Географические информационные системы — ГИС

ГИС? или неГИС? Вот в чем вопрос

Географические информационные системы - ГИС

Привет, Хабр!

Поводом к этой публикации является отсутствие конкретного определения такой сущности как ГИС (государственная информационная система) с одной стороны, и разнообразная (порой, недопустимая) трактовка этого понятия с другой стороны. Правильная классификация системы (ГИС или неГИС) имеет непосредственное практическое значение: если система неГИС, то ряд обязательных (порой серьезных) требований переходят в разряд рекомендаций.

Что же такое государственная информационная система? Федеральный закон от 27.07.2006 N 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» (далее — закона) содержит понятие информационной системы (в целом) и косвенно определяет ГИС.

Итак, информационная система — это совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств (п.3 ст. 2 названного закона).

Определение вполне себе «техническое», не отсылающее к нормам права, и, на мой взгляд, достаточно конкретное, чтобы не вызывать споров по поводу содержания понятия.

Кроме того, наличие таких терминов как «база данных», «информационные технологии», «технические средства» позволяет делать вывод с достаточной степенью уверенности, что информационная система хранится (и эксплуатируется) в памяти ЭВМ.

С государственной информационной системой уже посложнее. Согласно пп.1 п.1. ст.

13 государственные информационные системы — федеральные информационные системы и региональные информационные системы, созданные на основании соответственно федеральных законов, законов субъектов Российской Федерации, на основании правовых актов государственных органов. Какие выводы можно сделать из этого понятия?

  1. Государственные системы бывают федеральные и региональные.
  2. Федеральные государственные системы создаются на основании федерального закона или же акта федерального государственного органа.
  3. Региональные государственные системы создаются на основании законов субъектов или же акта регионального государственного органа.

Далее, ст. 14 закона определяет цели создания ГИС — это реализация полномочий государственных органов и обеспечения обмена информацией между этими органами, а также в иных установленных федеральными законами целях.

Сразу же встает вопрос, что является государственным органом? И как в контексте закона понятие «государственный орган» соотносится с понятием «орган государственной власти», поскольку в тексте закона встречаются и то, и то? Для целей этого материала условимся, что понятия идентичные.

Единого перечня целей создания ГИС не существует, но cам закон определяет вполне себе очевидную цель как реализация полномочий и обмен информацией.

«Полномочие» словарь С.И. Ожегова определяет как «официально предоставленное кому-нибудь право какой-нибудь деятельности, ведения дел».

Каждый государственный орган имеет собственные полномочия, изучение которых позволяет сделать вывод о том, что полномочия раскрывают функционал органа и в упрощенном смысле отвечают на вопрос зачем создан тот или иной орган.

Иными словами, полномочия это не вся деятельность, которую осуществляет орган, а только та, характеризующая конкретно взятый орган. Общеотраслевые виды деятельности, такие как ведение бухгалтерского, кадрового учета, соблюдение норм в области охраны труда, экологических норм и т.д. не входят в понятие полномочий.

Допустимо, на мой взгляд, использовать такой подход к решению вопроса: открыть положение о государственном органе, раздел полномочия и определить, какое конкретно полномочие реализует информационная система. Если ответ найден, это весьма убедительный довод в пользу того, чтобы считать информационную систему государственной.

Согласно п.3 ст. 14 источниками информации для ГИС является статистическая и иная документированная информация, предоставляемая гражданами (физическими лицами), организациями, государственными органами, органами местного самоуправления.

Судя по источникам очевидно, что информационное содержание ГИС не может состоять из результатов внутренней деятельности одного конкретного государственного органа.
Правительством РФ Постановлением от 06 июля 2015г.

№676 утверждены «Требования к порядку создания, развития, ввода в эксплуатацию, эксплуатации и вывода из эксплуатации государственных информационных систем и дальнейшего хранения содержащейся в их базах данных информации».

Отмечу, что с точки зрения этого Постановления, требования обязательны для федеральных и региональных органов исполнительной власти, а для органов управления государственными внебюджетными фондами, органов местного самоуправления эти требования не являются требованиями, ибо носят рекомендательный характер.

Пунктом 1(1) указанных Требований перечислены основные требования, которые должны осуществляться при создании, развитии, вводе в эксплуатацию, эксплуатации и выводе из эксплуатации ГИС:

  • требования регуляторов ФСБ и ФСТЭК;
  • требования к организации и мерам защиты информации, содержащейся в ГИС;
  • требования к защите к персональных данных, если таковые содержатся в ГИС. В то же время, п. 5 ст. 16 закона устанавливает, что требования регуляторов (ФСБ и ФСТЭК) в отношении защиты информации в ГИС должны исполняться повсеместно, т.е. всеми органами. Налицо противоречие между Постановлением и законом, но закон имеет бОльшую юридическую силу со всеми вытекающими последствиями.

