي. كل هذه النماذج قابلة للتحويل بشكل متبادل. ومع ذلك ، عند الحصول على كل منها ، من الضروري مراعاة ميزاتها. في شكل GIS لتمثيل بيانات الإحداثيات ، هناك نوعان فرعيان رئيسيان من النماذج: المتجهات والنقطية (خلويأو فسيفساء). فئة من النماذج ممكن أن تحتوي على خصائص كل من المتجهات والفسيفساء. انهم يسمى نماذج هجينة.

أرز. 3.1.

يتضمن التمثيل الرسومي للموقف على شاشة الكمبيوتر عرض صور بيانية مختلفة على الشاشة. تتكون الصورة الرسومية التي تم إنشاؤها على شاشة الكمبيوتر من جزأين مختلفين من وجهة نظر بيئة التخزين - "ركيزة" رسومية أو خلفية رسومية وكائنات رسومية أخرى. فيما يتعلق بهذه الصور الرسومية الأخرى ، فإن "ركيزة الصورة" هي صورة "مساحية" أو مكانية ثنائية الأبعاد. تكمن المشكلة الرئيسية في تنفيذ تطبيقات المعلومات الجغرافية في صعوبة الوصف الرسمي لموضوع معين وعرضه على خريطة إلكترونية.

وبالتالي ، فإن تقنيات المعلومات الجغرافية تهدف إلى الإدخال الواسع في الممارسة لطرق ووسائل تفاعل المعلومات عبر البيانات المكانية والزمانية ، المقدمة في شكل نظام خرائط إلكترونية ، وبيئات موجهة نحو الموضوع لمعالجة المعلومات غير المتجانسة لفئات مختلفة من المستخدمين .

دعنا نلقي نظرة فاحصة على النماذج الرسومية الرئيسية.

أنماط المتجهاتتستخدم على نطاق واسع في نظم المعلومات الجغرافية. إنها مبنية على ناقلات تشغل جزءًا من المساحة ، على عكس النماذج النقطية التي تشغل المساحة بأكملها. هذا يحدد ميزتها الرئيسية - متطلبات أوامر من حيث الحجم أقل من الذاكرة للتخزين ووقت أقل يقضيه في المعالجة والعرض ، والأهم من ذلك - دقة أعلى في تحديد المواقع وعرض البيانات. عند بناء نماذج المتجهات ، يتم إنشاء الكائنات عن طريق ربط النقاط بخطوط مستقيمة ، وأقواس من الدوائر ، وخطوط متعددة الخطوط. كائنات المساحي - يتم تحديد المناطق بواسطة مجموعات من الخطوط.

تُستخدم نماذج المتجهات بشكل أساسي في تطبيقات النقل والمرافق والتسويق GIS. تسمى أنظمة GIS التي تعمل بشكل أساسي مع نماذج المتجهات باسم Vector GIS. في GIS الحقيقي ، لا يتعاملون مع الخطوط والنقاط المجردة ، ولكن مع الأشياء التي تحتوي على خطوط ومناطق تشغل موقعًا مكانيًا ، وكذلك مع العلاقات المعقدة بينها. لذلك ، يعرض نموذج بيانات GIS المتجه الكامل البيانات المكانية كمجموعة من الأجزاء الرئيسية التالية: كائنات هندسية (متري) (نقاط وخطوط ومضلعات) ؛ السمات - الميزات المرتبطة بالأشياء ؛ الروابط بين الأشياء. تستخدم نماذج المتجهات (للكائنات) كنموذج أولي سلسلة من الإحداثيات التي تشكل خطًا. الخط هو حد أو قطعة أو سلسلة أو قوس. يتم تحديد الأنواع الرئيسية لبيانات الإحداثيات في فئة نماذج المتجهات من خلال خط العنصر الأساسي على النحو التالي. يتم تعريف النقطة على أنها خط متدهور بطول صفري ، ويتم تعريف الخط على أنه خط بطول محدود ، ويتم تمثيل المنطقة بتسلسل مقاطع متصلة. يمكن أن يكون كل قسم من الخط حدًا لمنطقتين أو تقاطعين (عقد). مقطع الحد المشترك بين التقاطعين (عقدتين) له أسماء مختلفة مرادفة في مجال GIS. يفضل منظرو الرسم البياني مصطلح "حافة" على كلمة "خط" ، ويستخدمون مصطلح "قمة الرأس" للإشارة إلى التقاطع. أقرت المعايير الوطنية الأمريكية رسميًا مصطلح "سلسلة". في بعض الأنظمة ( Arcinfo, GeoDraw) المصطلح "قوس". على عكس المتجهات العادية في الهندسة ، فإن للأقواس سماتها الخاصة. تحدد سمات القوس المضلعات على جانبيها. فيما يتعلق بالتشفير المتسلسل القوسي ، يشار إلى هذه المضلعات على أنها يسار ويمين. يعتبر مفهوم القوس (السلسلة ، الحافة) أمرًا أساسيًا في نظام المعلومات الجغرافية المتجه.

يتم الحصول على نماذج المتجهات بطرق مختلفة. أحد أكثرها شيوعًا هو توجيه الصور الممسوحة ضوئيًا (نقطية).

التوجيه- إجراء اختيار كائنات متجهة باستخدام نقطيةوالحصول عليها في شكل متجه. من أجل التوجيه من الضروري جودة عالية(خطوط وخطوط مميزة) صور نقطية. لضمان الوضوح المطلوب للخطوط ، يتعين عليك أحيانًا تحسين جودة الصورة.

أثناء التوجيه ، من الممكن حدوث أخطاء ، ويتم تصحيحها على مرحلتين:

  • 1) تصحيح صورة نقطية قبل توجيهها ؛
  • 2) تصحيح الأجسام المتجهة.

تعرض نماذج المتجهات كائنات أو ظواهر مستمرة باستخدام مجموعات بيانات منفصلة. لذلك ، يمكننا التحدث عن تقدير المتجهات. في الوقت نفسه ، يتيح التمثيل المتجه إمكانية عكس تباين مكاني أكبر لبعض المناطق مقارنةً بالمناطق الأخرى ، مقارنةً بتمثيل نقطي ، والذي يرجع إلى عرض أوضح للحدود واعتمادها الأقل على الصورة الأصلية (الصورة) مقارنةً بالتمثيل النقطي. مع عرض نقطي. هذا هو الحال بالنسبة للظواهر الاجتماعية والاقتصادية والديموغرافية ، والتي يكون تباينها أكثر كثافة في عدد من المناطق.

بعض الكائنات هي كائنات متجهة حسب التعريف ، مثل حدود قطعة الأرض المقابلة ، وحدود المقاطعات ، إلخ. لذلك ، تُستخدم نماذج المتجهات بشكل شائع لجمع بيانات هندسة الإحداثيات (السجلات الطبوغرافية) ، وبيانات الحدود القانونية ، وما إلى ذلك.

ميزات نماذج المتجهات:في تنسيقات المتجهات ، يتم تعريف مجموعة البيانات بواسطة كائنات قاعدة البيانات. يمكن لنموذج المتجه تنظيم الفراغ في أي تسلسل وإعطاء "وصول عشوائي" للبيانات. من الأسهل تنفيذ العمليات باستخدام كائنات خطية ونقطية ، على سبيل المثال ، تحليل الشبكة - تطوير طرق المرور على طول شبكة الطرق ، واستبدال الرموز. في التنسيقات النقطية ، يجب أن تشغل ميزة النقطة خلية بأكملها. هذا يخلق عددًا من الصعوبات المتعلقة بالنسبة بين حجم البيانات النقطية وحجم الكائن.

فيما يتعلق بدقة بيانات المتجه ، هنا يمكننا التحدث عن ميزة نماذج المتجهات على تلك النقطية ، حيث يمكن تشفير بيانات المتجه بأي درجة يمكن تصورها من الدقة ، والتي تقتصر فقط على إمكانيات طريقة التمثيل الداخلي للإحداثيات . عادةً ما يتم استخدام 8 أو 16 منزلًا عشريًا (دقة مفردة أو مزدوجة) لتمثيل بيانات المتجه. تتوافق فقط بعض فئات البيانات التي تم الحصول عليها أثناء عملية القياس مع دقة بيانات المتجه: هذه هي البيانات التي تم الحصول عليها من خلال المسح الدقيق (هندسة الإحداثيات) ؛ خرائط مناطق صغيرة بناءً على إحداثيات طبوغرافية وحدود سياسية محددة بالمسح الدقيق.

ليست كل الظواهر الطبيعية لها حدود واضحة مميزة يمكن تمثيلها في شكل خطوط محددة رياضيًا. هذا يرجع إلى ديناميات الظواهر أو طرق جمع المعلومات المكانية. التربة وأنواع النباتات والمنحدرات وموائل الحياة البرية - كل هذه الكائنات ليس لها حدود واضحة. عادةً ما يبلغ سمك الخطوط الموجودة على الخريطة 0.4 مم وغالبًا ما يُنظر إليها على أنها تمثل عدم اليقين في موضع الكائن. في النظام النقطي ، يُعطى عدم اليقين هذا من خلال حجم الخلية. لذلك ، يجب أن نتذكر أنه في نظام المعلومات الجغرافية ، يعطي حجم الخلية النقطية وعدم اليقين في موضع كائن المتجه ، وليس دقة الإحداثيات ، مؤشرًا حقيقيًا على الدقة. لتحليل العلاقات في نماذج المتجهات ، من الضروري مراعاة خصائصها الطوبولوجية ، أي ضع في اعتبارك النماذج الطوبولوجية ، وهي نوع من نماذج بيانات المتجهات.

في النماذج النقطيةيتم تنفيذ معظم التكتم بطريقة بسيطة- يتم عرض الكائن بأكمله (منطقة الدراسة) في الخلايا المكانية التي تشكل شبكة منتظمة. تتوافق كل خلية في نموذج البيانات النقطية مع نفس الحجم ، ولكن لها خصائص مختلفة (اللون ، الكثافة) مساحة السطح. تتميز خلية النموذج بقيمة واحدة ، وهي الخاصية المتوسطة لمساحة السطح. هذا الإجراء يسمى بكسل.تنقسم النماذج النقطية إلى منتظم غير منتظمو متداخلفسيفساء (متكررة أو هرمية). هناك ثلاثة أنواع من الأسطح العادية المسطحة: مربع (الشكل 3.2) ، ومثلث ، ومسدس (الشكل 3.3).


أرز. 3.2


أرز. 3.3

الشكل المربع مناسب لمعالجة كميات كبيرة من المعلومات ، والشكل المثلثي مخصص لإنشاء أسطح كروية. تستخدم الشبكات المثلثة ذات الشكل غير المنتظم كفسيفساء غير منتظمة ( شبكة غير منتظمة مثلثة - TIN)ومضلعات تيسن (الشكل 3.4). إنها ملائمة لإنشاء نماذج رقمية لعلامات التضاريس من مجموعة معينة من النقاط.

وبالتالي ، يحتوي نموذج المتجه على معلومات حول موقع الكائن ، ويحتوي النموذج النقطي على معلومات حول ما يقع في نقطة واحدة أو أخرى من الكائن. نماذج المتجهات ثنائية أو شبه ثنائية.


أرز. 3.4.

إذا كان نموذج المتجه يوفر معلومات حول مكان وجود هذا الكائن أو ذاك ، فإن نموذج البيانات النقطية يوفر معلومات حول ما يقع في نقطة واحدة أو أخرى من المنطقة. يحدد هذا الغرض الرئيسي من النماذج النقطية - العرض المستمر للسطح. في النماذج النقطية ، يتم استخدام عنصر الفضاء ثنائي الأبعاد ، بكسل (خلية) ، كنموذج ذري. تشكل مجموعة مرتبة من النماذج الذرية نقطية ، والتي بدورها هي نموذج لخريطة أو كائن جغرافي. نماذج المتجهات ثنائية أو شبه ثنائية. تسمح لك الصور النقطية بعرض الألوان النصفية وظلال الألوان. بشكل نموذجي ، يجب أن يكون لكل عنصر نقطي أو كل خلية كثافة أو قيمة لون واحدة فقط. هذا لا ينطبق في جميع الحالات. على سبيل المثال ، عندما يمكن لحد نوعين من التغطية أن يمر عبر مركز عنصر نقطي ، يتم إعطاء العنصر قيمة تميز غالبية الخلية أو نقطة مركزها.

