Геоинформационная система arcgis реферат
Обновлено: 02.07.2024
Как связаны картография и ГИС? ГИС используется для отображения, анализа, хранения и поиска информации. Картография также служит для отображения и хранения информации. Люди могут получать информацию и использовать ее для анализа. Благодаря прогрессу технологий, картографирование и ГИС всё более сближаются. Например, современная карта более не является статичным продуктом, а визуализация не зависит только от печатающих устройств. Программы-вьюеры позволяют взаимодействовать с географическим отображением, в том числе в интерактивном режиме.
Географическая информационная система (ГИС) - это система для управления географической информацией, ее анализа и отображения. Географическая информация представляется в виде серий наборов географических данных, которые моделируют географическую среду посредством простых обобщенных структур данных. ГИС включает наборы современных инструментальных средств для работы с географическими данными.
Географическая информационная система поддерживает несколько видов для работы с географической информацией:
1. Вид Базы Геоданных: ГИС - это пространственная база данных, содержащая наборы данных, которые представляют географическую информацию в контексте общей модели данных ГИС (векторные объекты, растры, топология, сети и т.д.)
2. Вид Геовизуализации: ГИС - это набор интеллектуальных карт и других видов, которые показывают пространственные объекты и отношения между объектами на земной поверхности. Могут быть построены разные виды карт, и они могут использоваться как “окна в базу данных” для поддержки запросов, анализа и редактирования информации.
3. Вид Геообработки: ГИС - это набор инструментов для получения новых наборов географических данных из существующих наборов данных. Функции обработки пространственных данных (Геообработки) извлекают информацию из существующих наборов данных, применяют к ним аналитические функции и записывают полученные результаты в новые производные наборы данных.
Геоинформационная система-это особый тип базы данных об окружающем мире. И для понимания баз геоданных необходимо рассмотреть ряд ключевых принципов геоинформационной системы.
Одним из главных принципов ГИС является географическое представление. При создании базы геоданных пользователи должны определить для себя как будут выглядеть различные пространственные объекты. Например, земельные участки представляются полигонами, улицы как центральные линии, строения – как точки. Эти объекты группируются в классы объектов, в которых каждый набор имеет единое географическое представление.
Помимо географических представлений, геоинформационные системы включают в себя табличные атрибуты, которые непосредственно описывают объекты, находящиеся на карте. Таблицы могут быть связаны с объектами по общим полям. Подобные табличные наборы информации играют ключевую роль в ГИС.
Тематические слои и наборы данных так же являются одним из главных принципов ГИС. Так как наборы данных в ГИС связаны географически, им приписаны реальные местоположения, и они накладываются друг на друга. В ГИС одинаковые наборы данных собраны в определенные слои. Например, отдельным слоем могут быть земельные участки, другим слоем могут быть строения с их описанием, третьим слоем рельеф местности, так же аэрофотоснимки и растровые цифровые модели рельефа, с которых мы начинаем векторизацию карты.
В программное обеспечение ArcGis входит определенный набор настольных приложений. Для создания карт нам потребуется три настольных приложения:ArcCatalog, ArcMap, ArcToolbox.
ArcCatalog управляет хранением пространственных данных, структурой баз данных, а так же записью и просмотром метеоданных. ArcMap используется для всех задач создания карт и их редактирования, а так же для картографического анализа. То есть, по сути - это самое необходимое настольное приложение для создания карты. ArcToolbox используется для преобразования данных и геообработки.
В целом работа со слоями в ArcMap интересная и многообразная, ведь каждый слой используется для отображения определенного набора данных геоинформационной системы. Слой ссылается на данные, хранящиеся в базе геоданных, покрытия, шейп-файлы, растры, файлы САПР и т.д., но сам слой не содержит географических данных. Таким образом, слой всегда отображает самую свежую актуальную информацию из вашей базы данных. Слой не будет отображаться на карте, если у вас нет доступа к источнику данных, на которых он базируется. К тому же мы можем расположить слои в нужном нам порядке и задать определенный масштаб, при котором будет отображаться конкретный слой. Так, например, от общего вида, мы одним нажатием клавиши сможем перейти к конкретным деталям карты. Для этого нам понадобится Базовый Масштаб. Инструменты, использующие параметр среды Базовый масштаб (Reference Scale), будут рассматривать географический размер и экстент условных обозначений пространственных объектов, по мере их появления в базовом масштабе. Базовый масштаб определяет масштаб, в котором символы появляются в их предполагаемых размерах. Если установлен базовый масштаб, изменения в масштабе приводят к символам, изменяющим размер относительно окружающих пространственных объектов. Если базовый масштаб не установлен, символы остаются в постоянном размере и не изменяют размер относительно окружающих пространственных объектов.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что ГИС можно считать инструментом, позволяющим собрать и надлежащим образом сгруппировать всю доступную информацию. Помимо этого, ГИС предоставляет мощные функции обработки и пространственного анализа геоданных, средства их визуализации, публикации и распространения.
