Презентация примеры геоинформационных систем. Геоинформационные модели. Отличие цифровой карты от ГИС-карты

Геоинформационные системы в Интернете

Выполнила

ученица 11 класса

Бедретдинова Гульфия

Интерактивные карты в Интернете.
Картографический ресурс Google Earth.
Спутниковая навигация.
Вывод.
Реферат по данной теме.

Географическая информационная система ( ГИС ) - система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информации о необходимых объектах.

ГИС позволяет пользователям искать, анализировать и редактировать как цифровую карту местности, так и дополнительную информацию об объектах.

Интерактивные карты в Интернете

В Интернете можно найти интерактивные карты мира, стран и городов. Интерактивной картой можно управлять: увеличивать и уменьшать масштаб и сдвигать по всем гeoграфическим направлениям.

Интерактивные карты: http://www.eatlas.ru

Картографический ресурс Google Earth

Сервис Google Earth позволяет путешествовать по интерактивной карте планеты, созданной из идеально "сшитых" между собой космических снимков с детальной трехмерной визуализацией. На интерактивной мировой карте можно изучить любой участок и найти любую точку, осмотреть окружающую ее местность, а при необходимости даже проложить оптимальный маршрут.

Спутниковая навигация

Спутниковая навигация - система, предназначенная для определения местоположения наземных, водных и воздушных объектов.

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

По сравнению с возможностями традиционной картографии, ГИС предоставляют новые возможности отображения пространственной информации при сохранении и обогащении старых картографических приемов. Обычные бумажные карты ограничены двумя измерениями, в рамки которых часто с большим трудом укладывается многообразие трех - и четырехмерных пространственно - временных объектов и явлений.

КАРТОГРАФИРОВАНИЕ

Получение пространственных данных

Лекция №1:

«Сущность и основные понятия геоинформатики»

1. Лисицкий Д.В. Основные принципы цифрового картографирования местности. М. Недра, 1988.

2. Капралов Е.Г., Кошкарев А.В. и др. Основы геоинформатики: в 2 кн. Учеб.пособие для студ. вузов; Под ред. Тикунова В.С.-М.; Издательский центр «Академия», 2004.-352 и 480 стр.

3. Карпик А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий: Монография. - Новосибирск: СГГА, 2004.-260с.

4. Классификатор топографической информации. М.: ГУГК СССР,

5. ГОСТ 28441 -90. Картография цифровая. Термины и определения. - М.; 1990.

6. ГОСТ Р 50828 -95. Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования. М.; 1995.

7. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М,: 1997

8. Жалковский Е.А., Халугин Е.И. и др. Цифровая картография и геоинформатика. Краткий терминологический словарь/ Под общей редакцией Е.А.,Жалковского. – М., «Картгеоцентр- Геодезиздат», 1999.- 46 с.

Вся история развития человечества подразделяется на 3 эпохи:

1. 6000 лет длилась сельскохозяйственная эпоха

2. 150 лет длилась эпоха промышленная (индустриальная)

3. На рубеже XX и XXI веков человечество вступило в

информационную эпоху

Это означает, что основным фактором развития человеческой цивилизации становятся информационные ресурсы , а

информация является неотъемлемой частью всех видов человеческой деятельности.

Важнейшей составляющей информации является геоинформация – пространственно-координированная информация об окружающем нас географическом пространстве.

В задачах территориального управления около 70% решений связаны с использованием геоинформации.

Вопросы получения и использования геоинформации базируются на

новом понятии – геоинформатика .

Определение геоинформатики

Геоинформатика произошла как средство анализа и исследований окружающей среды в географии и определяется в трех аспектах:

1. Как наука

2. Как информационная технология

3. Как производство (информационная индустрия)

Геоинформатика как наука :

«Научная дисциплина, изучающая природные

и социально-экономические геосистемы посредством

компьютерного моделирования

на основе баз данных и географических знаний»

Геоинформатика как

информационная технология:

«Технология сбора, обработки, накопления, хранения, преобразования, анализа и отображения пространственно- координированной информации»

Геоинформатика как

производство:

«Производственная деятельность по получению и переработке пространственно- координированной информации и подготовке пространственных решений, а также по созданию и эксплуатации геоинформационных систем и технологий»

Связь геоинформатики со смежными областями науки и производства

Геодезия Картография

География Геоинформатика Геоэкология

Дистанционное Информатика зондирование

Важнейшие особенности геоинформатики:

1. Однозначная идентификация объектов пространства с помощью координатной привязки

2. Моделирование всех объектов

пространства как точек, линий и площадей, абстрагируясь от их сущности

3. Математическая обработка

абстрактных объектов – точек, линий и площадей

Составные разделы геоинформатики

Геоинформационное картографирование

- создание пространственного информационного ресурса

ГИС-обработка - п ереработка пространственного ресурса в пространственные решения

Сущность и основные понятия ГИС Геоинформационные системы (также ГИС) предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Другими словами ГИС - современная компьютерная технология для картографирования и анализа объектов реального мира, происходящих и прогнозируемых событий и явлений.

ГИС-система позволяет: определить какие объекты располагаются на заданной территории; определить местоположение объекта (пространственный анализ); дать анализ плотности распределения по территории какого-то явления(например плотность расселения); определить временные изменения на определенной площади); смоделировать, что произойдет при внесении изменений в расположение объектов (например, если добавить новую дорогу).

Классификация ГИС По территориальному охвату: глобальные ГИС; субконтинентальные ГИС; национальные ГИС; региональные ГИС; субрегиональные ГИС; локальные или местные ГИС. По уровню управления: федеральные ГИС; региональные ГИС; муниципальные ГИС; корпоративные ГИС. По функциональности: полнофункциональные; ГИС для просмотра данных; ГИС для ввода и обработки данных; специализированные ГИС. По предметной области: -картографические; -геологические; -городские или муниципальные ГИС; -природоохранные ГИС и т. п.

Области применения ГИС Управление земельными ресурсами, земельные кадастры. Инвентаризация, учет, планирование размещения объектов распределенной производственной инфраструктуры и управление ими. Проектирование, инженерные изыскания, планировка в строительстве, архитектуре. Тематическое картографирование. Управление наземным, воздушным и водным транспортом. Управление природными ресурсами, природоохранная деятельность и экология. Геология, минерально-сырьевые ресурсы, горнодобывающая промышленность Чрезвычайные ситуации. Военное дело. Решение широкого круга специфических задач, связанных с расчетом зон видимости, оптимальных маршрутов движения по пересеченной местности с учетом противодействия и т. п. Сельское хозяйство.

История ГИС Пионерский период (поздние 1950е ранние 1970е гг.) Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы. Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах. Появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х. Создание программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров. Создание формальных методов пространственного анализа. Создание программных средств управления базами данных. Период государственных инициатив (нач. 1970е нач. 1980е гг.) Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям: Автоматизированные системы навигации. Системы вывоза городских отходов и мусора. Движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т. д. Период коммерческого развития (ранние 1980е настоящее время) Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных. Пользовательский период (поздние 1980е настоящее время) Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и «открытость» программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских «клубов», телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры.

Перспективы ГИС ГеоДизайн это эволюционный этап развития ГИС. Он очень важен для процесса планирования и развития территорий, особенно в сфере землепользования и охраны окружающей среды, но широко востребован и практически во всех других прикладных и научных областях. Будущее за ГИС-технологиями с элементами искусственного интеллекта на базе интеграции ГИС и экспертных систем. Преимущества такого симбиоза вполне очевидны: экспертная система будет содержать в себе знания эксперта в конкретной области и может использоваться как решающая или советующая система. Современный статус новых компьютерных геотехнологий определяется крупными государственными программами, зарубежными инвестициями, направленными на широкое использование аэрофотоснимков и космических снимков, цифровых карт, визуализации баз данных. Городская ГИС будущего будет позволять не только получать по запросу семантическую информацию об объектах на карте, но и прогнозировать развитие территории, позволять руководству города проигрывать варианты директивных решений, возможного строительства нового района города и т.п. При этом ГИС вместе с системой имитационного моделирования сможет показать градостроителям, как перераспределятся нагрузки в городских инженерных сетях, мощность транспортных потоков, как изменится цена объектов недвижимости в зависимости от проведения дополнительных магистралей или постройки нового торгового центра в том или ином районе.

Заключение В данный момент ГИС системы являются одними из самых быстро развивающихся и интересных в плане коммерциализаций, с их удобным пользовательским интерфейсом и огромным количеством содержавшейся в них информации делают их незаменимыми при всё ускоряющемся мире. На данный момент в России около 200 организации занимаются разработкой и внедрением ГИС систем, создание земельного кадастра позволит на основе его карт строить другие, предметно ориентированные карты и дополнять их соответствующим атрибутивным наполнением, что позволит нашим системам конкурировать с западными образцами. При большем развитии мобильного доступа в сеть через различные устройства Гис системы с применением спутниковых снимков в купе с трехмерным моделированием позволят даже заурядному пользователю безо всяких проблем ориентироваться на любой местности и получать от данных систем всю нужную информацию просто задав вопрос.

Слайд 2

1. Что такое ГИС?
ГИС – это набор компьютерного оборудования, географических данных и программного обеспечения для сбора, обработки, хранения, моделирования, анализа и отображения всех видов пространственно привязанной информации.
ГИС – это среда, которая связывает географическую информацию (где что находится) с описательной (что собой это представляет). В отличие от обычных бумажных карт (даже отсканированных), на которых «что вы видите, то и получите», ГИС предоставляет в ваше распоряжение множество слоев разнообразной общегеографической и тематической информации.

Слайд 3

Как хранится информация в ГИС

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

Слайд 4

ГИС можно рассматривать в трех видах

ГИС можно рассматривать в трех Видах:
Вид базы данных: ГИС является уникальным типом базы данных о нашем мире – географической базы данных. Это «Информационная система для географии». В основе ГИС лежит структурированная БД, описывающая мир в географических терминах, с точки зрения пространственного расположения его объектов и явлений.
Вид карты: ГИС – это набор интеллектуальных карт и других графических видов, которые показывают объекты и их взаимоотношения на земной поверхности. Карты можно сформировать и использовать как «окно в базу данных» для поддержки запросов, анализа и редактирования информации. Эти действия называются геовизуализацией.
Вид модели: ГИС – это набор инструментов для преобразования информации. Они позволяют формировать новые географические наборы данных из уже существующих, применяя к ним специальные аналитические функции – инструменты геообработки. Другими словами, путем объединения данных и применения некоторых правил вы можете создать модель, помогающую найти ответы на поставленные вопросы.

Слайд 5

Что можно делать с помощью ГИС

Делать пространственные запросы и проводить анализ
проводить поиск в базах данных и осуществлять пространственные запросы
выявлять территории подходящие для требуемых мероприятий; выявлять взаимосвязи между различными параметрами (например, почвами, климатом и урожайностью с/х культур); выявлять места разрывов электросетей

Слайд 6

Где применяются ГИС

Риэлторы используют ГИС для поиска, к примеру, всех домов на определенной территории
Компания, занимающаяся инженерными коммуникациями
ГИС служат для графического построения карт и получения информации как об отдельных объектах
ГИС помогает, например, в решении таких задач, как предоставление разнообразной информации по запросам органов планирования, разрешение территориальных конфликтов, выбор оптимальных (с разных точек зрения и по разным критериям) мест для размещения объектов и т. д.

Слайд 7

Что такое GPS

GPS - спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe.

Слайд 8

GPS имеет ряд применение на земле, в море и в воздухе. В основном их можно применять везде,где можно получить сигнал со спутника, за исключением внутри зданий, в шахтах и пещерах, под землей и под водой.

Слайд 9

GPS-приёмник - радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками группы NAVSTAR. В России с развитием системы ГЛОНАСС начался серийный выпуск ГЛОНАСС-приёмников рядом конструкторских бюро и организаций.

Слайд 10

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

Слайд 11

Что такое геокешиг

Геокэшинг (geocaching отгреч.γεο- - Земля иангл.cache - тайник) - туристическая игра с применениемспутниковых навигационных систем, состоящая в нахождениитайников, спрятанных другими участниками игры.

Слайд 12

В неё можно играть семьёй, компанией или в одиночку
Геокэшинг активно применяется в качестве корпоративного развлечения. Сотрудники обеспечивающей фирмы прячут тайники, инструктируют участников, обеспечивают их экипировкой и GPS-навигаторами.

