Лекция №16. Применение гис по сфере использования гис не имеют себе равных. Они применяются в транспорте, навигации, геологии, географии, военном деле, топографии, экономике и т д. icon

Лекция №16. Применение гис по сфере использования гис не имеют себе равных. Они применяются в транспорте, навигации, геологии, географии, военном деле, топографии, экономике и т д.



Смотрите также:
Программа дисциплины Геоинформационные системы в геологии Цикл опд...
Программа дисциплины Геоинформационные системы в геологии Цикл опд...
Лекция №10. Инструментальные средства гис лекция №10. Инструментальные средства гис...
Конспект урока информатики для учащихся 11 класса «Геоинформационные системы»...
«Применение гис-технологий в гидрологии», от этого зависел мой дальнейший трудовой путь...
1. Лекция №2 Картографирование...
Идеальная картографическая основа для идеальной гис...
Лекция №3. Организация данных в гис первым шагом к проекту гис является создание...
Рабочая программа дисциплины «Геоинформационные технологии и системы» для специальности: 230201...
Общие сведения о ГИС...
Лекция №4. Модели данных...
План проведения занятий по курсу «Проектирование и анализ радиосетей» с 19 октября по 27 октября...



скачать

Лекция №16. Применение ГИС


По сфере использования ГИС не имеют себе равных. Они применяются в транспорте, навигации, геологии, географии, военном деле, топографии, экономике и т.д. Переход к автоматизированным методам создания карт с помощью ГИС имеет ряд преимуществ:

• повышение точности картографической информации;

• сокращение трудозатрат на изготовление продукции;

• увеличение производительности труда за счет автоматизации отдельных операций или исключения их.

Методологической основой процессов обработки информации в ГИС является цифровое моделирование местности, объединяющее процессы сбора первичной информации, ее моделирования и обновления, обработки и формирования документов. За счет применения современных технических средств осуществляется автоматизация полевых и камеральных работ.

Использование ГИС происходит на разных уровнях. Это обусловлено многообразием геоинформационных технологий.

Выделяют следующие территориальные уровни использования ГИС в России:

глобальный уровень - Россия на глобальном и евразийском фоне, масштаб 1 : 4 500 000 – 1 : 100 000 000;

всероссийский уровень - вся территория страны, включая прибрежные акватории и приграничные районы, масштаб 1 :2 500 000 - 1 :20 000 000;

региональный уровень - крупные природные и экономические регионы, субъекты Федерации, масштаб 1 : 500 000 -1:4 000 000;

локальный уровень - области, районы, национальные парки, ареал кризисных ситуаций, масштаб 1 : 50 000 - 1 000 000;

муниципальный уровень - города, городские районы, пригородные зоны, масштаб 1 : 50 000 и крупнее.
^

16.1Электронные карты


Цель создания. Развитие методов цифрового картографирования привело к появлению так называемых электронных карт (ЭК).

Основой для создания и обновления электронных карт являются изображения, которые получаются при съемке местности специальной аппаратурой, размещенной на борту воздушно-транспортных средств.

Применение ЭК вызвано необходимостью повышения эффективности использования информации в различных областях (научные исследования, навигация, социальное управление).

Электронную карту можно рассматривать как многокомпонентную модель реальности. Основными целями ее создания являются:

• улучшение возможности анализа, обработки и отображения геоинформационных данных;

• визуальное отображение цифровых моделей явлений, не видимых для человеческого глаза;

• автоматизация отображения и картографического анализа в системах управления;

• исследование объектов, явлений и процессов с учетом динамики их развития и возможного использования;

• получение экспертных решений в графическом виде в режимах реального и разделенного времени.

Цифровая картографическая информация (ЦКИ) является частью информационной основы ГИС и обусловливает возможности ЭК при геомоделировании.

Визуализация пространственных данных в форме ЭК выполняет роль интерфейса, обеспечивающего пользователю динамическое двустороннее взаимодействие с базой пространственных данных .
^

16.2ГИС для задач городского хозяйства


Общие сведения. ГИС городского хозяйства относится к низшему (муниципальному) уровню систем. Вместе с тем это самые популярные ГИС, поскольку для их реализации требуются минимальные информационные и технические ресурсы.

В городской ГИС необходимо обеспечить связь между пространственными данными и справочной информацией, атрибутивными данными. Основным справочным материалом такой ГИС являются земельные записи.

При ручных методах сбора и обработки атрибутивные данные ( количество жителей, транспортные маршруты, промышленные объекты, подземные коммуникации и т.п.) собираются в виде таблиц и переносятся на карту для наглядности и дальнейшего анализа. При такой технологии возможны ошибки из-за многократных ручных методов сбора и трудоемкости анализа больших объемов данных .

Городская ГИС содержит в одной среде (интегрированная информационная основа) атрибутивные и картографические данные, которые могут обрабатываться совместно. При таком подходе упрощаются ввод и контроль вводимой информации, анализ форм представления данных.

Все координатные данные в ГИС должны входить в единую систему координат. Для позиционирования объектов в этой координатной системе должны быть определены идентификаторы местоположения, которые задают характеристики карты по всей юрисдикции, например коды объектов, акты переписи населения, номера домов и т.д.

В городской ГИС топографическая информация является ссылкой, используемой для решения задач управления и анализа. В связи с тематической ориентацией каждой задачи для ее решения возможно создание специальных тематических карт, таких, как карта квартального деления, карта землепользования, зональные карты и др.

Тематические карты городского хозяйства представляют собой составную модель. В свою очередь они подразделяются на слои. Таким образом, интегрированную графическую основу городской ГИС образует совокупность тематических карт-слоев и связанных с ними атрибутивных данных в табличной и текстовой форме.

^ Схема построения городской ГИС. Укрупненная схема создания городской ГИС содержит семь основных этапов:

1. Определение целей городской администрации.

2. Определение функций органов местной власти применительно к принятию решений при помощи ГИС.

3. Построение информационной модели управления городским хозяйством.

3.1. Выделение и классификация данных по основным методам их использования: исходные, промежуточные и вспомогательные, директивные или выходные данные;

3.2. Построение моделей данных для ГИС. Определение объектов и сущностей. Определение атрибутов.

4. Определение эффективности функционирования ГИС и выбор технологических решений.

5. Получение организационной поддержки.

6. Создание пилот-проекта.

7. Полная разработка и реализация ГИС.

Рассмотрим эти этапы более подробно.

Этап 1. В качестве основных и вспомогательных целей городской администрации могут выступать учет и контроль землепользованием, учет недвижимости, учет и использование жилого и нежилого фонда, оптимизация транспортных задач, экологический мониторинг, снижение преступности, сохранение рабочих мест и т.д. Естественно, что именно эти цели должны определять цели получения выходной информации ГИС и назначение самой ГИС.

Этап 2. Реализацию решений городской администрации осуществляют местные органы. Они являются функциональным звеном, преобразующим директивную информацию сверху в практические действия по управлению, контролю, преобразованию ситуации на местах.

Следовательно, в связи с этим должны быть рассмотрены все функции местных органов власти и проведен последующий анализ для поиска методов улучшения работы местной власти за счет применения ГИС.

Выполнение первых двух этапов дают основание для составления технического задания на разработку ГИС. На этих этапах осуществляется первое согласование работ с городской администрацией (заказчиком).

Этап 3. Содержание этапа - построение информационной модели данных, применяемой в ГИС для достижения определенных выше целей и реализации определенных функций. Этот этап разработки ГИС включает два подэтапа. Первый подэтап охватывает следующие действия:

• анализ существующей служебной документации в целях выделения исходных данных для ГИС и выходных данных, которые или представляют собой директивы, или способствуют принятию директивных решений;

• определение группы промежуточных данных, которая может включать вспомогательную информацию поясняющего характера или данные, подготавливаемые для хранения в архивах;

• анализ документов по их целевому или функциональному признаку без изучения их структуры;

• детализация технического задания, согласование и обмен данными с городской администрацией.

