• Геоинформатика – наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, по приложению ГИС для практических и научных целей.

Геоинформационная система (ГИС)-

это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и анализ пространственных (пространственно-координированных) данных.

Данные (пространственные данные):

• позиционные (географические): местоположение объекта на земной поверхности, его координаты в выбранной системе координат;
• непозиционные (атрибутивные, или метаданные) - описательные текстовые, электронные документы, данные графического типа, включая фотографии объектов, трехмерные изображения объектов, видеоматериалы и т.д.

• ввод данных в машинную среду (data input) путем их импорта из существующих наборов цифровых данных или с помощью оцифровывания источников;
• преобразование или трансформация данных (data transformation), включая конвертирование данных из одного формата в другой, трансформацию картографических проекций, изменение систем координат;
• хранение, манипулирование и управление данными во внутренних и внешних базах данных;
• картометрические операции (см. картометрия), включая вычисление расстояний между объектами в проекции карты или на эллипсоиде, длин кривых линий, периметров и площадей полигональных объектов;

• операции обработки данных геодезических измерений (COGO);
• операции оверлея (наложение);
• операции "картографической алгебры" (map algebra) для логико-арифметической обработки растрового слоя как единого целого;
• пространственный анализ (spatial analysis) - группа функций, обеспечивающих анализ размещения связей и иных пространственных отношений объектов, включая анализ зон видимости/невидимости, анализ соседства (см. анализ близости), анализ сетей, создание и обработку цифровых моделей рельефа, анализ объектов в пределах буферных зон и др.;

• пространственное моделирование или геомоделирование (spatial modeling, geo-modeling), включая операции, аналогичные используемым в математико-картографическом моделировании и картографическом методе исследования;
• визуализация исходных, производных или итоговых данных и результатов обработки, включая картографическую визуализацию, проектирование и создание (генерацию) картографических и иных пространственных изображений, включая трехмерные;
• вывод данных (data output) - графической, табличной и текстовой документации, в том числе ее тиражирование, документирование, или генерацию отчетов (reporting);
• обслуживание процесса принятия решений (decision making)

• цифровая обработка изображений (данных дистанционного зондирования);
• средства экспертных систем;
• средства настройки на требования пользователя (customization);
• средства расширения функциональных возможностей ГИС:

• встроенные макроязыки (макросы); инструментарии разработчика (developer"s toolkit).
• встроенные макроязыки (макросы);
• инструментарии разработчика (developer"s toolkit).

• Каждому пространственному объекту соответствует запись в базе данных с набором атрибутивной информации
• ГИС хранит информацию в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения

Примеры слоев

• Населенные пункты
• Автомобильные дороги
• Железные дороги
• Гидротехнические сооружения (шлюзы, каналы, насосные станции, дамбы)
• Мосты
• Газопроводы
• Заповедные территории (местного, национального и международного значения)
• Сельхоз угодья (пашни, сады, виноградники, пастбища, рисовые чеки)
• Земли водного, лесного, природоохранного и с/х назначения
• Растительный покров (плавни, леса)
• Административное деление, государственная граница
• Водотоки (реки, протоки, малые реки)
• Водоемы (озера, рыбпруды и т.д.)
• Рельеф

Векторная и растровая модели данных

• В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X,Y (в современных ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата). Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств (например, плотность населения).

Классы решаемых задач

• Информационно-справочные задачи
• Сетевые задачи

(Анализ географических сетей: улиц, рек, дорог, трубопроводов, линий электропередачи или связи и др.)

• Пространственный анализ и моделирование

Примеры запросов, на которые может ответить ГИС

• Получение информации по местоположению
• Определение местоположения по информации
• Временной анализ изменений объектов на территории
• Показать пространственные соотношения и взаимосвязи между объектами на заданной территории
• Что, если …?(анализ “what if”)

Сферы применения ГИС

• Кадастр
• Оперативные службы (МВД, МЧС..)
• Нефть и газ
• Транспорт
• Экология
• Лесное хозяйство
• Водные ресурсы
• Недропользование
• Сельское хозяйство
• Геодезия, картография, география
• Телекоммуникации
• Инженерные коммуникации
• Бизнес
• Торговля и услуги

• http :// www . geoportal . fr /
• http :// gki . com . ua

КАРТОГРАФИРОВАНИЕ

Получение пространственных данных

Лекция №1:

«Сущность и основные понятия геоинформатики»

1. Лисицкий Д.В. Основные принципы цифрового картографирования местности. М. Недра, 1988.

2. Капралов Е.Г., Кошкарев А.В. и др. Основы геоинформатики: в 2 кн. Учеб.пособие для студ. вузов; Под ред. Тикунова В.С.-М.; Издательский центр «Академия», 2004.-352 и 480 стр.

3. Карпик А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий: Монография. - Новосибирск: СГГА, 2004.-260с.

4. Классификатор топографической информации. М.: ГУГК СССР,

5. ГОСТ 28441 -90. Картография цифровая. Термины и определения. - М.; 1990.

6. ГОСТ Р 50828 -95. Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования. М.; 1995.

7. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М,: 1997

8. Жалковский Е.А., Халугин Е.И. и др. Цифровая картография и геоинформатика. Краткий терминологический словарь/ Под общей редакцией Е.А.,Жалковского. – М., «Картгеоцентр- Геодезиздат», 1999.- 46 с.

Вся история развития человечества подразделяется на 3 эпохи:

1. 6000 лет длилась сельскохозяйственная эпоха

2. 150 лет длилась эпоха промышленная (индустриальная)

3. На рубеже XX и XXI веков человечество вступило в

информационную эпоху

Это означает, что основным фактором развития человеческой цивилизации становятся информационные ресурсы , а

информация является неотъемлемой частью всех видов человеческой деятельности.

Важнейшей составляющей информации является геоинформация – пространственно-координированная информация об окружающем нас географическом пространстве.

В задачах территориального управления около 70% решений связаны с использованием геоинформации.

Вопросы получения и использования геоинформации базируются на

новом понятии – геоинформатика .

Определение геоинформатики

Геоинформатика произошла как средство анализа и исследований окружающей среды в географии и определяется в трех аспектах:

1. Как наука

2. Как информационная технология

3. Как производство (информационная индустрия)

Геоинформатика как наука :

«Научная дисциплина, изучающая природные

и социально-экономические геосистемы посредством

компьютерного моделирования

на основе баз данных и географических знаний»

Геоинформатика как

информационная технология:

«Технология сбора, обработки, накопления, хранения, преобразования, анализа и отображения пространственно- координированной информации»

Геоинформатика как

производство:

«Производственная деятельность по получению и переработке пространственно- координированной информации и подготовке пространственных решений, а также по созданию и эксплуатации геоинформационных систем и технологий»

Связь геоинформатики со смежными областями науки и производства

Геодезия Картография

География Геоинформатика Геоэкология

Дистанционное Информатика зондирование

Важнейшие особенности геоинформатики:

1. Однозначная идентификация объектов пространства с помощью координатной привязки

2. Моделирование всех объектов

пространства как точек, линий и площадей, абстрагируясь от их сущности

3. Математическая обработка

абстрактных объектов – точек, линий и площадей

Составные разделы геоинформатики

Геоинформационное картографирование

- создание пространственного информационного ресурса

ГИС-обработка - п ереработка пространственного ресурса в пространственные решения

Геоинформационные системы Что такое ГИС?

• Геоинформационные системы (ГИС) - системы сбора, хранения, обработки, доступа, анализа, интерпретации и графической визуализации пространственных данных.ГИС лежат в основе геоинформационных технологий (ГИС-технологий), т.е. информационных технологий обработки и представления пространственно-распределенной информации.

• Работающая ГИС включает в себя пять ключевых составляющих: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и методы. 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.
• 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.

• ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения. Этот простой, но очень гибкий подход доказал свою ценность при решении разнообразных реальных задач: для отслеживания передвижения транспортных средств и материалов, детального отображения реальной обстановки и планируемых мероприятий, моделирования глобальной циркуляции атмосферы.
• Любая географическая информация содержит сведения о пространственном положении, будь то привязка к географическим или другим координатам, или ссылки на адрес, почтовый индекс, избирательный округ или округ переписи населения, идентификатор земельного или лесного участка, название дороги и т.п. При использовании подобных ссылок для автоматического определения местоположения или местоположений объекта (объектов) применяется процедура, называемая геокодированием. С ее помощью можно быстро определить и посмотреть на карте где находится интересующий вас объект или явление, такие как дом, в котором проживает ваш знакомый или находится нужная вам организация, где произошло землетрясение или наводнение, по какому маршруту проще и быстрее добраться до нужного вам пункта или дома.