Список используемой литературы:
В условиях развития современной геологии, оперирующей огромными объемами
эмпирических данных, геологические ведомства и горнодобывающие компании многих
стран мира пришли к необходимости активного использования в своей деятельности гео-
информационных систем (ГИС), способных вместить разнородную информацию различ-
ной наполненности, переработать и оценить данные, имеющие зачастую детальную, от-
четливую пространственную привязку.
Содержание
1. Введение ……………………………………………………….. 3
2. Основная часть ……………………………………………….. 4
2.1.Геоинформационные системы (ГИС) ………………….. 4
2.2.Преимущества от внедрения ГИС ……………………. 5
2.3.Помощь ГИС ………………………………………………. 6
2.4.Применение ГИС ………………………………………….. 7
2.5. ArcGIS ……………………………………………………. 8
2.6. ArcGIS 10 …………………………………………………. 10
2.7. ArcGIS 9.3 ………………………………………………… 12
2.8. Приложения ArcGIS 9.3 ………………………………… 12
2.9. Геологический модуль Target for ArcGIS ……………. 25
3. Заключение ……………………………………………………….. 28
4.Список использованных источников и литературы ………. 29
Работа содержит 1 файл
Курсовая по ГИС.docx
Курсовая работа
- Введение ……………………………………………………….. 3
- Основная часть ……………………………………………….. 4
2.1.Геоинформационные системы (ГИС) ………………….. 4
2.2.Преимущества от внедрения ГИС ……………………. 5
2.8. Приложения ArcGIS 9.3 ………………………………… 12
2.9. Геологический модуль Target for ArcGIS ……………. 25
4.Список использованных источников и литературы ………. 29
В условиях развития современной геологии, оперирующей огромными объемами
эмпирических данных, геологические ведомства и горнодобывающие компании многих
стран мира пришли к необходимости активного использования в своей деятельности гео-
информационных систем (ГИС), способных вместить разнородную информацию различ-
ной наполненности, переработать и оценить данные, имеющие зачастую детальную, от-
четливую пространственную привязку.
Семейство программных продуктов ArcGIS - лидер среди программного обеспече-
ния ГИС, поскольку обладает сильными функциями редактирования, анализа
и моделирования вместе с самыми современными моделями данных и управлением.
В связи с современными тенденциями развития интернета, каналов связи, аппаратного
и программного обеспечения, всё более становится востребованным доступ
к геопространственным данным посредством стандартных веб-броузеров. При построении
крупных распределённых ГИС остро встаёт проблема создания производительного, мас-
штабированного и отказоустойчивого решения. Создание наиболее эффективной архитек-
туры зависит от правильного выбора технологий используемых при разработке и основ-
ных составляющих системы.
В основе любой современной интернет-ГИС лежит многоуровневая архитектура, ко-
торая обычно включает в себя три уровня: обработка данных, бизнес-логика и представ-
ление, а сама система обычно строится по технологии клиент-сервер. Клиентская часть
строится на основе веб-броузера, интерфейс которой должен предоставлять полный пере-
чень возможностей доступных в настольных ГИС.
Распределённые ГИС позволяют решать задачи совместного ведения данных не од-
ной, а группой организаций, в связи с этим использование локальных геоинформацион-
ных систем затруднено и весьма затратно, а иногда неосуществимо силами одной органи-
зации. Затруднения связаны с тем, что в процессе работы на локальных компьютерах
пользователей происходит дублирование данных, которые необходимо синхронизировать,
в результате чего появляются затраты на передачу данных по каналам связи.
В данной курсовой работе я постарался, как можно подробнее коснуться актуальных проблем современной геинформационной системы. В качестве примера я остановился на ArcGIS 9.3.
2.Основная часть
2.1.Геоинформационные системы (ГИС)
Географическая информационная система (ГИС) - это система для управления географической информацией, ее анализа и отображения.
ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения.
Разработка и внедрение ГИС позволили
планировщикам заменить наложение калек со слоями
карт их цифровыми представлениями, которые можно
интегрировать и моделировать с использованием мощных инструментов количественного пространственного анализа.
Рис 1: Набор тематических слоёв
Например, при выборе трассы для новой автомагистрали ГИС и географический подход можно использовать для комплексного рассмотрения природных и антропогенных факторов, влияющих на создание и реализацию проекта строительства: текущее землепользование, рельеф, параметры окружающей среды, социальные аспекты, а также ограничения с точки зрения инженерных служб и стоимость при разных вариантах прохождения трассы.
Рассмотрение всех воздействующих на реализацию проекта факторов может потребовать огромных ресурсов и временных затрат, в особенности когда необходимо провести комплексный анализ ситуации. И это как раз тот случай, когда географические информационные системы наиболее полезны и эффективны, позволяя ускорить и облегчить такое исследование.
Рис 2: Карта, показывающая относительную пригодность ландшафта для размещения нового объекта или выбора конкретного типа землепользования
2.2. Преимущества от внедрения ГИС
- Снижение себестоимости за счет большей эффективности. Это связано как с успешным выполнением работы (то есть, с сокращением общего объема работ за счет автоматизации и оптимизации рабочих процессов), так и с улучшением (повышением качества) самой работы.
- Усовершенствование процесса принятия решений. Это чаще всего связано с принятием лучших решений относительно местоположений. Типичными примерами является поиск подходящей недвижимости, выбор маршрутов/коридоров транспортных магистралей, планирование и зонирование территории, охрана природы, разведка и добыча природных ресурсов и т.д..
- Улучшение взаимодействия. Предоставляемые ГИС электронные карты и средства визуализации очень полезны для понимания ситуации, обсуждения обстановки и проектных решений.
- Более надежное создание и хранение географической информации. Многие организации ответственны за поддержание официальных записей о географическом статусе объектов и его изменениях. Примерами из социальной сферы являются зонирование территории, данные переписей, сведения о землевладении, административные границы и пр.
- Управление с позиций географического подхода. И в правительственных организациях, и в коммерческих компаниях ГИС становится все более важным средством для лучшего понимания того, что происходит на подведомственных территориях, в зонах их интересов и ответственности. Руководители и исполнители верхнего звена используют информационные ГИС-продукты для взаимодействия и согласования действий. Эти продукты предоставляют визуальную рабочую среду для проработки концепций, понимания и отслеживания ситуации, контроля выполнения распоряжений и предписаний. Примерами могут служить обсуждения и совещания по разных вопросам, где обязателен учет географических факторов (координация действий в сфере землепользования, борьбы с правонарушениями, охраны окружающей среды, защиты населения от последствий чрезвычайных ситуаций, обеспечения безопасности, выбора и анализа вариантов стратегий развития и др.).
- Запрос и анализ. При наличии ГИС и географической информации Мы можем получать ответы как на простые вопросы (Кто владелец данного земельного участка? На каком расстоянии друг от друга расположены эти объекты? Где расположена данная промзона?), так и на более сложные, требующие дополнительного анализа,
запросы (Где есть места для строительства нового дома? Каков основный тип почв под еловыми лесами? Как повлияет на движение транспорта строительство новой дороги?). Запросы можно задавать как простым щелчком мышью на определенном объекте, так и посредством развитых аналитических средств.
2.3. Помощь ГИС
ГИС могут помочь везде, где используется пространственная информация и/или информация об объектах, находящихся в определенных местах пространства.
Улучшить интеграцию внутри организации. Многие применяющие ГИС организации обнаружили, что одно из основных ее преимуществ заключается в новых возможностях улучшения управления собственной организацией и ее ресурсами на основе географического объединения имеющихся данных, в возможности их совместного использования и согласованной модификации разными подразделениями. Возможность коллективного использования и постоянно наращиваемая и исправляемая разными структурными подразделениями база данных позволяют повысить эффективность работы как каждого подразделения, так и организации в целом. Так, компания, занимающаяся инженерными коммуникациями, может четко спланировать ремонтные или профилактические работы, начиная с получения полной информации и отображения на экране компьютера (или на бумажных копиях) соответствующих участков, например водопровода, и заканчивая автоматическим определением жителей, на которых эти работы повлияют, и уведомлением их о сроках предполагаемого отключения или перебоев с водоснабжением.
