'

Лекция 1. Введение

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Лекция 1. Введение Геоинформационные системы


Слайд 1

Литература Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. –М.: ООО «Библион», 1997. 160 с. Де Мерс М., Географические информационные системы. М.: «Дата+», 2000. Королёв Ю.К. Общая геоинформатика. –М.: СП «Дата+», 1998. -118 с. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. –М.: «Финансы и статистика», 1998. -286 с. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. Справочное пособие. М.: 1997. 213 с. Кошкарёв А.В. Геоинформатика. Толкование основных терминов. –М.: ГИС-ассоциация, 1998. 2


Слайд 2

Web-ресурсы ГИС-ассоциация, http://gisa.ru Электронная библиотека ГАГУ, http://e-lib.gasu.ru Компания DATA+, http://dataplus.ru Geodesy.Org.Ru, http://www.geodesy.org.ru/ Тема ГИС на портале report.ru, http://gis.report.ru/ GIS-Lab.info, http://www.gis-lab.info/ Open Geospatial Consortium (OGC), http://www.opengeospatial.org/ 3


Слайд 3

Географические информационные технологии Системы глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС, Gallileo) Системы спутников, которые позволяют определять координаты объектов с точностью до сантиметров Системы геосъемки Спутники или самолеты с фотоаппаратурой высокого разрешения Геоинформационные системы Программные системы с возможностями ввода, управления, анализа и отображения географических данных Первые два пункта – системы для ввода данных в ГИС. ГИС обеспечивает управление данными с этих систем 4


Слайд 4

Четыре шага к ГИС 5 Графический редактор (Corel Draw, Photoshop) Дополнительные данные из других источников Запросы по атрибутивной информации Сложные запросы


Слайд 5

Точки зрения Хранителей карт. ГИС - система поиска и выдачи на экран монитора карт определенной территории, а также их легенд, объяснительных текстов, табличных данных, графиков, диаграмм и др. Создателей карт. ГИС должна быть скорее исследовательской или проектной средой, нежели просто справочным инструментом 6


Слайд 6

Определение ГИС (географическая информационная система) Внутренне позиционированная автоматизированная пространственная информационная система, создаваемая для управления данными, их картографического отображения и анализа Интегрированная компьютерная система, которая осуществляет сбор, хранение, манипулирование, анализ, моделирование и отображение пространственно соотнесенных данных 7


Слайд 7

Процесс создания ГИС 8


Слайд 8

Упрощенная структурная схема В основе – сцена – то, что подлежит картированию Сцена описывается значениями признаков – свойств пространственных структур. Способ картирования – измерение и оценка данных признаков Классифицированные и определенным образом организованные значения признаков образуют легенду карты –жесткий каркас из ранее заданных свойств 9


Слайд 9

Состав ГИС ГИС – открытая система, включающая: набор данных о каких-либо пространственных объектах, инструкции по получению этих данных, инструменты для их обработки, инструменты для преобразования их в изображение хорошо организованные правила получения нужной информации из системы 10


Слайд 10

Зачем нужны ГИС? 11


Слайд 11

Зачем изучать ГИС? 80% деятельности правительственных организаций имеет отношение к геоданным управление земельными ресурсами, уборка мусора, размещение пожарных и милиции, размещение объектов жизнеобеспечения Активное использование в бизнесе анализ потребителей, управление маршрутами эксплуатация естественных ресурсов (нефть, газ, …) управление объектами сельского хозяйства, строительство В армии управление военными операциями интерпретация данных со спутников В научных исследованиях география, геология, ботаника, социология, экономика, эпидемиология, криминология 12


Слайд 12

Что особенного дают ГИС? Автоматизация деятельности, связанной с геоданными Интеграция данных из независимых источников Взаимодействие сложных геоинформационных паттернов Сложные геоинформационные запросы Комплексное геоинформационное моделирование (моделирование природных катаклизмов, управление ресурсами) 13


Слайд 13

Базовые понятия ГИС-технологии – технологическая основа создания географических информационных систем, позволяющая реализовать их функциональные возможности Геоинформационный анализ – анализ размещения, структуры, взаимосвязей объектов и явлений с использованием методов пространственного анализа Цифровое покрытие – семейство однотипных пространственных объектов в пределах некоторой территории 14


Слайд 14

Пространственный объект - цифровое представление объекта реальности, содержащее его местоуказание и набор свойств. Точечные Линейные Полигональные Поверхности 15


Слайд 15

Функциональные возможности ГИС Ввод данных в машинную среду при помощи импорта из существующих наборов цифровых данных или с помощью оцифровки источников Преобразование данных, конвертация между форматами, изменение систем координат Хранение, манипулирование и управление данными во внутренних и внешних базах данных Картометрические операции Средства персональных настроек пользователей 16


Слайд 16

Геоинформатика - наука, технология и производственная деятельность: по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию ГИС по разработке ГИС-технологий по прикладным аспектам или приложениям ГИС для практических или геонаучных целей 17


Слайд 17

Что интересует нас? Позиционирование и навигация Координаты. Навигационные системы Пространственная информация в геоинформационных системах Картографические и геоинформационные структуры данных Программирование ГИС Нормативно-правовые аспекты ГИС 18


Слайд 18

История ГИС 1950-70 гг. «Новаторский период» Исследование принципиальных возможностей ГИС, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, теоретические работы 1970-80 гг. «Период государственного влияния» Развитие крупных ГИС-проектов под эгидой государства, формирование геоинформационных госструктур, снижение роли отдельных групп исследователей 19


Слайд 19

История ГИС 1980-… гг. «Период коммерческого развития» Широкий рынок разнообразных ГИС, расширение области их применения путем интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей Конец 1980-… гг. «Пользовательский период» Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей ГИС, появление пользовательских «клубов», связанных единой тематикой возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры. 20


