Географические Информационные системы в географии

Практическое значение работы заключается в том , что  в результате проведенной работы будут выявлены все типы элементов  дополнительной характеристики тематических карт и будут предложены варианты их использо вания в учебном процессе.

Задачи работы конкретизируют цель и показывают стадии ее решения:

описать основные направления  использования тематических карт;

описать особенности восприятия знаков и образов элементов дополнительной  характеристики;

охарактеризовать основные элементы дополнительной характеристики ( диаграммы, графики, статистические таблицы, фотокарты, почвенный монолит, разрез, профиль, половозрастная таблица, надписи на картах);

описать методические разработки возможного применения материалов работы в школьном учебном процессе. 

Для создания наглядных  географичеких карт используют ГИС ( геоинформационные системы ) 
                       

3. Преимущества ГИС  в решении пространственных задач. 

     

 Географические Информационные  системы. Теория и практика

     В последнее  время проводится большое число  конференций  посвещен-

ных Геоинформационным  системам.  Дискуссионных тем  всего две,  причем

они остаются ключевыми  на всех ГИС-мероприятиях.  Это "положение  о ли-

цензировании топографо-геодезической  и  картографической  деятельнос-

ти..." и ситуация с  производством цифровых  карт  предприятиями  Феде-

ральной службы  со  всеми  вытекающими проблемами и,  прежде всего,  -

проблемой разработки форматов и стандартизации в цифровой  картографии

и ГИС.

     По результатам обсуждений за круглым столом, прежде всего, недоумение вызывает необходимость лицензирования  научно-иссле-довательских работ,  создания геоинформационных систем широкого профи-

ля, разнообразных тематических карт, и работ, лишь частично относящих-

ся к  ведению  службы  геодезии и картографии.  Возможно,

здесь играет роль неопределенность понятия "Геоинформационная система"

и различная его трактовка  в "Положении..." и географами-практиками. Не

определены критерии качества цифровой  картографической  продукции,  а

если и  определены,  то  с этими требованиями невозможно познакомится.

Отдельная тема - авторское  право и возможность  копирования  карт.  За

рубежом, например,  можно  свободно  использовать достаточно подробные

топографические карты,  наполняя их  своим тематическим  содержанием.

Предполагаемая стоимость  цифровых карт,  а также темпы  их производства

и ожидаемое качество вызывают беспокойство будущих пользователей.  Го-

сударственным форматом цифровых карт принят F1M, именно в нем выпуска-

ют сейчас продукцию  предприятия Геоинформа. И хотя формат был одоб-

рен большинством министерств,  создается впечатление,  что специалисты

сомневающейся стороны  не были выслушаны и решение,  утверждающее  F1M,

было принято  поспешно.  Прозвучало  интересное предложение в качестве

государственного формата  цифровых карт принять  зарубежный  аналог,  в

частности, американский формат SDTS.

     Искать ответы  на поставленные вопросы нужно  вместе.  На конферен-

циях проходят демонстрации программных продуктов и,  помимо традицион-

ных конкурентов, появляются новинки. Это прежде всего "ГорГИС", разра-

ботанная и внедренная в Новосибирске специалистами Сибгеоинформа  и на-

бор прикладных модулей "ВМар" Центра гидроэкологических  исследований,

расположенного в  п.  Ильичево  Ленинградской области.  Эти программы,

разрабатывавшиеся под  нужды конкретных пользователей  со своими задача-

ми, обещают после некоторой  доработки выйти на рынок законченных  паке-

тов ГИС.  Среди остальных  экспонентов следует отметить технологию "Ин-

терграф", представленную Трест ГРИИ, "Дата+" с линией продуктов ESRI и

ERDAS, "Георесурс" демонстрировал SPANS GIS и SPANS MAP, и другие.

     Результатом  поведения конференций явилось  предложение обратится в

 службу  геодезии  и  картографии  с  вопросом о разработке

справочных и учебных  материалов в области геоинформационных  технологий.

                    

Альтернативы разработки ГИС

 

     Традиционная  геоинформационная  система  (ГИС)  может потребовать

годы на разработку.  В  целом,  большинство  организаций  рассчитывают

только через 5-10 лет  достигнуть первой стадии более или  менее полного

использования всех функциональных возможностей.

