Геоинформационный метод в географии это кратко

Обновлено: 07.07.2024

Предмет геоинформатики – познание природных и социально-экономических, экологических геосистем посредством цифровых информационных моделей, создаваемых для адекватного представления реального мира, а также технология их создания и использования. Основной метод геоинформатики – цифровое моделирование для получения новых знаний о структуре, взаимных связях, динамике и эволюции объектов и явлений. Относится к сфере наук о Земле.

Геоинформатика как наука и технология изучает и разрабатывает принципы, методы и технологии сбора, накопления, передачи, обработки и представления пространственно определенных (пространственно-координированных) данных для получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях в геосистемах.

Особенность геоинформатики как науки – возрастающее взаимодействие с другими науками о Земле (геологическими, почвенными, биологическими и др.), комплексирование методов исследования, широкое использование математических методов и информационных технологий. Она имеет дело с тематически разнообразной географической (координированной) и использует законы информатики – системы знаний, относящихся к производству, переработке, хранению и распространению всех видов информации.

К основным задачам геоинформатики относятся:

Создание баз пространственных данных (геоданных) и управление ими
Разработка и применение методов пространственного анализа и моделирования
Разработка программного обеспечения для создания и функционирования ГИС.

Содержание

1. Базовые понятия геоинформатики

2. Общее представление о ГИС

3. Основные этапы развития геоинформатики и ГИС

4. Представление и организация географической информации в базах данных

5. ГИС-технологии и функциональные возможности ГИС

6. Применение ГИС-технологий для пространственного анализ и моделирования

7. Рекомендуемая литература терминологии для нее все еще актуальны. Фундаментальными понятиями геоинформатики являются пространственные данные, пространственный объект, база пространственных данных и географическая информационная система.

В русскоязычной терминологии геоинформатики пространственным данным соответствуют два разных понятия:

пространственные данные в широком смысле слова, включающие описания объектов реальности, цифровые изображения, цифровые карты, каталоги координат пунктов опорной геодезической сети и т. п.;
пространственные данные, составляющие информационное обеспечение ГИС — это цифровые данные об объектах реальности (местности, территории и т. п.).

Пространственные данные о пространственных объектах традиционно подразделяют на две взаимосвязанные составляющие — позиционные и непозиционные данные: позиционные описывают местоположение объектов и/или их пространственную форму в координатах двух- и трехмерного пространства; к непозиционным относятся качественные и количественные характеристики объектов (атрибуты), соответствующие тематической форме данных или кодированному представлению взаимосвязей объектов ( топологии ); они позволяют маркировать и опознавать тип объекта.

Совокупность данных о пространственных объектах, образует множество пространственных данных, организованных по определенным правилам, устанавливающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, и составляет содержание базы пространственных данных (для краткости часто называемую базой геоданных).

Наборы пространственных данных сопровождаются метаданными – данными о пространственных данных; они содержат сведения о составе, происхождении, местонахождении, качестве (включая точность, достоверность), системах координат и масштабах, форматах представления, условиях доступа, авторских правах на данные и т.п.

Термин географическая информационная система является дословным переводом с английского "Geographic(al) information system". Стандартно ГИС определяются как информационные системы, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных.

Термин ГИС употребляется и в другом значении — он обозначает программное средство ГИС, программный продукт, ГИС-пакет, обеспечивающий функционирование ГИС как системы (GIS ArcView, ArcGIS, GIS Idrisi).

↑Общее представление о ГИС

Различные определения ГИС, подборка которых дана в [Берлянт, 1996; Геоинформатика. Толковый. 1999; Геоинформатика, 2005], отражают историю эволюции ГИС как синтеза методов и средств, первоначально развивавшихся в системах автоматизированного проектирования, автоматизированного картографирования, цифровой обработки данных дистанционного зондирования и управления базами данных.

Архитектура типовой ГИС соответствует стандартному определению ее как системы, включающей четыре подсистемы: подсистема ввода (цифрования) исходной информации; подсистема хранения – это база данных ГИС, независимая от прикладных программ и доступная множеству пользователей; подсистема обработки – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для решения прикладных задач, в первую очередь анализа и моделирования; подсистема вывода – предназначена для отображения результатов решения задач в виде текстов, таблиц и для графической визуализации результатов (карт, преобразованных снимков) в электронной (на экране) или печатной форме.

Географические информационные системы подразделяются на типы , определяемые их задачами и характером используемой информации:

по проблемной ориентации – определяется научными или прикладными задачами;
по предметной (объектной) специализации – определяется ведомственными или отраслевыми интересами (землеустройство, природные катастрофы, охрана природы);
по территориальному охвату (глобальные, имеющие дело с информацией планетарного характера; субконтинентальные – государственного или национального характера; океанов; региональные; локальные, включающие городские или муниципальные ГИС , учебные ГИС ).

Территориальному уровню исследований должны соответствовать показатели масштабов и точности.

Общей характеристикой ГИС служит их проблемная ориентация, поскольку формулировка проблемы обычно включает предметные и территориальные аспекты. Процедуры наполнения БД информацией и функционирование проблемно-ориентированной ГИС опираются на использование заранее определенных технических и программных средств (в первую очередь ГИС-пакетов).

↑Основные этапы развития геоинформатики и ГИС

Геоинформатика появилась как инициативное направление в области наук о Земле, вслед за растущим признанием, что Земля функционирует как сложная система и что существующих теоретических и практических методов ее исследования недостаточно для решения многих трудных проблем, связанных с этой системой. Их успешное решение требовало комплексного и инновационного подхода к анализу, моделированию, формированию и обработке обширных и разнообразных наборов данных. Главными предпосылками реализации такого подхода и формирования науки геоинформатики стали с одной стороны широкое распространение компьютеров и совершенствование средств их графической периферии, а с другой – накопление обширных аэрокосмических, картографических, статистических и других материалов; потребность упорядочения получаемой на их основе информации в базах данных для разнообразных целей; обеспечение сохранности и доступности этих материалов для широкого круга пользователей; возможность оперативной визуализации данных и результатов анализа и моделирования; необходимость оперативных принятий решений.

Начальный этап становления автоматизации обработки пространственной информации относится к 50-60-м гг. прошлого века (становления компьютерных технологий) и связан с развитием теории пространственных процессов в экономической и социальной географии, осознанием экологических проблем, а также с началом исследований в области компьютерной картографии. В этот период и до начала 80-х годов решающее влияние на развитие ГИС оказывала Гарвардская лаборатория машинной графики и пространственного анализа. В институте географии Вашингтонского университета В. Тоблером (Tobler W.) были разработаны компьютерные алгоритмы для картографических проекций.

Первые ГИС появились в Швеции в середине 60-х г., в разработке которых принимали участие географы Университета Лунда (О. Саломонссон., Т. Германсен др.). Эти ГИС существенно отличались от современных узостью задач: пространственный аспект данных в них был ограниченным, они работали, в основном с земельно-учетной документацией.

Наиболее значимым достижением этого периода стало создание в 1963—1971 гг. Канадской ГИС (CGIS) под руководством Роджера Томлинсона (называемого "отцом ГИС"). CGIS считается первой ГИС и до сих пор остается одной из крупнейших. Это региональная ГИС национального уровня, созданная для анализа данных инвентаризации земель Канады в целях рационализации землепользования в крупных сельских районах страны, получения статистических оценок, создания карт систематизации земель по различным признакам, в том числе пригодности для разного использования (масштаб исследований 1:50 000). Ее становление внесло существенный вклад в развитие концептуальных и технических аспектов ГИС. В ней впервые данные инвентаризации формировались на основе цифрования карт с помощью специально созданного экспериментального сканера.

В институте исследования систем окружающей среды (ESRI), который был основан Джеком Данжермондом в 1969 г., шло постепенное развитие моделей пространственных данных (растровых и векторных систем) на базе теоретических идей и методов, разработанных в Гарвардской лаборатории и других организациях. В конце 60-х гг. разработана система GRID — первый опыт растровых ГИС, в котором вывод результатов в виде растровых карт осуществлялся на построчно-печатающее устройство (АЦПУ), но карты имели низкое разрешение и плохое качество. Однако в этой разработке уже были реализованы идеи наложения слоев (оверлея).

70-е – 80-е гг. XX в. ознаменованы развитием фундаментальных принципов ГИС: сформулированы понятия пространственного объекта и его описания позиционными и атрибутивными характеристиками; разработаны технология цифрования карт как основного источника данных в ГИС и операции манипулирования пространственными данными. Быстрый прогресс геоинформационных и картографических технологий связан с развитием в США деятельности Геологической службы и Бюро переписей. В конце 70-х годов под эгидой Международного географического союза выполнена инвентаризация прикладных ГИС и программных средств; выпущен уникальный трехтомник "Программное обеспечение обработки пространственных данных" [D.Marbl, Computer software, 1981].

В начале 80-х гг. появилось программное средство ГИС – система ARC/INFO, в которой реализованы идеи Канадской ГИС о разделении информации – пространственной и атрибутивной составляющих данных, осуществлено соединение стандартной реляционной системы управления табличными базами данных (INFO) со специализированной программой ARC манипулирования объектами, хранящимися в виде набора дуг. Это первый ГИС- и картографический пакет, использующий преимущества персональных компьютеров (ПК).

Бурное развитие ПК, значительное увеличение их оперативной и дисковой памяти и повышение качества графических устройств ввода-вывода картографической информации стали основной причиной прогресса в области геоинформатики конца 80-х – начала 90-х гг. Появились доступные программные средства мирового уровня. Крупные фирмы-производители программных средств ГИС – ESRI Inc., ERDAS Inc., Intergraph Corp., MapInfo Corp. (все США) разработали программные продукты профессионального уровня, допускающие их многовариантное использование (ArcGIS, Erdas Imagine, GeoMedia, MapInfo). Значительный вклад в развитие методов пространственного анализа и моделирования внесли Питер Берроу (Burrough P.A.), Майкл Гудчайлд ( Goodchild M . F .), Кристофер Б. Джонс (Jones C.), Майкл ДеМерс (М. De Mers) и др.

↑Представление и организация географической информации в базах данных

Метод геоинформатики подразумевает создание и исследование цифровых информационных моделей геосистем, основанных на интеграции логически связанных представлений свойств реальных пространственных объектов и данных о них. Наибольшее внимание уделяется моделям пространственных данных и их организации в базах данных ГИС, т.е. компьютерному представлению геоинформации. Логически выделяют четыре модели.

концептуальные модели представления реальности , основанные на разных свойствах реальности, необходимых для ее интерпретации и анализа;
модели пространственных объектов, определяющие процесс преобразования реального разнообразия в набор дискретных объектов, способы описания пространственных объектов и организации пространственных данных в компьютерных средах – построения цифровых моделей пространственных объектов, базирующихся на понятиях геометрии и пространственной размерности;
модели пространственных данных – цифровые представления данных в базах геоданных, отражающие логические правила формализованного цифрового описания объектов (векторного, растрового, послойного);
модели системы управления базой данных (СУБД) – комплекс программ и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных; разработаны в информатике .

↑ГИС-технологии и функциональные возможности ГИС

Стратегию создания любой ГИС определяют функции, которые она будет выполнять. Кроме традиционных – сбор, хранение, обработка и передача информации, ГИС должны обладать функциями, способствующими сочетанию сложившихся ранее и новых геоинформационных методов решения географических задач. ГИС-технологии создания и использования геоинформационных систем для анализа и моделирования представляют комплекс функций ГИС и программных средств. Они включают операции и отдельные функции, которые могут группироваться в алгоритмические процедуры для обеспечения решения задач целевого назначения конкретной ГИС. К базовым ГИС-технологиям относятся:

Большая часть ГИС-технологий с точки зрения программной реализации представляет собой набор программных процедур и элементарных операций (утилит), на комбинации которых основываются способы структуризации и хранении пространственных данных в БД, преобразования данных для выполнения географического анализа, выполнения специальных функций, таких как прокладка маршрута, поиск кратчайших расстояний, построение моделей поверхности и т.д. К таким наборам процедур относятся технологии создания экспертных систем и баз знаний, методы искусственного интеллекта (содержательный анализ данных), методы моделирования виртуальной реальности, веб-картографирование и создание веб-ГИС.

↑Применение ГИС-технологий для пространственного анализа и моделирования

Перенесение известных методов географического анализа в геоинформационную среду способствует развитию новых геоинформационных технологий пространственных исследований. Основное назначение ГИС – обеспечить выполнение анализа и моделирования размещения, связей, динамики объектов и процессов, происходящих на Земле, а также поддержку принятия пространственно-связанных решений. Уже база данных является моделью геопространства в том смысле, что она представляет некоторые реальные явления или их аппроксимации. Создаваемые в ГИС карты – традиционное средство моделирования и отображения геосистем. Но при интерактивной работе с картографическими слоями на компьютере может быть создана новая информация, которой нет в явном виде на карте. ГИС позволяет выполнить моделирование некоторого пространственного процесса путем "математической" интеграции данных, представленных в БД. Методы и ГИС-технологии условно подразделяют на группы, предназначенные для решения на основе информации в БД ГИС задач:

пространственного анализа (изучение размещения, динамики, связей и иных отношений пространственных объектов);
пространственного моделирования (структуры геосистем, взаимосвязей, динамики);
обеспечения поддержки принятия решений с созданием экспертных систем;
создания и использования карт (задач геоинформационного картографирования ).

Множество аналитических средств географического анализа и моделирования , наиболее востребованных в ГИС, и доступных в той или иной форме в современных ГИС-пакетах, представляют методы для:

определения местоположения и оптимального размещения, например городское планирование и управление использования земли;
построения и анализа статистических (физических и абстрактных) поверхностей, например, цифровых моделей рельефа или моделирование окружающей среды;
моделирования пространственных распределений, например, исследование плотности населения или местообитаний диких животных.

Математически и алгоритмически решение задач основано на применении методов интеграции признаков для исследования взаимосвязей и классификации объектов и методов интерполяции и экстраполяции для построения моделей поверхностей или процессов на основе данных, измеренных в исходных (опорных, ключевых, тестовых) точках. Получаемые результаты напрямую зависят от выбора точек, их расположения и описания.

↑Рекомендуемая литература

Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов (авторы Баранов Ю.Б, Берлянт А.М., Капралов Е.Г. и др.)/ под ред. Берлянта А.М., Кошкарева А.В. М. 1999

Геоинформатика. Учебник для Вузов в 2-х книгах. Коллектив авторов./ под ред. Тикунова В.С. М. 2010

ДеМерс М.Н. Географические информационные системы. Основы/Пер. с англ. М. 1999

Кошкарев А.В., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы./ под ред. П.Я. Бакланова. М. 1987

Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. /под ред. Д.В. Лисицкого. М. 1993

Кошкарев А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. М. 2000

Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков. М. 2010

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.

Исследование ландшафтов посредством геоинформационных систем или ГИС-технологий позволяет решать комплекс различных научных и прикладных задач. Геоинформационная система (ГИС)– информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отражение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных).

ГИС-технологии включают в себя технологию для организации, хранения, представления и анализа пространственных данных с помощью компьютера. Применение ГИС разнообразно: картографирование, землеустройство, мелиорация, лесоустройство, экология, оценка состояния окружающей среды, территориальное экологическое планирование и т.д.

ГИС позволяет интегрировать информацию по рассматриваемой проблеме, проводить аналитические исследования и служит основой для принятия более обоснованных решений.

Создание ГИС включает в себя следующие этапы: создание (разработка) цифровых баз пространственных данных, связывание баз данных, визуализация всех видов географически привязанной информации, выполнение пространственного анализа, составление цифровых отчетов, построение приложений для конкретного пользователя, составление сопроводительного обзора функций и возможностей.

На сегодняшний день имеется серия ГИС-программ, которые можно разбить на две группы:

2. Специальные ГИС, которые разработаны для конкретных задач, например, для задач геофизики ландшафтов.

Так с помощью ГИС ArcView для Российской Федерации определены показатели ландшафтной неоднородности ее территории, ландшафтного разнообразия, мозаичности и т.д. Этим же методом можно рассчитывать различные качественные и количественные показатели для ландшафтов регионов и местного уровня.

Здесь средства и методы ГИС-технологий тесно увязываются с решением картографических задач. Практически, на сегодняшний день создание современных ландшафтных и других карт различного функционального назначения невозможно без применения ГИС-технологий.

Еще одно преимущество ГИС-технологий состоит в том, что они позволяют накапливать огромные массивы данных различного ландшафтного содержания. Причем эти массивы данных не только классифицируются, но имеют также пространственные данные, взаимно связанные друг с другом. Такая структура баз данных дает возможность создавать картографические продукты во временной динамике по характерным периодам динамики и функционирования ПТК.

Во все времена знания о пространственной ориентации физических объектов были очень важны для людей. Современное общество живет, работает и сотрудничает, опираясь на информацию о том, что и где находится.

Содержимое работы - 1 файл

Курсовая.doc

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КУЛЬТУРЫ И ИСКУССТВ

Метод геоинформационных систем в географической науке.

Развитие метода геоинформационных систем стало определяющим в современной географии, важным направлением информационных технологий. Географические информационные системы, как правило, интерпретируются в двух смыслах: широком и узком. Геоинформационная система — 1. Информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, визуализацию и распространение пространственных данных. — 2. Программное средство ГИС — программный продукт, в котором реализованы функциональные возможности ГИС.

На сегодняшний день, геоинформационные технологии постепенно завоевывают международный рынок. Поэтому изучение механизмов подготовки, функционирования и применения геоинформационных систем становится актуальнее от года к году. Все это обусловило выбор темы курсовой работы, формулировку ее объекта, предмета и цели.

Объект и предмет работы. Объектом курсовой работы является метод геоинформационных систем в географической науке, а предметом исследования - обзор функциональных возможностей, сфер применения ГИС.

Цель курсовой работы: анализ элементов предметной области, а именно аналитический обзор литературы и документации с целью систематизации и обобщения сведений как о классических методах исследований в географии, так и современных, уделяя основное внимание методу ГИС, освещению его основных блоков, функциональных возможностей, состояния, тенденциях и прогнозах развития.

Видовые границы: спектр использованных в обзоре видов литературных источников достаточно широк: использованы официальные материалы, монографии, статьи из периодических и непериодических изданий, учебники, словари, справочники, учебные пособия, стандарты, диссертации, материалы конференций, электронные издания, материалы сайтов.

Географические границы: информационный интерес для раскрытия темы работы представили исследования ГИС России, США, Германии, Великобритании, Франции, соответственно определены и языковые границы: в обзор включены переведенные документы с английского, немецкого, украинского, белорусского и французского языков.

Структура работы. Курсовая работа состоит из 4х глав. Первая глава работы посвящена географии как науке, излагаются сведения об объекте, предмете географической науки, а также ее целях и задачах. Подразделы посвящены структуре географии, ее месте в системе наук, подробно рассмотрены методы (классические и современные) географических исследований наряду с общими проблемами методики научного исследования.

Вторая глава вводит в сферу геоинформатики, определяется понятие географических информационных систем, приводится классификация ГИС по различным признакам. В следующем подразделе рассматривается геоинформатика как наука, технология и производственная деятельность, определяется ее предмет и метод, место в системе наук, направления взаимодействия с другими науками и технологиями, области применения.

В третьей главе изложены функциональные возможности важнейших технологических блоков ГИС. В первом подразделе рассмотрены модели пространственных объектов и работа в базах данных с ГИС. Во втором подразделе второй главы описаны операции, связанные с анализом пространственно-временных данных. Завершает этот подраздел материал по математико-картографическому моделированию. Следующий подраздел касается вывода и документирования результатов обработки данных средствами ГИС. Завершают главу анимации карт и виртуально-реальностных изображений.

В четвертой главе рассмотрены наиболее интересные и современные примеры использования ГИС, в том числе наряду с использованием статистики и математических алгоритмов.

Результатом аналитического обзора литературы по данной проблематике явилась систематизация и обобщение сведений о методах исследований в географии, в частности, метода геоинформационных систем. В курсовой работе освещены основных блоки ГИС, функциональные возможности, состояние на сегодняшний день, тенденции и прогнозы развития. Обзор дает представление об информационных системах, оперирующих геопространственными данными, иллюстрируется примерами, раскрывающими их суть и возможности.

Анализ рассмотренных в курсовой работе возможностей ГИС, сфер применения, позволяют говорить о том, что метод ГИС стал одним из самых эффективных, современных и успешных, хотя и самых дорогостоящих методов в географии. Этими факторами обуславливается повышенное внимание к этим системам, навсегда перевернувшим представление о географии.

Читайте также: