
- •1 Понятия, термины, определения, структура геоинформатики
- •2 Общее представление о гис
- •3 Области применения, связь гис с другими научными дисциплинами и технологиями
- •1 Геоинформационного картографирования
- •2 Понятие, концептуальные модели географического пространства
- •2 Пространственные координаты и картографические проекции
- •3 Анализ традиционного и геоинформационного картографирования
- •1 Виды информации в гис
- •2 Отображение объектов реального мира в гис
- •3 Методы ввода графической информации, достоинства и недостатки
- •4 Структуры и модели данных
- •5 Форматы графических файлов гис
- •1 Типы структур и выбор оптимальной структуры базы данных гис
- •2 Системы управления базами данных гис
- •1 Конфигурация, структура и функции типовой гис
- •2 Подсистемы ввода информации и вывода изображений, сбора, поиска и анализа данных
- •3 Классификация гис
- •1 Средства и основные функции пространственного анализа
- •2 Основные приемы анализа картографических изображений
- •3 Картографические способы отображения результатов анализа данных
- •1 Информационное обеспечение кадастра
- •2 Требования к картографической документации кадастра
- •3 Применение гис-технологий при создании различных гис при производстве кадастровых работ
- •1 Тенденции развития гис-технологий
- •2 Геоинформационные системы и Интернет
- •3 Интерактивные картографические ресурсы
1 Тенденции развития гис-технологий
В настоящее время ГИС-технологии применяют практически во всех сферах человеческой деятельности. При этом наибольшее распространение получили классические двухмерные геоинформационные системы. Однако с развитием технологий трехмерного моделирования и возможностей компьютерной техники все очевиднее становится ряд недостатков двухмерных геоинформационных систем (ГИС):
- отсутствие возможности визуализации проектируемых объектов в трехмерном ландшафте;
- отсутствие возможности пространственного анализа объектов с различных точек обзора с учетом их атрибутивных характеристик;
- проблемы с поиском объектов и переключением от одного объекта к другому при пересечении объектов, расположении их друг над другом и пр.;
- трудоемкий процесс представления в удобном виде нескольких альтернативных вариантов планирования территории, сложность их корректирования.
Эти и многие другие недостатки влекут за собой реальные потери времени и денег в процессе разработки и согласования проектов. Переход к трехмерному представлению объектов на местности открывает новые возможности и позволяет решить такие задачи, как:
- создание трехмерных визуализаций ландшафта территории, градостроительного окружения и инфраструктуры в масштабах сотен километров;
- всестороннее представление проекта, включая возможность подготовки нескольких вариантов проекта и его фотореалистичной визуализации в 3D (особенно это важно в случае, когда проект демонстрируется неподготовленной аудитории);
- планирование развития территорий, эскизная проработка различных вариантов развития территории в режиме реального времени;
- проведение ландшафтного анализа, оценки высотных характеристик объектов и взаимодействия объектов друг с другом и с окружающей средой;
- анализ пространственных данных в объеме и представление результатов анализа в удобном для восприятия виде;
- создание качественных презентационных материалов и видеороликов и др.
Таким образом, будучи применимы в самых различных сферах деятельности человека, включая все преимущества классических ГИС, но решая более сложные и новые задачи, трехмерные ГИС (3D) становятся намного более эффективными. Поэтому на сегодняшний день одной из основных тенденций мирового рынка в области проектирования является переход от двухмерного проектирования к трехмерному моделированию, а также внедрение современных трехмерных геоинформационных систем и их выход на первый план.
Новые веяния в компьютерной области, такие как широкое распространение Интернет-технологий, развитие технологии СУБД, объектно-ориентированное программирование, разработка мобильных компьютеров и широкомасштабное применение ГИС, привели к новому видению роли и места ГИС-технологии. ГИС-серверы совместимы со стандартной ИТ-средой и очень хорошо работают вместе с другим корпоративным программным обеспечением, таким как Web-серверы и разные СУБД, и корпоративными средами, такими как NET и Java™ 2 Platform Enterprise Edition (J2EE). Это позволяет интегрировать ГИС со многими другими технологиями информационных систем. Поддержка моделей, основанных на файловых системах, включает доступ к разным наборам ГИС - данных, включая покрытия, шейп-файлы, гриды, изображения и нерегулярные триангуляционные сети (TIN). Модель базы геоданных управляет теми же типами географической информации в реляционных базах данных, предоставляя многие преимущества управления данными, предлагаемые СУБД.
ГИС-технология продолжает расти и развиваться. Ее эволюция будет основываться на ряде фундаментальных ГИС-характеристик с учетом трендов развития вычислительной техники и Интернет-технологий. Вот некоторые важные факторы:
Концептуально ГИС развивается от технологии для работы с базой данных и обмена данными в направлении, основой которого является накопление и получение знания.
ГИС-системы являются распределенными. При обмене и использовании информации пользователи полагаются на совместно накапливаемые знания и опыт. Речь идет о распределенном сотрудничестве при решении разнообразных ГИС-задач. Неотъемлемой частью ГИС-платформы все в большей мере становятся средства создания распределенных ГИС.
Необходимо создание порталов с ГИС-каталогами, которые предоставят централизованный доступ к распределенным информационным наборам из разных организаций. Создание ГИС-порталов поможет интеграции управления распределенными ГИС-данными.
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.
Исходя из имеющейся сейчас информации и отслеживая современные тенденции развития геоинформационных систем и технологий, уже сейчас есть возможность наметить некоторые черты будущих географических информационных систем:
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. Не малое значение для образовательных целей могут иметь и компьютерные видеоролики, с помощью которых можно подготовить любой видеоряд и затем разворачивать его или в локальной сети ПК или используя кабельное телевидение. При этом надо иметь в виду, что использование разнообразной пространственной информации на телеэкране с помощью средств ГИС, значительно увеличивает аудиторию потенциальных ГИС-пользователей, прививая и постепенно развивая у них основы ГИС-мировоззрения.
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.
Суммирование же возможностей ГИС - ДЗЗ - GPS - Интернет составит мощнейший квартет пространственной информации, новых технологий, каналов связи и предоставляемых услуг, которые будут реализовываться как в Глобальной ГИС, обладающей различными уникальными возможностями, так и в отдельных специализированных ГИС различного типа и класса.
Стоимость работ при создании ГИС определяется различными составляющими: затратами на аппаратуру и программное обеспечение, стоимостью исходной информации и ее качеством, расходами на оплату труда операторов, проводящих оцифровку данных и пр. Для того чтобы оценить стоимость проекта, в каждом конкретном случае необходимо проконсультироваться со специалистами.
За последние годы в России были достигнуты хорошие достижения в картографии и геодезии. Разрабатываются муниципальные и отраслевые ГИС. Геоинформационные технологии применяются при градостроительном и территориальном планировании.