     Мы больше  не можем разрабатывать ГИС  по старинке.  Пользователь и

его потребности постоянно  меняются,  окружающая среда становится более

конкурентной. В  то же время возникающие новые возможности:  новые ис-

точники данных для ГИС,  процессы разработки баз данных,  технологии -

стали более доступны за прошедшие несколько лет и  постоянно продолжают

обновляться.

     Ресурсные ограничения   совместно с потребностью в  немедленных ре-

зультатах, появлением новых технологий и данных изменили  модель  ГИС.

Большинство организаций,  внедряющих ГИС сегодня,  выберут подход, от-

личный от опробованных за последние  два десятилетия.

     Ключ для  разработки  жизнеспособных альтернатив - оценка  реализо-

ванных проектов. Один из очевидных  выводов ведет к тому, что требуется

жертвовать точностью во имя  полезности системы.  "Успешный" проект ГИС

предполагает создание детальной базовой карты в качестве основы.  Точ-

ная и  детальная  базовая  карта  позволяет интегрировать любые  задачи,

данные и процессы, которые могут  и должны возникать в будущем, но тре-

буется много времени  и денег, чтобы ее создать - обычно то трех до пя-

ти лет и несколько  миллионов долларов. Это означает, что Вы можете те-

оретически делать все  с такой детальной картой,  но не раньше, чем че-

рез пять лет, в течение  которых от системы будет мало пользы.

     Альтернативные  подходы  предлагают  разработку  приложений на базе

уже готовых данных и  технологий.  Таким образом, достигается  современ-

ный результат,  отвечающий  текущим потребностям пользователя,  нуждам

управления, требованию окупаемости  расходов и максимизации  полезности

системы. Преимущество,  прежде всего, заключается в краткосрочности. В

развитии все запланированные  цели и  требования  точности  могут  быть

достигнуты, но вы извлечете  значительные выгоды уже в начале внедрения.

 

 

                         Процесс создания ГИС

 

     Традиционный  процесс разработки ГИС предполагает  последовательные

стадии планирования,  анализа требований пользователя и  данных, проек-

тирования компонентов  системы,  приобретения и адаптации  программного

обеспечения, заполнения  баз данных,  непосредственного использования.

Этот устоявшийся подход необходим, чтобы разработать систему, отвечаю-

щую требованиям  пользователей.  Метод  обеспечивает структуру,  цели,

предписанные шаги и  процессы, оценку ключевых этапов. Им не стоит пре-

небрегать.

     Описанный  подход, однако, является часто источником  проблем, осо-

бенно, когда те или  иные аспекты ситуации меняются. Будучи интерпрети-

руем как строгий  последовательный процесс, этот метод  не обладает дос-

таточной гибкостью,  предполагая, что система не используется до окон-

чания создания базовой  карты и что приложения будут  разработаны  взаи-

мозависимо. Когда ключевые аспекты,  такие как финансирование,  состав

сотрудников или задачи изменяются, процесс часто останавливается ввиду

того, что  проектировщики предполагали,  что состояние  дел будет оста-

ваться неизменным.  В случае остановки процесса страдают все  приложе-

ния. Некоторые  организации  сосредотачиваются на одном шаге,  наладке

или перепроектировании отдельных аспектов системы. Большинство органи-

заций останавливается  между этапами, столкнувшись с необходимостью пе-

рейти к следующему виду деятельности.

     Конечно,  было бы идеалом полностью  закончить каждый шаг перед  пе-

реходом к следующему,  но мы живем не в идеальном мире. В реальной си-

туации необходимо  импровизировать,  придерживаясь  основного подхода и

сосредоточившись на фундаментальных  компонентах.  Тогда каждый шаг  не

будет абсолютно закончен перед переходом к следующему. Важно представ-

лять общую картину характеристик и роли ГИС так,  чтобы детали  могли

рассматриваться, разрабатываться  отдельно,  и затем вписываться  в це-

лое. Подход неотъемлемо  итерационный.  Каждый шаг планирования, анали-

за, проектирования и реализации должен быть выполнен для каждого набо-

ра данных и области применения,  но совсем не обязательно все сразу  и

подробно.

     Другой важный момент - необходимо трезво оценить потребности  и не

изобретать велосипед.  Например,  известно,  что  в  муниципальной  ГИС

участок имеет первостепенную важность.  Не  стоит  проводить  обширный

анализ и  расходовать  ресурсы  чтобы "обнаружить" этот факт для  вашей

организации.

     Ключом к ускорению  процесса,  раскрывающим преимущества  его силь-

ных сторон,  является внимание к  его основам.  Существенные компоненты

остаются прежними:

     -данные и  их характеристики,  которые будут  требоваться и в  дли-

      тельном  и в краткосрочном проекте;

     -функциональные  возможности программного обеспечения;

     -приложения, которые нужно поддерживать;

     -люди, которые  будут их использовать и управлять системой.

 

     Тщательно  отработав ключевые моменты для  каждой  из  существенных

компонент, вы выиграете  в гибкости при решении вопросов проектирования

и реализации. Кроме того, исследование компонентов может  показать аль-

тернативные возможности.

 

                     Возможности  и  альтернативы

 

     В то время  как недостатки традиционного  процесса  разработки  ГИС

становятся очевидными, появившееся разнообразие возможностей логически

приводит к необходимости  импровизации.

     В области источников данных и разработки БД появляются новые, ме-

нее дорогостоящие альтернативы. Они включают базы данных коммерческого

и общественного сектора, файлы уличной сети, данные по собственности  и

недвижимости, населению  и рынку,  окружающей среде, цифровые ортофото,

спутниковые снимки,  сканированные  карты и данные, полученные с приме-

нением глобальной системы  позиционирования (GPS),  а также  большое ко-

личество информации из других источников коммерческого и  общественного

сектора. Покупка данных у других организаций или совместное их исполь-

зование представляет дополнительные возможности. В процессе ежедневной

деятельности организации  могут также появиться данные для ГИС.  В этой

ситуации стоимость  сбора данных стремится к нулю.  Данные собираются в

процессе нормальной работы и добавляются к ГИС-совместимой базе данных.

     Простое,  удобное  для разработки приложений  программное обеспече-

ние становится доступным  на ряде платформ.  Продавцы ГИС стремятся  об-

легчить разработку  и  адаптацию прикладных программ и сделать их дос-

тупными пониманию среднего пользователя. Также поставляется упрощенное

программное обеспечение  для просмотра и простой обработки  данных.  Но-

вые технологии,  такие  как более мощное программное  обеспечение ГИС на

более дешевых платформах,  объединение растра и векторного представле-

ния, интегрированное изображение  и видео,  GPS-данные,  телевидение  и

сети расширяют возможности  внедрения ГИС.

     Опираясь  на  простое  в  использовании   программное  обеспечение,

средний пользователь становится более ГИС-СПОСОБНЫМ.  Действия, тради-

ционно выполняющиеся  системными специалистами,  теперь выполняют поль-

зователи. Кроме того,  средний пользователь становится более  грамотным

и образованным в компьютерной науке в целом.  В результате,  он  может

извлечь больше выгод от использования ГИС, чем прежде

 

                          Оценка альтернатив

 

     Альтернативы должны  быть оценены в динамичном  окружении,  включая

недостатки традиционных подходов и появление новых возможностей. Расс-

мотрим проблему карты-основы и точности, требуемой для поддержания ти-

пичных приложений в сравнении  со стоимостью  высокой  точности  ввода.

Технически, программные  продукты  способны  обеспечить  очень высокую

точность, но на практике редко требуется  вводить всю карту с точностью

более 1,5 метра ( в первоисточнике данные указаны в футах).

     Данные сравнительно  низкой точности  позиционирования  достаточны

для большинства сфер применения на городском уровне. Поддержка налого-

вых служб, планирования, подготовка обзоров развития, оценка состояния

окружающей среды,  многочисленные транспортные задачи и административ-

ные функции - все это не требует  точности более  3-6  метров.  Решение

проблемы становится очевидным,  когда оценивается стоимость  достижения

повышенной точности. Увеличение стоимости  от 3-6 до 1,5 метров ведет к