Понятие Геоинформационная система

Введение

 

XXI век называют веком компьютеризации (информатизации) всей сферы жизнедеятельности человека: управления, образования, здравоохранения, сельского хозяйства и многих других сфер. Одним из бурно развивающих направлений компьютеризации является использование Геоинформационной системы.

Геоинформационная система (ГИС) в настоящее время внедряется во все сферы жизни человека, в том числе и в муниципальное управление, где она нашла разнообразные формы применения, речь о которой пойдет на данном реферате.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Понятие Геоинформационная система (ГИС)

 

Геоинформационная система (ГИС) – это программно-аппаратный комплекс, решающий совокупность задач по хранению, отображению, обновлению и анализу пространственной и атрибутивной информации по объектам территории. Одна из основных функций ГИС – создание и использование компьютерных (электронных) карт, атласов и других картографических произведений. Основой любой информационной системы служат данные. Данные в ГИС подразделяются на пространственные, семантические и метаданные.

Пространственные данные – данные, описывающие местоположение объекта в пространстве. Например, координаты угловых точек здания, представленные в местной или любой другой системе координат.

Семантические (атрибутивные) данные – данные о свойствах объекта. Например, адрес, кадастровый номер, этажность и прочие характеристики здания.

Метаданные – данные о данных. Например, информация о том, кем, когда и с использованием какого исходного материала, в систему было внесено здание.

Структурно, муниципальная  ГИС представляет собой централизованную базу данных пространственных объектов и инструмент, который предоставляет  возможности хранения, анализа и  обработки любой информации, связанной  с тем или иным объектом ГИС, что  сильно упрощает процесс использования  информации об объектах городской территории заинтересованными службами и лицами.

ГИС предназначены для  решения научных и прикладных задач инвентаризации, анализа, оценки, прогноза и управления окружающей средой и территориальной организацией общества.

Основу ГИС составляют автоматизированные картографические системы, а главными источниками  информации служат различные геоизображения.

Геоинформатика - наука, технология и производственная деятельность:

- по научному обоснованию,  проектированию, созданию, эксплуатации  и использованию географических  информационных систем;

- по разработке геоинформационных технологий;

- по прикладным аспектам  или приложениям ГИС для практических  или геонаучных целей.

Программное обеспечение ГИС

 

Программные обеспечения  ГИС делятся на пять основных используемых классов.

Первый наиболее функционально  полный класс программного обеспечения - это инструментальные ГИС. Они могут быть предназначены для самых разнообразных задач: для организации ввода информации (как картографической, так и атрибутивной), ее хранения (в том числе и распределенного, поддерживающего сетевую работу), отработки сложных информационных запросов, решения пространственных аналитических задач (коридоры, окружения, сетевые задачи и др.), построения производных карт и схем (оверлейные операции) и, наконец, для подготовки к выводу на твердый носитель оригинал-макетов картографической и схематической продукции.

Второй важный класс - так  называемые ГИС-вьюверы, то есть программные продукты, обеспечивающие пользование созданными с помощью инструментальных ГИС базами данных. Как правило, ГИС-вьюверы предоставляют пользователю (если предоставляют вообще) крайне ограниченные возможности пополнения баз данных. Во все ГИС-вьюверы включается инструментарий запросов к базам данных, которые выполняют операции позицирования и зуммирования картографических изображений. Естественно, вьюверы всегда входят составной частью в средние и крупные проекты, позволяя сэкономить затраты на создание части рабочих мест, не наделенных правами пополнения базы данных.

Третий класс - это справочные картографические системы (СКС). Они  сочетают в себе хранение и большинство  возможных видов визуализации пространственно  распределенной информации, содержат механизмы запросов по картографической и атрибутивной информации, но при  этом существенно ограничивают возможности  пользователя по дополнению встроенных баз данных. Их обновление (актуализация) носит цикличный характер и производится обычно поставщиком СКС за дополнительную плату.

Четвертый класс программного обеспечения - средства пространственного  моделирования. Их задача - моделировать пространственное распределение различных  параметров (рельефа, зон экологического загрязнения, участков затопления при  строительстве плотин и другие). Они опираются на средства работы с матричными данными и снабжаются развитыми средствами визуализации. Типичным является наличие инструментария, позволяющего проводить самые разнообразные  вычисления над пространственными  данными (сложение, умножение, вычисление производных и другие операции).

