Гис в бизнесе доклад

Обновлено: 02.07.2024

Исходные материалы и созданная на их основе единая ГИС “Генплан”

Приложение PortMaps на базе AGIS дает сотрудникам порта Роттердама доступ к актуальной информации из SAP, систем документооборота и др.

1. Прогнозирование потребления. Потребление в зоне обслуживания коммунального предприятия, как правило, растет неоднородно, и усреднение этих темпов может привести к дефициту, невозможности подключения и сбоям на отдельных участках. Без ГИС локальное прогнозирование вести достаточно сложно и дорого, поскольку оно требует учитывать множество разнородных данных (планы по застройке, открытие предприятий, строительство транспортной инфраструктуры и пр.). ГИС автоматизирует эти расчеты, переводя изменения на данной территории в прогноз уровня потребления.

2. Планирование. На основе прогноза потребления, и с учетом имеющихся ресурсов, строится целевая пространственная модель и карта инженерной сети, оценивается потребность в том или ином оборудовании на протяжении определенного периода времени. На данном этапе ГИС позволяет быстро и эффективно выполнять сетевой, топологический и другие виды пространственного анализа, оценивать стоимость развития сети, находить возможности экономии и оптимизации.

3. Инженерное проектирование. Проектировщики используют ГИС для того, чтобы определить, каким именно образом должна быть модернизирована коммунальная сеть: где конкретно проложить трубопровод с учетом реальной обстановки, какой и где поставить трансформатор и т. д. Основным инструментом здесь является сетевой анализ.

4. Управление имуществом. В процессе эксплуатации инженерной сети ключевая задача — выстроить эффективный процесс технического обслуживания и ремонта. ГИС обеспечивает инвентаризацию имущества с указанием точного местоположения каждого объекта и того, что находится поблизости, ведение базы данных объектов и их состояния. Это помогает определять необходимые действия, например, сформировать оптимальный график обслуживания, выбирать тип действия — ремонт или замену и т. д.

5. Геодезические изыскания, оформление прав и разрешительной документации. ГИС является рабочим инструментом геодезиста, проводящего съемку и составляющего документы для предоставления в местные органы власти при оформлении участков, землеотводов, получении лицензий и разрешений на работы и т. д. Кроме того, ГИС позволяет в ходе работ по проектированию и в спорных ситуациях обращаться к кадастровым данным, которые также хранятся в единой корпоративной базе.

6. Строительное проектирование. Этот этап заключается в подготовке конструкторской документации для подрядчика, который будет строить и монтировать запланированные объекты и сооружения. Традиционно для этого использовались системы САПР, куда загружались данные из ГИС. Однако, в последнее время все чаще проектирование ведется непосредственно в ГИС, где уже имеется соответствующие инструменты, что позволяет избежать дублирование систем, версий документов, гарантированно учитывать все изменения, вносимые в проект на различных этапах. Кроме того, все чаще применяются интегрированные решения ГИС и ERP, что позволяет сразу получать готовую сметную документацию по проекту.

7. Строительство. На данном этапе особенно полезными являются мобильные ГИС-решения, с помощью которых можно непосредственно на месте, оперативно вносить в базу данных информацию обо всех изменениях в ходе проекта, возникающих сложностях и нестыковках.

8. Документирование новых объектов. ГИС обеспечивает ведение и своевременное обновление данных об объектах и их состоянии, дает инструменты сотрудникам для удобного внесения изменений в базу. С помощью ГИС удобно строить регламенты работы с информацией для поддержания ее в актуальном состоянии. Например, ГИС-инструменты позволяют заносить полевые данные непосредственно через картографический интерфейс, вместо того, чтобы постфактум расшифровывать заметки полевых бригад.

Отметим, что для того, чтобы ускорить внедрение ГИС, целесообразно использовать уже готовые модели данных для конкретных применений. Сейчас доступно достаточно большое количество моделей и готовых инструментов, реализующих различные отраслевые стандарты в строительстве, энергетике и других отраслях.

Одна из важных технологических составляющих в управлении производственными и инфраструктурными объектами связана с данными реального времени. В настоящее время применяются решения, которые объединяют ГИС с автоматизированными системами управления производством (АСУТП). В таких системах ГИС обеспечивают точную локализацию каждого объекта, географическую визуализацию его параметров и атрибутов и связанных с ним событий и процессов, а АСУТП реализует взаимодействие с датчиками, сенсорами, камерами наблюдения, исполнительными устройствами. Уже доступны на рынке готовые к применению оборудование и программные продукты, что снижает стоимость внедрения (например, OSIsoft, IBM Maximo Spatial и др.). В качестве примера можно привести систему управления ремонтом и обслуживанием ветроэнергетических установок датской энергетической компании Dong Energy. Внедренная в компании система предназначена для оптимизации процессов обслуживания этих установок и построена на применении автономных датчиков и сенсоров, обменивающихся данными друг с другом и с центральным сервером. Поскольку таких установок у компании уже достаточно много (на момент внедрения системы их количество превышало две тысячи), их обслуживание требует значительных финансовых затрат и наличия в штате большого числа квалифицированного персонала, что сделало решение задачи оптимизации этого процесса одной из наиболее приоритетных. В рамках внедрения системы управления ремонтами компания установила множество автономных датчиков, которые в реальном времени передают информацию о состоянии каждой установки, о текущих погодных условиях, силе и направлении ветра, приливах и отливах, целостности кабелей и т. д. Эти данные обрабатываются с помощью ПО реального времени OSIsoft PI System и ГИС Esri Geo Event Processor. На основе этого анализа строятся прогнозы и графики оптимального обслуживания установок, с учетом их местоположения, фактического состояния, внешних и погодных условий и пр., а также обеспечивается аварийное реагирование. Полученные карты и графики сразу становятся доступны всем участникам процесса через корпоративный геопортал и мобильные устройства. Dong Energy планирует за счет применения данной системы в два раза сократить число незапланированных посещений ветроэнергетических установок, что ежегодно может давать до 20 млн. долл. экономии.

