Використання ГІС у створенні і впровадженні територіальних геоінформаційних проектів

 

 

 

 

 

 

 

Використання ГІС

у створенні і впровадженні територіальних геоінформаційних проектів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Роботу виконав

Сергєєв Михайло Сергійович

учень 11 - А класу

спеціалізованої школи  № 102

Шевченківського району м. Києва

Під керівництвом:

вчителя географії і економіки, методиста Чернобровкіної Тетяни Григорівни

і вчителя інформатики Зубко Лариси Яківни

 

КИЇВ – 2010

 

 

Зміст

 

ВСТУП

«Сьогодні геоінформатика являє собою систему, яка охоплює  науку, техніку і виробництво ...» 

А. М. Берлянт 

Рівень та обсяги наявної  на сьогодні інформації про навколишній  світ настільки значні, що вже неможливо  її опрацьовувати, аналізувати та розуміти без сучасних апаратно-програмних засобів. Тому є необхідним створення автоматизованої системи кадастру на основі сучасних комп’ютерних технологій та телекомунікацій як єдиного комплексу.

Класифікація інформаційних  систем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГІС - це сучасна комп’ютерна технологія для картування і аналізу об’єктів реального світу, також подій, які відбуваються на нашій планеті. Ця технологія об’єднує традиційні операції роботи з базами даних, такими як запит і статистичний аналіз, з перевагами повноцінної візуалізації та географічного (просторового) аналізу, які надає карта. Ці можливості відрізняють ГІС від інших інформаційних систем і забезпечують унікальні можливості для її застосування в широкому спектрі задач, пов’язаних з аналізом та прогнозом явищ і подій довкілля, з осмисленням і виділенням головних факторів и причин, а також їх можливих наслідків.

ГІС об’єднує традиційні операції при роботі з базами даних  – запит і статистичний аналіз – з перевагами повноцінної візуалізації і географічного (просторового) аналізу, які надає карта. Ця особливість дає унікальні можливості для застосування ГІС в розв’язуванні широкого спектру задач, пов’язаних з аналізом явищ і подій, прогнозуванням їх імовірних наслідків, плануванням стратегічних рішень.

Мета  дослідження:  опис поточної ситуації на світовому ринку ГІС, визначення сучасних тенденцій і основних показників системи, опис споживачів і виробників на ринку. До дослідження даної теми нас привела думка про те, що серед різноманіття сучасних інформаційних систем геоінформаційна система є всеосяжною і об’єднує та пов’язує різноманітні аспекти життя і господарської діяльності суспільства.

Об'єкт дослідження: ГІС (геоінформаційна система) в географії

Предмет дослідження: історія виникнення та розвитку ГІС; докладне ознайомлення з системою, як одним з елементів автоматизованої системи кадастру; розповсюдження, виробництво і застосування, якісні і кількісні характеристики системи. 

Завдання дослідження: дослідити історію виникнення ГІС; проаналізувати  значення ГІС, як однієї з головних складових сучасних інформаційних систем; визначити місце  у світовому господарстві та міжнародному географічному поділу праці; описати і проаналізувати, де і як застосовують ГІС; навести приклади використання ГІС; базуючись на дослідженнях минулого року створити проект «Шацький національний природний парк» з використанням технології ГІС.

Джерела інформації: науково-популярна література, інформаційні матеріали ЗМІ, енциклопедичні і електронні словники, ресурси всесвітньої мережі Інтернет.

  Практичне значення роботи полягає в тому, що в ній до певної міри узагальнений матеріал, який може служити цілям ознайомлення, вивчення, опису ГІС в інших дослідницьких роботах, бути застосований в учбовій і позаурочній діяльності учнів.

Методи дослідження: використано документи та інформаційні джерела, довідкову літературу, нормативну базу; здійснено пошук інформації в Інтернеті (вивчення, аналіз, опрацювання, оформлення); залучено методи статистичного, економіко-математичного та системного аналізу, моделювання, наукового пояснення, географічного порівняння; використано соціологічні методи дослідження та графічний інструментарій; створено інформаційний блок, карти, умовні позначки; оформлено карти з використанням таблиць та діаграм; використано метод проектів.