Слайд 13

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

Слайд 17

Задание 1: С помощью инструмента Каталог (в верхнем левом углу программы) посмотрите каталог организаций города Саратова.Задание 2: Воспользуйтесь системой «Поиск». Введите адрес (по вашему желанию), район. Программа автоматически укажет необходимый адрес.Задание 3: Для построения проезда на городском транспорте или автомобиле между любыми точками на карте воспользуйтесь блоком «Как проехать?» на вкладке Поиск.

Слайд 18

Посмотреть все слайды

Геоинформатика – наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, по приложению ГИС для практических и научных целей.

Геоинформационная система (ГИС)-

это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и анализ пространственных (пространственно-координированных) данных.

Данные (пространственные данные):

позиционные (географические): местоположение объекта на земной поверхности, его координаты в выбранной системе координат;
непозиционные (атрибутивные, или метаданные) - описательные текстовые, электронные документы, данные графического типа, включая фотографии объектов, трехмерные изображения объектов, видеоматериалы и т.д.

ввод данных в машинную среду (data input) путем их импорта из существующих наборов цифровых данных или с помощью оцифровывания источников;
преобразование или трансформация данных (data transformation), включая конвертирование данных из одного формата в другой, трансформацию картографических проекций, изменение систем координат;
хранение, манипулирование и управление данными во внутренних и внешних базах данных;
картометрические операции (см. картометрия), включая вычисление расстояний между объектами в проекции карты или на эллипсоиде, длин кривых линий, периметров и площадей полигональных объектов;

операции обработки данных геодезических измерений (COGO);
операции оверлея (наложение);
операции "картографической алгебры" (map algebra) для логико-арифметической обработки растрового слоя как единого целого;
пространственный анализ (spatial analysis) - группа функций, обеспечивающих анализ размещения связей и иных пространственных отношений объектов, включая анализ зон видимости/невидимости, анализ соседства (см. анализ близости), анализ сетей, создание и обработку цифровых моделей рельефа, анализ объектов в пределах буферных зон и др.;

пространственное моделирование или геомоделирование (spatial modeling, geo-modeling), включая операции, аналогичные используемым в математико-картографическом моделировании и картографическом методе исследования;
визуализация исходных, производных или итоговых данных и результатов обработки, включая картографическую визуализацию, проектирование и создание (генерацию) картографических и иных пространственных изображений, включая трехмерные;
вывод данных (data output) - графической, табличной и текстовой документации, в том числе ее тиражирование, документирование, или генерацию отчетов (reporting);
обслуживание процесса принятия решений (decision making)

цифровая обработка изображений (данных дистанционного зондирования);
средства экспертных систем;
средства настройки на требования пользователя (customization);
средства расширения функциональных возможностей ГИС:

встроенные макроязыки (макросы); инструментарии разработчика (developer"s toolkit).
встроенные макроязыки (макросы);
инструментарии разработчика (developer"s toolkit).

Каждому пространственному объекту соответствует запись в базе данных с набором атрибутивной информации
ГИС хранит информацию в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения

Примеры слоев

Населенные пункты
Автомобильные дороги
Железные дороги
Гидротехнические сооружения (шлюзы, каналы, насосные станции, дамбы)
Мосты
Газопроводы
Заповедные территории (местного, национального и международного значения)
Сельхоз угодья (пашни, сады, виноградники, пастбища, рисовые чеки)
Земли водного, лесного, природоохранного и с/х назначения
Растительный покров (плавни, леса)
Административное деление, государственная граница
Водотоки (реки, протоки, малые реки)
Водоемы (озера, рыбпруды и т.д.)
Рельеф

Векторная и растровая модели данных

В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X,Y (в современных ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата). Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств (например, плотность населения).

Классы решаемых задач

Информационно-справочные задачи
Сетевые задачи

(Анализ географических сетей: улиц, рек, дорог, трубопроводов, линий электропередачи или связи и др.)

Пространственный анализ и моделирование

Примеры запросов, на которые может ответить ГИС

Получение информации по местоположению
Определение местоположения по информации
Временной анализ изменений объектов на территории
Показать пространственные соотношения и взаимосвязи между объектами на заданной территории
Что, если …?(анализ “what if”)