تسمح بعض الأنظمة بقيم متعددة لعنصر نقطي واحد. بالنسبة للنماذج النقطية ، هناك عدد من الخصائص: الدقة ، والقيمة ، والاتجاه ، والمناطق ، والموضع.

إذن- الحد الأدنى للحجم الخطي لأصغر جزء من المساحة المعروضة (السطح) ، معروضًا بمقدار بكسل واحد. عادةً ما تكون البيكسلات مستطيلات أو مربعات ، وغالبًا ما يتم استخدام المثلثات والسداسيات. النقطية ذات الحجم الأصغر للخلية لديها دقة وضوح أعلى. تشير الدقة العالية إلى وفرة التفاصيل ، والكثير من الخلايا ، والحد الأدنى لحجم الخلية.

معنى- عنصر معلومات مخزن في عنصر نقطي (بكسل). نظرًا لاستخدام البيانات المكتوبة أثناء المعالجة ، أي الحاجة إلى تحديد أنواع قيمة النموذج النقطي. يتم تحديد نوع القيم في الخلايا النقطية من خلال الظاهرة الحقيقية وخصائص نظام المعلومات الجغرافية. على وجه الخصوص ، يمكن للأنظمة المختلفة استخدام فئات مختلفة من القيم: الأعداد الصحيحة ، والقيم الحقيقية (العشرية) ، والقيم الحرفية. يمكن أن تكون الأرقام الصحيحة بمثابة خصائص كثافة بصرية أو رموز تشير إلى موضع في جدول مرفق أو وسيلة إيضاح. على سبيل المثال ، فإن وسيلة الإيضاح التالية ممكنة ، مع الإشارة إلى اسم فئة التربة: O - فئة فارغة ، 1 - طفيلية ، 2 - رملي ، 3 - حصى ، إلخ.

توجيه- الزاوية بين الاتجاه إلى الشمال وموضع أعمدة المسح.

منطقةيتضمن النموذج النقطي الخلايا المجاورة لبعضها البعض والتي لها نفس القيمة. يمكن أن تكون المنطقة كائنات فردية ، وظواهر طبيعية ، ونطاقات من أنواع التربة ، وعناصر هيدروغرافيا ، وما إلى ذلك. للإشارة إلى جميع المناطق التي لها نفس القيمة ، يتم استخدام مفهوم "فئة المنطقة". بطبيعة الحال ، قد لا تحتوي كل طبقات الصورة على مناطق. الخصائص الرئيسية للمنطقة هي معناها وموقعها.

منطقة عازلة- منطقة ، تتم إزالة حدودها على مسافة معروفة من أي كائن على الخريطة. يمكن إنشاء مناطق عازلة ذات عروض مختلفة حول الكائنات المحددة بناءً على جداول الخصائص المرتبطة.

موضععادةً ما يتم تقديمها بواسطة زوج من الإحداثيات المرتب (رقم الصف ورقم العمود) الذي يحدد بشكل فريد موضع كل عنصر من المساحة المعروضة في البيانات النقطية. عند مقارنة نماذج المتجهات والنقطية ، نلاحظ ملاءمة نماذج المتجهات لتنظيم علاقات الكائنات والعمل معها. ومع ذلك ، باستخدام الحيل البسيطة ، مثل تضمين العلاقات في جداول البيانات الجدولية ، يمكنك تنظيم العلاقات في أنظمة البيانات النقطية أيضًا.

أسئلة تحتاج إلى معالجة دقةعرض في النماذج النقطية. في التنسيقات النقطية ، في معظم الحالات ، ليس من الواضح ما إذا كانت الإحداثيات تشير إلى النقطة المركزية للبكسل أو إلى أحد أركانها. لذلك ، يتم تعريف دقة التثبيت لعنصر نقطي على أنها 1/2 عرض الخلية وارتفاعها.

النماذج النقطية لديها ما يلي مزايا:

  • لا تتطلب البيانات النقطية معرفة أولية بالظواهر ، حيث يتم جمع البيانات من شبكة نقاط موزعة بشكل موحد ، مما يجعل من الممكن في المستقبل الحصول على خصائص موضوعية للكائنات قيد الدراسة بناءً على طرق المعالجة الإحصائية. نتيجة لذلك ، يمكن استخدام النماذج النقطية لدراسة الظواهر الجديدة التي لم يتم تجميع أي مادة عنها. نظرًا لبساطتها ، فإن هذه الطريقة هي الأكثر استخدامًا ؛
  • البيانات النقطية أسهل في المعالجة باستخدام خوارزميات متوازية وبالتالي توفر أداءً أعلى مقارنةً ببيانات المتجه ؛
  • بعض المهام ، مثل إنشاء منطقة عازلة ، يسهل حلها في شكل نقطي ؛
  • تسمح لك العديد من النماذج النقطية بإدخال بيانات المتجه ، بينما يكون الإجراء العكسي صعبًا للغاية بالنسبة لنماذج المتجهات ؛
  • تعتبر عمليات التحويل النقطي أبسط من الناحية الحسابية من عمليات التوجيه ، والتي تتطلب غالبًا حكم الخبراء.

يمكن تنظيم الخريطة الرقمية في طبقات متعددة (تراكبات أو خرائط سفلية). تمثل الطبقات في GIS مجموعة من نماذج رسم الخرائط الرقمية المبنية على أساس الارتباط (الكتابة) للكائنات المكانية التي لها ميزات وظيفية مشتركة. تشكل مجموعة الطبقات الأساس المتكامل للجزء الرسومي لنظام المعلومات الجغرافية. يظهر مثال على طبقات GIS المتكاملة في الشكل. 3.5

أرز. 3.5

نقطة مهمة في تصميم نظام المعلومات الجغرافية هي أبعاد النموذج. يتم استخدام نماذج إحداثيات ثنائية الأبعاد (2D) وثلاثية الأبعاد (3D). تُستخدم النماذج ثنائية الأبعاد لبناء الخرائط ، بينما تُستخدم النماذج ثلاثية الأبعاد لنمذجة العمليات الجيولوجية ، وتصميم الهياكل الهندسية (السدود ، والخزانات ، والمحاجر ، وما إلى ذلك) ، ونمذجة تدفقات الغاز والسائل.

هناك نوعان من النماذج ثلاثية الأبعاد:

  • 1) ثلاثي الأبعاد الزائف ، عندما يكون الإحداثي الثالث ثابتًا ؛
  • 2) تمثيل حقيقي ثلاثي الأبعاد.

تقوم معظم نظم المعلومات الجغرافية الحديثة بمعالجة المعلومات المعقدة:

  • جمع البيانات الأولية ؛
  • تراكم المعلومات وتخزينها ؛
  • أنواع مختلفةالنمذجة (الدلالية ، المحاكاة ، الهندسية ، الكشف عن مجريات الأمور) ؛
  • تصميم آلي
  • دعم التوثيق.

أدت المهام العديدة التي تنشأ في الحياة إلى إنشاء نظم معلومات جغرافية مختلفة يمكنها ذلك تصنف وفق المعايير التالية:

  • 1) بواسطة وظائف :
    • نظام المعلومات الجغرافية للأغراض العامة كامل المواصفات ،
    • تركز نظم المعلومات الجغرافية المتخصصة على حل مشكلة معينة في أي مجال موضوع ،
    • نظم المعلومات والمراجع للاستخدام المنزلي والمعلومات والمراجع.

يتم أيضًا تحديد وظيفة نظام المعلومات الجغرافية مبدأ معماريمنشآتهم:

  • الأنظمة المغلقة - ليس لديها خيارات توسع ، فهي قادرة على أداء مجموعة الوظائف فقط التي تم تحديدها بشكل فريد في وقت الشراء ،
  • أنظمة مفتوحةمن السهل تكييفها وقابليتها للتوسيع ، حيث يمكن للمستخدم إكمالها بنفسه باستخدام جهاز خاص (لغات برمجة مدمجة) ؛
  • 2) مكاني (الإقليمية) تغطية:
    • عالمي (كوكبي) ،
    • على الصعيد الوطني ،
    • الإقليمية ،
    • محلي (بما في ذلك البلدية) ؛
  • 3) التوجه المواضيعي المشكلة:
    • الجغرافية العامة ،
    • إدارة البيئة والطبيعة ،
    • قطاعي (موارد مائية ، إدارة غابات ، جيولوجية ، سياحة ، إلخ) ؛
  • 4) طريقة تنظيم البيانات الجغرافية:
    • المتجه،
    • النقطية
    • ناقلات النقطية نظم المعلومات الجغرافية.

مثل مصادر البياناتلتشكيل نظم المعلومات الجغرافية هي:

  • مواد رسم الخرائط(الخرائط الطبوغرافية والجغرافية العامة ، خرائط التقسيم الإداري الإقليمي ، المخططات المساحية ، إلخ). المعلومات الواردة من الخرائط ذات مرجع جغرافي ، لذلك من الملائم استخدامها كطبقة GIS أساسية. إذا لم تكن هناك خرائط رقمية لمنطقة الدراسة ، فسيتم تحويل الأصول الرسومية للخرائط إلى عرض رقمي;
  • بيانات الاستشعار عن بعد(يشار إليها فيما يلي باسم RSD) يتم استخدامها بشكل متزايد لتشكيل قواعد بيانات GIS. تتضمن ERS بشكل أساسي المواد التي تم الحصول عليها من حاملات الفضاء. بالنسبة للاستشعار عن بعد ، يتم استخدام مجموعة متنوعة من التقنيات للحصول على الصور وإرسالها إلى الأرض ، ويتم وضع ناقلات معدات التصوير (المركبات الفضائية والأقمار الصناعية) في مدارات مختلفة ومجهزة بمعدات مختلفة. بفضل هذا ، يتم الحصول على صور تختلف في مستويات مختلفة من الرؤية والتفاصيل في عرض كائنات البيئة الطبيعية في نطاقات طيفية مختلفة (الأشعة تحت الحمراء المرئية والقريبة والأشعة تحت الحمراء الحرارية ونطاق الراديو). كل هذا يؤدي إلى مجموعة واسعة من المشاكل البيئية التي يتم حلها باستخدام الاستشعار عن بعد. تشمل تقنيات الاستشعار عن بعد المسوحات الجوية والأرضية وغيرها من طرق عدم الاتصال مثل المسوحات المائية الصوتية لقاع البحر. توفر مواد هذه الاستطلاعات معلومات كمية ونوعية حول مختلف كائنات البيئة الطبيعية ؛
  • مواد المسوحات الميدانية للمناطقتشمل بيانات من المسوحات الطبوغرافية والهندسية والجيوديسية ، والمسوحات المساحية ، والقياسات الجيوديسية للأجسام الطبيعية التي يتم إجراؤها حسب المستويات ، والمزواة ، ومحطات المجموع الإلكترونية ، وأجهزة استقبال GPS ، وكذلك نتائج المسوحات للأقاليم باستخدام الأساليب الجيولوجية وغيرها ، على سبيل المثال ، الدراسات على حركة الحيوانات وتحليل التربة وما إلى ذلك ؛
  • بيانات احصائيةتحتوي على بيانات من الخدمات الإحصائية الحكومية لمختلف قطاعات الاقتصاد الوطني ، وكذلك بيانات من مراكز مراقبة قياس ثابتة (بيانات هيدرولوجية وبيانات أرصاد جوية ، ومعلومات عن تلوث البيئة ، وما إلى ذلك) ؛
  • بيانات الأدب(منشورات مرجعية وكتب ودراسات ومقالات تحتوي على مجموعة متنوعة من المعلومات حول أنواع معينة من الكائنات الجغرافية).

في GIS ، نادرًا ما يتم استخدام نوع واحد من البيانات ، وغالبًا ما يكون مزيجًا من البيانات المختلفة لأي منطقة.

المجالات الرئيسية لاستخدام نظم المعلومات الجغرافية:

  • البطاقات الإلكترونية
  • الاقتصاد الحضري؛
  • سجل عقاري لأراضي الدولة ؛
  • علم البيئة.
  • الاستشعار عن بعد؛
  • اقتصاد؛
  • أنظمة عسكرية خاصة.

في الممارسة العملية ، نظم المعلومات الجغرافية مثل Arcinfoو برنامج ArcView GIS.تم تطوير كلا النظامين بواسطة شركة أمريكية ESRI(www.esri.com ، www.dataplus.ru) وهي شائعة جدًا في العالم.

من نظم المعلومات الجغرافية الغربية البسيطة نسبيًا ، والتي بدأت نسبها بتحليل المناطق بالمقدار الضروري للأعمال التجارية ونسبيًا تطبيقات بسيطة، يمكننا استدعاء النظام mapinfo ،وهو أيضًا منتشر جدًا في العالم. يتقدم هذا النظام بسرعة كبيرة ويمكنه اليوم منافسة نظم المعلومات الجغرافية الأكثر تقدمًا.

مؤسَّسة انترجراف(www.intergraph.com) مقدمة من GIS mgeيعتمد على نظام يشبه AutoCAD ميكروستيشنالتي تنتجها الشركة بدورها لين.نظام MGEهي مجموعة كاملة من منتجات البرامج المختلفة التي تساعد في حل أكبر عدد من المشكلات الموجودة في مجال المعلوماتية الجغرافية.

تحتوي جميع هذه المنتجات أيضًا على خوادم GIS على الإنترنت تتيح لك نشر الخرائط الرقمية على الإنترنت. صحيح ، يجب أن نتحدث فقط عن المشاهدين ، لأنه من المستحيل اليوم توفير تحرير الخرائط الطوبولوجية من جانب عميل الإنترنت البعيد بسبب التخلف في كل من تقنيات نظم المعلومات الجغرافية والإنترنت.

دخلت مؤخرا سوق نظم المعلومات الجغرافية و مايكروسوفت،مما يؤكد أن نظام المعلومات الجغرافية سيصبح في المستقبل القريب نظامًا كهذا يجب على كل مستخدم لديه أدنى احترام لنفسه أن يمتلكه على جهاز الكمبيوتر الخاص به ، كما هو الحال اليوم تتفوقأو كلمة. مايكروسوفتصدر منتج عين (مايكروسوفت ماببوينت 2000 برامج خرائط الأعمال) ، والتي سيتم تضمينها في مكتب 2000. سيركز هذا المكون من المنتج المكتبي في المقام الأول على تخطيط الأعمال التجارية وتحليلها.

تكرار المفهوم Arcinfo ،ولكن النظام المحلي هو أدنى بكثير من الأخير من حيث الاكتمال الوظيفي GeoDraw ،تم تطويره في TsGI IGRAN (موسكو). إمكانياتها محدودة اليوم بشكل رئيسي من خلال الخرائط صغيرة الحجم. من وجهة نظرنا ، يبدو "شيخ" المعلومات الجغرافية المحلية ، GIS ، "أقوى" بكثير هنا Sinteks ABRIS.في الأخير ، يتم تمثيل وظائف تحليل المعلومات المكانية بشكل جيد.

في الجيولوجيا ، موقع GIS PARK (Laneco ، موسكو) قوي ، والذي يطبق أيضًا طرقًا فريدة لنمذجة العمليات المقابلة.

يمكن اعتبار نظامين محليين الأكثر "تقدمًا" في مجال العرض وواجب الخرائط المشبعة واسعة النطاق للمدن والخطط الرئيسية للمؤسسات الكبيرة: GeoCosm(GEOID، Gelendzhik) و InGeo (CSI Integro، Ufa، www.integro.ru). هذه الأنظمة هي من بين أحدث الأنظمة وبالتالي تم تطويرها على الفور باستخدام أحدث التقنيات. ولم يتم تطوير نظام InGeo من قبل المساحين بقدر ما تم تطويره من قبل المتخصصين الذين يعتبرون أنفسهم محترفين في مجال نماذج المحاكاة وأنظمة المساحة.

بشكل عام ، تقوم كل منظمة تقريبًا في روسيا بإنشاء نظام المعلومات الجغرافية الخاص بها. ومع ذلك ، فإن هذه العملية صعبة للغاية ، واحتمال إتمامها دون جدوى أعلى بما لا يقاس من احتمال تنفيذ خالٍ من المشاكل ، ناهيك عن إمكانية وجود منتج تجاري يسمح بالاغتراب عن المطورين.



تحميل...
قمة