Особистий внесок: проведено узагальнення та аналіз інформаційних джерел; наукові положення, висновки й рекомендації дослідження обґрунтовано не тільки теоретично, але й  підтверджено  результатами практичного впровадження розроблених карт, таблиць. Всі дані, які включені в роботу, були одержані шляхом пошуку, збору і аналізу вторинної інформації, тобто зібраної раніше для вирішення інших завдань і опублікованої у відкритих джерелах. Створено власний проект «Шацький національний природний парк».

Практичне значення одержаних результатів: Матеріали роботи  можна використати на уроках географії й економіки, а також як інформаційне джерело для написання доповідей, рефератів і проведення семінарів та круглих столів. Ця робота буде цікавою знахідкою для пересічного споживача, бо вона має не тільки наукове але й пізнавальне значення.

 

1. Передумови розвитку  геоінформатики

Ще в 70-80 роки ХХ століття радянські географи –  И.П. Герасимов, Ю.Г. Саушкін, С.Б. Лаврів, В.С. Преображенський звернули увагу на зростання суспільної і наукової значимості географії і географічного підходу при вирішенні різних господарських завдань територіального планування, раціонального використання природних ресурсів, природоохоронної діяльності.

Географія, географічна  інформація, просторовий аналіз виявилися необхідними для вирішення багатьох прикладних завдань і проблем сучасного постіндустріального світового співтовариства.

Нові завдання сприяли виникненню і залученню  нових методів і технічних  засобів, що відповідають виклику часу. І такі методи й засоби знайшлися. Наприкінці XX століття математика, астрономія, фізика і хімія, через інформатику, вищу геодезію, електроніку, прикладну космонавтику, озброїли географів новими технічними і методичними засобами швидкого одержання, збереження, переробки, аналізу і передачі величезного обсягу територіально розподіленої інформації.

Саме на цій  базі дуже швидко розвивається останнім часом нова галузь нашої древньої науки - геоінформатика.

2. Суть геоінформатики та ГІС

Геоінформатика – наука, що поєднує теорію, методи і традиції класичної картографії і географії з можливостями й апаратом прикладної математики, інформатики і комп'ютерної техніки. Вона з'єднала в собі вирішення необхідних прикладних завдань з можливостями людини, обчислювальної машини і програмних засобів, що обробляють просторову інформацію і передають її споживачам на екран монітора, друкувальний пристрій чи на канали зв'язку.

Так спочатку зародилися цифрова картографія й автоматизоване картографування, доповнені згодом іншими численними функціями і можливостями, що в комплексі стало основою ГІС.

Сьогодні ГІС  поширені в усьому світі і швидко розростаються і вдосконалюються. Обсяги продажів ГІС-продуктів, ГІС-технологій, та ГІС-послуг щорічно збільшуються на 20-30% і досягають декількох мільярдів доларів США на рік.

3. Що таке геоінформаційна система – ГІС

Географічна інформаційна система (ГІС) – сучасна комп’ютерна  технологія для картографування  і аналізу об’єктів реального  світу, явищ та подій, які відбуваються або прогнозуються. Геоінформаційні системи найприродніше відображують просторові дані.

Дані в геоінформаційних системах зберігаються у вигляді  набору тематичних шарів, які об’єднані  на основі їх географічного положення. Цей гнучкий підхід та можливість геоінформаційних систем працювати як з векторними, так і з растровими моделями даних, є ефективним при розв’язуванні задач, які стосуються просторової інформації.

Геоінформаційні системи тісно зв’язані с іншими інформаційними системами і використовують їх дані для аналізу об’єктів.

ГІС характеризують:

• розвинуті аналітичні функції;
• можливість керувати великими обсягами даних;
• інструменти для введення, обробки та відображення просторових даних.

Ключові переваги геоінформаційних систем

• Зручне для користувача відображення просторових даних

Картографування просторових  даних, в тому числі в трьохвимірному вимірі, є найзручнішим для сприйняття, що спрощує побудову запитів та їх наступний аналіз.

• Інтеграція даних всередині організації

Геоінформаційні системи  об’єднують дані, накопичені в різних підрозділах компанії чи навіть в різних галузях діяльності організацій цілого регіону. Колективне використання накопичених даних та їх інтеграція в єдиний інформаційний масив надає істотні конкурентні переваги і збільшує ефективність експлуатації геоінформаційних систем.

• Прийняття обґрунтованих рішень

Автоматизація процесу  аналізу і побудови звітів про  любі явища, зв’язані з просторовими даними, допомагає прискорити і підвищити  ефективність процедури прийняття  рішень.

• Зручний засіб для створення карт

Геоінформаційні системи  оптимізують процес розшифровки  даних космічних та аерозйомок і  використовують вже створені плани  місцевості, схеми, креслення. ГІС істотно  економлять часові ресурси, автоматизуючи  процес роботи з картами, і створюють трьохвимірні моделі місцевості.

Складові геоінформаційних систем

• апаратні засоби
• програмне забезпечення 
  Програмно забезпечення ГІС містить функції і інструменти, необхідні для збереження, аналізу і візуалізації географічної (просторової) інформації.
• дані 
  Дані можуть бути представлені у вигляді готових карт з необхідними тематичними шарами, або у вигляді знімків космічної і аерофотозйомки тощо.

Операції, які здійснюються ГІС

• введення даних 

В геоінформаційних системах автоматизовано процес створення цифрових карт, що кардинально скорочує терміни технологічного циклу.

• управління даними

Геоінформаційні системи  зберігають просторові і атрибутивні  дані для їх подальшого аналізу та обробки.

• запити і аналіз даних

Геоінформаційні системи  виконують запити про властивості об’єктів, розташованих на карті, і автоматизують процес складного аналізу, порівнюючи значну кількість параметрів для отримання відомостей чи прогнозування явищ.

• візуалізація даних

Зручне представлення  даних безпосередньо впливає  на якість і швидкість їх аналізу. Просторові дані в геоінформаційних системах представляються у вигляді інтерактивних карт. Звіти про стан об’єктів можуть бути побудовані у вигляді графіків, діаграм, трьохвимірних зображень.

Галузеве використання ГІС

На сьогоднішній день у світі розроблені і використовуються сотні різноманітних Гіс-пакетів, а на їхній базі створені десятки тисяч Гіс-систем. ГІС була створена в першу чергу для географії і під географію, однак зараз на Заході ГІС використовується у величезному числі управлінських структур, у різних фірмах, на підприємствах, у військових відомствах, у наукових і освітніх закладах.

Гіс-системи  і Гіс-технології знайшли дуже широке застосування в різноманітних сферах і напрямках територіальної діяльності:

Можливості геоінформаційних систем можуть бути задіяні в різноманітних галузях діяльності. Наведемо деякі приклади використання ГІС:

адміністративно-територіальне  управління

• міське планування і проектування об’єктів;
• ведення кадастрів інженерних комунікацій, земельного, містобудівного, зелених насаджень;
• прогноз надзвичайних ситуацій техногенно-екологічного характеру;
• управління транспортними потоками і маршрутами міського транспорту;
• побудова мереж екологічного моніторингу;
• інженерно-геологічне районування міста.

телекомунікації

• транковий і стільниковий зв’язок, традиційні мережі;
• стратегічне планування телекомунікаційних мереж;
• вибір оптимального розташування антен, ретрансляторів тощо;
• визначення маршрутів прокладки кабелю;
• моніторинг стану мереж;
• оперативне диспетчерське управління.

інженерні комунікації

• оцінка потреб в мережах водопостачання і каналізації;
• моделювання наслідків стихійних лих для систем інженерних комунікацій;
• проектування інженерних мереж;
• моніторинг стану інженерних мереж і запобігання аварійним ситуаціям.

транспорт

• автомобільний, залізничний, водний, трубопровідний, авіатранспорт;
• управління транспортною інфраструктурою і її розвитком;
• управління парком рухомих засобів і логістика;
• управління рухом, оптимізація маршрутів і аналіз вантажопотоків.