Геоинформационное картографирование

 

Содержание

 

Введение_________________________________________________  3-6

 

Глава 1. Географическая информационная система.   

               

1.1. Понятие о геоинформационных  системах.________________ 7-9

1.2. Классификация геоинформационых систем._______________ 10-13

1.3. Анализ данных в географической

 информационной системе._________________________________ 14-17

1.4. Методы и средства визуализации._______________________ 18-21

 

Глава 2. Общие положения геоинформационного картографирования.

 

2.1. Определение геоинформационного

картографирования.________________________________________22-26

2.2. Географические основы геоинформационного

картографирования.________________________________________27-33

2.3. Оперативное геоиформационное

 картографирование._______________________________________ 33-39

2.4. Электронные атласы.___________________________________40-41

2.5. Государственный уровень геоинформационного

 картографирования в  России________________________________42-43

 

Глава 3. Перспективы взаимодействия геоинформационной картографии._____________________________________________  44-45

 

 

Заключение______________________________________________  46-47

 

Список литературы________________________________________ 48

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Целью курсовой работы овладеть методами геоинформатики, теоретическими представлениями и практическими навыками применения геоинформационных технологий, географических баз данных и знаний для создания и использования тематических и общегеографических карт.

Задача: давать возможность вводить, обрабатывать, корректировать, дополнять зрительными образами любые виды информации;

 получать пространственные  и временные характеристики требуемых  ресурсов; адекватно оценивать ситуацию  для эффективного контроля, прогнозирования  и управления, а также для облегчения  принятия решений разнообразных  экономических, социальных и научно-производственных  задач. 

Объектом исследования выступает  геоинформационное картографирование.

Предметом исследования - особенности и задачи геоинформационного картографирования и геоинформационной системы.

Методы исследования – сравнительно-географический, картографический, статистический, сравнительно-описательный, работа с литературой.

В настоящее время использование  информационных систем выходит за рамки  узкого круга специально подготовленных операторов и программистов, необходимость  постоянной работы с информационными  системами возникает у большего числа пользователей. С помощью  интегрированных информационных систем успешно решаются задачи управления, бизнеса, мониторинга не только специалистами, но и руководителями всех звеньев.

Главным требованием в  современном мире не только для специалистов-программистов, и руководителей всех звеньев  является умение справляться с большими потоками информации, обрабатывать их и применять новые технологии с целью решения задач управления, мониторинга или ведения собственного бизнеса.

Длительное время картографические данные служили основным источником данных для пространственных баз данных и в том числе для геоинформационных систем.

 

 

Взаимодействие геоинформатики и картографии стало основой для формирования нового направления - геоинформационного картографирования, суть которого составляет автоматизированное информационно-картографическое моделирование природных и социально-экономических геосистем на основе геоинформационных систем и баз знаний.

Традиционная картография  испытывает сегодня перестройку, сопоставимую, возможно, лишь с теми изменениями, которые сопровождали переход от рукописных карт к печатным полиграфическим  оттискам. В некоторых случаях  геоинформационное картографирование  почти полностью заменило традиционные методы картосоставления и картоиздания.

Четкая целевая установка  и преимущественно прикладной характер - вот, пожалуй, наиболее важные отличительные  черты геоинформационного картографирования.

Согласно подсчетам, до 80% карт, составляемых с помощью геоинформационных систем, носят оценочный или прогнозный характер либо отражают то или иное целевое районирование территории.

Программно-управляемое  картографирование по-новому освещает многие традиционные проблемы, связанные  с выбором математической основы и компоновки карт (возможность перехода от проекции к проекции, свободное масштабирование, отсутствие фиксированной нарезки листов), введением новых изобразительных средств (например, мигающие или перемещающиеся на карте знаки), генерализацией (использование фильтрации, сглаживания и т.п.).

Происходит тесное соединение двух основных ветвей картографии: создания и использования карт. Многие трудоемкие прежде операции, связанные с подсчетом  длин и площадей, преобразованием  изображений или их совмещением, стали рутинными процедурами. Возникла электронная динамическая картометрия. Создание и использование карт, в  особенности если речь идет о цифровых моделях, стали как бы единым интегрированным процессом, поскольку в ходе компьютерного анализа происходит постоянное взаимное трансформирование изображений. Даже чисто методически стало трудно различить, где завершается составление исходной карты и начинается построение производной.

 

 

 

ГИС-технологии породили еще  одно направление - оперативное картографирование, то есть создание и использование  карт в реальном или близком к  реальному масштабе времени для  быстрого, а точнее сказать, своевременного информирования пользователей и  воздействия на ход процесса. При этом реальный масштаб времени понимается как характеристика скорости создания-использования карт, то есть темпа, обеспечивающего немедленную обработку поступающей информации, ее картографическую визуализацию для оценки, мониторинга, управления, контроля процессов и явлений, изменяющихся в том же темпе.

Оперативные карты предназначаются  для инвентаризации объектов, предупреждения (сигнализации) о неблагоприятных  или опасных процессах, слежения за их развитием, составления рекомендаций и прогнозов, выбора вариантов контроля, стабилизации или изменения хода процесса в самых разных сферах - от экологических ситуаций до политических событий. Исходными данными для  оперативного картографирования служат материалы аэрокосмических съемок, непосредственных наблюдений и замеров, статистические данные, результаты опросов, переписей, референдумов, кадастровая  информация.