ГИС повышает эффективность работы как небольших предприятий, так и крупнейших промышленных и транспортных объектов. Примером является порт Роттердама — крупнейший порт в Европе, обслуживающий ежегодно более 130 тыс. судов и 440 млн. тонн грузов. Порт расположен в акватории Северного моря, вдоль реки Мааси имеет протяженность 26 миль. Одна из главных проблем порта — отсутствие пространства для дальнейшего экстенсивного расширения, свободных площадей больше нет. Поэтому, единственным выходом остается повышение эффективности управления уже имеющимися территориями и изменение самого подхода и технологий управления активами. Одно из главных направлений в этой работе — унификация процессов работы с информацией на основе ГИС и развертывание полномасштабной геопространственной платформы для управления всеми направлениями бизнеса.

Внедрение ГИС-платформы в порту Роттердама началось в 2013 году с описания рабочих процессов и выработки модели данных. Созданная система, получившая название PortMaps, использует детальную карту порта в качестве единой среды доступа. В ходе проекта было объединено 49 систем, используемых портом, в том числе SAP, AutoCAD и Microsoft Office. В единую базу геоданных были сведены данные о портовых активах, земельных участках и соответствующие правоустанавливающие документы, подробные сведения об инженерной инфраструктуре, железнодорожные пути, трубопроводы, электрические кабели, батиметрия, космические и аэрофотоснимки, данные лазерного сканирования и так далее — всего более 1500 слоев данных. ГИС наглядно показывает все места их пересечения и дает доступ к соответствующей документации. В любое время, в том числе и с мобильных устройств, через карту может быть запрошена информация по каждому объекту. Например, система позволяет контролировать местонахождение транспортных средств и других подвижных береговых объектов в привязке к связанным с ними записям (например, открытые наряды на выполнение работ). Помимо эксплуатации и обслуживания портовых объектов, эта система играет ключевую роль в экологическом менеджменте, обеспечении охраны и безопасности, контроле судоходства, территориальном планировании, развитии портовой инфраструктуры и реагировании на инциденты и чрезвычайные ситуации.

ГИС дает предприятиям гораздо больше, чем просто карты. ГИС является критически важным компонентом деятельности и может использоваться практически во всех производственных и управленческих процессах. Работа с пространственной информацией помогает получить новое знание, обнаружить скрытые причины тех или иных явлений и событий, моделировать и предсказывать процессы и быстро принимать правильные решения. Пожалуй, именно в этом заключается секрет роста популярности этой технологии в самых разных областях человеческой деятельности.

В том, что владение точной и достоверной информацией есть важнейшее условие достижения успеха, уже никого не нужно убеждать. Но еще более важно уметь работать с имеющейся информацией. Методы работы с данными постоянно совершенствуются, и теперь уже привычно видеть документы, таблицы, графики, чертежи и картин ки на экране компьютера. При помощи компьютера мы создаем и изменяем, извлекаем и анализируем данные. Одним из типов документов, в который компьютер вдохнул новую жизнь, стала и географическая карта.

Существуют виды деятельности, в которых карты - электронные, бумажные или хотя бы представляемые в уме - незаменимы. Ведь многие дела невозможно начать, не выяснив предварительно, ГДЕ находится точка приложения наших усилий. Даже в быту мы ежечасно и иногда даже ежеминутно работаем с информацией о географическом положении объектов; магазин, детский сад, метро, работа, школа… Пространственное мышление естественно для нашего сознания.

Последние десятилетия ознаменовались бумом в области применения карт, и связано это с возникновением Географических Информационных Систем, воплотивших принципиально новый подход в работе с пространственными данными.

Географическая Информационная Система - или ГИС - это компьютерная система, позволяющая показывать данные на электронной карте. Карты, созданные с помощью ГИС, можно смело назвать картами нового поколения. На карты ГИС можно нанести не только географические, но и статистические, демографические, технические и многие другие виды данных и применять к ним разнообразные аналитические операции. ГИС обладает уникальной способностью выявлять скрытые взаимосвязи и тенденции, которые трудно или невозможно заметить, используя привычные бумажные карты. Мы видим новый, качественный, смысл наших данных, а не механический набор отдельных деталей.

Электронная карта, созданная в ГИС, поддерживается мощным арсеналом аналитических средств, богатым инструментарием создания и редактирования объектов, а также базами данных, специализированными устройствами сканирования, печати и другими техническими решениями, средствами Интернет - и даже космическими снимками и информацией со спутников.

Вся информация, полученная благодаря использованию технологий ГИС, используются не специалистами-географами, а обычными людьми - учеными, бизнесменами, врачами, адвокатами, чиновниками, маркетологами, строителями, экологами - и даже домохозяйками, если не они желают зря тратить время на обход магазинов.

С помощью ГИС природоохранные организации следят за состоянием лесов, рек и почв. Коммунальные службы планируют и проводят мероприятия по обслуживанию городских сетей. Спасатели, пожарники и ремонтники оперативно рассчитывают оптимальные маршруты.

