Geoinformacione tehnologije, glavne karakteristike savremenog GIS-a. Geoinformacioni sistemi i tehnologije Geoinformacione tehnologije ukratko

Geoinformacioni sistemi i tehnologije

Geografski informacioni sistem (GIS) je multifunkcionalni informacioni sistem dizajniran za prikupljanje, obradu, modeliranje i analizu prostornih podataka, njihov prikaz i upotrebu u rješavanju računskih problema, pripremi i donošenju odluka. Osnovna svrha GIS-a je formiranje znanja o Zemlji, pojedinim teritorijama, terenu, kao i blagovremeno donošenje potrebnih i dovoljnih prostornih podataka korisnicima radi postizanja najveće efikasnosti njihovog rada.

Geoinformacione tehnologije (GIT) su informacione tehnologije za obradu geografski organizovanih informacija.
Glavna karakteristika GIS-a, koja određuje njegove prednosti u odnosu na druge AIS, jeste prisustvo geoinformacione osnove, tj. digitalne karte (CC) koje pružaju potrebne informacije o zemljinoj površini. Istovremeno, Centralni komitet mora osigurati:
tačno uvezivanje, sistematizacija, selekcija i integracija svih ulaznih i pohranjenih informacija (jedan adresni prostor);
složenost i jasnoća informacija za donošenje odluka;
mogućnost dinamičkog modeliranja procesa i pojava;
mogućnost automatizovanog rešavanja problema vezanih za analizu karakteristika teritorije;
sposobnost brze analize situacije u hitnim slučajevima.
Istorija razvoja GIT-a seže do rada R. Tomlesona na stvaranju kanadskog GIS-a (CGIS), sprovedenog 1963-1971.
U širem smislu, GIT je skup podataka i analitički alat za rad sa koordinisanim informacijama. GIT nije informaciona tehnologija u geografiji, već informaciona tehnologija za obradu geografski organizovanih informacija.
Suština GIT-a se očituje u njegovoj sposobnosti da kartografskim (grafičkim) objektima poveže neke deskriptivne (atributivne) informacije (prvenstveno alfanumeričke i druge grafičke, zvučne i video informacije). Po pravilu, alfanumeričke informacije su organizovane u obliku tabela relacionih baza podataka. U najjednostavnijem slučaju, svakom grafičkom objektu (i obično se razlikuju objekti tačke, linije i površine) dodijeljen je red tablice - unos u bazi podataka. Upotreba takve veze, zapravo, otvara tako bogatu funkcionalnost za GIT. Ove mogućnosti se, naravno, razlikuju od sistema do sistema, ali postoji osnovni skup funkcionalnosti koji se obično nalazi u bilo kojoj GIT implementaciji, kao što je mogućnost da se odgovori na pitanja „šta je ovo?“. označavanje objekta na karti i "gdje je?" izbor na karti objekata odabranih prema nekom stanju u bazi podataka. Osnovno može uključivati i odgovor na pitanje "šta je sljedeće?" i njegove različite modifikacije. Istorijski prvi i najveći univerzalna upotreba GIT je pronalaženje informacija, sistemi pomoći.
Stoga se GIT može smatrati svojevrsnim proširenjem tehnologije baze podataka za koordinirane informacije. Ali čak iu ovom smislu jeste novi način integraciju i strukturiranje informacija. To je zbog činjenice da se u stvarnom svijetu većina informacija odnosi na objekte za koje njihov prostorni položaj, oblik i relativni položaj igraju važnu ulogu, te stoga GIT u mnogim aplikacijama značajno proširuje mogućnosti konvencionalnog DBMS-a, budući da GIT je praktičniji i intuitivniji za upotrebu i daju DL-u njihov "kartografski interfejs" za organizovanje upita bazi podataka, zajedno sa sredstvima za generisanje "grafičkog" izveštaja. I konačno, GIT dodaje potpuno novu funkcionalnost konvencionalnim DBMS-ovima - korištenje prostornih odnosa između objekata.
GIT vam omogućava da izvodite operacije na skupovima kartografskih objekata sličnih običnim relacionim (JOIN, UNION, INTERSEction). Operacije ove grupe nazivaju se prekrivačima, jer u različitim verzijama koriste prostorno nametanje jednog skupa objekata na drugi. U stvari, operacije preklapanja imaju veliki analitički potencijal, a za mnoga područja primjene GIT-a su glavne koje pružaju rješenje primijenjenih problema (namjena zemljišta, integrisana procjena teritorija i dr.).
GIT nudi potpuno novi put za razvoj kartografije. Prije svega, glavni nedostaci su prevaziđeni obične karte: statični podaci i ograničen kapacitet "papira" kao nosioca informacija. Posljednjih desetljeća, ne samo složene specijalizirane karte kao što su ekološke karte, već i brojne obične papirne karte postale su "nečitljive" zbog preopterećenosti informacijama. GIT rješava ovaj problem upravljanjem prikazivanjem informacija. Postaje moguće prikazati na ekranu ili na štampanoj kopiji samo one objekte ili njihove skupove koji su korisniku u ovom trenutku potrebni. To jest, u stvari se vrši prijelaz sa složenih složenih karata na niz međusobno povezanih privatnih karata. Istovremeno, obezbjeđuju se bolje strukturirane informacije koje omogućavaju njihovo efikasno korištenje (manipulacija, analiza podataka, itd.). Očigledno, postoji tendencija povećanja uloge HIT-a u procesu aktivacije informacionih resursa, jer ogroman niz kartografskih informacija može se efikasno pretvoriti u aktivni mašinski čitljiv oblik samo uz pomoć GIT-a. Također, u GIT-u, mapa postaje istinski dinamičan objekt.

Ovo posljednje je zbog sljedećih novih karakteristika GIT-a:
skalabilnost;
transformacija projekcija karte:
promjenom sastava objekta karte;
"ispitivanje" kroz mapu u realnom vremenu brojnih baza podataka koje sadrže promjenjive informacije;
promjenom simbologije, odnosno načina na koji se objekti prikazuju (boja, tip linije, itd.), uključujući i definiciju simbologije kroz vrijednosti atributa objekata, što vam omogućava da sinkronizirate vizualizaciju s promjenama u baza podataka.
Sada je široko prihvaćeno da GIT nije klasa ili tip softverski sistemi, već osnovna tehnologija (kišobran tehnologija) za mnoge računarske aplikacije (metode i programe) koje rade sa prostornim informacijama.
Budući da su DCM skupovi podataka složene strukture, preporučljivo je predstaviti ih u različitim formatima. Pod DCM formatom se podrazumijeva posebno uveden sistem klasifikacije i kodiranja podataka o terenu. Efikasnost rješavanja funkcionalnih zadataka (FL) u vojnim kontrolnim sistemima u velikoj mjeri zavisi od usvojenog formata CCM. Tako, na primjer, u slučaju predstavljanja terena konturnim linijama, proračun profila terena oduzima hiljade puta više vremena nego kada se teren prikazuje u obliku matrice visina.
Jedna od najvažnijih i najčešćih vrsta informacija potrebnih za geoinformacije je izrada slike dijela karte na AWP ekranu (vizuelizacija karte). Ali sredstva za prikazivanje MSC-a na ekranu radne stanice, zajedno sa gore navedenim zahtjevima za pristupna sredstva, moraju zadovoljiti i niz specifičnih zahtjeva zbog potrebe za ljudskom percepcijom informacija. U suštini, ovo su sljedeći ergonomski zahtjevi, koje treba uzeti u obzir u kombinaciji s ostalima:
prema "čitljivosti" situacije (tj. da ima dovoljno visoke karakteristike brzine i pouzdanosti percepcije informacija iz operativne situacije na pozadini karte);
prema "čitljivosti" karte (tj. da ima dovoljno visoke karakteristike brzine i pouzdanosti percepcije stvarnih kartografskih informacija od strane osobe);
prema „udobnosti“ percepcije (tj. oblik prikaza podataka ne bi trebao izazvati preveliki stres kod osobe pri percipiranju informacija i iritaciju njegovih osjetila kako bi se osiguralo potrebno vrijeme održavanja njegove radne sposobnosti).
Savezni zakon zahtijeva različite podatke o terenu za svoje rješenje. Prema autorima, cijeli skup ovih zadataka može se podijeliti u četiri glavne klase prema prirodi upotrebe CCM-a:
zadaci koji zahtijevaju izdavanje slike karte uređajima I/O alati za automatizaciju i njihovo korištenje kao pozadina za prikaz operativne situacije (OCF);
zadaci koji koriste informacije o prirodi i profilima terena (OHPM);
zadaci koji koriste informacije o putnoj mreži (RDS);
zadaci koji koriste informacije o lokaciji objekta unutar teritorije države, zone odgovornosti ili neutralne teritorije (WMO).
Zadaci OKF-a su svi zadaci koji odražavaju operativnu situaciju na terenu u procesu dijaloga sa korisnikom. Ovi zadaci mogu prikazati "iznad mape" informacije o grupacijama prijateljskih i neprijateljskih trupa, zonama radioaktivne, hemijske, biološke kontaminacije, kontinuiranog uništavanja, požarima, poplavama, pravcima i linijama djelovanja, područjima koncentracije itd. da brzo prikažete sliku karte na AWS ekranu u različitim razmerama.
U zadaće OHPM-a spadaju i poslovi odabira mjesta za razmještaj radio-relejnih stanica (RRS), troposferskih stanica (TRS), radarskih stanica (PJIC), elektronske obavještajne službe, elektronskog ratovanja itd. Poslovi procene zaštitnih svojstava terena u zonama razmeštaja komandnih mesta (KP) i centara veze (CS), planiranje uticaja požara i dr. takođe pripadaju klasi OHPM. Karakteristika OHPM problema je potreba da se velikom brzinom odrede karakteristike terena u blizini tačke sa proizvoljnim koordinatama.
Zadaci RDS-a su, posebno, zadaci utvrđivanja rute i planiranja redosleda kretanja vojnih formacija, optimalno planiranje transporta zaliha ili pošte i neke druge. Ovi zadaci koriste DSM podatke o putnoj mreži, koji se moraju prikazati u posebnom obliku - u obliku grafa u kojem svi putevi koji se ukrštaju imaju zajednički vrh na raskrsnicama.
Zadaci MPO koriste podatke o državnim (kopnenim i morskim) i drugim granicama u MSC-u, koji su specificirani u posebnom obliku - u obliku zatvorenih kontura.
Prema vrsti potreba za informacijama, mnogi savezni zakoni mogu se istovremeno pripisati nekoliko različitih klasa. Konkretno, zadatak određivanja optimalnog područja primjene RRS može imati svojstva OHPM i RDS klasa, au procesu rješavanja za organizaciju dijaloga sa korisnikom svojstva OKF klase.

U vezi sa dubokom prožimanjem GIS-a i drugih informacionih tehnologija, preporučljivo je razmotriti odnos GIT-a sa drugim tehnologijama.

