1/(22) Курс «Географические информационные системы»

2/(22) Литература:Литература: И.А.Пичугина, Б.И.Яцало. Геоинформационные системы и основы картографии. Ч.1,2. – Обнинск: ИАТЭ, И.А.Пичугина, Б.И.Яцало. Общий практикум. Ч.1,2. – Обнинск: ИАТЭ, Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС./Дистанционное зондирование и геоинформационные системы. Часть 1. Под ред. А.М.Берлянта. М.: с. А.М.Берлянт. Картография.М.:Аспект Пресс, с. Майкл Н.Де Мерс. Географические информационные системы.Основы.: Пер.с англ. - М.:Data+, с. Дополнительная литература:

3/(22) Тема: Геоинформатика и ГИС. Взаимодействие с картографией и дистанционным зондированием

4/(22) ГИС / GIS: (ГИС (Географическая Информационная Система/ Geographical Information System) - это аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории при решении научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой, с территориальной организацией общества.

Кратко, ГИС - это система сбора, хранения, анализа, графического представления (визуализации) пространственно- распределенных данных. ГИС имеют дело с географической (пространственной) информацией и используют законы информатики. Одна из основных функций ГИС - создание и использование карт (цифровых, электронных, компьютерных).

6/(22) Обязательные признаки ГИС: географическая (пространственная) привязка данных; генерирование новой информации на основе имеющихся данных; отражение пространственно-временных связей объектов; возможность обновления баз данных; обеспечение принятия решений (-)

7/(22) История и перспективы развития ГИС Первые ГИС появились в середине 60-х годов как инструмент для отображения географии Земли и расположенных на ней объектов, используя компьютерные базы данных (БД). В период годов велась разработка Канадской лесной ГИС. В 1970 х и 80 х годах развилась сильная ГИС индустрия с лидерством США. С начала 90-х годов начался стремительный прогресс в ГИС- технологиях, связанный с развитием и распространением электронно- вычислительной техники, в частности персональных компьютеров. Сейчас это бурно развивающаяся область рынка высоких компьютерных технологий, на котором работает большое количество крупных фирм (ESRI, Intergraph, Autodesk, MapInfo, Bently и др.). Активно развиваются такие направления ГИС, как картографические анимации, виртуальное картографирование, Интернет-ГИС, навигационные ГИС и др.

8/(22) Преимущества ГИС: возможность интеграции огромного количества информации об окружающей среде; обеспечение мощного инструментария для использования и анализа этих данных; автоматизация процедур анализа и прогноза; объединение традиционных операций работы с БД (запрос, статистический анализ) с преимуществами визуализации и пространственного анализа, предоставляемыми картой.

9/(22) Области применения ГИС учет и использование земельных ресурсов (земельный кадастр; обслуживание землевладельцев); управление природными ресурсами (сельскохозяйственные угодья; леса; техногенной загрязненные территории); охрана окружающей среды; муниципальное управление (размещение подземных труб, кабелей); транспорт; прокладка газо- и нефтепроводов; экономика; чрезвычайные ситуации; социальные задачи; бизнес и др.

10/(22) Сельскохозяйственные угодья и плотность загрязнения 137 Cs (хозяйство «Верещаки» Новозыбковский р-н Брянской обл.) Примеры использования ГИС 137 Cs (Ки/км 2 )

11/(22) Зонирование республики Башкортостан по комплексному показателю рисков возникновения чрезвычайных ситуаций (природных и техногенных) Прогноз затапливаемости территорий Заболеваемость по зонам обслуживания детских поликлиник Примеры использования ГИС

12/(22) Прикладные задачи, решаемые с помощью ГИС: инвентаризационные инвентаризационные (ГИС позволяют интегрировать информацию из разных источников: карты, полевые обследования, данные аэрокосмической съемки...); оценочные оценочные (например, оценка качества сельскохоз. земель на основе ГИС- технологии наложения карт ландшафтов и землепользования и использования балльной оценки типов ландшафта и землепользования); динамические динамические (изучают изменения явлений на основе сравнения разновременных карт, которые приводятся к единому масштабу и проекции с использованием ГИС-технологий); прогнозные прогнозные (используют ГИС-технологии моделирования ). (-)

13/(22) Типы ГИС ГИС подразделяют по: - проблемной ориентации - проблемной ориентации (инвентаризационные, кадастр, мониторинг, оценка и прогноз, управление и планирование); - объектной ориентации - объектной ориентации (определяется объектами и явлениями, с которыми имеет дело ГИС: земля, лес, население, природные катастрофы); - территориальному охвату: глобальные (имеют дело с информацией планетарного характера); суп континентальные (ГИС стран, океанов); региональные; локальные (муниципальные ГИС, учебные).

14/(22) Геоинформатика - это наука, технология и производство по научному обоснованию, проектированию, созданию и использованию геоинформационных систем, по разработке ГИС-технологий. Три формы существования геоинформатики: научная дисциплина технология производство

15/(22) Три формы существования геоинформатики: Геоинформатика как наука Геоинформатика как наука изучает процессы и явления, происходящие в геосистемах, посредством компьютерного моделирования на основе баз данных и баз знаний: предмет изучения: геосистемы (природные, общественные и природно- общественные); метод и средство: компьютерное (цифровое) моделирование геосистемы основная цель: управление геосистемами (в т.ч. инвентаризация, оценка, прогнозирование и т.д.)

16/(22) Геоинформатика - технология Геоинформатика - это технология сбора, хранения, преобразования, анализа, отображения и распространения пространственно-координированных данных. Три формы существования геоинформатики: Геоинформатика как производство - Геоинформатика как производство - это изготовление аппаратуры, создание коммерческих программных продуктов, БД, систем управления, организация маркетинга. Ядро отрасли - разработка и продажа программных продуктов ГИС, выполнение ГИС-проектов, основанных на этих продуктах.

17/(22) Взаимодействие ГИС с другими науками и технологиями :

18/(22) Картография Картография - область науки, техники и производства, охватывающая создание, изучение и использование картографических произведений. Т.е., картография - это наука об отображении и познании явлений природы и общества посредством карт; технология создания и использования картографических произведений; производство, выпускающее картографическую продукцию.

19/(22) Интеграция геоинформационного картографирования - Интеграция геоинформатики и картографии привела к возникновению геоинформационного картографирования - автоматизированного создания и использования карт на основе ГИС- технологий и баз знаний. Факторы геоинформатики картографии Факторы, определяющие взаимодействие геоинформатики и картографии : карты - главный источник пространственной информации для компьютерной обработки; и в картографии, и в ГИС общие системы координат, которые служат основой для географической локализации всех данных в ГИС; карты - самая целесообразная форма представления геоинформации, а составление карт - одна из основных функций ГИС.

20/(22) Дистанционное зондирование (ДЗ) - Дистанционное зондирование (ДЗ) - включает аэро-, космическую и подводную дистанционные съемки, обработку и дешифрирование изображений. ДЗ картографией геоинформатикой: Взаимодействие ДЗ с картографией и геоинформатикой: данные ДЗ используются для составления, уточнения и обновления карт, формирования баз данных (дешифрирование снимков позволяет получить разнообразную информацию: рельеф, почвы, растительность и т.п.); карты необходимы для привязки и дешифрирования материалов ДЗ. Ценность ДЗ обусловлена: качеством данных; возможностью оперативного сбора и обновления данных.

21/(22) Но при этом каждая из этих областей науки использует свои методы и средства изучения геосистем: геоинформатика - построение цифровых моделей ; картография - создание карт; дистанционное зондирование - использование дистанционных снимков. Общее звено здесь - имеют дело с пространственно- распределенной информацией и результаты исследований обычно представляются в виде карт. общую структуру - это системы, охватывающие науку, технику и производство; общий объект изучения - природные, общественные и природно-общественные геосистемы. Геоинформатика, картография и ДЗ: Имеют:

22/(22) Специалист по ГИС должен: иметь знания в области картографии (понимать язык карты, знать основы создания карт: масштаб, проекции, принципы генерализации …); иметь знания в области геоинформатики; знать основные элементы ГИС-технологий, используемые при решении различных прикладных задач; уметь работать с различными программными продуктами ГИС.