ГИС все шире применяются в бизнесе. Так, например, владелец сети магазинов, поместив на карту потенциальных покупателей своей продукции, может обнаружить, в каких районах города они преимущественно живут. Перевозчики грузов повышают надежность доставки, экономят время и горючее за счет оптимизации маршрутов. Продавцы и покупатели недвижимости не могут без них принимать решения. Внимательный взгляд на карту - и обнаруживаются резервы в обслуживании, незамеченные конкурентами, намечаются оптимальные места для размещения рекламных щитов, планируются новые торговые точки и многое другое.

Как работает ГИС

Вы можете просматривать каждый слой-карту по отдельности, а можете совмещать сразу несколько слоев, или выбирать отдельную информацию из различных слоев и выводить ее на карту. Вы также можете моделировать различные ситуации, всякий раз получая изображения в соответствии с поставленной задачей, причем без необходимости создавать новую карту.

Из широкого круга вопросов, на которые ГИС может дать ответ, можно выделить следующие:

Что находится на…?

Где находится…?

Что изменилось с…?

Что если.

Давайте рассмотрим самый простейший пример того, как с помощью ГИС вы можете прийти к оптимальному решению.

Например, вы решили построить сеть закусочных. Прежде всего, вам нужно будет выяснить ситуацию со спросом и предложением на рынке быстрого питания. То есть вы можете изучить количество и расположение уже существующих сетей быстрого питания и выделить для себя не охваченные предложением зоны.

Затем нужно будет проанализировать возможные зоны обслуживания. Вероятно, вы захотите, чтобы они располагались в местах наибольшей концентрации потенцииальных клиентов. Вы можете провести целенаправленный демографический анализ интересующих вас зон. Это могут быть учреждения, школы, станции метро, вокзалы, автостанции и так далее.

Как только вы выяснили ситуацию с расположением потенциальных конкурентов и наличием достаточного количества клиентов, вы можете начать планировать расположение своих точек. При этом придется учитывать не только спрос и предложение, но и многие другие факторы. Например, нужно будет убедиться в наличие коммуникаций в местах предполагаемого размещения точек. Ведь вам необходимы будут вода и газ, иначе строительство собственных коммуникаций может принести дополнительные расходы. Налог на землю – тоже немаловажный фактор при расчете общих инвестиций в новый бизнес. Эту информацию вы также можете получить в базе данных ГИС.

Конечным этапом вашей работы будет выведенная на экран компьютера карта, которая наглядно представит вам результаты вашего анализа. Первым слоем вашей карты будет карта города. Второй слой будет отражать расположение сети закусочных конкурентов. Третий слой - учреждения. Четвертый слой - станции метро, пятый – школы, шестой - автодороги и так далее. Таким образом вы составляете многослойную карту, слои которой вы можете “листать” по очереди, накладывать друг на друга и использовать вместе, получая более сложную картину, позволяющую вам видеть ситуацию в целом. Кроме того, данные, которые вы используете можно обновлять, что автоматически будет отражено на карте. И для этого вам не придется составлять десяток отдельных карт и выводить их на печать - ведь карты ГИС динамичные, а не статичные.

По такому же принципу, работая с картой, вы можете расположить бензоколонки, аптеки, фитнесклубы. И это только малая часть того, что может ГИС. Аэропорты и нефтедобывающие компании, транспортные организации и промышленные корпорации признают эффективность, экономичность и удобство в применении ГИС. Преимущества карт, созданных в ГИС, очевидны: вы можете работать с широким спектром данных и помещать их на карту; вы можете проводить анализ данных и моделировать различные сценарии решений, что поможет избежать ошибки; вы можете видеть результат в наглядной, а значит в более понятной форме; карты ГИС интерактивны, то есть вы можете вводить и изменять данные без необходимости всякий раз составлять новые карты.

Какие бывают ГИС

Существуют самые разнообразные компьютерные системы и отдельные программы, которые принято относить к ГИС. Самые компактные и маленькие помещаются на дискетах и заменяют обычные печатные городские справочные издания. На них можно просматривать и искать информацию, но нельзя помещать свою. С другой стороны, если перед вами стоят профессиональные задачи, требующие применения картографических знаний и технологий, то в вашем распоряжении мощные специализированные рабочие станции и комплексы.

Если же вы хотите полноценно и интерактивно работать с картами, не приобретая картографического образования и разумно вкладывая средства, то лучшим решением будет выбрать ГИС, спроектированную для нужд обычного пользователя и снабженную привычным графическим интерфейсом. Такие ГИС удачно сочетают мощь и простоту в использовании. Вы можете, начав с естественных и несложных операций, постепенно подниматься до профессионального уровня, повышая на каждом шагу эффективность своей работы.

Кроме многофункциональных ГИС, существуют также узкоспециальные, применяются в отдельных областях деятельности и требуют специального оборудования и методов обработки данных.

Компоненты ГИС

При планировании использования ГИС для решения конкретных задач обычно рассматриваются следующие составляющие системы:

Компьютер

Компьютер для работы с ГИС может быть от простейших PC до мощнейших суперкомпьютеров. Компьютер является основой оборудования ГИС и получает данные через сканер. Сканер превращает картинку в цифровое изображение для дальнейшей обработки. Это изображение может храниться в различных форматах: TIFF, BMP, JPG и т.д. Принтеры и плоттеры – наиболее распространенные средства для выведения результатов проделанной на компьютере работы с ГИС.

Программа

Программное обеспечение ГИС обеспечивает функции и средства, необходимые для хранения, анализа и представления географической информации. Наиболее широко используемые программы ГИС - MapInfo, ARC/Info, AutoCad Map и другие. Тем не менее, следует помнить, что программы имеют свою специфику: если необходима недорогая и несложная в применении программа - MapInfo будет наиболее приемлемой, поскольку она проста в работе и поддерживает многие особенности ГИС. ARC/Info пригодится для более специфического и дорогостоящего анализа, а для тех, кто уже использует AutoCad и хочет использовать ГИС - AutoCad Map может быть лучшим вариантом.

Данные

Выбор данных зависит от задачи и ваших финансовых возможностей. Данные могут быть использованы из различных источников – базы данных вашей организации, Интернет, коммерческие базы данных и т.д.

Пользователи

Люди, пользующиеся ГИС, условно могут быть разделены следующие группы: операторы ГИС, чья работа заключается в размещении данных на карте, инженеров/пользователей ГИС, чья функция заключается в анализе и дальнейшей работе с этими данными и теми, кому на основании полученных результатов нужно принять решение. Кроме того, ГИС могут пользоваться широкие слои населения через Интернет.

Метод

Существует много способов создания карт в ГИС и методов дальнейшей работы с ними. Наиболее продуктивной будет та ГИС, которая работает в соответствии с хорошо продуманным планом и операционными подходами, соответствующими вашей задаче.

Преимущества ГИС

Вы можете формировать качественно новые решения, используя пространственный анализ данных.

Для отображения на карте вы используете данные в привычных форматах и стандартные технологии СУБД, не требующие дополнительного обучения

Вы можете оценивать гораздо большие объемы данных одним взглядом на карту, быстро формировать сценарии развития событий и использовать информацию, которую ранее не могли или не знали, как применить

Вы можете наглядно отражать (в том числе и в реальном времени) самые разные процессы, такие как передвижения транспортных средств или избирательную активность населения.

Картографическое представление может придать вашим документам и отчетам наглядность независимо от объема и сложности данных

ГИС-системы и отдельные функции легко интегрируются с другими программами, что позволяет быстро и недорого создавать программно-технические решения для специальных задач. Такие решения можно потом тиражировать и тем самым окупать свои затраты.

ГИС-индустрия активно развивается, вовлекая в свою орбиту новые технологии, технические средства и источники данных.

Использование ГИС в бизнесе

В бизнесе задействовано огромное количество информации: данные об объемах продаж и клиентах, учет ресурсов, списки адресов, перевозки и транспортные средства и многое другое. Вся эта информация также может быть помещена на электронную карту, и ГИС поможет выявить связи и закономерности, которые не видны в таблицах и графиках.

С помощью ГИС предприниматели могут изучать покупательную способность и предпочтения клиентов. Это дает преимущества в разработке стратегии производства и правильном распределении средств на маркетинговые и рекламные компании.

С помощью ГИС можно изучить и смоделировать тенденции в планируемой зоне коммерческой деятельности, прогноз перспективных территорий, возможные транспортные маршруты многое другое. Базы данных ГИС также помогут производителям отвечать требованиям государственных ГОСТов и другим нормативам.

ГИС-технология позволяет определять области концентрации спроса и соотносить их с действующей сетью отделений.

Геоинформационные системы уже стали вполне привычной технологией, применяемой практически во всех областях деятельности. Современная ГИС позволяет решать широкий спектр прикладных задач на основе анализа местоположения, особенностей конкретной территории и взаимосвязи между географическими, социальными и экономическими факторами.

Популярность ГИС среди коммерческих организаций быстро растет. Сегодня более 370 компаний из списка Fortune 500 пользуются в своей работе геоаналитикой. Накоплена и определенная статистика по эффективности использования ГИС в банковском секторе. По данным опросов, банки, использующие ГИС, на 10% рентабельнее, а приток в них новых клиентов в среднем на 30% больше, чем в тех организациях, где эти технологии не применяются.

Использование ГИС-технологий

В банковском бизнесе существует несколько основных направлений, где применение ГИС приносит значительную выгоду. Во-первых, это управление розничной сетью. ГИС-технология позволяет определять области концентрации спроса и соотносить их с действующей сетью отделений. Наглядная картографическая визуализация предоставляет возможность непосредственно увидеть, где покрытие недостаточно, а где, возможно, избыточно. Глубинный анализ с учетом географических факторов позволяет получать количественные модели успешных и неуспешных отделений, помогает оценить, где отделения перегружены, а где недогружены, насколько продуктовый профиль соответствует рынку в данном месте. В дальнейшем банк может открывать и развивать отделения, соответствующие модели, и закрывать или переформатировать остальные. Выбрав соответствующие зоны и исходя из доступных в этих местах помещений, для каждого из них в ГИС можно построить зону доступности (пешей и транспортной), подсчитать потенциальное количество клиентов в границах этих зон обслуживания, сегментировать и оценить емкость рынка. Крупнейшие и наиболее успешные мировые финансовые институты, такие как Bank of America, уже много лет строят розничную стратегию именно на таком подходе. Так, старший вице-президент по рознице Bank of America Джонатан Вурхис (Jonathan Voorhis) недавно заявил, что в каждом из ежегодно принимаемых трех тысяч решений относительно мест размещения филиалов и банкоматов они используют ГИС-технологии.