Prije svega, ovo grafička tehnologija kompjuterski potpomognuto projektovanje (CAD), vektor grafički uređivači i, s druge strane, relacione DBMS tehnologije. Većina implementacija modernog GIT-a je, u svojoj srži, integracija ove dvije vrste informacionih tehnologija. Sljedeća vrsta srodne informacijske tehnologije je tehnologija obrade slike rasterskih grafičkih uređivača. Neke GIT implementacije su zasnovane na bitmap predstavljanju grafičkih podataka. Stoga, mnogi moderni GIS opće namjene integrišu mogućnosti i vektorske i rasterske reprezentacije. Zauzvrat, brojne tehnologije za obradu slike dizajnirane za rad s podacima iz zračnih i svemirskih istraživanja su vrlo blizu GIT-a, a ponekad i djelomično obavljaju svoje funkcije. Ali obično su komplementarni GIT-u i imaju posebne alate za interakciju s njima (ERDAS LiveLink to ARC / INFO)

Usko povezane sa GIT-om su kartografske (geodetske) tehnologije koje se koriste u obradi podataka terenskih geodetskih snimanja i izradi karata na osnovu njih (prilikom izrade karata iz aerosnimka fotogrametrijskim tehnikama i pri radu sa digitalnim modelom terena). I ovdje postoji trend integracije, kao Velika većina modernih GIS-a uključuje alate za koordinatnu geometriju (COGO), koji vam omogućavaju da direktno koristite podatke terenskih geodetskih osmatranja, uključujući direktno iz instrumenata sa digitalnom registracijom ili sa satelitskih prijemnika. globalni sistem pozicioniranje (GPS). Fotogrametrijski paketi su obično orijentisani na rad sa GIS-om iu nekim slučajevima su uključeni u GIS kao moduli.

Suština GIT-a se očituje u njegovoj sposobnosti da kartografskim (grafičkim) objektima poveže neke deskriptivne (atributivne) informacije (prvenstveno alfanumeričke i druge grafičke, zvučne i video informacije). Po pravilu, alfanumeričke informacije su organizovane u obliku tabela relacionih baza podataka. U najjednostavnijem slučaju, svakom grafičkom objektu (tački, liniji ili području) je dodijeljen red tabele - unos u bazi podataka. Korištenje ove veze pruža bogatu funkcionalnost GIT-a. Ove mogućnosti se, naravno, razlikuju od sistema do sistema, ali postoji osnovni skup funkcionalnosti koji se obično nalazi u bilo kojoj GIT implementaciji, kao što je mogućnost da se odgovori na pitanja „šta je ovo?“. označavanje objekta na karti i "gdje je?" izbor na karti objekata odabranih prema nekom stanju u bazi podataka. Osnovno može uključivati i odgovor na pitanje "šta je sljedeće?" i njegove različite modifikacije. Istorijski gledano, prva i najuniverzalnija upotreba GIT-a je pronalaženje informacija, referentni sistemi.

Stoga se GIT može smatrati svojevrsnim proširenjem tehnologije baze podataka za koordinirane informacije. Ali čak iu tom smislu, on predstavlja novi način integracije i strukturiranja informacija. To je zbog činjenice da se u stvarnom svijetu većina informacija odnosi na objekte za koje njihov prostorni položaj, oblik i relativni položaj igraju važnu ulogu. Shodno tome, GIT u mnogim aplikacijama značajno proširuje mogućnosti konvencionalnog DBMS-a.

GIT je, kao i svaka druga tehnologija, fokusiran na rješavanje određenog niza zadataka. Budući da su oblasti primjene GIS-a prilično široke (vojna pitanja, kartografija, geografija, urbanizam, organizacija transportno dispečerskih službi itd.), zbog specifičnosti problema koji se rješavaju u svakom od njih, kao i karakteristika povezanih sa specifičnu klasu zadataka koji se rješavaju i sa zahtjevima za ulaznim i izlaznim podacima, preciznošću, tehnička sredstva i tako dalje, prilično je problematično govoriti o bilo kojoj pojedinačnoj GIS tehnologiji.

Istovremeno, svaki GIT uključuje niz operacija koje se mogu smatrati osnovnim. Razlikuju se u specifičnim implementacijama samo u detaljima, na primjer, softverska usluga za skeniranje i obradu nakon skeniranja, mogućnosti geometrijske transformacije originalne slike ovisno o početnim zahtjevima i kvaliteti materijala itd.

Budući da je gornji model generaliziran, prirodno je da ili ne sadrži zasebne blokove karakteristične za bilo koju pojedinu tehnologiju, ili obrnuto, uključuje one blokove koji u nekim slučajevima mogu izostati.

Na osnovu rezultata analize generalizovanog modela GIS tehnologije mogu se izdvojiti sledeće osnovne GIT operacije:

uređivački i pripremni radovi, odnosno prikupljanje, analiza i priprema početnih informacija (kartografskih podataka, aerofotografija, podataka daljinske detekcije, zemaljskih osmatranja, statističkih informacija, itd.) za automatsku obradu;
projektovanje geodetskih i matematičke osnove kart;
dizajn karte;
izrada projekta digitalne tematske karte;
pretvaranje početnih podataka u digitalni oblik;
izrada rasporeda tematskog sadržaja karte;
utvrđivanje metoda za automatsku konstrukciju tematskih sadržaja;
formiranje digitalne opće geografske osnove karte koja se kreira;
izrada digitalne tematske karte u skladu sa izrađenim projektom;
dobijanje izlaznih kartografskih proizvoda.

Za unos početnih informacija koriste se rasterski uređaji za skeniranje, digitalizatori, polutonski skeneri aerofotografskih negativa. Dobijeni digitalni nizovi podataka se unose u kompleks tehničkih sredstava za obradu rasterskih i vektorskih podataka, izgrađen na bazi radnih stanica i personalnih profesionalnih računara. Na istoj bazi alata provode se sve faze projektovanja, transformacije početnih informacija i kreiranja digitalne tematske karte.

Generisani digitalni kartografski model ulazi u kompleks tehničkih sredstava za generisanje izlaznih kartografskih proizvoda, uključujući plotere, štampače, specijalizovane uređaje za izlaz na foto medije itd.

Originalni i obrađeni digitalni podaci pohranjuju se u podsistemu za pohranu arhivskih podataka, koji je trenutno baziran na streamerima ili optičkim diskovima.

Područja primjene GIT-a su trenutno izuzetno raznolika.

Prije svega, to su razni katastri, sistemi za vođenje distribuirane privrede i infrastruktura. Ovdje se razvijaju specijalizirane aplikacije, na primjer, za sisteme: električne mreže elektroprivrede, kablovske mreže telefonske ili televizijske kompanije, složene cijevi velike kemijske tvornice, zemljišne knjige, operatere nekretnina, kao i aplikacije kao što su složeni sistemi koji služe mnogim komponentama infrastrukture grada ili teritorije

i sposoban za rješavanje složenih problema upravljanja i planiranja. Specifični ciljevi i zadaci u ovakvim sistemima su veoma različiti: od poslova inventara i računovodstva, javnih referentnih sistema do oporezivanja, urbanističkog planiranja i planiranja, planiranja novih transportnih ruta i optimizacije transporta, distribucije mreže resursa i usluga (skladišta, prodavnice, pomoć stanica hitne pomoći, iznajmljivanje automobila).

Još jedno razvijeno područje primjene GIT-a je računovodstvo, proučavanje i korištenje prirodnih resursa, uključujući zaštitu okoliša. Ovdje se nalaze i složeni i specijalizovani sistemi: za šumarstvo, vodoprivredu, proučavanje i zaštitu divlje faune i flore itd. Ovo područje primjene je u neposrednoj blizini upotrebe HIT-a u geologiji, kako u naučnim tako i u praktičnim zadacima. Nisu to samo zadaci informatička podrška, ali i, na primjer, problem predviđanja mineralnih nalazišta, praćenje ekoloških posljedica razvoja itd. U geološkim aplikacijama, kao i u ekološkim, važna je uloga aplikacija koje zahtijevaju kompleksno programiranje ili integraciju GIT-a sa specifičnim sistemima za obradu i modeliranje. Posebno se u tom pogledu ističu primjene u oblasti nafte i plina. Ovdje se, u fazi prospekcije i istraživanja, široko koriste seizmički podaci i vrlo specifičan i razvijen softver za njihovu obradu i analizu. Postoji velika potreba za kompleksnim rješenjima koja povezuju same geološke i druge probleme, a koji se ne mogu riješiti bez uključivanja univerzalnog GIS-a.

Odvojeno je potrebno izdvojiti čisto transportne zadatke. Među njima: planiranje novih transportnih ruta i optimizacija transportnog procesa uz mogućnost uzimanja u obzir distribucije resursa i promjenjivog transportnog okruženja (popravke, saobraćajne gužve, carinske barijere). Posebno obećavajući u strateškom planu su navigacioni sistemi, posebno oni zasnovani na satelitskim navigacionim sistemima koji koriste digitalnu kartografiju.

Karakteristična karakteristika implementacije GIT-a trenutno je integracija sistema i baza podataka u nacionalne, međunarodne i globalne informacione strukture. Globalni projekti uključuju, na primjer, GDPP - "Global Database Project", razvijen u okviru Međunarodnog programa Geosfera-Biosfera. On nacionalnom nivou GIS postoje u SAD, Kanadi, Francuskoj, Švedskoj, Finskoj i drugim zemljama. U Rusiji se trenutno razvija regionalni GIS, posebno za održavanje katastra zemljišta i opštinske uprave, kao i resorni GIS, na primjer, u Ministarstvu unutrašnjih poslova.

Analiza dosadašnjeg iskustva korištenja GIT-a pokazuje da se glavni oblik korištenja GIT-a razlikuje po ciljevima, složenosti, sastavu i mogućnostima GIS-a.

Savremeni GIS su novi tip integrisanih sistema, koji, s jedne strane, obuhvataju metode za obradu podataka iz postojećih automatizovani sistemi, a sa druge strane, imaju specifičnosti u organizaciji i obradi podataka

Budući da je GIS složena obrada informacija (od njihovog prikupljanja do skladištenja, ažuriranja i pružanja), oni se mogu razmatrati sa sljedećih različitih stajališta:

GIS kao sistem upravljanja - dizajniran da pruži podršku odlučivanju na osnovu korišćenja kartografskih podataka;
GIS kao automatizovani informacioni sistem - kombinuje niz tehnologija poznatih informacionih sistema (CAD i dr.);
GIS kao geosistem - obuhvata tehnologije fotometrije, kartografije;
GIS kao sistem koji koristi bazu podataka karakteriše širok spektar podataka prikupljenih različitim metodama i tehnologijama;
GIS kao sistem za modeliranje, sistem za davanje informacija - je razvoj sistema za promet dokumenata, multimedijalnih sistema itd.

GIS sa naprednim analitičkim mogućnostima bliski su sistemima statističke analize i obrade podataka, au nekim slučajevima su integrisani u unificirani sistemi, Na primjer:

implantacija moćnog statističkog paketa S-PLUS u savremeni GIS ARC/INFO;

dodavanje nekih karakteristika prostorne statistike i kartografske vizualizacije grupnim statističkim paketima (SYSTAT za Windows);

razvoj sopstvenog GIS-a u okviru SAS paketa - lidera među sistemima za numeričku obradu informacija.

Najnapredniji GIS (obično sa jakom podrškom i rasterskim modelima) koji imaju dobra sredstva programiranje, široko se koriste za modeliranje prirodnih i procesa koje je napravio čovjek, uključujući širenje zagađenja, šumske požare, itd. Neki konvencionalni DBMS koji rade u grafičkim okruženjima kao što je MS Windows također uključuju najjednostavnije alate za kartografsku vizualizaciju.

Prisutnost širokog spektra razvojnih trendova u različitim oblastima informacionih tehnologija, čiji se interesi konvergiraju u oblasti GIT-a, kao i pojava univerzalnih paketa široke primene, doveli su do toga da se granice definicije GIT-a povuku. postaju sve manje jasni. Stoga se trenutno razvio koncept potpuno funkcionalnog GIS-a (full GIS).

