Области применения ГИС-технологий

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

кАФЕДРА ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА И  КАДАСТРА

 

 

 

 

 

Реферат

Области применения ГИС-технологий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 2 курса

1 группы факультета экологии и ландшафтной архитектуры, направления 022000.62 – Экология и природопользование

Золина Анастасия Сергеевна

 

 

 

 

 

Ставрополь, 2014

 

 

Содержание

1.Введение…………………………………………………………………………3

2.Принципы работы ГИС………………………………………………………...5

3.Применение ГИС в различных областях………………………………………7

3.1.Применение  в медицине…………………………………………………..…8

3.2.Применение  в лесном хозяйстве…………………………………………….9

3.3.Применение  в  муниципальном управлении……………………………....11

3.4. Применение в геологии…………………………………………………….13

3.5. Применение  в туризме………………………....…………………………...15

4.Заключение……………………………………………………………………..19

5.Список  литературы…………………………………………………………….20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Геоинформационной системой (ГИС) называют интегрированную автоматизированную систему и комплексную компьютерную технологию, базирующуюся на последних достижениях науки и техники в области информатики, космической навигации, электронной тахеометрии, аэрокосмической и наземной стереофотограмметрии, подповерхностного зондирования, связи, организации баз данных и предназначенную для  получения, ввода, хранения, обновления, обработки, визуализации различных видов географически привязанной информации для оперативного комплексного анализа, прогнозирования и принятия решений по широкому кругу вопросов, связанных с картографированием, изысканиями, проектированием, строительством и эксплуатацией инженерных объектов, диагностикой, паспортизацией, экономикой, экологией, сервисом, демографией, безопасностью и т.д.

Анализ места ГИС среди других автоматизированных систем позволяет сделать вывод о том, что комплексная автоматизированная обработка информации в ГИС не имеет аналогов с технологиями обработки информации в других автоматизированных системах.

Современные геоинформационные системы представляют собой новый тип автоматизированных интегрированных систем, которые включают в себя как методы обработки данных многих существующих или ранее существовавших систем, таких как АСНИ (научные исследования), САПР (проектирования), АСИС (информационные системы), СУБД (управления базами данных), АСК (картографирования), АФС (фотограмметрические системы), АКС (кадастровые системы) и т. д., так и обладают уникальной спецификой в организации и обработке данных, поставивших их на качественно более высокий уровень как многоцелевых, многоаспектных систем.

Существовавшее до недавнего времени представление о ГИС как об автоматизированной системе управления компьютеризованной базы данных следует считать устаревшим, поскольку в ГИС может входить много баз данных, а полная технология обработки в ГИС значительно шире, чем при работе с конкретной базой данных. Кроме того, любая ГИС обязательно включает в себя систему экспертных оценок, которую реализовать на уровне баз данных не представляется возможным. И наконец, базы данных в ГИС имеют не тфлько пространственную, но и временную характеристику, что важно прежде всего для географических данных.

На основе анализа целей и задач существующих ГИС более правильным следует считать определение ГИС как геоинформационных систем, а не как географических информационных систем, поскольку процент чисто географических данных в них относительно невелик. Поэтому можно дать более короткое определение геоинформационным системам (ГИС).

ГИС — это автоматизированная интегрированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация.

Структура ГИС– это ее составные части и взаимосвязь между ними.

Каков же состав ГИС?

- данные (пространственные данные): географические (местоположение объекта  на земной поверхности, фотоснимки  из космоса, аэроснимки), табличные  или описательные данные, связанные  с географическими;

- аппаратное обеспечение (компьютер, компьютерные и телекоммуникационные сети, накопители внешней памяти, сканер, дигитайзеры и т. д.)

- программное обеспечение для  хранения, ввода, анализа и визуализации  географической информации

- технологии (методы, порядок действий)

- специалисты, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач.

Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы.

Принципы работы ГИС

Подсистема работы с хранилищами пространственных данных– это программные компоненты ГИС, ответственные за создание соединений с самими хранилищами и обмена с ними данными, в том числе, по сетевым протоколам.

Модуль управления координатными системами. Координаты, которыми представлены пространственные данные в геоинформационном хранилище могут соответствовать либо прямоугольной (декартовой), либо географической, построенной на основе эллипсоида, системе координат. Если раньше считалось, что земля круглая, то в наше время ее форма описывается довольно сложной фигурой – геоидом. Поверхность геоида совпадает с уровнем вод мирового океана, условного продолженного под материками. Эллипсоид, в свою очередь, это геометрическое место точек, полученное вращением геоида вокруг своей главной оси. Я не являюсь специалистом в геодезии, посему в тонкости построения земных систем координат вдаваться не буду, а продолжу свой рассказ с позиции пользователя ГИС. Система координат может быть также глобальной (на всю территорию земли) или локальной - предназначенной для позиционирования в определенных пределах земной поверхности. Есть локальные географические системы координат, которые для конкретной местности обладают более высокой точностью, чем мировая система координат. Достигается это за счет того, что построены такие системы координат на основе более точного в условиях данной местности локального эллипсоида (в сравнении с глобальным его описанием). Начало координат таких систем координат выбирается произвольно, а создаются они для разных целей, в том числе и для того, чтобы иметь представление о взаимном расположении объектов, но исключить в целях безопасности возможность получения их истинных (мировых) координат. Примером локальной системы координат является местная система координат города Москвы, имеющая нулевые координаты в районе главного здания МГУ.

Модуль управления координатными системами предназначен для преобразования точек из исходной системы координат хранилища пространственных данных в координаты плоскости, с которыми работает графическое ядро операционной системы, позволяющее выводить изображение на экран, принтер и другие устройства вывода. Данный модуль также ответственен за обратное преобразование: трансформацию координат точки на плоскости в координаты информационного хранилища (мировые или локальные координаты). Обратное преобразование используется в процессе редактирования (оцифровки) геометрии инструментальными средствами ГИС. Чаще всего ГИС имеет дело с системой координат WGS 84 (World Geodetic System), являющейся единой системой координат на всю территорию планеты Земля. Географические системы координат отличаются друг от друга формой эллипсоида, на котором они базируются. Набор преобразований, которые применяются для трансформации координат географической системы координат в декартову систему координат, называется картографической проекцией. Другими словами, картографическая проекция – это отражение (развертывание) эллипсоида географической системы координат на плоскость. Наиболее широко распространенными проекциями являются проекция UTM (Universal Transverse Mercator) и проекция Гаусса Крюгера (ГК).

Легенда или подсистема настройки графического представления. Любое хранилище пространственных данных представлено набором объектов векторной и растровой графики. В ГИС 2D отдельные объекты пространственных данных часто называют слоями, поскольку изображение, формируемое в окне электронной карты, создается последовательно: подсистема отображения “рисует” по очереди каждый тип объектов. Таким образом, результат формирования изображения – это многослойная двухмерная картинка, где каждый последующий слой нанесен поверх предыдущего. Легенда – это основной инструмент в ГИС, при помощи которого определяется не только порядок вывода объектов на карту (порядок слоев), но и параметры их отображения (цвет, толщина линий, шрифт подписей и т.д.). С помощью легенды отдельные объекты можно включать и исключать из списка отображаемых слоев на карте. Легенда может описывать слои, которые представляют объекты, извлекаемые подсистемой работы с пространственными данными из разных соединений.

Подсистема отображения. Важным параметром настройки графического представления пространственных данных является номинальный масштаб карты. Именно тогда, когда масштаб отображения данных в окне электронной карты ГИС соответствует номинальному масштабу, толщина линий, размер шрифта и прочих параметров соответствует тем, что заданы в легенде, а в условиях другого масштаба, который легко может быть изменен пользователем, толщина линий и размер шрифта будут увеличены или уменьшены соответственно. Таким образом, номинальный масштаб карты – это точка отсчета для подсистемы отображения. По какому принципу подсистема отображения формирует графическое представление пространственных данных, во многом определяется легендой конкретной карты. Рабочее место ГИС может состоять из целого набора электронных карт, каждая из которых представлена своей легендой.

Подсистема редактирования пространственных данных. Это, собственно, тот набор инструментальных пользовательских средств ГИС, которые позволяют редактировать пространственные данные. Нанесение новой или редактирование существующей геометрии обычно сводится к последовательному указанию точек на карте. При выборе этих точек модуль управления координатными системами трансформирует координаты курсора на экране в точки, соответствующие системе координат информационного хранилища. Современные системы графического ввода могут также позволять при указании точек “привязываться” к уже имеющимся данным, например, к углам или серединам отрезков ломаных линий, к точечной геометрии и т.д.

Подсистема анализа пространственных данных. Та самая подсистем, которая позволяет настраивать, выполнять и отображать результаты пространственных запросов. Параметры графического представления результатов пространственных запросов, также определяются средствами легенды.

Подсистема печати. Разновидность подсистемы отображения, предназначенная для вывода фрагментов электронных карт на принтер или плоттер (графопостроитель). К дополнительным функциям подсистемы печати, в сравнении с подсистемой вывода изображения на экран, можно отнести настройку и формирование графического представления на распечатке самой легенды, а также условного обозначения масштаба, компаса, и прочих атрибутов, необходимых для работы с бумажной версией карты.

Подсистема бизнес логики. Любые программные средства, используемые в ходе настройки работы геоинформационной системы для решения конкретной прикладной задачи или группы задач. К таким средствам может относиться и подсистема информационного моделирования предметной области, инфраструктура подключения внешних программных модулей для интеграции с другими информационными системами, и инструментарий написания бизнес сценариев, создаваемых, к примеру, на встроенном в ГИС языке программирования и многое другое.

 

Применение в медицине

ГИС- технология может помочь в реализации многих базовых функций здравоохранительной отрасли. Кратко рассмотрим некоторые из них.

Оценка имеющихся и перспективных активов (анализ и развитие инфраструктуры объектов здравоохранения, ресурсов, реализуемых программ по повышению уровня здоровья населения и т.д.). ГИС поддерживает все аспекты отслеживания общественного здоровья, предоставляя платформу для сбора и анализа влияющих на него факторов окружающей природной и социально-экономической среды, а также данных разнообразных обследований и диспансеризаций, баз данных о пациентах и пр. ГИС успешно работают и на мобильных устройствах, помогая собирать данные в полевых условиях, обеспечивая надежную пространственную привязку получаемой в цифровом виде информации. ГИС может служить критически важным компонентом для распределения людских и технических ресурсов и их планирования, включая моделирование и выдачу рекомендаций специалистам при анализе географического распределения сервисных служб и выявлении мест, где, например, время прибытия бригад скорой помощи превышает нормативные показатели, а также для общего повышения эффективности оказываемых населению медуслуг.

Выработка стратегии с учетом ее пространственной компоненты, включая выбор ближних и отдаленных целей развития, прогнозирование их возможных последствий путем совместного рассмотрения и анализа специфических медицинских данных и информации социально-демографического характера, данных об окружающей среде, административных сведений, данных об инфраструктуре здравоохранительных органов, медицинских организаций и предоставляемых ими услугах.

Ситуационная осведомленность. ГИС предоставляет лицам, принимающим решения в сфере здравоохранения, общую операционную картину для планирования и корректировки действий, в том числе при возникновении чрезвычайных ситуаций, таких как вспышки опасных заболеваний и быстрое распространение инфекций, или при угрозе биотеррористических атак. Официальные лица используют ГИС для отслеживания результатов реализации предпринимаемых действий, комплексного анализа наборов данных разной тематики и целевого назначения и, в более широкой перспективе – для оптимального и более адаптированного к конкретной ситуации распределения ресурсов в соответствии с текущими потребностями. А население получает удобный доступ к основанным на ГИС сетевым сервисам для получения интересующей их информации о медицинских услугах в местах их проживания или в более широком пространственном контексте.

Обеспечение эффективного управления, повышение качества обслуживания, страхование, маркетинг. Предлагаемые в ГИС мощные и во многом уникальные средства сбора данных, в том числе «в поле», управления ими, их моделирования и анализа, совместная работа с множеством наборов данных помогают организациям модернизировать собственные рабочие процессы, улучшить взаимодействие и обмен информацией с коллегами в других организациях. Руководители могут в наглядном виде отслеживать состояние общественного здоровья в географическом (пространственном) контексте, более полно понимать и рассматривать разнообразные факторы, оказывающие влияние на здоровье людей или возникновение заболеваний, а также анализировать и в полной мере задействовать имеющиеся в их распоряжении ресурсы.

Применение в лесном хозяйстве

Все уровни управления лесным хозяйством с давних времен используют лесные тематические карты. Они являются потенциальными потребителями лесных географических информационных систем (ГИС). При этом верхние уровни управления нуждаются в поддержке управленческих решений, т. е. в использовании информационных, а иногда и интеллектуальных возможностей ГИС, а уровень лесхоза – еще и в ГИС-поддержке своей непосредственной производственной деятельности: проектировании мероприятий, выполнении отводов участков леса, освидетельствовании проведенных работ и внесении изменений в лесные карты.