Огромные возможности  и порой неожиданные эффекты  дают картографические анимации. Разнообразные модули анимационных программ обеспечивают перемещение картографического изображения по экрану, мультипликационную смену карт-кадров или трехмерных диаграмм, изменение скорости демонстрации, возврат к избранному фрагменту карты, перемещение отдельных элементов содержания (объектов, знаков) по карте, их мигание и вибрацию окраски, изменение фона и освещенности карты, подсвечивание и затенение отдельных фрагментов изображения и т.п. Совершенно необычны для картографии эффекты панорамирования, изменения перспективы, масштабирование частей изображения (наплывы и удаления объектов), а также иллюзии движения над картой (облет территории), в том числе с разной скоростью.

В обозримом будущем перспективы  развития картографии в науках о  Земле связываются прежде всего и почти целиком с геоинформационным картографированием.

 

 

Они исключают необходимость  готовить печатные тиражи карт. Внедрение  электронных технологий "означает конец трехсотлетнего периода картографического  черчения и издания печатной картографической продукции". Взамен мелкомасштабных  карт и атласов пользователь сможет затребовать и сразу получить все необходимые данные в машиночитаемом или визуализированном виде, и  даже само понятие "атлас" подлежит пересмотру.

Сегодня новые карты и  атласы уже не пахнут типографской краской, а подмигивают с экрана яркими огоньками значков и меняют окраску в зависимости от нашего желания и настроения. Возможно, недалеко то время, когда картографические голограммы создадут полную иллюзию реальной местности, а пейзажные компьютерные модели сведут на нет различия между картой и живописным полотном.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Географическая информационная система.

 

1.1. Понятие о геоинформационных системах.

 

Географическая информационная система или геоинформационная  система (ГИС) - это  информационная  система, обеспечивающая  сбор,  хранение, обработку, анализ  и  отображение  пространственных данных и связанных  с ними непространственных, а также  получение на их основе информации и знаний о географическом пространстве.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Считается, что географические или пространственные данные составляют более половины объема всей циркулирующей  информации, используемой организациями, занимающимися разными видами деятельности, в которых необходим учет пространственного  размещения объектов.

 

Геоинформационная система ориентирована на обеспечение возможности принятия оптимальных управленческих решений на основе анализа пространственных данных.

Современные геоинформационные системы расширили использование карт за счет хранения графических данных в виде отдельных тематических слоев, а качественных и количественных характеристик составляющих их объектов в виде баз данных. Такая организация данных при наличии гибких механизмов управления ими, обеспечивает принципиально новые аналитические возможности.

 

Разработка геоинформационной системы – это та сфера научно-технического прогресса, развитие которой невозможно без опоры на картографирование и аэрокосмическое зондирование. Исторически геоинформационная система – в современном их понимании развивалось на базе информационно-поисковых систем и позднее – картографических банков данных. Информационные системы рассматривались как первый этап автоматизированной картографии, затем в функции геоинформационной системы стали включать блоки математико-картографического моделирования и автоматизированного воспроизведения карт. Рассматривая карту ,как инструмент для географического анализа и выделяя подсистему пользователя, геоинформационные системы стали охватывать и область использования карт. Большинство геоинформационная система включают в свои задачи создание карт и используют картографический материал как источник информации.

Само понятие геоинформационная система достаточно характеризует ее сущность. Во-первых, речь идет о системе, то есть достаточно сложной многофункциональной структуре, обладающей внутренней организацией и действующей как единое целое.

 

Во-вторых, подчеркивается информационное назначение этой системы, главной задачей  которой является обеспечение функционирования информации в процессе решения научных  и практических задач.

 

В-третьих, система имеет  дело с географической информацией, тематически разнообразной, сопоставимой, координированной, масштабированной и  генерализованной в пространстве и времени.  

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

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

 

1.2. Классификация геоинформационых систем.

Геоинформационные системы разрабатываются с целью решения научных и прикладных задач по мониторингу экологических ситуаций, рациональному использованию природных ресурсов, а также для инфраструктурного проектирования, городского и регионального планирования, для принятия оперативных мер в условиях чрезвычайных ситуаций др.

 

Множество задач, возникающих  в жизни, привело к созданию различных геоинформационных систем, которые могут классифицироваться по следующим признакам:

По функциональным возможностям:

- полнофункциональные геоинформационные системы общего назначения;

- специализированные геоинформационные системы ориентированы на решение  конкретной задачи в какой либо предметной области;

- информационно-справочные  системы для домашнего и информационно-справочного  пользования. 

Функциональные возможности геоинформационных систем определяются также архитектурным принципом их построения:

- закрытые системы - не  имеют возможностей  расширения, они способны выполнять только тот набор функций, который однозначно определен на момент покупки.

- открытые системы отличаются  легкостью приспособления, возможностями  расширения, так как могут быть  достроены самим пользователем  при помощи специального аппарата (встроенных языков программирования).

По пространственному (территориальному) охвату:

- глобальные (планетарные);

- общенациональные;

- региональные;

- локальные (в том числе муниципальные).

По проблемно-тематической ориентации:

- общегеографические;

- экологические и природопользовательские;

- отраслевые (водных ресурсов, лесопользования, геологические, туризма и т.д.);

По способу  организации  географических данных:

- векторные;

- растровые;

- векторно-растровые  геоинформационные системы.

 

 

 

 

Источники данных и их типы

В качестве источников данных для формирования геоинформационные системы служат:

- картографические материалы (топографические и общегеографические карты, карты административно-территориального деления, кадастровые планы и др.). Сведения, получаемые с карт, имеют территориальную привязку, поэтому их удобно использовать в качестве базового слоя геоинформационных систем. Если нет цифровых карт на исследуемую территорию, тогда  графические оригиналы карт преобразуются в цифровой вид.