Анализ данных

Оптимизация

Третий фактор – оптимизация операционной деятельности, логистики и сервиса. Например, обслуживание POS и банкоматов. Инструменты пространственного анализа позволяют выполнять кластеризацию точек и оптимально выбирать центры обслуживания для каждого кластера, средства маршрутизации – строить кратчайшие маршруты обхода внутри каждого кластера и выполнять ТОиР с минимумом затрат и времени простоев. Другой пример – оптимизация маршрутов инкассации. Публичные сервисы построения маршрутов плохо подходят для данной задачи, поскольку, во-первых, в них недостаточно решаются вопросы безопасности, а во-вторых, они не могут решить сложные логистические задачи объезда несколькими транспортными средствами многих точек с учетом временных окон, пробок и других возможных ограничений, предлагать альтернативные маршруты и пр. ГИС решает эти задачи. На базе ГИС строятся также диспетчерские центры, где на интерактивной карте можно контролировать местоположение экипажей и оптимально реагировать на нештатные ситуации.

Клиентский сервис

Инструмент для бизнеса

ГИС также помогает управлять активами и корпоративной собственностью, проводить оценочную деятельность. Банки используют различные методики оценки кредитоспособности заемщиков и оценки активов, которые во многом зависят от местоположения. ГИС-технология позволяет проводить географическое районирование по множеству признаков – рыночной стоимости аренды/продажи, транспортной доступности, инфраструктурной обеспеченности, престижности, торговому потенциалу и т. д. ГИС может давать интегральную оценку объектов инвестирования, активов, приобретаемых в сделках слияния и поглощения, непрофильных активов, залогов и пр.

Стоит отметить риски от природных бедствий и антропогенных воздействий, где ГИС также имеет широкое применение, рассчитывая на основе исторических и актуальных данных скоринговые баллы для того или иного района. Да и качество риск-анализа повышается за счет использования моделей, основанных на географических и демографических данных и учете пространственных взаимосвязей между событиями и объектами. Так, для борьбы с мошенничеством анализируются расстояния между местами проживания или работы клиентов и местами потребления ими банковских услуг, проводится пространственно-временной анализ совершения транзакций. Кроме того, ГИС помогает выявлять географические закономерности между обнаруженными нарушениями и тем самым выявлять случаи превышения должностных полномочий сотрудниками.

Наконец, ГИС может применяться для управления зданиями и сооружениями – на микроуровне. Поддерживаемые современными ГИС возможности работы в 3D, интеграция с CAD-системами позволяют построить на базе ГИС системы управления зданиями (в рамках концепции BIM – Building Information Modeling), оптимизировать офисное пространство и т. д. Инструменты пространственного анализа позволяют строить зоны видимости, досягаемости, учитывать и наглядно показывать уязвимости объектов, анализировать и визуализировать потенциальные угрозы и планировать мероприятия по обеспечению безопасности.

Скорость обмена информацией

Необходимо также упомяну ть вопрос архитектуры корпоративной ГИС. Опыт использования таких ГИС в крупных компаниях показывает, что наиболее эффективны те из них, которые предоставляют возможность работы с картами и данными сотрудникам всех департаментов и региональных подразделений банка. Современная ГИС-платформа дает возможность просматривать карты, проводить анализ и публиковать результаты своей работы на корпоративном ГИС-портале. При этом большинство сотрудников использует тонкий клиент, веб-геосервисы и мобильные приложения. Это позволяет оперативно обмениваться информацией и получать необходимые данные в любом месте и с любого устройства. Единое корпоративное решение обеспечивает поддержание корпоративных ИТ-стандартов и контроль расходов подразделений на карты и геоданные, гарантирует соответствие корпоративным нормам и требованиям защиты информации.

17 ноября — День географических информационных систем (ГИС). ГИС сегодняшний — это сгусток высоких технологий, которые помогают бизнесу быть инновационным. О них мы и расскажем, но вначале вводная о самих системах.

Почему эти информационные системы называются географическими? Где они используются?

Изначально назначением ГИС была помощь людям в формировании знаний о Земле и отдельных её территориях. Но сегодня, когда распространены устройства, которые способны собирать данные через сенсоры, передавать их через интернет в облако, производить локальные вычисления для анализа этих данных и даже брать их из интернета и сопоставлять с данными от своих сенсоров (например, смартфоны, фитнес-гаджеты, переносные датчики состояния здоровья), географические информационные системы не ограничиваются только формированием знаний о Земле.

Что такое геопространственное мышление и как бизнес использует его для процветания — своего и нашего

Главные современные тенденции ГИС-технологий — это использование искусственного интеллекта и машинного обучения в работе с нейронными сетями и Big data. Человечество обучает нейронные сети географических информационных систем, чтобы они помогали нам переосмыслить, где и как решать важные проблемы, стараясь при этом лучше понимать и уважать все заинтересованные стороны (включая природу). Это и есть геопространственное мышление. Мы пришли к тому, что нам нужно более широко понимать контекст наших решений и действий, чтобы создать более устойчивое и перспективное будущее. Геопространственное мышление может помочь увидеть взаимосвязи и взаимозависимость рукотворных и природных систем. Это возможно благодаря качественному анализу данных.