Пятый класс, на котором стоит  заострить внимание - это специальные  средства обработки и дешифрирования данных зондирований земли. Сюда относятся  пакеты обработки изображений, снабженные в зависимости от цены различным  математическим аппаратом, позволяющим  проводить операции со сканированными или записанными в цифровой форме  снимками поверхности земли. Это довольно широкий набор операций, начиная со всех видов коррекций (оптической, геометрической) через географическую привязку снимков вплоть до обработки стереопар с выдачей результата в виде актуализированного топоплана.

Использование ГИС в муниципальном  управлении

Обзор научной  литературы по использованию ГИС  в муниципальном управлении

Геоинформационные системы давно и широко используются для решения задач государственного и муниципального управления.

ГИС-технология обеспечивает средства для отображения и понимания  того, что находится в одном  конкретном или многих местоположениях, предоставляет инструменты моделирования  ресурсов, выявления взаимосвязей, процессов, зависимостей, примеров, угроз  и рисков. Эти возможности позволяют  увидеть, что и где реально  происходит, измерить размер и масштабы события или воздействия, совместно  проанализировать разнообразные данные, разработать планы и, в конечном итоге, помогает решить, какие шаги и действия следует предпринять. Способность ГИС интегрировать  пространственные и непространственные данные, вместе с функциями анализа  и моделирования процессов, позволяет  использовать эту технологию в качестве общей платформы для интеграции бизнес процессов разных департаментов, видов деятельности и дисциплин  в масштабах всего городского или регионального правительства.

Для эффективного управления муниципальными образованиями и  динамично развивающимися регионами  необходимы достоверные и актуальные данные об объектах и процессах на их территории, а также передовые  технологии накопления, обработки и  представления информации. Современные  географические информационные системы  с их развитыми аналитическими возможностями  позволяют наглядно отобразить и  осмыслить информацию о конкретных объектах, процессах и явлениях в  их совокупности. ГИС позволяют выявить  взаимосвязи и пространственные отношения, поддерживают коллективное использование данных и их интеграцию в единый информационный массив.

К цифровым картам, или цифровой картографической основе с тематическими  слоями, являющимися геопространственным базисом ГИС, могут подключаться базы данных недвижимости, земельных участков организаций, денежной оценки земель, инженерных сооружений, памятников градостроения и архитектуры, сведений по геологии, истории развития и т.д. В базе данных также можно организовать хранение как графической, так и всей технической, справочной и иной документации.

Решение комплексных проблем, связанных с различными сферами  регионального и муниципального управления (экономика, демография, социальная сфера, жилищно-коммунальное хозяйство  и прочее), требует создания ГИС  общего назначения с возможностью быстрой  настройки на решение как частных, так и общих задач. Таким образом, возникает задача создания базовой ГИС и средств ее настройки.

Базовая ГИС состоит из функциональных инвариантных блоков, используемых при создании проблемно-ориентированной  ГИС: ввод графической и параметрической  информации, актуализация базы данных, хранение и поиск информации, инструментальные средства построения тематического  описания предметной области, средства для решения прикладных задач.

Создание проблемно-ориентированных  ГИС осуществляется на основе базовой  путем построения классификатора и  моделей объектов заданной предметной области, а так же включения специализированных программных средств для решения прикладных задач.

Используется объектно-ориентированный  подход. Каждый объект предметной области  ГИС представлен в классификаторе и описан набором его свойств - характеристик. Для описания взаимосвязей между объектами используется специальная  единица данных - отношение. Комбинации этих элементов образуют модели объектов и ситуации. Классификатор представляет собой совокупность систематизированных  по классификационным признакам  исходных единиц информации (понятий  выбранной предметной области) и их группировок, представляющих обобщенные понятия. Реконструирование классификатора, а также создание модели объектов предметной области, позволяют адаптировать базовую ГИС к решению широкого круга задач информационного обеспечения структур административного управления.

