Функции гис в строительстве

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Рац Н. А.

Данная статья посвящена перспективам применения геониформационных технологий в строительстве. Проведено исследование возмож­ности применения ГИС-технологий на различных этапах строительно­ го процесса. Подробно описана возможность использования современ­ных геоинформационных технологий на одном из этапов инвестици­онно-строительного процесса подборе строительной площадки. При­ведены примеры реализованных систем и предложены программные средства для реализации новых.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Рац Н. А.

Методы и геоинформационные технологии, применяемые для расчета пораженности территории линейно-эрозионными процессами в социально значимых зонах в условиях насыщенности территории города транспортными инженерно-техническими сооружениями

Методы и геоинформационные технологии, применяемые для расчета пораженности территории линейно эрозионными процессами в социально значимых зонах в условиях насыщенности территории города транспортными инженерно техническими сооружениями

ГИС в строительстве ЖК ОБРАЗ ЖИЗНИ

Геоинформационные системы предприятий нефтегазовой отрасли: функциональность, архитектура и перспективы развития

Текст научной работы на тему «Геоинформационные системы в строительстве»

- устраняет проблемы обновления ключа шифрования, связанные с электромагнитными наводками при передаче данных между считывателем и меткой, за счет хранения на внутреннем сервере предыдущего и текущего значения сессионных ключей;

— использует только ГПСЧ и контрольную сумму CRC, которые на данный момент являются единственно оптимальными для аппаратной реализации в бюджетных RFID-метках;

— устанавливает связь считывателя и внутреннего сервера при первом обращении считывателя к серверу и обмен происходит по закрытому каналу.

Данный протокол предназначен для систем автоматизированного контроля автотранспорта. Он применяется в сфере служебного автотранспорта, для контроля передвижения и удаленной верификации служебного транспорта, а также сфере грузовых перевозок, например для удаленного контроля прохождения грузового транспорта только через оплаченные зоны. Протокол может быть применен для специальных пропусков для машин, например, осуществление автоматизированного контроля въезда на служебную территорию за счет сопряжения системы с автоматическим шлагбаумом.

1. Yan Liang, Chunming Rong. Strengthen RFID Tags Security Using New Data Structure // International Journal of Control and Automation. — 2008. -Vol. 1, № 1. — P. 51-58.

2. EPCglobal Inc.: Class 1 Generation 2 UHF Air Interface Protocol Standard Version 1.09 [Электронный ресурс]. — Режим доступа: www.epcgloba-linc.org.

3. Рябко Б.Я., Фионов А.Н. Криптографические методы защиты информации: учебное пособие для вузов. — М. : Горячая линия — Телеком, 2005.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Геоинформационная система ГИС урок 1 теория

Институт системного анализа и управления Международного университета природы, общества и человека «Дубна», г. Дубна

Данная статья посвящена перспективам применения геониформаци-онных технологий в строительстве. Проведено исследование возможности применения ГИС-технологий на различных этапах строитепьно-

* Аспирант кафедры Системного анализа и управления.

го процесса. Подробно описана возможность использования современных геоинформационных технологий на одном из этапов инвестиционно-строительного процесса — подборе строительной площадки. Приведены примеры реализованных систем и предложены программные средства для реализации новых.

В данный момент ГИС-технологии широко применяются практически во всех сферах человеческой деятельности. Образование, бизнес, управление, землепользование, экология, военное дело, сельское хозяйство, строительство, разработка и добыча полезных ископаемых, торговля и маркетинг, туризм и другие области экономической деятельности требуют применения ГИС-технологий и пространственного подхода.

Строительство — одна из ключевых отраслей экономики РФ. В 2007 году удельный вес строительства в ВВП составил 5,7 %. Удельный вес занятых в отрасли от общей численности занятого населения на 2007 год составлял 7,8 %. Строительство является одной из ключевых производственных отраслей и выполняет ряд социальных приоритетных государственных задач [1].

Наибольшее количество задач, решаемых с использованием геоинформационных технологий сосредоточено на этапе подбора строительной площадки (2.0). Рассмотрим данный процесс (приведен на рис. 1) в контексте ГИС-решений более подробно.

Подбор строительной площадки

Анализ текущих предложений

Поиск и -формирование новых участков

Проверка на соответствие заданным критериям отобранных объектов)

Корректировка исходных критериев

Проверка соответствия земельных участков заданным критериям

Подбор земельных участков

Геологический мониторинг строения земной коры

Учет объектов землепользования

Мониторинг загруженности I. инженерных сетей

Оценка воздействия объектов строительства на , окружающую среду

Рис. 1. Этап «Подбор строительной площадки»

На этапе подбора строительной площадки алгоритм выполнения действий (в общем случае) состоит из следующих задач:

1. Анализ текущих предложений — как правило, воспользоваться готовыми предложениями проще, и, несмотря на зачастую больший объем затрат на приобретение земельного участка, чем его подбор и оформления, такой подход позволяет четко прогнозировать общую стоимость.

Наличие ГИС упрощает процедуру выбора и анализа текущих предложений на соответствие предъявляемым требованиям.

Для создания такой системы необходимо:

— топографическая модель местности, на которой производится отбор объектов;

— база данных объектов, с описанием каждого из них (описание необходимо проводить максимально формализовано для решения большего количества задач);

— провести разделение объектов на классы (например, по разрешенному виду использования земельных участков; близости к автомагистралям; расположению в городах или за его пределами; наличию инженерных коммуникаций и т.д.);

— предусмотреть возможность пользователя для решения конкретных задач проводить ранжирование классов по степени важности.

Для реализации ГИС анализа текущих предложений земельных участков может быть выбрана платформа ArcView, Autodesk Map, ГИС Итегро. Хранение данных обеспечивается одной из СУБД: MS SQL Server, Oracle, Sybase, Interbase или в «настольных» приложениях, входящих в популярный пакет MS Office. Отбор объектов по проведенному пользователю ранжированию позволяет провести аналитический аппарат в системе ГИС Интегро, либо надстройка ArcView ArcGIS Survey Analyst [2].

В тривиальном виде такие системы (без аналитического аппарата) представлены на Интернет-страницах ведущих агентств недвижимости.

2. Подбор земельных участков из несформированных («свободных»). Решением такой задачи, как правило, занимается территориальный орган власти, т.к. только его органы располагают наиболее полной информацией о не -застроенных и незарезервированных, пригодных для размещения, территориях. Необходимо отметить, что для решения такого рода задачи следует использовать информацию о градостроительном зонировании и ограничениях.

Геонформационная система подбора земельных участков аналогична по набору исходных данных и средств реализации описанной в п. 1 ГИС анализа текущих предложений. Целесообразно интегрировать такую систему с государственной автоматизированной системой кадастрового учета.

Топографические данные территориальных образований оцифрованы, базы данных содержат сведения об участках (в том числе кадастровые) в ряде городов, например в Дубне и Уфе. Представление данных в таком

виде с использованием ГИС-технологий упрощает работу в ряде областей, в том числе и по подбору земельных участков, но пока не содержат аналитического аппарата.

3. Проверка отобранных объектов на соответствие заданным критериям и выбор нехудшего варианта — трудоемкий и важный этап. Особенно важно правильно определить критерии к земельным участкам для строительства. Выделим подзадачи, решение которых целесообразно с применением ГИС-технологий:

А) Геологический мониторинг строения земной коры. Нередко объекты нового строительства располагаются в непосредственной близости друг от друга или на относительно небольшом удалении. Зачастую также производят так называемую «уплотнительную» застройку.

В таких случаях при выборе строительной площадки обобщенные сведения о уже проведенных геологических изысканиях, собранные в единую базу данных, позволили бы производить отбор наиболее пригодных мест застройки. Учет данного фактора позволяет на предпроектном этапе оптимизировать затраты и правильно сформировать задание на проектирование не тратя на это лишние средства. Использование интерполяции для моделирования строения земной коры повысит достоверность результатов, а в ряде случаев, даст возможность провести оценку в незастроенных районах.

Геоинформационная система геологического мониторинга строения земной коры может быть построена на основе программных средств, приведенных в п. 1. Ее разработка потребует создания дополнительных таблиц баз данных, а также математического модуля интерполяции.

Сведения о разработке подобных систем для нужд строительной отрасли отсутствуют. Методы анализа и прогнозирования такого рода активно используются в геологоразведке.

Б) Мониторинг загруженности инженерных сетей. При планирования строительных объектов геоинформационная система мониторинга загруженности сетей позволит сократить и спланировать затраты, выбрать наиболее оптимальный вариант размещения.

Как для территориальных властей, так и для государственных монополий, осуществляющих эксплуатацию инженерных сетей, мониторинг позволит оперативно управлять и планировать развитие инфраструктуры. Для решения такой задачи необходимо провести значительную работу по созданию методик и алгоритмов работы, создать специальный модуль программного обеспечения. Модули ПО можно разделить по отраслям (напр., электроснабжение и теплоснабжение или электроснабжение 10 кВ и электроснабжение 7 кВ), так и по территориальному признаку (муниципальные, региональные и т.д.). Подход к реализации системы зависит от поставленных задач.

Геоинформационная система мониторинга инженерной инфраструктуры предприятием, построенная на базе ГИС Autodesk MAP, СУБД

Oracle, Microsoft Internet Information Services — web-сервера, обрабатывающего запросы пользователей разработана Томским государственным университетом систем управления и радиоэлектроники. Используется для мониторинга текущего состояния инженерных сетей крупных предприятий и предупреждения аварийных ситуаций [3].

В) Оценка воздействия объектов строительства на окружающую среду. Для большей части объектов строительства требуется выполнение на стадии «Проект» раздела оценка воздействия на окружающую среду.

Вариант подхода к реализации таких геоинформационных систем указан в п. 1.

Использование ГИС-технологий для моделирования воздействия объектов строительства на окружающую среду широко распространено.

4. Корректировка исходных критериев может потребоваться, если не один из объектов выборки не удовлетворяет предъявляемым требованиям. Это экспертная задача и ее решение может быть найдено в том числе с помощью описанных выше геоинформационных систем.

Каждый из приведенных выше инструментов для решения отдельной задачи упростил бы работу, позволил оптимизировать затраты и осуществить правильное финансовое планирование при общем сокращении сроков необходимых на выполнение работ этапа. Очевидно, что для реализации ГИС-приложений достаточно одной единой картографической основы. Анализ текущих предложений земельных участков, подбор несформированных земельных участков и учет объектов землепользования, а также оценка воздействия объектов строительства на окружающую среду — задачи, требующие единого методико-технического подхода. Геологический мониторинг строения земной коры и мониторинг загруженности инженерных сетей требуют дополнительного инструментария, подключение которого — решаемая задача для любой из предложенных выше платформ.

Для решения задач этапа целесообразно построение единой информационно-аналитической системы. Для решения сложных задач, в частности планирования, в рамках мониторинга загруженности инженерных сетей, может быть интегрирована СППР. Учитывая современные требования, информационно-аналитическая система должна быть масштабируема, иметь распределение пользователей по ролям доступа, иметь единый Web-интерфейс, что позволяют предложенные для реализации программные средства такие как ГИС Интегро, ArcView и др.

1. Строительство в России — 2008. Статистический сборник / Федеральная служба государственной статистики (Росстат). — М., 2008. — 213 с.

2. Аракчеев Д.Б. Аналитическое и программно-технологическое обеспечение поддержки принятия управленческих решений в природопользо-

вании: автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.13.01 / Д.Б. Аракчеев; Международный университет природы, общества и человека «Дубна». — Дубна, 2005. — 23 с.

3. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. Геоинформационная система мониторинга инженерной инфраструктуры предприятием [Электронный ресурс] / ТУСУР. — Режим доступа: http://www.tusur.ru/ 01.10.2009. — Загл. с экрана.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО УТОЧНЕНИЯ ОЦЕНОК ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОДНОМЕРНОГО РАСКРОЯ

Уфимский государственный авиационный технический университет,

Рассматривается NP-трудиая задача линейного раскроя в единичном производстве. Для решения задачи используется метод последовательного уточнения оценок (Sequential Value Correction, SVC) и его модификация (Sequential Value Correction Stochastic, SVCS). Приведены результаты численных экспериментов. Производится сравнение с другими методами решения рассматриваемой задачи.

Для решения задач раскроя и упаковки используются различные эвристические алгоритмы. Одним из многопроходных эвристических алгоритмов является метод последовательного уточнения оценок [1] (Sequential Value Correction, SVC). Особенностью метода является использование псевдооценок аналогичных объектно-обусловленным оценкам в линейном программировании (Linear Programming, LP).

Методология SVC используется для создания алгоритмов двумерной и трехмерной упаковок объектов прямоугольной и произвольной формы. При конкретной реализации метода вычисление оценок выполняется по определенной функции, которая может быть детерминированной и стохастической. При этом вид самой функции в отдельных реализациях алгоритма может различаться. К стохастической реализации алгоритма относится метод случайного уточнения оценок [2] (Sequential Value Correction Stochastic, SVCS), основанный на идеи использования случайно изменяющегося параметра в функции вычисления псевдооценок.

* Доцент кафедры Вычислительной математики и кибернетики, кандидат технических наук, доцент.

Источник: cyberleninka.ru

Функции ГИС в строительстве

Географическая информационная система — информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных.