Принятие более обоснованных решений. ГИС, как и другие информационные технологии, подтверждает известную поговорку о том, что лучшая информированность помогает принять лучшее решение. Однако, ГИС - это не инструмент для выдачи решений, а средство, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений.
Рис 3: Виды карт проектируемых с помощью ГИС
Создание карт. Картам в ГИС отведено особое место. Процесс создания карт в ГИС намного более прост и гибок, чем в традиционных методах ручного или автоматического картографирования.
2.4. Применение ГИС
Медицина и здравоохранение
Медицина и здравоохранение - в числе прочего, ГИС помогают в изучении взаимодействия многих пространственных переменных, включая влияние животных на здоровье человека; по вспышкам птичьего и свиного гриппа в по очагам; отслеживанию вспышек острых респираторных заболеваний для определения их источников; анализу влияния окружающей среды на возникновение рака; взаимосвязям между курением родителей и весом новорожденных и т.д.
Рис 4: Карта распространения птичьего гриппа
перелетов птиц, что помогает выявлять источники и масштабы распространения инфекции.
Нефть и газ
Большой объем фонда пробуренных
скважин и трудно извлекаемые запасы
нефти на некоторых месторождениях
предъявляют все более жесткие и высокие
требования к качествуиточности
определения пространственного положения скважин. Опасность встречи стволов возрастает с увеличением числа скважин на кустовой площадке.
Высокая точность определения координат скважин и положения стволов позволяет установить правильность процесса бурения в заданном направлении.
Территориальное развитие
В рамках имитационного моделирования выполняется комплексная оценка территории, затем на ее основе производится оценка потенциалов региона и расчет приоритетности видов функционального использования территории.
Пример, оценка рекреационной ценности территории области на основе выделенных
факторов, представленная в ArcGIS в удобном для восприятия и анализа картографическом виде.
Програмное обеспечение ArcGIS разработано компанией ESRI с учетом передовых тенденций развития информационных технологий и растущих требований многочисленных пользователей. Платформа ArcGIS является оптимальным решением для построения корпоративной ГИС, фундамента информационной системы эффективного управления крупными государственными и коммерческими организациями.
Таблица 2. Модули расширения ArcGIS для версии 8.1 Название Функциональность ArcGIS Spatial Analyst Создание поверхностей, растровый анализ, алгебра гридов. Объединяет возможности ArcView Spatial Analyst и ARC GRID ArcGIS 3D Analyst Трехмерная визуализация и анализ. Объединяет возможности ArcView 3D Analyst и ARC TIN ArcGIS Geostatistical Analyst Новый модуль для усложненной интерполяции поверхностей и исследовательского анализа пространственных данных ArcGIS StreetMap Семейство программных продуктов для отображения уличной сети и геокодирования различных географических областей (для Соединенных Штатов и Европы ) ArcPress for ArcGIS Графический растеризатор, который улучшает контроль результирующей цветовой гаммы и скорость печати . Объединяет ArcPress for ArcInfo и ArcPress for ArcView GIS MrSID Encoder for ArcGIS Создает изображения MrSID для входных изображений до 500 МБ и строит мозаику изображений MrSID TIFF/LZW Compression for ArcGIS Дает право на использование технологии сжатия TIFF/LZW, запатентованную UNISYS Модули ArcGIS лицензируются либо как однопользовательские (фиксированные ), либо плавающие. Тип лицензии определяется базовым программным продуктом. Модули с фиксированнымилицензиями допускают их работу только с фиксированной лицензией ArcView. Плавающие лицензии действуют с ArcInfo, ArcEditor и плавающей лицензией ArcView. Эта особенность обеспечивает дополнительную гибкость, поскольку модули могут работать либо с фиксированной лицензией ArcView, либо совместно используются в сети. Некоторые из этих модулей добавляют функции к ArcInfo WorkStation. Например, ArcGIS Spatial Analyst добавляет ARC GRID, ArcGIS 3D Analyst добавляет ARC TIN, а модули ArcPress for ArcGIS и TIFF/LZW Compression for ArcGIS добавляют команды и инструменты в ArcInfo WorkStation
ArcView GIS 3.3 Ключевые особенности Ø Легкий в использовании интерфейс Ø Доступ к множеству типов данных Ø Объединение диаграмм, карт, таблиц и графики Ø Мощные средства визуализации карт Ø Усилена функциональность создания отчетов Crystal Reports Ø Обновление данных на лету Ø Исключительные возможности анализа Ø Адресное геокодирование Ø Развитая среда редактирования Ø Установление географических горячих связей для всех поддерживаемых форматов данных Ø Интеграция снимков, картографических данных, данных САПР, таблиц и SQL баз данных Ø Клиент/серверный доступ к хранилищам данных Ø Легко масштабируема функциональность с использованием встроенных в ядро и дополнительных внешних модулей Ø Встроенная программа быстрого обучения Ø Полное руководство пользователя, знакомящее с решением основных задач Ø Поддержка дат от 4715 до н.э. до 9999 н.э. Ø Встроенные Мастера, облегчающие выполнение различных функций пространственного анализа, таких как буферизация, пересечение, объединение и т.д. Ø Простые в использовании инструменты создания текста и размещени надписей Ø Полная настраиваемость Ø Собственная встроенна среда разработки (Avenue) Ø Встроенная система интерактивной справки
Исследование и использование природных ресурсов, рациональное хозяйственное освоение, охрана природной среды и мониторинг, принятие практических решений, связанных с геологической средой, невозможны без достоверного информационного обеспечения.
Данная программа широко используется в различных странах, это детище американской компании Esri , которое нашло широкое применение как новая технология в геологии, картографии, геодезии и др. смежных областях. Применялась мною данная программа в области геологии что очень важно и актуально во всем мире, ведь геология это не только добыча полезных ископаемых но и проектирование промышленно гражданских сооружений и ряд других направлений не менее важных для развития экономики и безопасности населения.
При помощи программы ArcGIS можно упрощать различные виды работ которые делают ее более приемлемой в процессе востребования и на много уменьшают сроки получения тех или иных данных что очень важно получить интересующую информацию почти мгновенно. Принцип работы программы зависят от самого пользователя, насколько он осведомлен в своей области, дисциплине и решении поставленных целей, то есть как можно больше информации мы внесем в программу тем больше получим результат качественно обработанной информации. Можно получать при обработке рельефа трех мерное изображение, осуществлять моделирование, составлять геологические и топографические карты различных масштабов, вводить информацию о тектонических нарушениях, глубину залегания пород, сведения о гидрографии, коммуникационных данных, координатах местоположения, разрабатывать планы, проекты по поисково разведочным работам. В итоге мы получим достоверные результаты которые смело можем контрольно проверить в полевых условиях.
Еще одно преимущество программы то что можно создать единую базу данных в которой будет собираться вся информация о геологических проектах, данных. Удобна она тем, что будет все хранится в электронном виде и при надобности можно будет показать всю проделанную многолетнюю работу нажатием пару клавиш на вашем компьютере а так же осуществлять мониторинг, сопоставление данных в процессе чего выявить динамику работ и своевременно принять меры для их решения.
Научная новизна работы заключается в теоретическом исследовании проблем и обосновании принципов создания ГИС в инженерной геологии, приведение отдельных направлений обработки геологической информации в единую взаимосвязанную систему. Обоснованы и систематизированы функциональные основы ГИС, как одной из основных подсистем мониторинга геологической среды, выполняющей: ‒ ввод, централизованное хранение, предоставление и выдачу информации о составе, строении и свойствах геологической среды изучаемой территории (объекта); ‒ автоматизацию процесса обработки первичной геологической информации; ‒ автоматизацию обеспечения технологии рационального управления инженерно-геологическими изысканиями (автоматизация управления).
Внедрение ГИС в производственный процесс получения и использования инженерной геологической информации обеспечивает оптимальный уровень при выборе методов управления информационно-интеллектуальным потенциалом, реализацию предназначения и поддержание целостности информации, формирование целей управления, рациональное принятие решений и доведение управляющих взаимодействий до контроля за деятельностью объектов управления.
Проведены практические исследования применения информационных технологий и комплекса технических средств для интерпретации результатов геологических изысканий на территории Бальджуанского района Республики Таджикистан при проектировании гидротехнических сооружений, составлен технический отчет, графические приложения (карты разного значения).
Читайте также: