- •Геоинформационны е системы
- •План – лекции
- •Лабораторные работы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Лекция 1 Основные понятия и определения ГИС
- •Содержание
- •Введение История развития ГИС
- •Введение
- •Первые ГИС
- •ГИС первого поколения (1960-70-е гг.) ориентировались на чисто утилитарные задачи: инвентаризацию земельных ресурсов,
- •Формат GBF-DIME
- •SYMAP
- •ESRI
- •Intergraph
- •В конце 1980-х гг. ГИС завоевывают новые сферы науки, появляются новые источники данных
- •Для баз данных (БД) 1990-х гг. характерны многоплатформенность и разнообразие клиентских приложений, возрастание
- •Open GIS
- •Текущее состояние и перспективы развития
- •Разработка ГИС на основе концепции создания и эксплуатации с учетом структуры и функций
- •Основные тенденции развития ГИС в III тысячелетии связываются с введением большого числа новых
- •Современные программные ГИС пакеты
- •Основные понятия геоинформатики
- •Основные понятия геоинформатики
- •Свойства информации
- •Источник информации
- •Сообщение и источник сообщения
- •Прямые и косвенные источники сообщения
- •Классификация сообщений
- •Геоинформация
- •Геоданные
- •Система отсчета
- •Геоинформатика
- •Область исследования геоинформатики
- ••Математические методы, математическое, информационное, лингвистическое и программное обеспечение для ГИС.
- •Структура и классификация ГИС
- •Структура и классификация ГИС
- •В системном анализе под системой понимается множество элементов, находящихся в отношениях и связях
- •Назначением ГИС является ввод, хранение, обработка и вывод геопространственной информации по запросам пользователей.
- •Поскольку геопространственные данные менее подвержены изменениям, чем семантические данные, они часто являются основой
- •Классификации ГИС
- •Классификация ГИС по проблемной ориентации
- •Отраслевые (тематические) ГИС. По проблеме одной отрасли. Основные проблемы, решаемые современными ГИС, сводятся
- •Классификация ГИС по целевому назначению
- •Классификация ГИС по территориальному охвату
- ••Региональные и субрегиональные. К этому уровню относят ГИС на основе топографических и картографических
- •Классификация ГИС по типу исходных данных
- •Этапы создания ГИС проектов
- •Группы задач ГИС
- •Типы запросов из баз данных ГИС
- •Группы функций ГИС
- •При всем многообразии операций, целей, областей моделирования, проблемной ориентации тех или иных атрибутов,
- •1.Аппаратные средства. Эго компьютер или сеть компьютеров, входящих в ГИС а также состав
- •3. Данные, один из наиболее важных компонентов ГИС.
- •4. Геоинформационный менеджмент
- •Определения из ГОСТа
- •ГОСТ Р 52438-2005
- •Геоинформационная система; ГИС: Информационная система, оперирующая пространственными данными.
- •Пространственный объект (геообъект, геоинформационный объект, географический объект): Цифровая модель материального или абстрактного объекта
- •Инфраструктура пространственных данных; ИПД: Информационно- телекоммуникационная система, обеспечивающая доступ граждан, хозяйствующих субъектов, органов
- •Базовые пространственные данные; БПД: Общедоступная часть ресурсов пространственных данных, включающая информацию об их
- •Геоинформационная технология: Совокупность приемов, способов и методов применения программно-технических средств обработки и передачи
- •Слой (пространственных данных): Подмножество пространственных объектов предметной области, обладающих тематической общностью и единой
- •Геометрический примитив (элементарный (пространственный) объект): Тип пространственного объекта с присущими ему геометрическими свойствами
- •Полигональный объект (Нрк. полигон, область): Двухмерный пространственный объект, ограниченный замкнутым линейным объектом и
- •Поверхность: Двухмерный пространственный объект, образованный в своих границах набором значений функции двухмерных координат
- •Шкалы измерений. Для определения количественной характеристик природных объектов используют четыре типа шкал измерений,
- •Модель (пространственных) данных: Набор пространственных объектов и межобъектных связей, сформированных с учетом общих
- •Векторная нетопологическая модель (пространственных) данных: Векторная модель пространственных данных, не включающая в себя
- •Растровая модель (пространственных) данных: Модель пространственных данных, описывающая пространственные объекты в виде набора
- •База (пространственных) данных; БД (база геоданных, пространственная база данных, база данных ГИС): Совокупность
- •Пространственный запрос "объект в полигоне": Запрос на поиск пространственных объектов внутри или вне
- •Цифровое моделирование рельефа: Создание цифровой модели рельефа и ее использование.
- •Сеточная модель (рельефа): Описание рельефа в виде набора высотных отметок в узлах прямоугольной
- •ГИС-операции
- •(Топологический) оверлей: Наложение двух или более полигональных объектов, в результате которого образуется новый
- •СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Формат GBF-DIME
Бюро переписи США - одна из организаций, сыгравших ключевую роль в развитии ГИС. В конце 1960-х гг. в бюро разработали формат GBF- DIME (Geographic Base File, Dual Independent Map Encoding, математиком бюро Джеймсом Корбеттом). В этом формате впервые была реализована схема определения пространственных отношений между объектами, называемая топологией, которая описывает, как линейные объекты на карте соединены между собой, какие площадные объекты граничат друг с другом, а какие объекты состоят из смежных элементов. Впервые были пронумерованы узловые точки, присвоены идентификаторы площадям по разные стороны линий. Это стало революционным нововведением. Формат GBF-DIME позже трансформировался в TIGER.
SYMAP
Лаборатория компьютерной графики Гарварда, переименованная в 1968 г. в Лабораторию компьютерной графики и пространственного анализа, стала колыбелью многих идей, составивших фундамент современных ГИС.
В этой лаборатории была создана известная картографическая система SYMAP, которая увидела свет в 1966 г.
Наряду с этим пакетом существовали и другие (CALFORM, CAM, SURFACE II, SASGRAPH).
http://maps.unomaha.edu/Peterson/GIS/notes/Harmon/GISsoftware.html
ESRI
Одна из наиболее известных компаний в области производства ГИС - компания ESRI была основана в 1969 г. Джеком и Лаурой Данжермонд (Jack и Laura Dangermond) в качестве консультативный группы. В 1970-х гг. ESRI фокусирова лась на развитии фундаментальных идей ГИС и их применении в реальных ком мерческих проектах.
Во второе десятилетие своего существования ESRI решила начать выпуск собс твенных продуктов и инструментов в связи с тем, что появился спрос на коммерческие
ГИС, которые могут использовать другие фирмы для реализации своих проектов. Первый коммерческий продукт ESRI - ARC/INFO - вышел в 1981 г. В том же году была проведена первая пользовательская конференция ESRI, на которую собралось 18 человек. По мере появления новых операционных систем и нового аппаратного обеспечения ARC/INFO оперативно переходила на новые платформы.
Intergraph
Другой наиболее известной компанией в области производства ГИС является компания Intergraph, основанная в том же 1969 г., которая в начале своей деятельности занималась консалтингом и консультировала государственные учреждения в использовании цифровых компьютерных технологий. Основатели компании ранее работали в IBM в Хантсвилле и создавали системы наведения ракеты «Сатурн». Для удовлетворения запросов своих первых клиентов компания предложила технологии, которые позже были использованы в графических системах, - этот подход нашел отражение в названии компании, сложенном из слов Interactive и Graphics.
1980-е
Интегрированное внедрение компьютерных технологий в ГИС в США началось в 1980-х гг., причем первоначально понятие ГИС не обособлялось, и под этим термином объединялись все информационные системы, связанные с автоматизированной обработкой пространственных данных (дистанционного зондирования, геодезии, картографии, фотограмметрии) со свойственными им общими признаками, такими как: определение места признака в географическом пространстве, установление связи признака с другими признаками на карте и т. д.
В конце 1980-х гг. ГИС завоевывают новые сферы науки, появляются новые источники данных - дистанционного зондирования (ДЗ), GPS, отмечается комплексирование с методами цифровой картографии.
Дальнейшим развитием международного сотрудничества в области геопространственных данных является проведенная в рамках ISO разработка единого каталога, включающего все объекты и явления окружающей среды (Environmental data coding specification). Введение международной системы классификации и кодирования геопространственных данных позволило конвертировать данные ранее созданных систем, что обеспечило стыковку различных ГИС, построенных на национальных системах кодирования.
1990-е
Качественно новое представление и бурное развитие ГИС произошло в начале 1990-х гг. с принятием идеологии и технологии САПР, что выразилось в совершенствовании методов сбора данных, ранее сдерживавших развитие ГИС, принятии повышенных требований к их точности, а также использовании принципов обработки данных на основе теории графов.
Создание ГИС стало основываться на серийных и коммерческих программно-аппаратных средствах, ориентированных на расширение круга решаемых задач.
Для баз данных (БД) 1990-х гг. характерны многоплатформенность и разнообразие клиентских приложений, возрастание роли в БД современной архитектуры - клиент/сервер и распределенных БД, основывающихся на комплексном использовании СУБД, не однородных сетей и связующего программного обеспечения.
Со второй половины 1990-х гг. возросла тенденция к построению трехмерных (3D) моделей, что продиктовано, с одной стороны, требованиями практических задач, с другой - увеличением мощности вычислительных ресурсов, способных успешно проводить такое моделирование. Трехмерные модели обеспечивают отображение реальности, близкой к той, которую видит глаз на местности.
Open GIS
С 1998 г. начало создания концепций универсальных «открытых» ГИС (Open GIS, OGIS) в форме формальной спецификации моделей и форматов.
Реализация таких ГИС возможна на основе программного обеспечения с полномодульной конфигурацией, включающей помимо стандартных операций модули для обработки полевых данных, уравнивания сетей, составления кадастровых планов, формирования цифровой модели рельефа и пр.
Текущее состояние и перспективы развития
Тематика ГИС постоянно развивается и на современном уровне охватывает все отрасли научной и хозяйственной деятельности, однако преобладают данные таких отраслей наук, как геология, геохимия, геофизика, а также сведения о рельефе, климате, океанографии и оценке природной среды в целом. В социально-экономическом разделе преобладают сведения о населении и социальной инфраструктуре. Отмечается возрастание роли ГИС в планировании.
Дальнейший прогресс ГИС направлен к адаптации обработки пространственной информации независимо от ее языкового представления (синтаксиса, семантики языка пространственной информации), и составит будущее ядро в теории интеллектуальных процедур ГИС-технологий.