ГИС предназначены для решения научных и прикладных задач инвентаризации, анализа, оценки, прогноза и управления окружающей средой и территориальной организацией общества.

Основу ГИС составляют автоматизированные картографические системы, а главными источниками информации служат различные геоизображения.

Все более актуальными становятся проблемы комплексной переработки пространственных и пространственно-временных данных, извлечения из данных нетривиальных закономерностей и использования выделенной информации для прогноза пространственно-временных процессов и явлений. Интеграция геоинформационных технологий с сетевыми технологиями позволяют обеспечить широту применения и возможность доступа, обработки и анализа ГИ.

ГИС в целом выполняет пять основных процедур с данными: ввод, манипулирование, управление, запрос и анализ, визуализацию. Географические изображения для использования в ГИС вводятся в векторном или растровом виде напрямую, если такие данные уже существуют в подходящем цифровом формате, либо с помощью дигитайзера или сканера.

Каждый элемент или объект изображения имеет географическую привязку. Тем самым, любые свойства и характеристики этих объектов или элементов имеют ссылку на местоположение. Понятно, что число и разнообразие свойств и характеристик зависит только от потребностей пользователя (и возможностей, конечно).

Любая информация, которая содержит прямые или косвенные сведения о названиях, географических или других координатах, ссылки на адрес, почтовый индекс, избирательный округ, номер участка, километровый столб и т. п., может быть включена в ГИС. Средства манипулирования представляют собой различные способы преобразования и выделения данных, например, приведение всей геоинформации к единому масштабу и проекции для удобства совместной обработки. Для хранения, структурирования и управления данными в ГИС чаще всего используются реляционные базы данных, где для связывания таблиц служат общие поля.

Запрос и анализ в ГИС можно выполнять на разных уровнях сложности: от простых вопросов — где находится объект и каковы его свойства, до поисков по сложным шаблонам и сценариям. Очень важны в ГИС средства анализа близости и наложения объектов. Первый инструмент связан с выделением буферных зон вокруг заданных объектов по комбинации различных параметров (например, выделить населенные пункты, расположенные не далее двух километров от автодороги). Второй — позволяет рассчитывать пересечение, объединение и другие сочетания двух и более площадных объектов, расположенных в разных тематических слоях (так называемые оверлейные операции).

Результаты наложения можно просто отображать на экране или же создавать новые объекты с любыми наборами атрибутивных характеристик. Развитые средства визуализации позволяют ГИС легко управлять отображением данных. Традиционным результатом обработки и анализа пространственных данных является карта, которая легко дополняется отчетными документами, трехмерными изображениями, таблицами, диаграммами, фотографиями и другими мультимедийными средствами. Кроме базовых операций, ГИС имеет и специальные группы функций, реализующих задачи прокладки маршрута, поиска кратчайших расстояний, пространственной статистики и т. д.

По своему назначению ГИС можно разделить на четыре широкие функциональные категории: простые инструменты составления карт и диаграмм; настольные ГИС-пакеты широкого применения; полнофункциональные системы и ГИС уровня предприятия (корпоративные системы).

Источник: studbooks.net

Геоинформационная система — гис

Внедрение информационных систем в разные сферы деятельности человека находят свое место в области геодезии и смежных, связанных с ней и другими земными областями исследований. Направляясь параллельным курсом с возникновением и развитием спутниковой геодезии, информационные системы предоставили технологические, управленческие, геологические, метеорологические, картографические, транспортные, многоотраслевые возможности получения необходимой пространственной информации определенной степени точности.

Любая геоинформационная система (ГИС) – это, говоря современным языком, прежде всего проект на основе научных и практических данных с целью получения какого-то конечного результата по поставленной тематике.

ГИС — это своего рода новая форма геоизысканий, связанных на основе сбора и обработки необходимых данных методами геодезии, прикладной математики и созданных компьютерных приложений.

В словосочетании «геоинформационная система» содержатся три основополагающих слова, раскрывающих его сущность.

Со словом «гео» связаны все объекты изысканий и исследований внутри, около и на земной поверхности.

С «информационной» составляющей словосочетания связаны методы обработки и преобразования получаемой информации в необходимый цифровой графический продукт.

«Система» считается связующей составляющей, которая придает целостность всей картине исследований и объединяет все ее элементы и параметры в пространственную форму.

Геоинформационные системы можно рассматривать как программные средства, которые позволяют работать с пространственно-соотнесенной информацией, с геоизображением, но не с простым изображением, а которое зарегистрировано. Процесс регистрации (привязки) подразумевает под собой определенные действия по ориентированию изображений конкретным образом в той или иной системе координат. Именно такая возможность считается главной особенностью ГИС в отличие от других программ.

Она обладает и специальными инструментами, которые позволяют обычную карту сделать реальной моделью существующей поверхности. Так в определенный момент пришла идея карту совместить с информацией, то есть карта не сама по себе, а она обладает специальными атрибутами (описательными характеристиками), которые являются непространственными. Соотнесение пространственной информации с непространственной, увязка в единую систему и создание инструментов анализа привело к появлению ГИС конструкций. Совмещение позиционной и непозиционной информаций можно считать главным ноу-хау ГИС построений.

Структура геоинформационной системы

Геоинформационная конструкции состоит из четырех составных частей:

• Первая часть подразумевает под собой сбор данных и материалов из всевозможных первоисточников информации; существуют позиционные (с координатной привязкой) и непозиционные (описательные, в атрибутивных таблицах) первоисточники;
• Вторая часть состоит из выборки необходимых данных и ее хранения на компьютерных носителях;
• Третья часть технологическая, которая служит для систематизации, описания, сравнения, выделения, и главное анализа данных различными способами;
• Четвертая часть результирующая, с выводами окончательных результатов в требуемых формах в соответствии с техническими заданиями.

Возможности, возникающие при работе в ГИС

В процессе работы с геоинформационными системами можно сделать вывод о том, что они позволяют давать быстрые ответы на многие вопросы и принимать оптимальные решения в различных сферах деятельности человека, а именно:

• что находится в определенных районах местоположения?
• Где находится конкретный объект?
• Оценивать динамику изменений во времени, пространстве, объемах и так далее;
• какие пространственные структуры существуют?
• Позволяют осуществлять моделирование с конкретными техническими проектными условиями (например, картограмма земляных масс)

Основные функциональные возможности приложений ГИС состоят в следующем:

• Регистрации геоизображений;
• Создание новых геоизображений (векторизацмя);
• Создание баз данных и ихстатистическая обработка;
• Анализ и обработка пространственных данных (геоанализ);
• Анализ непространственных (атрибутивных) данных;
• Визуализация и картографирование;
• Хранение данных.

Виды геоинформационного строительства

Следует выделить возможности классифицировать ГИС по разным критериям:

• По территориальному признаку (глобальные, национальные, региональные, территориальные, местные)
• По тематическому признаку (геологические, сельскохозяйственные, лесные, метеорологические, городские и другие)
• По функциональным признакам (многомасштабные, пространственно-временные)

Перспективы развития геоинформационных конструкций

В настоящее время перспективными направлениями развития геоинформационного порядка считаются:

Источник: geostart.ru

Геоинформационная система

Геоинформационные системы (также ГИС — географическая информационная система) — системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Другими словами, это инструменты, позволяющие пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например высоту здания, адрес, количество жильцов.

Каталог ГИС-систем и проектов доступен на TAdviser

По территориальному охвату различают глобальные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС (local GIS).

ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), природоохранные ГИС (environmental GIS) Шаблон:Nobr; среди них особое наименование, как особо широко распространённые, получили земельные информационные системы. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.

Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale representation), обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС (spatio-temporal GIS) оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов (GIS project), создание ГИС в широком смысле слова, включает этапы: предпроектных исследований (feasibility study), в том числе изучение требований пользователя (user requirements) и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения «затраты/прибыль» (costs/benefits); системное проектирование ГИС (GIS designing), включая стадию пилот-проекта (pilot-project), разработку ГИС (GIS development); её тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке (test area), прототипирование, или создание опытного образца, или прототипа (prototype); внедрение ГИС (GIS implementation); эксплуатацию и использование. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.

Задачи ГИС

• Ввод данных. Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат (оцифрованы). В современных ГИС этот процесс может быть автоматизирован с применением сканерной технологии, либо, при небольшом объеме работ, данные можно вводить с помощью дигитайзера.
• Манипулирование данными (например, масштабирование).
• Управление данными. В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов, а при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными применяются СУБД.
• Запрос и анализ данных — получение ответов на различные вопросы (например, кто владелец данного земельного участка? На каком расстоянии друг от друга расположены эти объекты? Где расположена данная промышленная зона? Где есть места для строительства нового дома? Каков основный тип почв под еловыми лесами? Как повлияет на движение транспорта строительство новой дороги?).
• Визуализация данных. Например, представление данных в виде карты или графика.

Возможности ГИС

ГИС включают в себя возможности СУБД, редакторов растровой и векторной графики и аналитических средств и применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, транспорте, экономике, обороне. ГИС позволяют решать широкий спектр задач — будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.

• определить какие объекты располагаются на заданной территории;
• определить местоположение объекта (пространственный анализ);
• дать анализ плотности распределения по территории како-то явления(например плотность расселения);
• определить временные изменения на определенной площади);
• смоделировать, что произойдет при внесении изменений в расположение объектов (например, если добавить новую дорогу).

Классификация ГИС

По территориальному охвату:

• глобальные ГИС;
• субконтинентальные ГИС;
• национальные ГИС;
• региональные ГИС;
• субрегиональные ГИС;
• локальные или местные ГИС.

По уровню управления:

• федеральные ГИС;
• региональные ГИС;
• муниципальные ГИС;
• корпоративные ГИС.

По функциональности:

• полнофункциональные;
• ГИС для просмотра данных;
• ГИС для ввода и обработки данных;
• специализированные ГИС.

По предметной области:

• картографические;
• геологические;
• городские или муниципальные ГИС;
• природоохранные ГИС и т. п.

Если помимо функциональных возможностей ГИС в системе присутствуют возможности цифровой обработки изображений, то такие системы называются интегрированными ГИС (ИГИС). Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов, обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС оперируют пространственно-временными данными.

Области применения ГИС

• Управление земельными ресурсами, земельные кадастры. Для решения проблем, имеющих пространственную привязку и начали создавать ГИС. Типичные задачи — составление кадастров, классификационных карт, определение площадей участков и границ между ними и т. д.
• Инвентаризация, учет, планирование размещения объектов распределенной производственной инфраструктуры и управление ими. Например, нефтегазодобывающие компании или компании, управляющие энергетической сетью, системой бензоколонок, магазинов и т. п.
• Проектирование, инженерные изыскания, планировка в строительстве, архитектуре. Такие ГИС позволяют решать полный комплекс задач по развитию территории, оптимизации инфраструктуры строящегося района, требующегося количества техники, сил и средств.
• Тематическое картографирование.
• Управление наземным, воздушным и водным транспортом. ГИС позволяет решать задачи управления движущимися объектами при условии выполнения заданной системы отношений между ними и неподвижными объектами. В любой момент можно узнать, где находится транспортное средство, рассчитать загрузку, оптимальную траекторию движения, время прибытия и т. п.
• Управление природными ресурсами, природоохранная деятельность и экология. ГИС помогает определить текущее состояние и запасы наблюдаемых ресурсов, моделирует процессы в природной среде, осуществляет экологический мониторинг местности.
• Геология, минерально-сырьевые ресурсы, горнодобывающая промышленность. ГИС осуществляет расчеты запасов полезных ископаемых по результатам проб (разведочное бурение, пробные шурфы) при известной модели процесса образования месторождения.
• Чрезвычайные ситуации. С помощью ГИС производится прогнозирование чрезвычайных ситуаций (пожаров, наводнений, землетрясений, селей, ураганов), расчет степени потенциальной опасности и принятие решений об оказании помощи, расчет требуемого количества сил и средств для ликвидации чрезвычайных ситуаций, расчет оптимальных маршрутов движения к месту бедствия, оценка нанесенного ущерба.
• Военное дело. Решение широкого круга специфических задач, связанных с расчетом зон видимости, оптимальных маршрутов движения по пересеченной местности с учетом противодействия и т. п.
• Сельское хозяйство. Прогнозирование урожайности и увеличения производства сельскохозяйственной продукции, оптимизация ее транспортировки и сбыта.

Сельское хозяйство

Перед началом каждого сельскохозяйственного сезона фермеры должны принять 50 важнейших решений: что выращивать, когда сеять, использовать ли удобрения и т. д. Любое из них может отразиться на урожайности и на конечном результате. Прежде фермеры принимали такие решения, основываясь на прошлом опыте, традиции или даже разговорах с соседями и другими знакомыми. Сегодня сельское хозяйство порождает больше данных с географической привязкой, чем большинство других отраслей. Данные поступают из различных источников: телеметрии машин, метеорологических станций, наземных датчиков, образцов почвы, наземного наблюдения, спутников и беспилотников. С помощью ГИС сельскохозяйственные компании могут собирать, обрабатывать и анализировать данные для максимизации ресурсов, мониторинга сохранности урожая и повышения урожайности [1] .

Перевозки и логистика

Перемещение людей и вещей часто сопряжено с огромными логистическими трудностями. Представьте себе больницу, которая хочет предоставить своим пациентам в определенное время лучший и самый быстрый маршрут до дома, или орган местного самоуправления, который хочет организовать оптимальные маршруты автобусов и скоростных трамваев, или производителя, который хочет как можно эффективнее и экономичнее доставлять свои продукты, или нефтяную компанию, которая планирует прокладку трубопроводов. В каждом из этих случаев для принятия бизнес-решений на основе полной информации необходим анализ данных о местополождении.

Энергетика

В разведке запасов энергоносителей для определения экономической целесообразности добычи в той или иной местности используются спутниковые фотографии, геологические карты поверхности земли и дистанционное зондирование пластов. Энергетические компании используют огромный объем географических данных, поскольку промышленные сенсоры сейчас устанавливаются везде: лазерные сенсоры на самолетах, датчики на поверхности земли при бурении скважин, мониторы трубопроводов и т. д. Картографирование и пространственный анализ дают необходимые знания для принятия решений с соблюдением требований регуляторов о выборе площадок и локализации ресурсов.

Розничная торговля

В связи с тем, что потребители все шире используют смартфоны и носимые устройства, традиционные продавцы могут использовать геопространственную технологию для получения более полной картины поведения покупателей в прошлом и настоящем. Потому что геопространственные данные не сводятся к определению местоположения, а охватывают связанные с этим положением данные, такие как демографические характеристики покупателей или информацию о том, где в магазине люди проводят больше всего времени. Все эти данные можно использовать при выборе места для магазина, определении набора товаров и их размещении и т. д.

Оборона и разведка

Геопространственная технология изменила военные и разведывательные операции в любой части мира, где размещены воинские контингенты. Командование, аналитики и другие специалисты нуждаются в точных данных ГИС для решения своих задач. ГИС помогает оценивать ситуацию (создает полное визуальное представление тактической информации), проводить операции на суше (показывает условия местности, высоты, маршруты, растительный покров, объекты и населенные пункты), в воздухе (передает данные о погоде и видимости пилотам; направляет войска и снабжение, дает целеуказание) и на море (показывает течения, высоту волн, приливы и погоду).

Федеральное правительство

Своевременная и точная геопространственная разведка имеет важнейшее значение для принятия решений федеральными агентствами, которые отвечают за охрану и безопасность, инфраструктуру, управление ресурсами и качество жизни. ГИС позволяет организовать охрану и безопасность с операционной поддержкой, координировать оборону, реагирование на природные катастрофы, действия правоохранительных органов, органов национальной безопасности и экстренных служб. Что касается инфраструктуры, то ГИС помогает управлять ресурсами и активами, предназначенными для автомагистралей, портов, общественного транспорта и аэропортов. Федеральные агентства также используют ГИС для лучшего понимания актуальных и исторических данных, необходимых для управления сельским и лесным хозяйством, горнодобывающей промышленностью, водными и другими природными ресурсами.

Местные органы власти

Местные органы ежедневно принимают решения, напрямую затрагивающие жителей и приезжих. Начиная с ремонта дорог и коммунальных услуг и заканчивая оценкой стоимости земли и развитием территорий — везде картографические приложения применяются для анализа и интерпретации данных ГИС. Кроме того, население и ландшафт городов и поселков может сильно измениться за сравнительно короткое время. Чтобы адаптироваться к этим изменениям и обеспечить людям тот уровень обслуживания, которого они ожидают, местные органы власти широко применяют современную технологию ГИС для наблюдения за дорожным движением и дорожными условиями, качеством окружающей среды, распространением заболеваний, распределением предприятий коммунального хозяйства (например, электро- и водоснабжения и канализации), для управления парками и другими общественными участками земли, а также для выдачи разрешений на создание кемпингов, на охоту, рыбалку и т. д.

Структура ГИС

ГИС-система включает в себя пять ключевых составляющих:

• аппаратные средства. Это компьютер, на котором запущена ГИС. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров;
• программное обеспечение. Cодержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической информации. К таким программным продуктам относятся: инструменты для ввода и оперирования географической информацией; система управления базой данных (DBMS или СУБД); инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации;
• данные. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на коммерческой или другой основе. В процессе управления пространственными данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных;
• исполнители. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники, которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы;
• методы.

История ГИС

Пионерский период (поздние 1950е — ранние 1970е гг.)

Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы.

• Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах.
• Появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х.
• Создание программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров.
• Создание формальных методов пространственного анализа.
• Создание программных средств управления базами данных.

Период государственных инициатив (нач. 1970е — нач. 1980е гг.)

Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:

• Автоматизированные системы навигации.
• Системы вывоза городских отходов и мусора.
• Движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т. д.

Период коммерческого развития (ранние 1980е — настоящее время)

Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных.

Пользовательский период (поздние 1980е — настоящее время)

Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и «открытость» программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских «клубов», телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры.

Структура ГИС

1. Данные (пространственные данные):
2. позиционные (географические): местоположение объекта на земной поверхности.
3. непозиционные (атрибутивные): описательные.

Вопросы на которые может ответить ГИС

1. Что находится в…? (определяется место).
2. Где это находится? (пространственный анализ).
3. Что изменилось начиная с…? (определить временные изменения на определенной площади).
4. Какие пространственные структуры существуют?
5. Что если? (моделирование, что произойдет, если добавить новую дорогу).

ГИС в России

Наибольшее распространение в России имеют программные продукты ArcGIS и ArcView компании ESRI, семейство продуктов GeoMedia корпорации Intergraph и MapInfo Professional компании Pitney Bowes MapInfo.Шаблон:Источник?

Используются также другие программные продукты отечественной и зарубежной разработки: Bentley’s MicroStation, IndorGIS, STAR-APIC, Zulu, ДубльГИС и пр.

Стандартизация в области применения ГИС

2022: Принятие в первом чтении законопроекта о переходе на использование отечественных геоинформационных технологий

Государственная Дума приняла в первом чтении разработанный Росреестром проект федерального закона «О внесении изменений в Федеральный закон «О геодезии, картографии и пространственных данных и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» и Земельный кодекс Российской Федерации». Об этом 22 февраля 2022 года TAdviser сообщили в Росреестре.

Законопроект Росреестра о переходе на отечественные геоинформационные технологии принят в первом чтении
Фото: aurora.red

Как известно, поиск, сбор, хранение, обработка, предоставление и распространение пространственных данных, в том числе с использованием информационных систем, регулируется Федеральным законом от 30 декабря 2015 г. № 431-ФЗ «О геодезии, картографии и пространственных данных и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Инициированный Росреестром законопроект разработан на основании распоряжения Президента РФ от 18.05.2017 № 163-рп и дополнительно регулирует вопросы, связанные с использованием геоинформационных технологий, уточнили в ведомстве.

Основной целью законопроекта является обеспечение перехода в России на использование отечественных геоинформационных технологий. Также законопроектом предлагается усовершенствовать отдельные аспекты деятельности в сфере геодезии и картографии для повышения эффективности оборота пространственных данных.

Законопроектом предлагается определить федеральный орган исполнительной власти, который будет осуществлять регулирование в области геоинформационных технологий. Кроме того, уполномоченный орган должен будет разработать единые требования к программным средствам геоинформационных систем, которые используются в органах государственной власти и местного самоуправления. Такой уполномоченный орган должно определить Правительство Российской Федерации.

По мнению представителей Росреестра, положения, предусмотренные законопроектом, будут способствовать вовлечению в экономический оборот пространственных данных, создаваемых всеми субъектами геодезической и картографической деятельности.

Рынок ГИС России

В 2012 году рынок геоинформационных услуг в России сохранил динамику роста, увеличившись на 20%. Такой же показатель отмечался и в 2011 году; тогда в денежном выражении объем отечественного рынка геоинформатики составил 1,2 млрд. долларов США. В 2012 году эта цифра достигла $ 1,5 млрд; из них порядка 15% приходится на собственно разработку, внедрение и сопровождение информационных систем (в том числе, корпоративные ГИС), 40% – на сектор спутниковой навигации, еще 25% составляет сегмент, связанный со сбором, обработкой и генерированием пространственных данных. Оставшиеся 20% включают в себя геодезические/картографические услуги и специализированное оборудование.

Заместитель директора Esri CIS Сергей Щербина рассказал TAdviser, что существует два прогноза развития рынка ГИС в России на 2013 год: позитивный сценарий предполагает рост на 25%, негативный — рост на 15%.

«Разница в 10 процентных пунктов — это возможность государства внедрять ГИС-системы. Желание и понимание необходимости со стороны государства есть, однако все упирается в финансирование», — рассказал TAdviser Щербина. — Если существующие проекты не будут буксовать, а средства выделяться из бюджета, то оправдается позитивный сценарий. Если не оправдается, то возрастающий интерес со стороны коммерческих организаций позволит рынку вырасти примерно на 15%».

Программные продукты ГИС

Каталог ГИС-систем и проектов, разработчиков и интеграторов доступен по этому адресу: ГИС — Геоинформационные системы

Источник: www.tadviser.ru