Геоинформационные системы применяемые в кадастре

Геоинформационные системы применяемые в кадастре

В ГИС земельного кадастра содержатся сведения о пространственном положении участка, который сопровождается атрибутивными данными, содержащими сведения об индивидуальном коде земельного участка, о количественных характеристиках участка, о качественных характеристиках земель (АПГ, природные свойства почв, физико-химический свойства, урожайность, стоимость, правовая эффективность, дополнительные экологические характеристики и т. п.).

Эти требования выдвинули необходимость создания универсальных муниципалитетов или городских ГИС, в которых перечисляются проблемы предоставленные в виде подсистем ГИС, каждая область управления может быть представлена в виде тематических карт одного вида в соответствии атрибутивной информацией.

По существу, любой вид кадастра (земельный, градостроительный, водный, лесной и др.) является геоинформационной системой, поскольку содержит совокупность достоверных и необходимых сведений о природном, хозяйственном и правовом положении земель и недр на базе картографической информации. Картографическая информация служит и для оценки количества, качества и стоимости земель, регистрации землепользования и землевладения, текущего контроля за землепользованием.

Для автоматизированной системы кадастра, основанной на применении ГИС, используются цифровые кадастровые карты, планы. Все объекты, представленные на кадастровой карте, плане, имеют пространственную привязку, т. е. их положение определено в той системе координат, которая принята при создании карты. Описательные данные объекта (земельного участка) составляют содержание базы данных информационной системы. Для обозначения и связи объектов этой базы данных используются идентификаторы (кадастровые номера) участков. Таким образом, цифровая кадастровая карта, представляя собой совокупность метрических (графических) и семантических (описательных) данных, является картографической частью информационной системы кадастра. Определяя местоположение земельных участков, их границы и площади, она используется как инструмент управления земельными ресурсами.

Использование геоинформационных систем в сфере кадастра

Введение

1. Основная часть

1.1 Использование ГИС-технологий в сфере кадастра

1.2 Характеристика современных ГИС-технологий

1.3 Классификация ГИС-технологий

Заключение

Список использованной литературы

Приложение №1

Вывод данных является одним из важнейших этапов, в результате которого реализуется возможность изучения информации, ее корректировки и предоставления потребителю в удобном для него виде. Информация может быть представлена в графической, текстовой или табличной форме. К основным устройствам вывода данных относятся: монитор, принтер, графопостроитель, магнитные и лазерные носители информации, а также другие информационные системы (операция экспорта).

Функционирование ГИС в кадастровых системах

По предметной области информационного моделирования выделяются городские, также известные как муниципальные, недропользовательские, горно-геологические, природоохранные и так далее. Среди них особое наименование, как особо широко распространённые, получили земельные информационные системы.

Также геоинформационные системы могут быть классифицированы по проблемной ориентации — решаемым научным и прикладным задачам. Таковыми задачами могут быть инвентаризация ресурсов, среди которых и располагается кадастр, анализ, оценка; мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений, геомаркетинг. Кроме того, интегрированные геоинформационные системы совмещают функциональные возможности и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.

ГИС технологий и применение их в кадастре

Начиная разбор относительно значения ГИС в работе с изучаемыми объектами стоит первым делом обратить на формирующие элементы, коими являются пространственность, функциональные возможности и прикладная ориентация системы. Обзор структуры геоинформационных систем принимает под собой изучение различных информационных, программных и технических средств, что предназначены для сбора, хранения, анализа и дальнейших пунктов, связанных с графической визуализацией пространственных данных и информацией, связанной с ГИС объектами.

Предметом изучения геоинформационных систем является изучение закономерностей относительно информационного обеспечения пользователей, что несет в себе и принципы построения систем сбора, накопления, обработки, касающейся моделирования и аналитической стороны пространственной информации, их отображения и использования, дальнейшего трансфера до пользователя, организации формирования технических программных средств, момент с разработкой техники создания электронных и цифровых карт и также аспект, что несет в себе формирование организационной структуры с учетом различного рода особенностей.

Использование ГИС-технологий в землеустройстве

Государственный земельный кадастр решает проблемы пространственного закрепления земельных участков различной формы собственности и целевого назначения. Для того, чтобы работать с пространственно-координированными данными составляются дежурные кадастровые карты. В настоящий момент такие карты создаются и используются в автоматизированных системах, которые опираются на географические информационные системы.

Формирование и бурное развитие геоинформационных систем было определено богатейшим опытом топографического и, особенно, тематического картографирования, а также успешными попытками автоматизировать картосоставительский процесс и революционным достижениями в области компьютерных технологий, информатики и компьютерной графики.

Геоинформационные системы (ГИС)

Геоинформационные системы (ГИС) — это автоматизированные системы, функциями которых являются сбор, хранение, интеграция, анализ и графическая интерпретация пространственно-временных данных, а также связанной с ними атрибутивной информации о представленных в ГИС объектах.

ГИС используют для решения научных и прикладных задач инфраструктурного проектирования, городского и регионального планирования, рационального использования природных ресурсов, мониторинга экологических ситуаций, принятия оперативных мер в условиях ЧС и тд.

Тема 2

Думается, сегодня уже не надо убеждать основную массу специалистов в необходимости использования информационных технологий и того вида программных продуктов, которые для краткости называют ГИС, для эффективного создания и использования разного рода кадастров.

Все эти требования делают необходимым использование топологического контроля в процессе создания кадастровых карт. Я берусь со всей ответственностью заявить, что никакие квалификация и усердие операторов ввода, будь то дигитайзерные технологии, сканерные технологии с ручной прорисовкой или с использованием программ-векторизаторов, не дают необходимого качества карт без использования топологического контроля. Правда, сегодня даже некоторые наиболее продвинутые отечественные пакеты по векторизации, типа Easy Trace и MapEdit, включают в себя некоторые средства такого контроля. Это очень хорошо, но окончательное редактирование карт должно производиться все-таки в самой ГИС. То есть, делаем вывод — ГИС пакет или система пакетов, используемых в кадастре, должны поддерживать векторно-топологическую модель данных по крайней мере на каких-то этапах работы и на определенном уровне рабочих мест.

Электронный научный журнал Современные проблемы науки и образования ISSN 2070-7428 Перечень ВАК ИФ РИНЦ 0,931

Второй уровень Министерство природных ресурсов РФ через Федеральное агентство водных ресурсов ведет государственный водный реестр, Федеральное агентство лесного хозяйства государственный лесной реестр. Федеральное агентство по недропользованию организует ведение государственного кадастра месторождений и проявлений полезных ископаемых и государственного баланса запасов полезных ископаемых, обеспечение в установленном порядке постановки запасов полезных ископаемых на государственный баланс и их списание с государственного баланса;

Таким образом, в процессах государственного ведения различных видов кадастров и реестров необходимо базироваться на единой ГИСплатформе, а её детальную проработку следует проводить конкретно в соответствующих отраслях природопользования, но придерживаясь четко разработанной единой технологии унификации (специализации) ГИС. Во многом унификация информации различных кадастров и реестров предполагает разработку, как отраслевых баз данных, так графического представление объектов учета [1, 2]. Так, например, в рамках плана научной работы ГПЗ «Большая Кокшага» Республики Марий Эл была создана электронная карта лесных участков на основе лесоустроительной информации (рис. 3) в ГИС «Карта 2003». В последующем на эту карту можно нанести места обитания редких и ценных видов животных, птиц и растений. Послойно карту можно превратить в инструмент управления и прогноза природоохранных мер.

ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА В ЗЕМЕЛЬНЫХ КАДАСТРАХ

Рис 1. Подсистемы геоинформациональных систем
Можно выделить 4 основных подсистемы (8, С.245)
Подсистема обработки данных состоит из следующих элементов:
получение данных – с карт, растровых изображений или в ходе полевых исследований;
ввод данных – полученные данные необходимо ввести в цифровую базу данных, например отвекторизовать; хранение данных – необходимо решить вопросы: как часто данные используются, как их следует обновлять, являются ли они закрытыми, в каком формате происходит сохранение данных (для каждого программного обеспечения используется свой формат).
Подсистема анализа данных состоит из следующих элементов:
поиск и анализ информации – от простых ответов на запросы до сложного статистического анализа, а также анализа больших массивов данных;
вывод информации – как и куда должна выводиться информация (цифровые карты, планы), на экран, на бумажный носитель, выкладываться в интернет.
Пользователями могут быть научные работники, специалисты по планированию, управляющий персона. Необходимо наладить взаимодействие пользователей с разработчиками геоинфомационных систем, чтобы функционал системы соответствовал задачам пользователей.
В подсистеме управления можно выделить:
организационная роль – отдел обычно представляет собой отдельное подразделение в составе крупной организации (аналогично вычислительному центру в университетах); его основная задача – оказывать услуги по составлению баз пространственных данных и их анализу. В число сотрудников могут входить: системный программист, администратор базы данных, оператор системы, системный аналитик, операторы устройств ввода графической информации (например, обычно в штате центра в агентстве по управлению ресурсами насчитывается 5–7 человек);
процедуры взаимодействия – для эффективного функционирования системы необходимы тесные контакты группы и остальных сотрудников организации, для чего создаются необходимые процедуры взаимодействия, или регламенты.
Растровые геоинфомационные системы появились раньше векторных – в конце 60-х годов – и продолжают повсеместно использоваться до настоящего времени.
Растровые модели используются для представления различных типов тематической картографической информации — отражения почвенно-растительного покрова, геолого-геоморфологических характеристик землепользования. Такие модели удобно использовать для выявления различных взаимосвязей, и часто они являются основными при создании географических информационных систем.
Растровая модель данных — это цифровое представление пространственных объектов в виде совокупности ячеек растра (пикселей) с присвоенными им значениями класса объектов. При этом каждой ячейке растровой модели соответствует одинаковый по размерам, но разный по характеристикам участок поверхности объекта (цвет, плотность).
Пространство в таком случае отображается через цепочки соединенных ячеек, представленных, в свою очередь, линиями (рисунок 2). Положение элементов (пикселей) определяется номером их столбца и строки в единой позиционной матрице [8]. Пиксели (от английского pixel, сокращение от picture element — элемент изображения) обычно представляют собой прямоугольники или квадраты, реже используются шестиугольники или треугольники.
В растровых системах есть два способа включения атрибутивной информации об объектах. Первым, наиболее простым способом, является присваивание значения атрибута каждой ячейке растра. В этом случае каждой ячейке на карте можно присвоить только одно значение атрибута. Второй способ состоит в связывании каждой ячейки растра с базой данных. Этот подход уменьшает объем хранимых данных и может обеспечивать связь с другими структурами данных, которые также используют субд для хранения и поиска данных [26].

ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА В ЗЕМЕЛЬНЫХ КАДАСТРАХ
Специальность 21.02.05 «Земельно-имущественные отношения»
Выполнил студент 3 курса 33 группы
.__________________
(подпись)
Руководитель, преподаватель
_______________
(подпись)
Оренбург, 2016
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
Глава 1. История развития и классификация геоинформационных систем 6
1.1 История развития геоинформационных систем 6
1.2 Классификация геоинформационных систем 16
Глава 2. Ведение государственного кадастра недвижимости с использованием геоинформационных систем 23
2.1. Формирование государственного кадастра недвижимости России на современном этапе 23
2.2 Геоинформационные системы – технологии 32
2.3 Применение геоинформационных систем при ведении государственного кадастра недвижимости 46
Заключение 57
Библиографический список 59
Приложение ВВЕДЕНИЕ
Ведение народного хозяйства страны невозможно без детального изучения ее территории. Современная техника геодезических и съемочных работ обеспечивает получение точной топографической карты, характеризующей географический ландшафт по его основным элементам. Эта карта, кроме непосредственного обслуживания народнохозяйственных нужд, дает еще основу для изучения страны в геологическом, гидрогеологическом, почвенном, ботаническом и других отношениях. На основе этой карты составляются различные общегеографические и специальные карты» [11].
Актуальность работы определяется потребностями широкого круга специалистов в знаниях о математической основе геоинформационных систем для обеспечения интеграции данных о территории, представленных в различных системах координат, и необходимостью совершенствования теории картографических проекций для создания карт геоинформационных систем и решения практических задач, в том числе при ведении Государственного кадастра недвижимости.
Государственный кадастр недвижимости понятие достаточно широкое, включающее в себя сведения о земельных участках, зданиях, сооружениях, помещениях, но в рамках прохождения преддипломной практики по профессиональному модулю ПМ 03 «картографо-геодезическое сопровождение земельно имущественных отношений» в ООО «Геоэффект», было изучено применение ГИС при постановке на государственный учет земельных участков.
Доступность персональных компьютеров и распространение программного обеспечения геоинформационных систем привело к расширению круга людей, использующих различные автоматизированные способы манипулирования картографической информацией, но не имеющих необходимого картографического образования и подготовки. Между тем создание и применение геоинформационной системы требует не только учета существующей теории и практического опыта традиционной картографии, но и разработки механизма нового системного подхода к взаимосвязи картографических моделей, компьютерных технологий и структуры геоинформационной системы.
Цель дипломной работы — изучить применение геоинформационных систем для формирования сведений о земельном участке для кадастрового учета.
Исходя из цели можно выделить следующие задачи:
– изучить историю развития и классификацию геоинформационных систем;
– рассмотреть формирование государственного кадастра недвижимости России на современном этапе;
– проанализировать применение геоинформационных систем – технологий при ведении государственного кадастра недвижимости.
Предметом изучения дипломной работы является роль геоинформационных систем для формирования сведений о земельном участке для кадастрового учета.
Объект изучения: геоинформационная система.
Методы исследования: изучение, наблюдение, синтез, сравнительный метод.
В науках о Земле информационные технологии породили геоинформатику и географические информационные системы. Любая геоинформационная система представляет из себя систему для сбора, хранения, анализа и представления картографической информации. Геоинформационные системы могут включать природную, биологическую, культурную, демографическую или экономическую информацию.
Для использования в геоинформационной системе данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Процесс преобразования данных с бумажных карт в компьютерные файлы называется оцифровкой. В современных геоинформационных системах этот процесс может быть автоматизирован применением сканерной технологии, что особенно важно при выполнении крупных проектов. Если объем работ небольшой, можно вводить данные с помощью дигитайзера. Многие данные уже переведены в форматы, напрямую воспринимаемые геоинформационными пакетами.
Геоинформационная система хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения.
Данная дипломная работа была выполнена в рамках профессионального модуля ПМ.03 «Картографо – геодезическое сопровождение земельно – имущественных отношений» в соответствии с профессиональными компетенциями:
– выполнение работы по картографо – геодезическому обеспечению территорий, создание графических материалов;
– использование в практической деятельности геоинформационных систем.
В качестве источников при написании дипломной работы были использованы инструктивные материалы, литературные источники.
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
1.1 История развития геоинформационных систем
Одна из наиболее интересных черт раннего развития геоинформационных систем, заключалась в том, что первые инициативные проекты и исследования сами были географически распределены по многим точкам, причем эти работы осуществлялись независимо, часто без упоминания и даже с игнорированием себе подобных.
Возникновение и бурное развитие геоинформационных систем было предопределено богатейшим опытом топографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попытками автоматизировать картосоставительский процесс, а также революционным достижениями в области компьютерных технологий, информатики и компьютерной графики.
Особо следует отметить идеи и опыт комплексного тематического картографирования, убедительно продемонстрировавшего эффект системного использования разнохарактерных данных для извлечения новых знаний о географических объектах. Комплексность и интегративность до сих пор остается важнейшим свойством геоинформационных систем, привлекающим пользователей [10 С. 20].
Один из первых удачных опытов использования принципа комплексирования (совмещения и наложения) пространственной данных с помощью согласованного набора карт датируется XVIII веком. Французский картограф Луи-Александр Бертье (Louis-Alexandre Berthier) использовал прозрачные слои, накладываемые на базовую карту для показа перемещения войск в сражении под Йорктауном (Yorktown)
В истории развития геоинформационных систем можно выделить четыре периода:
1. Пионерский период (поздние 1950 — ранние 1970 годов.). Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы, а именно:
– появление электронных вычислительных машин в 50 годах;
– появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60 годах;
– создание программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров;
– создание формальных методов пространственного анализа;
– создание программных средств управления базами данных. Первый крупный успех геоинформационных систем — разработка и создание географической информационной системы Канады. Ее назначение состояло в анализе многочисленных данных, накопленных Канадской службой земельного учета, и в получении статистических данных о земле, которые бы использовались при разработке планов землеустройства огромных площадей преимущественно сельскохозяйственного назначения. Создатели геоинформационных систем Канады внесли следующие новшества:
– использование сканирования для автоматизации процесса ввода геоданных;
– расчленение картографической информации на тематические слои и разработка концептуального решения о «таблицах атрибутивных данных», что позволило разделить файлы плановой (геометрической) геоинформации о местоположении объектов и файлы, содержащие тематическую (содержательную) информацию об этих объектах;
– функции и алгоритмы оверлейных операций с полигонами, подсчет площадей и других картометрических показателей.2. Период государственных инициатив (начале 1970 – начале 1980). Развитие крупных геоинформационных проектов поддерживаемых государством, формирование государственных институтов в области геоинформационных систем, снижение роли и влияния отдельных исследователей и небольших групп. В конце 60 годов в Соединённых Штатах Америки сформировалось мнение о необходимости использования геоинформационных систем — технологий для обработки и представления данных Переписи Населения. Потребовалась методика, обеспечивающая корректную географическую «привязку» данных переписи. Основной проблемой стала необходимость конвертирования адресов проживания населения, в географические координаты так, чтобы результаты переписи можно было бы оформлять в виде карт по территориальным участкам и зонам Национальной переписи. Был разработан специальный формат представления картографических данных, для которого были определены прямоугольные координаты перекрестков, разбивающих улицы всех населенных пунктов Соединённый Штатах Америки на отдельные сегменты. Алгоритмы обработки и представления картографических данных были заимствованы у разработчиков геоинформационных систем Канады и Гарвардской лаборатории и оформлены в виде программы, осуществляющей конвертирование адресов проживания в соответствующие координаты, описывающие графические сегменты улиц. Таким образом, в этой разработке впервые был широко использован топологический подход к организации управления географической информацией, содержащий математический способ описания пространственных взаимосвязей между объектами Государственная поддержка геоинформационных систем стимулировала развитие экспериментальных работ в области геоинформационных систем, основанных на использовании баз данных по уличным сетям;
– автоматизированные системы навигации;
– системы вывоза городских отходов и мусора;
– движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях.
3. Период коммерческого развития (ранние 1980 — настоящее время)Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных геоинформационных систем, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных. В начале 1980 годов был реализован знаменитый Arc/Info, который был и остается наиболее успешным воплощением идей о раздельном внутреннем представлении геометрической (графической) и атрибутивной информации. Для хранения и работы с атрибутивной информацией в виде таблиц (Info) был успешно применен формат стандартной реляционной системы управления базами данных, а для хранения и работы с графическими объектами в виде дуг (Arc) было разработано специальное программное обеспечение. Arc/Info стал первым программным пакетом геоинформационных систем, который эффективно использовал пользовательские качества персональных компьютеров, в то же время он доступен для разных технических платформ и операционных сред. В настоящее время является одним самым популярным в мире пакетов. Другим успешным коммерческим предприятием в области производства аппаратно-программных средств для геоинформационных систем стал и до сих пор является Intergraph, Corp. Эта фирма была организована в 1969 году бывшим сотрудником Джимом Мидлоком. Первые успехи были связаны с разработкой для Соединённый Штатах Америки систем управления ракетами в реальном времени. В 1973 фирма впервые создала мощную удаленную рабочую станцию. И сейчас фирма является лидером по разработке и выпуску рабочих станций для геоинформационных систем, программного обеспечения.
4. Пользовательский период (поздние 1980 настоящее время).
Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям геоинформационных систем, доступность и «открытость» программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских «клубов», телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры. Этот период характеризуется новым отношением к пользователям. Так разработчики геоинформационного программного продукта Grass для рабочих станций, созданного американскими военными специалистами (ArmyCorpsofEngineers) для задач планирования природопользования и землеустройства открыли его для бесплатного пользования, включая снятие авторских прав на исходные тексты программ. В результате, пользователи и программисты могут создавать собственные приложения, интегрируя Grass с другими программными продуктами. В 1994 году для неограниченного бесплатного пользования был открыт Arc View 1 for Windows. Насыщение рынка программных средств для геоинформационных систем, в особенности, предназначенных для персональных компьютеров резко увеличило область применения геоинформационных систем — технологий. Это потребовало существенных наборов цифровых геоданных, а также наличия специалистов по геоинформационных систем.