Какие из всего изложенного можно сделать выводы?

ГИС — это такая информационная система, которая обладает рядом характеристик:

  • создается на основании закона или акта государственного органа (федерального или регионального);
  • создается для обмена информацией и для реализации полномочий государственного органа, также цель создания может быть определена федеральным законом;
  • информационное наполнение — документированная информация, которая предоставляется физическими лицами, организациями, государственными органами, органами местного самоуправления;
  • на ГИС распространяются требования регуляторов ФСТЭК и ФСБ.

Источник: https://habr.com/post/458732/

Гис — географические информационные системы

Географические информационные системы - ГИС

Каким образом получилось это явление? –

Основой создания ГИС послужили, с одной стороны, картографические системы, направленные на построение карт различного назначения (географических, топографических, геологических, планов городов, лесных массивов, сельскохозяйственных угодий и т.д), с другой стороны, информационно-поисковые системы, обеспечивающие быстрый поиск требуемой записи, массива, файла по их символам (индексам).

В итоге, ГИС-технология объединяет традиционные операции при работе с базами данных, такие, как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта.

Эти особенности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности их применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.

В общих чертах, географические информационные системы – это компьютерные технологии, работающие с координатно-привязанными объектами или описывающей их информацией (в отличие от АСОД, для большинства которых покоординатная географическая привязка исходных данных и результатов обработки отсутствует). Важно подчеркнуть именно координатную привязку изучаемых объектов различной сложности в географических системах.

Сейчас существует множество определений ГИС, соответствующие разным подходам… И все они правильные.

ГИС – это:

1. Информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных). ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадротомических и иных);

2. Программное средство ГИС – программный продукт, в котором реализованы функциональные возможности ГИС. Поддерживается программным, аппаратным, информационным, нормативно-правовым, кадровым и организационным обеспечением.

История развития ГИС:

Выделяют четыре периода в истории развития ГИС :

1. Пионерный период (конец 1950-х – начало 1970-х). Это время исследования принципиальных возможностей создания ГИС, накопление знаний, наработка эмпирического опыта, создание первых крупных проектов.

Самые первые ГИС-разработки – середина 60х гг., США, система разрабатывалась для точечного наведения ракет на цель, данные не публиковались.

В 1968 г. в США в интересах военно-медицинской службы был разработан проект системы автоматизированного картографирования инфекционных болезней MOD (Mapping of disease project).

Эта система была рассчитана на глобальный масштаб и учитывала кроме данных о заболеваемости разнообразные факторы окружающей среды (этнический состав и плотность населения, температуру и влажность воздуха, характер почв, резервуары и переносчики возбудителей болезней и т.д.).

Функционирование системы обеспечивали 15 человек, основной объем работы которых (до 90%) занимал извлечение данных из источников информации.

2.

Период государственных инициатив (начало 1970 – начало 1980 гг.). Развитие крупных ГИС-проектов, поддерживаемых государствами, формирование государственных программ по развитию и использованию ГИС.

Начало 70-х. В это время появилось такое явление, как растровое компьютерное картографирование. Точки, линии и площадные объекты на карте были представлены множеством символов. Эти данные можно было выводить на плоттер в различных шкалах и проекциях.

Все внимание и усилия в то время были сосредоточены собственно на карте, тогда и были заложены основы современной ГИС-технологии. Появилась возможность выбирать участок на карте и быстро его перечерчивать.

До введения компьютерного картографирования внесение изменений в карту занимало недели рабочего времени.

В это же время был разработан графический формат GBF-DIME (Geographic Base File, Dual Independent Map Encoding). Файлы географической базы данных / двойное независимое кодирование карты.

В этом формате впервые была реализована схема определения пространственных отношений между объектами, называемая топологией, которая описывает, как линейные объекты на карте соединены между собой, какие площадные объекты граничат друг с другом, а какие объекты состоят из смежных элементов.

Впервые были пронумерованы узловые точки, присвоены идентификаторы площадям по разные стороны линий. Это стало революционным нововведением. Формат GBF-DIME позже трансформировался в TIGER.

В течение 70-х годов карты в формате GBF-DIME были созданы для всех городов США. Эту технологию и по сей день использует множество современных геоинформационных систем.

3. Период коммерческого развития ГИС (начало 1980 – конец 1990 гг.). Создание широкого рынка программных средств ГИС, создание настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции их с базами непространственных данных, появление непрофессиональных пользователей ГИС, появление распределенных баз геоданных.

В 80-е годы были заложены основы современной компьютерной картографии.

В это время внимание и усилия исследователей в основном были сосредоточены на создании качественной цифровой карты с использованием графических объектов (точек, линий и полигонов), представленных множеством координат.

Очевидным преимуществом электронной картографии стала возможность выбирать участок на карте, изменять масштаб, выводить ее на плоттер в различных шкалах и проекциях. Стоимость техники и программного обеспечения были доступными не для всех специалистов.

Наибольший вклад в развитие ГИС и ГИС-технологий вне-

сла компания ESRI, основанная в 1969 г. С появлением спроса на коммерческие ГИС занялись их разработкой. Первый коммерческий продукт ESRI – ArcInfo – появился в 1981 г

В 80-е годы появились и системы управления пространственными данными. Их суть заключалась в объединении картографической информации и традиционных баз данных.

4. Пользовательский период (1990 – настоящее время). Повышение конкуренции среди коммерческих производителей ГИС-оболочек, «открытие» программных систем, позволившее пользователям адаптировать и модернизировать оболочку к своим задачам, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры.

Классификации ГИС:

1. По архитектурному принципу построения:

а) Закрытые – характеризуются низкой ценой, заранее определенным классом решаемых задач, простотой интерфейса, быстрым освоением пользователями;

б) Открытые – имеют определенный набор функций и снабжены специальным аппаратом для создания и встраивания пользователями специальных приложений для расширения возможностей базовых ГИС и адаптации их к более широкому классу задач. Дорого стоят, требуют обеспечения специалистами.

2.

По аппаратной платформе: ГИС профессионального уровня (первоначально созданы для функционирования на рабочих станциях или сетевого использования, поддерживают многочисленные приложения, работают с большим числом внешних устройств, Фирмы-производители Intergraph, ESRI); ГИС настольного типа – ориентированы на ПК, для использования широким кругом пользователей (AtlasGIS, MapInfo, Arc View, Microstation, WinGIS, Geograph ).

3. По территориальному охвату:

— глобальные (планетарные);

— континентальные;

— национальные (государственные);

— региональные;

— субрегиональные;

— локальные (местные).

4. По предметной области моделирования: городские (муниципальные); природоохранные; земельные; геологические и т.д.

5. По функциональным возможностям:

— универсальные (инструментальные) – открытые, работают с различными форматами данных, имеют средства разработки и внедрения приложений. Адаптируются для решения различных задач, как правило имеют собственные встроенные языки программирования.

— специальные – решают узкий круг задач на заданном наборе параметров; основная задача – контроль протекания процессов, предотвращение нежелательных ситуаций, автоматизация документооборота и т.п..

— ГИС-вьюеры – предназначены для визуализации пространственной информации, вывода на печать (обычно без аппарата для пространственного анализа и моделтрования).

Области применения ГИС:

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/4_70891_gis---geograficheskie-informatsionnie-sistemi.html

Географические информационные системы — ГИС

Географические информационные системы - ГИС

Географическая информационная система предназначена для сбора, хранения, анализа, графической визуализации пространственных данных.

Определение 1

Говоря языком географии ГИС – это инструменты, которые дают возможность искать, анализировать, редактировать цифровые карты и необходимую дополнительную информацию о каких-либо объектах.

ГИС широко применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, транспорте, экономике, обороне и других областях.

По охвату территории ГИС могут быть:

  1. Глобальные;
  2. Субконтинентальные;
  3. Национальные;
  4. Региональные;
  5. Субрегиональные;
  6. Локальные или местные.

Пространственными данными являются такие, которые описывают местоположение объектов в пространстве, а ГИС дают возможность добавлять, удалять, обновлять, запрашивать, просматривать, анализировать эти данные. Пространственные данные представлены в виде основных форматов – векторной графики и в виде растров.

Определение 2

Растровое изображение – это двумерный массив точек, где каждая точка представлена своим цветом.

  • Курсовая работа 460 руб.
  • Реферат 240 руб.
  • Контрольная работа 210 руб.

Для оформления «подложки» цифровой карты обычно используется растровая графика, а поверх её отображается векторная геометрия. Например, на картах Яндекс можно увидеть огромное количество растров. Пространственной информации можно отображать огромное количество при небольших объемах памяти и это, без сомнения, большой плюс растровых изображений на цифровых картах.

Отрицательным моментом, пожалуй, является то, что при увеличении масштаба отображения, качество изображения на растре значительно снижается. Вполне понятно, что разные масштабы будут использовать растры разного территориального охвата и разрешения. Они будут сменять друг друга, если картинку надо будет увеличить или уменьшить.

Векторная графика. Это не что иное, как геометрия, представленная в виде наборов координат. Само изображение не хранится, под системой визуализации оно формируется «налету» и, независимо от масштаба, имеет высокое качество картинки.

Виды векторных пространственных данных:

  1. Точечная геометрия. Чаще всего это точка на карте определенного цвета. В ряде случаев ГИС заменяют эту точку стрелкой, иконкой, растровым рисунком, векторным символом;
  2. Линейная геометрия. Использование этого вида целесообразно тогда, когда важно показать протяженность и площадь. Такими объектами, как правило, являются дороги, реки, территориальные границы и др.;
  3. Площадная геометрия. Использовать этот вид будут тогда, когда важным является абсолютно всё.

С помощью ГИС можно ответить на следующие вопросы:

  1. Что расположено в таком-то месте;
  2. Где конкретно это находится;
  3. Что изменилось, начиная с какого-либо времени;
  4. Какие пространственные структуры существуют;
  5. Что произойдет, например, если добавить новую дорогу, т.е. моделирование.

Задачи, которые решает ГИС

Географическая геоинформационная система общего назначения выполняет в основном пять задач с данными – ввод, манипулирование, управление, запрос и анализ, визуализацию.

Задача ввода. Чтобы ввести данные в ГИС они должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Процесс преобразования называется оцифровкой и может быть автоматизирован с применением сканерной технологии.

Задача манипулирования может возникнуть тогда, когда имеющиеся данные конкретного проекта необходимо дополнительно видоизменить в соответствии с требованиями системы.

Например, географическая информация имеет разные масштабы – линии улиц в одном масштабе, границы округов – в другом, а жилые объекты в третьем масштабе. Понятно, что гораздо удобнее работать с информацией, когда она находится в одном масштабе и одинаковой картографической проекции.

В связи с этим ГИС-технологии предоставляют разные способы манипулирования пространственными данными.

Задача управления хорошо просматривается, когда географическая информация небольших проектов хранится в виде обычных файлов.

Если объем информации и число пользователей увеличить, тогда для хранения, структурирования и управления данными гораздо эффективнее использовать систему управления базами данных (СУДБ).

Наиболее удобной является реляционная структура, хранящая данные в табличной форме. Данный подход гибок и широко используется.

Запрос и анализ.

ГИС дает возможность получать ответы не только на простые вопросы, например, кто владелец данного земельного участка? но и на сложные, требующие дополнительного анализа.

Запросы создаются щелчком мыши на определенный объект или через развитые аналитические средства. Чтобы сделать анализ близости объектов по отношению друг к другу, применяется процесс буферизации.

Визуализация. Результат в виде карты или графика для многих типов пространственных операций является конечным. Наиболее эффективным и информативным способом хранения, представления, передачи географической информации всегда была карта.

Если карты создавались на протяжении столетий, то сегодня, с помощью ГИС появились новые инструменты, расширяющие и развивающие картографию.

Визуализация дает возможность быстро и легко дополнить карты отчетными документами, графиками, таблицами, диаграммами, фотографиями.

Перспективы развития ГИС-технологий

Замечание 1

В ходе реализации программы по обеспечению населения России информацией ГИС-технологии должны модернизироваться и совершенствоваться. С этой целью Министерство РФ по связи и информации сделало заказ компании AYAXI в $ 2002$ г.

на разработку дизайна и системы интернет-сайтов Федеральной целевой программы «Электронная Россия на $2002$-$2010$ гг.» В соответствии с положениями Окинавской хартии глобального информационного общества Президент России в $2000$ г.

подписал «Концепцию формирования и развития единого информационного пространства России и государственных информационных ресурсов».

Развитие идет в два этапа:

  1. Первый этап связан с созданием электронного представительства ФЦП «Электронная Россия» в интернет и наполнением сайтов социально значимой информацией.
  2. Второй этап связан с реорганизацией сайтов в интерактивный портал.

Принципы портала:

  1. Устраняются все административные барьеры при внедрении информационно-коммуникативных технологий, отвечающих интересам безопасности государства;
  2. Обязательная открытость концепций для обсуждения целей и задач программ заинтересованными сторонами;
  3. Невозможность дублирования работ, которые реализуются в рамках других программ;
  4. Максимальная экономия денежных средств в бюджетах всех уровней и сниженная финансовая нагрузка;
  5. Публикуемые информационные материалы должны формировать общественное мнение по поддержке мероприятий, выполняемых в рамках ФЦП «Электронная Россия»;
  6. Информационные материалы должны отражать официальную позицию органов исполнительной власти.

Современное компьютерное общество имеет одну очень важную тенденцию, которая связана с переходом в сетевую среду передачи информации. Малые и средние компании объединяют свои компьютеры в сеть. Здесь есть как преимущества, так и новые проблемы.

проблема заключается в совместном доступе к данным и защита информации от несанкционированного доступа.

В ходе разработки персонального компьютера по разделению доступа к данным закладывались определенные возможности, и блокировка осуществлялась на уровне файлов. При модификации файла оператором, все остальные могут его только просматривать и не более.

В развитых странах, например, все системы земельного кадастра для населения, являются доступными. В пределах России тоже происходит формирование единой информационной сети объектов недвижимого имущества.

Это не противоречит закону об информации и является важным моментом для контроля со стороны общественности за рынком недвижимости. Сегодня для ГИС приоритетным становится ориентация на массового непрофессионального пользователя.

Источник: https://spravochnick.ru/geografiya/geograficheskie_informacionnye_sistemy_-_gis/

Гис — это… географические информационные системы

Географические информационные системы - ГИС

ГИС – это современные геоинформационные мобильные системы, которые обладают возможностью отображать свое местоположение на карте. В основе этого важного свойства лежит использование двух технологий: геоинформационной и глобального позиционирования.

Если мобильное устройство имеет встроенный GPS-приемник, то с помощью такого прибора можно определить его местоположение и, следовательно, точные координаты самой ГИС.

К сожалению, геоинформационные технологии и системы в русскоязычной научной литературе представлены небольшим количеством публикаций, вследствие этого практически полностью отсутствует информация об алгоритмах, лежащих в основе их функциональных возможностей.

Классификация ГИС

Подразделение геоинформационных систем происходит по территориальному принципу:

  1. Глобальная ГИС используется для предотвращения техногенных и природных катаклизмов с 1997 года. Благодаря этим данным можно за относительно короткое время спрогнозировать масштабы катастрофы, составить план ликвидации последствий, оценить нанесенный ущерб и людские потери, а также организовать гуманитарные акции.
  2. Региональная геоинформационная система разработана на муниципальном уровне. Она позволяет местным властям прогнозировать развитие определенного региона. Данная система отражает практически все важные сферы, например инвестиционные, имущественные, навигационно-информационные, правовые и др. Также стоит отметить, что благодаря использованию данных технологий появилась возможность выступать гарантом безопасности жизнедеятельности всего населения. Региональная геоинформационная система в настоящее время используется достаточно эффективно, способствуя привлечению инвестиций и стремительному росту экономики района.

Каждая из вышеописанных групп имеет определенные подвиды:

  • В глобальную ГИС входят национальные и субконтинентальные системы, как правило, с государственным статусом.
  • В региональную – локальные, субрегиональные, местные.

Сведения о данных информационных системах можно найти в специальных разделах сети, которые называются геопорталами. Они размещаются в открытом доступе для ознакомления без каких-либо ограничений.

Принцип работы

Географические информационные системы работают по принципу составления и разработки алгоритма. Именно он позволяет отображать движение объекта на карте ГИС, включая перемещение мобильного устройства в пределах локальной системы.

Чтобы изобразить данную точку на чертеже местности, необходимо знать, по крайней мере, две координаты — X и Y. При отображении движения объекта на карте потребуется определить последовательность координат (Xk и Yk). Их показатели должны соответствовать разным моментам времени локальной системы ГИС.

Это является основой для определения местонахождения объекта.

Данную последовательность координат можно извлечь из стандартного NMEA-файла GPS-приемника, выполнившего реальное движение на местности.

Таким образом, в основе рассматриваемого здесь алгоритма лежит использование данных NMEA-файла с координатами траектории объекта по определенной территории.

Необходимые данные можно получить также в результате моделирования процесса движения на основе компьютерных экспериментов.

Геоинформационные системы построены на исходных данных, которые берутся для разработки алгоритма.

Как правило, это набор координат (Xk и Yk), соответствующий некоторой траектории объекта в виде NMEA-файла и цифровой карты ГИС на выбранном участке местности.

Задача заключается в разработке алгоритма, отображающего движение точечного объекта. В ходе данной работы были проанализированы три алгоритма, лежащих в основе решения поставленной задачи.

  • Первый алгоритм ГИС – это анализ данных NMEA-файла с целью извлечения из него последовательности координат (Xk и Yk),
  • Второй алгоритм используется для вычисления путевого угла объекта, при этом отсчет параметра выполняется от направления на восток.
  • Третий алгоритм – для определения курса объекта относительно стран света.

Обобщенный алгоритм: общее понятие

Обобщенный алгоритм отображения движения точечного объекта на карте ГИС включает три указанных ранее алгоритма:

  • анализ данных NMEA;
  • вычисление путевого угла объекта;
  • определение курса объекта относительно стран всего земного шара.

Географические информационные системы с обобщенным алгоритмом оснащены основным управляющим элементом – таймером (Timer).

Стандартная задача его заключается в том, что он позволяет программе генерировать события через определенные промежутки времени. С помощью такого объекта можно устанавливать требуемый период для выполнения набора процедур или функций.

Например, для многократно выполняемого отсчета интервала времени в одну секунду надо установить следующие свойства таймера:

  • Timer.Interval = 1000;
  • Timer.Enabled = True.

В результате каждую секунду будет запускаться процедура считывания координат X, Y объекта из NMEA-файла, вследствие чего данная точка с полученными координатами отображается на карте ГИС.

Принцип работы таймера

Использование геоинформационных систем происходит следующим образом:

  1. На цифровой карте отмечаются три точки (условное обозначение — 1, 2, 3), которые соответствуют траектории движения объекта в различные моменты времени tk2, tk1, tk. Они обязательно соединены сплошной линией.
  2. Включение и выключение таймера, управляющего отображением передвижения объекта на карте, осуществляется с помощью кнопок, нажимаемых пользователем. Их значение и определенную комбинацию можно изучить по схеме.

NMEA-файл

Опишем кратко состав NMEA-файла ГИС. Это документ, записанный в формате ASCII. По сути, он представляет собой протокол для обмена информацией между GPS-приемником и другими устройствами, например ПК или КПК.

Каждое сообщение NMEA начинается со знака $, за которым следует двухсимвольное обозначение устройства (для GPS-приемника — GP) и заканчивается последовательностью \r — символом перевода каретки и перехода на новую строку. Точность данных в уведомлении зависит от вида сообщения.

Вся информация содержится в одной строке, причем поля разделяются запятыми.

Для того чтобы разобраться, как работают геоинформационные системы, вполне достаточно изучить широко используемое сообщение типа $GPRMC, которое содержит минимальный, но основной набор данных: местоположение объекта, его скорость и время.
Рассмотрим на определенном примере, какая информация в нем закодирована:

  • дата определения координат объекта — 7 января 2015 г.;
  • всемирное время UTC определения координат — 10h 54m 52s;
  • координаты объекта — 55°22.4271' с.ш. и 36°44.1610' в.д.

Подчеркнем, что координаты объекта представлены в градусах и минутах, причем последний показатель дается с точностью до четырех знаков после запятой (или точки как разделителя целой и дробной частей вещественного числа в формате USA).

В дальнейшем понадобится то, что в NMEA-файле широта местоположения объекта находится в позиции после третьей запятой, а долгота — после пятой.

В конце сообщения передается контрольная сумма после символа '*' в виде двух шестнадцатеричных цифр — 6C.

Геоинформационные системы: примеры составления алгоритма

Рассмотрим алгоритм анализа NMEA-файла с целью извлечения набора координат (X и Yk), соответствующих траектории движения объекта. Он составляется из нескольких последовательных шагов.

Алгоритм анализа данных NMEA

Шаг 1. Прочитать строку GPRMC из NMEA-файла.

Шаг 2. Найти позицию третьей запятой в строке (q).

Шаг 3. Найти позицию четвертой запятой в строке (r). Шаг 4. Найти, начиная с позиции q, символ десятичной точки (t). Шаг 5. Извлечь один символ из строки, находящийся в позиции (r+1). Шаг 6.

Если этот символ равен W, то переменная NorthernHemisphere получает значение 1, иначе -1. Шаг 7. Извлечь (г—+2) символов строки, начиная с позиции (t-2). Шаг 8. Извлечь (t-q-3) символов строки, начиная с позиции (q+1).

Шаг 9.

Преобразовать строки в вещественные числа и вычислить координату Y объекта в радианной мере.

Определение координаты X объекта

Шаг 10. Найти позицию пятой запятой в строке (n). Шаг 11. Найти позицию шестой запятой в строке (m). Шаг 12. Найти, начиная с позиции n, символ десятичной точки (p). Шаг 13. Извлечь один символ из строки, находящийся в позиции (m+1). Шаг 14.

Если этот символ равен 'E', то переменная EasternHemisphere получает значение 1, иначе -1. Шаг 15. Извлечь (m-p+2) символов строки, начиная с позиции (p-2). Шаг 16. Извлечь (p-n+2) символов строки, начиная с позиции (n+1). Шаг 17. Преобразовать строки в вещественные числа и вычислить координату X объекта в радианной мере. Шаг 18.

Если NMEA-файл не прочитан до конца, то перейти к шагу 1, иначе перейти к шагу 19. Шаг 19. Закончить алгоритм.

На шаге 6 и 16 данного алгоритма используются переменные NorthernHemisphere и EasternHemisphere для численного кодирования местоположения объекта на Земле.

В северном (южном) полушарии переменная NorthernHemisphere принимает значение 1 (-1) соответственно, аналогично в восточном (западном) полушарии EasternHemisphere – 1 (-1).

Применение ГИС

Применение геоинформационных систем широко распространено во многих областях:

  • геологии и картографии;
  • торговли и услугах;
  • кадастре;
  • экономике и управлении;
  • обороны;
  • инженерии;
  • образовании и др.

Источник: https://FB.ru/article/213248/gis---eto-geograficheskie-informatsionnyie-sistemyi

Понятие ГИС

Географические информационные системы - ГИС

Кадастровые инженеры, проектировщики, геологи и другие специалисты часто сталкиваются с необходимостью использования картографических данных в работе. Современные разработки позволяют получать со спутника изображения местности в мельчайших деталях, а специально созданное программное обеспечение – использовать эти сведения для аналитических целей и выводить их в нужном формате.

Поговорим о структурах, позволяющих обобщать и исследовать географический материал для осуществления максимально обоснованных и оптимальных в каждом конкретном случае мер.

Определение ГИC (GIS): как расшифровывается аббревиатура и что это такое

Геоинформационные системы (ГИС) – это прогрессивные компьютерные технологии, которые используются для создания карт и оценки фактически существующих объектов, а также происшествий, происходящих в мире. При этом визуализация и пространственные обзоры сочетаются со стандартными процессами с базами данных: введением сведений и получением статистических результатов.

Именно обозначенные характеристики позволяют широко применять эти программы для решения многих проблем:

  • Анализ физических явлений и событий на планете.

  • Осмысление и обозначение их основных причин.

  • Изучение вопроса перенаселения.

  • Планирование перспективных решений в градостроительстве.

  • Оценка результатов текущей предпринимательской деятельности.

  • Экологические проблемы – загрязнение местностей, уменьшение размеров лесных массивов.

Кроме глобальных целей, с помощью такого обеспечения можно регулировать частные ситуации, например:

  • Поиск оптимального пути между точками.

  • Выбор удобного расположения для фирмы.

  • Нахождение нужного здания по адресу.

  • Муниципальные задачи.

Географический анализ не только что появившееся направление. Но рассматриваемые нами технологии наиболее соответствуют требованиям современности. Это максимально эффективный, результативный и удобный процесс, автоматизирующий процедуру сбора соответствующего материала и его обработки.

Сегодня геоинформационные системы – это прибыльная область деятельности, в которой заняты миллионы людей в разных странах. Только в России более 200 различных компаний разрабатывают и внедряют такие технологии во все сферы хозяйствования.

Структура ГИС

Имеет несколько составных элементов.

  • Аппаратура. Это разнообразные виды компьютерных платформ, от персональных машин до глобальных централизованных серверов.

  • Программное обеспечение. Здесь присутствуют все нужные инструменты для получения, обработки и визуализации материала. Отдельными составными частями можно обозначить компоненты для:

— введения и манипулирования сведениями;

— управления базой данных (СУБД);

— отображения пространственных запросов;

— доступа (интерфейс).

  • Информация. Сообщения о географическом местоположении объектов и относящиеся к ним табличные параметры пользователь может собирать самостоятельно или приобретать их у других лиц. Кроме того, ГИС соотносит полученные данные с теми, которые есть в других источниках.

  • Исполнители. Пользователями сервиса являются как его разработчики, так и разнопрофильные инженеры, которые применяют эти технологии в своей ежедневной трудовой деятельности.

  • Методы. Исходя из особенностей функционирования каждой конкретной организации, использующей систему, составляется план и правила ее применения. Это определяет результативность работы с ней.

ГИС хранит фактическую информацию о предметах в виде подборки тематических слоев, объединенных по принципу географического положения. Такой подход обеспечивает решение разноплановых задач по реорганизации местности и проведению мероприятий.

Для нахождения местоположения объекта используются координаты точки, ее адрес, индекс, номер земельного участка и т.п. Эти сведения наносятся на карты после процедуры геокодирования.

Технологии могут работать с растровыми и векторными моделями.

В векторной форме материал кодируется и сохраняется как набор координат. Она больше подходит для стабильных элементов с постоянными свойствами: реками, трубопроводами, полигоны.

Растровая схема включает блоки информации об отдельных составляющих. Она адаптирована для работы с переменными характеристиками, например, типы почв и доступность объектов.

Смежные инновации

ГИС тесно взаимодействует с другими приложениями. Рассмотрим связь и главные отличия со схожими информационными технологиями.

СУБД. Они служат для накопления, хранения и координирования разных материалов, поэтому часто входят в программную поддержку географических систем. В отличие от последних не имеют инструментов для оценки и пространственного изображения данных.

Средства настольного картографирования. В качестве сведений используют карты, но имеют ограниченные возможности для их управления и анализа.

Дистанционное зондирование и GPS. Здесь информация собирается с использованием специальных датчиков: бортовых камер летательных машин, сенсоров глобального позиционирования и прочих. При этом материал собирается в виде картинок с осуществлением их обработки и изучения. Однако из-за отсутствия некоторых инструментов их нельзя считать геоинформационным системами.

САПР. Это программы для составления различных чертежей, планов помещений и архитектурных разработок. Они применяют комплекс элементов с закрепленными параметрами. Многие из них имеют возможность импортировать значения из ГИС.

Среди подобных утилит стоит отметить продукцию компании ZWSOFT:

  • Spatial Manager — мощная и доступная по цене ГИС, предназначенная для импорта, экспорта и управления геопространственными данными.

    При выборе версии для использования совместно с ZWCAD/AutoCAD это приложение запускается внутри платформы CAD и позволяет пользователям осуществлять обмен геопространственными данными между чертежом платформы и файлами ГИС, серверами ГИС или хранилищами данных ГИС, подгружать векторные и растровые карты и подложки и управлять атрибутивными данными и таблицами данных.

  • GEONIUM – аналог GeoniCS. Позволяет автоматизировать проектно-изыскательные работы. При этом создаются чертежи, соответствующие действующим нормативам оформления и стандартам. Содержит шесть модулей, использование которых решает различные инженерные, в том числе и геологические, задачи.

  • GEODirect – аналог GeoniCS Изыскания. Осуществляет анализ и интерпретацию результатов лабораторных и полевых исследований, выполняет статистическую обработку по заданным параметрам, вычисляет различные нормативные и расчетные показатели,формирует отчетность по стандартам стран СНГ.

  • ПроГео – утилита для кадастровых инженеров с полным набором инструментов, автоматизирующих подготовку документов. Постоянное обновление позволяет всегда предоставлять актуальную информацию по оформлению бумаг согласно требованиям проверяющих органов.

  • ZWCAD – система автоматизированного проектирования для архитекторов, инженеров, конструкторов. Имеет новое ядро на базе гибридных технологий, сочетающее понятный интерфейс, поддержку Unicode, возможность создавать трехмерные модели на основе их сечений. Имеет встроенную возможность вставки растровых карт по файлам географической привязки (географической регистрации).

Примеры ГИС для новичков

Программ, созданных для целей такого географического анализа, очень много. Рассмотрим для примера некоторые из них.

Mapinfo

Основными функциональными возможностями является:

  • применение понятной и удобной обменной схемы для передачи данных другим структурам;

  • активное окно можно сохранять в разных форматах: bmp, tif, jpg и wmf;

  • поддержка значительного количества географических проекций и систем координат;

  • можно вводить материал через дигитайзер.

Используя утилиту можно и делать тематические карты, и строить 3D ландшафты.

DataGraf

Инструмент для пространственной визуализации, моделирования ситуаций, построения синтетических показателей. Оптимален для изучения основ компьютерной картографии в учебных учреждениях.

Программа позволяет:

  • создавать векторные карты;

  • привязывать к каждому элементу неограниченное число тематических баз данных;

  • копировать данные в другой файл через буфер обмена;

  • вручную изменять характеристики объектов и их местоположения.

QuickMAP

Простое средство для освоения базового уровня. Решает преимущественно иллюстративные задачи. Позволяет создавать оцифрованные карты на основе обычной картинки и в любом графическом формате.

по программам для проектирования

или присоединяйтесь к нашей группе в соцсети

Источник: https://www.zwsoft.ru/stati/gis-chto-eto-takoe

Booksm
Добавить комментарий