Вот как аналитика местоположений в тандеме с ИИ помогает анализировать прошлые события, чтобы лучше планировать будущее

Аналитики консалтинговой компании McKinsey исследовали 15 городов с разной инфраструктурой. Цель исследования — оценить, как примерно 60 современных технологических решений для умного города на основе IoT и ГИС (от умных остановок и парковочных мест до умных урн и уличных фонарей) влияют на различные аспекты качества жизни. Оказалось, что они позволяют уменьшить смертность на 8–10%, повысить оперативность реагирования экстренных служб на чрезвычайные ситуации на 20–35%, сократить среднее время в пути на работу и с работы на 15–20%, снизить заболеваемость на 8–15%, а также сократить выбросы парниковых газов на 10–15%. Компаний, подобно этой, которые разрабатывают глобальные системы умных городов, становится всё больше.

Сбер сейчас также работает над проектом визуального позиционирования на основе обогащённых ГИС-данных. Мы создаём 3D-копии разных локаций (от города до здания) с навигацией, где с помощью компьютерного зрения определяется позиция пользователя в пространстве с точным расположением крупных предметов вокруг него.

Реагирование на чрезвычайные ситуации

Мировые эпидемии (кори, атипичной пневмонии, лихорадок Зика и Эбола) способствовали разработке высоких технологий картографирования для отслеживания распространения заболеваний. На их основе созданы операционные панели мониторинга показателей заболеваемости, которые сегодня очень помогают нам получать информацию о распространении COVID-19 (например, панель ВОЗ или Университета Джона Хопкинса). Современные ГИС-технологии в сочетании с данными переписи населения также позволяют строить геолокационные предположения о том, где и как надо вмешиваться для борьбы с болезнью. Многоуровневая информация о возрасте, поле, доходе проживающих в том или ином районе, эпидемиологической обстановке района с помощью пространственной аналитики позволяет создавать актуальные локализованные оценки риска и сдерживать распространение болезни за счёт понимания связей событий.

ГИС сегодня помогают разрабатывать методы управления здоровьем почвы в микролокациях (наноземледелие). Это инструменты отслеживания поливов, внесения удобрений, измерения качества воды, анализа вегетативного индекса и оценки урожайности. Также именно в сельском хозяйстве технологии ГИС и ИИ революционно продвинули (особенно в России) развитие автоматизации и беспилотных аграрных машин — агродроидов. Одни позволяют в разы увеличивать скорость и качество сбора урожая (а значит существенно экономить), другие — точно планировать количество техники и других ресурсов, которые понадобятся для обработки урожая. Практика же оздоровления почвы снижает затраты на корма, удобрения и гербициды. Картографирование бизнес-экосистемы и природной экосистемы важно и для банков, кредитующих фермеров, чтобы видеть, какие фермеры подвержены наибольшим рискам, а в каких географических регионах дела идут лучше. Благодаря точному земледелию на основе геолокации мы вошли в новую эру земледелия, которую уже называют очередной аграрной революцией.

Все эти изменения выводят бизнес на новый виток, где успех будет зависеть не только от перехода на цифровые технологии, но и от использования методов геолокационного анализа и геопространственного мышления. Гиперлокальная геоаналитика в бизнесе в сочетании с машинным обучением позволяют компаниям соответствовать резко изменившемуся потребительскому поведению. Кстати, о машинном обучении.

Что и как делают AI и ML в ГИС

Искусственный интеллект в ГИС занимается анализом местоположения и прогнозированием, а в конечном счёте — более разумным принятием бизнес-решений. Поскольку все ГИС содержат большой объём информации, определённой географическим положением, они являются идеальными наборами обучающих данных для ИИ-систем.

В повседневной реальности это отображается так: в компаниях мирового уровня ИИ-инструменты собирают необработанные данные цифровой трансформации и интернета вещей, объединяют их с данными о местоположении и предоставляют новые виды аналитики. Огромные объёмы бизнес-данных и данных о клиентах связаны с физическим местоположением и временем, и тысячи организаций уже анализируют их, чтобы выявить скрытые данные — вид понимания, который может создать конкурентное преимущество. Компании активно инвестируют в AI и ML, используя данные о местоположении в качестве объединяющего элемента для автоматизации процессов, улучшения моделирования прогнозов и получения коммерческих преимуществ.

Этот процесс называют георазведкой с использованием геоинтеллекта (интеллектуальным местоположением, GeoAI). Под геоинтеллектом понимается общий термин для геопространственной визуализации, анализа, принятия решений, проектирования и управления на основе технологий ГИС, дистанционного зондирования и спутникового позиционирования. Эти уровни составляют пирамиду геоинтеллекта. Функция георазведки — самая уникальная ценность, которая отличает ГИС от других информационных технологий.

Что конкретно даёт бизнесу GeoAI

Итак, GeoAI — это анализ пространственных данных с использованием ИИ. Бизнесу и государству в конечном счёте он позволяет предоставлять более качественные услуги, улучшает системы здравоохранения и даже используется для подготовки к следующей возможной пандемии на ранней стадии с помощью эпидемиологических исследований. Более 80% данных, собираемых предприятиями, и почти каждое важное бизнес-решение имеют компонент местоположения. Будь то понимание покупательских привычек клиентов или планирование следующих инвестиций в инфраструктуру.

В ретейле георазведка позволяет производить качественный клиентоориентированный анализ на основе демографических данных. А машинное обучение отлично справляется с моделированием сложной взаимосвязи между большим количеством причинных факторов и тем, как эти факторы связаны с результатом (например, поведением клиентов). При правильном использовании ML позволяет организациям преобразовывать огромные массивы имеющихся данных в полезные идеи для принятия более эффективных решений. В случае розничной торговли одной из наиболее ценных идей является эффективность магазина, обычно измеряемая проникновением на рынок или расходами клиентов. Прежде чем использовать ML для моделирования этих отношений между покупателем и производителем, нужно установить географические отношения между покупателем и магазином. И здесь необходимо учитывать розничный ландшафт.