На втором подэтапе сгруппированные документы подвергают структурному анализу для определения связи между элементами информационной модели. Сначала выявляют главные элементы, называемые сущностями и объектами (см. разд. 3), затем анализируют их свойства, необходимые для принятия решений. На этой стадии согласование администрации не требуется и качество работ определяется профессиональными способностями исполнителя.

Этап 4. Производится анализ достижения максимальной эффективности при минимальных затратах с учетом специфических местных условий получения и передачи информации, а также категории ценностей задач. Допустим в экологически загрязненных районах на первом месте по ценности стоят задачи контроля окружающей среды, в районах с транспортными проблемами - задачи оптимизации перевозок, в районах с повышенным уровнем преступности - задачи контроля и правопорядка и т.д. Качество работ этого этапа также зависит в первую очередь от квалификации исполнителя и его компетенции в вопросах экономики и оптимизации проектных решений.

Приоритет целей дает основу выбора соответствующих технологий и форм выходных данных, применяемых в разрабатываемой ГИС.

Работы четвертого этапа служат основой для принятия заказчиком решения о создании и выборе ГИС из числа предлагаемых исполнителем.

Этап 5. Принятие заказчиком решения определяет получение административной поддержки для реализации работ, в частности для создания пилот-проекта ( пилотного проекта).

Этап 6.^ Создание пилот-проект - усеченного варианта реализации системы ( не только ГИС, но и любой другой) требует минимального риска вложения денег от заказчика. Он выполняется либо без затрат со стороны администрации (заказчика), либо в ограниченном объеме финансирования ( 2 - 10 % от полной стоимости проекта). Пилотный проект реализует ограниченное количество функций и служит в первую очередь демонстрационным вариантом полной ГИС, во вторую - реализацией практических возможностей ГИС.

Этап 7, После реализации пилот-проекта проводится анализ его функционирования, учитываются замечания к доработке или расширению функций ГИС, уточняется техническое задание и осуществляется разработка ГИС в полном объеме. На этом этапе осуществляются решающее общение и согласование работ с администрацией перед окончательным созданием полной системы и технологий ГИС.

Рассмотренная схема построения ГИС городского хозяйства может быть перенесена на другие типы ГИС. Картографическая информация в таком процессе разработки ГИС для администрации "прозрачна". Хотя она является интеграцией экономических, статистических, экологических и других данных, для чиновника, заказывающего ГИС, она "невидима".

"Прозрачность" интерфейса и систем является показателем интеллектуальности и характеристикой высокого уровня разработки систем.

^ Автоматизированная информационная система государственного городского кадастра (АИС ГГК) '. Она разработана центром "Сиб-геоинформ" (г. Новосибирск). Система принята в эксплуатацию со второй половины 1993 г. и к настоящему времени накоплен определенный опыт ее использования.

АИС ГГК предназначена для производства работ по созданию и ведению государственного городского кадастра. В ее основе функционирует топографическая база данных масштабов 1:500,1:2000, 1:10000. Система обеспечивает решение трех основных групп задач: инженерных (в том числе для САПР), кадастровых по учету земель, зданий и сооружений, подземных и наземных коммуникаций и управленческих.

В основу технологии положено ведение дежурной карты города и получение прикладных кадастровых карт. АИС ГГК обеспечивает систематическое обновление БД, автоматизированную выдачу упорядоченной совокупности информации о правовом, хозяйственном, природном и экономическом состоянии объектов и явлений городской среды во времени и пространстве для нужд функционирования и развития города.

Система позволяет оперативно снабжать актуальной кадастровой информацией городские организации, учреждения и частных лиц для принятия управленческих и других решений, проведения налоговой политики на городской территории и обновлять топографические карты крупного масштаба. Все операции осуществляются по единому классификатору и в единых формах.

Система состоит из трех блоков (трех системных уровней) с условными названиями: сбор, накопление и хранение, выдача. Это соответствует классической трехуровневой схеме обобщенной ГИС (см. разд. 1).

Блок сбор включает четыре подсистемы, каждой из которых также присвоены условные наименования.

Подсистема сбор-ПД предназначена для получения цифровой топографической и кадастровой информации по картматериалам.

Подсистема ФАТ/ФАГ выполняет сбор топографической и кадастровой информации фотограмметрическими методами. Исходной информацией служат аэроснимки и материалы дешифрирования.

Подсистема сбор-НС обеспечивает сбор топографической и геометрической кадастровой информации методом наземных съемок с использованием полевого АРМ-топографа, включающего электронный тахеометр, вычислительный управляющий блок и малогабаритный принтер.

Первые три подсистемы осуществляют сбор координатных данных с элементами семантики.

Подсистема сбор-КАД служит для сбора текстовой кадастровой информации (атрибутивного типа), заполнения баз и выдачи ее по следующим (типовым) признакам: земли, здания и сооружения, колодцы, зеленые насаждения, рекреационные зоны и др.

Блок накопление и хранение предназначен для формирования базы данных цифровой кадастровой и топографической информации. Особенность технологии ведения БД состоит в том, что банк топографической информации дополняется кадастровыми данными, а банк кадастровой информации дополняется топографической информацией. В сущности, такой подход связан с организацией двух баз для координатных и атрибутивных данных.

Блок выдача (усеченная подсистема документационного обеспечения) обеспечивает выдачу кадастровых и топографических планов, схем, экспликаций границ землепользователей и колодцев, паспортов землепользования и иной информации по запросам.

Каждая из рассмотренных подсистем может иметь локальное применение для целей обновления топографических карт крупного масштаба или выдачи кадастровой информации, что опять же соответствует общим принципам функционирования обобщенной ГИС (см. разд. 1).
^

16.3Технологии ГИС в государственной земельном кадастре России

16.3.1.Общие сведения


Опыт зарубежных стран показывает, что основой эффективного управления экономикой является использование современных методов и технологий учета и контроля земельной собственности. Для решения этой проблемы необходима мобильная, всеобъемлющая информационная база о земле - земельный кадастр. Под кадастром понимают карты и другие описания земельных участков с идентификацией всех, кто имеет юридические права на земельную собственность.

Кадастровые карты (cadastral maps) можно определить как графические отображения юридических описаний земельных участков. Таким образом, основу эффективного землепользования составляют кадастровые карты, получение которых входит в комплекс технологий ГИС.

В настоящее время Комитетом Российской Федерации по земельным ресурсам и землеустройству (Роскомзем) формируется и внедряется единая система государственного земельного кадастра, мониторинга земель и землеустройства.
^

16.3.2.Автоматизированная система кадастрового картографирования (АСКК)


АСКК - интегрированная автоматизированная картографическая система, основанная на цифровых методах создания карт. Система является полной. Она включает все три системных уровня: сбор, моделирование и хранение, представление информации.

В состав системы входят следующие подсистемы:

• подсистема фотограмметрического сбора данных;

• подсистема сбора полевых данных;

• подсистема ортофототрансформирования;

• подсистема цифрования карт;

• подсистема обработки цифровой картографической информации;

• подсистема издания карт.

АСКК предназначена для получения цифровых кадастровых карт путем использования комплекса работ, связанных с фотограмметрической обработкой материалов аэрофотосъемки, цифрованием карт, обработкой цифровой картографической информации, собранной различными методами (включая полевую съемку), и формирования цифровых моделей местности, получением кадастровых карт на основе автоматизированных технологий.

Входными данными системы являются:

• материалы аэрофотосъемки: черно-белые аэрофотоснимки формата 23 х 23 см масштабов 1:8 000 и 1:40 000. Аэрофотосъемка должна выполняться с помощью аэрофотоаппарата, сопряженного с GPS-оборудованием, обеспечивающим навигацию во время полета и определение координат центров проектирования;

• результаты полевых тахеометрических съемок или досъемок отдельных объектов, которые по тем или иным причинам невозможно снять фотограмметрическими методами. Эти данные представляются в виде файлов векторных моделей контуров снятых объектов в каком-либо из распространенных графических форматов (DXF, DGN и др.);

• картографические материалы, представленные в графической форме;

• каталоги координат и высотных отметок опорных точек, которые могут быть представлены в виде файлов на машинном носителе и в виде бумажного документа.

В результате функционирования АСКК создаются следующие карты:

• карты масштаба 1: 2 000, получаемые по материалам аэрофотосъемки масштаба 1:8000 с площадью охвата 1 км2;

• карты масштаба 1:10 000, получаемые по материалам аэрофотосъемки масштаба 1:40 000 с площадью охвата около 20 км2.

Плановая точность этих карт, характеризуемая средней ошибкой положения контуров с четкими очертаниями относительно ближайших точек съемочного обоснования, должна быть не хуже 0,5 мм в масштабе карты.

Содержание карт охватывает следующие объекты:

• пункты геодезических и опорных межевых сетей;

• объекты земельного кадастра;

• территории политико-адинистративного деления;

• земельные участки с указанием владельцев, арендаторов и других пользователей - юридических и физических лиц;

• границы земель различных видов и категорий (сельскохозяйственного назначения, промышленности, транспорта, лесного фонда, водо-охранные, природоохранные, историко-культурного и рекреационного назначения);

• объекты недвижимости, прочно связанные с земельными участками;

• инженерные сооружения (линии электропередач, связи, теплосети, трубопроводы);

• объекты транспорта (автомобильные и железные дороги и объекты, связанные с ними);

• гидротехнические сооружения, объекты водоснабжения;

• улицы и проезды в населенных пунктах;

• ограждения;

• объекты гидрографии (реки, водохранилища и прочие водоемы);

• объекты растительности (древесная и кустарниковая );

• заболоченные и засоленные земли.

Карты в системе АСКК изготавливают в графической форме на бумаге тиражом 5-10 экземпляров, полиграфическая печать не предусматривается. Они должны быть многоцветными и достаточно высокого качества с использованием условных знаков для точечных, линейных и площадных (ареальных) объектов.

Ареальные объекты отображаются как в виде окрашенных полигонов, так и в виде полигонов, заполненных условными знаками. Качество линий штриховых элементов содержания карт, характеризуемое "шероховатостью" линии, должно быть не хуже 0,04 мм. Карты должны иметь координатную сетку, зарамочное оформление и легенды.

Цифровые карты должны содержать координатную (метрическую) информацию о положении объектов и атрибутивную информацию, характеризующую их свойства, и представляться в виде файлов принятых стандартных форматов (как минимум DGN, DXF, DBF).

Форматы данных и технология проекта во многом обусловлены участием фирмы Intergraph. В то же время по условиям проекта внутренние форматы баз данных цифровой картографической информации открыты с тем, чтобы обеспечить возможность создания конвертеров в формат цифровой карты в виде ASCII-файлов, принятый в качестве стандарта Роскомзема.

Ортофотокарты масштабов 1:2 000 и 1:10 000 должны представляться как в цифровой растровой форме, так и визуализированными на твердом носителе (черно-белое полутоновое изображение) с координатной сеткой и зарамочным оформлением. Площади охвата и требования к точности фотокарт аналогичны требованиям, предъявляемым к картам указанных масштабов.

В системе АСКК используются референц-эллипсоиды Красовского и WGS84. В системе применяются проекции Гаусса - Крюгера, UTM, поперечная проекция Меркатора с задаваемыми параметрами, конформная коническая проекция Ламберта.

Для обеспечения эффективной обработки в АСКК включены шесть различных картографических прикладных программных пакетов (фототриангуляция, сбор данных на фотограмметрической рабочей станции, редактирование собираемых данных, обработка картографической информации, ортофототрансформирование, издание карт).

Преобразование форматов данных в форматы DXF, DGN и обратно обеспечивают конвертеры векторных картографических данных.

Прикладное программное обеспечение открыто для дополнения, модернизации и создания новых приложений с использованием языка развития и библиотеки объектных файлов.

^ Подсистема фотограмметрического сбора данных. В качестве исходных подсистема использует следующие данные:

• черно-белые аэрофотоснимки формата 23 х 23 см и 18 х 18 см на пленке с углами наклона до 5 °, продольное перекрытие 58-85 %, поперечное 27 - 40 %, а также контактные и увеличенные (при необходимости) отпечатки;

• каталоги координат опорных и контрольных точек, а также координаты центров проектирования аэрофотоснимков;

• данные аэрофотоаппарата;

• параметры аэрофотосъемки.

В результате функционирования подсистемы формируются следующие типы данных:

• векторная модель контуров снятых объектов в стандартных обменных форматах, в число которых по крайней мере должны быть включены DXF, DGN;

• каталоги координат точек фотограмметрической сети в открытом формате (коды ASCII);

• каталоги элементов внешнего ориентирования аэрофотоснимков в открытом формате (коды ASCII);

• цифровая модель рельефа;

• контрольный абрис собранных контуров объектов. Основными функциями подсистемы являются:

• предварительное камеральное дешифрирование аэрофотоснимков перед сбором данных на фотограмметрической станции или приборе (выполняется в тех случаях, когда это необходимо);

• стереоскопическое опознавание и искусственное маркирование точек сети фототриангуляции в пределах маршрутов и блока, а также маркирование точек, используемых для ортофототрансформирования снимков; если используется цифровая стереофотограмметрическая станция, то должно обеспечиваться цифровое маркирование точек любым способом, позволяющим передавать связующие точки между моделями и маршрутами;

• измерение координат точек сети фототриангуляции;

• уравнивание сети фототриангуляции с использованием координат центров проектирования аэрофотоснимков;

• получение цифровой модели рельефа для последующего ортофототрансформирования;

• стереоскопическая съемка объектов картографирования;

• получение (автоматическое вычерчивание) контрольных абрисов снятых контуров объектов.

При измерении координат точек фотограмметрического сгущения предусмотрены следующие возможности:

• ввод номеров точек, стереопар, маршрутов;

• измерение координат точек с представлением результатов в виде ASCII-файлов, содержащих наборы: номер точки, X,Y,P, Q или номер точки, X,Y левого снимка, X,Y правого снимка, а также номер точки, X,Y,Z , если измеряются координаты точки модели;

• коррекция измерений;

• повторное измерение;

• быстрое перемещение в зону расположения точки;

• оперативный контроль результатов измерений.

Требуемая точность измерений, характеризуемая средней квадрати-ческой ошибкой, составляет 4 мкм в масштабе обрабатываемого снимка.

Программа фототриангуляции должна обеспечивать построение блочной сети с использованием центров проектирования аэрофотоснимков, координаты которых получены с помощью GPS, в качестве опорных точек с контролем точности по нескольким наземным опорным точкам.

Цифровая модель рельефа может быть получена в двух вариантах: в виде регулярной сетки и параллельных профилей.

Для повышения эффективности обработки программный интерфейс подсистемы должен обеспечивать следующие возможности:

• управление проектом, ввод координат опорных и контрольных точек, параметров аэрофотосъемки, параметров аэрофотоаппарата, включая элементы внутреннего ориентирования и данные дисторсии; измерение координатных меток с автоматическим перемещением в окрестности метки;

• измерение координат точек для фототриангуляции с автоматическим перемещением в зоны стандартного расположения точек;

• взаимное ориентирование аэрофотоснимков;

• измерение координат отдельных точек модели для фототриангуляции ;

• внешнее ориентирование модели;

• измерение координат точек объектов (как плоских, так и пространственных) и рельефа (горизонталей и пикетов);

• выбор различных режимов измерений координат контуров (с автоматическим выбором точек при заданном шаге по длине пути или в зависимости от кривизны линии, а также с выбором и регистрацией отдельных точек, указываемых оператором);

• корректировка результатов измерений в режиме диалога и повторные измерения;

• задание способа соединения точек (отрезками прямых, плавной кривой, дугой окружности, замкнутой окружностью);

• замыкание контуров (линий);

• разрыв контуров;

• построение линий, параллельных данной линии или ее фрагменту;

• присоединение одной линии к другой;

• обработка соединений (пересечение, отсечение, продолжение, слияние);

• копирование объекта, перенос;

• сглаживание криволинейных контуров объектов;

• ортогонализация контуров объектов;

• построение недостающих (невидимых) углов у прямоугольных объектов;

• ввод точек с известными координатами;

• удаление отдельных точек, всего объекта, фрагмента контура объекта;

• задание типа и цвета линии и использование упрощенных условных знаков для более наглядного графического воспроизведения результатов съемки;

• "сшивка" линий по границе смежных стереопар. Допускается использование цифровых фотограмметрических станций с применением методов сканирования аэрофотоснимков, а также хранение всех необходимых цифровых изображений в течение технологического цикла обработки.

^ Подсистема ортофототрансформировання. Она выполняет следующие функции:

• сканирование аэрофотоснимков;

• преобразование аэрофотоснимков в цифровую форму;

• ввод цифровой модели рельефа, элементов внутреннего ориентирования снимков, каталогов координат опорных точек, элементов внешнего ориентирования;

•ортофототрансформирование аэрофотоснимков;

• трансформирование цифровых аэрофотоснимков с учетом рельефа;

• монтаж фотоплана и выравнивание гистограммы по границе стыковки снимков;

• съемка контуров объектов на ортофотоплане;

• оформление ортофотокарты и вывод на твердый носитель;

• получение контрольного абриса собранных контуров объектов. При реализации перечисленных функций применяют входные материалы и данные, полученные в подсистеме фотограмметрического сбора данных. На выходе подсистемы в результате обработки данных получают следующие материалы:

• фотоплан или фотокарту с координатной сеткой, зарамочным оформлением и требуемой графической нагрузкой, представленные на твердом носителе;

• цифровой фотоплан или фотокарту в форматах TIFF и Binary;

• текстовые документы с результатами контроля точности трансформирования;

• цифровую картографическую информацию в векторном формате (как минимум DGN,DXF), представляющую результаты съемки объектов на фотоплане;

• цифровые изображения аэрофотоснимков в виде машинных файлов стандартного формата для возможного хранения в архиве и передачи в подсистему фотограмметрического сбора данных (если она основана на использовании цифровой фотограмметрической станции);

• контрольные абрисы собранных контуров. Работа подсистемы должна обеспечивать следующую точность трансформирования:

• максимальное расхождение положения маркированных опорных точек на трансформированном изображении относительно их положения, определяемого координатами из каталога, не должно превышать 0,4 мм в масштабе создаваемой фотокарты;

• максимальное расхождение в положении соответствующих контуров по границе монтажа смежных трансформированных снимков не должно превышать 0,7 мм.

^ Подсистема цифрования карт (дигитализации). Она предназначена для сбора картографических данных в ручном и автоматизированных режимах с использованием планшетных дигитайзеров и сканеров.

Входными материалами и данными являются:

• листы тиражных цветных оттисков карт различных масштабов на бумаге;

• оригиналы и копии листов карт на пластиках;

• оригиналы карт на диэлектрических носителях (бумага, пленка, картон) толщиной до 2 мм;

• оригиналы карт на металлических (карта, наклеенная на алюминиевый лист ) носителях толщиной до 2 мм.

Выходные данные включают векторные файлы и контрольные абрисы.

^ Подсистема обработки цифровой картографической информации. Это основной компонент автоматизированной системы кадастрового картографирования.

Подсистема выполняет все производственные процессы, необходимые после фотограмметрического сбора данных, цифрования карт, проведения полевых съемочных работ для получения цифровых карт как одного из видов конечной продукции системы.

Входными данными подсистемы служат:

• цифровые модели местности (векторные данные), получаемые от подсистемы фотограмметрического сбора данных в том формате, в котором они формируются;

• результаты цифрования карт, поступающие от подсистемы цифрования карт в виде файлов векторных данных;

• кадастровая картографическая информация, получаемая в результате полевых съемок с использованием тахеометров (формат DXF);

• контрольные абрисы снятых контуров объектов различными методами;

• атрибутивные данные картографируемых объектов в документальной (текстовой) форме и в виде машинных файлов;

• данные создаваемых листов карты (название, номенклатура, координаты углов, система координат, проекция и др.). В ходе работы подсистема осуществляет:

• ввод цифровых картографических данных и приведение их к такому виду, в котором представляется информация в картографических базах данных системы;

• пространственное сопряжение всех исходных данных;

• диалоговую и пакетную "сшивку" данных смежных территорий, листов карт;

• структурирование картографических объектов по тематическим слоям;

• формирование топологически корректной векторной цифровой модели (полной топологической модели);

• ввод атрибутивных данных и соединение их с графическими данными;

• управление архивом цифровых карт;

• обеспечение хранения, защиты, санкционированного доступа, распределения и управления всеми типами цифровых данных требуемых для функционирования автоматизированной системы кадастрового картографирования;

• управление технологическими процессами обработки информации всей системы, диспетчеризация движения и состояния информации в ходе ее обработки;

• обеспечение сетевого распределения данных и прозрачного сетевого доступа к базам данных;

• управление сетью всего комплекса технологий.

В итоге работы подсистемы формируется содержание баз данных цифровой картографической информации, включая графические и связанные с ними атрибутивные данные.

^ Подсистема издания карт. Она включает все производственные процессы, необходимые после формирования цифровой картографической информации для того, чтобы выпустить тираж вычерченных карт масштабов 1:2 000 и 1:10 000 с качеством, соответствующим требованиям издания карт.

Система не предусматривает большого тиража издания. Вычерченные на бумаге многоцветные карты с штриховыми и фоновыми элементами, с координатной сеткой, подписями, зарамочным оформлением и легендами издаются тиражом 5-10 экз.

Реализация таких систем в рамках любого государства обеспечивает интересы землевладельцев:

• права на землю и другую недвижимость, подтвержденные юридически заверенным документом с прилагаемым планом участка;

• гарантии государства по защите прав земельной собственности, безопасность длительного владения землей, снижение конфликтов между претендентами на земельный участок;

• упрощение земельных сделок ;

• повышение контроля и экологически безопасное использование собственной земли.

В не меньшей степени ГИС/ЗИС выгодны для государства. Они обеспечивают:

• сбор земельного налога и налога на прочно связанную с землей недвижимость;

• пополнение бюджета за счет большего контроля пошлинных сборов с земельных сделок и операций с недвижимостью;

• функционирование земельного рынка и другой недвижимости;

• предоставление юридически обоснованных и достоверных данных о правах на землю для органов управления судов, земельных банков, юридических и физических лиц;

• оптимальное планирование развития территорий;

• ведение государственной статистики и учета с большей достоверностью.

Следует выделить основные этапы создания и эксплуатации этих систем: проектирование, реализация, накопление данных, функционирование и обновление данных, модернизация.

В заключение отметим, что ГИС/ЗИС соответствуют схеме обобщенной ГИС. В технологическом плане они отличаются повышением требований к точности координатных данных и спецификой организации запросов в зависимости от целей ГИС/ЗИС.
^

16.4Экология и ГИС



В управлении землепользованием и в ведении городского хозяйства одним из основных видов продукции является информация ( в том числе картографическая), получаемая на основе имеющихся данных. При решении экологических задач с помощью ГИС акцент на продукцию несколько иной. В ходе экологического наблюдения (мониторинга) осуществляют сбор и совместную обработку данных, относящихся к различным природным средам, моделирование и анализ экологических процессов и тенденций их развития, а также использование данных при принятии решений по управлению качеством окружающей среды.

Результат экологического исследования, как правило, представляет оперативные данные трех типов: констатирующие (измеренные параметры состояния экологической обстановки в момент обследования), оценочные (результаты обработки измерений и получение на этой основе оценок экологической ситуации), прогнозные (прогнозирующие развитие обстановки на заданный период времени).

Из этого следует, что в экологических ГИС применяются в первую очередь динамические модели. В силу этого большую роль в них играют технологии создания электронных карт.

Совокупность всех перечисленных трех типов данных составляет основу экологического мониторинга.

Особенностью представления данных в системах экологического мониторинга является то, что на экологических картах в большей степени представлены ареальные геообъекты, чем линейные.


Относительно цифрового моделирования принципиальным следует считать использование цифровых моделей типа цифровая модель явления, поле и т.п.

На уровне сбора наряду с топографическими характеристиками дополнительно определяются параметры, характеризующие экологическую обстановку. Это увеличивает объем атрибутивных данных в экологических ГИС по сравнению с типовыми ГИС. Соответственно возрастает роль семантического моделирования.

На уровне моделирования используют специальные методы расчета параметров, характеризующих экологическое состояние среды и определяющих форму представления цифровых карт.

На уровне представления при экологических исследованиях осуществляют выдачу не одной, а, как правило, серии карт, особенно при прогнозировании явлений. В некоторых случаях карты выдаются с применением методов динамической визуализации, что довольно часто можно наблюдать при метеопрогнозах, показываемых по телевидению.

В качестве примера рассмотрим систему экологического мониторинга, создаваемую для Москвы'. Объектами мониторинга Москвы являются: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почва, зеленые насаждения, радиационная обстановка, среда обитания и состояние здоровья населения.

Большое число организаций (федеральных, муниципальных, ведомственных) в Москве занимаются независимо друг от друга сбором данных о состоянии параметров объектов окружающей среды. Производится контроль состава атмосферного воздуха, количества выбросов промышленных предприятий и автотранспорта, качества поверхностных и подземных вод и т. д. Эти работы выполняют различные организации - от ГАИ до санэпидемстанций. Недостатки существующего порядка сбора экологических данных - разрозненность и бессистемность, разобщенность городских природоохранных организаций и отсутствие комплексных оценок и прогнозов развития экологической обстановки.

Главная задача городского экомониторинга - получение комплексной оценки экологической ситуации в городе на базе интеграции всех видов данных, поступающих от различных организаций. Интеграционной основой множества данных, естественно, является карта. Следовательно, решение задач экомониторинга города неизбежно приводит к созданию и применению ГИС.

Для этого объединяют существующие сети различных измерений и специализированные мониторинги природоохранных служб. Создание системы основано на внедрении современных средств контроля на базе единого информационного пространства.

Структура системы экомониторинга Москвы включает два уровня.

Нижний уровень системы включает:

• федеральные, городские и ведомственные подсистемы специализированных мониторингов (мониторинг атмосферы, поверхностных вод, здоровья населения, радиодогический мониторинг, мониторинг санитарной очистки территории города, мониторинг недр и подземных вод, почв, зеленых насаждений, акустический мониторинг, градостроительный мониторинг);

• территориальные центры сбора и обработки данных, созданные на базе территориальных отделений Москомприроды.

Эти подсистемы обеспечивают сбор полной и по возможности качественной информации о состоянии окружающей среды на всей территории города. В локальных центрах проводятся также анализ информации и ее отбор для передачи на верхний уровень.

Территориальные центры обеспечивают сбор информации по источникам антропогенного загрязнения на территории административных округов и используют данные территориальных подразделений федеральных служб и городских хозяйственных организаций.

Верхний уровень системы экомониторинга составляет информационно-аналитический центр. В задачи верхнего уровня системы входят:

• оперативная оценка экологической ситуации в городе;

• расчет интегральных оценок экологической ситуации;

• прогноз развития, экологической обстановки;

• подготовка проектов управляющих воздействий и оценка последствий принимаемых решений.

Очевидно, что информационная система экомониторинга Москвы имеет ярко выраженный распределенный характер. Поэтому она строится на основе распределенной информационной сети.

Для эффективного использования накапливаемых данных необходимы комплексная обработка и совершенные методы моделирования и представления данных.

Геоинформационные системы являются оптимальным средством для представления и анализа пространственно - распределенных экологических данных.

Подсистема специализированных мониторингов охватывает ряд организаций (Москомзем, НПО "Радон", НИиПИ Генплана), имеющих инструментальные пакеты ГИС. Другие организации (Мослесопарк, МГЦСЭН) подобного программного обеспечения не имеют. Интеграция данных в единую систему происходит двумя путями:

• на основе конвертирования форматов данных в единый для всей системы формат;

• на основе выбора единого программного обеспечения ГИС. Программный комплекс, разрабатываемый АО "Прима", обеспечивая решение задач территориальных отделений Москомприроды иди комитетов по охране природы крупных и средних городов, выполняет следующие функции:

• формирование и ведение баз экологической информации по территориям, предприятиям, средам (воздух, вода, почва);

• ведение базы данных нормативно-законодательных документов в области экологии;

• ведение базы данных нормативов содержания загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве и продуктах питания;

• ведение базы данных приборов экологического контроля.

Кроме ведения баз данных предусмотрены работы по моделированию и получению тематических карт. В частности, в системе производятся следующие виды расчетов: расчет платежей за использование природных ресурсов и расчет полей концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, воде и почве.

Система экологического мониторинга предусматривает обмен данными между его участниками. Поэтому одним из главных требований, предъявляемых к программному обеспечению всех подсистем, является возможность конвертирования файлов данных в стандартные форматы (dbf для файлов баз данных и DXF для графических файлов).

При создании системы экомониторинга Москвы использовалась единая система координат для всех подразделений экомониторинга. Все геоинформационные (включая экологические) данные должны иметь единую координатную привязку, и тогда при обмене информацией в цифровом виде не возникает никаких проблем.

Масштабы карт, на которых работают разные подсистемы экомониторинга, могут быть различными: от 1: 2 000 для территориальных отделений Москомприроды до 1: 38 000 для верхнего уровня системы.

В организации экомониторинга Москвы геоинформационные технологии составляют основу, поскольку они обеспечивают решение задач экологического мониторинга Москвы.
^

16.5Методы дистанционного зондирования и ГИС



Развитие доступных на коммерческой основе космических снимков, получаемых потребителем практически в режиме реального времени, обеспечивает развитие новых областей применения ГИС. Появление доступных по стоимости технических средств цифровой обработки для ГИС, глобальных систем позиционирования (GPS), рабочих станций, лаптопов привело к тесному сближению технологий дистанционного зондирования и ГИС.

Использование телекоммуникационных систем типа Internet существенно ускорило и упростило процессы интеграции и обмена данных.

Основные средства и технологии дистанционного зондирования были созданы в соответствии с тремя программами ': программой по международным метеорологическим ИСЗ NOAA (США) 1960 г., программой LANDSAT (США) 1972 г., программой SPOT (Франция) 1984 г. Развитие этих программ создало возможность коммерческого применения данных, в том числе для ГИС-пользователей. Ввод информации для задач ГИС осуществляется комплексно: по данным дистанционного зондирования, со снимков спутников, аэроснимков, по материалам дешифрирования снимков, полевым измерениям, по информации с карт.

Из традиционных технологий следует отметить программное обеспечение для ГИС, которое может расширяться на основе уже имеющихся пакетов для решения фотограмметрических и картографических задач. Например, фирма Оптон (ФРГ) первоначально создала универсальную систему программного обеспечения "Фокус" (Phocus).

В дальнейшем этот пакет уже рассматривается от фирмы Карл Цейсс, Оберкохен, как программное средство сбора и обработки фотограмметрических и картографических данных для ГИС. В системе для крупно-и среднемасштабных карт почти решена проблема автоматической генерализации зданий и транспортных сетей

В модульной системе CHANGE, интегрированной в "Фокус", решена задача генерализации атрибутивных данных. В ней же решена задача обнаружения участков, требующих перемещения объектов, выделения места для текста и обозначения горизонталей и т.п.

(‘Фредерик В. Гедерсон. Дистанционное зондирование Земли для ГИС // ГИС - Обозрение, - Лето , 1995. - С. 48 - 51.)

В США разрабатываются программы дистанционного зондирования высокого разрешения.

Помимо программного обеспечения международные организации располагают в Internet собранные ими данные, в частности космические снимки, дважды в сутки представляют в Internet обновляемые изображения поверхности Земли с метеорологических спутников. Для облегчения доступа к информационным материалам в Internet созданы каталоги ГИС-ресурсов, которые содержат ряд указателей.

Разведка месторождений нефти и газа проводится в разных системах. Такие возможности предоставляет рассмотренный выше пакет ER Mapper. В частности, при интерпретации данных трехмерной сейсмики используются такие средства пакета, как "солнечное освещение" в реальном времени и кодирование цветом. Включение этих функций в алгоритмы обработки сейсмических данных позволяет выделять различные особенности строения подземного массива.

Сейсмические данные могут объединяться с данными аэрофотосъемки и космическими снимками для получения карт предполагаемых залежей нефти и газа. Использование радаров с синтезированной ап-пертурой (SAR) позволяет получить данные о геологической и иной структуре местности.

Проблему прогноза и оценки последствий стихийных бедствий можно решать с применением ГИС-технологий. Современная техника обработки космических снимков обеспечивает решение таких задач, как предсказание наводнений, штормовые предупреждения и оценка разрушений; обнаружение и сопровождение циклонов; контроль лесных пожаров и др. Например, автоматизированный сравнительный анализ снимков Landset за длительные промежутки времени позволяет выявить опасные изменения ландшафта, которые могут привести к возникновению оползней и наводнений.

С помощью ГИС-технологий, основанных на методах дистанционного зондирования, проводится разведка полезных ископаемых .

Так, используя пакет ER Mapper для обработки многозональных снимков, можно находить участки повышенной минерализации почв и другие объекты, представляющие интерес при поиске полезных ископаемых.

Основными методами обработки изображений, применяемыми в геологии, являются: анализ спектральных характеристик, выделение лине-амен, визуальный анализ однополосных и многозональных снимков, выделение геохимических аномалий, а также анализ спектральных отношений. Например, аэроснимки в 24 полосах спектра могут применяться для поиска золотоносных участков.

Результаты интерпретации данных, а также различные комментарии и заголовки могут быть нанесены непосредственно на растровое изображение снимка совместно с данными из произвольных геоинформационных систем и баз данных. Можно также объединять растровые данные различной природы, например снимки Landset TM можно комбинировать с данными аэромагнитной съемки, результатами радиометрических измерений и другими данными.
^

16.6ГИС для решения экономических задач Применение ГИС в бизнесе



Технология геоинформационных систем быстро проникает в сферу бизнеса. Согласно GIS STRATEGIES, ежеквартальному обзору мирового рынка ГИС американской компании Dataquest и журнала GIS World, проникновение ГИС в бизнес происходит быстрее, чем в большинство других областей их применения. Объемы продаж ГИС-продуктов для бизнеса в 1990 г. составляли 10 млн долл. США, а к 1997 г., судя по прогнозам аналитиков, они достигнут 200 млн долл.

О повышенном интересе бизнесменов к этой мощной современной технологии свидетельствует регулярное проведение ряда конференций и выставок. Так, на третьей ежегодной конференции "ГИС в бизнесе" (GIS in Business) в июне 1994 г. в Сан-Франциско (штат Калифорния, США) собралось более трех тысяч бизнесменов.

Кроме того, в 1994 г. прошли конференции:

• африканская "GIS in Business" в Йоханнесбурге (Южно-Африканская Республика);

• европейская "GIS in Business" в 1994 г. в Амстердаме (Нидерланды) и в 1995 г. в Мадриде (Испания);

• мировая "GIS in Real Estate" (ГИС в операциях с недвижимостью) в Форт-Коллинсе (штат Колорадо, США);

• для поддержки принятия решений "Decision Support - 2001" в Торонто (пров.Онтарио, Канада), а также ряд других.

В США выходит специальный журнал "Business Geographies", приложение к GIS World, посвященный описанию базовых принципов ГИС и приложениям этой технологии в бизнесе. В западной печати все чаще встречается новое понятие геомаркетинг (geomarketing), связывающее в неразрывное целое бизнес и геоинформационные технологии.

Сформулируем преимущества ГИС перед другими информационными технологиями:

• наличие набора средств создания и объединения баз данных;

• обеспечение географического анализа и наглядной визуализации БД в виде различных карт, графиков, диаграмм;

• возможность прямой привязки друг к другу в режиме Hot Link всех атрибутивных и графических данных.

Сфера применения ГИС в бизнесе охватывает разные области:

• анализ и отслеживание текущего состояния и тенденций изменения рынка;

• планирование деловой активности;

• оптимальный выбор местоположения новых филиалов фирмы или банка, торговых точек, складов, производственных мощностей;

• поддержка принятия решений;

• выбор кратчайших или наиболее безопасных маршрутов перевозок и путей распределения продукции;

• анализ риска материальных вложений и урегулирование разногласий;

• демографические исследования, проводимые в целях определения спроса на продукцию;

• географическая привязка баз данных о земле- и домовладении. В разных странах ГИС находят применение в бизнесе. С помощью ГИС, например, бизнесмены Великобритании открывают новые супермаркеты, бензоколонки и станции техобслуживания автомобилей, а также на основе демографического анализа и моделирования развивают сеть столь популярных в этой стране пивных баров-пабов;

В ^ Южной Африке ГИС применяются при: оптовой и розничной продаже автомобилей; рассылке и разноске почты и другой корреспонденции, в том числе рекламной в соответствии с индивидуальными потребностями, профессиональными интересами и доходами каждого занесенного в базу данных жителя; оптовых поставках бакалейных товаров; создании информационной системы с адресной и картографической привязкой по коммерческим компаниям и фирмам с объемами продаж более 50 тыс.долл.

^ В Испании ГИС используются крупными банками для разработки планов развития и координации деятельности региональных центров по обслуживанию вкладчиков.

^ Во Франции пользователями ГИС являются, например, автомобильные компании Citroen, Renault и Peugeot, активно внедряющие картографию в свою повседневную деятельность. Региональный центр IBM-

France смог увеличить объем продаж аппаратных и программных средств, ускорил сервисное обслуживание клиентов за счет повышения эффективности взаимодействия с 1200 бизнес-партнерами, новых возможностей оперативного анализа результатов работы своих подразделений и многочисленных дилеров в результате совместного использования потенциала аналитических средств ГИС и собственной базы данных "Траектория" (Trajectoire). Опыт использования подобной связки оказался столь успешным, что и сама созданная за две недели универсальная аналитическая бизнес-система стала рыночным товаром, заинтересованность в приобретении которого проявил ряд фирм, напрямую не связанных с компьютерным бизнесом.

^ В Новой Зеландии компания Eagle Technology на базе пакета Arc View разработала собственное приложение View/NZ - многофункциональное средство анализа сведенных табличных, текстовых и картографических бизнес-данных, демографической, статистической, земельной, муниципальной, адресной и другой информации. Использование этого приложения помогает переориентировать главную цель маркетинговых усилий с удовлетворения усредненных потребностей населения города или района на оперативное реагирование на запросы каждого человека, живущего или работающего в зоне реализации товаров фирмы. Достигаемый при таком подходе принципиально новый уровень сервиса получил наименование персонифицированного маркетинга (personal marketing).

В США располагающейся в г.Сан-Диего (штат Калифорния) компанией Equifax National Decision Systems в середине 1993 г. разработана ГИС-система Infomark-GIS, специально предназначенная для маркетинговых приложений и обеспечения процесса принятия решений. Система легко интегрируется с более чем 60 национальными базами бизнес-данных, может быть без больших дополнительных усилий локализована под специальные задачи, характерные: для операций с недвижимостью, ресторанного бизнеса, продажи товаров повседневного спроса, деятельности коммунальных служб (utilities), банковско-финансовой индустрии.

Одними из первых пользователей системы стали компании Levi Straus & Co., Tennessee Valley Authority, Boston Chicken и Friday's (бывшая TGI Fridays). Система объединяет средства пакетов Arclnfo, Arc View и собственного продукта компании-разработчика Infomark.

За последнее десятилетие в США и других странах появилась многочисленная группа компаний, специализирующихся на консультационном обслуживании бизнеса, проводящих по заказам аналитические маркетинговые исследования на базе ГИС.

Например, специалисты компании Castillo Company, Inc., Феникс (штат Аризона), применяя пакет ArcInfo, могут без большого труда на территориях 50 с лишним стран мира выявить районы с определенным составом населения, расположенные на заданном расстоянии от аэропорта, с домами, имеющими определенную среднюю стоимость, или отвечающие многим другим критериям.

Заказчиками постоянно расширяющегося спектра решаемых компанией маркетинговых, демографических, социологических, политологических и многих комплексных междисциплинарных задач являются как частные фирмы, так и государственные организации, например Геологическая служба США.

Предоставляемые компанией результаты и решения способствуют выбору оптимальных, наиболее выгодных стратегии и тактики действий ее клиентов, быстрому реагированию на изменяющиеся условия рынка, при необходимости - переориентации профиля деятельности коммерческих фирм. Последние явно доминируют среди клиентов Castillo Company, Inc, в их числе такие гиганты компьютерного бизнеса, как Motorola и Intel.

Не обходится без ГИС и такая специфическая область бизнеса, как быстрая доставка корреспонденции. Более 25 лет частная компания Federal Express занимается рассылкой почтовых отправлений по всему миру. В этой требующей особой тщательности работе последние семь лет задействованы средства геокодирования пакета Arclnfo. В его базе данных хранятся адреса, почтовые индексы, названия, имена и фамилии миллионов жителей и организаций разных стран. К соответствующим картам привязаны их местонахождение, маршруты и расписания авиарейсов, границы административных районов, другая полезная для успешной работы информация.
^

16.6.1.Перспективы использования ГИС в бизнесе


По мнению многих бизнесменов и аналитиков, сфера приложений ГИС-технологий безгранична. Они входят в мир бизнеса, перевернув все представления о предназначении и экономической эффективности географических методов визуализации и анализа рутинной информации. ГИС преобразует эту информацию в новое, уникальное по своей прикладной ценности знание.

Особенно успешно и выгодно использование ГИС-технологий при массовых перевозках грузов и людей, при создании сетей оптимально размещенных торговых точек, анализе существующих и потенциальных рынков и районов сбыта продукции, в нефтяных, газовых и электрических компаниях, а также в коммерческих фирмах, занимающихся операциями с недвижимостью, для обоснования, расширения и поддержки банковских операций, в работе авиакомпаний и телекоммуникационных корпораций, ряде других сфер деловой активности.

Конечная цель использования ГИС - наилучшее удовлетворение потребностей и запросов покупателей и клиентов, причем как в настоящем, так и в будущем и, как следствие, процветание фирмы и ее стабильно высокая конкурентоспособность.

Спектр предлагаемых ESRI программных ГИС-продуктов наиболее широк в сравнении с конкурентами на рынке геоинформационных технологий. Он включает простые средства конечного пользователя Arc View 1 и Arc View 2, полнофункциональные ГИС PC Arclnfo и ArcCAD, работающие на персональных компьютерах, а также наиболее мощный по функциональным возможностям программный пакет Arclnfo, работающий на всех основных платформах UNIX- рабочих станций.

Важным преимуществом является комллементарность (полная совместимость) всех разноуровневых продуктов ESRI. Результаты работы с одним пакетом не пропадут, если пользователь сочтет целесообразным заменить его или дополнительно использовать любой другой из семейства ESRI. Все они работают в единой информационной среде Arclnfo. В этой же среде написаны сотни специализированных программных продуктов (приложений) для многих отраслей науки и практики. При разработке последних версий программных продуктов ESRI предусмотрены возможности использования наиболее распространенных типов внешних реляционных баз данных и конвертеров файлов данных популярных форматов.

Как показывает практика, для крупных компаний, имеющих разветвленную структуру филиалов, производств и магазинов или проводящих свои коммерческие операции на большой территории, целесообразно задействовать пакет Arclnfo, лучше в связке с ArcView.

Для большинства фирм на первом этапе использования ГИС достаточно возможностей простых и удобных в работе даже для начинающего пользователя пакетов ArcView, в особенности ArcView 2 - одного из новых программных продуктов, выпущенных ESRI в последнем квартале 1994 г. (последняя версия ArcView 2.1 с расширенными возможностями поставляется с августа 1995 г.).

Первая и вторая версии программного продукта ArcView - простые и эффективные средства для визуализации и анализа любых данных об объектах и явлениях, произвольным образом распределенных по территории (геоданных). Сферы их применения разнообразны: бизнес и наука, образование и управление, социологические, демографические и политические исследования, промышленность и экология, транспортная и нефтегазовая индустрия, землепользование и кадастры, службы коммунального хозяйства и многое другое.

Так же, как программное обеспечение для создания обычных электронных таблиц. Arc View может использоваться менеджерами, планировщиками, аналитиками и учеными для более полного понимания сущности возникающих перед ними проблем реальной жизни, связанных с деятельностью их компаний, адресно-географической привязки полезной для решения этих проблем информации.

Например, при выборе места для нового магазина по карте в ArcView 2 пользователь имеет возможность сначала просмотреть данные о продажах товара за предыдущие месяцы в других торговых точках, о демографическом и социальном составе потенциальных покупателей (жителей близлежащих домов или микрорайонов), дополнительно вывести на экран монитора фотографию или поэтажный план здания, где предполагается открыть магазин, подсветить на этой либо более подробной карте, выведенной как часть того же изображения, магазины конкурентов.

Подобные операции обычно занимают минимум времени-весь анализ выполняется за один сеанс работы с программой. Достаточно быстро можно "проиграть" ряд вариантов предполагаемых маркетинговых операций.

Впервые ознакомившиеся с такими возможностями коммерсанты часто бывают поражены, внезапно увидев и поняв, где они могут найти новых покупателей и клиентов, где наиболее остра конкуренция с соперничающими фирмами, что за люди (вероятные покупатели) живут и работают в районе вашей торговой точки, на какой спрос (как по составу товаров, так и по их стоимости) и, следовательно, на какие доходы можно рассчитывать.

После такого анализа целесообразность открытия магазина может стать очевидной, либо становится ясно, что надо подбирать другое место или изменить ассортимент товаров и объем товарооборота.

Пакет Arc View предоставляет алгоритм процедуры принятия решений, важных для функционирования фирмы.

При планировании развития центров экономического (коммерческого) управления возникает потребность в оптимальном управлении, совокупностью коммерческих организаций, транспортными потоками, сетями коммуникаций и т.д. Решение подобных задач осуществляется методами ГИС'. В начале создается интегрированная информационная основа. Затем геокодированная информация об объектах загружается в базу данных ГИС, которая уже загружена картографической информацией в нужных масштабах. Путем использования методов теоретического и численного анализа, линейного программирования решаются задачи оптимизации. В результате решения подобных задач осуществляется выбор оптимального местоположения коммерческих центров, выбор областей (сфер ) влияния этих центров, оптимизация транспортных потоков, оптимизация информационного ( в том числе рекламного) обеспечения.

Схема применения геоинформационной технологии в сфере бизнеса достаточно проста. Любая фирма ведет, как правило, несколько баз данных. Даже если это отсутствует, в любой фирме используется справочник телефонов и факсов, справочник адресов клиентов или партнеров, справочник возможностей и услуг фирм. Эти данные необходимо систематизировать и наглядно представить, чтобы повысить эффективность работы с ними. Для этой цели приобретаются настольная (desktop) ГИС и набор цифровых карт соответствующей тематики. Каталог адресов переводится в базу данных ГИС и становится атрибутивной характеристикой карты, создавая на ней соответствующую нагрузку. Затем заполняются данными другие базы: о клиентах, поставщиках, заказчиках и т.д. Дополнительно загружается информация о сроках транспортировки и т.п.

Геоинформационная система позволит:

• быстро выявить по карте, где "скрываются" покупатели и конкуренты;

• определить наиболее выгодное для бизнеса местоположение новых производственных мощностей, филиалов и торговых точек;

• составить сводные диаграммы объемов продаж за месяц или год по интересующим торговым предприятиям;

• привязать диаграммы к соответствующим местам на картах;

• визуально оценить и получить полноценную статистическую сводку по динамике спроса и предложения в любой области рынка, например в операциях с недвижимостью;

• выделить маркетинговые территории и провести анализ имеющейся по ним информации;

• визуально по карте и на основе сопутствующей цифровой и текстовой информации провести сравнение демографических характеристик по разным странам, областям и районам;

• выявить и оконтурить неблагополучные по экологическим признакам районы или зоны повышенной чувствительности природной среды к антропогенным воздействиям;

• нанести на карту, выделить и дополнить сопутствующей информацией зоны производства, хранения, сброса и накопления вредных для людей и живых организмов веществ и материалов;

• изучить взаимосвязи между различными факторами, например между повторяемостью стихийных природных явлений и стоимостью недвижимости по любой территории;

• определить степень соответствия загрязненности территории вследствие работы предприятия природоохранному законодательству, действующему в стране;

• включить в базу данных и вывести на экран тексты соответствующих законодательных актов при вызове мышью объекта на карте;

• принимать обоснованные решения на основе всестороннего анализа имеющегося в распоряжении набора информации;

• выявить сферы действия фирмы и конкурентов для выбора оптимальной стратегии;

• на основе внутренних ресурсов ГИС оптимизировать задачи (поставка в кратчайшие сроки с минимальными затратами, учет ресурсов или взаимосвязывание участников сделки и т.д.).

16.6.2.Выводы


ГИС является развивающейся самой перспективной информационной системой для решения задач управления, бизнеса и мониторинга.

Структура ГИС для задач фирмы, города или страны соответствует обобщенной ГИС, которая настраивается под конкретные потребности пользователя, а сбор данных осуществляется на основе технических, технологических и программных средств разработчика.

^ Имеют место две тенденции использования ГИС.

1. Применение геоинформационных данных напрямую в разных приложениях. Это требует изучения пользователем основ геоинформатики (хотя бы в минимальном объеме). В результате этой тенденции появились новые направления в бизнесе - геомаркетинг, бизнес-география и т.д.

2. Использование механизма "прозрачности" ГИС для пользователя. Это дает ему возможность оперировать известными понятиями, не прибегая к специальным знаниям в области геоинформатики, что упрощает работу с ГИС в традиционных сферах деятельности: чем меньше чиновник или бизнесмен вынужден использовать напрямую географические данные, чем больше эти данные скрыты от пользователя, тем легче освоение и применение ГИС для пользователей-неспециалистов в геоинформатике.

^ Дополнительно сказать.

Microsoft и ESRI объявили об взаимных усилиях по продвижению на платформах Windows NT продуктов ESRI. Выпущена SDE (Spatial Database Engine ) – приложение, работающее с пространственными данными для MS SQL Server. SDE уже работает с Oracle. Выпущен MapObject – COM-объект, позволяющий создавать клиентские места для работы с SDE. На любом языке.

ГИС технологии активно использовались в Атланте во время олимпийских игр. Многие владельцы информации предоставляли бесплатно оргкомитету. После игр информация была возвращена с исправлениями и дополнениями. С помощью AcrView маршруты и расписания перевозки спортсменов. С помощью AcrView отслеживались рекламные щиты. Органы безопасности использовали ГИС для расстановки своих сотрудников.

В Кении для картирования числа слонов и их распределения, выяснения взаимодействия слонов и людей и природной средой используется ARC/INFO и ArcView.

AtlasGIS – наиболее популярная среди настольных ГИС для бизнес приложений приобретена ESRI.

Открытость ГИС. ACR/INFO, начиная с версии 7.1.1 выпускается для ПК. Начиная с 7.1.2 поддерживает программирования наVisual C++, Visual Basic, Delphi. Имеет Arcplot, Arcedit, Grid ocx.

ГИС вошло в частный сектор во-первых, благодаря повышению производительности ПК до уровня рабочих станций и удешевлению программного обеспечения ГИС, его реализации на ПК. Рост использования ГИС с выпуском Бюро Переписи детальных картографических данных для всего США. Эти картографические данные названные TIGER (Topologically Integrated Geographic Encoding and Referencing - ) детальность – маcштаб городского квартала, точность до нескольких десятков метров. TIGER содержит название всех улиц на территории США. Эти данные, объединенные с данными демографии и потребителям дают возможность для бизнес- приложений.

Интеграция ГИС и Web-технологии . Пользователь открывает Explore , находит карту на активной странице и забывает, что он работает не с настольной ГИС. Для этого можно либо научить Wev сервер основным функциям ГИС, либо научить браузер или создать свой с фукнциями ГИС. Первое накладывает ограничения на Web сервер, на его производительность, но позволяет расширить круг клиентов, за счет использования стандартных средств, второй способ уменьшает число потенциальных пользователей, но учеличивает производительность системы. ESRI работает в обоих направлениях, специализированный браузер ArcExplorer очень прост, показывает электронные карты из локального диска или из Интернет, просматривает атрибутивные данные, делает выборку объектов по атрибутам, и бесплатен. Второе направление – это ArcView Internet Map Server И MapObjects Internet Map Server, Оба этих продукта предполагают, что запрос выполняется не на Web сервере, а на удаленном сервере. Первый – это приложение под ключ. Второе – это com объекты (2 ocx), используя которые можно писать приложения сервер на любом языке и Java Applet. Второй вариант будет работать значительно быстрее, и гибче.

Совместно с TASC ESRI выпустила ArcView Tracking Analyst, который позволяет в реальном времени вводить данные GPS в ArcVew, обрабатывать их, выполнять временно-частотный анализ.

С 1995 г. ESRI И IBM оснащают лесную службу США RICS System/6000 ARC/INFO и ArcView. К настоящему моменту 10 000 чел. Работают с этими продуктами.

Бюро переписи заказало ESRI и IBM создание Системы доступа и распространения данными к переписи 200 г. и экономической переписи 2002 г. Будет использован SDE.

Система ресурсов газа и нефти была создана ESRI и ассоциацией наук о земле для учета нефти и газа на все территории США. Объединены ArcView и отчет геологической службы USGS .

Французская фирма по инпектированию буровых скважин использует ArcView для представления буровой скважины и оценки степени близости различных конструкций. Запрашивает СУБД «Где находятся узлы не инспектированные в прошлом году?», «Каков диаметр данной стойки?».

Муниципальные ГИС. До сих пор в Росси нет законченной полной муниципальной ГИС. Существующий в настоящий момент городские ГИС отражают лишь один или несколько аспектов использования территории.

Пример городской ГИС


Кадастр – это учет (регистрация) и регулирование прав собственности на какие-то объекты, и режимы их использования. Кроме земельный кадастра можно обозначить лесной минерально-сырьеевой , водных ресурсов, недвижимости. Ни один пакет на сегодняшний день не в состоянии создать полновесной системы земельного кадастра, надо объединять системы. В качестве ГИС можно выбрать ARC/INFO+ ArcView, Кадастровые системы надо создавать на базе мощных баз данных типа Oracle или Informix. Земельный кадастр должен взаиодействовать с недвижимостным кадамтром, с минерально сырьевым кадастром. Одну большую систему пока создать трудно, но можно создавать отдельные, хорошо друг с другом увязанные системы.

Проект SIGN в городе Ницца на основе ArcView и SDE система регистрации земель и городского планирования.




Скачать 429,43 Kb.
оставить комментарий
Дата29.09.2011
Размер429,43 Kb.
ТипЛекция, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх