Вопрос 13. Области применения гис. Исследование взаимосвязей и взаимодействия различных компонентов окружающей среды. Географическое моделирование.

Ученые подсчитали, что 85% информации, с которой сталкивается человек в своей жизни, имеет территориальную привязку. Поэтому перечислить все области применения ГИС просто невозможно. Этим системам можно найти применение практически в любой сфере трудовой деятельности человека.

ГИС эффективны во всех областях, где осуществляется учет и управление территорией и объектами на ней. Это практически все направления деятельности органов управления и администраций: земельные ресурсы и объекты недвижимости, транспорт, инженерные коммуникации, развитие бизнеса, обеспечение правопорядка и безопасности, управление ЧС, демография, экология, здравоохранение и т.д.

ГИС позволяют точнейшим образом учитывать координаты объектов и площади участков. Благодаря возможности комплексного (с учетом множества географических, социальных и других факторов) анализа информации о качестве и ценности территории и объектов на ней, эти системы позволяют наиболее объективно оценивать участки и объекты, а также могут давать точную информацию о налогооблагаемой базе.

В области транспорта ГИС давно уже показали свою эффективность благодаря возможности построения оптимальных маршрутов как для отдельных перевозок, так и для целых транспортных систем, в масштабе отдельного города или целой страны. При этом возможность использования наиболее актуальной информации о состоянии дорожной сети и пропускной способности позволяет строить действительно оптимальные маршруты.

Учет коммунальной и промышленной инфраструктуры - задача сама по себе не простая. ГИС не только позволяет эффективно ее решать, но и также повысить отдачу этих данных в случае чрезвычайных ситуаций. Благодаря ГИС специалисты различных ведомств могут общаться на общем языке.

Интеграционные возможности ГИС поистине безграничны. Эти системы позволяют вести учет численности, структуры и распределения населения и одновременно использовать эту информацию для планирования развития социальной инфраструктуры, транспортной сети, оптимального размещения объектов здравоохранения, противопожарных отрядов и сил правопорядка.

ГИС позволяют вести мониторинг экологической ситуации и учет природных ресурсов. Они не только могут дать ответ, где сейчас находятся "тонкие места", но и благодаря возможностям моделирования подсказать, куда нужно направить силы и средства, чтобы такие "тонкие места" не возникали в будущем.

С помощью геоинформационных систем определяются взаимосвязи между различными параметрами (например, почвами, климатом и урожайностью сельскохозяйственных культур), выявляются места разрывов электросетей.

 Риэлторы используют ГИС для поиска, к примеру, всех домов на определенной территории, имеющих шиферные крыши, три комнаты и 10-метровые кухни, а затем выдачи более подробного описания этих строений. Запрос может быть уточнен введением дополнительных параметров, например, стоимостных. Можно получить список всех домов, находящих на определенном расстоянии от конкретной магистрали, лесопаркового массива или места работы.

 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, скажем водопровода, и заканчивая автоматическим определением жителей, на которых эти работы повлияют, с уведомлением их о сроках предполагаемого отключения или перебоев с водоснабжением.

Для космических и аэрофотоснимков важно то, что ГИС могут выявлять участки поверхности с заданным набором свойств, отраженных на снимках в разных участках спектра. В этом - суть дистанционного зондирования. Но на самом деле эта технология может с успехом применяться и в других областях. Например, в реставрации: снимки картины в разных областях спектра (в том числе и в невидимых).

 Геоинформационная система может использоваться для осмотра как больших территорий (панорама города, штата или страны), так и  ограниченного пространства, к примеру, зала казино. С помощью этого программного продукта управленческий персонал казино получает карты с цветовым кодированием, отражающим движение денег в играх, размеры ставок, взятие "банка" и другие данные из игорных автоматов.

ГИС помогает, например, в решении таких задач, как предоставление разнообразной информации по запросам органов планирования, разрешение территориальных конфликтов, выбор оптимальных (с разных точек зрения и по разным критериям) мест для размещения объектов и т. д. Требуемая для принятия решений информация может быть представлена в лаконичной картографической форме с дополнительными текстовыми пояснениями, графиками и диаграммами.

ГИС служат для графического построения карт и получения информации как об отдельных объектах, так и пространственных данных об областях, например о расположении запасов природного газа, плотности транспортных коммуникаций или распределении дохода на душу населения в государстве. Отмеченные на карте области во многих случаях гораздо нагляднее отражают требуемую информацию, чем десятки страниц отчетов с таблицами.

В настоящее время все очевиднее просматривается тенденция массового внедрения географических информационных систем (ГИС) во все сферы науки, производства и образования, что объясняется их широкими функциональными возможностями, мощными информационными ресурсами, огромными аналитическими возможностями и простотой освоения. Здесь представлена информация о сферах применения ГИС "Карта 2008" исходя из ее функциональных возможностей и на примерах уже реализованных проектов.

Примеры реализованных проектов:

- Ведение мониторинга состояния недр

- Мониторинг и прогнозирование социально-экономического развития Регионов РФ

- Создание, издание электронных карт

- Мониторинг состояния магистральных газопроводов

- Разработка наземного и бортового штурманского авиационного комплекса

- Центр анализа электромагнитной совместимости (автоматизированное назначение свободных частотных каналов базовым станциям, расчет зон приоритетного обслуживания, оценка плотности трафика и др.)

- Аппаратно-программные земельно-картографические комплексы и земельно-информационные системы

- Ведение дорожного земельного кадастра

- Выполнение задач мониторинга окружающей среды, наземной и воздушной навигации

- Контроль передвижения и состояния движущихся объектов в реальном режиме времени

- Обработка, издание электронных карт, созданных фотограмметрическим способом

- Комплекс сбора данных через Интернет для проведения анализа и прогнозирования использования сельскохозяйственных угодий

- Подготовка исходных данных при создании игрового тренажера летчика

- Проект по сохранению и увеличению запасов рыбы в заливе Камского водохранилища путем устранения заморных явлений, ежегодно возникающих в зимне-весенний период

- Мониторинг чрезвычайных ситуации, ведение дежурных карт, оформление и издание тематических карт и документов

- Морская навигационная системе

- Системы мониторинга и управления движением судов

- Автоматизированное изготовление и издание электронных радионавигационных карт

- Ведение дежурной карты города в условиях быстрого строительства, издание атласов

- Мониторинг инженерных коммуникаций

Вопрос 14. Опыт практического использования ГИС и программных пакетов для автоматизированной обработки данных дистанционного зондирования земли, материалов наземных исследований и картографической информации.

Одним из наиболее эффективных и важных приложений геоинформационной технологии является создание автоматизированных информационно-справочных аналитических систем в разных отраслях, в частности в области мониторинга объектов окружающей среды и источников ее загрязнения.

Геоинформационные аналитические системы (ГИАС) государственного регионального мониторинга позволяют оптимальным образом совместить картографический материал региона с базами данных об объектах карт, реализовав это в удобной программной среде с разнообразным аналитическим инструментарием. После наполнения базы данных ГИАС ее внедрение во всех государственных службах становится вопросом довольно короткого времени, ввиду большого интереса к системе и удобства использования в повседневной работе при принятии разного рода решений.

Для создания таких ГИАС ГИС «Панорама» имеет ряд неоспоримых преимуществ:

Инструментарий GisToolKit, интегрированный со средами разработчика Delphi или Visual C++, позволяет быстро и эффективно создать собственное приложение со всеми необходимыми аналитическими функциями.

Использование моделей представления объектов, нетрадиционное для других ГИС-пакетов:

- использование большего числа моделей картографических данных, чем традиционные векторные и растровые данные – векторные map-карты и sit-карты пользователя, растры и растры качеств, матрицы высот, матрицы качеств и матрицы слоев, 3D-модели данных и др. – все с уникальными функциями, предоставляющими широкие возможности для представления природных объектов с их характерными особенностями и свойствами;

- «набор объектов» для построения информационно-топологически единой разветвленной речной сети в виде модели графа;

- использование не только объектов и слоев, а и групп слоев, позволяющей производить операции сразу со всеми слоями групп «ГИДРОГРАФИЯ», «НАСЕЛЕННЫЕ ПУНКТЫ», «ДОРОЖНАЯ СЕТЬ» и др.

Широчайший набор функций GisToolKit для работы с базами данных, определения расстояний на местности, картографическими проекциями и др. позволяет довольно просто и быстро разрабатывать автоматизированные системы заданного типа.

Уникальное быстродействие операций в ГИС «Панорама» позволяет использовать созданные приложения на любой, даже весьма устаревшей компьютерной технике середины 90-х, главное чтобы работала ОС Windows 98.

Сравнительная дешевизна ГИС «Панорама», которая является наиболее мощной из наиболее дешевых и наиболее дешевой из наиболее мощных универсальных ГИС-пакетов, позволяет строить оптимальные по цене полнофункциональные приложения — от использования профессиональной и настольной версий продукта для полноценных пользователей ГИАС до бесплатной демо-версии для широкого распространения упрощенной версии системы для населения и СМИ.

Наличие инструментария и удобного интерфейса для импорта/экспорта карт в форматы популярных ГИС-пакетов ArcGIS, MapInfo и др. обусловливает перспективы использования ГИС «Панорама» в службах и организациях, которые требуют дублирования результатов в формате ArcGIS, MapInfo и др. для использования в других приложениях.

спользование ГИС-технологий в системе учета химскладов и мест удаления отходов Винницкой области (СУ ХСиО ВО)

Основой разработанной в НИЛ «ЕДЕМ» ВНТУ СУ ХСиО ВО является база данных, содержащая всю имеющуюся в Государственном управлении экологии и природных ресурсов Винницкой области (заказчик системы) информацию о химскладах и местах удаления отходов (свалках). Для повышения эффективности принятия решений в области управления отходами все химсклады и места удаления отходов были нанесены на карту области. На базе программного обеспечения ГИАС для поверхностных вод области разработано обеспечение, позволяющее получать информацию об этих объектах нажатием на них мышкой, а также удобно строить тематические карты. Но главным преимуществом разработанной системы, которая отмечалась на коллегии Минприроды Украины в 2004 году, является дополнение базы данных о местах удаления отходов трехмерными моделями рельефа с окружающими объектами, сгенерированными приложением «Формирование трехмерной карты местности» ГИС «Панорама 7».

Автоматизированная система контроля выбросов, сбросов и отходов в Украине (АСУ «Экоинспектор»)

С 2005 года в ВНТУ под руководством Мокина В.Б. разрабатывается Единая автоматизированная система Государственной экологической инспекции и подразделений аналитического контроля территориальных органов Минприроды Украины с получением результатов измерений состояния загрязнения окружающей среды, выбросов, сбросов и отходов, их накопления, обработки и анализа. Для визуализации результатов анализа данных контроля на общегосударственном уровне при помощи инструментария GisToolKit разработано программное обеспечение, позволяющее строить тематические карты прямо в формах системы управления базами данных MS Access XP/2003, на которой реализована АСУ «Экоинспектор». В данное время проводится отладка системы и ее внедрение во всех областях Украины.

Вопрос 15. Зарубежные коммерческие программные средства ГИС: PC ARC\INFO, IDRISI, MapInfo, и т.д. Отечественные программные средства ГИС: PARK, АБРИС и т.д. сопутствующие программные средства.

ARC/INFO 7.1.1 - открытые платформы. Первая версия для работы на персональных компьютерах, внутренне структурирована на программные компоненты. Язык программирования в среде – AML. Этой версией заложен фундамент для новой открытой программной среды. В ARC/INFO 7.1.1 поддерживается функция клиента для программного обеспечения SDE (Spatial Database Engine). С помощью стандартного интерфейса обеспечивается работа со слоями базы данных (то есть данных, для которых и пространственные и атрибутивные характеристики хранятся в реляционных СУБД). Дополнительные AML функции позволяют быстро и корректно работать как с графикой этого формата, так и с атрибутикой.

ARC/INFO 7.1.2 - открытая среда разработчика (ODE), позволяет программистам через стандартные среды разработки приложений вроде Visual Basic, Visual C++ и Tcl/Tk получить доступ к программному коду ARC/INFO для построения собственных приложений, использующих функционал ARC/INFO. В ARC/INFO 7.1.2 ARC, ARCEDIT, ARCPLOT и ARCGRID представлены и как компоненты для разработчика, и как приложения для конечного пользователя. Она является первой версией ARC/INFO с объектной моделью. Вы можете представить себе объектную модель как карту работы программного обеспечения. Группа разработки MapObjects выпускает схему программной модели этого продукта, детализирующую работу и взаимосвязи частей MapObjects. Объектная модель ODE ARC/INFO - аналогична. Она была получена как результат рассмотрения способов решения пользователями своих задач и часто используемых наборов процедур.

Объекты ODE- это набор классов Visual Basic, которые могут использоваться для доступа к программным компонентам ODE. Вместо детализации каждого обращения к ARC/INFO классы группируют вызовы в единый объект, давая таким образом программисту истинное объектно-ориентированное обрамление для работы с объектами ODE и связанными с ними методам. Поставляемые с ARC/INFO 7.1.2 примеры приложений включают простой редактор и развитую среду редактирования, наряду с ARCEDIT, а также развитую среду анализа и отображения, наряду с ARCPLOT. Возможно подключение объектов ODE в приложения, использующие другие программные компоненты от ESRI, например, MapObjects и прочих поставщиков, например, элементы управления сеткой (grid controls), или специализированные аналитические процедуры.

ARC/INFO 8.0 завершает переход к открытым, объектно-ориентированным ГИС. Ключевой характеристикой версии 8.0 является полная поддержка существующих приложений и баз данных. Приложения ARC, ARCEDIT и ARCPLOT улучшены на всех платформах для обеспечения надежного многопользовательского доступа к покрытиям ARC/INFO, библиотекам карт и слоям ArcStorm в их "родном" формате. Другие улучшения включают новые трансляторы, инструменты координатной геометрии, картографическую генерализацию, повышение производительности и качества. ODE обеспечит использование ARC/INFO в стандартных средах разработки приложений.

ARC/INFO 8.0 включает два новых приложения для управления географическими данными. Эти приложения строятся на основе технологии стандартных программных компонентов и соответствуют современным требованиям дизайна интерфейса. Это Data Manager (Диспетчер данных) - организует и представляет географические данные различными способами в виде дерева каталогов, сортированных по дате, создателю, статусу и т.д. Метаданные, характеризующие собственно данные предметной области, могут добавляться к каждому набору данных и могут использоваться в критериях поиска, наборы данных можно копировать, перемещать, переименовывать и т.д. Второе приложение - Data Viewer (Просмотр данных), содержащее средства редактирования, отображения, выполнения запросов и анализа - совершенно новые реализации главных геоинформационных потребностей. Интегрированная среда используется и для создания, отображения и запроса карт. Поддержка шаблонов карт обеспечит простое размещение стандартных элементов - графических данных, легенд, масштабных линеек и указателей сторон света. Табличные данные управляются собственной диалоговой средой запросов, отчетов и ввода данных.