Практическая часть

Задание: Используя метода Подбор параметров, найти корни уравнения с точностью до 0,001.

Для этого:

• ввести функцию у= и построить ее график на промежутке [ -1; 4 ] с шагом 0,25:

• найти приближенное значение х точки пересечения графика функции с осью абсцисс (х≈1,4);

• найти приближенное решение уравнения с точностью до 0,001 методом Подбор параметра (х≈1,438).

Используя средства построения диаграмм в Excel и метод Подбор параметра, определите корни уравнениях²-5х+2=0 с точностью до 0,01.

Контрольные вопросы

1. Графический способ решения уравнений вида f(x)=0

2. Графический способ решения уравнений вида f(x)=g(x)

3. Метод Подбор параметра

4. Метод Подбор параметра для решения уравнений вида f(x)=g(x).

Содержание отчета

1. Тема, цель.

2. Решение практических заданий.

3. Вывод.

Лабораторная работа №31

Тема: Использование геоинформационных моделей.

Цель: Приобрести навыки использования геоинформационных моделей.

Ход работы

1. Изучить теоретическую часть.

2. Выполнить практические задания.

3. Ответить на контрольные вопросы.

4. Оформить отчет.

Теоретическая часть

Геоинформатика – наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, по приложению ГИС для практических и научных целей.

Геоинформационные системы (ГИС) – автоматизированные информационные системы, предназначенные для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация.

В ГИС осуществляется комплексная обработка информации – от ее сбора до хранения, обновления и представления, в связи с этим ГИС рассматривается с различных позиций.

Как системы управления ГИС предназначены для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению землями и ресурсами, городским хозяйством, по управлению транспортом и розничной торговлей, использованию океанов или других пространственных объектов. При этом для принятия решений в числе других всегда используют картографические данные.

В ГИС проявляется множество новых технологий пространственного анализа данных. В силу этого ГИС служит мощным средством преобразования и синтеза разнообразных данных для задач управления.

Как автоматизированные информационные системыГИС объединяют ряд технологий или технологических процессов известных информационных систем типа автоматизированных систем научных исследований (АСНИ), систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированных справочно-информационных систем (АСИС) и др.

Основу интеграции технологий ГИС составляют технологии САПР. Поскольку технологии САПР достаточно апробированы, это обеспечило качественно более высокий уровень развития ГИС и существенно упростило решение проблемы обмена данными и выбора систем технического обеспечения. Этим самым ГИС стали в один ряд с автоматизированными системами общего назначения типа САПР, АСНИ, АСИС.

Как геосистемы ГИС включают технологии (прежде всего технологии сбора информации) таких систем, как географические информационные системы (ГИС), системы картографической информации (СКИ), автоматизированные системы картографирования (АСК), автоматизированные фотограмметрические системы (АФС), земельные информационные системы (ЗИС), автоматизированные кадастровые (АСК) и т.п.

Как системы, использующие базы данных, ГИС характеризуются широким набором данных, собираемых с помощью разных методов и технологий. При этом следует подчеркнуть, что они объединяют в себе как базы данных обычной (цифровой) информации, так и графические базы данных. В связи с большим значением экспертных задач, решаемых при помощи ГИС, возрастает роль экспертных систем, входящих в состав ГИС.

Как системы моделирования ГИС используют максимальное количество методов и процессов моделирования, применяемых в других автоматизированных системах.

Как системы получения проектных решений ГИС во многом применяют методы автоматизированного проектирования и решают ряд специальных проектных задач, которые в типовом автоматизированном проектировании не встречаются.

Как системы представления информации ГИС являются развитием автоматизированных систем документационного обеспечения (АСДО) с использованием современных технологий мультимедиа.

Геоинформационная система (ГИС) – это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и анализ пространственных (пространственно-координированных) данных.

Структура ГИС

Данные (пространственные данные):

1. Позиционные (географические): местоположение объекта на земной поверхности, его координаты в выбранной системе координат.

2. Непозиционные (атрибутивные, или метаданные) – описательные текстовые, электронные документы, данные графического типа, включая фотографии объектов, трехмерные изображения объектов, видеоматериалы и т.д.

3. Аппаратное обеспечение (ЭВМ, компьютерные сети, накопители, сканеры, дигитайзеры и т. д.).

4. Программное обеспечение (ОС, приложение и надстройки к нему).

5. Технологии (методы, порядок действий и т. д.).

6. Операторы, администраторы, пользователи.

Типичный набор функций ГИС:

• ввод данных в машинную среду (datainput) путем их импорта из существующих наборов цифровых данных или с помощью оцифровывания источников;

• преобразование или трансформация данных (datatransformation), включая конвертирование данных из одного формата в другой, трансформацию картографических проекций, изменение систем координат;

• хранение, манипулирование и управление данными во внутренних и внешних базах данных;

• картометрические операции (см. картометрия), включая вычисление расстояний между объектами в проекции карты или на эллипсоиде, длин кривых линий, периметров и площадей полигональных объектов;

• операции обработки данных геодезических измерений (COGO);

• операции оверлея (наложение);

• операции "картографической алгебры" (mapalgebra) для логико-арифметической обработки растрового слоя как единого целого;

• пространственный анализ (spatialanalysis) – группа функций, обеспечивающих анализ размещения связей и иных пространственных отношений объектов, включая анализ зон видимости/невидимости, анализ соседства, анализ сетей, создание и обработку цифровых моделей рельефа, анализ объектов в пределах буферных зон и др.;

• пространственное моделирование или геомоделирование (spatialmodeling, geo-modeling), включая операции, аналогичные используемым в математико-картографическом моделировании и картографическом методе исследования;

• визуализация исходных, производных или итоговых данных и результатов обработки, включая картографическую визуализацию, проектирование и создание (генерацию) картографических и иных пространственных изображений, включая трехмерные;

• вывод данных (dataoutput) – графической, табличной и текстовой документации, в том числе ее тиражирование, документирование, или генерацию отчетов (reporting);

• обслуживание процесса принятия решений (decisionmaking).

Дополнительный набор функций

• цифровая обработка изображений (данных дистанционного зондирования);

• средства экспертных систем;

• средства настройки на требования пользователя (customization);

• средства расширения функциональных возможностей ГИС:

• встроенные макроязыки (макросы); инструментарии разработчика (developer'stoolkit).

• встроенные макроязыки (макросы);

• инструментарии разработчика (developer'stoolkit).

Как работает ГИС?

1. Каждому пространственному объекту соответствует запись в базе данных с набором атрибутивной информации.

2. ГИС хранит информацию в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения.

Примеры слоев:

1. Населенные пункты.

2. Автомобильные дороги.

3. Железные дороги.

4. Гидротехнические сооружения (шлюзы, каналы, насосные станции, дамбы)

5. Мосты.

6. ЛЭП.

7. Газопроводы.

8. Заповедные территории (местного, национального и международного значения).

9. Сельхозугодья (пашни, сады, виноградники, пастбища, рисовые чеки).

10. Земли водного, лесного, природоохранного и с/х назначения.

11. Растительный покров (плавни, леса).

12. Административное деление, государственная граница.

13. Водотоки (реки, протоки, малые реки).

14. Водоемы (озера, рыбпруды и т.д.).

15. Рельеф.

Векторная и растровая модели данных

1. В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X,Y (в современных ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата). Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств (например, плотность населения).

2. Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами (описывает непрерывные объекты и явления). Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек), оно подобно отсканированной карте или картинке.

Классы решаемых задач

1. Информационно-справочные задачи.

2. Сетевые задачи (анализ географических сетей: улиц, рек, дорог, трубопроводов, линий электропередачи или связи и др.).

3. Пространственный анализ и моделирование

Примеры запросов, на которые может ответить ГИС

1. Получение информации по местоположению.

2. Определение местоположения по информации.

3. Временной анализ изменений объектов на территории.

4. Показать пространственные соотношения и взаимосвязи между объектами на заданной территории.

5. Что, если …?(анализ “whatif”).

Сферы применения ГИС

1. Кадастр.

2. Оперативные службы (МВД, МЧС..).

3. Нефть и газ.

4. Транспорт.

5. Экология.

6. Лесное хозяйство.

7. Водные ресурсы.

8. Недропользование.

9. Сельское хозяйство.

10. Геодезия, картография, география.

11. Телекоммуникации.

12. Инженерные коммуникации.

13. Бизнес.

14. Торговля и услуги.

15. …

16. http://www.geoportal.fr/

17. http://gki.com.ua