Présentation d'exemples de systèmes d'information géographique. Modèles de géoinformation. La différence entre une carte numérique et une carte SIG

Systèmes d'information géographique sur Internet

Exécuté

Élève de 11e année

Bedretdinova Gulfiya

Cartes interactives sur Internet.
Ressource cartographique Google Earth.
Navigation par satellite.
Production.
Résumé sur ce sujet.

Géographique système d'Information ( SIG) est un système pour collecter, stocker, analyser et visualiser graphiquement des données spatiales (géographiques) et des informations associées sur les objets requis.

Le SIG permet aux utilisateurs de rechercher, d'analyser et de modifier à la fois une carte numérique de la région et information additionnelle sur les objets.

Cartes interactives sur Internet

Sur Internet, vous pouvez trouver des cartes interactives du monde, des pays et des villes. La carte interactive peut être contrôlée: zoom avant et arrière et décalage dans toutes les directions géographiques.

Cartes interactives: http://www.eatlas.ru

Ressource cartographique Google Earth

Le service Google Earth vous permet de voyager sur une carte interactive de la planète, créée à partir d'images spatiales parfaitement «assemblées» avec une visualisation tridimensionnelle détaillée. Sur la carte du monde interactive, vous pouvez explorer n'importe quel site et trouver n'importe quel point, inspecter les environs et, si nécessaire, même tracer le meilleur itinéraire.

Navigation par satellite

La navigation par satellite est un système conçu pour déterminer l'emplacement des objets terrestres, aquatiques et aériens.

Pour déterminer les coordonnées géographiques du point où se trouve l'utilisateur, des données obtenues à l'aide de signaux radio provenant de satellites sont utilisées.

Par rapport aux capacités de la cartographie traditionnelle, le SIG offre de nouvelles opportunités pour afficher des informations spatiales tout en conservant et enrichissant les anciennes techniques cartographiques. Les cartes papier ordinaires sont limitées à deux dimensions, dans le cadre desquelles il est souvent difficile de s'adapter à la variété des objets et phénomènes spatio-temporels en trois et quatre dimensions.

CARTOGRAPHIE

Obtention de données spatiales

Lecture numéro 1:

"Essence et concepts de base de la géoinformatique"

1. D.V. Lisitsky Principes de base de la cartographie numérique du terrain. M. Nedra, 1988.

2. Kapralov E.G., Koshkarev A.V. et autres principes de base de la géoinformatique: en 2 kn. Manuel pour les étudiants. universités; Ed. TikunovaV.S.-M.; Publishing Center "Academy", 2004.-352 et 480 pages.

3. Karpik A.P. Fondements méthodologiques et technologiques de l'appui à la géoinformation des territoires: Monographie. - Novossibirsk: SGGA,2004.-260s.

4. Classificateur d'informations topographiques. M.: GUGK URSS,

5. GOST 28441 -90. Cartographie numérique. Termes et définitions. - M.; 1990.

6. GOST R 50828-95. Cartographie de géoinformation. Données spatiales, cartes numériques et électroniques. Exigences générales. M.; 1995.

7. Berlyant A.M. Cartographie de géoinformation. Moscou: 1997

8. Zhalkovsky E.A., Khalugin E.I. et autres Cartographie numérique et géoinformatique. Bref dictionnaire terminologique / Edité par E.A., Zhalkovsky. - M., «Kartgeocenter-Geodezizdat», 1999.- 46 p.

Toute l'histoire du développement de l'humanité est divisée en 3 époques:

1. 6000 ans d'âge agricole

2.150 ans dura l'ère industrielle (industrielle)

3. Au tournant des 20e et 21e siècles, l'humanité est entrée

ère de l'information

Cela signifie que le principal facteur du développement de la civilisation humaine est de devenir ressources informationnelles, et

l'information fait partie intégrante de toutes les activités humaines.

La composante la plus importante de l'information est la géo-information - des informations spatialement coordonnées sur l'espace géographique environnant.

Dans les tâches administration territoriale environ 70% des décisions sont liées à l'utilisation de la géoinformation.

Les problèmes d'obtention et d'utilisation de la géoinformation reposent sur

un nouveau concept - la géoinformatique.

