Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Геоинформатика и ее взаимосвязи с другими научными дисциплинами (информатика, география, картография)



Определение взаимоотношений геоинформатики с методами и науками о Земле является предметом многих научных исследований. Особенно ярко такое взаимодействие проявилось в интеграции геоинформатики, картографии и дистанционного зондирования. Они имеют общую проблемную ориентацию, поскольку направлены на изучение общего объекта исследований.

Сфера деятельности геоинформатики связана с каратографией и дистанционным зондированием, а также затрагивает фотограмметрию, топографию. Геоинформатика располагается в одном ряду с методами (математическими, картографическими, дистанционного зондирования и др.) и связывается с науками о земле геологией, почвоведением, лесоведением, географией, экономикой, биологией и т.д.

Взаимосвязи картографии и геоинформатики проявляются в следующих аспектах:

1. тематические и картографические карты - главный источник пространственно-временной информации.

2. системы географических и прямоугольных координат и картографическая разграфка служат основой для координатной привязки (географической локализации) всей информации, поступающей и хранящейся в ГИС.

3. карты - основное средство географической интерпретации и организации данных дистанционного зондирования и другой используемой в ГИС информации (статистической, аналитической и т.п.)

4. картографический анализ - один из наиболее эффективных способов выявления географических закономерностей, связей, зависимостей при формировании баз знаний, входящих в ГИС.

5. математико-картографической и компьютерное - картографическое моделирование - главное средство преобразования информации в процессе принятия решений, управления проведения экспертиз, составление прогнозов развития геосистем и .т.п.

6. картографическое изображение - целесообразная форма представления информации потребителям.

 

2. Определения и задачи геоинформатики.А.М. Берлянт: геоинф-ка – система, охватывающая науку, технику и производство. Определения: а) геоинф-ка – научн. дисциплина, изучающая природные и социально-экономические геосистемы посредством компьютерного моделирования на основе баз данных и географич. знаний. (научно-познавательный подход); б) геоинф-ка – ГИС-технология сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно-координированной информации (технологический подход); в) геоинф-ка – производство, имеющее целью изготовление аппаратных средств и программных продуктов, включая создание баз и банков данных, систем управления, стандартных ГИС разного целевого назначения, формирование ГИС – инфраструктуры. Задачи: в зависимости от определения.

3. Базовые понятия геоинформатики: определение и толкование.Пространственные данные – все пространственно-координированные данные: описания объектов реальности, цифровые изображения, цифровые карты, каталоги координат пунктов опорной геодезической сети. Данные бывают двух типов: позиционные (координаты в двух- и трёхмерном пространствах) и непозиционные (кач. и колич. хар-ки). Пространственный объект – цифровое представление, или иначе, цифровая модель объекта местности (местоположение и свойства). База пространственных данных – совокупность данных о пространственных объектах, организованных по определенным правилам, устанавливающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными.

4. Понятия: данные, информация, знания. Данные – зарегистрированные факты, описания явлений реального мира или идей, которые представляются достаточно ценными для того, чтобы их сформулировать и точно зафиксировать. Информация – св-во предметов, явлений, процессов объективной действительности, отражающая смысл, вкладываемый человеком в данные. В информации заложена совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними. Знания – отражение аспектов реального мира в мозгу человека или системе искусств.интеллекта, интерпретация информации об окружающих объектах и явлениях.

5. Общее представление о ГИС: история развития, сущность, структура, функции. Начались потехи в 50-60-м гг. прошлого века, Швеция: инвентаризация земельных и экономических ресурсов. Потом – Канадская ГИС (Берлянт-то теперь где, помните?) те же цели, и ещё систематизация земель по пригодности для различного использования. В 70-х Международный геогр. союз свёл воедино все программные средства, обеспечивающие работу с пространственными данными. В 80-е случился прорыв – внедрение ПК. С 90-х ГИС начали активно использовать в РФ! (до того использовали пассивно). Крупные компании (ESRI; ERDAS) бесплатно предоставляют свою продукцию научным организациям. Сущность и функции: сбор, хранение, обработка, отображение и распространение пространственно-координированных данных, а также получение на их основе новой информации и знаний, необходимых для решения научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением природной средой и территориальной организацией общества. Структура – Составные части ГИС

Базы данных являются обязательными компонентами ГИС, всегда имеющими два их типа – графические и тематические. В графических базах данных хранится то, что принято называть топографической основой, тематические содержат нагрузку карт и дополнительные данные, которые относятся к пространственным, но не могут быть прямо нанесены на карту.

Кроме того, любая ГИС имеет систему визуализации данных, выводящую на экран имеющуюся информацию в виде карт, таблиц, схем и т.п. и систему управления данными, при помощи которой происходит их поиск, сортировка, удаление, добавление, исправление и анализ (рис.1.3).

 
 

 


Рис.1.3. Обязательные компоненты ГИС

Системы ввода и вывода информации также являются обязательными компонентами ГИС.

