
- •7. Для отображения результатов анализа данных в гис реализованы ряд способов, которые применяют при создании тематических карт.
- •12. Геоинформационные системы можно классифицировать по тому или иному наиболее важному признаку, согласно можно принять следующую классификацию:
- •24. База данных (бд) – совокупность данных организованных по определенным правилам, устанавливающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными.
- •8Баллов
- •4. Выделяют пять основных этапов процесса проектирования гис.
- •12. В качестве источников данных для формирования гис служат:
- •13. Пространственные характеристики определяют положение объекта в заранее определенной системе координат, основное требование к таким данным – точность.
- •16. Совокупность цифровых данных о пространственных объектах образует множество пространственных данных и составляет содержание баз данных.
- •База данных (бд) - совокупность данных организованных по определенным правилам, устанавливающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными
12 баллов.
1. Под информационным обеспечением кадастра следует понимать процесс сбора и предоставления обработанной соответствующим образом информации о земельных участках и объектах недвижимости, расположенных на них, о территориальных зонах, об обременениях в использовании земли в целях фиксации в документах Государственного кадастра, а также обмен информацией между заинтересованными пользователями в соответствии с их информационными потребностями.
Задачи информационного обеспечения системы земельного кадастра заключаются в правовом обеспечении функционирования системы кадастра; наполнение, ведение и обновление банка данных кадастра, документирование сведений о земельных участках; предоставление необходимой информации (пакета документов) заинтересованным органам; анализ эффективности системы земельного кадастра, использования земель; прогноз развития земельного рынка; прогноз развития информационного рынка; прогноз землепользования; защита информации.
Кадастр представляющий собой систему документов и сведений можно рассматривать как совокупность кадастровых документов, материалов и информации о правовом режиме земельного фонда, его распределении по категориям земельного фонда, объектам и субъектам земельных отношений, держателям прав, о видах пользования, количестве, качестве и экономической ценности земель. Кадастровая документация подразделяется на текстовую и планово-картографическую. Между ними существует тесная взаимосвязь. Текстовая документация включает в себя книги, карточки, ведомости, таблицы, диаграммы, очерки, пояснительные записки. Планово-картографическая документация включает в себя планы, карты, схемы, картограммы.
2. 1. Может использоваться несколькими пользователями одновременно; 2. Данные могут храниться не на одной машине, а на нескольких, что позволяет резко увеличить максимальный объем хранимых данных и, кроме того, использовать для анализа данные из нескольких источников одновременно. 3. ГИС и ее пользователи могут находится на сколь угодно большом расстоянии друг от друга. Эти отличия от традиционной stand-alone геоинформационной системы являются значительными преимуществами и позволяют использовать ГИС в принципиально новом качестве - из инструмента пространственного анализа ГИС превращается в инструмент управления пространственно распределенными проектами. Важно отметить, что ныне ГИС-технологии объединены с другой мощной системой получения и представления географической информации - данными дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса, с самолетов и любых других летательных аппаратов. Космическая информация в сегодняшнем мире становится все более разнообразной и точной. Возможность ее получения и обновления - все более легкой и доступной. Десятки орбитальных систем передают высокоточные космические снимки любой территории нашей планеты. За рубежом и в России сформированы архивы и банки данных цифровых снимков очень высокого разрешения на огромную территорию земного шара. Их относительная доступность для потребителя (оперативный поиск, заказ и получение по системе Интернет), проведение съемок любой территории по желанию потребителя, возможность последующей обработки и анализа космоснимков с помощью различных программных средств, интегрированность с ГИС-пакетами и ГИС-системами, превращают тандем ГИС-ДЗЗ в новое мощное средство географического анализа. Это первое и наиболее реальное направление современного развития ГИС.
Второе направление развития ГИС - совместное и широкое использование данных высокоточного глобального позиционирования того или иного объекта на воде или на суше, полученных с помощью систем GPS (США) или ГЛОССНАС (Россия). Эти системы, особенно GPS, уже сейчас широко используются в морской навигации, воздухоплавании, геодезии, военном деле и других отраслях человеческой деятельности. Применение же их в сочетании с ГИС и ДЗЗ образуют мощную триаду высокоточной, актуальной (вплоть до реального режима времени), постоянно обновляемой, объективной и плотно насыщенной территориальной информации, которую можно будет использовать практически везде. Примеры успешного совместного использования этих систем войсками НАТО при проведении боевых действий в военных конфликтах в Ираке и Югославии являются подтверждением того, что время широкого распространения этого направления в других областях практической деятельности не за горами.
Третье направление развития ГИС связано с развитием системы телекоммуникаций, в первую очередь международной сети Интернет и массовым использованием глобальных международных информационных ресурсов. В этом направлении просматривается несколько перспективных путей. Поэтому можно предполагать возникновение на базе современных ГИС, новых типов, классов и даже поколений географических информационных систем, основанных на возможностях Интернет, телевидения и телекоммуникаций.
3. Для пользователя, который получает доступ в Internet, не имеет значения, где расположены эти источники информации. Осуществляя навигацию по карте он может легко переходить от карты одного района к карте другого, не подозревая, что данные могут быть расположены на разных серверах сети Internet.
В отличие от существующих ГИС в рамках традиционных решений для локальных сетей, ГИС для Internet предоставляет разработчикам и пользователям новые возможности:
создание распределенных ГИС, объединяющих данные, расположенные на различных серверах сети Internet.
администрирование сложных распределенных ГИС становится более естественным и простым, т.к. отпадает необходимость тиражировать данные и программное обеспечение для ГИС, их обновление выполняется на местах у держателей той или иной информации, где осуществляется администрирование как данных, так и программ в рамках технической поддержки соответствующих серверов.
интерфейс пользователя становится все более унифицированным, т.к. для работы программы на клиентском компьютере используется стандартный WEB - броузер (Internet Explorer или Netscape), иногда - со встроенным картографическим компонентом (PlugIn или ActivеX).
простота установки программного обеспечения клиента, которое может устанавливаться (или обновляться на более новую версию) автоматически при входе на Internet-страницу, использующую карту.
минимальная стоимость получения ГИС-информации для конечного пользователя.
В «мировой паутине» сети Internet уже можно встретить множество примеров предоставления пользователю геоинформации. Их можно классифицировать по трем основным способам хранения и передачи пространственных данных:
Хранение и передача пространственных данных в виде растровых изображений в формате .JPG, .GIF.
Хранение пространственных данных в векторном формате некоторой существующей ГИС-технологии, а передача их в растровом формате. Этот подход используется в большинстве случаев (например, Internet Map Server фирмы ESRI), т.к. позволяет без дополнительного программного обеспечения у клиента реализовать систему для Internet. На основе этого подхода реализованы различные информационно-справочные системы, в которых не играет особой роли время отклика системы на запрос, связанный с отображением вида карты и качество полученной карты.
Создание интерактивной ГИС для Internet на основе архитектуры client/ server с полностью векторным способом хранения и передачи пространственных данных (например, Map Guide фирмы Autodesk или InterMapBase фирмы Ками-Север)
4. Выбор объектов по запросу: самой простой формой запроса является получение характеристик объекта указанного курсором на экране и обратная операция, когда изображаются объекты с заданными атрибутами. Более сложные запросы позволяют выбирать объекты по нескольким признакам, например по признаку удаленности одних объектов от других, совпадающие объекты, но расположенные в разных слоях и т. д.
Обобщение данных может проводиться по равенству значений определенного атрибута, в частности для зонирования территории. Еще один способ группировки – объединение объектов одного тематического слоя в соответствии с их размещением внутри полигональных объектов других тематических слоев.
Геометрические функции: к ним относят расчеты геометрических характеристик объектов или их взаимного положения в пространстве, при этом используются формулы аналитической геометрии на плоскости и в пространстве. Так для площадных объектов вычисляются занимаемые ими площади или периметры границ, для линейных - длины, а также расстояния между объектами и т.д.
Оверлейные операции (топологическое наложение слоев) являются одними из самых распространенных и эффективных средств. В результате наложения двух тематических слоев образуется другой дополнительный слой в виде графической композиции исходных слоев. Учитывая, что анализируемые объекты могут относиться к разным типам (точка, линия, полигон), возможны разные формы анализа: точка на точку, точка на полигон и т.д. Наиболее часто анализируется совмещение полигонов.
Построение буферных зон. Одним из средств анализа близости объектов является построение буферных зон. Буферные зоны – это районы (полигоны), граница которых отстоит на заданном расстоянии от границы исходного объекта. Границы таких зон вычисляются на основе анализа соответствующих атрибутивных характеристик. При этом ширина буферной зоны может быть как постоянной, так и переменной. Например, буферная зона вокруг источника электромагнитного излучения, будет иметь форму круга, а зона загрязнения от дымовой трубы завода с учетом розы ветров будет иметь форму близкую к эллипсу.
Сетевой анализ позволяет пользователю проанализировать пространственные сети связных линейных объектов (дороги, линии электропередач и т. д.). Обычно сетевой анализ служит для задач определения ближайшего, наиболее выгодного пути, определения уровня нагрузки на сеть, определение адреса объекта или маршрута по заданному адресу и другие задачи.
Анализ пространственного распределения объектов. Фактически во многих случаях необходимо знать не только объем пространства, занимаемый объектами, но и расположение объектов в пространстве, которое может характеризоваться количеством объектов в определенной области, например, распределение численности населения. Наиболее распространены методы анализа распределения точечных объектов. Мерой точечного распределения служит плотность.
5. Анализ пространственного распределения объектов. Фактически во многих случаях необходимо знать не только объем пространства, занимаемый объектами, но и расположение объектов в пространстве, которое может характеризоваться количеством объектов в определенной области, например, распределение численности населения. Наиболее распространены методы анализа распределения точечных объектов. Мерой точечного распределения служит плотность. Она определяется как результат деления числа точек на значение площади территории, на которой они расположены. Кроме плотности распределения можно оценить форму распределения. Точечные распределения встречаются в одном из четырёх возможных вариантов: равномерном (если число точек в каждой малой подобласти такое же, как и в любой другой подобласти), регулярном (если точки, разделённые одинаковыми интервалами по всей области, расположены в узлах сетки), случайном, кластерном (если точки собраны в тесные группы).
Точечные распределения могут описываться не только количеством точек в пределах подобластей. Часто анализируются локальные отношения внутри пар точек. Вычисление этого статистического показателя включает определение среднего расстояния до ближайшей соседней точки среди всех возможных пар ближайших точек. Данный метод позволяет оценить меру разреженности точек в распределении.
6. Наиболее употребительные приемы группируются следующим образом:
Описания: общие, поэлементные.
Графические приемы: двумерные графики, трехмерные графики.
Графоаналитические приемы: картометрия, морфометрия.
Математико-картографическое моделирование: математический анализ, математическая статистика, теория информации.
Все приемы анализа карт значительно варьируются в зависимости от технического оснащения. Существуют разные уровни механизации и автоматизации исследований по картам:
визуальный анализ, т. е. чтение карт, глазомерное сопоставление и зрительная оценка изучаемых объектов;
инструментальный анализ — применение измерительных приборов и механизмов;
компьютерный анализ, выполняемый в полностью автоматическом или интерактивном режиме с использованием специальных алгоритмов, программ или геоинформационных систем.
Описания по картам — традиционный и общеизвестный прием анализа карт. Его цель — выявить изучаемые явления, особенности их размещения и взаимосвязи. Научное описание, составляемое по картам, должно быть логичным, упорядоченным и последовательным. Оно отличается отбором и систематизацией фактов, введением элементов сравнения и аналогий. Графоаналитические приемы анализа карт — картометрия и морфометрия — предназначены для измерения и исчисления по картам показателей размеров, формы и структуры объектов. Эти приемы наиболее обстоятельно разработаны в картографическом методе исследования.
Методы картометрии позволяют непосредственно измерять следующие показатели: географические и прямоугольные координаты; длины прямых и извилистых линий, расстояния; площади; объем; вертикальные и горизонтальные углы и угловые величины.
7. Для отображения результатов анализа данных в гис реализованы ряд способов, которые применяют при создании тематических карт.
Способ размерных символов (значков) – анализируемые характеристики объектов отображаются специальными символами, размер которых передаёт количественную информацию, а форма и цвет качественную информацию.
Способ качественного или (количественного фона) – в этом случае группируются данные с близкими значениями и созданным группам присваиваются определенные цвета, типы символов или линий.
Точечный способ – изобразительным средством является множество точек одинакового размера, каждая из которых имеет определенное значение количественного показателя.