Геоинформационные системы в наши дни помогают решать ряд важных задач — от определения оптимального маршрута и до анализа проблем экологии и перенаселения. РБК Тренды объясняют, что это за технологии, как они работают и где используются.

Содержание

Что такое геоинформационные системы

Геоинформационные системы (ГИС, географическая информационная система) — это компьютерные технологии, которые применяют для создания карт и оценки фактически существующих объектов, а также происшествий. Такие системы собирают, хранят и анализируют информацию, а также обеспечивают ее графическую интерпретацию. Подобные инструменты позволяют пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также находить дополнительную информацию об объектах на них.

ГИС начали разрабатывать в 1960-х годах, когда появились компьютеры и пространственный анализ с визуализацией. Первой ГИС считается Канадская географическая информационная система, которая позволила стране запустить программу управления землепользованием. В 1970-е начали появляться ГИС, которые обеспечивали навигацию, вывоз городских отходов и мусора, движение транспорта в чрезвычайных ситуациях. В 1980-е годы ГИС начали применять в коммерческих сферах, так как их стали объединять с базами данных компаний. В настоящее время доступность программных средств позволяет модифицировать эти системы под самые разные задачи.

С помощью ГИС можно сравнивать и противопоставлять много разных типов информации. Система может включать данные о людях, такую как численность населения, доход или уровень образования. Она может также объединять информацию о ландшафте, например о местонахождении ручьев, различных видах растительности и почвах. ГИС может включать данные о местонахождении заводов, ферм и школ, ливневых канализаций, дорог и линий электропередач.

Данные в системах ГИС обычно отображаются на карте. Технология позволяет пользователям искать разные виды данных в определенной географической области. Например, ГИС-карта одного города или района может содержать такую информацию, как средний доход, уровень продаж книг или итоги голосования. Любой слой данных можно как добавить, так и удалить, что делает обновление таких карт гораздо проще. Человек может указать место или объект на цифровой карте, чтобы найти информацию о нем. Например, пользователь может щелкнуть на значок школы, чтобы узнать, сколько учеников в ней занимается.

Существуют также ГИС-модели. С их помощью исследователи отслеживают изменения с течением времени. Так, они могут использовать спутниковые данные для изучения наступления и отступления льда в полярных регионах, а также оценивать, как объем этого покрова изменился с течением времени. ГИС-модели позволяют создать покадровые снимки, которые показывают процессы, происходящие на больших площадях и в течение длительных периодов времени. Например, визуализация данных о течениях в океане помогает ученым лучше понять, как тепло перемещается по земному шару. ГИС-системы часто используются для создания трехмерных изображений. Это полезно, например, для геологов, изучающих сейсмические разломы.

Виды ГИС

Географические информационные системы классифицируют по-разному в зависимости от масштабности и функционала, а также других признаков.

По территориальному охвату ГИС бывают:

глобальными;
субконтинентальными;
национальными;
региональными;
субрегиональными;
локальными или местными.

По уровню управления:

федеральными;
региональными;
муниципальными;
корпоративными.

полнофункциональными;
для просмотра данных;
для ввода и обработки данных;
специализированными с дополнительными функциями.

По предметной области:

картографическими;
геологическими;
городскими или муниципальными;
природоохранными,
туристическими.

Если в ГИС присутствуют возможности цифровой обработки изображений, то такие системы называются интегрированными ГИС (ИГИС). Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС обеспечивают графическое или картографическое воспроизведение данных в любом масштабе с наибольшим разрешением. Пространственно-временные ГИС работают с данными во времени.

Назначение ГИС

В наши дни географические информационные системы применяются широко.

Окружающая среда

Военная сфера

Сельское хозяйство

Фермеры используют ГИС для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Данные поступают из различных источников: метеорологических станций, наземных датчиков, образцов почвы, спутников и беспилотников. В СПбГУ в 2021 году разработали геоинформационную систему для виноделов. Она позволяет оценить пригодность планируемых под посадки земель и соотнести ее с сортами винограда.

Лесное хозяйство

Бизнес

Общественная безопасность

ГИС позволяют организовать охрану объектов, координировать оборону, реагировать на природные катастрофы, координировать действия правоохранительных органов, органов национальной безопасности и экстренных служб. В 2020 году Google разработала сервис по оповещению о землетрясениях Earthquake Alerts System. Она, по сути, превращает обычный смартфон на Android в мини-сейсмометр. Google получает данные с 700 сейсмометров и заранее предупреждает пользователей о толчках.

Здравоохранение

ГИС помогают выявить проблемы с медобслуживанием в конкретном регионе, а также спрогнозировать распространение эпидемий.

Промышленность

Федеральная и местная власть

Страхование и недвижимость

Программы для ГИС

ГИС-приложения включают в себя как аппаратную, так и программную составляющие. Они объединяют различные типы информации, среди которых:

картографические данные — представлены в виде карты и могут включать такую информацию, как расположение рек, дорог, жилых и нежилых строений;
аэрофотоснимки и обычные фотографии и видео;
данные со спутников;
данные дистанционного зондирования (обычно с применением воздушных шаров и дронов);
таблицы — могут варьироваться от возраста, дохода и этнической принадлежности людей и до недавних покупок и их предпочтений в Интернете,
глобальные системы позиционирования (GPS);
данные из Интернета;
документы, включая архивные таблицы и каталоги координат;
данные из других ГИС.

Технология ГИС позволяет накладывать все типы информации, независимо от их источника или исходного формата, поверх друг друга на одной карте. ГИС использует местоположение в качестве ключевой переменной, чтобы связать эти, казалось бы, несвязанные данные.

Ввод информации в ГИС называется сбором данных. Информацию, которая уже находится в цифровой форме, можно просто загрузить в систему. Однако сначала карту необходимо отсканировать или преобразовать в цифровой формат.

Географические информационные системы включают три компонента:

Данные: ГИС хранит данные о местоположении в виде слоев информации по разным темам. Каждый набор данных имеет таблицу атрибутов, в которой хранится информация об объекте. Два основных типа формата файлов ГИС — растровый и векторный. Растровый представляет собой сетки из ячеек или пикселей. Он полезен для хранения различных ГИС-данных. Векторный формат выглядит как многоугольник, в котором используются точки (называемые узлами) и линии. Векторные файлы нужны для хранения данных ГИС с четкими границами, такими как городские округа или улицы. В итоге технология позволяет отображать пространственные и линейные зависимости. Пространственные показывают топографию местности (поля, ручьи), а линейные представлены дорогами или коммунальными сетями.
Аппаратный компонент, который запускает программное обеспечение ГИС. Это может быть что угодно: мощные серверы, мобильные телефоны или персональные рабочие станции. Как правило, в работе с ГИС нужны два монитора, дополнительное хранилище данных и графические карты высокой четкости.
Программное обеспечение. Оно специализируется на пространственном анализе с использованием математики в картах. Такое ПО сочетает в себе географию с современными технологиями для измерения, количественной оценки и анализа. Самыми популярными программами считаются ArcGIS и QGIS.

ГИС-карты возраста жилой застройки в сельских районах США. По часовой стрелке от верхнего левого угла они отображают период до 1860 года, 1860-1879 гг., 1880-е, 1890-е, 1900-е, 1910-е, 1920-е и 1930-е годы. Карты созданы в QGIS (Фото: Christopher Riley / Flickr)

В ГИС информация со всех различных карт и источников должна соответствовать одному масштабу — соотношению между расстоянием на карте и фактическим расстоянием на Земле. При этом разные карты имеют разные проекции. Чтобы перенести изогнутую трехмерную форму на плоскую поверхность, неизбежно требуется растяжение одних частей и сжатие других. Так, на карте мира могут быть показаны либо страны правильного размера, либо их правильные формы, но нельзя отобразить эту информацию одновременно. ГИС берет данные с разных карт мира и объединяет ее, чтобы отобразить в одной общей проекции.

Примеры программ

Mapinfo. С помощью этой программы можно создавать тематические карты, а также строить 3D-ландшафты. Mapinfo включает инструмент оцифровки материала и его обмена с другими организациями. Рабочее окно можно сохранять в разных форматах: bmp, tif, jpg и wmf.

DataGraf. Данный инструмент предназначен для пространственной визуализации и моделирования ситуаций. Программа позволяет создавать векторные карты, привязывать к каждому их элементу неограниченное число данных, копировать эти данные в другой файл и вручную изменять характеристики объектов и их местоположения.

NextGIS. Бесплатный облачный продукт от российских разработчиков. С помощью него можно создавать веб-карты с произвольными настройками и стилями слоев, а также рассматривать и анализировать эти карты. Также можно встраивать карты в веб-сайты.

Работа в ГИС

Геоинформатика считается уже сложившейся отраслью, в которой работают крупные компании с миллиардными оборотами по всему миру, в том числе Яндекс и Google. Как правило, в наши дни во всех крупных компаниях, связанных с пространственной информацией, есть картографический и ГИС-отделы. В отрасли, помимо специалистов, востребованы сотрудники для базовых задач по сбору данных и оцифровке. На такие позиции часто берут студентов-практикантов.

Специалисты по ГИС-технологиям работают в разных направлениях. Выделяют несколько основных специальностей:

Картографы. Эти специалисты создают цифровые карты.
Менеджеры баз данных. Они хранят и извлекают информацию из структурированных наборов в пространственные базы данных.
Программисты. Они пишут код и автоматизируют процессы в ГИС. В таких системах обычно используют языки программирования Python, SQL, C ++, Visual Basic и JavaScript.
Специалисты по дистанционному зондированию. Они используют программное обеспечение для аэрофотосъемки, спутниковой съемки и дистанционного зондирования.
Пространственные аналитики. Они обрабатывают, извлекают данные, определяют местоположения и анализируют геоданные.
Землеустроители — специалисты по топографической съемке, измерениям и межеванию земельных угодий.

За рубежом средняя зарплата в ГИС составляет от $40 000 до $100 000 в год. Картографы обычно зарабатывают меньше всего, а самые большие заработки — у старших инженеров-программистов.

В России зарплаты специалистов сферы ГИС также варьируются. Картограф может претендовать на зарплату от ₽80 тыс., тогда как ведущие разработчики зарабатывают от ₽200 тыс. По направлениям, связанным с ГИС, специалистов обучают все ведущие и региональные российские вузы, в том числе Московский государственный университет геодезии и картографии, МИРЭА — Российский технологический университет, НИУ ВШЭ, Государственный университет по землеустройству и другие. Кроме того, в интернете есть онлайн-курсы по этому направлению.

Читайте также: