Современное развитие общества приводит к возрастанию объема и усложнению задач, решаемых в области организации производства, процессов планирования и анализа, финансовой работы, связей с поставщиками и потребителями продукции, оперативное управление которыми невозможно без организации современной автоматизированной информационной технологии.
Под термином «технология» (от греч. techne — искусство, мастерство, умение) в промышленном смысле понимают совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, осуществляемых в процессе производства. В широком смысле толкования этого понятия термин «технология» подразумевает производство материальных благ, включающее три следующих компонента:
| Информационный | Представляет собой процесс описания принципов и методов производства |
| Социальный | Это кадры и их организация в процессе производства |
| Инструментальный | Это орудия труда, посредством которых реализуется производство |
Единство понятий «технология» и «информационная технология» заключается, прежде всего, в том, что в основе и той и другой лежит процесс, под которым понимается определенная совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. При этом любой технологический процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализовываться с помощью совокупности различных методов и средств.
Общественное обсуждение НИР Информационные технологии в строительстве
Методами информационных технологий являются методы обработки и передачи информации.
Средства информационных технологий — это технические, программные, информационные и другие средства, при помощи которых реализуется информационная технология на экономическом объекте.
Сравнение технологии материального производства и информационной технологии приведено в табл. 1.1.
| Технология изменяет качество или первоначальное состояние материи для получения материального продукта | Информационная технология на основе первичных данных получает информацию нового качества для принятия оптимального управленческого решения |
| Применяя разные технологии к одному и тому же материальному ресурсу, можно получить разные изделия, продукты | Используя разные технологические процессы обработки одной и той же информации, можно получать информацию разного качества |
| Используются средства и методы обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материалов | Используются средства и методы, посредством которых реализуются операции сбора, обработки, накопления, хранения и передачи данных на экономическом объекте |
| Цель — выпуск продукции, удовлетворяющей потребности человека или системы | Цель — производство информации для ее анализа человеком и принятия на этой основе решения по выполнению какого-либо действия |
Принципиальное отличие информационной технологии от технологии материального производства состоит в том, что в первом случае технология не может быть непрерывной, т. к. она соединяет работу рутинного типа ( анализ , оперативный учет) и творческую работу, пока не поддающуюся формализации (принятие управленческих решений). Во втором случае функция производства непрерывна и отражает строгую последовательность всех операций для выпуска продукции (технологический производственный процесс). Используемые в производственной сфере технологические понятия ( норма , норматив и т. д.) могут быть в настоящее время распространены только на простейшие, рутинные операции над информацией.
Основы применения BIM-технологий в проектировании и строительстве
В целом можно выделить основные особенности информационных технологий ( рис. 1.1):
- целью информационного технологического процесса является получение информации;
- предметом технологического процесса (предметом обработки) являются данные;
- средства, которые осуществляют технологический процесс — это разнообразные вычислительные комплексы (программные, аппаратные, программно-аппаратные);
- процессы обработки данных разделяются на операции в соответствии с выбранной предметной областью;
- управляющие воздействия на процессы осуществляется руководящим составом организации;
- критериями оптимальности информационного технологического процесса являются своевременность доставки информации пользователям, ее надежность, достоверность и полнота.
Информационная технология направлена на целесообразное использование информационных ресурсов и снабжение ими всех элементов организационной структуры. Информационные ресурсы являются исходным «сырьем» для системы управления любой организации, учреждения, предприятия, а конечным продуктом является принятое решение. Принятие решения в большинстве случаев осуществляется в условиях недостатка информации, поэтому степень использования информационных ресурсов во многом определяет эффективность работы организации.
Таким образом, основная цель автоматизированной информационной технологии — получать посредством переработки первичных данных информацию нового качества, на основе которой вырабатываются оптимальные управленческие решения.
Основная цель информационной технологии достигается за счет:
- интеграции информации;
- обеспечения актуальности и непротиворечивости данных;
- использования современных технических средств для внедрения и функционирования качественно новых форм информационной поддержки деятельности аппарата управления.
Информационная технология справляется с существенным увеличением объемов перерабатываемой информации, ведет к сокращению сроков ее обработки и является наиболее важной составляющей процесса использования информационных ресурсов в управлении.
Автоматизированная информационная технология непосредственно связана с особенностями функционирования предприятия или организации.
Выбор стратегии организации автоматизированной информационной технологии определяется следующими факторами:
- областью функционирования предприятия или организации;
- типом предприятия или организации;
- производственно-хозяйственной или иной деятельностью;
- принятой моделью управления организацией или предприятием;
- новыми задачами в управлении;
- существующей информационной инфраструктурой и т. д.
Основополагающим фактором для построения автоматизированной информационной технологии с привязкой ее к принятой модели управления и существующей информационной инфраструктуре является область функционирования экономического объекта, в соответствии с которой предприятия и организации можно разделить на группы, представленные в табл. 1.2.
| Органы власти | Местные, |
| региональные; | |
| федеральные | |
| Государственные службы | Налоговые органы; |
| органы социального обеспечения; | |
| органы социального страхования; | |
| органы медицинского страхования; | |
| пенсионный фонд; | |
| таможенные службы; | |
| государственные нотариальные конторы; | |
| арбитражные органы и другие | |
| Государственные учреждения | Здравоохранение; |
| образовательные учреждения | |
| Сфера услуг | Банки; коммерческие страховые органы; |
| клиринговые учреждения; | |
| торгово-посреднические фирмы; | |
| туризм; | |
| консалтинговые фирмы; | |
| лизинговые компании; | |
| рекламные агентства; | |
| факторинговые фирмы; | |
| аудиторские фирмы и другие | |
| Транспортная система | Железнодорожный транспорт; |
| автомобильный транспорт; | |
| водный транспорт; | |
| воздушный транспорт; | |
| трубопроводный транспорт | |
| Предприятия связи | Объединенные; |
| специализированные | |
| Производственные предприятия, которые классифицируются по следующим признакам: | Отраслевой и предметной специализации предприятий и организаций; |
| административно-хозяйственной принадлежности предприятия; | |
| структурой производства; | |
| мощностью производственного потенциала; | |
| >типом производства; | |
| типам хозяйственных объединений предприятий |
В свою очередь производственные предприятия, имеющие специфику промышленной деятельности, можно классифицировать по шести основным классификационным признакам, представленным на рис. 1.2.
В зависимости от требований по решению задач управления экономическим объектом формируется технологический процесс обработки информации в организациях и на предприятиях различного типа. При этом при внедрении автоматизированных информационных технологий основными критериям являются величина предприятия и область функционирования, в зависимости от которых делается выбор программно-аппаратного обеспечения для решения конкретных функциональных задач, на основе которых принимаются соответствующие управленческие решения.
В соответствии с этим положением основным критерием для внедрения современной автоматизированной информационной технологии является мощность производственного потенциала, в соответствии с которой предприятия можно разделить на три группы — малые, средние и большие.
На малых предприятиях различных сфер деятельности автоматизация информационной технологии, как правило, связана с автоматизацией задач бухгалтерского учета, накоплением информации по отдельным видам бизнес-процессов, созданием информационных баз данных по направленности деятельности фирмы и организации телекоммуникационной среды для связи пользователей между собой и с другими предприятиями и организациями.
В средних предприятиях большое значение для управленческого звена играет организация электронного документооборота и привязка его к конкретным бизнес-процессам. Для таких предприятий характерно расширение круга решаемых функциональных задач, связанных с деятельностью фирмы, организация автоматизированных хранилищ и архивов информации, которые позволяют накапливать документы в различных форматах, предполагают наличие их структуризации, возможностей поиска, защиты информации от несанкционированного доступа и т. д.
На крупных предприятиях автоматизированная информационная технология строится на базе современного программно-аппаратного комплекса, включающего телекоммуникационные средства связи, многомашинные комплексы, развитую архитектуру «клиент- сервер «, применение высокоскоростных корпоративных вычислительных сетей.
Корпоративная автоматизированная информационная технология , организованная на крупном предприятии, имеет трехуровневую иерархическую структуру, организованную в соответствии со структурой территориально разобщенных подразделений предприятия: центральный сервер системы устанавливается в центральном офисе, локальные серверы — в подразделениях и филиалах, станции-клиенты, организованные в локальные вычислительные сети структурного подразделения , филиала или отделения — у персонала компании.
Непременным условием повышения эффективности производственных, экономических, управленческих и других процессов, происходящих на предприятиях, в учреждениях и организациях, является информационная технология, обладающая гибкостью, мобильностью и адаптивностью к внешним воздействиям.
Информационная технология предполагает умение грамотно работать с информацией, программными продуктами и вычислительной техникой. Эффективность функционирования информационной технологии определяется ее основными свойствами, к которым относятся следующие, представленные на рис. 1.3.
Целесообразность — состоит в повышении эффективности производства за счет внедрения современных средств вычислительной техники, распределенных баз данных, различных вычислительных сетей, что позволяет обеспечить эффективную циркуляцию и переработку информации.
Наличие компонентов и структуры.
Структура конкретной автоматизированной информационной технологии для своей реализации предполагает наличие трех основных взаимосвязанных составляющих:
| состоящий из средств вычислительной, коммуникационной и организационной техники |
| состоящие из общего (системного), прикладного (программ для решения функциональных задач специалистов) и инструментального программного обеспечения (алгоритмических языков, систем программирования, языков спецификаций, технологии программирования и т. д.) |
| включающая нормативно-методические и инструктивные материалы по организации работы управленческого и технического персонала конкретной ИТ |
Взаимодействие с внешней средой предполагает организацию взаимосвязи информационной технологии с объектами управления, внешними предприятиями, организациями, включая потребителей и поставщиков продукции, финансово-кредитные органы и т. д. Взаимодействие информационных технологий различных экономических объектов организуется посредством программных и технических средств автоматизации.
Целостность. Информационная технология является целостной системой, способной решать задачи, не свойственные ни одному из ее компонентов.
Развитие во времени — это обеспечение динамичности развития информационной технологии, возможность ее модернизации и модификации, изменение структуры, включение новых компонентов, возможность решения новых задач и т.д.
Применение автоматизированных информационных технологий позволило представить в формализованном виде, пригодном для практического использования, концентрированное выражение научных знаний и практического опыта для реализации и организации социальных процессов. При этом предполагается экономия затрат труда, времени и других материальных ресурсов, необходимых для осуществления этих процессов. Поэтому автоматизированные информационные технологии играют важную стратегическую роль, которая постоянно возрастает. Можно выделить семь основных направлений, по которым информационная технология оказывает непосредственное влияние на развитие экономики и общества.
Информационные технологии позволяют активизировать и эффективно использовать информационные ресурсы общества, которые сегодня являются наиболее важным стратегическим фактором его развития.
Опыт показывает, что активизация, распространение и эффективное использование информационных ресурсов (научных знаний, открытий, изобретений, технологий, передового опыта) позволяют получить существенную экономию других видов ресурсов: сырья, энергии, полезных ископаемых, материалов и оборудования, людских ресурсов и т. д.
Информационные технологии позволяют оптимизировать и во многих случаях автоматизировать информационные процессы, которые в последние годы занимают все большее место в жизнедеятельности человеческого общества.
Общеизвестно, что развитие цивилизации происходит в направлении становления информационного общества, в котором объектами и результатами труда большинства занятого населения становятся уже не материальные ценности, а, главным образом, информация и научные знания. В настоящее время в большинстве развитых стран большая часть занятого населения в той или иной мере связана с процессами подготовки, хранения, обработки и передачи информации и, поэтому, вынуждена осваивать и практически использовать соответствующие этим процессам информационные технологии.
Информационные технологии выступают в качестве компонентов соответствующих производственных или социальных технологий.
Объясняется это тем, что информационные процессы являются важными элементами других более сложных производственных или же социальных процессов. При этом они, как правило, реализуют наиболее важные, «интеллектуальные» функции этих технологий. Характерными примерами являются системы автоматизированного проектирования промышленных изделий, гибкие автоматизированные и роботизированные производства, автоматизированные системы управления технологическими процессами и т. п.
Информационные технологии сегодня играют исключительно важную роль в обеспечении информационного взаимодействия между людьми, а также в системах подготовки и распространения массовой информации.
В дополнение к ставшим уже традиционными средствами связи (телефон, телеграф, радио и телевидение) в социальной сфере все более широко используются системы электронных телекоммуникаций, электронная почта, факсимильная передача информации и другие виды связи. Эти средства быстро ассимилируются культурой современного общества, так как они не только создают большие удобства, но и снимают многие производственные, социальные и бытовые проблемы, вызываемые процессами глобализации и интеграции мирового общества, расширением внутренних и международных экономических и культурных связей, миграцией населения и его все более динамичным перемещением по планете.
Информационные технологии занимают сегодня центральное место в процессе интеллектуализации общества, развития его системы образования и культуры.
Практически во всех развитых и во многих развивающихся странах компьютерная и телевизионная техника, учебные программы на оптических дисках и мультимедиатехнологии становятся привычными атрибутами не только высших учебных заведений, но и обычных школ системы начального и среднего образования. Использование обучающих информационных технологий оказалось весьма эффективным методом и для систем самообразования, продолженного обучения, а также для систем повышения квалификации и переподготовки кадров.
Информационные технологии играют в настоящее время ключевую роль также и в процессах получения и накопления новых знаний.
На смену традиционным методам информационной поддержки научных исследований путем накопления, классификации и распространения научно-технической информации приходят новые методы, основанные на использовании вновь открывающихся возможностей информационной поддержки фундаментальной и прикладной науки, которые предоставляют современные информационные технологии.
Современные методы получения и накопления знаний базируются на теории искусственного интеллекта, методах информационного моделирования, когнитивной компьютерной графики, позволяющих найти решения плохо формализуемых задач, а также задач с неполной информацией и нечеткими исходными данными.
Использование информационных технологий может оказать существенное содействие в решении глобальных проблем человечества и, прежде всего, проблем, связанных с необходимостью преодоления переживаемого мировым сообществом глобального кризиса цивилизации.
Именно методы информационного моделирования глобальных процессов, особенно в сочетании с методами космического информационного мониторинга, могут обеспечить уже сегодня возможность прогнозирования многих кризисных ситуаций в регионах повышенной социальной и политической напряженности, а также в районах экологического бедствия, в местах природных катастроф и крупных техногенных аварий, представляющих повышенную опасность для общества.
Источник: intuit.ru
Что такое информационные технологии (IT) — понятие, классификация и этапы развития
Продолжаем говорить о сложных технических терминах простым языком.
Каждый из вас хотя бы раз слышал об IT, и некоторые даже мечтают найти работу в этой сфере, считая ее подходящей только для людей со сверхспособностями.
Сокращение ИТ образовано от такого словосочетания, как информационные технологии. В этой статье я расскажу, что это такое, с какой целью используется, какие виды бывают.
Информационные технологии — это.
Информационные технологии — это процесс создания, хранения, передачи, восприятия информации и методы реализации таких процессов.
Большинство людей приравнивают понятие к компьютерным технологиям, потому что с их помощью ИТ стали развиваться быстрее.
Несмотря на то, что концепция информационных технологий считается тождественным понятиям компьютер (это что?) и компьютерная сеть, использование концепции IT саму по себе нельзя ограничивать только компьютерами.
Информационные технологии состоят из таких компонентов, как:
- программные средства — прикладные и системные;
- организационно-методическое обеспечение;
- технические средства ИТ.
Что такое средства IT
Средства информационных технологий — это разновидности компьютерной техники, с помощью которых ищется, обрабатывается и передается информация.
Они нужны для того, чтобы ускорить и облегчить выполнение ряда задач.
Средства IT бывают трех видов:
- вычислительные — автоматизированные устройства для сбора и обработки информации;
- организационные — разные виды оборудования для выполнения технических задач;
- коммуникационные — техника: ноутбуки, компьютеры, смартфоны, планшеты и прочие приборы.
Среднестатистический человек в повседневной жизни использует только коммуникационные средства. Вычислительные и организационные устройства предназначены для решения важных задач специалистами в сфере IT.
Этапы развития информационных технологий
Считается, что информационные технологии начали развиваться после появления компьютеров. Но на самом деле их история уходит далеко в прошлое вплоть до первобытных времен, когда люди делились данными с помощью наскальных рисунков.
Рассмотрим основные этапы развития информационных технологий:
-
Ручные ИТ (с античных времен до второй половины XIX века). Главными инструментами информационных технологий в то время были ручное перо, книга, чернильница.
Взаимодействие между людьми проходило путем отправки писем, а главной его целью являлось донесение информации (это что?) до адресата таким образом, чтобы он понял, что ему хотели сообщить.
Персонализируются АСУ, автоматизируется бытовая техника, средства связи и оргтехника, развиваются локальные и глобальные компьютерные сети. Человечество все больше задействовано в развитии IT, появляются новые профессии, связанные с отраслью.
Классификация (виды) информационных технологий
В настоящее время существует несколько признаков, по которым происходит классификация информационных технологий.
- способ реализации в АИС (автоматизированных информационных системах);
- степень охвата задач управления;
- классы технологических операций;
- тип пользовательского интерфейса (все, что мы видим на экране компьютера, планшета, смартфона);
- варианты использования сетей электронно-вычислительных машин;
- предметная область;
- и другие.
Пройдемся подробнее по большинству из указанных выше признаков.
Классификация по способу реализации ИТ
По способу реализации информационные системы можно поделить на следующие виды:
- Традиционные. Существовали до того, как компьютерные технологии стали популярными. Их главной задачей было снижение трудоемкости пользователей и помощь с реализацией сложных задач.
- Современные. Главная задача — обеспечить эффективное управление в режиме реального времени.
Классификация по степени охвата задач управления
Говоря о степени охвата задач управления, можно выделить несколько видов IT:
- электронную обработку данных;
- автоматизацию функций управления;
- поддержку принятия решений;
- электронный офис;
- экспертную поддержку.
Классификация по видам выполняемых технических операций
ИТ делятся на такие виды, как:
- работа с текстовым и табличным процессорами, графическими объектами;
- системы управления базами данных;
- гипертекстовые и мультимедийные системы (в частности, компьютерная графика).
Виды ИТ по типу пользовательского интерфейса
Вот несколько видов информационных технологий согласно этой классификации:
- пакетная — исключает влияние пользователей на обработку данных в автоматическом режиме;
- диалоговая — дает возможность пользователю взаимодействовать с информационными ресурсами практически без ограничений;
- сетевая — предоставляет средства доступа к распределенным информационным и вычислительным ресурсам;
- интегрированная — объединение различных типов ИТ в единую систему.
Классификация по обслуживаемым предметным областям
Согласно обслуживаемым предметным областям, информационные технологии имеют разную классификацию. Это настолько большой вид, что для его полного описания нужно создать целую статью.
Например, только в экономике можно выделить бухгалтерский учет, страховую, налоговую деятельность и многое другое.
Применение IT в повседневной жизни
Мы уже поговорили о таких понятиях, как информационные технологии, и узнали, для чего они необходимы. Каждый из нас сталкивается с IT в повседневной жизни: они делают нашу жизнь проще и веселее.
Информационные системы и технологии обычно применяются для следующих целей:
- развлечения: просмотр фильмов, прослушивание музыки, чтение книг, компьютерные игры;
- получение доступа к информации, просмотр новостей, получение данных;
- общение в социальных сетях, мессенджерах (это как?), чатах, по электронной почте (это как?) и по сотовому телефону;
- обучение: вебинары (это что?), справочники, онлайн-уроки, учебники в электронном формате;
- обработка информации: графические редакторы, программы для расчета данных, создания программного обеспечения, обработки звука, видео и так далее.
Вот и все, дорогие друзья. Я попытался простыми словами раскрыть понятие информационных технологий, объяснить, что это такое и для чего необходимо.
Надеюсь, что после прочтения статьи у вас не останется вопросов. В противном случае, вы можете задать их в комментариях и получить ответ от меня или других читателей блога KtoNaNovenkogo.ru.
По традиции в конце статьи прикрепляю
Источник: ktonanovenkogo.ru
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ
Объем информации, существующий в современном мире, не может сравниться с тем, который был получен в прошлых веках. Темпы жизни стремительно растут, методы получения информации приобретают все более индустриальный характер. Для организованного хранения, поиска нужной информации, ее обработки и анализа требуются современные, основанные на компьютерных технологиях, средствах. C каждым годом информационные потребности человека затрагивают все новые сферы его деятельности. Практически во всех современных отраслях знаний накоплен богатый опыт использования информации, получаемой из многочисленных источников.
ГИС-технологии сегодня используются практически везде — в лес обработке, строительстве, картографии, экологии, сейсмологии и так далее. Их изучают в университетах и научных институтах. Гис-технологии — это целая индустрия, которая влияет на практически все аспекты человеческой жизни. Но при этом дать четкое определение этому виду технологий очень сложно.
Ведь это не просто набор систематизированных знаний. Это особый взгляд на окружающий мир. ГИС – это географическая информационная система. Она позволяет картировать объекты окружающего мира, а затем анализировать их по огромному количеству параметров, визуализировать их и на основе этих данных прогнозировать самые различные события и явления. Столь мощная технология позволяет решать при помощи ГИС огромное количество задач, как глобальных, так и частных.
Целью создания ГИС может быть инвентаризация, кадастровая оценка, прогнозирование, оптимизация, мониторинг, пространственный анализ и т.п. Наиболее сложной и ответственной задачей при создании ГИС является управление и принятие решений. Все этапы – от сбора, хранения, преобразования информации до моделирования и принятия решений в совокупности с программно-технологическими средствами объединяются под общим названием – геоинформационные технологии (ГИС-технологии).
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Современные геоинформационные системы (ГИС) представляют собой новый тип иʜᴛегрированных информационных систем, которые, с одной стороны, включают методы обработки данных многих ранее существовавших автоматизированных систем (АС), с другой – обладают спецификой в организации и обработке данных. Практически ϶ᴛᴏ определяет ГИС как многоцелевые, многоаспектные системы.
На основе анализа целей и задач различных ГИС, функционирующих в настоящее время, более точным ᴄᴫᴇдует считать определение ГИС как геоинформационных систем, а не как географических информационных систем. Это обусловлено и тем, что в свою очередь процент чисто географических данных в таких системах незначителен, технологии обработки данных имеют мало общего с традиционной обработкой географических данных и, наконец, географические данные служат исключительно базой решения большого числа прикладных задач, цели которых далеки от географии.
В ГИС осуществляется комплексная обработка информации – от ее сбора до хранения, обновления и представления, в связи с этим ᴄᴫᴇдует рассмотреть ГИС 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 ϶ᴛᴏм для принятия решений в числе других всегда используют картографические данные.
Задачи ГИС
ГИС общего назначения, в числе прочего, обычно выполняет пять процедур (задач) с данными:
Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Процесс преобразования данных с бумажных карт в компьютерные файлы называется оцифровкой. В современных ГИС этот процесс может быть автоматизирован с применением сканерной технологии, что особенно важно при выполнении крупных проектов, либо, при небольшом объеме работ, данные можно вводить с помощью дигитайзера. Многие данные уже переведены в форматы, напрямую воспринимаемые ГИС-пакетами.
2. Манипулирование
Часто для выполнения конкретного проекта имеющиеся данные нужно дополнительно видоизменить в соответствии с требованиями вашей системы. Например, географическая информация может быть в разных масштабах (осевые линии улиц имеются в масштабе 1: 100 000, границы округов переписи населения — в масштабе 1: 50 000, а жилые объекты — в масштабе 1: 10 000). Для совместной обработки и визуализации все данные удобнее представить в едином масштабе. ГИС-технология предоставляет разные способы манипулирования пространственными данными и выделения данных, нужных для конкретной задачи.
3. Управление
В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов. Но при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными эффективнее применять системы управления базами данных (СУБД), то специальными компьютерными средствами для работы с интегрированными наборами данных (базами данных). В ГИС наиболее удобно использовать реляционную структуру, при которой данные хранятся в табличной форме. При этом для связывания таблиц применяются общие поля. Этот простой подход достаточно гибок и широко используется во многих, как ГИС, так и не ГИС приложениях.
4. Запрос и анализ
При наличии ГИС и географической информации Вы сможете получать ответы простые вопросы (Кто владелец данного земельного участка? На каком расстоянии друг от друга расположены эти объекты? Где расположена данная промзона?) и более сложные, требующие дополнительного анализа, запросы (Где есть места для строительства нового дома? Каков основный тип почв под еловыми лесами?
Как повлияет на движение транспорта строительство новой дороги?). Запросы можно задавать как простым щелчком мышью на определенном объекте, так и с посредством развитых аналитических средств. С помощью ГИС можно выявлять и задавать шаблоны для поиска, проигрывать сценарии по типу “что будет, если…”.
Современные ГИС имеют множество мощных инструментов для анализа, среди них наиболее значимы два: анализ близости и анализ наложения. Для проведения анализа близости объектов относительно друг друга в ГИС применяется процесс, называемый буферизацией. Он помогает ответить на вопросы типа: Сколько домов находится в пределах 100 м от этого водоема?
Сколько покупателей живет не далее 1 км от данного магазина? Какова доля добытой нефти из скважин, находящихся в пределах 10 км от здания руководства данного НГДУ? Процесс наложения включает интеграцию данных, расположенных в разных тематических слоях. В простейшем случае это операция отображения, но при ряде аналитических операций данные из разных слоев объединяются физически. Наложение, или пространственное объединение, позволяет, например, интегрировать данные о почвах, уклоне, растительности и землевладении со ставками земельного налога.
5. Визуализация
Для многих типов пространственных операций конечным результатом является представление данных в виде карты или графика. Карта — это очень эффективный и информативный способ хранения, представления и передачи географической (имеющей пространственную привязку) информации. Раньше карты создавались на столетия. ГИС предоставляет новые удивительные инструменты, расширяющие и развивающие искусство и научные основы картографии. С ее помощью визуализация самих карт может быть легко дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками и таблицами, фотографиями и другими средствами, например, мультимедийными.
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 какого-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
ГИС системы разрабатываются с целью решения научных и прикладных задач по мониторингу экологических ситуаций, рациональному использованию природных ресурсов, а также для инфраструктурного проектирования, городского и регионального планирования, для принятия оперативных мер в условиях чрезвычайных ситуаций др.
Множество задач, возникающих в жизни, привело к созданию различных ГИС, которые могут классифицироваться по следующим признакам:
1. По функциональным возможностям:
· полнофункциональные ГИС общего назначения;
· специализированные ГИС ориентированы на решение конкретной задачи в какой-либо предметной области;
· информационно-справочные системы для домашнего и информационно-справочного пользования.
Функциональные возможности ГИС определяются также архитектурным принципом их построения:
· закрытые системы — не имеют возможностей расширения, они способны выполнять только тот набор функций, который однозначно определен на момент покупки;
· открытые системы отличаются легкостью приспособления, возможностями расширения, так как могут быть достроены самим пользователем при помощи специального аппарата (встроенных языков программирования).
2. По пространственному (территориальному) охвату:
· локальные (в том числе муниципальные).
3. По проблемно-тематической ориентации:
· экологические и природопользовательские;
· отраслевые (водных ресурсов, лесопользования, геологические, туризма и т.д.);
4. По способу организации географических данных:
Структура ГИС
Геоинформационные системы включают 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.
2. Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются:
· инструменты для ввода и оперирования географической информацией система управления базой данных (DBMS или СУБД);
· инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения);
· графический пользовательский интерфейс (GUI или ГИП) для легкого доступа к инструментам и функциям.
3. Данные– это, вероятно, наиболее важный компонент. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем либо приобретаться у поставщиков.
В процессе управления пространственными данными географическая информационная система объединяет (а лучше сказать – совмещает) географическую информацию с данными других типов. Например, с конкретным кусочком электронной карты могут быть связаны уже накопленные данные о населении, характере почв, близости опасных объектов и т. д. (в зависимости от задачи, которую придется решать при помощи ГИС). Причем в сложных, распределенных системах сбора и обработки информации часто с объектом на карте связывают не существующие данные, а их источник, что позволяет в реальном времени отслеживать состояние этих объектов. Такой подход применяется, например, для борьбы с чрезвычайными ситуациями вроде лесных пожаров или эпидемий.
4. Исполнителями именуют людей, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Может показаться странным, что люди, работающие с программным обеспечением, рассматриваются как составная часть ГИС, однако в этом есть свой смысл. Дело в том, что для эффективной работы географической информационной системы необходимо соблюдение методов, предусмотренных разработчиками, поэтому без подготовленных исполнителей даже самая удачная разработка может утратить всякий смысл.
5. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы.
6. Методы. Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.
Структура ГИС, как правило, включает четыре обязательные подсистемы:
1. Ввода данных, обеспечивающую ввод и/или обработку пространственных данных, полученных с карт, материалов дистанционного зондирования и т.д.;
2. Хранения и поиска, позволяющую оперативно получать данные для соответствующего анализа, актуализировать и корректировать их;
3. Обработки и анализа, которая дает возможность оценивать параметры, решать расчетно-аналитические задачи;
4. Представления (выдачи) данных в различном виде (карты, таблицы, изображения, блок-диаграммы, цифровые модели местности и т.д.)
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ
ГИС позволяют точнейшим образом учитывать координаты объектов и площади участков, 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. Все это в свою очередь дает возможность широко применять ГИС в многообразных сферах и направлениях территориальной деятельности:
· в кадастрах (земельном, водном, лесном, недвижимости и т.д.);
· в градостроении и муниципальном управлении;
· в проектировании, строительстве, эксплуатации объектов;
· в геологических исследованиях;
· в разработке и эксплуатации различных месторождений;
· в сельском, лесном и водном хозяйстве;
· в изучении и прогнозе погоды;
· в природопользовании и при экологическом мониторинге;
· в торговле и маркетинге;
· в бизнесе, управлении финансами и банковском деле;
· в планировании и прогнозировании;
· в обороне, безопасности и при чрезвычайных ситуациях;
· в политике и управлении государством;
· в науке и образовании и т.д.
Этим перечнем не исчерпывается весь круг направлений деятельности, со своими задачами и вопросами, которые испытывают устойчивый интерес к ГИС и геоинформационным технологиям. В следующих разделах приведены примеры использования ГИС-технологий в территориальной деятельности человека.
Земельный кадастр
Применение ГИС-технологий в землеустройстве позволяет не только хранить информацию по объектам землеустройства, но и фиксировать различные изменения, а также тенденцию таких изменений. Этот аспект применения ГИС очень важен, поскольку именно землеустроительные предприятия являются источником сведений о вновь возникающих объектах кадастрового учета.
ГИС-технологии позволяют решать многие землеустроительные задачи быстрее и эффективнее. Например, в ходе приватизации земель коллективного сельскохозяйственного производства (КСП) возникла необходимость разделения полей хозяйства на определенное количество паев, каждый из которых равноценен стоимости земельного сертификата, выданного члену КСП. При этом должен выполняться ряд дополнительных условий, регламентирующих порядок раздела земель КСП (форма земельного пая, его длина и ширина, отношение длин его сторон и проч.). ГИС позволяет землеустроителю решить данную задачу в интерактивном режиме, анализируя рельеф и форму полей, провести разбиение земель КСП с соблюдением перечисленных условий.
ГИС-технологии в землеустройстве дают возможность использовать для ввода и обновления сведений в базе данных современные электронные средства геодезии и системы глобального позиционирования (ГСП), а значит постоянно иметь самую точную и свежую информацию. Специальные средства позволяют проводить аналитическую обработку данных, моделируя различные события, например, связанные с загрязнением территорий.
При работе с кадастровыми БД надо учитывать, что:
· после ввода всех необходимых данных в базу требуется ее постоянное обновление для поддержания сведений в актуальном состоянии;
· для грамотного управления земельными ресурсами необходима трехмерная информация. Данные о рельефе местности важны для оценки земельного участка, для принятия решения о его целевом использовании и решении других вопросов, связанных с управлением недвижимостью.
Для решения перечисленных задач в приемлемые сроки, применительно к большим территориям, можно использовать данные дистанционного зондирования (ДЦЗ) и процедуры фотограмметрической обработки этих данных, т.е. определение размеров, формы и пространственного положения объектов по результатам измерения их изображений. Привлечение этих методов сбора данных позволяет с высокой эффективностью решать следующие задачи на основе ГИС-технологий:
· создание тематических карт различных масштабов для целей землеустроительного проектирования;
· построение цифровых моделей рельефа;
· мониторинг состояния земель и оценка потерь в результате различных стихийных бедствий;
· высокоточное составление почвенных карт и планов населенных пунктов;
· оперативная поддержка цифровой базы данных в актуальном состоянии;
· прогноз урожайности и т.д.
Наличие всех этих возможностей позволяет землеустроителям быстро и эффективно (часто в камеральных условиях), с необходимой точностью проводить формирование объектов кадастрового учета. Кроме этого, ГИС решает проблему совместимости координатных систем. Зачастую съемка ведется в одной системе координат, обработка ее результатов и последующая проверка — в другой, а приемку результатов земельно-кадастровая палата осуществляет в третьей системе координат. Как правило, ГИС-инструментарий позволяет решать землеустроителям эту задачу быстро и эффективно.
В современной технологии ведения ГЗК ГИС используется главным образом для работы с кадастровой картой, в том числе и дежурной (дежурный кадастровый документ).
Задачи (действия), выполняемые с помощью ГИС, в привязке к используемым сегодня документам ГЗК можно сформулировать следующим образом:
1. Подготовка планов объектов кадастрового учета.
2. Построение по заявкам на основе материалов ГЗК и материалов межевания планов границ новых объектов кадастрового учета.
3. Проведение экспертизы условий формирования этих объектов.
4. Подготовка и печать протокола формирования объекта кадастрового учета как документа.
5. Создание на основе данных из различных источников (материалы межевания, дистанционного зондирования и т.д.) кадастровой карты кадастрового квартала — документа, содержащего сведения о наличии, местоположении и границах объектов учета на территории кадастрового квартала.
6. Подготовка и печать графических документов подраздела «Земельные участки» государственного реестра земель кадастрового района.
7. Подготовка и печать графических документов кадастрового плана земельного участка (КПЗУ) — документа, в форме которого предоставляются сведения о конкретном земельном участке.
8. Внесение текущих изменений по результатам: регистрации прав, уточнений границ, сделок с объектами учета.
9. Подготовка и печать на основе дежурного кадастрового документа и семантических (атрибутивных) данных производных кадастровых и иных тематических карт, содержащих обобщенные сведения о некоторой территории.
В России земельный кадастр изначально стал проводиться с использованием автоматизированных систем на основе ГИС. К ГИС предъявлялись требования по хранению и обработке данных. В нашей стране в качестве инструментария для ведения земельного кадастра использовались как западные (Arclnfo, Maplnfo, Intergraph, AutoCAD), так и отечественные ГИС-пакеты (Панорама, GeoDraw/GeoGraph, ObjectLand).
Во многих организациях, занятых земельным кадастром, разрабатывались собственные ГИС-системы. Критерии выбора ГИС для ведения кадастра на этом этапе обычно были не всегда совершенны. Вопрос применения конкретной ГИС зависел от личных контактов руководителя, опыта работы конкретных операторов, цены ГИС и др.
В большинстве ГИС невозможно указать отношение между объектами различных иерархий. Например, то, что земельные участки не могут пересекать границы «своего» кадастрового квартала. Такая проверка должна производиться всеми возможными способами, в том числе и с применением имеющихся вспомогательных материалов (топооснов, адресных планов и т.п.).
Помимо этого, в ГИС было затруднено решение задач, связанных с нахождением различных пересечений и вложений объектов (для решения указанных задач приходится программировать функции ядра, часто с помощью внешних программ). Проблематично получить средствами ГИС список всех земельных участков, полностью или частично находящихся в границах той или иной территориальной зоны, для дальнейшего (автоматического) внесения соответствующих сведений (например, ставка земельного налога) для каждого такого земельного участка. Поэтому разработчики подобных кадастровых систем постепенно стали переходить к использованию ГИС только для работы с картами. Работа же с атрибутивной (семантической) информацией и обеспечение целостности БД выполняется средствами специализированных программных средств, представляющих собой некоторую надстройку над ГИС.
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.
Особенность использования информационных технологий в сельском хозяйстве состоит в том, что практически все используемые данные имеют пространственную (географическую) привязку. И если мы хотим, например, проанализировать распределение увлажнения почвы совместно с урожайностью, то и те, и другие данные должны находиться в одной системе координат и иметь необходимую координатную точность.
Обрабатывать же такие данные могут только программы, специализированные на работе с пространственной информацией, а именно – географические информационные системы (ГИС). Особенность этих систем в том, что они позволяют интегрировать, вести и совместно анализировать самые разные виды пространственно распределенных показателей и описательных данных.
Эти системы используются для создания и ведения кадастров земель и водных объектов, реестров собственности, экологического и погодного мониторинга, управления чрезвычайными ситуациями, оценки производственных рисков, анализа взаимосвязей различных факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур и во многих других приложениях, основанных на пространственно распределенной информации. По сути, ГИС – это объединение электронных карт, баз данных и средств их ведения и анализа. Возможности и гибкость этих систем обеспечивают их применимость как в масштабах всей страны, так и на уровне отдельного фермерского хозяйства. И именно так эти системы используются сегодня.
Данные для сельскохозяйственных ГИС получаются различными способами. Основные источники – это непосредственные замеры на полях с последующей интерполяцией и обработка снимков с самолетов и космических спутников. Непосредственные замеры используются главным образом на уровне отдельного хозяйства или региона.
Их преимущество – высокая точность и надежность получаемых результатов, возможности измерения самых разных показателей при непосредственном контакте с землей. Недостаток – высокая стоимость, особенно когда речь идет о больших площадях. Данные космической и высотной аэросъемки позволяют контролировать объем биомассы, равномерность роста растений, увлажнение почвы и другие показатели. Важнейшее преимущество таких данных, особенно снимков с космических аппаратов, – их низкая стоимость при регулярных обследованиях больших территорий.
Геоинформационные системы позволяют анализировать различные факторы. Например, средства топографического анализа позволяют строить на основе цифровых моделей рельефа карты экспозиций склонов, величин уклонов, определять коэффициенты инсоляции; средства гидрологического моделирования – определять направления и интенсивность поверхностного стока, формируя основу для оценки воздействия аграрной деятельности на окружающую среду.
На основе топографического анализа и карт почв возможно построение карт эрозионного потенциала. Средства геостатистического анализа позволяют выявлять пространственно-временные зависимости урожайности от множества факторов, таких как влажность, кислотность, состав и другие характеристики почв, время и объем внесения удобрения и ядохимикатов, и многих других. В общем, аналитические средства ГИС позволяют решать огромное количество задач повышения устойчивости сельскохозяйственного производства и снижения его затратности. Проводить такой анализ наиболее целесообразно в региональных центрах, которые смогут предоставлять результаты анализа хозяйствам с целью повышения их эффективности и прибыльности.
Рис.1 Результаты расчета морфометрических характеристик рельефа: а) – исходные данные, б) – экспозиция склонов, в) – направление поверхностного стока, г) – индекс предрасположенности к развитию линейной эрозии (SPI), д) – топографический индекс влажности (TWI).
Развитые возможности анализа и высокая мощность современных компьютеров привели к возникновению в развитых странах так называемого «точного» сельского хозяйства, при котором собираются данные и анализируется эффективность сельскохозяйственного производства по очень малым участкам, а собранная по ним статистика позволяет наиболее полно учесть вариации характеристик почв, гидрологического режима и других показателей. На основе такого анализа для каждого микрополя предлагаются оптимальные режимы ирригации, внесения удобрений и ядохимикатов, проведения других работ, и даже организации специфического севооборота. Огромная популярность этой методики обусловлена ее высокой эффективностью в то время, как все другие методики уже практически исчерпали свой потенциал повышения урожайности и качества продукции. Обработка же и анализ данных, используемые в данном подходе просто не мыслимы без компьютеров и геоинформационных систем, – только они обеспечивают на сегодня необходимый уровень функциональных возможностей.
Источник: studopedia.ru