Столбчатые и круговые локализованные диаграммы – позволяют отобразить соотношение нескольких характеристик, при этом диаграммы имеют географическую привязку (например, в точке размещения поста наблюдений показывают соотношение загрязняющих веществ).
Способ изолиний – один из широко распространённых способов отображения различных показателей. С их помощью формируют карты изогипс (топографические и гипсометрические), карты изотерм, изобар, изокоррелят и др. С помощью изолиний выделяются территории, которые характеризуются одинаковыми свойствами (температурами, давлением, осадками, одновременностью наступления событий, равной величиной аномалий, равными скоростями тектонических движений и др.)
8. Зарубежные картографические ресурсы. Наиболее известные в мире картографические порталы (MapQuest, Yahoo! Maps, MultiMap.com и др.) содержат картографические данные по США, Канаде, странам Европы и Австралии. Они позволяют искать самые разные объекты: населенные пункты (по названию), адреса (по наименованию улицы и номеру дома), фирмы (по названию, виду деятельности, телефону) и пр.
Успешность поиска зависит от необходимой степени детализации. Если нужно найти город или какой-то другой крупный населенный пункт, то подойдет любой из онлайновых атласов, охватывающий соответствующий регион. Запустить процесс поиска очень просто - нужно указать в соответствующих полях, например, название страны (может выбираться из списка) и города, затем щелкнуть на кнопке «Go» или «Find». Как правило, найденный фрагмент карты может быть не только просмотрен в желаемом масштабе, но также распечатан и/или отослан на указанный e-mail.
Помимо поиска, онлайновые картографические сервисы нередко позволяют сформировать оптимальный маршрут перемещения из пункта «А» в пункт «Б» или могут предложить несколько возможных вариантов таких маршрутов (сервис Driving Direction), а также предоставляют массу дополнительных сведений и услуг, которые пригодятся, например, при планировании путешествия или переезда на новое место жительства. В числе наиболее известных порталов с поддержкой сервиса Driving Direction можно назвать ресурсы MapQuest и Yahoo! Maps, содержащие автомобильные атласы и карты мира с возможностью выбора оптимального маршрута в интерактивном режиме и получения информации о пробках на дорогах.
Более удобный вариант подбора маршрута обеспечивает рассчитанный на туристов сайт Expedia.com. Здесь можно сформировать оптимальный маршрут путешествия по европейским странам (но опять же, не по России) либо США, в описании к которому будут фигурировать все повороты и расстояния, а также затрачиваемое на тот или иной участок пути время.
9. По сравнению с зарубежными аналогами, возможности российских картографических порталов гораздо скромнее. Экскурсию по ним стоит начать с посещения сайта «Мир карт». Здесь на политической карте несложно найти любое государство и тут же получить по нему краткую справку. При желании можно наложить на карту часовые пояса или, скажем, переключиться на карту религий. Имеются здесь и интерактивные карты различных регионов, среди которых, помимо России, неплохо представлен ряд азиатских стран. Возможен поиск точек на карте по указанному адресу, но, судя по всему, нормально работает он только для Москвы.
eAtlas, где представлены довольно подробные карты Европы, России, Египта, Кипра, Мальдивских островов, Таиланда, Турции, а также 74-х российских городов, причем с гораздо большей степенью детализации, чем на сайте «Мир карт». Здесь допускается поиск объектов по названию (например, можно найти на карте нужный город, реку, остров и т.п.) либо адресу.
Предусмотрено на eAtlas и построение оптимальных маршрутов следования. К примеру, для формирования маршрута из Екатеринбурга в Анкару нам потребовалось на карте «Россия и Европа» кликнуть на ссылке «Маршруты», задать начальную и конечную точки маршрута (можно ограничиться названиями городов), щелкнуть на кнопке «Проложить» и при запросе уточнить исходный и конечный пункты маршрута из предлагаемого списка. Карту с маршрутом можно распечатать или отправить ссылку на нее по указанному e-mail. Российские поисковые порталы «Яндекс» и «Рамблер» также имеют свои картографические службы - «Яndex.Карты« и «Rambler на карте«, соответственно. На сервисе «Яndex.Карты» достаточно детально представлен ряд крупных городов России и Украины, возможен поиск интересующей точки на карте, а также поиск организаций в интересующем регионе внутри России и их контактной информации (адресов, телефонов, сайтов). На картографическом портале «Яндекса» также предусмотрено построение маршрута движения, но доступна эта функция только для Москвы и Московской области. Сервис «Rambler на карте» предоставляет доступ к подробной политической карте мира, карте России и ряда российских городов. На нем возможен поиск точки на карте по названию улицы, конкретному адресу или станции метро, однако приемлемая результативность такого поиска достигается лишь в Москве и Санкт-Петербурге.
10. ГИС-ТВ - (ГИС-телевидение). Вероятно, эти системы станут новым классом ГИС, которые будут сочетать возможности современного телевидения, а также традиционных и специализированных ГИС и Интернет. Отдельные предпосылки возникновения некоторых черт таких систем уже появились и используются на российских телевизионных каналах (например, канал МетеоТВ, который готовит обзоры погоды и т.д.). Особенно плодотворно работает в этом направлении московская группа Меркатор с их анализом результатов различных выборов, оперативным отображением объектов и событий и их привязкой к территории и другими проектами с использованием на телеэкране пространственной информации и различных электронных картографических изображений. Большой потенциал у ГИС-ТВ прослеживается в сфере дистанционного образования и образовательного телевидения, где, используя функции и возможности ГИС-систем и ГИС-технологий можно было бы уже сейчас организовывать и транслировать разнообразные передачи и уроки, построенные на пространственной идеологии. ГИС-II - (ГИС второго поколения). Второе поколение геоинформационных систем, вероятно, будет представлять собой совокупность различных ГИС, сочетая их модульность и обладая возможностью постоянного наращивания. Собранные из модулей в определенные блоки эти системы приобретут новые качества и новые возможности. Отличительная особенность ГИС-II от обычных ГИС будет заключаться в том, что организация и работа с информацией в системах нового поколения будет переведена на совсем другой уровень.
ГЛОБ-ГИС - (Глобальная ГИС). В конечном итоге на базе перечисленных нами систем и сети Интернет может возникнуть единая телекоммуникационная Глобальная Географическая Информационная Система, у которой будут десятки миллионов пользователей во всем мире. Во многих отечественных и зарубежных научных публикациях широко обсуждаются вопросы и проблемы перехода от Web-картографирования, развитого уже сейчас, к Интернет-ГИС, которая бы интегрировала в себе достоинства геоинформационных и телекоммуникационных технологий. Причем отдельные предпосылки к созданию такой глобальной системы вполне наметились и постепенно реализуются.
11. Формирование картографических документов кадастра обязательно на следующих технологических этапах его ведения: при получении первичной (исходной) информации; обработке первичной информации и формировании документов кадастра установленной формы, которые являются документами с входной информацией в автоматизированных банках данных кадастра; комплексном многослойном анализе тематической информации кадастра; подготовке документов с выходной информацией.
Тематическое содержание картографических документов кадастра должно обеспечивать соответствие принятой структуре информационных фондов, тематических баз данных, соответствующих установленным разделам кадастра: регистрация земельных участков, учет количества и качества земель, оценка земель.
Границы и контуры земельных угодий должны соответствовать установленным в регионе земельно-учетным классификациям. Тематическое содержание карт и состав отражаемых на них параметров, характеризующих качество и хозяйственную ценность земель, зависят от конкретных условий региона и целевого назначения земель.
Метрологические требования к картографическим документам кадастра зависят от следующих основных факторов: масштаба, тематического содержания и специфики отражаемых на картах объектов.
Масштаб варьирует в широких пределах: от 1:500 для конкретных объектов в городах до обзорных карт мельче 1:2 500 000 для Российской Федерации в целом. Научно-технический совет Роскомзема рекомендовал в 1993 г. для изготовления государственных земельно-кадастровых (базовых) карт и планов следующие масштабы: Москва и Санкт-Петербург—1:500, 1:1000; крупные промышленные и культурные центры — 1:1000, 1:2000; города, поселки, сельские населенные пункты—1:2000; пригородные зоны крупных городов и промышленных центров—1:5000; основная земледельческая зона России — 1:10 000; земли степной, лесостепной и южнотаежной зон, вовлеченные в интенсивное сельскохозяйственное использование, — 1:25000; земли среднетаежной, лесотундрово-северотаежной и полярно-тундровой зон —1:50000, 1:100000.