Геоинформационное картографирование

- данные дистанционного зондирования (ДДЗ) все шире используются для формирования баз данных геоинформационных систем. К ДДЗ, прежде всего, относят материалы, получаемые с космических носителей. Для дистанционного зондирования применяют разнообразные технологии получения изображений и передачи их на Землю, носители съемочной аппаратуры (космические аппараты и спутники) размещают на разных орбитах, оснащают разной аппаратурой. Благодаря этому получают снимки, отличающиеся разным уровнем обзорности и детальности отображения объектов природной среды в разных диапазонах спектра (видимый и ближний инфракрасный, тепловой инфракрасный и  радиодиапазон). Все это обуславливает широкий спектр экологических задач, решаемых с применением ДДЗ.

К методам дистанционного зондирования относятся и аэро- и наземные съемки, и другие неконтактные методы, например гидроакустические съемки рельефа морского дна. Материалы таких съемок обеспечивают получение как количественной, так и качественной информации о различных объектах природной среды.

- материалы полевых изысканий территорий, включают данные топографических,  инженерно-геодезических изысканий, кадастровой съемки, геодезические измерения природных объектов, выполняемые нивелирами, теодолитами, электронными тахеометрами, GPS приемниками, а также результаты  обследования территорий с применением геоботанических и других методов, например, исследования по перемещению животных, анализ почв и др.

- статистические данные содержат данные государственных статистических служб по самым разным отраслям народного хозяйства, а также данные стационарных измерительных постов наблюдений (гидрологические и метеорологические данные, сведения о загрязнении окружающей среды и т. д)).

-  литературные данные (справочные издания, книги, монографии и статьи, содержащие разнообразные сведения по отдельным типам географических объектов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3.Анализ данных в геоинформационных системах.

Неотъемлемой составной  частью геоинформационных систем является база данных – геоинформационная система обладает способностью проводить обработку данных с использованием всех функций, которые предоставляет система управления базой данных (СУБД). При использовании геоинформационных систем запрос к базе данных может быть уточнен введением дополнительных параметров, что делает поиск более быстрым и удобным.

 В отличие от обычной  СУБД, с помощью геоинформационных систем можно составлять пространственные запросы и проводить анализ.

Пространственный запрос – задание на поиск пространственных объектов в базе данных по условиям, содержащим координаты.

В пример можно привести риэлтерскую компанию, занимающуюся поиском жилья для своих клиентов. Этот процесс значительно упрощается вводом таких параметров, как стоимость, площадь жилой площади или  расстояния от определенного объекта, например, места работы.

Таким образом, геоинформационные системы помогают:

• сократить время получения ответов на запросы клиентов;
• проводить мониторинг каких-либо ЧС (например, мест разрывов электросетей или моделировать зоны затопления при паводках);
• выявлять территории подходящие для требуемых мероприятий (строительство населенных пунктов, проведение коммуникаций);
• выявлять взаимосвязи между различными параметрами (например, почвами, климатом и урожайностью с/х культур).

 

Таким образом, использование  геоинформационные системы повышают эффективность работы многих компаний и государственных структур, что позволяет сэкономить значительные финансовые и временные ресурсы.

 

 

 

 

 

 

 

Улучшение интеграции внутри организации с помощью  геоинформационных систем.

Многие организации, применяющие  геоинформационные системы, обнаружили, что одно из основных преимуществ заключается в новых возможностях управления собственной организацией и ее ресурсами на основе географического объединения имеющихся данных и возможности их совместного использования и согласованной модификации разными подразделениями. Совместное использование системы позволяет постоянно наращивать базу данных, а структурные подразделения имеют возможность вносить в нее целесообразные исправления. Это позволяет повысить эффективность работы, как каждого подразделения, так и организации в целом.

 

Геоинформационные системы для принятия решений.

Геоинформационные системы, как и другие информационные технологии, подтверждает известный тезис о том, что лучшая информированность помогает принять лучшее решение. Геоинформационные системы, конечно, не могут выдавать готовые ответы. Геоинформационные системы – это средство, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений. Это осуществляется за счет:

• доступность информации для восприятия и синтеза, что позволяет ответственным работникам сосредоточить свои усилия на поиске решения, не тратя значительного времени на сбор и осмысление доступных разнородных данных;
• возможность быстро рассмотреть несколько вариантов решения и выбрать наиболее эффективный из них.

 

 Создание карт с помощью геоинформационных систем.

Картам в геоинформационных системах отведено особое место. Процесс создания карт в геоинформационных системах намного более прост и гибок, чем в традиционных методах ручного или автоматического картографирования. В качестве источника данных пользуются бумажными картами, данными дистанционного зондирования, съемкой на местности, космо и аэроснимками и т.д. Переведенные в цифровую форму эти данные становятся материалом для моделирования геопространства.

 

 Гибкость процесса  создания карт в геоинформационных  системах реализуется:

• удобством ввода и редактирования координированных данных;
• возможностью внесения нужного количества разнообразной атрибутивной и геометрической информации. На бумажной карте количество информации приходится ограничивать во избежание перегруженности;
• возможностью внесения и коррекции данных по мере их поступления – в ручных методах картографирования исправление ошибки – процесс много более проблематичный, а порой и вовсе неосуществимый;
• масштабируемостью: можно вывести на печать любой участок карты без потери качества (строго говоря, это преимущество всех электронных карт);
• совместным и многократным использованием данных: созданная в одной организации топографическая основа (цифровая карта) может использоваться в качестве основы другими отделами и организациями. Возможно быстрое копирование данных и их пересылка по локальным и глобальным сетям.

 

Применение геоинформационной  системы

В целях повышения эффективности  территориального управления создаются  всё новые геоинформационные  системы на муниципальном, районном, региональном и федеральном уровнях. На основе пространственной информации создаются системы управления транспортом, навигационные системы. В последнее  время, ГИС получили широкое применение в средствах массовой информации и различных справочных системах.

 

В настоящее время геоинформационные системы с успехом применяют во многих областях народного хозяйства, наиболее широко геоинформационные технологии используются в земельном кадастре, кадастре природных ресурсов, экологии, в сфере работы с недвижимостью. ГИС используется, например, Министерством чрезвычайных ситуаций для прогнозирования стихийных бедствий.

 

 

 

Сейчас обширно начинают внедряться геоинформационные системы  массового пользования, например:

• электронные планы городов;
• генеральные планы заводов;
• схемы инженерных коммуникаций;
• схемы движения транспорта.

 

 

По некоторым оценкам  до 80-90% всей информации, с которой  мы обычно имеем дело, может быть представлено в виде геоинформационной системы. Отсюда можно сделать вывод, что геоинформационные системы обладают огромным потенциалом, а их использование приносит неплохие дивиденды.

 

 В целом можно сказать,  что индустрия геоинформационных систем активно эволюционирует, изменяется и развивается, что свидетельствует о большом потенциале отрасли. Исходя из этого, можно надеяться, что в ближайшее время геоинформационные системы не утратят динамику своего развития и будут обеспечивать своих пользователей всё новыми и новыми возможностями.

 

1.4. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ВИЗУАЛИЗАЦИИ.

Электронные карты  и атласы

Визуализация  (графическое воспроизведение, отображение) - генерация изображений, в том числе и картографических, и иной графики на устройствах отображения (преимущественно на мониторе) на основе  преобразования исходных цифровых данных  с помощью специальных алгоритмов.

Наиболее компактными  и привычным способом представления  географической информации остаются карты.

Электронная карта (ЭК) – картографическое изображение, визуализированное на мониторе, на основе цифровых карт или баз данных ГИС.

Электронный атлас (ЭА) – система визуализации в форме электронных карт, электронное картографическое произведение, функционально подобное электронной карте. Поддерживаются программным обеспечением типа картографических браузеров, обеспечивающих покадровый просмотр растровых изображений карт, картографических визуализаторов, систем настольного картографирования.

 Помимо картографического  изображения и легенд электронные  атласы обычно включают обширные  текстовые комментарии, табличные  данные, а мультимедийные электронные атласы – анимацию, видеоряды и звуковое сопровождение.

Таблицы и графики,  включающие различные характеристики объектов (атрибуты) или их соотношения, могут  использоваться как самостоятельные или дополнительные  к другим средствам визуализации.

Анимации применяют для показа динамических процессов, т.е. последовательный показ рисованных статичных изображений (кадров), в результате чего создается иллюзия непрерывной смены изображений.

 

Картографические  способы отображения явлений анализа данных.

Для отображения явлений в анализе данных в геоинформационной системе реализованы  способы, которые применяют при создании тематических карт.

Способ размерных  символов (значков) – анализируемые характеристики объектов отображаются специальными символами, размер которых передаёт количественную информацию, а форма и цвет качественную информацию.

Способ качественного  или (количественного фона) – в этом случае группируются данные с близкими значениями и созданным  группам присваиваются определенные цвета, типы символов или линий.

Точечный способ – изобразительным средством является множество точек одинакового размера, каждая из которых имеет определенное значение количественного показателя.

Столбчатые и  круговые локализованные диаграммы – позволяют отобразить соотношение нескольких характеристик, при этом диаграммы имеют географическую привязку (например, в точке размещения поста наблюдений показывают соотношение загрязняющих веществ).

 

Способ изолиний – один из широко распространённых способов отображения различных показателей. С их помощью формируют карты изогипс (топографические и гипсометрические), карты изотерм, изобар, изокоррелят и др. С помощью изолиний выделяются территории, которые характеризуются  одинаковыми свойствами (температурами, давлением, осадками, одновременностью наступления событий, равной величиной аномалий, равными скоростями тектонических движений и др.)  

При этом различают две  группы изолиний: истинные изолинии (характеризуют  непрерывное изменение какого-либо показателя, к ним относятся горизонтали) и псевдоизолинии, отображающие данные, имеющие статистическую природу (например, дискретные значения от источников выбросов). Для представления изолиний применяют разные изобразительные средства: линии разных типов, толщины и цвета, послойная цветовая окраска фона (либо штриховка) промежутков между изолиниями.

Трехмерная визуализация

 

Трехмерное изображение  поверхности (3D-поверхность) – средство цифрового объемного представления поверхностей в виде проволочных диаграмм, при этом используются различные типы проекции, при этом изображение можно поворачивать и наклонять, используя простой графический интерфейс.

 

 

Для отображения рельефа  по данным ЦМР могут быть сформированы растровые изображения.

Растровая поверхность (изображение) - формируется по Grid-модели, при этом каждому пикселу присваивается значение, пропорциональное высоте соответствующей ячейки сетки.

Теневой рельеф (аналитическая  отмывка рельефа) - растровое отображение ЦМР, при формировании которого кроме высоты каждого участка сетки Grid-модели, учитывается освещенность склонов.