Система ввода – это программный или аппаратно-программный блок, отвечающий за получения данных. Например, дигитайзеры, на котором осуществляется оцифровка карт, сканер, считывающий изображение в виде растра, электронные геодезические приборы. Информация может быть введена с клавиатуры, получена по сети. Ее источником может быть аэрофото и космические снимки, вводимые и обрабатываемые на специализированных рабочих станциях или персональных станциях приема спутниковых данных.

Система ввода:

1. Клавиатура

2. Внешние компьютерные системы (включая Интернет)

3. Сканер

4. Дигитайзер

5. Электронные геодезические приборы

6. Космические и аэрофотоснимки

Система вывода ГИС предназначена для представления результатов информации в удобном для пользователя виде. При помощи плоттера можно получить очень качественные карты. Используются также принтеры. Результаты могут быть представлены на видеофильмах, хранится на диске.

 

 

Точное время рождения геоинформатики не известно. Ее истоки следует искать в работах коллективов, сформулировавших первые задачи и подходы к построению информационных систем, ориентированных на обработку пространственных данных в Канаде и Швеции - двух стан приоритет, которых в этой области абсолютно бесспорен. Канадские работы были связаны с созданием в 1963-1971 гг. Канадской ГИС (CGIS) под руководством Р. Томплинсона. Ставшая одним из примеров крупной универсальной региональной ГИС национального уровня, CGIS может считаться классикой.

Работы шведской школы геоинформатики концентрировались вокруг ГИС земельно-учетной специализации, в частности Шведского земельного банка данных, предназначенного для автоматизации учета земельных участков (землевладении) и недвижимости.

Ранние ГИС (ГИС «первого поколения» ) значительно отличались от того, что понимается под ГИС сегодня. Их отличала ориентация на задачи инвентаризации земельных ресурсов, земельного кадастра и учета в интересах совершенствования системы налогообложения, решаемые путем автоматизации земельно-учетного документооборота. Основная функция ГИС состояла в воде в машинную среду первичных учетных документов для хранения и регулярного обновления данных, включая агрегацию данных и составление итоговых отчетов статистических табличных документов.

Инвентаризационные задачи, но путем массового цифрования карт, решались первоначально и в Канадской ГИС. В ее основу были заложены фундаментальные принципы, которые позволили выйти в сферы не только узко профильных задач, но и более универсальных интересов. Первый шаг, который вывел ГИС из области баз данных общего назначения, заключался во введении в число атрибутов операционных объектов (земельных участков, строений, физических и юридических лиц, ареалов использования земель) признака пространства, в какой бы форме местоуказания (в координатах, в иерархии административной принадлежности, в терминах принадлежности к ячейкам регулярных сетей членения территории) он ни выражался. Достаточно революционным являлось уже указание координат центроидов объектов.

В этот период сформировалось понятие пространственных объектов, описываемых позиционными и непозиционными атрибутами. Оформились две альтернативные линии представления - растровые и векторные, включая топологические линейно-узловые представления. Чуть позже создана технология массового цифрования карт - основного источника данных в Канадской ГИС. Поставлены и решены задачи, образующие ядро геоинформационных технологий: наложения (оверлей) разноименных слоев, генерация буферных зон, полигонов Тиссена и иные операции манипулирования пространственными данными, включая определения принадлежности точки полигону, операции вычислительной геометрии вообще.

Функциональная ограниченность ГИС первого поколения (например отсутствие или примитивность средств графической поддержки) имела чисто технические причины. Неразвитость периферийных устройств, пакетный режим обработки данных (без дисплея), критичность вычислительных ресурсов и времени вычисления задач. Ядро ГИС было сформировано в конце 60-х, определив облик ГИС первого поколения.

Для 70-х годов характерно тесное взаимодействие методов и средств геинформатики с цифровыми методами картографирования и автоматизированной картографией. В Гарвардском университете была создана компьютерная программа построения карт. ГИС в современном их понимании развивались на базе информационно-поисковых систем, позднее приобретая функции картографических банков данных с возможностью моделирования и анализа данных. Большинство ГИС этого периода включает в свои задачи создания карт и используют картографический материал как источник данных. К этому периоду относится быстрый прогресс геоинфомационных технологий в США.

80-е годы отличает чрезвычайный динамизм развития ГИС. К середине 80-х их число приближается к 500. Расширяется география ГИС, устраняется баланс между Старым и Новым светом. Разработка коммерческих ГИС связана в большей степени с возможностями микро и мини ЭВМ, а также с ПК. Создание ГИС стало основываться не на уникальных программных и аппаратных средствах, доступных только хорошо финансируемым организациям (типа министерства обороны), но и для небольших компаний, образовательных и муниципальных учреждений, и даже для частных лиц.

Существенно раздвигается круг решаемых задач, геоинформационные технологии проникают во все новые сферы науки, производства и образования. Осваиваются принципиально новые источники данных для ГИС: данные дистанционного зондирования, включая материалы спутников серии Landsat, Spot. В 80-х годах начинаются развиваться отечественные ГИС.

 

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.