Définition de la géoinformatique

La géoinformatique est née comme un moyen d'analyse et de recherche de l'environnement en géographie et se définit sous trois aspects:

1. En tant que science

2. En tant que technologie de l'information

3. Comment est la production (industrie de l'information)

La géoinformatique en tant que science:

"Une discipline scientifique qui étudie le naturel

et socio-économique géosystèmes à travers

simulation par ordinateur

basé sur des bases de données et des connaissances géographiques "

Géoinformatique comme

informatique:

"Technologie de collecte, de traitement, d'accumulation, de stockage, de transformation, d'analyse et d'affichage d'informations spatialement coordonnées"

Géoinformatique comme

production:

"Activités de production pour la réception et le traitement d'informations spatialement coordonnées et la préparation de solutions spatiales, ainsi que pour la création et l'exploitation de systèmes et de technologies d'information géographique"

Connexion de la géoinformatique avec les domaines connexes de la science et de la production

Cartographie de géodésie

Géographie Géoinformatique Géoécologie

Détection informatique à distance

Les caractéristiques les plus importantes de la géoinformatique:

1. Identification unique des objetsespace utilisant le référencement

2. Modélisation de tous les objets

l'espace sous forme de points, de lignes et de zones, faisant abstraction de leur essence

3. Traitement mathématique

objets abstraits - points, lignes et zones

Sections de composants de géoinformatique

Cartographie de géoinformation

- création d'une ressource d'information spatiale

Traitement SIG - p transformer une ressource spatiale en solutions spatiales

L'essence et les concepts de base des SIG Les systèmes d'information géographique (également SIG) sont destinés à la collecte, au stockage, à l'analyse et à la visualisation graphique des données spatiales et des informations associées sur les objets présentés dans le SIG. En d'autres termes, le SIG est une technologie informatique moderne permettant de cartographier et d'analyser des objets dans le monde réel, des événements et des phénomènes se produisant et prévus.

Le système SIG vous permet de: déterminer quels objets se trouvent dans une zone donnée; déterminer l'emplacement de l'objet (analyse spatiale); analyser la densité de distribution sur le territoire de certains phénomènes (par exemple, la densité de peuplement); déterminer les changements temporaires dans une certaine zone); simulez ce qui se passe lorsque vous modifiez l'emplacement des objets (par exemple, si vous ajoutez une nouvelle route).

Classification SIG Par couverture territoriale: SIG global; SIG sous-continental; SIG national; SIG régional; SIG sous-régional; SIG local ou local. Par niveau de gestion: SIG fédéral; SIG régional; SIG municipal; SIG d'entreprise. Par fonctionnalité: entièrement fonctionnel; SIG pour visualiser les données; SIG pour la saisie et le traitement des données; SIG spécialisé. Par domaine: -cartographique; -géologique; -Ville ou SIG municipal; - SIG de conservation de la nature, etc.

Domaines d'application du SIG Gestion des terres, cadastres fonciers. Inventaire, comptabilité, planification et gestion des infrastructures de production distribuées. Conception, études d'ingénierie, planification dans la construction, architecture. Cartographie thématique. Gestion des transports terrestres, aériens et fluviaux. Gestion des ressources naturelles, protection de l'environnement et écologie. Géologie, ressources minérales, urgences minières. Guerre. La solution d'un large éventail de problèmes spécifiques liés au calcul des zones de visibilité, des itinéraires optimaux de déplacement sur terrain accidenté, en tenant compte de l'opposition, etc. Agriculture.

Histoire du SIG Période pionnière (fin des années 50, début des années 70) Recherche des possibilités fondamentales, domaines frontaliers des connaissances et des technologies, développement de l'expérience empirique, premiers grands projets et travaux théoriques. L'avènement des ordinateurs électroniques (ECM) dans les années 50. L'émergence des numériseurs, traceurs, écrans graphiques et autres périphériques dans les années 60. Création d'algorithmes logiciels et de procédures d'affichage graphique d'informations sur des écrans et à l'aide de traceurs. Création de méthodes formelles d'analyse spatiale. Créature outils logiciels gestion de base de données. La période des initiatives gouvernementales (début des années 70, début des années 80) L'appui gouvernemental aux SIG a stimulé le développement de travaux expérimentaux dans le domaine des SIG, basés sur l'utilisation des bases de données des réseaux de rues: Systèmes automatisés la navigation. Systèmes de collecte des déchets et des ordures. Trafic de véhicules d'urgence, etc. Période de développement commercial (du début des années 1980 à nos jours) Large marché pour une variété d'outils logiciels, développement de SIG de bureau, extension de leur périmètre par intégration avec des bases de données non spatiales, émergence d'applications réseau, émergence d'un nombre important de non-professionnels utilisateurs, systèmes prenant en charge des ensembles de données individuels sur ordinateurs individuels, ouvrent la voie à des systèmes qui prennent en charge les entreprises et bases distribuées géodonnées. Période de l'utilisateur (de la fin des années 1980 à nos jours) La concurrence accrue entre les fournisseurs commerciaux de services informatiques géographiques donne des avantages aux utilisateurs du SIG, la disponibilité et "l'ouverture" des outils logiciels permet l'utilisation et même la modification des programmes, l'émergence de "clubs" d'utilisateurs, les téléconférences, géographiquement séparées, mais liées par un seul sujet groupes personnalisés, le besoin accru de géodonnées, le début de la formation de l'infrastructure mondiale de géoinformation.

Perspectives du SIG GeoDesign est une étape évolutive dans le développement du SIG. Il est très important pour la planification et le développement des territoires, en particulier dans le domaine de l'utilisation des sols et de la protection de l'environnement, mais il est largement demandé dans presque tous les autres domaines appliqués et scientifiques. L'avenir appartient aux technologies SIG avec des éléments intelligence artificielle basé sur l'intégration de SIG et de systèmes experts. Les avantages de cette symbiose sont assez évidents: système expert contiendra les connaissances d'un expert dans un domaine particulier et pourra être utilisé comme système décisif ou de conseil. L'état actuel des nouvelles géotechnologies informatiques est déterminé par programmes gouvernementaux, les investissements étrangers visant à une utilisation généralisée de photographies aériennes et d'images spatiales, de cartes numériques, de visualisation de bases de données. Le SIG urbain du futur permettra non seulement de recevoir des informations sémantiques sur les objets de la carte sur demande, mais aussi de prédire le développement du territoire, permettant à l'administration de la ville de jouer des options pour des décisions directives, la construction éventuelle d'un nouveau quartier de la ville, etc. Dans le même temps, le SIG, associé à un système de modélisation par simulation, pourra montrer aux urbanistes comment les charges dans les réseaux d'ingénierie urbaine seront redistribuées, la capacité des flux de trafic, comment le prix de l'immobilier évoluera en fonction des autoroutes supplémentaires ou de la construction d'une nouvelle. centre commercial dans un domaine particulier.

Conclusion B ce moment Les systèmes SIG sont parmi les plus développés et les plus intéressants en termes de commercialisation, avec leur pratique interface utilisateur et la quantité d'informations qu'ils contiennent les rend indispensables dans un monde en constante accélération. À l'heure actuelle, en Russie, environ 200 organisations sont engagées dans le développement et la mise en œuvre de systèmes SIG, la création d'un cadastre foncier permettra de construire d'autres cartes thématiques sur la base de ses cartes et de les compléter avec un contenu attributif approprié, ce qui permettra à nos systèmes de rivaliser avec les modèles occidentaux. Avec le plus grand développement de l'accès mobile au réseau grâce à divers appareils Les systèmes SIG utilisant des images satellites couplés à une modélisation tridimensionnelle permettront même à un utilisateur ordinaire de naviguer dans n'importe quelle zone sans aucun problème et de recevoir toutes les informations nécessaires de ces systèmes simplement en posant une question.

Diapo 2

1. Qu'est-ce que le SIG?
Le SIG est une collection de matériel informatique, de données géographiques et logiciel pour collecter, traiter, stocker, modéliser, analyser et afficher tous types d'informations référencées spatialement.
Le SIG est un cadre qui relie information géographique (où ce qui est) avec descriptif (ce que c'est). Contrairement aux cartes papier conventionnelles (même numérisées), sur lesquelles «ce que vous voyez est ce que vous obtenez», le SIG vous fournit de nombreuses couches d'informations géographiques et thématiques générales diverses.

Diapositive 3

Comment les informations sont stockées dans un SIG

Toutes les informations originales - où se trouvent les points, combien de temps sont les routes ou la superficie du lac - sont stockées dans des couches séparées sous forme numérique sur un ordinateur. Et toutes ces données géographiques sont triées en couches, chaque couche représentant son propre type d'entité (thème). L'un de ces sujets peut contenir toutes les routes d'une certaine zone, un autre - les lacs et le troisième - toutes les villes et autres localités de la même zone.

Diapositive 4

Le SIG peut être visualisé de trois manières

Le SIG peut être visualisé en trois types:
Type de base de données: le SIG est un type unique de base de données sur notre monde - une base de données géographique. Il s'agit du "Système d'information pour la géographie". Le SIG est basé sur une base de données structurée qui décrit le monde en termes géographiques, en termes de localisation spatiale de ses objets et phénomènes.
Vue Carte: Un SIG est une collection de cartes intelligentes et d'autres vues graphiques qui montrent les objets et leurs relations à la surface de la Terre. Les cartes peuvent être générées et utilisées comme une «fenêtre vers la base de données» pour prendre en charge les requêtes, l'analyse et l'édition des informations. Ces actions sont appelées géovisualisation.
Vue modèle: le SIG est un ensemble d'outils permettant de transformer des informations. Ils vous permettent de créer de nouveaux jeux de données géographiques à partir des jeux de données existants, en leur appliquant des fonctions analytiques spéciales - des outils de géotraitement. En d'autres termes, en combinant des données et en appliquant certaines règles, vous pouvez créer un modèle qui vous aide à trouver des réponses aux questions posées.

Diapositive 5

Ce que vous pouvez faire avec le SIG

Effectuer des requêtes spatiales et analyser
rechercher des bases de données et effectuer des requêtes spatiales
identifier les zones adaptées aux activités requises; identifier la relation entre différents paramètres (par exemple, les sols, le climat et les rendements des cultures); identifier les emplacements des réseaux électriques

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Où le SIG est utilisé

Les agents immobiliers utilisent le SIG pour trouver, par exemple, toutes les maisons dans une certaine zone
Société de communication d'ingénierie
Les SIG sont utilisés pour créer graphiquement des cartes et obtenir des informations sur des objets individuels
Le SIG aide, par exemple, à résoudre des problèmes tels que fournir une variété d'informations à la demande des autorités chargées de la planification, résoudre les conflits territoriaux, choisir les meilleurs (de différents points de vue et selon différents critères) endroits pour placer les objets, etc.

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Qu'est-ce que le GPS

GPS - système satellite navigation, qui fournit des mesures de distance, de temps et d'emplacement.

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Le GPS a un certain nombre d'applications sur terre, en mer et dans les airs. Fondamentalement, ils peuvent être utilisés partout où un signal peut être reçu d'un satellite, sauf à l'intérieur de bâtiments, dans des mines et des grottes, sous terre et sous l'eau.

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Le récepteur GPS est un récepteur radio permettant de déterminer les coordonnées géographiques de l'emplacement actuel de l'antenne du récepteur, à partir des données sur les retards dans l'arrivée des signaux radio émis par les satellites du groupe NAVSTAR. En Russie, avec le développement du système GLONASS, la production en série des récepteurs GLONASS a commencé par un certain nombre de bureaux d'études et d'organisations.

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La présence de la carte améliore considérablement les caractéristiques d'utilisation du récepteur. Les récepteurs avec des cartes montrent la position non seulement du récepteur lui-même, mais également des objets qui l'entourent.
Toutes les cartes GPS électroniques peuvent être divisées en deux types principaux - vectorielles et matricielles.

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Qu'est-ce que la géocachette

Geocaching (geocaching from γεο- - Earth and English cache - cache) - un jeu touristique avec l'utilisation du satellite systèmes de navigation, qui consiste à trouver les fossés cachés par les autres participants au jeu.

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Il peut être joué en famille, en entreprise ou seul.
Le géocaching est activement utilisé comme divertissement d'entreprise. Les employés de l'entreprise d'approvisionnement cachent les caches, instruisent les participants, leur fournissent du matériel et des navigateurs GPS.

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Projet de Google, dans lequel des photographies satellitaires de toute la surface de la Terre ont été publiées sur Internet. Les photos de certaines régions sont d'une haute résolution sans précédent.
Dans de nombreux cas, le russe version google Earth s'appelle Google Earth, par exemple, dans le menu principal ou sur le site officiel.

Diapositive 17

Tâche 1: À l'aide de l'outil Catalogue (dans le coin supérieur gauche du programme), regardez le catalogue des organisations de la ville de Saratov Tâche 2: Utilisez le système "Recherche". Entrez l'adresse (comme vous le souhaitez), le district. Le programme indiquera automatiquement l'adresse requise Tâche 3: Pour tracer un itinéraire en transports en commun ou en voiture entre des points quelconques de la carte, utilisez la fonction "Comment s'y rendre?" sur l'onglet Recherche.

Diapositive 18

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Géoinformatique - activités de science, de technologie et de production pour la justification scientifique, la conception, la création, l'exploitation et l'utilisation de systèmes d'information géographique, pour le développement de technologies de géoinformation, pour l'application de SIG à des fins pratiques et scientifiques.

Système d'information géographique (SIG) -

c'est un système d'information qui fournit la collecte, le stockage, le traitement, l'accès, l'affichage et l'analyse de données spatiales (coordonnées spatialement).

Données (données spatiales):

positionnel (géographique): l'emplacement d'un objet sur la surface de la terre, ses coordonnées dans le système de coordonnées sélectionné;
non positionnel (attributif ou métadonnées) - texte descriptif, documents électroniques, des données de type graphique, y compris des photographies d'objets, des images 3D d'objets, des vidéos, etc.

entrée de données en important des données à partir d'ensembles de données numériques existants ou en numérisant des sources;
transformation ou transformation de données, y compris la conversion de données d'un format à un autre, la transformation de projections cartographiques, le changement de systèmes de coordonnées;
stockage, manipulation et gestion de données dans des bases de données internes et externes;
les opérations cartométriques (voir cartométrie), y compris le calcul des distances entre les objets dans une projection cartographique ou sur un ellipsoïde, les longueurs des lignes courbes, les périmètres et les zones d'objets polygonaux;

opérations de traitement de données de mesures géodésiques (COGO);
opérations de superposition (superposition);
opérations d '"algèbre cartographique" pour le traitement arithmétique logique d'une couche raster dans son ensemble;
l'analyse spatiale est un groupe de fonctions qui fournissent une analyse de l'emplacement des liens et d'autres relations spatiales des objets, y compris l'analyse des zones de visibilité / invisibilité, l'analyse de proximité (voir l'analyse de proximité), l'analyse de réseau, la création et le traitement de modèles numériques d'élévation, l'analyse des objets dans zones tampons, etc.;

modélisation spatiale ou géo-modélisation, y compris des opérations similaires à celles utilisées dans la modélisation cartographique mathématique et la méthode de recherche cartographique;
visualisation des données initiales, dérivées ou finales et des résultats du traitement, y compris visualisation cartographique, conception et création (génération) d'images cartographiques et autres images spatiales, y compris en trois dimensions;
sortie de données - documentation graphique, tabulaire et textuelle, y compris sa réplication, documentation ou rapport;
service de prise de décision

traitement d'images numériques (données de télédétection);
outils de systèmes experts;
outils de personnalisation;
moyen d'expansion fonctionnalité SIG:

langages de macro intégrés (macros); boîte à outils du développeur.
langages de macro intégrés (macros);
boîte à outils du développeur.

Chaque objet géographique a un enregistrement correspondant dans la base de données avec un ensemble d'informations d'attribut
Le SIG stocke les informations sous la forme d'un ensemble de couches thématiques combinées en fonction de l'emplacement géographique

Exemples de couches

Colonies
Routes de voiture
Les chemins de fer
Structures hydrauliques (écluses, canaux, stations de pompage, barrages)
Des ponts
Gazoducs
Aires protégées (locales, nationales et internationales)
Terres agricoles (terres arables, vergers, vignobles, pâturages, rizières)
Terres destinées à l'eau, à la forêt, à la protection de la nature et à l'agriculture
Couverture végétale (plaines inondables, forêts)
Division administrative, frontière d'État
Cours d'eau (rivières, canaux, petites rivières)
Plans d'eau (lacs, étangs à poissons, etc.)
Le soulagement

Modèles de données vectorielles et raster

Dans un modèle vectoriel, les informations sur les points, les lignes et les polygones sont codées et stockées sous forme d'ensemble coordonnées X, Y (dans les SIG modernes, une troisième coordonnée spatiale et une quatrième, par exemple, une coordonnée temporelle, sont souvent ajoutées). Le modèle vectoriel est particulièrement utile pour décrire des objets discrets et est moins approprié pour décrire des propriétés en constante évolution (par exemple, la densité de population).

Classes de tâches à résoudre

Tâches d'information et de référence
Tâches réseau

(Analyse des réseaux géographiques: rues, rivières, routes, pipelines, lignes électriques ou de communication, etc.)

Analyse spatiale et modélisation

Exemples de requêtes auxquelles un SIG peut répondre

Obtenir des informations de localisation
Détermination de l'emplacement par information
Analyse temporelle des changements d'objets sur le territoire
Afficher les relations spatiales et les relations entre les objets dans une zone donnée
Et si ...? (Analyse «Et si»)