Географические информационные системы (ГИС)

Актуальность ГИС Где это происходит? Как распределено учащееся население по районам? На каких маршрутных такси можно проехать от Лагерного сада до областной клинической больницы? По минимальному маршруту! С минимальным количеством пересадок!

Понятия ГИС Геосистема («гео» от греч. – земля) – это любое физико-географическое образование от географической (ландшафтной) оболочки Земли. Научная дисциплина, изучающая геосистемы, - геоинформатика.

Геоинформатика Это наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию ГИС, по прикладным аспектам или приложениям ГИС для практических или научных целей.

Геоинформатика Научная дисциплина, изучающая геосистемы посредством компьютерного моделирования. Технология сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно- координированной информации. Производство аппаратных средств и программных продуктов.

ГИС Это автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация.

Предметная область ГИС Система пространственных объектов и их описаний. Аспекты описания объектов предметной области: – пространственный – местоположение объекта на поверхности; – временной – изменение характеристик объекта во времени; – тематический – семантическое или фактографическое описанием объекта.

Системы координат в ГИС Плоские Сферические

Понятия в системе координат ГИС поверхность Земли плоскость земного экватора плоскость географического меридиана меридиан параллель широта долгота

Типы координатных данных в ГИС Точка (узел, вершина) Линия Отрезок Вершина Дуга (полилиния) Контур (замкнутая линия) Узел Замкнутая дуга Полигон (ареал, район) Покрытие Слой

Типы взаимосвязи между координатными данными Состоит из Вычислительная Интеллектуальная

Топографические карты Объекты координатные объекты Разграфка – разделение карт на листы. Номенклатура – обозначение листов с учетом последовательного деления карт некоторого масштаба на карты более крупного масштаба.

Правила разграфки 1: обзорная карта От 1: до 1: – обзорно- топографические карты От 1: – топографические карты От 1:2 000 планы

Атрибутивные данные таблицы Пространственный объект строка таблицы Координатный, временный или тематический признак столбец таблицы

Модели представления информации в ГИС растровая векторная

Растровая модель представления информации Вся моделируемая территория представляется множеством ячеек (пикселей), образующих регулярную сеть. Упорядоченная последовательность пикселей образуют растр. Процедура формирования изображения пикселизация.

Характеристики ячеек-пикселей Разрешение – минимальный линейный размер наименьшего участка пространства или поверхности, отображаемый одним пикселем. Значение – элемент информации, описывающий объект пикселя. Ориентация угол между направлением на север направлением колонок растра. Зона – соседствующие друг с другом ячейки, имеющие одинаковые значения. Положение – задается упорядоченной парой координат, которые однозначно отображают положение элемента на карте.

Векторная модель представления информации Цифровое представление точечных, линейных и полигональных пространственных объектов в виде набора координатных пар. Базовый примитив точка. Точка на карте определяется через: – её удаленность от некоторой опорной точки; – величину угла между направлением на точку из опорной точки и направлением на Север.

Элементы векторной модели линия линейный сегмент полилиния дуга связь полигон (контур) узел

Векторизация Векторное изображение чаще всего получают из растрового, последовательно выделяя на нем объекты и представляя их в векторном формате.

Операции над координатными данными Векторизация – переход от растровых моделей к векторным. Проекционные преобразования – отображение круглой Земли на плоские карты. Вид картографической проекции – способ перехода от сложной поверхности Земли на плоскую карту. Преобразования цифровых карт при изменение масштаба требуется преобразование для объектов одних координат в другие.

История ГИС 1. Пионерный период – конец 50-х – начало 70-х. Накопление знаний, эмпирический опыт, создание первых крупных проектов. 2. Период государственных инициатив – 70- е годы. Формирование государственных программ по развитию и использованию ГИС. 3. Период коммерческого развития – начало 80-х – конец 90-х. Создание рынка программных средств ГИС, появление не профессиональных пользователей ГИС. Распределенные базы геоданных. 4. Пользовательский период – настоящее время.