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

Историческое развитие ГИС



Геоинформатика

 

Введение

 

Геоинформатика является наукой, изучающей все аспекты сбора, обработки и представления информации о свойствах объектов, процессов и явлений, происходящих на земле.

Объекты геоинформатики изучаются на основе компьютерных технологий, и использованием возможностей и данных, математики, картографии, геодезии и других наук.

Два аспекта геоинформатики – научный и технологический. Научный аспект связан с разработкой концепций, теоретических основ, методов и моделирования, организацией моделей и структур данных. Технологический аспект геоинформатики связан с обработкой и передачей информации с помощью компьютерных технологий.

Основу геоинформатики составляет география, геодезия, картография.

Другую группу составляют науки, позволяющие формализовать и строить информационные модели – теория множеств, теория графов, топология, моделирование, системный анализ, структурный анализ и др.

Объединяющими науками являются новые информационные технологии, теория автоматизированных информационных систем, теория баз данных, программирование, компьютерная графика и др.

Геоинформатика содержит как гуманитарные так и технические направления [1].

Три части геоинформатики:

1. Объщая геоинформатика занимается исследованием и разработкой научных основ, концепций, обобщенным анализом геоинформатики и геоинформационных систем безотносительно к их прикладному характеру.

2. Прикладная геоинформатика изучает практические методы работ с геоинформационными системами и геоинформационными технологиями ( в.т.ч. технологии сбора, хранения, обновления, обработки и представления данных).

3. Специальная геоинформатика связана с теорией информации, анализом качества информации, вопросами стандартизации и тестирования информационных систем, защитой информации, телекоммуникационного обмена, и т.д.

Работающая ГИС включает в себя пять составляющих (рис. 1.1):

- аппаратные средства - это компьютер, на котором запущена ГИС. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров;

- программное обеспечение 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;

- данные это вероятно наиболее важный компонент ГИС. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на коммерческой или другой основе. В процессе управления пространственными данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных;

- исполнители. Широкое применение технологии ГИС невозможно без людей, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. 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;

- 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.

Рис.1.1.

 

ГИС как автоматизированная интегрированная информационная система включает в себя подсистемы:

- подсистему сбора данных;

- подсистему хранения данных (чаще всего это база данных или экспертная система);

- подсистему обработки данных (моделирования);

- подсистему представления информации;

- телекоммуникационную подсистему.

ГИС – интегрированная автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции данных в которой является географическая информация, а основой интеграции технологий – являются технологии САПР.

Историческое развитие ГИС


Географические информационные системы появились в 1960-х годах в разработках Министерства обороны США как инструмент для отображения географии Земли и расположенных на ее поверхности объектов, используя компьютерные базы данных

В начале 70-х годов ГИС начали использоваться для вывода координатно-привязанных данных на экран монитора и для печати карт на бумаге, чем значительно облегчили жизнь специалистам, прежде занятых традиционной бумажной картографией.

В это же время появились первые компании, специализирующиеся на разработке и продаже систем для компьютерного картографирования и анализа. Компания Intergraph Corp. занималась вопросами ввода и хранения пространственных данных и подготовки к печати карт, созданных компьютером, которые соперничали бы по картографическому качеству с традиционными бумажными картами. Компания Environment Systems Research Institute (ESRI) специализировалась на разработке процедур и функций для анализа данных в ГИС. За годы, прошедшие с той поры, обе компании практически сравняли возможности своих систем.

В начале только самые крупные государственные организации, коммунальные службы и корпорации могли позволить себе использовать ГИС из-за их высокой цены. ГИС работали на мэйнфреймах и миникомпьютерах и типичная рабочая станция с установленной на ней ГИС стоила больше, чем 100 тыс. долларов (если учитывать все аппаратное и программное обеспечение и затраты на обучение персонала). Тем не менее, в 80х годах рынок ГИС быстро рос, в основном за счет того, что многие журналы и профессиональные ассоциации пропагандировали преимущества, которые дают геоинформационные системы. В 80-х также появились системы управления пространственными базами данных, целью которых было связать системы управления базами данных и компьютерное картографирование. В этих системах пользователь уже мог, указав на объект на карте, получить некую содержательную информацию. Спрос на тематическую картографическую информацию заставил обратить внимание на проблему сбора данных. Результатом стала интегрированная среда - данные дистанционного зондирования, цифровая модель местности, карта дорог, геологическая карта.

Основной прорыв, тем не менее, произошел с появлением персональных компьютеров. ГИС быстро адаптировались к этой новой, более дешевой платформе и цена систем начала падать по мере того, как число пользователей и организаций, которые могли бы позволить себе ГИС, увеличивалось. Согласно Dataquest, мировой рынок ГИС-продуктов и услуг составил в 1997 году 2,5 млрд. долларов, разделенный примерно пополам между продажами в Северной Америке и во всем остальном мире, и растущий примерно на 15% в год.

На сегодняшний день можно выделить пять основных направлений развития современных ГИС:

- интеграция GPS и ГИС;

- интеграция ГИС с реляционными базами данных;

- удешевление ПК одновременно с повышением их мощности;

- развитие ноутбуков и карманных компьютеров;

- сетевые технологии, web-картографирование и ГИС-по-Интернет.

 

Первое и четвертое направление связаны с тем, что все увеличивающееся число компьютеров класса PalmTop и PocketTop предоставляет собой новую платформу, для которой требуются новые ГИС, позволяющие работать с пространственными данными в полевых условиях, одним из атрибутов работы в которых является GPS, определяющий географические координаты пользователя, его высоту над уровнем моря, скорость, направление движения и другие параметры. Все эти данные должны интегрироваться в ГИС, работающей на компьютере, в реальном масштабе времени. В качестве примера систем, работающих на переносных компьютерах и обеспечивающих взаимодействие с GPS, можно привести Microstation Field компании Bentley и ArcPad компании ESRI. Третье направление оказывает влияние уже много лет и не только на ГИС, но и на весь рынок программного обеспечения. Судя по всему, так будет продолжаться далее и это значит, что ГИС будет содержать все больше данных, обрабатывать их все быстрее и точность, как данных, так и обработки, будет увеличиваться.
Главная тенденция - сетевые технологии в ГИС, web-картографирование и ГИС-по-Интернет. Интернет влияет на абсолютно всю активность в области информационных технологий и ГИС здесь - не исключение. Программный продукт, возникший в результате слияния ГИС и Интернет носит название ГИС-по-Интернет и отличается от stand-alone ГИС тремя принципиальными моментами:

- может использоваться несколькими пользователями одновременно;

- данные могут храниться на нескольких машинах, что позволяет резко увеличить максимальный объем хранимых данных и, использовать для анализа данные из нескольких источников одновременно;

- ГИС и ее пользователи могут находитъся на сколь угодно большом расстоянии друг от друга.

В настоящее время ГИС - это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены миллионы людей во всем мире. Так, по данным компании Dataquest, в 1997 году общие продажи программного ГИС обеспечения превысили 1 млрд. долл. США, а с учетом сопутствующих программных и аппаратных средств рынок ГИС приближается к 10 млрд. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах.

Рис. 2.1 Рис. 2.2

 




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