Использование вышеуказанных  принципов построения информационно-аналитической  системы позволило на основе базовой  реализовать комплекс проблемно-ориентированных  ГИС, решающих задачи ведения имущественного реестра, земельного кадастра, аренды, зонирования территории города по коэффициентам  оценки объектов недвижимости, мониторинга  социально-экономического состояния  административно-территориальных структур.

Одной из последних разработок в этом ряду является система "Мониторинга  социально-экономического состояния  района". Целью разработки было создание системы, позволяющей производить  оперативную обработку и комплексный  анализ социально-экономических показателей  района.

Система включила три функциональные подсистемы: подсистемы классификатора, параметрической подсистемы, картографической подсистемы.

Подсистема классификатора представляет собой специализированный программный комплекс, предназначенный  для создания и ведения классификатора объектов и показателей мониторинга. Классификатор определяет набор  средств для идентификации, описания, структурирования и кодирования всех используемых понятий мониторинга в виде иерархического дерева, что обеспечивает четкую структуризацию информационных ресурсов и позволяет организовать быстрый поиск объектов и их характеристик в информационной базе. Классификатор используется в автоматизированных процедурах ввода, хранения, обработки и выдачи всех видов информации, представленных в рамках системы, как в параметрической, так и в картографической формах. Классификатор включает общероссийские статистические классификаторы и справочники (отраслевые, по формам собственности, организационно - правовым и пр). Подсистема обеспечивает: реконструирование классификатора и модификацию базы данных по результатам изменения классификатора.

Параметрическая подсистема предназначена для поддержки  ввода, обработки и представления  результатов обработки показателей  мониторинга. Подсистема обеспечивает: ввод и актуализацию параметрических данных; построение проблемно-ориентированных моделей ввода и отображения; построение фильтров отбора информации на основе классификатора и логических условий; отслеживание динамики исходных и расчетных показателей в заданном интервале с заданными периодами; выполнение расчетов по количественным показателям; отслеживание данных по уровням обобщения классификатора объектов и характеристик; представление результатов мониторинга в виде таблиц, диаграмм и графиков.

Картографическая подсистема предназначена для картографического  представления объектов мониторинга. Подсистема обеспечивает: редактирование графической информации; привязку объектов к электронной карте района, привязку к предприятиям их ситуационных планов; многоуровневую визуализацию графической информации; отображение элементов содержания графической составляющей базы данных по тематическим слоям; выборку объектов на плане и получение параметрической справки об объекте; формирование дискретных условных знаков и привязку к ним тематической информации; отображение тематической информации с использованием цветовой палитры, позволяющее проводить сравнительный анализ количественных характеристик объектов, представленных на электронной карте.

 

Муниципальная ГИС для жителей города

 

Открытый геоинформационная система, созданная на основе актуальных данных муниципальной ГИС, может быть размещен в сети интернет для организации доступа к ней жителей города. Очевидно, что информация содержащаяся на таком ресурсе, не должна содержать никаких сведений, отнесенных текущим законодательством к информации ограниченного доступа.

Эта интерактивная ГИС  может содержать любую информацию, которая может быть полезна, и  востребована жителями города – такую  как месторасположение объектов социально-культурной сферы, сферы  услуг, избирательных участков, государственных  учреждений, коммерческих организаций  и т.д.

На таком ресурсе возможно размещение проекта правил землепользования и застройки и иных документов территориального планирования, содержащих схемы территориальных зон и  градостроительных регламентов, что  существенно увеличивает уровень  подготовки граждан для участия  в публичных слушаниях.

Муниципальные ГИС

Роль корпоративной ГИС  заключается в предоставлении пространственных данных и программных инструментов (независимо или вместе с другими  корпоративными системами, используемыми  для создания информационных продуктов), востребованных большим числом пользователей  с разными потребностями. Хотя данные и функциональность ГИС могут  распространяться независимо, все чаще они интегрируются с ресурсами  данных и программными инструментами  других информационных систем, что  обеспечивает дополнительные возможности  для поддержки бизнес-процессов  департаментов и всей организации. При этом корпоративная ГИС предоставляет  среду для взаимодействия, позволяющую  организовать и наладить информационный обмен на основе общей структуры ссылок - местоположения.