Слайд 20

Задачи ГИС Стратегическое планирование, прогнозирование и выявление потребностей в проектировании Анализ деятельности действующих предприятий Мониторинг состояния окружающей среды Оперативное реагирование на аварийные ситуации Информационное обеспечение профилактических и аварийных ремонтных работ. 21


Слайд 21

Области знаний ГИС-инженера 22 Информатика (Computer Science) компьютерная графика визуализация базы данных администрирование защита баз данных География и смежные науки: картография геодезия фотография геостатистика Область использования: администрирование геология планирование полезные ископаемые управление лесами маркетинг строительство криминология


Слайд 22

ГИС-специализации Накопление первичных данных Проектирование баз данных Проектирование ГИС Планирование, администрирование, управление ГИС-проектами Разработка и поддержка ГИС Маркетинг и распространение ГИС-продукции Образование и обучение ГИС-технологиям 23


Слайд 23

Архитектура ГИС 24 сбор данных Запросы Геоинформационная база данных Представление и отчеты Преобразования и анализ


Слайд 24

Базовые компоненты ГИС Аппаратная платформа Программное обеспечение Данные Аналитик (человек) Затраты на оборудование – малая часть от затрат на приобретение о обработку данных 25


Слайд 25

Модель данных ГИС 26


Слайд 26

Назначение модели данных Представить географические особенности реального мира в цифровом формате в виде базы данных таким образом, чтобы они были представлены в абстрактной форме в виде карты и позволяли манипулировать данными для решения некоторых проблем 27


Слайд 27

28


Слайд 28

Слои модели данных 29


Слайд 29

Реализация модели данных 30 Данные организованы в виде слоёв. Каждый слой содержит некоторый класс объектов Слои интегрируются при помощи единой системы координат на земной поверхности


Слайд 30

Модель данных ГИС (пример) Три слоя: дороги водные ресурсы топография Их можно изучать совместно, поскольку они заданы в единой системе координат Слои содержат два типа данных: географические атрибутивные Два типа слоёв: векторный растровый 4 свойства географических данных: проекция, масштаб, разрешение и точность 31 дороги долгота широта долгота долгота широта широта


Слайд 31

Внутренняя база данных географическая информация – описывает месторасположение объектов и служит для отображения информации (хранится в shapefile, «Таблица данных векторного изображения») атрибутивная информация – данные, описывающие качественные и количественные параметры объектов («Таблица внутренних атрибутов», «Таблица внешних атрибутов») 32


Слайд 32

Географические и атрибутивные данные? 33


Слайд 33

Представление данных в растровом и векторном форматах Растровая модель Растровое изображение (raster) – изображение содержит сетку, у каждого элемента которой есть дополнительные атрибуты Картинка (image) – простое изображение, состоящее из пикселей Векторная модель (vector) Любой географический объект в реальном мире может быть представлен в векторной форме одной из фигур: точки, линии, многоугольники 34


Слайд 34

Вектор и растр 35 Реальный мир Векторное представление Растровое представление line polygon point


Слайд 35

Проекция, масштаб, точность и разрешение Проекция (projection) – метод, с помощью которого двумерные координаты карты будут отображаться на трехмерную поверхность земли Масштаб (scale) – параметр, который ставит в соответствие расстояние на карте расстоянию на земной поверхности 36


Слайд 36

Проекция, масштаб, точность и разрешение Точность (accuracy) – точность с которой информация из базы данных отражает реальный мир Позиционирование Согласованность Полнота Разрешение (resolution) – размер наименьшего элемента, который может соответствовать растровым данным Для растровых данных измеряется в пикселях 37


Слайд 37

Термины растрового слоя Площадная зона – набор соседствующих местоположений одинакового свойства Значение – единица информации, хранящаяся в слое для каждого пикселя объекта Местоположение – наименьшая единица картографического пространства, для которого могут быть определены характеристики или свойства 38


Слайд 38

Обозначения на векторных картах 39


Слайд 39

ГИС и цифровая картография Карты со сложным содержимым (Corel Draw, InDesign, Publisher) – не ГИС В ГИС – географическая привязка объектов и единое координатное пространство В ГИС – аналитическая обработка (буферизация, объединение, вырезание, наложение) В ГИС – возможность задавать вопросы (с помощью запросов) 40


Слайд 40

Отличие цифровой карты от ГИС-карты 41


Слайд 41

Аппаратная платформа ГИС Простые ГИС Персональный компьютер, ОС Windows, Linux Профессиональные ГИС Рабочая станция на RISC-процессорах, монитор>21’, многозадачная ОС Unix, Solaris, VMS Зачем мощные машины? Векторизаторы Высокая детализация карт Значительные объемы данных (>ТБ) 42


Слайд 42

Устройства ввода/вывода 43


Слайд 43

Устройства ввода/вывода 44


Слайд 44

Классификация ГИС (по функциональности) Профессиональные – руководство крупными отраслями и территориями (ESRI, Autodesk, Simens) Настольные – прикладные научные задачи, оперативного управления и планирования (MAP Info, ArcView, Atlas) Вьюверы, электронные атласы – системы информационно-справочного использования. Нет возможности редактирования 45


Слайд 45

Классификация ГИС (по типам представления графической информации) ГИС на основе растровой модели цифровое представление графических объектов – совокупность ячеек растра ГИС на основе векторной модели Объект как набор координатных чисел 46


Слайд 46

Словарь Accuracy – точность GIS – Geographic Information Systems Image – простое изображение Projection – проекция Raster – изображение с сеткой и атрибутами Resolution – разрешение Scale – масштаб Shapefile – файл, содержащий векторные данные 47


×

HTML:





Ссылка: