Основы информационных технологий

 

Различные применения информационных систем для работы с пространственной информацией.

Областей применения географических информационных систем (ГИС) существует великое множество и, по всей видимости, число их и еще будет расти. В каждой из прикладных областей существуют свои специфические потребности и своя специфическая терминология, своя история внедрения геоинформационных технологий. На начальном этапе эти технологии развивались в значительной степени независимо в разных прикладных областях. Это является одной из причин того, что сегодня в мире насчитывается уже очень много коммерческих пакетов программ для работы с ГИС (может быть, даже слишком много), их функции часто в значительной степени совпадают, но при этом зачастую используется различная терминология для обозначения одинаковых или сходных функций и элементов моделей данных. Иногда напрямую терминология конкретной прикладной области проникает в терминологию пакета для обозначения тех функций и понятий, которые, в принципе, имеют отношение к общей геоинформатике, но в практике применения данного пакета имеют конкретное более узкое и специфическое назначение. Например, абсолютно одна и та же функция проведения изолиний равных значений числовой величины по регулярной сетке наблюдений в одном пакете может называться функцией построений изогипс (имея в виду рельеф местности), а в другом — функцией построения изолиний концентрации (имея в виду данные по геохимическим полям). Подобные терминологические проблемы, естественно, затрудняют понимание и обсуждение многих вопросов, связанных с геоинформатикой, равно как и сравнение и освоение пакетов программ.

1. Сферы применения ГИС.

Из приведенного выше описания назначения геоинформатики ясно, что и построенные на ее базе геоинформационные технологии и геоинформационные системы, хотя они и называются часто географическими информационными системами, никак нельзя трактовать в общем случае как информационные технологии и информационные системы для географии (или геологии, геодезии). Они имеют значение и применение значительно более широкое, чем только в указанных дисциплинах. Приставка "гео" означает только использование "географического", то есть пространственного принципа организации информации, только то, что это технологии и системы, предназначенные для работы с пространственной информацией. Поэтому области применения ГИС и геоинформатики сегодня находятся почти во всех сторонах человеческой деятельности. Можно сказать, что перечислить сферы применения ГИС не проще, чем перечислить сферы применения СУБД.

Сегодня можно назвать, оставляя в стороне сугубо научные приложения, следующие крупные области применения ГИС, причем этот список далеко не полный, и приводится просто для примера:

1. Управление земельными ресурсами, земельные кадастры.

2. Инвентаризация и учет объектов распределенной производственной инфраструктуры и управление ими.

3. Проектирование, инженерные изыскания и планирование в градостроительстве, архитектуре, промышленном и транспортном строительстве.

4. Тематическое картографирование практически в любых областях его применения.

5. Морская картография и навигация.

6. Аэронавигационное картографирование и управление воздушным движением.

7. Навигация и управление движением наземного транспорта. Дистанционное зондирование.

8. Управление природными ресурсами (водными, лесными и т.д.).

9. Представление и анализ рельефа местности.

10. Моделирование процессов в природной среде, управление природоохранными мероприятиями.

11. Мониторинг состояния окружающей среды. Реагирование на чрезвычайные и кризисные ситуации.

12. Геология, минерально-сырьевые ресурсы и горнодобывающая промышленность.

13. Планирование и оперативное управление перевозками.

14. Планирование развития транспортных и телекоммуникационных сетей.

15. Маркетинг, анализ рынка. Археология.

16. Комплексное управление и планирование развития территории, города.

17. Безопасность, военное дело и разведка. Общее и специальное образование. Сельское хозяйство [1].

Никакого особенного порядка в этом списке нет. Отметим только, что в нем присутствуют как термины, относящиеся к предмету активности (земельные ресурсы), так и относящиеся к задачам или дедам (планирование развития, управление перевозками), а также и к методам и средствам (дистанционное зондирование).

В этой большой области приложений можно выделить несколько основных типов. Одни связаны с задачами учетно-инвентаризационного типа, акцент делается на данных и измерениях (например, задачи земельного кадастра или управления распределенной производственной инфраструктурой большого предприятия). Другие связаны с задачами управления и принятия решений. В третьих акцент делается на моделировании и сложном анализе данных. Первый тип имеет наиболее важное значение, хотя бы в силу того, что на этот тип задач приходится максимальное число реализованных и находящихся в режиме эксплуатации систем, в том числе крупнейшие по числу пользователей и объемам собранных данных. (Для приложений этого типа вообще характерна работа с большим числом объектов и высокая детальность изучения территории.) Использование ГИС в качестве информационно-справочных систем начинает также широко использоваться в обучении. Отметим также, что вне зависимости от того, используются ли при работе с данными мощные аналитические процедуры и сложные запросы, ГИС очень часто используются как средства поддержки принятия решений. Достигаемая здесь эффективность, даже при использовании минимальных средств, доступных геоинформатике, часто очень высока за счет высокой наглядности картографической визуализации информации и удобства доступа к информации.

Знание конкретных потребностей той или области применения, той или иной задачи, является важным для рационального выбора программных средств и построения эффективной структуры базы данных. Например, для одних применений наиболее эффективной является послойная организация данных, для других — Объектная "бесслойная" модель данных. Часто оптимальным решением оказывается комбинирование этих двух подходов.

2. Примеры различных требований к данным.

Поиск пути — одна из основных человеческих потребностей. Знание того, как сориентироваться в системе улиц города, найти оптимальный маршрут от своего дома до работы, как объяснить дорогу к метро заблудившемуся прохожему — это только некоторые из проблем нахождения маршрута, в которые мы вовлечены ежедневно.

Однако перейдем от рассмотрения возможностей системы (они быстро развиваются и совершенствуются) к вопросу о данных, необходимых для ее функционирования. Нам необходима координатная информация, чтобы отобразить в виде карты форму и взаиморасположение дорог. Нам нужны, вероятно, местоположения каждого почтового адреса, чтобы их можно было использовать в диалоге с системой, а также названия конкретных мест и районов города, чтобы они могли быть использованы в качестве ориентиров. Естественно, необходимы названия улиц. Если мы хотим, чтобы система была достаточно универсальной, она должна быть способна обрабатывать различные особые ситуации, например, не терять работоспособности в случаях, когда одна и та же улица имеет несколько названий (разные названия для правой и левой стороны, как это имеет место в некоторых странах), когда почтовые адреса распределены вдоль улицы не в строгом порядке и т.п. Некоторая дополнительная информация может быть необходима при поиске оптимального маршрута, например, места и время проведения дорожных работ, среднее время проезда по определенным улицам с учетом интенсивности движения (возможно, различной в разные часы и дни недели и неодинакового в разных направлениях). Также очень важно знать, какие улицы соединены в смысле возможности сделать поворот, каков характер такого соединения (из какого направления движения возможен поворот, в какое время суток и недели, каково среднее время выполнения поворота в данном направлении с учетом интенсивности движения). В общем можно сделать вывод, что очень и очень много разнообразных данных, в том числе статистических, оценочных (среднее время движения) и весьма оперативных (сведения о перекрытии улицы из-за аварии или автомобильной пробки) необходимы для правильного и практически полезного функционирования такой системы.

Во многих применениях ГИС, однако, используемые данные могут быть не столь разнообразны и сложны. Но чем бы мы ни занимались, мы, в сущности, имеем дело с немногими категориями, такими как:

1. Явлениями, условиями или объектами, которые имеют определенную изменчивость от места к месту.

2. Природными объектами, часто с нечеткими границами или вообще не имеющими границ.

3. Объектами, созданными человеком, обычно имеющими четкие и ясные границы и формы.

4. Явлениями, четко локализованными в пространстве.

5. Объектами, которые связаны или не связаны друг с другом в пространстве [2].

Другими словами, мы имеем дело со свойствами пространственных объектов, как-то расположенных в некоторой системе координат или привязки. Можно также отметить исключительно высокую роль обеспеченности ГИС данными, которые являются одним из важнейших компонентов работающей системы и необходимым условием ее практически полезного функционирования. В следующих разделах книги мы неоднократно будем возвращаться к проблеме данных в ГИС — различным их видам, различным требованиям к данным, предъявляемым конкретными задачами, различным их источникам и технологиям ввода данных и т.д.

Литература:

1. ДеМерс М.Н. Географические Информационные Системы. – М.: Издательство СП Дата+, 1999.- 491 с.

2. Кошкарев А.В., Тикунов B.C. Геоинформатика. — М.: Картоцентр -Геодезиздат, 1993. — 213 с.

Ресурсы Internet в сфере геоинформационных систем

Поиск в Internet

Как и всякая другая информация, географические данные широко представлены в сети Internet. Для того, чтобы найти необходимое, можно воспользоваться услугами поисковых серверов. Среди них можно выделить как сервера «общего назначения», например

http://www.altavista.com/ — проект Altavisha.com,

http://www.yahoo.com/ — проект Yahoo.com,

http://adm.atrus.ru/ — проект @Rus,

http://www.rambler.ru/- проект Rambler.ru,

http://www.open.by/ — сайт «Открытый контакт»,

http://www.09.open.by/ — поисковик “Открытого контакта”,

http://www.zubr.by/ — регистр белорусских WWW-ресурсов,

так и тематические, например

http://wholeminsk.nsys.by/ — поиск в Минске по телефону, по адресу или по названию

и специализированные:

http://www.dataplus.ru/WIN/search/search.asp – поисковик по геоинформационным технологиям на сайте фирмы Дата+,

http://www.esri.com/data/online/index.html – ArcData OnLine – поиск данных на сайте компании ESRI,

http://www.mapinfo.com/data/index.html – поиск данных на сайте компании MapInfo.

Ресурсы Internet в области географических данных

В геоинформационных системах можно выделить такие виды данных, как растровые и векторные. К растровым можно отнести:

§ исходные аэро- и космические снимки поверхности Земли различного спектрального и пространственного разрешения;

§ отсканированные карты и планы местности;

§ изображения, синтезированные из векторных тематических данных.

Векторные данные задаются координатами объектов в какой-либо кординатной системе.

В решении прикладных географических задач возникает необходимость в исходных данных и в программном обеспечении. Крупные фирмы, как правило, предоставляют и то, и другое. Так, например, фирма MapInfo, Inc. (http://www.mapinfo.com/) предоставляет как готовые ГИС Mapinfo со своим языком управления MapBasic и дополнительными приложениями, так и векторные данные в собственном формате (который, кстати, совместим с приложениями Microsoft Office – Excell и Word).

Из русскоязычных сайтов следует выделить http://www.dataplus.ru/ московской фирмы ДАТА+.

ДАТА+ предлагает на Российском рынке лицензионные программные продукты, разработанные и произведенные фирмами:

ESRI, Редландс, Калифорния, США — http://www.esri.com/ — предоставляет полный инструментарий ГИС от обработки первичных изображений до создания конечного продукта, в том числе Arc/INFO, ArcView.

ERDAS, Атланта, Штат Джорджия, США — http://www.erdas.com/- предоставляет инструменты ГИС для пространственного анализа, совместимые с продукцией ESRI.

ДАТА+ предлагает данные дистанционного зондирования Земли (аэро- и космической съёмки в видимом и ИК диапазоне), являясь официальным дистрибьютором фирм:

SPOT IMAGE, Франция — www.spotimage.fr

SPACE IMAGING, США — www.spaceimaging.com

EURIMAGE, Италия — www.eurimage.it

СканЭкс, Россия — scanex.ss.msu.ru

СОВИНФОРМСПУТНИК, Россия — www.sovinformsputnik.com

В совокупности эти поставщики предоставляют космические снимки, способные значительно облегчить решение многих хозяйственных задач.

На странице ДАТА+ также представлены ссылки на сайт информационно-образовательного издания ДАТА+ “ArcReview” (обозрение современых геоинформационных технологий) -

http://www.dataplus.ru/WIN/ARCREV/index.htm.

Среди тем этого журнала — “ГИС и транспорт“, “ГИС и бизнес.”, “ГИС и дистанционное зондирование. ”, “ГИС и экология”, “ГИС в нефтяной и газовой промышленности”, “ГИС и телекоммуникации”, “ГИС и инженерные коммуникации”.

В разделе «Всё о ГИС»(http://www.dataplus.ru/win/All_Gis/index.htm) – множество статей по тематике сайта, информация о конференциях, проводимых в рамках ДАТА+. Так, недавно фирма ДАТА+ проводила 2-й конкурс по Программе Поддержки ВУЗов:

http://www.dataplus.ru/WIN/NEWS/concursV.htm

Победителям делаются большие скидки при приобетении программных продуктов у этой фирмы, вплоть до бесплатного предоставления. Так, в числе победителей этого конкурса – Белгосуниверситет.

Во многом интересна страница Межрегиональной общественной организации содействия развитию рынка геоинформационных технологий и услуг - http://gisa.saog.ac.ru/. Среди направлений работы ассоциации издание и поддержка издания специальных публикаций, проведение специальных выставок, конференций, семинаров, организация совместного участия разработчиков систем в крупнейших российских и международных выставках, конференциях, семинарах; консалтинг и анализу развития программно-аппаратных средств, разработка рекомендаций по стандартизации обмена географическими данными, содействие в подготовке и трудоустройству специалистов:

У ассоциации есть свои издания (http://gisa.saog.ac.ru/gis_serv/our_publ/Index_Our_publ.htm):

§ Журнал информационный бюллетень ГИС-ассоциации (http://gisa.saog.ac.ru/gis_serv/our_publ/inf_bull/Index_Inf_Bul.htm)

§ Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации

§ Издание материалов семинаров, конференций, форумов

§ ГИС-ежегодник (http://gisa.saog.ac.ru/gis_serv/our_publ/Egegod_obzor/obzor98.htm)

§ Толковый словарь по геоинформатике страница Ю.Б. Баранова, А.М. Берлянта и др. — http://www.ihst.ru/project_link/glossary/titul.htm

Здесь также можно найти географические данные, вот, к примеру, карта центрального района России (http://gisa.saog.ac.ru/gis_serv/region/Centr/index_Centr.htm):

Лабораторная работа

Тема: Географические карты в MS Excel

Среди многих инструментальных средств Microsoft Excel есть возможность подключать географические карты.

Отображение данных на карте может помочь увидеть новые стороны явлений и произвести анализ данных «на глазок», который часто оказывается весьма точным и существенно улучшает понимание вещей и явлений.

При представлении данных в виде больших массивов строк и столбцов чисел понять взаимосвязь данных чрезвычайно трудно. Подобно диаграммам, отображение данных на географической карте может существенно облегчить понимание смысла числовых данных.

Взаимосвязь данных с картографическими объектами делает доступной для анализа новую информацию, которой не было в данных до этого. А значит, отображение данных на карте существенно расширяет возможности анализа данных. Например, отображение на карте демографических данных может существенно помочь в проведении анализа плана продаж и действий по рекламе товаров (Рис. 1).

Рис. 1. Демографическая ситуация в мире

Этот пример был создан на основе файла Mapstats.xls, включённого в стандартный набор примеров по картографии для MS Excel. В него включены демографические данные по России, по странам мира и Европы – половозрастная структура, количество рабочих и т.п. К сожалению, из-за неполноты сведений в файле Mapstats.xls многие страны выглядят на карте белыми пятнами.

Шаги выполнения:

1 Выбраем диапазон. При этом один из столбцов диапазона должен содержать имеющиеся в базе данных названия географических объектов (например, названия стран).

2 В меню Вставка выбираем команду Карта или нажимаем кнопку .

3 С помощью мыши указываем область, в которую следует поместить карту на листе Excel.

4 Нажав кнопку , мы можем настроить параметры отображения (Рис. 2):

Рис. 2. Настройка параметров карты

Перетаскивая в выделенную пунктиром область одну из иконок в левой части, мы выбираем вариант отражения данных – круговая или столбчатая диаграмма, плотность точек или цвет заливки.

5. После закрытия этого окна, щелкнув дважды по легенде интересующей нас теме, мы можем настроить её отражение, например, число градаций цвета для степени урбанизации на рис. 1.





   Еще работы:


Коммуникации предприятия
Коммуникации предприятия 1.Экономическое управление на предприятии 1 Структура экономической службы Структура экономической службы рассматривается на примере среднего предприятия (см. схему 1). Она носит принципиальный характер, т.е. в каждом конкретном случае наименование...

Устройство и классификация принтеров
Южно-Сахалинский институт Московского Государственного Университета Коммерции Контрольная работа № 1 По предмету: Информатика Тема: Устройство и классификация принтеров Выполнил студент I курса специальность «Бухучет и аудит» (заочного отделения)...

Анализ, оценка и выбор пользователем пакетов прикладных программ для автоматизации своей деятельности
Введение Данная курсовая работа содержит задачи, которые встают перед любым пользователем, особенно начинающим, при начале работы на РС и понимании необходимости автоматизации своей деятельности. Это в первую очередь выбор пакетов прикладных программ,...

Подбор комплектующих для домашнего компьютера
Подбор комплектующих для домашнего компьютера 1. Исходные данные для проектирования компьютера: домашний компьютер, стоимостью 12000 условных рублей ...

Наблюдение за ресурсами, пользователями ОС UNIX. Передача сообщений. Управление ресурсами
Наблюдение за ресурсами, пользователями ОС UNIX. Передача сообщений. Управление ресурсами. Лабораторная работа №3 Выполнили студенты 1 курса группы ПИЭ-02-1 Ехлаков Олег и  Черепнин Василий Липецкий государственный педагогический университет Липецк 2003 ...

Разработка верхнего уровня Информационной Системы Университета
Реферат ОТчЕТ 91 С., 34 РИСУНКА, 15 ТАБЛИЦ, ИСТОчНИКА, 3 ПРИЛОЖЕНИя АЛГОРИТМ, БЛОК СХЕМА, ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ, ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА УНИВЕРСИТЕТА, ПАКЕТ, СООБЩЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, ФУНКЦИОНАЛЬНА СХЕМА Объект исследования представляет собой систему обмена и...

Обработка последовательных файлов в программе
Обработка последовательных файлов в программе Кузнецова В. С., преподаватель информатики, МОУ межшкольный учебный комбинат №2, г. Хабаровск Одним из трудных для учащихся и преподавателей разделов программирования является программирование обработки...

Windows, Microsoft Word и Microsoft Excel
Windows Оболочка Windows включает в себя множество компонентов и обеспечиваетпользователям различной квалификации комфортные ус­ловия работы. Основная идея, зало­женная в основу оболочки Windows,— естественность представления информации. Наиболее важными...

Компьютерные правонарушения
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРАВОНАРУШЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ Информационные технологии, основанные на новейших достижениях электронно-вычислительной техники, которые получили название новых информационных технологий (НИТ), находят все большее применение в различных сферах...

Безопасность www-серверов
Безопасность www-серверов Кpаткое описание пpоблемы: Публичные веб-сеpвеpа пpодолжают оставаться объектами атак хакеpов, котоpые хотят с помощью этих атак нанести уpон pепутации оpганизации или добиться каких-либо политических целей. Хоpошие меpы защиты могут защитить ваш...

Информатика
СОДЕРЖАНИЕ 1. Сведения - сообщения – информация. Сообщение - совокупность сведений, а информация – совокупность сообщений 2. Оперативные структуры данных. Статистические структуры - векторы, массивы, записи и таблицы 3. Надстройки...

Язык макроассемблера IBM PC
ЯЗЫК МАКРОАССЕМБЛЕРА IBM PC (Справочное пособие) Составитель: В.Н.Пильщиков (МГУ, ВМК) (январь 1992 г.) В пособии рассматривается язык макроассеблера для персональных ЭВМтипа IBM PC (язык MASM, версия 4.0). Пособие состоит из 4 глав. В главе 1 рассмотрены особенности...

Пластиковое оптическое волокно
Уральский государственный экономический университет. РЕФЕРАТ Пластиковое оптическое волокно ИСПОЛНИТЕЛЬ: Парыгин Степан Кд-99-1 Ревда 2000 г.ПЛАН: 1. Вступление 3 2. Общие сведения 3 3. Где найдётся применение ? 7 4....

Отчет по работе с программами SysInfo, PrintFX,Font Edit,Snipper
Работа с Norton Utilities System Information ПОЛУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ О КОМПЬЮТЕРЕ Для того,чтобы получить разнообразную,необходимую Вам, информацию о компьютере можно воспользоваться программой SysInfo из комплекса Norton Utilites.Формат команды : sysinfo. Представленная...

Итология - наука об информационных технологиях
Итология - наука об информационных технологиях В. Сухомлин, НИВЦ МГУ В последнее десятилетие произошло становление новой науки - науки об информационных технологиях (ИТ-науки) или итологии, основными характерными чертами которой являются: фундаментальное значение...

Основы Visual Basic 5.0
Основы Visual Basic 5.0 В приложениях VB 5.0 исполняемые строки должны размещаться внутри процедур либо функций. Операторы в VB редко используют номера строк, а любые из них обычно начинаются с новой строки. Строки ограничены длиной в 1023 символа. можно расширять...

Взаимодействие основных частей ЭВМ при выполнении программы
Задание на курсовую работу Разработать обучающую программу на тему "Взаимодействие основных частей ЭВМ при выполнении программы". Руководитель: Реферат Пояснительная записка к курсовой работе содержит 22 листа формата А4, 2 рисунка, 1 использованный...

Использование макросов в MS Access 2000
ЗаданиеИспользование макросов в базе данных Microsoft AccessИсследовать возможности Access по созданию макросов 1. ВведениеИспользование макросов в базе данных Microsoft Access С помощью макросов можно выполнить практически все действия над объектами Access....

Постановка, настройка и исследование абонентского программного обеспечения сети Internet
Министерство науки, высшей школы и технической политики МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Кафедра ( 2 Пояснительная записка к дипломному проекту на тему: Постановка , настройка и исследование абонентского...

Информатика
1 Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Саратовский техникум дизайна одежды и сервиса» Информатика ...

АИС "Отдел кадров"
Министерство образования и науки РФ Федеральное агентство по образованию ГОУ СПО «Уральский политехнический колледж» Филиал город Советский Тема: АИС «Отдел...