Savremeni punofunkcionalni GIS je multifunkcionalni informacioni sistem dizajniran za prikupljanje, obradu, modeliranje i analizu prostornih podataka, njihovo prikazivanje i korištenje u rješavanju računskih problema, pripremi i donošenju odluka. Osnovna svrha potpuno funkcionalnog GIS-a je formiranje znanja o Zemlji, pojedinim teritorijama, terenu, kao i da blagovremeno dostavi potrebne i dovoljne prostorne podatke korisnicima u cilju postizanja najveće efikasnosti njihovog rada.

Potpuno funkcionalan GIS treba da obezbedi:

dvosmjerna komunikacija između kartografskih objekata i tabelarnih zapisa baze podataka;
upravljanje vizualizacijom objekata, omogućavanje izbora kompozicije i oblika prikaza;
rad sa tačkastim, linijskim i površinskim objektima;
unošenje kartica iz digitalizatora ili skenera i njihovo uređivanje;
podrška topološkim odnosima između objekata i provjera uz njihovu pomoć geometrijske ispravnosti karte, uklj. izolacija arealnih objekata, povezanost, susjedstvo, itd.;
podrška za različite kartografske projekcije;
geometrijska mjerenja na karti dužine, perimetra, površine itd., izgradnja tampon zona oko objekata i implementacija drugih operacija prekrivanja;
kreiranje vlastitih oznaka, uključujući nove tipove markera, tipove linija, tipove šrafiranja, itd., stvaranje dodatnih elemenata dizajna karte, posebno potpisa, okvira, legendi;
štampanje visokokvalitetnih štampanih kopija karata, rešavanje transportnih i drugih problema na grafovima, na primer, određivanje najkraće putanje itd.;
rad sa topografskom površinom.

Pored potpuno funkcionalnih GIS-a opšte namene, razlikuju se i specijalizovani, koji često imaju nejasne granice sa specijalizovanim paketima koji u tom smislu nisu GIS. Na primjer, GIS je orijentiran na zadatke planiranja komunikacija, poslove transporta i plovidbe, zadatke inženjerskih istraživanja i projektovanja objekata.

Nespecijalizovani GIS-ovi nižeg nivoa od sistema opšte namene sa punim funkcijama obično se nazivaju " lični sistemi kartografska vizualizacija" (sistemi za stono mapiranje, desktop GIS), ponekad čak i odvajajući ovu klasu sistema od samog GIS-a. Njihova odlika su, prije svega, ograničene analitičke mogućnosti (na primjer, nema operacija preklapanja za površinske objekte) i slabe mogućnosti za unos i uređivanje kartografskih osnova Tipičan primjer takvog sistema je GIS MapInfo, koji je zbog svoje manje složenosti lakši za učenje i korištenje i pristupačniji masovnom korisniku.

Do danas, broj GIS paketa koji se nude na tržištu iznosi nekoliko hiljada. Međutim, većina njih su specijalizovani sistemi. Na tržištu postoji nekoliko desetina pravih GIS paketa opće namjene s punim mogućnostima. U osnovi, GIS softver razvijaju specijalizovane kompanije, samo u nekim slučajevima to su proizvodi velikih kompanija kojima GIS nije glavni proizvod (IBM, Intergraph, Computervision, Westinghouse Electric Corp., McDonnel Douglas, Siemens Nixdorf). Po broju poznatih paketa i broju instalacija dominiraju PC (MS DOS, MS Windows) i UNIX radne stanice.

Treba napomenuti da su trenutno, potpuno opremljeni GIS-ovi opće namjene uglavnom fokusirani na radne stanice sa operativni sistem UNIX. Na računaru, po pravilu, rade sistemi sa smanjenim mogućnostima. Ovo je dijelom određeno specifičnostima korisnika PC-a, od kojih je mnogima jednostavan GIS potreban samo kao dodatak redovnom kancelarijskom softveru. Ali glavni razlog su zahtjevi koje moćni GIS postavlja pred kompjuterski hardver.

Topološke vektorske strukture podataka su inherentno složene, a procesi njihove upotrebe zahtijevaju intenzivne proračune, mnogo više od rada s konvencionalnim vektorska grafika, uključujući u smislu operacija s pomičnim zarezom. Ozbiljne aplikacije često zahtijevaju rad s dugim cijelim brojevima i realnim brojevima dvostruke preciznosti. GIS zahtijeva displeje visoke rezolucije i brzu grafičku karticu ili akcelerator, sa strožim zahtjevima za paletu od CAD-a. Oni su prilično slični zahtjevima za profesionalne štamparske izdavačke sisteme. Posebno visoke zahtjeve za brzinu renderiranja nameće tipičan za GIS (i manje tipičan za CAD) zadatak popunjavanja šrafurama velikog broja zatvorenih poligona (poligona) složenog oblika.

Ozbiljni projekti koji koriste GIS zahtijevaju rad s velikim količinama podataka, od stotina megabajta do nekoliko desetina gigabajta. Posebno visoke zahtjeve za volumen diska i glavne memorije, kao i za brzinu rada računara, postavlja GIS sa obradom slike u obliku rasterskih struktura, na primjer, u problemima geometrijske korekcije aerofotografija, modeliranja prirodnim procesima, a pri radu sa reljefom zemljine površine. Jedna zračna fotografija u boji visoke rezolucije standardnog formata, ako se konvertuje u digitalni oblik bez gubitka "preciznosti" (24 bita, 1200 dpi), zauzima oko 200 MB. U mnogim problemima regionalnog karaktera potrebno je koristiti kombinovani i geometrijski ispravljeni mozaik mnogih ovakvih slika, pogotovo jer se smatra da je svrsishodno koristiti rasterski supstrat iz takvog mozaika zračnih ili svemirskih snimaka (digitalni ortofoto) kao što je osnovni sloj za vektorske karte, tj. fotografije su "utisnute" na sliku kartice. Ista primedba važi i za rad sa vazduhoplovnim slikama, koje se po pravilu moraju obraditi Različiti putevi za selektivno izdvajanje različitih informacija o njima (operacije raznih vrsta filtriranja, kontrastne transformacije, operacije pomoću brze Fourierove transformacije, klasifikacioni algoritmi, diskriminanta, klaster i faktorska analiza, kao i metodom glavnih komponenti). Stoga je, umjesto pohranjivanja desetina verzija za obradu, za koje bi bilo potrebno i do stotine GB po kadru, racionalnije

izvodite ih na zahtjev. Moderne specijalizirane radne stanice nose se s takvim zadatkom, ali za PC to je još uvijek teško. Ponekad operacija sa jednim okvirom na računaru traje nekoliko minuta. Kada je potrebno modelirati složene prirodne procese, posebno širenje zagađenja, šumske požare, ili primijeniti podatke iz svemirskih istraživanja, koristi se specijalizirana radna stanica neizbežno.

Treba napomenuti da je stopa akumulacije volumena vazduhoplovnih (posebno svemirskih) podataka i dalje istim tempom ili čak ispred stope rasta računarske snage računara i radnih stanica. Zaista, najmanje 800-1000 MB satelitskih snimaka se prikuplja mjesečno na svakom području Zemlje veličine velikog grada. A čak i ako uzmemo u obzir da je polovina njih zbog oblačnih uslova neprikladna za korištenje u GIT aplikacijama, to ipak čini ogroman stream. I još jedna napomena: rezolucija sistema za prikupljanje udaljenih informacija stalno raste, a povećanje geometrijske rezolucije na terenu sa 20 na 10 m povećava količinu podataka za 4 puta. Dakle, svake 2-4 godine kompjuterski sistem treba da poveća svoju produktivnost nekoliko puta kako bi pratio tempo razvoja uređaja za prikupljanje informacija. Iz ovoga je jasno da će specijalizovane radne stanice još dugo ostati tehnička osnova moćnog potpuno funkcionalnog GIS-a sa analitičkim funkcijama.

Još jedna stvar zbog koje je potrebno obratiti značajnu pažnju na rad WVZY-stanica je činjenica da danas glavni paketi najozbiljnijeg GIS-a još uvijek nisu prebačeni na PC.

Glavne oblasti korišćenja računara pri radu sa GIS-om su trenutno:

korišćenje računara kao terminala u sprezi sa radnim stanicama za rad sa velikim GIS (ARC/INFO);
korišćenje računara kao stanica za unos i modifikaciju digitalnih karata terena sa digitalizatora ili skenera (PC ARC!INFO, ArcCAD);
korištenje PC-a za GIT projekte sa malom količinom jednokratnih aktivnih informacija (PC ARC / INFO, ArcCAD, ArcView);
korišćenje računara u obrazovne svrhe, za upoznavanje sa GIT metodologijom;
korištenje PC-a u početnim fazama velikih projekata, kada obim baze podataka još nije narastao, puna funkcionalnost nije potrebna na velikim količinama, a još uvijek je potrebno dokazati korisnost korištenja GIT-a i potrebu ozbiljnog ulaganja sredstva.

Budući da su savremeni GIS, po pravilu, složeni softverski i informacioni sistemi dizajnirani posebno za upotrebu u određenim oblastima informativne aktivnosti ili za rješavanje specijalizovanih zadataka, tada uključuju:

operativni sistem;
jezgro aplikativnog softvera;
moduli tematske obrade podataka;
interaktivni korisnički interfejs.

Moduli za tematsku obradu podataka uključuju:

Softver za unos-izlaz podataka;
Aplikacijski softver za analizu vektorskih i rasterskih informacija;
DBMS;
Softver za prepoznavanje uzoraka;
Softver za odabir projekcije karte;
Softver za konverziju slika;
Softver za kartografsku generalizaciju;
softver za generisanje simbola itd.

Ključne riječi

GEOGRAFSKI INFORMACIONI SISTEMI / ZAMJENA UVOZA / ANALIZA DOMAĆEG GIS-a / SOFTVERSKI PROIZVODI / GEOGRAFSKI INFORMACIONI SISTEMI/ ZAMJENA UVOZA / ANALIZA DOMAĆIH GIS / SOFTVERSKIH PROIZVODA

anotacija naučni članak o računarskim i informatičkim naukama, autor naučnog rada - Yarotskaya Elena Vadimovna, Patov Ali Mukhammedovich

Trenutno je privreda zemlje u svom razvoju krenula ka supstitucija uvoza. Razvoj domaćih informacionih tehnologija i softvera jedna je od prioritetnih oblasti. U članku se analizira stanje na domaćem tržištu programera geografskih informacionih sistema (GIS). Razmatra se mogućnost supstitucija uvoza strani softverskih proizvoda obrada prostornih podataka po analozima ruske proizvodnje. Objekti analize su bili softverskih proizvoda kao što su GeoGraph, InGeo, GeoMixer, ZuluGIS, IndorGIS, Panorama. Kao rezultat analize, pokazalo se da na putu pune ima mnogo problema supstitucija uvoza strani GIS, kao što je uska specijalizacija domaćeg GIS-a, slaba marketinška politika za distribuciju na tržištu softverskih proizvoda, loše koncipiran interfejs. Ali potencijal za razvoj domaćeg GIS-a je veoma visok. Jedna od glavnih prednosti ruskih informacionih tehnologija u obradi prostornih podataka je to što programeri mogu fleksibilnije odgovoriti na promjenjive tržišne uvjete.

Povezane teme naučni radovi o kompjuterskim i informatičkim naukama, autor naučnog rada - Yarotskaya Elena Vadimovna, Patov Ali Mukhammedovich

Upotreba geografskih informacionih sistema u upravljanju zemljištem i katastru za upravljanje zemljištem na opštinskom nivou u Republici Karačaj-Čerkes
2017 / Yarotskaya E.V., Patov A.M.
Vizuelna interaktivna tehnologija integracije CAD-a i GIS-a
2010 / Dorofejev Sergej Jurijevič, Zajceva Marija Aleksandrovna
Organizacija prostornih podataka na osnovu standarda i slobodnih softverskih proizvoda
2013 / Comosco Vladimir, Serebryakov Sergej
Analiza klasa GIS programa u transportnoj logistici
2013. / Plotko K.O., Dolgova T.G.
Inovacije i informacione tehnologije u poslovanju: glavni trendovi i perspektive razvoja
2012 / Butenko Yana Andreevna
Softverski modul za konstruisanje i analizu vektorskih polja
2017 / Korobkov Viktor Nikolajevič
PRIMJENA METODE SEGMENTACIJE OBJEKATA U Kvantnom GIS-u KAO DIO PRIPREMNE FAZE IZVRŠENJA KATASTARSKE PROCJENE POLJOPRIVREDNOG ZEMLJIŠTA
2019 / Perov A. Yu., Shumaeva K. V., Yarysh S. S.
Implementacija GIS podsistema u WSWS okruženju informaciono-telekomunikacionog kompleksa za upozorenje i komunikaciju
2011 / Ponomarev Andrej Aleksandrovič, Igumnov Artem Olegovič
Projekat integrisanog geografskog informacionog sistema Instituta za nauku i tehnologiju Ruske akademije nauka za podršku fundamentalnim istraživanjima
1998 / Bychkov I. V., Vasiliev S. N., Kuzmin V. A., Stupin G. V.
Analiza postojećih softverskih sistema za izgradnju geografskog informacionog sistema za upravljanje radom strukturnih divizija Ruskih železnica
2017 / Nikičin Andrej Andrejevič, Bogdanov Nikolaj Aleksandrovič, Ribkin Vladimir Sergejevič

RAZVOJ DOMAĆIH GEOGRAFSKIH INFORMACIJSKIH SISTEMA U USLOVIMA ZAMJENE UVOZA

Danas je privreda zemlje u svom razvoju krenula ka supstituciji uvoza. Razvoj domaće informacione tehnologije i softvera jedan je od prioriteta. U članku se analizira stanje domaćeg tržišta, razvoj geografskih informacionih sistema. Razmatra se mogućnost zamjene uvoza stranih softverskih proizvoda analogima prostornih podataka u Rusiji. Kao objekti analize postali su programi kao što su GeoGraf, InGeo, GeoMixer, ZuluGIS, IndorGIS, Panorama. Kao rezultat analize otkrili smo da postoji dosta problema na putu potpune uvozne supstitucije stranog GIS-a, kao što su specijalizacija domaćeg GIS-a, slaba marketinška strategija distribucije softverskih proizvoda na tržište, grubost interfejs. Međutim, potencijal razvoja domaćeg GIS-a je veoma velik. Jedna od glavnih prednosti ruske informacione tehnologije u obradi prostornih podataka je to što programeri mogu fleksibilnije odgovoriti na promjenjive tržišne uvjete.

GIS proizvodi proizvedeni u Ruskoj Federaciji dobili su na težini i funkcionalnosti

Prošlo je tačno sedam godina otkako je PC Week/RE objavio pregled izgleda za univerzalni ruski GIS (www.pcweek.ru/Year2000/N28/CP1251/GeoInfSystems/chapt1.htm) i zapitao se hoće li lokalni proizvođači opstati ili će biti srušeni moćni tok sa zapada. Općenito, autora članka zanimalo je "ko pobjeđuje?", ali u stvarnosti je sve ispalo sasvim dobro: i ruski i strani programeri mirno koegzistiraju u našoj zemlji i nalaze svoje kupce. Raduje što većina proizvođača zanimljivih i perspektivnih proizvoda nije potonula u zaborav - i Centralni institut za geografiju Ruske akademije nauka (Centar za geoinformaciona istraživanja Instituta za geografiju Ruske akademije nauka, geocnt. geonet.ru), i ufa kompanija "Integro" (www.integro.ru), i KB "Panorama" (www.gisinfo.ru) i firma "RADOM-T" (www.objectland.ru) su dobro i stabilno razvija. Istina, nije prošlo bez gubitaka - kompanija Laneco, programer GIS Parka, napustila je trku, a kompanija Trisoft (www.trisoftrus.com) više ne objavljuje nove verzije geoinformacionog softvera Sinteks ABRIS, iako podržava svojim korisnicima i nastavlja sa realizacijom GIS projekata, ali već na ESRI proizvodima. Preduzeće CSI Software iz Sankt Peterburga (www.trace.ru), koje se pojavilo u recenziji prije sedam godina, trenutno je fokusirano na izdavanje softvera za složene IS, uključujući geoinformacijsku komponentu; posebno održava web stranicu Yellow Pages (www.yell.ru) i kartografiju pretraživač Go2Map (www.go2map.ru). Ovo preduzeće rješava transportne i nadzorne zadatke koristeći GIS i kreira internet kartografske aplikacije i softver za mobilnih uređaja.

GIS ObjectLand

Generalno, pojava GIS-a domaće proizvodnje u našoj zemlji nije samo posljedica siromaštva potencijalnih kupaca. Naravno, skučena finansijska situacija sama po sebi još nije garancija napretka, ali u našem slučaju je bilo upravo ovako: gotovo svi poznati i danas traženi ruski GIS-ovi nastali su 90-ih godina, kada je potreba za njima postala očigledna, ali finansijske mogućnosti istraživačkih instituta, univerziteta i gradskih uprava nisu dozvoljavale kupovinu skupih stranih projekata. Konkretno, TsGI IG RAS i KB "Panorama" objavili su svoje prve proizvode 1991. godine, kompanija "RADOM-T" - 1993. godine, a kompanija "Integro" - 1998. godine.

Uporište stabilnosti geoinformacija u Rusiji

Što se tiče CGI IG RAS, ovaj institut apsolutno ne karakteriše nikakvo tehnološko ili organizaciono bacanje. Metodički radi u oblasti razvoja tehnologija za kreiranje i integraciju prostornih podataka, razmatrajući izdavanje softvera kao sastavni deo pripreme regulatornih dokumenata, tehnoloških procesa, obuke kadrova i pomoći u pokretanju specijalizovanih geoinformacionih centara. Trenutno, CGI IG RAS proizvodi profesionalni geografski informacioni sistem "GeoGraph GIS" (geocnt.geonet.ru/rus/gg20.html), paket ActiveX komponenti za kreiranje primenjenog GIS-a "GeoConstructor" (geocnt. geonet.ru/ rus/gc20.html) i alat za objavljivanje karata na Internetu GeoConstructor Web (geocnt.geonet.ru/rus/gc_web.html). Nikolaj Kazancev, šef Centralnog geografskog instituta Ruske akademije nauka, rekao je za PC Week/RE da je 2006. godine mehanizam za sinhronizaciju netopoloških slojeva ugrađen u proizvode kompanije tokom njihovog višekorisničkog uređivanja u LAN-u, a GIS funkcionalnost je razvijena i dopunjena kako bi se osigurala organizacija i pružanje prostornih podataka u skladu sa "Konceptima za stvaranje i razvoj infrastrukture prostornih podataka Ruske Federacije", usvojenim Uredbom Vlade Ruske Federacije od 21. avgusta, 2006 N 1157-r. CGI IG RAS aktivno učestvuje u razvoju regulative pravni dokumenti u ovoj oblasti, uključujući prve nacionalne standarde. Ovaj pravac je od izuzetne važnosti za rješavanje praktičnih problema – posebno, racionalizacije situacije sa porezom na zemljište, čija je naplata, zbog problema sa pouzdanošću i potpunošću prostornih podataka, otprilike 10-20% moguće. „Upotreba geoinformacionih tehnologija i povećanje kompletnosti i pouzdanosti podataka o zemljišnim parcelama omogućili su prošle godine povećanje iznosa poreza na zemljište u opštinskom okrugu Mitišči za više od četiri puta“, primetio je Nikolaj Nikolajevič. „Moderni GIS tehnologije u Rusiji će biti efikasne samo ako budu fokusirane na rasprostranjeni problem nekompletnosti, nepouzdanosti i nedoslednosti prostornih podataka koje različite organizacije pružaju o istim objektima, obezbeđujući pravni status ovih podataka i kreirajući sisteme za odvajanje odgovornosti za njih.

GIS “Mapa 2005”

Netrivijalan proizvod napisan u Visual SmallTalk-u

ObjectLand GIS, kreiran i distribuiran od strane RADOM-T, je višekorisnički sistem koji, pored standardnih GIS funkcija, ima široke mogućnosti za integraciju podataka iz eksternih izvora, upravljanje pravima pristupa geopodacima i mogućnosti programiranja za programere trećih strana koji koriste jezgro sistemskog softvera. GIS ObjectLand je prvenstveno povezan sa katastrom zemljišta, iako je ova povezanost samo istorijska, u stvari ObjectLand je univerzalni GIS za upotrebu u bilo kojoj predmetnoj oblasti. ObjectLand se najintenzivnije koristi u institucijama Rosnedvizhimost, kao dio softverskog paketa "Jedinstveni državni registar zemljišta". Trenutno, proizvodom upravlja oko 1.700 katastarskih komora u Rusiji. Inače, 2005. časopis PC Magazine/RE označio je ObjectLand među najboljim softverskim proizvodima u Rusiji i nagradio nagradu "Best Soft 2005". Od ostalih industrija, ObjectLand se aktivno koristi u AD Ruske željeznice, gdje je, uz zalaganje odsjeka za geoinformacione tehnologije VNIIAS MPS, završen niz radova na prikupljanju i pripremi prostornih podataka o ruskoj željezničkoj mreži.

Trošak programa GIS ObjectLand za jednog korisnika je 3000 rubalja, za pet korisnika - 7500 rubalja. Kao što su napomenuli voditelji projekta, predložiti takve pristupačne cijene postalo moguće nakon prelaska na metod online prodaje. Za evaluaciju i nekomercijalno korištenje softvera nudi se posebna verzija koja nema nikakva funkcionalna i kvantitativna ograničenja u odnosu na komercijalnu verziju proizvoda. Jedina razlika je u tome što se prilikom prikazivanja i štampanja mapa u jednom od uglova uvijek pojavljuje natpis, koji podsjeća na nekomercijalnu prirodu korišćene verzije. Ova verzija GIS ObjectLand-a može se besplatno koristiti za obuku svih obrazovne institucije. Inace, kompanija "RADOM-T" jedina je na listi koja aktivno pokusava da udje na svetsko trziste, nudeci i rusku i englesku verziju proizvoda (www.gis-objectland.com).

Prema riječima programera, radovi su trenutno u toku nova verzija ObjectLand 2.7, koji će omogućiti skladištenje prostornih podataka u eksternim bazama podataka. Ova verzija podržava MS SQL, Oracle, DB2, Interbase, MS Access,

MSDE, MS SQL Server Express, MySQL, PostgreSQL i Firebird. Naravno, ostaće i postojeće mogućnosti pohranjivanja geopodataka u interni DBMS.

GIS zvijezda na horizontu Ufe

Centar za istraživanje sistema Integro, nekada poznat kao Albeya, je veliki proizvođač univerzalnog geoinformacionog softvera u Rusiji. IN poslednjih godina preduzeće razvijeno implementacijom složenih projekata za automatizaciju imovinskih zadataka, kao i sferu regulacije urbanog razvoja za opštinske i regionalne organizacije. Proizvodna linija kompanije uključuje GIS "InGEO" (www.integro.ru/projects/gis/main_gis.htm), koji vam omogućava da generišete vektorske topografske karte sa ispravnom topološkom strukturom, na osnovu rezultata inventarizacije zemljišta i opremljenih sa planove naselja, generalni planovi preduzeća, kao i šeme inženjerskih mreža i komunikacija. InGEO softver uključuje server podataka koji omogućava pristup prostornim informacijama u višekorisničkom režimu, server aplikacija, InGEO MapX OCX kontrolni element i InGEO MapW Web server, koji uključuje InGEO MarJ Java applet. Osim toga, standardni paket isporuke sadrži uslužni program za pretvaranje u različite formate i alat za optimizaciju prostornih podataka koji vam omogućava da smanjite veličinu datoteka, kao i skup softverskih modula InGEO na jeziku VBScript, koji, posebno, omogućavaju zajedničku kontrolu vidljivosti karata i slojeva. GIS "InGEO" ima ugrađeno programsko okruženje za razvoj softverskih modula u VBScript i JavaScript.

Pored toga, Integro isporučuje Monitoring-InGEO softver za kreiranje katastarskih sistema baziranih na intranet tehnologijama i sposobnog za skladištenje informacija o objektima urbane infrastrukture u okviru jedne aplikacije. Proizvod je dizajniran za organe za arhitekturu i urbanizam, odbore za zemljište, odbore za upravljanje opštinskom imovinom, BTI i stambene organizacije. "Monitoring-InGEO" uključuje module: "Resursi", dizajnirani za obračun objekata pokretne i nepokretne imovine, "Propisi", koji vam omogućavaju održavanje urbanističkih, ekoloških i arhitektonsko-istorijskih propisa grada, kao i " Mreža", koja omogućava prikupljanje podataka od udaljeni računari stavljen u inženjerske službe grada. "Integro" nudi i softver "Property" za automatizaciju aktivnosti organizacija koje se bave knjigovodstvom i upravljanjem zgradama i prostorima, zemljišnim parcelama, pokretnom imovinom i imovinskim kompleksima.

Ako govorimo o planovima preduzeća, onda, kako je rekao njegov direktor Vadim Gorbačov, 2007-2008. očekuje se ozbiljna rekonstrukcija GIS-a "InGEO" u cilju proširenja funkcionalnosti sistema i veće integracije sa aplikacijama "Monitoring" i "Property". Aktivno se raspravlja o pitanju transfera u 2007-2009. proizvodi kompanije na tehnologiji open source, posebno na platformi Eclipse. Inače, cijena mrežnog kompleta InGEO GIS nije se mijenjala dugi niz godina i iznosi 48 hiljada rubalja. nema ograničenja u broju klijenata. Rast prodaje Integro proizvoda u 2006. godini u odnosu na 2005. godinu iznosio je 26%. Samo ukupan broj službeno kupljenih primjeraka mrežna konfiguracija GIS "InGEO" je početkom 2007. godine dostigao 443 kompleta. Ovaj sistem je najrašireniji u Uralu, Volgi i Sjeverozapadnim federalnim okruzima Rusije.

Vojni korijeni civilnog GIS-a

U početku je GIS "Panorama" kreirala topografska služba Oružanih snaga RF i bio je namijenjen za vojne svrhe, ali je kasnije stekao veliku popularnost među civilnim korisnicima. U ovom trenutku, Panorama CJSC, osnovana 2001. godine kombinacijom programera istoimenih proizvoda, bavi se poboljšanjem i promocijom rješenja. Kompanija nudi najširi spektar softvera među svim linijama pomenutim u ovoj recenziji. Konkretno, familija uključuje univerzalni GIS "Mapa 2005" sa alatima za kreiranje i uređivanje elektronskih karata u višekorisničkom režimu, merenja i proračune, izgradnju trodimenzionalnih modela, obradu rasterskih podataka, generisanje ortomozaika i kreiranje elevacionih matrica. Proizvod također ima alate za tematsko mapiranje, omogućava pripremu karte za objavljivanje i omogućava vam rad sa GPS prijemnicima i bazama podataka koristeći alate za upite i izvješćivanje.

Pored toga, preduzeće izdaje serversku GIS aplikaciju GIS WebServer, razvijenu korišćenjem ASP.NET tehnologije i koja radi pod IIS-om u okruženju .NET Framework 2.0. Rješenje je dizajnirano za objavljivanje elektronskih karata i informacija iz baza podataka na mreži i omogućava vam prikaz podataka o objektima koji imaju teritorijalnu referencu na topografskoj karti, pregled i sortiranje tabela. Softver ima funkcije skaliranja, pomicanja, promjene veličine slike i omogućava pretraživanje i odabir objekata karte. Linija proizvoda uključuje i vektorizator "Panorama-Editor", specijalizovani softver "Blok geodetskih proračuna" za obradu podataka terenskih geodetskih snimanja i softver "Navigator 2005". Potonji je namijenjen za pregled i štampanje karata, rasterskih slika, matrica i trodimenzionalnih modela kreiranih u GIS-u "Mapa 2005", kao i za povezivanje GPS prijemnika. Tu su i GIS preglednik i MapView rješenje za PDA koji vam omogućava rad sa prijemnicima satelitskih navigacijskih informacija.

Portfolio "Panorame" uključuje i specijalizovano rešenje "Nekretnine", dizajnirano da automatizuje prikupljanje, sistematizaciju i računovodstvo informacija o objektima nekretnina sa njihovim naknadnim povezivanjem sa zemljišnim parcelama, kao i sistem za evidentiranje i registraciju vlasništva nad zemljištem. "Zemljište i pravo", koji osigurava prikupljanje, akumulaciju, čuvanje i korištenje katastarskih podataka o zemljištu. Tu je i alat za razvoj GIS aplikacija GIS Toolkit - skup kartografskih komponenti za kreiranje aplikacija u vizuelnom programskom okruženju Delphi/Kylix, Builder C++ i biblioteke za Microsoft Visual C++.

Zanimljivo je da Panorama proizvode koriste mnoge ruske vladine agencije. Konkretno, na ovom softveru je zasnovan GIS „Droge“, kreiran u okviru saveznog ciljnog programa „Sveobuhvatne mere za borbu protiv zloupotrebe droga i ilegalne trgovine“ i, između ostalog, usmeren na identifikaciju oblasti mogućeg rasta. useva koji sadrže drogu.

Uvod………………………………………………………………………………………...3

1. Geoinformacione tehnologije i sistemi…………..…………………..4

2. Struktura i funkcije GIS-a…………………………………………………...7

Zaključak……………………………………………………………………………………...9

Spisak korištenih izvora…………………………………………………………...10

UVOD

Pojava geografskih informacionih sistema pripisuje se početkom 60-ih godina XX veka. Tada su se javili preduslovi i uslovi za informatizaciju i kompjuterizaciju oblasti delatnosti koje se odnose na modeliranje geografskog prostora i rešavanje prostornih problema. Njihov razvoj vezan je za istraživanja koja provode univerziteti, akademske institucije, odjeli odbrane i kartografske službe.
Po prvi put se u literaturi na engleskom jeziku pojavio termin „geografski informacioni sistem“ i koristio se u dve verzije, kao što su geografski informacioni sistem i geografski informacioni sistem, a vrlo brzo je dobio i skraćenicu GIS. Nešto kasnije, ovaj termin je ušao u ruski naučni leksikon, gdje postoji u dva ekvivalentna oblika: originalnom cjelovitom u obliku „geografskog informacionog sistema” i redukovanom u obliku „geografskog informacionog sistema”. Prvi od njih je vrlo brzo postao zvanična parada, a sasvim razumna želja za sažetošću govora i tekstova svela je posljednju na skraćenicu "GIS".

Geoinformacioni sistemi i tehnologije

Geografski informacioni sistem (GIS) je multifunkcionalni informacioni sistem dizajniran za prikupljanje, obradu, modeliranje i analizu prostornih podataka, njihovo prikazivanje i korišćenje u rešavanju računarskih problema, pripremi i donošenju odluka. Osnovna svrha GIS-a je formiranje znanja o Zemlji, pojedinim teritorijama, terenu, kao i blagovremeno donošenje potrebnih i dovoljnih prostornih podataka korisnicima radi postizanja najveće efikasnosti njihovog rada.
Geoinformacione tehnologije (GIT) su informacione tehnologije za obradu geografski organizovanih informacija.
Glavna karakteristika GIS-a, koja određuje njegove prednosti u odnosu na druge AIS, jeste prisustvo geoinformacione osnove, tj. digitalne karte (CC) koje pružaju potrebne informacije o zemljinoj površini. Istovremeno, Centralni komitet mora osigurati:
tačno uvezivanje, sistematizacija, selekcija i integracija svih ulaznih i pohranjenih informacija (jedan adresni prostor);
složenost i jasnoća informacija za donošenje odluka;
mogućnost dinamičkog modeliranja procesa i pojava;
mogućnost automatizovanog rešavanja problema vezanih za analizu karakteristika teritorije;
sposobnost brze analize situacije u hitnim slučajevima.
Istorija razvoja GIT-a seže do rada R. Tomlesona na stvaranju kanadskog GIS-a (CGIS), sprovedenog 1963-1971.
U širem smislu, GIT je skup podataka i analitički alat za rad sa koordinisanim informacijama. GIT nije informaciona tehnologija u geografiji, već informaciona tehnologija za obradu geografski organizovanih informacija.
Suština GIT-a se očituje u njegovoj sposobnosti da kartografskim (grafičkim) objektima poveže neke deskriptivne (atributivne) informacije (prvenstveno alfanumeričke i druge grafičke, zvučne i video informacije). Po pravilu, alfanumeričke informacije su organizovane u obliku tabela relacionih baza podataka. U najjednostavnijem slučaju, svakom grafičkom objektu (i obično se razlikuju objekti tačke, linije i površine) dodijeljen je red tablice - unos u bazi podataka. Upotreba takve veze, zapravo, otvara tako bogatu funkcionalnost za GIT. Ove mogućnosti se, naravno, razlikuju od sistema do sistema, ali postoji osnovni skup funkcionalnosti koji se obično nalazi u bilo kojoj GIT implementaciji, kao što je mogućnost da se odgovori na pitanja „šta je ovo?“. označavanje objekta na karti i "gdje je?" izbor na karti objekata odabranih prema nekom stanju u bazi podataka. Osnovno može uključivati i odgovor na pitanje "šta je sljedeće?" i njegove različite modifikacije. Istorijski gledano, prva i najuniverzalnija upotreba GIT-a je pronalaženje informacija, referentni sistemi. Stoga se GIT može smatrati svojevrsnim proširenjem tehnologije baze podataka za koordinirane informacije. Ali čak iu tom smislu, on predstavlja novi način integracije i strukturiranja informacija. To je zbog činjenice da se u stvarnom svijetu većina informacija odnosi na objekte za koje njihov prostorni položaj, oblik i relativni položaj igraju važnu ulogu, te stoga GIT u mnogim aplikacijama značajno proširuje mogućnosti konvencionalnog DBMS-a, budući da GIT je praktičniji i intuitivniji za upotrebu i daju DL-u njihov "kartografski interfejs" za organizovanje upita bazi podataka, zajedno sa sredstvima za generisanje "grafičkog" izveštaja. I konačno, GIT dodaje potpuno novu funkcionalnost konvencionalnim DBMS-ovima - korištenje prostornih odnosa između objekata. Suština GIT-a se očituje u njegovoj sposobnosti da kartografskim (grafičkim) objektima poveže neke deskriptivne (atributivne) informacije (prvenstveno alfanumeričke i druge grafičke, zvučne i video informacije). Po pravilu, alfanumeričke informacije su organizovane u obliku tabela relacionih baza podataka. U najjednostavnijem slučaju, svakom grafičkom objektu (tački, liniji ili području) je dodijeljen red tabele - unos u bazi podataka. Korištenje ove veze pruža bogatu funkcionalnost GIT-a. Ove mogućnosti se, naravno, razlikuju od sistema do sistema, ali postoji osnovni skup funkcionalnosti koji se obično nalazi u bilo kojoj GIT implementaciji, kao što je mogućnost odgovora „šta je ovo? "označavanje objekta na karti i "gdje je?" isticanje na karti objekata odabranih prema nekom stanju u bazi podataka. U osnovne mogu biti i odgovor na pitanje "šta je sljedeće?" i njegove različite modifikacije. Istorijski gledano, prva i najuniverzalnija upotreba GIT-a je - To su sistemi za pronalaženje informacija i referentni sistemi.

GIT je, kao i svaka druga tehnologija, fokusiran na rješavanje određenog niza zadataka. Budući da su oblasti primjene GIS-a prilično široke (vojna pitanja, kartografija, geografija, urbanizam, organizacija transportno dispečerskih službi itd.), zbog specifičnosti problema koji se rješavaju u svakom od njih, kao i karakteristika povezanih sa Specifičnu klasu zadataka koji se rješavaju i sa zahtjevima za početnim i izlaznim podacima, preciznošću, tehničkim sredstvima i sl., prilično je problematično govoriti o bilo kojoj pojedinačnoj GIS tehnologiji.

Struktura i funkcije GIS-a

Geografski informacioni sistemi uključuju pet ključnih komponenti: hardver, softver, podatke, izvođače i metode.

Hardver. Ovo je računar koji pokreće GIS. Trenutno se radi na GIS-u razne vrste računarske platforme, od centralizovanih servera do pojedinačnih ili umreženih desktopa.

GIS softver sadrži funkcije i alate potrebne za pohranjivanje, analizu i vizualizaciju geografskih (prostornih) informacija. Ključne komponente softverskih proizvoda su:

Alati za unos i upravljanje sustavom za upravljanje bazama geografskih informacija (DBMS ili DBMS);

Alati za podršku prostornih upita, analize i vizualizacije (prikaz);

Grafički korisnički interfejs(GUI ili GUI) za lak pristup alatima i funkcijama.

Podaci su vjerovatno najviše važna komponenta. Podaci o lokaciji (geografski podaci) i povezani tabelarni podaci mogu biti prikupljeni i pripremljeni od strane korisnika ili kupljeni od dobavljača. U procesu upravljanja prostornim podacima, geografski informacioni sistem kombinuje (ili bolje rečeno kombinuje) geografske informacije sa drugim vrstama podataka. Na primjer, već akumulirani podaci o stanovništvu, prirodi tla, blizini opasnih objekata itd. (ovisno o zadatku koji će se morati riješiti korištenjem GIS-a) mogu se povezati s određenim dijelom elektronske karte. Štaviše, u složenim, distribuiranim sistemima za prikupljanje i obradu informacija, često nisu postojeći podaci povezani sa objektom na mapi, već sa njihovim izvorom, što omogućava praćenje stanja ovih objekata u realnom vremenu. Ovaj pristup se koristi, na primjer, za rješavanje vanrednih situacija kao što su šumski požari ili epidemije.

Izvođači su ljudi koji rade sa softverskim proizvodima i razvijaju planove za njihovo korištenje u rješavanju stvarnih problema. Može izgledati čudno da ljudi sa kojima rade softver, smatraju se sastavnim dijelom GIS-a, ali to ima svoje značenje. Poenta je da za efikasan rad Geografski informacioni sistem treba da se pridržava metoda koje su dali programeri, stoga, bez obučenih izvođača, čak i najuspešniji razvoj može izgubiti svaki smisao.

Korisnici GIS-a mogu biti kako tehnički stručnjaci koji razvijaju i održavaju sistem, tako i obični zaposlenici (krajnji korisnici) kojima GIS pomaže u rješavanju tekućih svakodnevnih poslova i problema.

Metode. Uspješnost i efikasnost (uključujući i ekonomsku) korištenja GIS-a u velikoj mjeri zavisi od pravilno sačinjenog plana i pravila rada, koja se izrađuju u skladu sa specifičnim zadacima i radom svake organizacije.

Struktura GIS-a, po pravilu, uključuje četiri obavezna podsistema:

1) unos podataka, obezbeđivanje unosa i/ili obrade prostornih podataka dobijenih iz karata, materijala za daljinsku detekciju i sl.;

2) Čuvanje i preuzimanje, što vam omogućava da brzo dobijete podatke za odgovarajuću analizu, ažurirate ih i ispravite;

3) Obrada i analiza, koja omogućava procenu parametara, rešavanje računskih i analitičkih problema;

4) Predstavljanje (izdavanje) podataka u različitim oblicima (karte, tabele, slike, blok dijagrami, digitalni modeli terena itd.)

Dakle, izrada karata u krugu "dužnosti" GIS-a daleko je od prvog mjesta, jer da bi se dobila štampana kopija karte većina funkcija GIS-a uopće nije potrebna ili se primjenjuju. indirektno. Ipak, kako u svjetskoj tako i domaćoj praksi, GIS se široko koriste upravo za pripremu karata za objavljivanje i, u manjoj mjeri, za analitičku obradu prostornih podataka ili upravljanje tokovima roba i usluga.

ZAKLJUČAK

Upotreba geoinformacionih sistema ne samo da menja naše ideje o načinima upoznavanja stvarnosti, već i značajno prilagođava teorijska osnova mapiranje. Kako slikovito piše A.M. Berlyant, „elektronske kartice više ne mirišu na štamparsko mastilo, već namiguju sa ekrana jarkim svetlima ikona i nalik kameleonu menjaju boju u zavisnosti od naše želje i raspoloženja.” Sinteza geoinformacionih tehnologija i internet prostora daje osnovu da se govori o posebnom geoinformacionom prostoru.

U principu, glavne faze kompjuterskog mapiranja poklapaju se sa fazama konvencionalnih istorijskih istraživanja, ali treba naglasiti i neke specifične tačke. Prije svega, oni su povezani sa potragom za izvorima i njihovom pripremom za analizu. Prostorna analiza zahtijeva, pored izrade već poznatih povjesničarima (uglavnom statističkih) baza podataka, odabir kartografskih izvora, a to je, pak, nemoguće bez razumijevanja tradicionalnih metoda izrade karata, poznavanja istorije. kartografije, ideje o projekcijama itd. Fundamentalno novo za računarsku izvornu nauku je proces stvaranja izvora za analizu, budući da uključuje .

Slične informacije.

Geoinformacione tehnologije se mogu definisati kao skup softvera i tehnoloških, metodoloških sredstava za dobijanje novih vrsta informacija o svetu. Oni su dizajnirani da poboljšaju efikasnost: procesa upravljanja, skladištenja i prezentacije informacija, obrade i podrške odlučivanju. To se sastoji od uvođenja geoinformacionih tehnologija u nauku, proizvodnju, obrazovanje i primjenu u praksi dobijenih informacija o okolnoj stvarnosti.

Geoinformacione tehnologije su nove informacione tehnologije koje imaju za cilj postizanje različitih ciljeva, uključujući informatizaciju procesa proizvodnje i upravljanja. Karakteristika geografskih informacionih sistema (u daljem tekstu GIS) je da su, kao informacioni sistemi, rezultat evolucije ovih sistema i stoga obuhvataju temelje za izgradnju i rad informacionih sistema. GIS kao sistem obuhvata mnogo međusobno povezanih elemenata, od kojih je svaki direktno ili indirektno povezan jedan sa drugim elementom, a bilo koja dva podskupa ovog skupa ne mogu biti nezavisna bez narušavanja integriteta, jedinstva sistema.

Još jedna karakteristika GIS-a je da je to integrisani informacioni sistem. Integrisani sistemi su izgrađeni na principima integracije tehnologije razni sistemi. Često se koriste u toliko različitih područja da njihov naziv često ne definira sve njihove mogućnosti i funkcije. Iz tog razloga GIS ne treba povezivati sa rješavanjem problema samo geodezije ili geografije. „Geo“ u nazivu geografskih informacionih sistema i tehnologija definiše objekt istraživanja, a ne predmetnu oblast korišćenja ovih sistema.

Integracija GIS-a sa drugim informacionim sistemima dovodi do njihove višedimenzionalnosti. U GIS-u se odvija složena obrada informacija od prikupljanja podataka do njihovog skladištenja, ažuriranja i prezentacije, pa GIS treba posmatrati iz različitih perspektiva.

Kako kontrolni sistemi GIS je dizajniran da podrži donošenje odluka za optimalno upravljanje zemljištem i resursima, urbanim razvojem, transportom i maloprodajom, korištenjem okeana ili drugim prostornim karakteristikama. Za razliku od informacionih sistema, u GIS-u postoje mnoge nove tehnologije za analizu prostornih podataka, kombinovane sa elektronskim kancelarijskim tehnologijama i optimizacijskim rešenjima na osnovu toga. Zbog toga je GIS efikasna metoda za transformaciju i sintezu različitih podataka za potrebe upravljanja.

Kako geosistemi GIS integriše tehnologije za prikupljanje informacija iz sistema kao što su: geografski informacioni sistemi, kartografski informacioni sistemi, automatizovani sistemi kartiranja, automatizovani fotogrametrijski sistemi, zemljišni informacioni sistemi, automatizovani katastarski sistemi, itd.

Kako sistemi baza podataka GIS karakteriše širok spektar podataka prikupljenih korišćenjem različitih metoda i tehnologija. Istovremeno, treba naglasiti da kombinuju mogućnosti tekstualnih i grafičkih baza podataka.

Kako simulacioni sistemi GIS koristi maksimalni iznos metode i procesi modeliranja koji se koriste u drugim informacionim sistemima i prvenstveno u CAD-u.

Kako sistemi za dobijanje dizajnerskih odluka GIS u velikoj mjeri koristi koncepte i metode kompjuterski potpomognutog projektovanja i rješava niz posebnih problema dizajna koji se ne nalaze u tipičnom kompjuterskom projektovanju.

Kako sistemi prezentacije informacija GIS su razvoj automatizovanih sistema dokumentacije korišćenjem moderne tehnologije multimedija. Poseduju sredstva poslovne grafike i statističke analize, a pored toga i alate za tematsko mapiranje. Efikasnost potonjeg pruža raznovrsna rješenja za probleme u različitim industrijama kada se koristi integracija podataka zasnovana na kartografskim informacijama.

Kako primijenjeni sistemi GIS je bez premca po širini, jer se koristi u transportu, navigaciji, geologiji, geografiji, vojnim poslovima, topografiji, ekonomiji, ekologiji itd.

Kako sistemi masovne upotrebe GIS omogućava korištenje kartografskih informacija na nivou poslovne grafike, što ih čini dostupnim svakom školarcu ili poslovnom čovjeku, a ne samo geografu specijalistu. Zato donošenje mnogih odluka zasnovanih na GIS tehnologijama nije ograničeno na izradu karata, već se koristi samo kartografski podaci.

Organizacija podataka u GIS-u. Tematski podaci se pohranjuju u GIS-u u obliku tabela, tako da nema problema sa njihovim skladištenjem i organizacijom u bazama podataka. Najveći problemi su skladištenje i vizualizacija grafičkih podataka.

Glavna klasa GIS podataka su koordinatni podaci koji sadrže geometrijske informacije i odražavaju prostorni aspekt. Osnovni tipovi koordinatnih podataka: tačka (čvorovi, vrhovi), linija (otvorena), kontura (zatvorena linija), poligon (opseg, region). U praksi, izgraditi stvarni objekti koristiti više podaci (na primjer, viseći čvor, pseudočvor, normalni čvor, pokrivenost, sloj, itd.). Na sl. 3.1 prikazuje glavni od razmatranih elemenata koordinatnih podataka.

Razmatrani tipovi podataka imaju veći broj različitih odnosa, koji se mogu podijeliti u tri grupe:

odnosi za građenje složenih objekata od jednostavnih elemenata;
odnosi izračunati po koordinatama objekata;
relacije definisane specifičnim opisom i semantikom pri unosu podataka.

U opštem slučaju, modeli prostornih (koordinatnih) podataka mogu imati vektorsku ili rastersku (ćelijsku) reprezentaciju, sadržavati ili ne sadržavati topološke karakteristike. Ovaj pristup omogućava klasifikaciju modela u tri tipa: rasterski model; vektorski netopološki model; vektorski topološki model. Svi ovi modeli su međusobno konvertibilni. Ipak, prilikom nabavke svakog od njih, potrebno je uzeti u obzir njihove karakteristike. U GIS obliku predstavljanja koordinatnih podataka postoje dvije glavne podklase modela: vektor i raster (ćelijski ili mozaik). Moguća je klasa modela koji sadrže karakteristike vektora i mozaika. Zovu se hibridni modeli.

Rice. 3.1.

Grafičko predstavljanje situacije na ekranu računara podrazumeva prikazivanje različitih grafičkih slika na ekranu. Generisana grafička slika na ekranu računara sastoji se od dva različita dela sa stanovišta okruženja za skladištenje – grafičke „podloge“ ili grafičke pozadine i drugih grafičkih objekata. U odnosu na ove druge grafičke slike, "slika-supstrat" je "arealna" ili prostorna dvodimenzionalna slika. Glavni problem u implementaciji geoinformacionih aplikacija je teškoća formalizovanog opisa određene predmetne oblasti i njenog prikaza na elektronskoj karti.

Dakle, geoinformacione tehnologije su namenjene širokom uvođenju u praksu metoda i sredstava informacione interakcije preko prostorno-vremenskih podataka, predstavljenih u obliku sistema elektronskih karata, i predmetno orijentisanih okruženja za obradu heterogenih informacija za različite kategorije korisnika. .

Pogledajmo bliže glavne grafičke modele.

Vektorski uzorciširoko se koristi u GIS-u. Izgrađeni su na vektorima koji zauzimaju dio prostora, za razliku od rasterskih modela koji zauzimaju cijeli prostor. To određuje njihovu glavnu prednost - zahtjev za redovima veličine manje memorije za pohranu i manje vremena utrošenog na obradu i prezentaciju, i što je najvažnije - veću preciznost pozicioniranja i prezentacije podataka. Prilikom izgradnje vektorskih modela, objekti se kreiraju povezivanjem tačaka pravim linijama, lukovima krugova, polilinijama. Arealni objekti - površine su definisane skupovima linija.

Vektorski modeli se prvenstveno koriste u transportnim, komunalnim, marketinškim GIS aplikacijama. GIS sistemi koji prvenstveno rade sa vektorskim modelima nazivaju se vektorski GIS. U stvarnom GIS-u, oni se ne bave apstraktnim linijama i tačkama, već objektima koji sadrže linije i oblasti koje zauzimaju prostornu poziciju, kao i složene odnose između njih. Stoga, potpuni vektorski GIS model podataka prikazuje prostorne podatke kao kolekciju sljedećih glavnih dijelova: geometrijski (metrički) objekti (tačke, linije i poligoni); atributi - karakteristike povezane sa objektima; veze između objekata. Vektorski modeli (objekata) koriste kao elementarni model niz koordinata koji formira liniju. Linija je granica, segment, lanac ili luk. Glavni tipovi koordinatnih podataka u klasi vektorskih modela definirani su kroz liniju osnovnog elementa kako slijedi. Tačka je definisana kao degenerisana linija nulte dužine, linija je definisana kao linija konačne dužine, a oblast je predstavljena nizom povezanih segmenata. Svaki dio linije može biti granica za dvije oblasti ili dva raskrsnice (čvora). Zajednički granični segment između dva raskrsnica (čvorova) ima različite nazive koji su sinonimi u GIS domenu. Teoretičari grafova preferiraju termin "ivica" od riječi "linija" i koriste izraz "vrh" da označe raskrsnicu. Američki nacionalni standard zvanično je odobrio termin "lanac". Na nekim sistemima ( Arcinfo, GeoDraw) koristi se izraz "luk". Za razliku od običnih vektora u geometriji, lukovi imaju svoje atribute. Atributi luka označavaju poligone s obje njihove strane. U odnosu na lučno sekvencijalno kodiranje, ovi poligoni se nazivaju lijevi i desni. Koncept luka (lanca, ivice) je fundamentalan za vektorski GIS.

Vektorski modeli se dobijaju na različite načine. Jedna od najčešćih je vektorizacija skeniranih (bitmap) slika.

Vektorizacija- postupak odabira vektorskih objekata sa bitmap i dobijanje ih u vektorskom formatu. Za vektorizaciju je neophodno visoka kvaliteta(različite linije i konture) bitmap slike. Da biste osigurali potrebnu jasnoću linija, ponekad morate poboljšati kvalitetu slike.

Tokom vektorizacije moguće su greške, čija se korekcija vrši u dvije faze:

1) korekcija bitmap slike pre njene vektorizacije;
2) korekcija vektorskih objekata.

Vektorski modeli prikazuju kontinuirane objekte ili fenomene koristeći diskretne skupove podataka. Stoga možemo govoriti o vektorskoj diskretizaciji. Istovremeno, vektorska reprezentacija omogućava da se odrazi veća prostorna varijabilnost za neke regije nego za druge, u poređenju sa rasterskom predstavom, što je zbog jasnijeg prikaza granica i njihove manje zavisnosti od originalne slike (slike) od sa rasterskim prikazom. To je tipično za društvene, ekonomske, demografske pojave, čija je varijabilnost intenzivnija u nizu regija.

Neki objekti su vektorski objekti po definiciji, kao što su granice odgovarajuće zemljišne parcele, granice okruga, itd. Stoga se vektorski modeli obično koriste za prikupljanje podataka o koordinatnoj geometriji (topografski zapisi), podataka o zakonskim granicama, itd.

Karakteristike vektorskih modela: u vektorskim formatima, skup podataka je definiran objektima baze podataka. Vektorski model može organizirati prostor u bilo kojem nizu i daje "slučajni pristup" podacima. Lakše je izvoditi operacije sa linearnim i tačkastim objektima, na primjer, analiza mreže - razvoj prometnih pravaca duž putne mreže, zamjena simbola. U rasterskim formatima, tačkasta karakteristika mora zauzimati cijelu ćeliju. Ovo stvara brojne poteškoće vezane za odnos između veličine rastera i veličine objekta.

Što se tiče tačnosti vektorskih podataka, ovdje možemo govoriti o prednosti vektorskih modela u odnosu na rasterske, jer se vektorski podaci mogu kodirati s bilo kojim zamislivim stupnjem tačnosti, što je ograničeno samo mogućnostima metode internog predstavljanja koordinata. . Obično se 8 ili 16 decimalnih mjesta (jednostruke ili dvostruke preciznosti) koriste za predstavljanje vektorskih podataka. Samo neke klase podataka dobijenih tokom procesa merenja odgovaraju tačnosti vektorskih podataka: to su podaci dobijeni preciznim merenjem (koordinatna geometrija); karte malih područja na osnovu topografskih koordinata i političkih granica definisanih preciznim premjerom.

Nemaju sve prirodne pojave karakteristične jasne granice koje se mogu predstaviti u obliku matematički definisanih linija. To je zbog dinamike pojava ili načina prikupljanja prostornih informacija. Tla, vrste vegetacije, padine, staništa divljih životinja - svi ovi objekti nemaju jasne granice. Obično su linije na karti debljine 0,4 mm i često se smatra da predstavljaju nesigurnost položaja objekta. U rasterskom sistemu, ova nesigurnost je data veličinom ćelije. Stoga, treba imati na umu da u GIS-u, veličina rasterske ćelije i nesigurnost u poziciji vektorskog objekta, a ne tačnost koordinata, daju stvarnu indikaciju tačnosti. Za analizu odnosa u vektorskim modelima potrebno je razmotriti njihova topološka svojstva, tj. razmotriti topološke modele, koji su vrsta vektorskih modela podataka.

IN rasterski modeli najviše se provodi diskretizacija na jednostavan način- cijeli objekat (proučavano područje) je prikazan u prostornim ćelijama koje čine pravilnu mrežu. Svaka ćelija rasterskog modela odgovara istoj veličini, ali različitim karakteristikama (boja, gustina) površine. Modelnu ćeliju karakterizira jedna vrijednost, koja je prosječna karakteristika površine. Ova procedura se zove pikselizacija. Rasterski modeli se dijele na redovno, neredovno I ugniježđen(rekurzivni ili hijerarhijski) mozaici. Postoje tri vrste ravnih pravilnih pločica: kvadrat (slika 3.2), trokut i šesterokut (slika 3.3).

Rice. 3.2.

Rice. 3.3.

Kvadratni oblik je pogodan za obradu velike količine informacija, a trokutasti oblik je za stvaranje sfernih površina. Trokutaste mreže nepravilnog oblika koriste se kao nepravilni mozaici ( Triangulirana nepravilna mreža - PIB) i Thyssen poligoni (slika 3.4). Pogodni su za kreiranje digitalnih modela oznaka terena iz datog skupa tačaka.

Dakle, vektorski model sadrži informacije o lokaciji objekta, a rasterski model sadrži informacije o tome šta se nalazi na jednoj ili drugoj tački objekta. Vektorski modeli su binarni ili kvazibinarni.

Rice. 3.4.

Ako vektorski model daje informacije o tome gdje se nalazi ovaj ili onaj objekt, onda rasterski model pruža informacije o tome šta se nalazi u jednoj ili drugoj tački teritorije. Ovo određuje glavnu svrhu rasterskih modela - kontinuirani prikaz površine. U rasterskim modelima se kao atomski model koristi dvodimenzionalni element prostora, piksel (ćelija). Uređeni skup atomskih modela formira raster, koji je, zauzvrat, model karte ili geo objekta. Vektorski modeli su binarni ili kvazibinarni. Bitmape vam omogućavaju da prikažete polutonove i nijanse boja. Obično svaki rasterski element ili svaka ćelija treba da ima samo jednu vrednost gustine ili boje. Ovo se ne primjenjuje u svim slučajevima. Na primjer, kada granica dva tipa pokrivenosti može proći kroz centar rasterskog elementa, elementu se daje vrijednost koja karakterizira većinu ćelije ili njenu središnju tačku.

Neki sistemi dozvoljavaju više vrijednosti za jedan rasterski element. Za rasterske modele postoji niz karakteristika: rezolucija, vrijednost, orijentacija, zone, položaj.

Dozvola- minimalna linearna veličina najmanjeg dijela prikazanog prostora (površine), prikazana jednim pikselom. Pikseli su obično pravokutnici ili kvadrati, rjeđe se koriste trokuti i šesterokuti. Raster sa manjom veličinom ćelije ima veću rezoluciju. Visoka rezolucija podrazumijeva obilje detalja, puno ćelija, minimalnu veličinu ćelije.

Značenje- element informacije pohranjen u rasterski element (piksel). Pošto se prilikom obrade koriste ukucani podaci, tj. potreba da se definišu tipovi vrednosti rasterskog modela. Vrsta vrijednosti u ćelijama rastera određena je i stvarnim fenomenom i karakteristikama GIS-a. Konkretno, različiti sistemi mogu koristiti različite klase vrijednosti: cijele brojeve, realne (decimalne) vrijednosti, literalne vrijednosti. Cjelobrojni brojevi mogu poslužiti kao karakteristike optičke gustoće ili kodovi koji ukazuju na poziciju u priloženoj tabeli ili legendi. Na primjer, moguća je sljedeća legenda koja označava naziv klase tla: O - prazna klasa, 1 - ilovasto, 2 - pjeskovita, 3 - šljunkovita itd.

Orijentacija- ugao između pravca prema sjeveru i položaja stubova rastera.

Zona rasterski model uključuje ćelije koje se nalaze jedna uz drugu i imaju istu vrijednost. Zona mogu biti pojedinačni objekti, prirodni fenomeni, rasponi tipova tla, elementi hidrografije itd. Za označavanje svih zona sa istom vrijednošću koristi se koncept "klase zone". Naravno, ne mogu svi slojevi slike imati zone. Glavne karakteristike zone su njeno značenje i položaj.

tampon zona- zona čije su granice uklonjene na poznatoj udaljenosti od bilo kojeg objekta na karti. Oko odabranih objekata mogu se kreirati tampon zone različitih širina na osnovu tabela povezanih karakteristika.

Pozicija obično se daje uređenim parom koordinata (broj reda i broj kolone) koje na jedinstven način definiraju poziciju svakog elementa prikazanog prostora u rasteru. Kada upoređujemo vektorske i rasterske modele, primjećujemo pogodnost vektorskih modela za organiziranje i rad s objektnim odnosima. Međutim, korištenjem jednostavnih trikova, kao što je uključivanje odnosa u tablice atributa, možete organizirati odnose iu rasterskim sistemima.

Pitanja se moraju riješiti tačnost prikaz u rasterskim modelima. U rasterskim formatima, u većini slučajeva nije jasno da li se koordinate odnose na središnju tačku piksela ili na jedan od njegovih uglova. Stoga je tačnost sidrenja rasterskog elementa definirana kao 1/2 širine i visine ćelije.

Rasterski modeli imaju sljedeće prednosti:

Raster ne zahtijeva prethodno upoznavanje sa fenomenima, podaci se prikupljaju iz ravnomjerno raspoređene mreže tačaka, što omogućava u budućnosti dobijanje objektivnih karakteristika objekata koji se proučavaju na osnovu metoda statističke obrade. Zbog toga se rasterski modeli mogu koristiti za proučavanje novih pojava o kojima nije akumuliran materijal. Zbog svoje jednostavnosti, ova metoda se najviše koristi;
rasterske podatke je lakše obraditi korišćenjem paralelnih algoritama i na taj način pružaju veće performanse u poređenju sa vektorskim podacima;
neke zadatke, kao što je stvaranje tampon zone, mnogo je lakše riješiti u rasterskom obliku;
mnogi rasterski modeli omogućavaju unos vektorskih podataka, dok je obrnuti postupak vrlo težak za vektorske modele;
Procesi rasterizacije su mnogo jednostavniji algoritamski od procesa vektorizacije, koji često zahtijevaju stručnu procjenu.

Digitalna mapa se može organizirati u više slojeva (preklapanja ili mape ispod). Slojevi u GIS-u predstavljaju skup digitalnih kartografskih modela izgrađenih na osnovu asocijacije (tipizacije) prostornih objekata koji imaju zajedničke funkcionalne karakteristike. Skup slojeva čini integriranu osnovu grafičkog dijela GIS-a. Primjer integriranih GIS slojeva prikazan je na sl. 3.5.

Rice. 3.5.

Važna tačka u dizajnu GIS-a je dimenzija modela. Koriste se dvodimenzionalni koordinatni modeli (2D) i trodimenzionalni (3D). Za izradu karata koriste se dvodimenzionalni modeli, dok se trodimenzionalni modeli koriste za modeliranje geoloških procesa, projektovanje inženjerskih objekata (brane, rezervoari, kamenolomi itd.), modeliranje tokova gasa i tečnosti.

Postoje dvije vrste 3D modela:

1) pseudo-trodimenzionalni, kada je treća koordinata fiksna;
2) pravi trodimenzionalni prikaz.

Najsavremeniji GIS obavlja složenu obradu informacija:

prikupljanje primarnih podataka;
akumulacija i skladištenje informacija;
različite vrste modeliranje (semantičko, simulacijsko, geometrijsko, heurističko);
automatizovani dizajn;
podrška dokumentaciji.

Mnogobrojni zadaci koji se javljaju u životu doveli su do stvaranja raznih GIS-a koji mogu klasifikovati prema sledećim kriterijumima:

1) od strane funkcionalnost :
- potpuni GIS opće namjene,
- specijalizovani GIS su fokusirani na rešavanje specifičnog problema u bilo kojoj predmetnoj oblasti,
- informacioni i referentni sistemi za kućnu i informativnu i referentnu upotrebu.

Definisana je i funkcionalnost GIS-a arhitektonski princip njihove konstrukcije:

zatvoreni sistemi - nemaju opcije proširenja, u mogućnosti su da obavljaju samo skup funkcija koji je jedinstveno definisan u trenutku kupovine,
otvoreni sistemi laki su za prilagođavanje, proširivi, jer ih korisnik može dovršiti sam koristeći poseban aparat (ugrađeni programski jezici);
2) prostorni (teritorijalni) pokrivenost:
- globalni (planetarni),
- širom zemlje,
- regionalni,
- lokalni (uključujući opštinski);
3) problemsko-tematska orijentacija:
- opšti geografski,
- upravljanje životnom sredinom i prirodom,
- sektorski (vodni resursi, gazdovanje šumama, geologija, turizam, itd.);
4) način na koji su geografski podaci organizovani:
- vektor,
- raster,
- vektorsko-rasterski GIS.

As izvori podataka za formiranje GIS-a su:

kartografski materijali(topografske i opštegeografske karte, karte administrativno-teritorijalne podjele, katastarski planovi i dr.). Informacije primljene sa karata su georeferencirane, pa ih je zgodno koristiti kao osnovni GIS sloj. Ako ne postoje digitalne karte za područje proučavanja, tada se grafički originali karata pretvaraju u digitalni pogled;
podaci daljinske detekcije(u daljem tekstu RSD) se sve više koriste za formiranje GIS baza podataka. ERS prvenstveno uključuje materijale dobijene od svemirskih nosača. Za daljinsku detekciju koriste se različite tehnologije za dobijanje slika i njihovo prenošenje na Zemlju, nosači slikovne opreme (svemirske letelice i sateliti) postavljaju se u različite orbite i opremaju različitom opremom. Zahvaljujući tome dobijaju se slike koje se razlikuju po različitim nivoima vidljivosti i detaljnosti u prikazu objekata prirodnog okruženja u različitim spektralnim opsezima (vidljivi i bliski infracrveni, termalni infracrveni i radio opseg). Sve to dovodi do širokog spektra ekoloških problema koji se rješavaju korištenjem daljinske detekcije. Tehnike daljinskog otkrivanja uključuju zračna i zemaljska istraživanja i druge beskontaktne metode kao što su hidroakustična istraživanja morskog dna. Materijali takvih istraživanja pružaju i kvantitativne i kvalitativne informacije o različitim objektima prirodnog okruženja;
materijali terenskih istraživanja teritorija obuhvataju podatke topografskih, inženjerskih i geodetskih premjera, katastarskih premjera, geodetskih mjerenja prirodnih objekata po nivoima, teodolitima, elektronskim totalnim stanicama, GPS prijemnicima, kao i rezultate snimanja teritorija geobotaničkim i drugim metodama, npr. studije o kretanju životinja, analizi tla i sl.;
statistički podaci sadrže podatke državnih statističkih službi za različite sektore nacionalne privrede, kao i podatke sa stacionarnih mjernih osmatračnica (hidrološki i meteorološki podaci, podaci o zagađenju životne sredine i dr.));
literaturni podaci(referentne publikacije, knjige, monografije i članci koji sadrže razne informacije o određenim vrstama geografskih objekata).

U GIS-u se rijetko koristi samo jedna vrsta podataka, najčešće je to kombinacija različitih podataka za bilo koju teritoriju.

Glavna područja upotrebe GIS-a:

elektroničke kartice;
urbana ekonomija;
državni katastar zemljišta;
ekologija;
daljinsko očitavanje;
ekonomija;
specijalni vojni sistemi.

U praksi GIS kao npr Arcinfo I ArcView GIS. Oba sistema je razvila američka kompanija ESRI(www.esri.com, www.dataplus.ru) i vrlo su česti u svijetu.

Od relativno jednostavnog zapadnog GIS-a, koji je svoj pedigre započeo analizom teritorija u količini potrebnoj za poslovanje i relativno jednostavne aplikacije, možemo pozvati sistem mapinfo, koja je takođe veoma rasprostranjena u svetu. Ovaj sistem napreduje veoma brzo i danas može da se takmiči sa najnaprednijim GIS-om.

Corporation Intergraph(www.intergraph.com) isporučuje GIS mge, baziran na sistemu sličnom AutoCAD-u mikrostanica, proizvodi kompanija Bendy. Sistem MGE je čitava porodica različitih softverskih proizvoda koji pomažu u rješavanju najvećeg broja problema koji postoje u oblasti geoinformatike.

Svi ovi proizvodi imaju i Internet GIS servere koji vam omogućavaju objavljivanje digitalnih karata na Internetu. Istina, moramo govoriti samo o gledaocima, budući da je danas nemoguće obezbijediti uređivanje topoloških karata sa strane udaljenog internet klijenta zbog nerazvijenosti i GIS-a i Internet tehnologija.

Nedavno je ušao na GIS tržište i microsoft,čime se potvrđuje da će GIS u bliskoj budućnosti postati takav sistem koji bi svaki korisnik koji ima i najmanje poštovanja prema sebi trebao imati na svom računaru, kao što ga ima danas excel ili riječ. Microsoft objavio proizvod mappoint (Microsoft MapPoint 2000 Softver za poslovno mapiranje), koji će biti uključen u ured 2000. Ova komponenta kancelarijskog proizvoda će se prvenstveno fokusirati na poslovno planiranje i analizu.

Ponavljanje koncepta Arcinfo, ali mnogo inferiorniji u odnosu na potonje u smislu funkcionalne kompletnosti je domaći sistem GeoDraw, razvijen u TsGI IGRAN (Moskva). Njegove mogućnosti su danas ograničene uglavnom malim mapama. Sa naše tačke gledišta, „stariji“ domaće geoinformatike, GIS, ovde izgleda mnogo „jače“ Sinteks ABRIS. U potonjem, funkcije za analizu prostornih informacija su dobro zastupljene.

U geologiji je jaka pozicija GIS PARK-a (Laneco, Moskva), koji takođe implementira jedinstvene metode za modeliranje odgovarajućih procesa.

Dva domaća sistema mogu se smatrati „najnaprednijim“ u polju prezentacije i dežurstva velikih zasićenih karata gradova i master planova velikih preduzeća: GeoCosm(GEOID, Gelendžik) i InGeo (CSI Integro, Ufa, www.integro.ru). Ovi sistemi su među najmlađima i stoga su odmah razvijeni koristeći najsavremenije tehnologije. A InGeo sistem su razvili ne toliko geodeti koliko stručnjaci koji sebe smatraju profesionalcima u oblasti simulacionog modeliranja i katastarskih sistema.

Općenito, gotovo svaka organizacija u Rusiji stvara vlastiti GIS. Međutim, ovaj proces je veoma težak, a verovatnoća njegovog neuspešnog završetka je neuporedivo veća od verovatnoće implementacije bez problema, a da ne govorimo o mogućnosti komercijalnog proizvoda koji omogućava otuđenje od programera.