Sistemde çalışın

Coğrafi Bilgi Sistemi için tasarlanmıştır. Coğrafi bilgi sistemleri (GIS) - nedir? Uzamsal sorgular yapın ve analiz edin

Coğrafi bilgi sistemleri (CBS), işlevleri mekansal-zamansal verilerin toplanması, depolanması, entegrasyonu, analizi ve grafiksel yorumlanması ve ayrıca CBS'de temsil edilen nesnelerle ilgili öznitelik bilgileri olan otomatik sistemlerdir.

GIS, bir DBMS'de bilgi işleme teknolojilerinin ortaya çıkması ve CAD'de grafik verilerin görselleştirilmesi, otomatikleştirilmiş harita üretimi ve ağ yönetimi ile 1960'larda ortaya çıktı.

Bir CBS'nin amacı, kaynak envanteri, yönetim ve planlama, karar desteği gibi içinde çözülen görevler (bilimsel ve uygulamalı) tarafından belirlenir.

CBS oluşturma aşamaları:

Kullanıcı gereksinimlerinin incelenmesi ve kullanılan yazılımın işlevselliği dahil olmak üzere tasarım öncesi çalışmalar,

Fizibilite Çalışması (Fizibilite Çalışması)

Karlılık değerlendirmesi,

Bir pilot proje aşaması, CBS geliştirme dahil olmak üzere CBS sistemi tasarımı;

CBS'yi küçük bir bölgesel parça veya test sitesinde test etmek veya bir prototip oluşturmak,

CBS uygulaması;

CBS işletimi ve bakımı.

CBS oluşturma için veri kaynakları:

Temel katman - jeodezik koordinat sistemi şeklinde kullanılan kartografik malzemeler (topografik ve genel coğrafi haritalar, idari bölüm haritaları, kadastro planları, vb.) Ve temel olarak oluşturulan temel haritaların kaynak malzemelerin kartografik projeksiyonlarının, jeodezik koordinatlarının ve projeksiyonlarının düz dikdörtgen koordinatlarının CBS'de dijital modellerin oluşturulması ve pratik olarak tüm görevleri gerçekleştirilmektedir.

Uzaktan algılama verileri (ERS): uzay aracı ve uydulardan alınan malzemeler dahil olmak üzere, Görüntüler, farklı yörüngelerde bulunan araştırma ekipmanının taşıyıcılarından alınır ve Dünya'ya iletilir. Elde edilen görüntüler, çok çeşitli çevresel sorunların çözülmesine izin veren, spektrumun çeşitli aralıklarında (görünür ve yakın kızılötesi, termal kızılötesi ve radyo aralıkları) doğal çevredeki nesnelerin farklı bir görünürlük ve ayrıntı düzeyinde farklılık gösterir. Uzaktan algılama yöntemleri ayrıca havadan ve yer incelemelerini ve deniz dibi rölyefinin hidroakustik incelemeleri gibi diğer temassız yöntemleri de içerir. Bu tür anketlerin materyalleri, doğal çevrenin çeşitli nesneleri hakkında hem nicel hem de nitel bilgi sağlar;

Yerdeki jeodezik ölçümlerin sonuçları, seviyeler, teodolitler, elektronik takometreler, GPS alıcıları vb.

Ulusal ekonominin çeşitli sektörleri için devlet istatistik hizmetlerinden alınan veriler ile sabit gözlem ölçüm istasyonlarından elde edilen veriler (hidrolojik ve meteorolojik veriler, çevre kirliliği ile ilgili bilgiler, vb.).

Edebi veriler (belirli coğrafi nesne türleri hakkında çeşitli bilgiler içeren referans yayınlar, kitaplar, monografiler ve makaleler). CBS'de nadiren yalnızca bir tür veri kullanılır, çoğu zaman herhangi bir bölgedeki çeşitli verilerin birleşimidir.

Çeşitli mekansal olarak yerelleştirilmiş görevleri çözmek için CBS'nin etkili kullanımı, kullanıcının jeodezik koordinat sistemleri, kartografik projeksiyonlar ve CBS haritalarının matematiksel temelinin diğer unsurları hakkında yeterli miktarda bilgiye sahip olmasını, bir haritadan çeşitli bilgileri elde etme yöntemleri hakkında bilgi, matematiksel ve bu bilgileri mekansal olarak çözmek için bu bilgileri kullanmanın diğer yöntemleri -yerelleştirilmiş CBS görevleri.

CBS'nin tasarımı, oluşturulması ve kullanımının bilimsel, teknik, teknolojik ve uygulamalı yönleri jeoinformatik tarafından incelenir.

Jeoinformatikte toplanan veriler, coğrafi veri adı verilen özel bir veri sınıfında sınıflandırılır.

Coğrafi veriler - Dünya yüzeyindeki nesneler, bölge biçimleri ve altyapılar hakkındaki veriler ve temel bir unsur olarak, mekansal ilişkiler içermesi gerekir.

Coğrafi veriler, nesneleri uzaydaki konumları aracılığıyla doğrudan (örneğin, koordinatlar) veya dolaylı olarak (örneğin, bağlantılar) tanımlar.

Genel olarak, jeoinformatikte veri toplamak için aşağıdaki teknolojiler vurgulanmalıdır:

Hava fotoğrafçılığı, mini medyadan fotoğraf içeren hava fotoğrafçılığı;

Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS);

Doğal kaynak araştırmaları, çevresel izleme, tarım ve orman alanlarının değerlendirilmesi vb. Çalışmalarında CBS için en önemli veri kaynaklarından biri olan uzay görüntüleri;

Dijital CBS modelleri oluşturmanın temeli olan haritalar veya kartografik bilgiler;

World Wide Web üzerinden alınan veriler;

Yer fotogrametrik araştırması, kentsel durumların analizinde, deformasyonun çevresel izlemesinde ve yağışta CBS için bir bilgi kaynağı görevi görür;

Dijital fotogrametrik çekim, bilgilerin dijital biçimde doğrudan bir bilgisayara görüntülenmesine izin veren dijital fotogrametrik kameraların kullanımına dayanır;

CBS için bir veri kaynağı olan video çekimi, esas olarak izleme amacıyla kullanılır;

Arşiv tabloları ve koordinat katalogları dahil olmak üzere dokümanlar, ekonomik, istatistiksel, sosyolojik ve diğer veri türlerini içeren CBS'ye sözde konu veya tematik bilgilerin girilmesi için ana veri kaynağı görevi görür;

Koordinat verilerini iyileştirmek için jeodezik yöntemler (otomatikleştirilmiş ve otomatik olmayan) kullanılır,

CBS için veri kaynağı aynı zamanda diğer CBS'deki işlemenin sonuçlarıdır;

Fotoğraflar, resimler, çizimler, diyagramlar, video görüntüleri ve sesler;

İstatistiksel tablolar ve metin açıklamaları, teknik veriler;

Posta adresleri, telefon rehberleri ve rehberler;

Jeodezik, çevresel ve diğer bilgiler.

CBS, altyapı tasarımı, kentsel ve bölgesel planlama, doğal kaynakların akılcı kullanımı, çevresel durumların izlenmesi, acil durumlarda operasyonel önlemlerin alınması vb. Gibi bilimsel ve uygulamalı sorunları çözmek için kullanılır.

CBS aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılır:

1. İşlevselliğe göre:

Tam özellikli genel amaçlı CBS;

Herhangi bir konu alanındaki belirli bir sorunu çözmeye odaklanan özel CBS;

Ev ve bilgi ve referans kullanımı için bilgi ve referans sistemleri. CBS'nin işlevselliği, inşaatlarının mimari prensibi tarafından da belirlenir:

Kapalı sistemlerin genişletme seçenekleri yoktur, yalnızca satın alma sırasında benzersiz olarak tanımlanan işlevler kümesini gerçekleştirebilirler; - açık sistemler, özel bir cihaz (yerleşik programlama dilleri) kullanılarak kullanıcının kendisi tarafından tamamlanabildiğinden, adaptasyon kolaylığı, genişletilebilirlik ile ayırt edilir.

2. Mekansal (bölgesel) kapsama açısından, CBS küresel (gezegensel), ulusal, bölgesel, yerel (belediye dahil) olarak alt bölümlere ayrılmıştır.

3. Problem tematik yönelime göre - genel coğrafi, ekolojik ve doğa yönetimi, endüstri (su kaynakları, orman yönetimi, jeolojik, turizm vb.).

4. Coğrafi verilerin düzenlenmesi yoluyla - vektör, raster, vektör-raster CBS.

CBS yapısı, bir dizi teknik araç (CTS) ve yazılım (SW), bilgi desteği (IO) içerir.

KTS, bir iş istasyonu (kişisel bilgisayar), bilgi giriş-çıkış cihazları, veri işleme ve depolama cihazları, telekomünikasyon içeren bir donanım setidir.

İş istasyonu, CBS çalışmalarını kontrol etmek ve hesaplama ve mantıksal işlemlere dayalı veri işleme süreçlerini yürütmek için kullanılır.

Veri girişi, çeşitli teknik araçlar ve yöntemler kullanılarak gerçekleştirilir: doğrudan klavyeden, bir sayısallaştırıcı veya tarayıcı kullanılarak, harici bilgisayar sistemleri aracılığıyla. Mekansal veriler, elektronik ölçme araçlarından, bir sayısallaştırıcı veya tarayıcı kullanılarak veya fotogrametrik araçlar kullanılarak elde edilebilir.

Verilerin işlenmesi ve depolanması için cihazlar, merkezi işlemciyi, rastgele erişimli belleği, depolama aygıtlarını (sabit diskler, taşınabilir manyetik ve optik ortam, bellek kartları, flash sürücüler, vb.) İçeren bilgisayar sistemi birimine entegre edilmiştir. Veri çıkış cihazları - uzay-zamansal verilerin işlenmesinin sonuçlarının görsel bir temsilinin yardımı ile monitör, plotter, plotter, yazıcı.

Yazılım - CBS'nin işlevselliğinin uygulanmasını sağlar. Temel ve uygulama yazılımlarına ayrılmıştır.

Temel yazılım, işletim sistemlerini (OS), yazılım ortamlarını, ağ yazılımını, veritabanı yönetim sistemlerini ve veri giriş ve çıkışını kontrol etmek için modülleri, bir veri görselleştirme sistemini ve mekansal analiz gerçekleştirmek için modülleri içerir.

Uygulamalı yazılım - belirli bir konu alanındaki özel sorunları çözmek için tasarlanmış yazılım araçları. Ayrı modüller (uygulamalar) ve yardımcı programlar (yardımcı araçlar) olarak uygulanırlar.

IO bir dizi bilgi dizisi, bilgi kodlama ve sınıflandırma sistemidir.

Mekansal verileri CBS'de depolamanın özelliği, katmanlara bölünmesidir.

Esnek bir katman yönetim mekanizmasına sahip elektronik bir haritanın çok katmanlı organizasyonu, geleneksel bir haritadakinden çok daha fazla bilgiyi birleştirmenize ve görüntülemenize olanak tanır.

Ayrı katmanlar şeklinde sunulan bilgiler ve bunların farklı kombinasyonlarda ortak analizi, kartografik gösterimleriyle (izo-doğrusal haritalar, çeşitli göstergelerin birleşik haritaları, vb. Şeklinde) türetilmiş katmanlar şeklinde ek bilgiler elde etmenizi sağlar.

CBS teknolojisi, farklı verileri tek bir formda birleştirerek, çeşitli planlama seviyelerinde bilgi desteğinin yönetim kararlarını basitleştiriyor ve bilimde, ekonomi yönetiminde kararlar almak, analiz etmek ve almak.

İşlevsellik, CTS gereksinimleri, yazılım ve IO açısından farklılık gösteren CBS pazarı oldukça gelişmiştir.

Yazılım, Rusya Federasyonu'nun Batı ile eşit şartlarda rekabet ettiği birkaç sektörden biridir.

Coğrafi bilgi sistemleri (CBS), uzamsal verilerin toplanması, depolanması, işlenmesi, erişilmesi, analiz edilmesi, yorumlanması ve grafiksel olarak görselleştirilmesi için kullanılan sistemlerdir.CBS, coğrafi bilgi teknolojilerinin (GIS teknolojileri) temelini oluşturur. bilgi teknolojisi işleme ve mekansal olarak dağıtılan bilgilerin sunumu.

CBS teknolojileri, bilgilerin çalışması ve görselleştirilmesi için güçlü araçlardır. Veri tabanı yönetim sistemlerinin (DBMS) gelişmiş yeteneklerini kullanan, benzersiz raster ve vektör grafik editörleri olan ve analitik işlemleri gerçekleştirmek için en geniş araçlara sahip olan GIS, haritacılık, jeoloji, belediye yönetimi, arazi yönetimi, ekoloji, ulaşım alanındaki sorunları çözmenin etkili bir yolu olarak kendini kanıtlamıştır. , sanayi, tarım ve ormancılık.

Bazı tahminlere göre, insan faaliyetleriyle ilgili tüm bilgilerin yaklaşık% 80'i coğrafi referanslıdır. Örneğin, konut ve toplumsal hizmetler işi, hizmet verilen binaların konumu, ısıtma şebekelerinin geçişi, elektrik hatları vb. Hakkında harita şeklinde sunulabilecek bilgilerin kullanılmasını gerektirir. Eşlik eden belgeler (nesnelerin pasaportları, fotoğraflar, protokoller), doğrudan harita üzerinde gösterilmemesine rağmen, uzamsal bir referansı olan harita nesneleriyle bir ilişkiye sahiptir. Sonuç olarak, CBS teknolojileri, birçok pratik, bilimsel ve eğitimsel problemi çözmek için uygun bir araç olarak, modern bilgi toplumunda giderek daha fazla kullanılmaktadır.


Uzamsal bilgilerle çalışmak için genişletilmiş bir araç setine sahip yazılım ürünleri.

Ayırt edici özelliği İnternet / İntranet yoluyla bilgi sağlanması olan bir tür coğrafi bilgi sistemi

Uzamsal verilere erişmek, işlemek, analiz etmek ve grafiksel olarak görselleştirmek için tasarlanmış mobil cihazlar için bir yazılım sınıfı

Kamu otoritelerinin sorunlarını çözmek için tasarlanmış coğrafi bilgi sistemleri.

Bir organizasyonun iş süreçlerini otomatikleştirmek için uygulanan çok kullanıcılı coğrafi bilgi sistemi. Bu tür coğrafi bilgi sistemleri, uzamsal verilerin ve ilgili bilgilerin analizi ve görselleştirilmesi için tasarlanmıştır.

Bu fenomenin kesin ve kısa bir tanımını vermek oldukça zordur. Coğrafi Bilgi Sistemi (GIS) çevremizdeki dünyaya yeni bir bakış için bir fırsattır. Genellemelerden ve görüntülerden vazgeçersek, GIS, gezegenimizde meydana gelen olayların yanı sıra gerçek dünyadaki nesneleri haritalamak ve analiz etmek için modern bir bilgisayar teknolojisidir. Bu teknoloji, sorgu ve istatistiksel analiz gibi geleneksel veritabanı işlemlerini bir haritanın tam görselleştirme ve coğrafi (uzamsal) analiz avantajlarıyla birleştirir. Bu yetenekler CBS'yi diğer bilgi sistemlerinden ayırır ve stratejik kararları planlayarak ana faktörleri ve nedenleri ve bunların olası sonuçlarını anlayıp vurgulayarak çevredeki dünyadaki olayların ve olayların analizi ve tahminiyle ilgili çok çeşitli görevlerde uygulanması için benzersiz fırsatlar sunar. ve alınan önlemlerin mevcut sonuçları.

Haritalama ve coğrafi analiz tamamen yeni bir şey değil. Bununla birlikte, CBS teknolojisi, sorunları analiz etmek ve bir bütün olarak insanlığın ve özellikle belirli bir organizasyon veya bir grup insanın karşılaştığı sorunları çözmek için yeni, daha modern, daha verimli, kullanışlı ve hızlı bir yaklaşım sağlar. Analiz ve tahmin prosedürünü otomatikleştirir. CBS kullanımından önce, yalnızca birkaçı, modern yaklaşımlara ve araçlara dayalı bilgiye dayalı optimal kararlar vermek için coğrafi bilgileri genelleme ve tam olarak analiz etme sanatına sahipti.

CBS şu anda dünya çapında yüz binlerce insanı içeren multi-milyon dolarlık bir endüstridir. CBS okullarda, kolejlerde ve üniversitelerde incelenir. Bu teknoloji, insan faaliyetinin neredeyse tüm alanlarında kullanılmaktadır - ister aşırı nüfus, bölge kirliliği, orman arazisinin azalması, doğal afetler gibi küresel sorunların analizi veya noktalar arasında en iyi rotayı bulma, yeni bir ofis için en uygun yeri seçme, arama gibi belirli görevlerin çözümü olsun. evinde evinde, yere bir boru hattı döşemek, çeşitli belediye görevleri.

CBS bileşenleri

Çalışan bir CBS beş temel bileşen içerir: donanım, yazılım, veriler, uygulayıcılar ve yöntemler.
Donanım. Bu CBS'yi çalıştıran bilgisayardır. Günümüzde GIS, merkezi sunuculardan bağımsız veya ağa bağlı masaüstü bilgisayarlara kadar çeşitli bilgi işlem platformlarında çalışmaktadır.

CBS yazılımı, coğrafi (mekansal) bilgileri depolamak, analiz etmek ve görselleştirmek için gereken işlevleri ve araçları içerir. Yazılım ürünlerinin temel bileşenleri şunlardır: coğrafi bilgilerin girilmesi ve işlenmesi için araçlar; veritabanı yönetim sistemi (DBMS veya DBMS); uzamsal sorguları, analizi ve görselleştirmeyi (görüntüleme) destekleyen araçlar; Araçlara kolay erişim için grafik kullanıcı arayüzü (GUI veya GUI).

Veri. Bu muhtemelen bir CBS'nin en önemli bileşenidir. Konum verileri (coğrafi veriler) ve ilgili tablo verileri kullanıcı tarafından toplanabilir ve hazırlanabilir veya ticari veya başka bir şekilde tedarikçilerden satın alınabilir. Uzamsal verileri yönetme sürecinde, GIS, uzamsal verileri diğer veri türleri ve kaynakları ile entegre eder ve ayrıca birçok kuruluş tarafından kullanılan verileri kendi emrindeki verileri düzenlemek ve korumak için kullanılan DBMS'yi kullanabilir.

Sanatçılar. CBS teknolojisinin yaygın kullanımı, yazılım ürünleriyle çalışan ve gerçek sorunların çözümünde kullanımları için planlar geliştiren kişiler olmadan imkansızdır. CBS kullanıcıları, hem sistemi geliştiren ve sürdüren teknik uzmanlar, hem de CBS'nin mevcut günlük iş ve sorunları çözmeye yardımcı olduğu sıradan çalışanlar (son kullanıcılar) olabilir.

Yöntemler. CBS uygulamasının başarısı ve verimliliği (ekonomik dahil) büyük ölçüde, her bir kuruluşun görev ve çalışmalarının özelliklerine uygun olarak hazırlanan, uygun şekilde hazırlanmış bir plana ve çalışma kurallarına bağlıdır.

CBS nasıl çalışır?

CBS, gerçek dünya hakkındaki bilgileri coğrafi konuma göre gruplandırılmış tematik katmanların bir koleksiyonu olarak depolar. Bu basit ancak oldukça esnek yaklaşım, çeşitli gerçek dünya görevlerinde değerini kanıtlamıştır: araçların ve malzemelerin hareketini izleme, gerçek dünyadaki durumların ve planlanan faaliyetlerin ayrıntılı gösterimi ve küresel atmosferik dolaşımı modelleme.

Herhangi bir coğrafi bilgi, ister coğrafi ister diğer koordinatlara atıfta bulunsun, ister bir adrese, posta koduna, seçim bölgesine veya nüfus sayım bölgesine, bir arazi veya orman alanının tanımlayıcısına, yol adı vb. Bu tür bağlantıları kullanırken, bir nesnenin / nesnelerin konumunu veya konumlarını otomatik olarak belirlemek için coğrafi kodlama adı verilen bir prosedür kullanılır. Yardımı ile, tanıdıklarınızın yaşadığı ev veya ihtiyaç duyduğunuz organizasyon gibi ilgilendiğiniz nesnenin veya olgunun nerede olduğunu, depremin veya selin meydana geldiği, ihtiyacınız olan noktaya ulaşmak için hangi rotanın daha kolay ve daha hızlı olduğunu haritada hızlı bir şekilde belirleyebilir ve görebilirsiniz. veya evde.

Vektör ve raster modelleri.CBS, önemli ölçüde farklı iki veri türü ile çalışabilir - vektör ve tarama. Bir vektör modelinde, noktalar, çizgiler ve çokgenler hakkındaki bilgiler kodlanır ve bir dizi X, Y koordinatları olarak saklanır. Sondaj deliği gibi bir noktanın (nokta nesnesi) konumu, bir çift koordinatla (X, Y) tanımlanır. Yollar, nehirler veya boru hatları gibi doğrusal özellikler X, Y koordinat setleri olarak kaydedilir. Nehir havzaları, kara parselleri veya hizmet alanları gibi çokgen özellikleri, kapalı bir koordinatlar kümesi olarak saklanır. Vektör modeli, ayrık nesneleri tanımlamak için özellikle yararlıdır ve toprak türleri veya nesnelerin kullanılabilirliği gibi sürekli değişen özellikleri açıklamak için daha az uygundur. Tarama modeli, sürekli özelliklerle çalışmak için idealdir. Tarama görüntüsü, tek tek temel bileşenler (hücreler) için bir değerler kümesidir, taranmış bir haritaya veya resme benzer. Her iki modelin de kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Modern CBS hem vektör hem de tarama modelleriyle çalışabilir.

CBS'nin çözdüğü görevler.Genel amaçlı CBS, diğer şeylerin yanı sıra, genellikle verilerle beş prosedür (görev) gerçekleştirir: girdi, manipülasyon, kontrol, sorgulama ve analiz, görselleştirme.

Giriş.CBS'de kullanım için verilerin uygun bir dijital formata dönüştürülmesi gerekir. Kağıt haritalardan bilgisayar dosyalarına veri dönüştürme işlemine sayısallaştırma denir. Modern CBS'de bu süreç, özellikle büyük projeleri gerçekleştirirken önemli olan tarayıcı teknolojisi kullanılarak otomatikleştirilebilir veya az miktarda işle veri sayısallaştırıcı kullanılarak girilebilir. Birçok veri halihazırda doğrudan GIS paketleri tarafından algılanan formatlara çevrilmiştir.

Manipülasyon.Genellikle, belirli bir proje için, mevcut verilerin sisteminizin gereksinimlerine uygun olarak ek olarak değiştirilmesi gerekir. Örneğin, coğrafi bilgiler farklı ölçeklerde olabilir (cadde merkez çizgileri 1: 100.000 ölçeğinde, nüfus sayımı ilçe sınırları 1: 50.000 ölçeğinde ve konut mülkleri 1: 10.000 ölçeğinde). Ortak işleme ve görselleştirme için tüm verileri tek bir ölçekte sunmak daha uygundur. CBS teknolojisi, uzamsal verileri manipüle etmek ve belirli bir görev için gereken verileri vurgulamak için farklı yollar sağlar.

Kontrol.Küçük projelerde coğrafi bilgiler normal dosyalar olarak saklanabilir. Ancak bilgi miktarındaki artış ve verileri depolamak, yapılandırmak ve yönetmek için kullanıcı sayısındaki artışla birlikte, veritabanı yönetim sistemlerini (DBMS), ardından entegre veri kümeleriyle (veritabanları) çalışmak için özel bilgisayar araçlarını kullanmak daha verimli olur. CBS'de, verilerin tablo biçiminde depolandığı ilişkisel bir yapı kullanmak en uygunudur. Bu durumda, tabloları bağlamak için ortak alanlar kullanılır. Bu basit yaklaşım yeterince esnektir ve birçok CBS ve CBS dışı uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sorgu ve Analiz.CBS ve coğrafi bilgileriniz varsa, basit sorulara yanıt alabilirsiniz (Bu arsanın sahibi kimdir? Bu nesneler birbirinden ne kadar uzaklıkta? Bu sanayi bölgesi nerede bulunuyor?) Ve ek analiz gerektiren daha karmaşık sorgular (İnşaat yerleri nerede? Yeni bir ev? Ladin ormanlarının altındaki ana toprak türü nedir? Yeni bir yol inşaatı trafiği nasıl etkiler?). Sorgular, hem belirli bir nesneye basit bir fare tıklamasıyla hem de gelişmiş analitik araçların yardımıyla ayarlanabilir. CBS'nin yardımıyla, arama kalıpları belirlenebilir ve belirlenebilir, “... olursa ne olacak” gibi senaryolar oynanabilir. Modern CBS, ikisi en önemli olan çok sayıda güçlü analiz aracına sahiptir: yakınlık analizi ve katman analizi. CBS, nesnelerin birbirine göre yakınlığını analiz etmek için arabelleğe alma adı verilen bir işlem kullanır. Aşağıdaki gibi soruların yanıtlanmasına yardımcı olur: Bu su kütlesinin 100 metre yakınında kaç ev var? Bu mağazanın 1 km yakınında kaç müşteri yaşıyor? Bu petrol ve gaz üretim departmanının yönetim binasına 10 km mesafede bulunan kuyulardan üretilen petrolün payı nedir? Kaplama işlemi, farklı tematik katmanlarda bulunan verilerin entegrasyonunu içerir. En basit durumda, bu bir görüntüleme işlemidir, ancak bir dizi analitik işlemde, farklı katmanlardan gelen veriler fiziksel olarak birleştirilir. Örtüşme veya uzamsal birleştirme, örneğin toprak, eğim, bitki örtüsü ve kullanım hakkı verilerinin arazi vergisi oranlarıyla entegrasyonunu sağlar.

Görselleştirme.Birçok uzamsal işlem türü için nihai sonuç, verilerin bir haritası veya grafiğidir. Harita, coğrafi (coğrafi referanslı) bilgileri depolamanın, sunmanın ve iletmenin çok verimli ve bilgilendirici bir yoludur. Önceden haritalar yüzyıllardır oluşturulmuştu. CBS, haritacılığın sanatını ve bilimsel temellerini genişleten ve geliştiren harika yeni araçlar sağlar. Yardımıyla, haritaların görselleştirilmesi raporlama belgeleri, üç boyutlu görüntüler, grafikler ve tablolar, fotoğraflar ve örneğin multimedya gibi diğer araçlarla kolayca tamamlanabilir.

İlgili teknolojiler.CBS, bir dizi başka bilgi sistemi ile yakından ilgilidir. Temel farkı, uzamsal verileri işleme ve analiz etme becerisinde yatmaktadır. Bilgi sistemlerinin evrensel olarak kabul edilmiş bir sınıflandırması olmamasına rağmen, aşağıdaki açıklama GIS'in masaüstü haritalama sistemlerinden, CAD sistemlerinden, uzaktan algılama, veritabanı yönetim sistemlerinden (DBMS veya DBMS) ve teknolojiden uzaklaşmasına yardımcı olmalıdır. küresel konumlandırma (GPS).

Masaüstü haritalama sistemleriverilerle kullanıcı etkileşimini düzenlemek için kartografik gösterimi kullanın. Bu tür sistemlerde her şey haritalara dayanır, harita bir veritabanıdır. Çoğu masaüstü haritalama sisteminin sınırlı veri yönetimi, mekansal analiz ve özelleştirme yetenekleri vardır. İlgili paketler masaüstü bilgisayarlarda çalışır - PC'ler, Macintosh ve alt uç UNIX iş istasyonları.

CAD sistemleribinaların ve altyapının proje çizimlerini ve planlarını yapabilir. Tek bir yapıda birleştirmek için sabit parametrelere sahip bir dizi bileşen kullanırlar. Bileşenleri birleştirmek için az sayıda kurala dayanırlar ve çok sınırlı analitik işlevlere sahiptirler. Bazı CAD sistemleri, kartografik veri sunumunu destekleyecek şekilde genişletilmiştir, ancak bir kural olarak, içlerinde bulunan yardımcı programlar, büyük uzamsal veritabanlarını verimli bir şekilde yönetmenize ve analiz etmenize izin vermez.

Uzaktan algılama ve GPS.Uzaktan algılama teknikleri, uçaktaki çeşitli kameralar, küresel konumlandırma sistemi alıcıları veya diğer cihazlar gibi sensörleri kullanarak dünya yüzeyinin ölçümlerini almak için sanat ve bilimsel bir eğilimdir. Bu sensörler, görüntüler biçiminde veri toplar ve yakalanan görüntüleri işlemek, analiz etmek ve görselleştirmek için özel yetenekler sağlar. Yeterince güçlü veri yönetimi ve analiz araçlarının bulunmaması nedeniyle, karşılık gelen sistemler gerçek CBS ile neredeyse hiç ilişkilendirilemez.

Veritabanı Yönetim Sistemlericoğrafi (uzamsal) veriler dahil her tür veriyi depolamak ve yönetmek için tasarlanmıştır. DBMS'ler bu tür görevler için optimize edilmiştir, bu nedenle pek çok GIS yerleşik DBMS desteğine sahiptir. Bu sistemlerde CBS benzeri analiz ve görselleştirme araçları bulunmamaktadır.

CBS sizin için ne yapabilir?

Uzamsal sorgular yapın ve analiz edin.CBS'nin veritabanlarında arama yapma ve mekansal sorgulama yapma yeteneği, birçok şirkete milyonlarca dolar tasarruf sağlamıştır. CBS, müşteri sorularına yanıt almak için gereken süreyi azaltmaya yardımcı olur; gerekli faaliyetler için uygun alanları belirlemek; farklı parametreler arasındaki ilişkileri tanımlama (örneğin, toprak, iklim ve mahsul verimi); Güç ızgaralarının yerlerini saptar. Emlakçılar, örneğin, belirli bir bölgede arduvaz çatılı, üç odalı ve 10 metrelik mutfakları olan tüm evleri bulmak ve ardından bu binaların daha ayrıntılı bir açıklamasını sağlamak için CBS'yi kullanır. Talep, örneğin maliyet parametreleri gibi ek parametreler eklenerek rafine edilebilir. Belli bir otoyola, orman parkına veya iş yerine belli bir mesafede bulunan tüm evlerin listesini alabilirsiniz.

Organizasyon içinde entegrasyonu geliştirin.CBS kullanan birçok kuruluş, temel faydalarından birinin, mevcut verileri coğrafi olarak birleştirerek kendi kuruluşlarının ve kaynaklarının yönetimini ve farklı departmanlar tarafından paylaşılma ve koordineli değişiklik olasılığını iyileştirmeye yönelik yeni fırsatlarda yattığını keşfetmiştir. Ortak kullanım imkanı ve sürekli büyüyen ve farklı yapısal bölümler tarafından düzeltilen veri tabanı, hem her bölümün hem de bir bütün olarak organizasyonun verimliliğini artırmaya olanak tanır. Bu nedenle, mühendislik iletişimiyle uğraşan bir şirket, tam bilgi edinerek ve ilgili alanların bir bilgisayar ekranında (veya kağıt kopyalarında) gösterilmesiyle başlayarak, örneğin bir su temini sistemi ile başlayıp ve bu çalışmalardan etkilenecek sakinleri otomatik olarak belirleyerek biten onarım veya bakım çalışmalarını net bir şekilde planlayabilir. ve su tedarikinde önerilen kesintilerin veya kesintilerin zamanlamasını onlara bildirmek.

Daha bilinçli kararlar verin.CBS, diğer bilgi teknolojileri gibi, daha iyi bilginin daha iyi kararlar vermenize yardımcı olduğu bilinen atasözünü doğrular. Ancak CBS, karar verme aracı değil, karar verme prosedürünün hızlandırılmasına ve verimliliğinin artırılmasına yardımcı olan, mekansal verileri analiz etmek için sorgulara ve işlevlere cevap veren, analiz sonuçlarını görsel ve anlaşılması kolay bir biçimde sunan bir araçtır. CBS, örneğin, planlama yetkililerinin talebi üzerine çeşitli bilgilerin sağlanması, bölgesel çatışmaların çözülmesi, nesnelerin yerleştirilmesi için en iyi (farklı bakış açılarından ve farklı kriterlere göre) yerlerin seçilmesi vb. Gibi sorunların çözümünde yardımcı olur. Karar verme için gerekli bilgiler ek metinsel açıklamalar, grafikler ve diyagramlarla kısa bir kartografik biçimde sunulmalıdır. Algılama ve genelleme için erişilebilir bilgilerin mevcudiyeti, karar vericilerin çabalarını, mevcut heterojen verileri toplamak ve bunlar üzerinde düşünmek için önemli bir zaman harcamadan bir çözüm bulmaya odaklamalarına olanak tanır. Hızlı bir şekilde birkaç çözümü düşünebilir ve en etkili ve etkili olanı seçebilirsiniz.

Haritaların oluşturulması.CBS haritalarının özel bir yeri vardır. CBS haritalama süreci, geleneksel manuel veya otomatik haritalama yöntemlerinden çok daha basit ve daha esnektir. Bir veritabanı oluşturarak başlar. İlk verileri elde etmek için bir kaynak olarak, geleneksel kağıt haritaların sayısallaştırılmasını da kullanabilirsiniz. CBS tabanlı kartografik veritabanları sürekli olabilir (ayrı sayfalara ve bölgelere bölünmeden) ve belirli bir ölçekle ilişkilendirilemez. Bu tür veri tabanları temelinde, herhangi bir bölge için, herhangi bir ölçekteki, gerekli yükle, seçilmesi ve gerekli sembollerle gösterilmesi ile haritalar (elektronik biçimde veya basılı kopya olarak) oluşturmak mümkündür. Herhangi bir zamanda, veritabanı yeni verilerle (örneğin, diğer veritabanlarından) doldurulabilir ve mevcut veriler gerektiği gibi ayarlanabilir. Büyük organizasyonlarda, oluşturulan topografik veritabanı diğer departmanlar ve bölümler tarafından temel olarak kullanılabilirken, veriler hızlı bir şekilde kopyalanabilir ve yerel ve küresel ağlar üzerinden gönderilebilir.

CBS, konumunu harita üzerinde gösterme özelliğine sahip modern bir jeoinformasyon mobil sistemidir. Bu önemli özellik, iki teknolojinin kullanımına dayanmaktadır: coğrafi bilgi ve Bir mobil cihazın yerleşik bir GPS alıcısı varsa, bu tür bir cihazı kullanarak konumunu ve dolayısıyla GIS'in kendisinin tam koordinatlarını belirlemek mümkündür. Ne yazık ki, Rus dili bilimsel literatüründeki jeoinformasyon teknolojileri ve sistemleri az sayıda yayınla temsil edilmektedir, bunun sonucunda işlevselliklerinin altında yatan algoritmalar hakkında pratik olarak hiçbir bilgi yoktur.

CBS sınıflandırması

Coğrafi bilgi sistemlerinin alt bölümü, bölgesel ilkeye dayanmaktadır:

  1. Küresel CBS 1997'den beri insan yapımı ve doğal afetleri önlemek için kullanılmaktadır. Bu veriler sayesinde görece kısa bir süre içinde afetin ölçeğini tahmin etmek, bir müdahale planı hazırlamak, neden olunan hasarı ve insani kayıpları değerlendirmek ve insani eylemleri organize etmek mümkündür.
  2. Bölgesel coğrafi bilgi sistemi belediye düzeyinde geliştirilmiştir. Yerel makamların belirli bir bölgenin gelişimini tahmin etmesine izin verir. Bu sistem, yatırım, mülk, navigasyon ve bilgi, hukuk vb. Hemen hemen tüm önemli alanları yansıtmaktadır. Bu teknolojilerin kullanılması sayesinde, tüm nüfusun can güvenliğinin garantörü olarak hareket etmenin mümkün hale geldiğini de belirtmek gerekir. Bölgesel coğrafi bilgi sistemi şu anda oldukça etkili bir şekilde kullanılmaktadır ve yatırım çekmeye ve bölge ekonomisinin hızlı büyümesine yardımcı olmaktadır.

Yukarıdaki grupların her birinin belirli alt türleri vardır:

  • Küresel CBS, kural olarak devlet statüsüne sahip ulusal ve kıta altı sistemleri içerir.
  • Bölgesel - yerel, alt bölgesel, yerel.

Bu bilgi sistemleri hakkındaki bilgiler, ağın jeoportal adı verilen özel bölümlerinde bulunabilir. Herhangi bir kısıtlama olmaksızın gözden geçirilmek üzere kamu malı olarak yerleştirilirler.

Çalışma prensibi

Coğrafi bilgi sistemleri, bir algoritma oluşturma ve geliştirme ilkesine göre çalışır. Yerel sistem içinde bir mobil cihazın hareketi de dahil olmak üzere bir nesnenin hareketini bir GIS haritasında görüntülemenize izin veren kişidir. Bu noktayı arazi çiziminde tasvir etmek için en az iki koordinat bilmeniz gerekir - X ve Y Bir nesnenin hareketini haritada görüntülerken, koordinatların sırasını (Xk ve Yk) belirlemeniz gerekir. Göstergeleri, yerel CBS sisteminin farklı zaman noktalarına karşılık gelmelidir. Bu, bir nesneyi bulmanın temelidir.

Bu koordinat dizisi, yerde gerçek hareket gerçekleştiren bir GPS alıcısının standart bir NMEA dosyasından elde edilebilir. Bu nedenle, burada ele alınan algoritma, belirli bir alan üzerinde nesnenin yörüngesinin koordinatları ile NMEA dosya verilerinin kullanımına dayanmaktadır. Bilgisayar deneylerine dayalı olarak hareket süreci modellenerek de gerekli veriler elde edilebilir.

CBS algoritmaları

Coğrafi bilgi sistemleri, bir algoritma geliştirmek için alınan ilk veriler üzerine kurulur. Kural olarak, bu, bir NMEA dosyası biçiminde nesnenin belirli bir yörüngesine karşılık gelen bir koordinat kümesidir (Xk ve Yk) ve arazinin seçilen alanındaki bir dijital GIS haritasıdır. Görev, bir nokta nesnesinin hareketini gösteren bir algoritma geliştirmektir. Bu çalışma sırasında, problemin çözümünün altında yatan üç algoritma analiz edildi.

  • İlk GIS algoritması, ondan bir koordinat dizisi (Xk ve Yk) çıkarmak için NMEA dosya verilerinin analizidir,
  • İkinci algoritma, nesnenin izleme açısını hesaplamak için kullanılırken, parametre doğu yönünden ölçülür.
  • Üçüncü algoritma, bir nesnenin ana noktalara göre yönünü belirlemektir.

Genelleştirilmiş algoritma: genel kavram

Bir nokta nesnesinin hareketini bir GIS haritasında görüntülemek için genelleştirilmiş algoritma, önceden belirtilen üç algoritmayı içerir:

  • nMEA verilerinin analizi;
  • nesnenin iz açısının hesaplanması;
  • dünyadaki ülkelere göre nesnenin seyrini belirlemek.

Genelleştirilmiş bir algoritmaya sahip coğrafi bilgi sistemleri, ana kontrol elemanı - bir zamanlayıcı (Zamanlayıcı) ile donatılmıştır. Standart görevi, programın düzenli aralıklarla olaylar oluşturmasına izin vermesidir. Böyle bir nesneyi kullanarak, bir dizi yordamı veya işlevi gerçekleştirmek için gereken süreyi ayarlayabilirsiniz. Örneğin, bir saniyelik bir zaman aralığının tekrarlanan sayımı için aşağıdaki zamanlayıcı özellikleri ayarlanmalıdır:

  • Timer.Interval \u003d 1000;
  • Timer.Enabled \u003d Doğru.

Sonuç olarak, nesnenin X, Y koordinatlarını NMEA dosyasından okuma prosedürü her saniye başlatılacak ve bunun sonucunda elde edilen koordinatlarla bu nokta GIS haritasında gösterilecektir.

Zamanlayıcı nasıl çalışır?

Coğrafi bilgi sistemlerinin kullanımı aşağıdaki gibidir:

  1. Nesnenin yörüngesine tk2, tk1, tk gibi farklı zamanlarda karşılık gelen dijital haritada üç nokta işaretlenmiştir (sembol 1, 2, 3'tür). Mutlaka düz bir çizgiyle bağlanırlar.
  2. Harita üzerinde bir nesnenin hareketinin gösterilmesini kontrol eden zamanlayıcı, kullanıcı tarafından basılan düğmeler kullanılarak açılıp kapatılır. Anlamları ve belirli bir kombinasyonu şemaya göre incelenebilir.

NMEA dosyası

GIS NMEA dosyasının kompozisyonunu kısaca anlatalım. ASCII formatında yazılmış bir belgedir. Temel olarak, bir GPS alıcısı ile bir PC veya PDA gibi diğer cihazlar arasında bilgi alışverişi için bir protokoldür. Her NMEA mesajı bir $ işaretiyle başlar, ardından iki karakterli bir cihaz adı (GPS alıcısı için - GP) ve \\ r \\ n - satır başı ve yeni satır karakteri ile biter. Bildirimdeki verilerin doğruluğu, mesajın türüne bağlıdır. Tüm bilgiler, virgülle ayrılmış alanlar ile tek bir satırda yer alır.

Coğrafi bilgi sistemlerinin nasıl çalıştığını anlamak için, minimum ama temel bir veri kümesi içeren $ GPRMC gibi yaygın olarak kullanılan bir mesajı incelemek yeterlidir: bir nesnenin konumu, hızı ve zamanı.
Belirli bir örnek kullanarak, içinde hangi bilgilerin kodlandığını düşünelim:

  • nesnenin koordinatlarını belirleme tarihi - 7 Ocak 2015;
  • koordinat belirleme UTC zamanı - 10s 54d 52sn;
  • nesne koordinatları - 55 ° 22.4271 "K ve 36 ° 44.1610" D

Nesnenin koordinatlarının derece ve dakika cinsinden sunulduğunu ve son göstergenin dört ondalık basamak doğruluğu ile verildiğini (veya ABD formatında gerçek bir sayının tam sayı ve kesirli kısımlarının ayırıcısı olarak bir nokta) verildiğini vurguluyoruz. Gelecekte, NMEA dosyasında, nesne konumunun enleminin üçüncü ondalık noktadan sonraki konumda ve boylamın - beşinciden sonra olması gerekecek. Mesajın sonunda, "*" işaretinden sonra iki onaltılık basamak - 6C olarak iletilir.

Coğrafi Bilgi Sistemleri: Algoritma Derleme Örnekleri

Bir nesneye karşılık gelen bir dizi koordinatı (X ve Yk) çıkarmak için bir NMEA dosyasını analiz etmek için bir algoritma düşünelim. Birkaç ardışık adımdan oluşur.

Bir nesnenin Y koordinatını belirleme

NMEA veri analiz algoritması

Adım 2. (q) satırındaki üçüncü virgülün konumunu bulun.

Adım 3. (r) satırındaki dördüncü virgülün konumunu bulun.

Adım 4. q konumundan başlayarak ondalık nokta karakterini (t) bulun.

Adım 5. (r + 1) konumundaki dizeden bir karakter çıkarın.

Adım 6. Bu karakter W ise, NorthernHemisphere değişkeni 1'e, aksi takdirde -1'e ayarlanır.

Adım 7. Dizinin (t-2) konumundan başlayarak (r - + 2) karakterlerini çıkarın.

Adım 8. (q + 1) konumundan başlayarak dizeden (t-q-3) karakterleri çıkarın.

Adım 9. Dizeleri gerçek sayılara dönüştürün ve nesnenin Y koordinatını radyan ölçüsünde hesaplayın.

Bir nesnenin X koordinatını belirleme

Adım 10. (n) satırındaki beşinci virgülün konumunu bulun.

Adım 11. (m) satırındaki altıncı virgülün konumunu bulun.

Adım 12. n konumundan başlayarak ondalık nokta karakterini (p) bulun.

Adım 13. Dizeden (m + 1) konumundaki bir karakter çıkarın.

Adım 14. Bu karakter "E" ise, EasternHemisphere değişkeni 1'e, aksi takdirde -1'e ayarlanır.

Adım 15. Dizinin (p-2) konumundan başlayarak (m-p + 2) karakterlerini ayıklayın.

Adım 16. Dizinin (n + 1) konumundan başlayarak (p-n + 2) karakterlerini ayıklayın.

Adım 17. Dizeleri gerçek sayılara dönüştürün ve nesnenin X koordinatını radyan ölçüsünde hesaplayın.

Adım 18. NMEA dosyası sonuna kadar okunmadıysa, 1. adıma gidin, aksi takdirde 19. adıma gidin.

Adım 19. Algoritmayı tamamlayın.

Bu algoritmanın 6. ve 16. adımları, nesnenin Dünya üzerindeki konumunu sayısal olarak kodlamak için NorthernHemisphere ve EasternHemisphere değişkenlerini kullanır. Kuzey (güney) yarımkürede, NorthernHemisphere değişkeni, benzer şekilde doğu Doğu Yarımküre - 1 (-1) için sırasıyla 1 (-1) değerini alır.

CBS uygulaması

Coğrafi bilgi sistemlerinin kullanımı birçok alanda yaygındır:

  • jeoloji ve haritacılık;
  • ticaret ve hizmetler;
  • kadastro;
  • ekonomi ve Yönetim;
  • savunma;
  • mühendislik;
  • eğitim vb.

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim adamları size minnettar olacaklar.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

FEDERAL EĞİTİM AJANSI

Yüksek mesleki eğitim devlet eğitim kurumu

"St. Petersburg Eyalet Politeknik Üniversitesi"

YÖNETİM VE BİLGİ TEKNOLOJİSİ ENSTİTÜSÜ

(şube) Cherepovets'teki St.Petersburg Devlet Politeknik Üniversitesi

(IMIT SPbSPU)

Yönetim Departmanı"

Konuyla ilgili özet: "Coğrafi bilgi sistemleri"

Öğrenci gr tarafından tamamlandı. 0.182 Ermushin Eduard Nikolaevich

Öğretmen Shutikova

Cherepovets 2012

Giriş

Coğrafi Bilgi Sistemi - veya CBS - verilerin elektronik bir harita üzerinde görüntülenmesine izin veren bir bilgisayar sistemidir. CBS yardımıyla oluşturulan haritalara güvenle yeni nesil haritalar denilebilir. Sadece coğrafi veriler değil, aynı zamanda istatistiksel, demografik, teknik ve daha birçok veri türü de CBS haritalarına uygulanabilir ve bunlara çeşitli analitik işlemler uygulanabilir. CBS, tanıdık kağıt haritaları kullanarak görülmesi zor veya imkansız olan gizli ilişkileri ve eğilimleri ortaya çıkarma konusunda benzersiz bir yeteneğe sahiptir. Verilerimizin yeni, yüksek kaliteli bir anlamını görüyoruz ve mekanik bir ayrı parça seti değil.

CBS'de oluşturulan bir elektronik harita, güçlü bir analitik araç cephaneliği, nesnelerin oluşturulması ve düzenlenmesi için zengin bir araç setinin yanı sıra veritabanları, özel tarama, yazdırma ve diğer teknik çözümler, İnternet araçları ve hatta uydulardan gelen uzay görüntüleri ve bilgileri ile desteklenir.

Haritaların - elektronik, kağıt veya en azından zihinde hayal edilen - yeri doldurulamaz olduğu etkinlikler vardır. Sonuçta, çabalarımızın uygulama noktasının NEREDE olduğunu anlayamadan birçok dava başlatılamaz. Günlük yaşamda bile, nesnelerin coğrafi konumu hakkında bilgilerle saatlik ve hatta bazen her dakika çalışırız; dükkan, anaokulu, metro, iş, okul. Uzamsal düşünme bilincimiz için doğaldır.

CBS teknolojileri kullanılarak elde edilen tüm bilgiler coğrafyacılar tarafından değil, sıradan insanlar - bilim adamları, iş adamları, doktorlar, avukatlar, yetkililer, pazarlamacılar, inşaatçılar, çevreciler - hatta ev hanımları tarafından mağazalarda dolaşarak zaman kaybetmek istemiyorlarsa kullanılıyor.

1. Öz ve temel kavram CBS

Coğrafi Bilgi Sistemleri (Ayrıca CBS - coğrafi bilgi sistemi) - CBS'de sunulan nesneler hakkında mekansal verileri ve ilgili bilgileri toplamak, depolamak, analiz etmek ve grafiksel olarak görselleştirmek için tasarlanmış sistemler. Başka bir deyişle, CBS, gerçek dünyadaki nesneleri, meydana gelen ve tahmin edilen olayları ve olayları haritalamak ve analiz etmek için modern bir bilgisayar teknolojisidir. CBS'nin tasarımı, oluşturulması ve kullanımının bilimsel, teknik, teknolojik ve uygulamalı yönleri jeoinformatik tarafından incelenir.

CBS, geleneksel veritabanı işlemlerini - sorgu ve istatistiksel analiz - bir haritanın sağladığı zengin görselleştirme ve coğrafi (mekansal) analizin avantajlarıyla birleştirir. Bu özellik, CBS'nin fenomen ve olayların analizi, olası sonuçlarını tahmin etme ve stratejik kararları planlamayla ilgili çok çeşitli görevleri çözmede benzersiz fırsatlar sağlar.

Coğrafi bilgi sistemlerindeki veriler, coğrafi konumlarına göre birleştirilen bir dizi tematik katman olarak depolanır. Bu esnek yaklaşım ve coğrafi bilgi sistemlerinin hem vektör hem de raster veri modelleriyle çalışabilme yeteneği, mekansal bilgilerle ilgili herhangi bir sorunun çözümünde etkilidir.

Coğrafi bilgi sistemleri, diğer bilgi sistemleriyle yakından ilgilidir ve verilerini nesneleri analiz etmek için kullanır.

CBS özellikleri:

· Gelişmiş analitik fonksiyonlar;

· Büyük miktarda veriyi yönetme yeteneği;

· Uzamsal verilerin girişi, işlenmesi ve görüntülenmesi için araçlar.

Pcoğrafi bilgi sistemlerinin faydaları

· Uzamsal verilerin kullanıcı dostu gösterimi. Üç boyutlu boyutlar da dahil olmak üzere mekansal veri haritalama, algılama için en uygun olanıdır, bu da sorguların oluşturulmasını ve sonraki analizlerini basitleştirir.

· Organizasyon içinde veri entegrasyonu. Coğrafi bilgi sistemleri, şirketin çeşitli departmanlarında ve hatta tüm bölgedeki kuruluşların farklı faaliyet alanlarında toplanan verileri entegre eder. Birikmiş verilerin toplu kullanımı ve bunların tek bir bilgi dizisine entegrasyonu, önemli rekabet avantajları sağlar ve coğrafi bilgi sistemlerinin işleyişinin verimliliğini artırır.

· Bilgiye dayalı kararlar vermek. Herhangi bir mekansal veri olgusunun analizini ve raporlamasını otomatikleştirmek, karar vermeyi hızlandırabilir ve iyileştirebilir.

· Harita oluşturmak için kullanışlı bir araç. Coğrafi bilgi sistemleri, uzaydan ve havadan yapılan araştırmalardan gelen verilerin kodunu çözme sürecini optimize eder ve önceden oluşturulmuş arazi planlarını, şemalarını, çizimlerini kullanır. CBS, haritalarla çalışma sürecini otomatikleştirerek ve üç boyutlu arazi modelleri oluşturarak zamandan önemli ölçüde tasarruf sağlar.

CBS operasyonları

· veri girişi. Coğrafi bilgi sistemlerinde, dijital harita oluşturma süreci otomatikleştirilir ve bu da teknolojik döngünün süresini önemli ölçüde azaltır.

· Veri yönetimi. Coğrafi bilgi sistemleri, daha fazla analiz ve işleme için uzamsal ve nitelik verilerini depolar.

· Verilerin sorgulanması ve analizi. Coğrafi bilgi sistemleri, haritada bulunan nesnelerin özellikleri hakkında sorgular gerçekleştirir ve bilgi elde etmek veya olayları tahmin etmek için birçok parametreyi karşılaştırarak karmaşık analiz sürecini otomatikleştirir.

· Veri goruntuleme. Uygun veri sunumu, analizlerinin kalitesini ve hızını doğrudan etkiler. Coğrafi bilgi sistemlerindeki konumsal veriler interaktif haritalar şeklinde sunulur. Nesnelerin durumuyla ilgili raporlar grafikler, diyagramlar, üç boyutlu görüntüler şeklinde oluşturulabilir.

CBS yetenekleri

CBS sistemi şunları sağlar:

· Belirli bir alanda hangi nesnelerin bulunduğunu belirleyin;

· Nesnenin yerini belirleyin (mekansal analiz);

· Bir olgunun toprakları üzerindeki dağılım yoğunluğunu analiz etmek (örneğin, yerleşim yoğunluğu);

Belirli bir alandaki geçici değişiklikleri belirleyin);

· Nesnelerin konumunda değişiklik yaptığınızda ne olacağını simüle edin (örneğin, yeni bir yol eklerseniz).

CBS sınıflandırması

Bölgesel kapsama göre:

· Küresel CBS;

· Alt kıta CBS;

· Ulusal CBS;

· Bölgesel CBS;

· Alt bölgesel CBS;

· Yerel veya yerel CBS.

Kontrol seviyesine göre:

· Federal CBS;

· Bölgesel CBS;

· Belediye CBS;

· Kurumsal CBS.

İşlevselliğe göre:

· Tamamen işlevsel;

· Verileri görüntülemek için CBS;

· Veri girişi ve işleme için CBS;

· Uzmanlaşmış CBS.

Konu alanına göre:

· Kartografik;

· Jeolojik;

· Şehir veya belediye CBS;

· Çevresel CBS vb.

CBS işlevselliğine ek olarak, sistem dijital görüntü işleme yetenekleri içeriyorsa, bu tür sistemlere entegre GIS (IGIS) denir. Çok ölçekli veya ölçekten bağımsız CBS, özelliklerin çoklu veya çok ölçekli temsillerine dayanır ve en yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip tek bir veri setine dayalı bir ölçek serisinin seçilen herhangi bir seviyesinde verilerin grafiksel veya kartografik yeniden üretimini sağlar. Zaman-uzay CBS, uzay-zaman verileri üzerinde çalışır.

CBS uygulamaları

· Arazi yönetimi, tapu kayıtları. Problemleri mekansal referans ile çözmek ve CBS oluşturmaya başladık. Tipik görevler, envanterlerin, sınıflandırma haritalarının hazırlanması, parsel alanlarının ve aralarındaki sınırların belirlenmesi vb.

· Dağıtık üretim altyapı tesislerinin envanteri, muhasebesi, planlaması ve yönetimi. Örneğin, petrol ve gaz şirketleri veya bir enerji ağı, benzin istasyonları sistemi, mağazalar vb. İşleten şirketler.

· Tasarım, mühendislik araştırmaları, inşaatta planlama, mimari. Bu tür CBS, bölgenin geliştirilmesi, inşaat halindeki alanın altyapısının optimizasyonu, gerekli ekipman miktarı, insan gücü ve kaynak için çok çeşitli görevlerin çözülmesine izin verir.

· Tematik haritalama.

· Kara, hava ve su taşımacılığı yönetimi. CBS, hareketli nesneler ile sabit nesneler arasındaki belirli bir ilişki sisteminin yerine getirilmesi koşuluyla, hareket eden nesneleri kontrol etme sorunlarının çözülmesine izin verir. İstediğiniz zaman aracın nerede olduğunu öğrenebilir, yükü, en uygun yörüngeyi, varış zamanını vb. Hesaplayabilirsiniz.

· Doğal kaynak yönetimi, çevre koruma ve ekoloji. CBS, gözlemlenen kaynakların mevcut durumunu ve stoklarını belirlemeye yardımcı olur, doğal ortamdaki süreçleri simüle eder ve alanın çevresel izlemesini gerçekleştirir.

· Jeoloji, maden kaynakları, madencilik sektörü. CBS, maden rezervlerini, tortu oluşum sürecinin bilinen bir modeli ile numunelerin (keşif sondajı, test çukurları) sonuçlarına göre hesaplar.

· Acil durumlar. CBS yardımıyla acil durumların tahmin edilmesi (yangınlar, seller, depremler, çamur akışları, kasırgalar), potansiyel tehlike derecesinin hesaplanması ve yardım sağlanmasına ilişkin kararların alınması, acil durumların tasfiyesi için gerekli kuvvet ve araçların hesaplanması, afet yerine en uygun yolların hesaplanması, değerlendirme verilen zarar.

· Savaş. Muhalefeti hesaba katarak görüş alanlarının hesaplanması, engebeli arazide optimum hareket rotaları vb. İle ilgili çok çeşitli özel görevleri çözme.

· Tarım. Verimleri tahmin etmek ve tarımsal ürünlerin üretimini artırmak, nakliye ve pazarlamalarını optimize etmek.

CBS yapısı

Bir CBS sistemi beş temel bileşen içerir:

· Donanım. Bu CBS'yi çalıştıran bilgisayardır. CBS şu anda merkezi sunuculardan bağımsız veya ağa bağlı masaüstü bilgisayarlara kadar çeşitli bilgi işlem platformları üzerinde çalışmaktadır;

· Yazılım. Coğrafi bilgileri depolamak, analiz etmek ve görselleştirmek için gereken işlevleri ve araçları içerir. Bu tür yazılım ürünleri şunları içerir: coğrafi bilgileri girmek ve değiştirmek için araçlar; veritabanı yönetim sistemi (DBMS veya DBMS); uzamsal sorguları, analizi ve görselleştirmeyi destekleyen araçlar;

· Veriler. Konum verileri (coğrafi veriler) ve ilgili tablo verileri kullanıcı tarafından toplanabilir ve hazırlanabilir veya ticari veya başka bir şekilde tedarikçilerden satın alınabilir. Uzamsal verileri yönetme sürecinde, GIS, uzamsal verileri diğer veri türleri ve kaynakları ile bütünleştirir ve ayrıca birçok kuruluş tarafından kullanılan veri tabanı yönetimini, verileri kendi kullanımlarına göre düzenlemek ve korumak için kullanabilir;

· Sanatçılar. CBS kullanıcıları, hem sistemi geliştiren ve sürdüren teknik uzmanlar, hem de CBS'nin güncel günlük işleri ve sorunları çözmeye yardımcı olduğu sıradan çalışanlar olabilir;

· Yöntemler.

2. CBS geçmişi

Öncü dönem (1950'lerin sonu - 1970'lerin başı)

Temel olasılıkların incelenmesi, bilgi ve teknolojinin sınır alanları, deneysel deneyimin geliştirilmesi, ilk büyük projeler ve teorik çalışmalar.

50'li yıllarda elektronik bilgisayarların (ECM) ortaya çıkışı.

· 60'larda sayısallaştırıcıların, çizicilerin, grafik ekranların ve diğer çevresel cihazların ortaya çıkışı.

· Ekranlarda ve çizicilerde bilgilerin grafik olarak görüntülenmesi için yazılım algoritmaları ve prosedürlerinin oluşturulması.

· Biçimsel mekansal analiz yöntemlerinin oluşturulması.

· Veritabanı yönetimi için yazılım araçlarının oluşturulması.

Hükümet girişimleri dönemi (1970'lerin başı - 1980'lerin başı)

CBS için devlet desteği, cadde ağı veri tabanlarının kullanımına dayalı CBS alanında deneysel çalışmaların geliştirilmesini teşvik etmiştir:

· Otomatik navigasyon sistemleri.

· Kentsel atık ve çöplerin uzaklaştırılması için sistemler.

Acil durumlarda araç trafiği vb.

Ticari gelişme dönemi (1980'lerin başı - günümüz)

Çeşitli yazılım araçları için geniş bir pazar, masaüstü CBS'nin geliştirilmesi, uzaysal veri tabanlarıyla entegrasyon yoluyla kapsamlarının genişletilmesi, ağ uygulamalarının ortaya çıkması, önemli sayıda profesyonel olmayan kullanıcının ortaya çıkması, ayrı bilgisayarlarda bireysel veri kümelerini destekleyen sistemler, kurumsal ve dağıtımı destekleyen sistemlerin yolunu açıyor coğrafi veri tabanı.

Kullanıcı dönemi (1980'lerin sonu - günümüz)

Coğrafi bilgi teknolojisi hizmetlerinin ticari üreticileri arasında artan rekabet, CBS kullanıcılarına avantajlar sağlar, yazılım araçlarının kullanılabilirliği ve "açıklığı", programların kullanılmasını ve hatta değiştirilmesini, kullanıcı "kulüplerinin" ortaya çıkmasını, telekonferansları, coğrafi olarak ayrılmış, ancak tek bir kullanıcı grubu konusu ile bağlantılı, coğrafi veriye olan ihtiyaç artışı, dünya jeoinformasyon altyapısının oluşumunun başlangıcı.

Rusya'da CBS

Rusya'da en yaygın kullanılan yazılım ürünleri, Intergraph Corporation'ın GeoMedia ailesi olan ArcGIS ve ArcView by ESRI ve Pitney Bowes MapInfo tarafından MapInfo Professional'dır. coğrafi bilgi bilgisayar elektronik

Yerli ve yabancı geliştirmenin diğer yazılım ürünleri de kullanılmaktadır: Bentley MicroStation, IndorGIS, STAR-APIC, Zulu, DublGIS, vb.

3. Perspektifler CBS

GeoDesign, CBS'nin geliştirilmesinde evrimsel bir aşamadır. Özellikle arazi kullanımı ve çevre koruma alanında olmak üzere bölgelerin planlanması ve geliştirilmesi için çok önemlidir, ancak hemen hemen tüm diğer uygulamalı ve bilimsel alanlarda yaygın olarak talep edilmektedir. Örneğin, bu metodoloji perakendede yeni mağazalar açmak ve eskileri kapatmak için, inşaat mühendisleri tarafından yollar gibi altyapıyı en uygun yerlere, tarım, ormancılık ve su yönetiminde hizmet veren kuruluşlar, elektrik departmanlar, enerji şirketleri, askeri ve diğerleri. Bu yaklaşım, coğrafi (mekansal) düşünceyi faaliyetimizin tüm alanlarına entegre ederek, geleceği yaratmaya yönelik kavramların geliştirilmesi ve uygulanması yönünde dünyanın basit tanımının ötesine taşıyarak CBS'nin önemini daha da artıracaktır.

Gelecek, CBS ve uzman sistemlerin entegrasyonuna dayanan yapay zeka unsurları ile CBS teknolojilerine aittir. Böyle bir simbiyozun avantajları oldukça açıktır: Uzman sistem, belirli bir alandaki bir uzmanın bilgisini içerecek ve belirleyici veya tavsiye sistemi olarak kullanılabilir.

Yeni bilgisayar jeoteknolojilerinin mevcut durumu, büyük devlet programları, hava fotoğraflarının ve uydu görüntülerinin yaygın kullanımına yönelik yabancı yatırımlar, dijital haritalar ve veri tabanlarının görselleştirilmesi ile belirlenir.

Geleceğin Kentsel CBS'si, yalnızca talep üzerine haritadaki nesneler hakkında anlamsal bilgi almakla kalmayacak, aynı zamanda bölgenin gelişimini de tahmin ederek, şehir yönetiminin yönerge kararları için seçenekler, yeni bir şehir bölgesinin olası inşaatı vb. Aynı zamanda CBS, bir simülasyon sistemi ile birlikte, şehir planlamacılarına şehir mühendisliği ağlarındaki yüklerin nasıl yeniden dağıtılacağını, trafik akışının gücünü, emlak fiyatının, ek otoyollara veya belirli bir bölgede yeni bir alışveriş merkezinin inşasına bağlı olarak nasıl değişeceğini gösterebilecek.

Sonuç

Şu anda, CBS sistemleri ticarileştirme açısından en hızlı büyüyen ve en ilgi çekici olanlardan biridir, kullanışlı kullanıcı arayüzleri ve içerdikleri büyük miktarda bilgi, onları sürekli hızlanan bir dünyada vazgeçilmez kılmaktadır.

Şu anda, Rusya'da yaklaşık 200 kuruluş CBS sistemlerinin geliştirilmesi ve uygulanmasıyla uğraşmaktadır, bir arazi kadastrosunun oluşturulması, haritalar temelinde başka, konuya yönelik haritaların oluşturulmasına ve bunları sistemlerimizin Batı modelleriyle rekabet etmesine olanak tanıyan uygun atıf içeriğiyle tamamlanmasına izin verecektir.

Çeşitli cihazlar aracılığıyla ağa mobil erişimin daha fazla gelişmesiyle birlikte, üç boyutlu modellemeyle birleştirilmiş uydu görüntülerini kullanan GIS sistemleri, sıradan bir kullanıcının bile herhangi bir alanda herhangi bir sorun olmadan gezinmesine ve bu sistemlerden gerekli tüm bilgileri sadece bir soru sorarak almasına olanak sağlayacaktır.

Allbest.ru'da yayınlandı

...

Benzer belgeler

    Coğrafi bilgi sistemlerinin gelişme dönemleri. Uzamsal nesneler hakkında birçok dijital veri. Raster ve vektör modellerinin faydaları. Coğrafi bilgi sistemlerinin işlevselliği, yapılarının mimari prensibi ile belirlenir.

    dönem ödevi, 01/14/2016 eklendi

    Sağlık hizmetlerinde coğrafi bilgi sistemlerinin kullanımı. Rusya halklarının gen havuzunda meydana gelen genetik süreçleri incelemek için CBS teknolojisinin oluşturulması. Mobil coğrafi bilgi sistemi "ArcPad" 'in özellikleri ve bilgi güvenliği.

    dönem ödevi, 03/04/2014 eklendi

    Bir coğrafi bilgi sisteminin gelişiminin tarihi, özü ve hedefleri, ana anahtar bileşenler. Bilgi verilerinin vektör ve raster modellerinin özellikleri. Coğrafi bilgi sisteminin oluşturulmasıyla ilgili çalışmanın maliyeti.

    sunum 05/22/2009 tarihinde eklendi

    Coğrafi Bilgi Sisteminin (CBS) Bileşenleri. CBS'nin çözdüğü görevler. Masaüstü haritalama sistemleri. Elektronik haritalara örnekler. Google Maps, Google+, Yandex.Photos, Yandex.Maps, Wikimapia'ya fotoğraf ekleme.

    dönem ödevi eklendi 06/18/2015

    İnternet ve İntranet kullanan bireyler ve tüzel kişiler arasındaki bilgi alışverişi süreçlerinin iyileştirilmesi. Coğrafi bilgi sistemlerinin gelişiminin tarihi. Kadastro bilgi işleme: veri analizi ve modelleme, veri görselleştirme.

    Özet, 22.05.2015 eklendi

    Bilgi işinin gelişimi, İnternete dayalı e-ticaret. Sanal bir kurumsal bilgi sistemi oluştururken konu alanının, süreçlerin ve olayların tipik seyrinin açıklaması. E-ticaret Geliştirme Maliyetlemesi.

    dönem ödevi, 05/22/2015 eklendi

    Alan Değerlendirmesi: Kavramsal Gereksinimler; bilgi nesnelerinin ve aralarındaki bağlantıların belirlenmesi; bir veritabanı oluşturmak. Bilgi sistemi "Bilgisayar ekipman deposu" giriş ve çıkış verilerinin açıklaması. Kullanım durumu diyagramını analiz edin.

    04/13/2014 tarihinde dönem ödevi eklendi

    İşletim sistemlerinin gelişiminin tarihi. Modern bir bilgisayar sisteminin ana unsurları: işlemci, ağ arayüzü, RAM, diskler, klavye, yazıcı, monitör. Bilgisayar sistemi donanımı, sistem programları ve uygulamaları.

    sunum eklendi 07/24/2013

    Coğrafi bilgi sistemleri kavramı, temel amaçları. Microsoft Word'ün yeteneklerinin analizi, bir davet kartının geliştirilmesi. "Kütüphane" veritabanı formunun oluşturulmasının özellikleri. Metin editörlerinin olanakları, elektronik tabloların kullanımı.

    test, 05/07/2012 eklendi

    Coğrafi bilgi sistemleri genel kavramı. Web haritalama ile ilgili ana uygulama türlerinin açıklaması. Web Haritalamada Standartlar. Yayınlanan verilerin kalitesi. Veri dağıtımının ve yayınlamanın telif hakkı ve yasal yönleri.