Географические и земельно-информационные системы

ВВЕДЕНИЕ

 

 

По одному из определений "информация - это все, чем могут быть дополнены наши знания, убеждения и предположения. Другими словами, информация есть способность  к накоплению знаний". Основоположник кибернетики Норберт Винер считал, что информация - фундаментальная категория (понятие), такая же основа мироздания, как вещество или энергия: "Информация есть информация, а не материя и не энергия. Информация - это совокупность сведений, уменьшающих неопределенность в выборе различных возможностей.

C каждым годом информационные потребности человека затрагивают все новые сферы его деятельности. Практически во всех современных отраслях знаний накоплен богатый опыт использования информации, получаемой из многочисленных источников.

Со временем значительная часть информации быстро меняется, и поэтому все труднее становится ее использование в традиционном бумажном виде для принятия управленческих решений, в том числе и в области Государственного земельного кадастра и управления земельными ресурсами. Быстроту получения информации и ее актуальность может гарантировать только автоматизированная система. Поэтому возникла необходимость создания автоматизированной системы, имеющей большое количество графических и тематических баз данных и соединенной с модельными расчетными функциями для преобразования данных в пространственную информацию и последующего принятия управленческих решений.

К таким системам можно отнести и многофункциональную  информационную систему, предназначенную для сбора, обработки, моделирования пространственных данных, их отображения и использования при решении расчетных задач, подготовке и принятии решений. Таким образом, основная задача ГИС – формирование знаний о земном шаре, его отдельных территориях, а также обеспечение пространственными данными различных пользователей.

Геоинформационные системы являются классом информационных систем, имеющим свои особенности. Они построены с учетом закономерностей геоинформатики и методов, применяемых в этой науки.

ГИС как интегрированные  информационные системы предназначены для решения различных задач науки и производства на основе использования пространственно-локализованных данных об объектах и явлениях природы и общества. Неразрывно с ГИС связаны и геоинформационные технологии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ПОНЯТИЕ ГИС

 

Географическая  информационная система (ГИС) - современная  компьютерная технология для картографирования  и анализа объектов реального  мира, происходящих и прогнозируемых событий и явлений. Геоинформационные  системы наиболее естественно отображают пространственные данные.

ГИС объединяет традиционные операции при работе с  базами данных - запрос и статистический анализ - с преимуществами полноценной  визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет  карта. Эта особенность дает уникальные возможности для применения ГИС в решении широкого спектра задач, связанных с анализом явлений и событий, прогнозированием их вероятных последствий, планированием стратегических решений.

Данные в  геоинформационных системах хранятся в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе их географического положения. Этот гибкий подход и возможность геоинформационных систем работать как с векторными, так и с растровыми моделями данных, эффективен при решении любых задач, касающихся пространственной информации.

Функции ГИС  заключаются в сборе, системной  обработке, моделировании и анализе пространственных данных, их отображении и использовании при подготовке и решении управленческих решений.

ГИС предназначены  для создания карт на основе получаемой информации на конкретный момент времени.

В технологическом  аспекте ГИС средство сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно-координационной географической информации. Таким образом, ГИС можно рассматривать как систему технологических средств, программного обеспечения и процедур, предназначенную для сбора пространственных данных, их анализа, моделирования и отображения в целях решения комплекса задач по планированию и управлению.

 

 

 

 

2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГИС

 

Возможности геоинформационных  систем могут быть задействованы  в самых различных областях деятельности. Вот лишь некоторые примеры использования  ГИС:

 

административно-территориальное  управление

• городское планирование и проектирование объектов;
• ведение кадастров инженерных коммуникаций, земельного, градостроительного, зеленых насаждений;
• прогноз чрезвычайных ситуаций техногенно-экологического характера;
• управление транспортными потоками и маршрутами городского транспорта;
• построение сетей экологического мониторинга;
• инженерно-геологическое районирование города.

телекоммуникации

• транковая и сотовая связь, традиционные сети;
• стратегическое планирование

телекоммуникационных  сетей;

• выбор оптимального расположения антенн, ретрансляторов и др.;
• определение маршрутов прокладки кабеля;
• мониторинг состояния сетей;
• оперативное диспетчерское управление.
• инженерные коммуникации
• оценка потребностей в сетях водоснабжения и канализации;
• моделирование последствий стихийных бедствий для систем

инженерных  коммуникаций;

• проектирование инженерных сетей;
• мониторинг состояния инженерных сетей и предотвращение аварийных ситуаций.

транспорт

• автомобильный, железнодорожный, водный, трубопроводный, авиатранспорт;
• управление транспортной инфраструктурой и ее развитием;
• управление парком подвижных средств и логистика;
• управление движением, оптимизация маршрутов и анализ грузопотоков.

нефтегазовый  комплекс

• геологоразведка и полевые изыскательные работы;
• мониторинг технологических режимов работы нефте- и газопроводов;
• проектирование магистральных трубопроводов;
• моделирование и анализ последствий аварийных ситуаций.

силовые ведомства

• службы быстрого реагирования, вооруженные силы, милиция, пожарные службы;
• планирование спасательных операций и охранных мероприятий;
• моделирование чрезвычайных ситуаций;
• стратегическое и тактическое планирование военных операций;
• навигация служб быстрого реагирования и других силовых ведомств.

экология 

• оценка и мониторинг состояния природной среды;
• моделирование экологических катастроф и анализ их последствий;
• планирование природоохранных мероприятий.

лесное  хозяйство 

• стратегическое управление лесным хозяйством;
• управление лесозаготовками, планирование подходов к лесу и проектирование дорог;
• ведение лесных кадастров.

сельское хозяйство

• планирование обработки сельскохозяйственных угодий;
• учет землевладельцев и пахотных земель;
• оптимизация транспортировки сельскохозяйственных продуктов и минеральных удобрений.

 

3. ОПИСАНИЕ ГИС

3.1 AutoCad

 

Программа AutoCAD представляет собой мощнейшую аналитическую, вычислительную  и графическую оболочку, которая может быть направлена на решение картографических, геодезических, и также множества инженерных пространственных задач практически любого уровня сложности. Программа сочетает в себе функции векторного графического редактора, текстового редактора, СУБД, среды программирования, электронной таблицы и многих других приложений. Главной функцией программы AutoCAD является графическое моделирование, причем оно может осуществляться как аналитически, так и мануальным способом ( вручную ). Широта возможностей AutoCAD простирается вплоть до развитой системы трехмерного моделирования, и позволяет решать любые практические задачи при землеустройстве.

 Принцип работы программы: плановая или пространственная модель определяется по координатам в установленном масштабе, сохраняется в отдельном слое в векторном виде.

 Слой представляет собой тематически обоснованное изображение территории ( объекта ) (Н: слой участков, слой надписей), при проектировании имеет такое же значение, как и изображение, сделанное на кальке, и представляет собой электронный вариант прозрачной основы.

 Каждая территория может иметь несколько слоев, рассмотрение и анализ которых  может производиться как в любом порядке наложения, так и отдельно.

 Возможности редактирования и моделирования настолько велики, что описать их все не представляется возможным в данном проекте. Перечислю некоторые из них, которые могут быть очень полезны в землеустройстве:

    -  вычисление координат точек, полученных  с помощью любого вида съемок, решение прямой и обратной  задачи, вычисление площадей - все  эти функции встроены, вычисляются  автоматически без дополнительного  программирования. Также сочетаются  возможности графического и текстового редактора (изменение масштаба , поворот , перемещение , копирование и т.д.), причем все операции могут быть исполнены по аналитическим данным с большой точностью . Важным также является печать материалов в действительном  масштабе , т. е. без искажения координат , длин линий и площадей объектов  .

 

3.2 MAP INFO

 

Пакет MapInfo один из лучших среди геоинформационных  программ по отношению возможности/цена. Геоинформационная система MapInfo, была разработана в начале 90-х годов. На сегодняшний день  этот пакет является бестселлером на рынке ГИС и лидером компьютерной картографии в нашей стране. Система MapInfo представляет собой базу данных с картографическим интерфейсом со встроенным мощным языком запросов SQL, позволяющим манипулировать данными на профессиональном уровне. MapInfo поддерживает OLE2 и ODBC и может работать без потери функциональности под управлением Visual Basic, Power Builder, Delphi и т.д. Совместное использование MapInfo и среды разработки  Map Basic дает возможность каждому строить свою, проблемно-ориентированную ГИС для решения конкретных прикладных задач.

 

3.3 CREDO

 

В продуктах CREDO реализована современная концепция  цифрового моделирования в виде цифровой модели местности (ЦММ) как  результата инженерно-геодезических изысканий; объемной геологической модели (ОГМ) как результата инженерно-геологических изысканий; цифровой модели проекта (ЦМП) как результата проектирования. Эта концепция воплощена в программных продуктах с помощью информационно-инструментальной платформы CREDO — графического редактора инженерного применения, которая предоставляет инженерам разных специальностей широкий набор средств моделирования топографических поверхностей, ситуаций и проектируемых объектов любой геометрической сложности.

Для создания исходной модели объекта CREDO используются картографические материалы, результаты как традиционной инструментальной съемки, так и самых современных способов сбора, анализа и обработки топографической информации: данных с электронных тахеометров, GPS/GNSS-приемников, топографических банков данных. Цифровая модель местности, которая строится по этим данным, характеризуется высокой степенью адекватности существующему рельефу и информационной насыщенностью объектов модели. Все исходные и проектные данные распределяются по слоям, объединенным в иерархическую структуру, которая отражает взаимосвязь объектов проекта. Это дает широкие возможности моделирования и использования однородной в своей сущности, но разной по характеру (происхождение, время создания, назначение и т.д.) информации. Возможность фрагментации и слияния фрагментов в единое целое позволяет нескольким специалистам работать одновременно с различными частями проекта, оперативно вносить изменения, вести большие объекты.

Каждый программный  продукт комплекса может использоваться автономно, поскольку он точно ориентирован на функции, исполняемые специалистом в своей области, и в то же время участвует в непрерывном технологическом цикле работы над объектом. Для обеспечения непрерывности этого процесса организован обмен данными с другими продуктами, что позволяет легко совмещать CREDO с различными информационными технологиями.

CREDO DAT Назначение  системы – автоматизация камеральной  обработки полевых инженерно-геодезических  данных.

Области применения:

• линейные и площадные инженерные изыскания объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства,
• геодезическое обеспечение строительства,
• маркшейдерское обеспечение работ при добыче и транспортировке нефти и газа,
• подготовка пространственной информации для кадастровых систем (наземные методы сбора),
• геодезическое обеспечение геофизических методов разведки,
• маркшейдерское обеспечение добычи полезных ископаемых открытым способом.