Первый период развивался на фоне успехов компьютерных технологий: появление электронных вычислительных машин в 50 годах, цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60 при одновременном, часто независимом друг от друга, создании программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров, формальных методов пространственного анализа, программных средств управления базами данных. Большое влияние в этот период оказывают теоретические работы в области географии и пространственных взаимосвязей, а также становление количественных методов в географии в Соединённый Штатах Америки, Канаде, Англии, Швеции (работы Уильям Гаррисона, Торсен Хагерстранда, Г.Маккарти, Ян Макхарга).
Первый безусловный крупный успех становления геоинформатики и геоинформационных систем — это разработка и создание Географической Информационной Системы Канады. Начав свою историю в 60 годах, эта крупномасштабная геоинформационных систем поддерживается и развивается по сей день.
«Отцом» геоинформационных систем считается Роджер Томлинсон, под руководством которого были разработаны и реализованы многие концептуальные и технологические решения.
Назначение геоинформационных систем Канады состояло в анализе многочисленных данных, накопленных Канадской службой земельного учета, и в получении статистических данных о земле, которые бы использовались при разработке планов землеустройства огромных площадей преимущественно сельскохозяйственного назначения.
Для этих целей требовалось создать классификацию использования земель, используя данные по сельскохозяйственной, рекреационной, экологической, лесохозяйственной пригодности земель, отразить сложившуюся структуру использования земель, включая землепользователей и землевладельцев.
Наиболее узким местом проекта являлось обеспечение эффективного ввода исходных картографических и тематических данных. Для этого разработчикам геоинформационных систем Канады, не имевшим опыта по внутренней организации больших массивов пространственных данных, потребовалось создать новую технологию, ранее нигде не применявшуюся, позволяющую оперировать отдельными слоями и делать картометрические измерения. Для ввода крупноформатных земельных планов было даже спроектировано и создано специальное сканирующее устройство.
Что же принципиально нового внесли создатели геоинформационных систем Канады в становление и развитие геоинформационных систем — технологий?
– Использование сканирования для автоматизации процесса ввода геоданных;
– расчленение картографической информации на тематические слои и разработка концептуального решения о «таблицах атрибутивных данных», что позволило разделить файлы плановой (геометрической) геоинформации о местоположении объектов и файлы, содержащие тематическую (содержательную) информацию об этих объектах;
– функции и алгоритмы оверлейных операций с полигонами, подсчет площадей и других картометрических показателей и многое другое.
Большое воздействие на развитие геоинформационных систем оказала Гарвардская лаборатория компьютерной графики и пространственного анализа Массачусетского технологического института. Ее основал в середине 60 годов Говард Фишер с целью разработки программных средств многофункционального компьютерного картографирования, которые стали существенным шагом в алгоритмическом совершенствовании геоинформационных систем и оставались ими вплоть до начала 80 годов. В настоящее время эти исследования продолжаются в более меньших масштабах.
Программное обеспечение Гарвардской лаборатории широко распространялось и помогло создать базу для развития многих геоинформационных систем приложений. Именно в этой лаборатории Дана Томлин заложила основы картографической алгебры, создав знаменитое семейство растровых программных средств Map Analysis Package — Map, Pmap, amap.
Одним из производных программных продуктов, свободно распространяемых в сети Internet, является Osu — Map, созданный в Университете штата Огайо выходцами из Гарвардской лаборатории.
Благодаря работам Гарвардской лаборатории в области компьютерного картографирования была окончательно закреплена ведущая роль, которую играют картографические модели данных, картографический метод исследований, картографические способы представления информации в современных геоинформационных системах.
Наиболее известными программными продуктами Гарвардской лаборатории являются:
– Symap (система многоцелевого картографирования);
– Calform (программа вывода картографического изображения на плоттер);
– Symvu (просмотр перспективных (трехмерных) изображений);
– Odyssey (предшественник знаменитого Arc — Info).
Период государственных инициатив ранние 1970 — ранние 1980е годов. Развитие крупных геоинформационных проектов поддерживаемых государством, формирование государственных институтов в области геоинформационных систем, снижение роли и влияния отдельных исследователей и небольших групп.
В конце 60 годов в Соединённый Штатах Америки сформировалось мнение о необходимости использования геоинформационных систем — технологий для обработки и представления данных Национальных Переписей Населения.
Потребовалась методика, обеспечивающая корректную географическую «привязку» данных переписи. Основной проблемой стала необходимость конвертирования адресов проживания населения, присутствовавших в анкетах переписи, в географические координаты таким образом, чтобы результаты переписи можно было бы оформлять в виде карт по территориальным участкам и зонам Национальной переписи.
Для этих целей Национальное Бюро Переписей Соединённый Штатах Америки разработало комплексный подход к «географии переписей» и 1970 год очередной Национальной Переписи Соединённый Штатах Америки, проводимой раз в десять лет — впервые стал годом «географически локализованной переписи» Был разработан специальный формат представления картографических данных Dime, для которого были определены прямоугольные координаты перекрестков, разбивающих улицы всех населенных пунктов Соединённый Штатах Америки на отдельные сегменты.
Алгоритмы обработки и представления картографических данных были заимствованы у разработчиков геоинформационных систем Канады и Гарвардской лаборатории и оформлены в виде программы Polyvrt, осуществляющей конвертирование адресов проживания в соответствующие координаты, описывающие графические сегменты улиц.
Таким образом, в этой разработке впервые был широко использован топологический подход к организации управления географической информацией, содержащий математический способ описания пространственных взаимосвязей между объектами
Создание, государственная поддержка и обновление Dime — файлов стимулировали также развитие экспериментальных работ в области геоинформационных систем, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:
– автоматизированные системы навигации
– системы вывоза городских отходов и мусора
– движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях.
Одновременно на основе этой информации была создана серия атласов крупных городов, содержащих результаты Переписи 1970 года, а также большое количество упрощенных компьютерных карт для маркетинга, планирования розничной торговли. Пользовательский периодпоздние 1980 — настоящее время. Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям геоинформационных систем, доступность и «открытость» программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских «клубов», телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры.
В этот период пример нового отношения к пользователям показали разработчики и владельцы геоинформационного программного продукта Grass для рабочих станций, созданного американскими военными специалистами для задач планирования природопользования и землеустройства.
Они открыли Grass для бесплатного пользования, включая снятие авторских прав на исходные тексты программ. В результате, пользователи и программисты могут создавать собственные приложения, интегрирую Grass с другими программными продуктами.
В настоящее время Grass Version 4.1, созданная в 1993 году, включая исходные тексты программ, системную и справочную документацию, учебное пособие для пользователей, ряд наборов данных в качестве примеров, открыто распространяется в сетях Internet.
Насыщение рынка программных средств для геоинформационных систем, в особенности, предназначенных для персональных компьютеров резко увеличило область применения геоинформационных систем — технологий.
Это потребовало существенных наборов цифровых геоданных, а также необходимости формирования системы профессиональной подготовки и обучения специалистов по геоинформационных систем.
В наиболее развитых в геоинформационном отношении странах эти проблемы решаются в настоящее время путем формирования государственных национальных и международных инициатив по разработке и созданию Инфраструктур Геопространственных данных, включающих вопросы геоинформационных систем технологии, телекоммуникации, стандартизации данных и профессиональной подготовки. Так, например, 19 октября l990 года в Соединённый Штатах Америки, был опубликован Циркуляр А-16, направленный на «максимальное развитие национальных цифровых ресурсов пространственной информации, с привлечением к этой деятельности федеральных, региональных и местных органов управления, а также частного сектора. Эти национальные информационные ресурсы, взаимосвязанные с помощью единых критериев и стандартов, обеспечат распространение и эффективный обмен пространственными данными между производителями и пользователями». Для этих целей был создан Федеральный Комитет Пространственных Данных.
К сожалению, Россия и бывший СССР не участвовали в мировом процессе развития геоинформационных технологий вплоть до середины 1980-х годов.
1.2 Классификация геоинформационных системГеоинформационных систем разрабатывают и применяют для решения научных и прикладных задач проектирования инфраструктуры территорий, городского и регионального планирования, рационального использования природных ресурсов, мониторинга экологических ситуаций, а также для принятия оперативных мер в условиях чрезвычайных ситуаций. Множество задач, возникающих в жизни, привело к созданию различных геоинформационных систем, которые могут классифицироваться по следующим признакам.
По функциональным возможностям геоинформационных систем подразделяются:
– на полнофункциональные общего назначения;
– специализированные геоинформационных систем, ориентированные на решение конкретной задачи в какой либо предметной области;
– информационно — справочные системы для домашнего и информационно-справочного пользования.
Функциональность геоинформационных систем определяется также архитектурным принципом их построения:
– закрытые системы не имеют возможностей расширения, они способны выполнять только тот набор функций, который однозначно определен на момент покупки;
– открытые системы отличаются легкостью приспособления, возможностями расширения, так как могут быть достроены самим пользователем при помощи специального аппарата (встроенных языков программирования).
Классификация геоинформационых систем.
По территориальному охвату:
глобальные геоинформационые системы;
субконтинентальные геоинформационые системы;
национальные геоинформационые системы;
региональные геоинформационые системы;
субрегиональные геоинформационые системы;
локальные или местные геоинформационые системы.
По уровню управления:
федеральные геоинформационые системы;
региональные геоинформационые системы;
муниципальные геоинформационые системы;
корпоративные геоинформационые системы.
По функциональности:
полнофункциональные;
геоинформационые системы для просмотра данных;
геоинформационые системы для ввода и обработки данных;
специализированные геоинформационные системы.
По предметной области:
картографические;
геологические;
городские или муниципальные геоинформационые системы;
природоохранные геоинформационые системы.
Если помимо функциональных возможностей геоинформационые системы в системе присутствуют возможности цифровой обработки изображений, то такие системы называются интегрированными геоинформационые системы. Полимасштабные, или масштабно-независимые геоинформационые системы основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов, обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением.
Геоинфомационные системы как любая система состоит из совокупности связанных между собой подсистем (рисунок 1).

2. Технологии искусственного интеллекта и экспертные системы. Системы поддержки принятия решений. Данные, информация, знания: различия между ними. Базы знаний. Механизм логически выводов (машина вывода). Модуль приобретения знаний. Модуль советов и объяснений (система объяснений). Типы экспертных систем. Современное состояние и области использования систем поддержки принятия решений.

3. Визуализация данных. Вывод и визуализация данных. Технические средства машинной графики. Методы и средства визуализации данных. Картографическая визуализация. Особенности создания компьютерных и электронных карт и атласов. Анаморфированные изображения. Виртуально-реальностные изображения. Отображение динамики географических объектов. Анимации.

Геоинформационные системы в геодезии

Одним из значительных результатов развития области информационных систем за последние несколько десятилетий стали географические информационные системы (ГИС). Они пронизывают нашу жизнь во многих аспектах, которые мы даже и не замечаем. Мы пользуемся ими и попросту не знаем, как это называется. Яндекс карты, GOOGLE MAPS, и другие программы с навигационными картами являют собой типичные ГИС. Это только самые «востребованные» массовые геоинформационные системы. Их применение весьма обширно и в ряде случаев весьма нетипично. Везде, где удобно сопосталять объекты на местности с их местоположением стараются использовать ГИС.

Проще говоря, геоинформационная система — это связанная с картой база данных о некоторых объектах, которая включает не только информацию об их расположении, но и о разнообразных других свойствах. При этом такую информацию можно не только просто увидеть, но и обрабатывать с помощью возможностей самой системы. К основным задачам любой геоинформационной системы относятся определение местоположения и характеристик объектов, их взаимосвязей, происходящих с ними изменений, отображение всей этой информации в наглядном графическом представлении, а также разного рода моделирование. Все элементы ГИС, как и всякой информационной системы, связаны между собой — прямо или косвенно.

• Кадастровые инженеры. Их сфера деятельности – обзор земельных участков, их анализ, кадастр, межевание земель, расположение границ, пересечений, решение спорных вопросов, составление актов, внесение в Росреестр.
• Предприниматели, владеющие сетями объектов – магазинов, автомобильных заправок, заводов или любых других точек со связью между ними. Это упрощает планирование, управление, а также планы на расширение или уменьшение системы.
• Инженерные изыскания: геологические, географические, экологические и другие. Специалисты получают возможность через программы ГИС создавать список участков и их особенностей в рельефе, ландшафте.
• Разработчики и проектировщики строений с начала или реконструкций зданий.
• Архитекторы.
• Картографы. GIS помогают создавать карты любых форматов на любые участки местности с большей или меньшей детализацией на различную тематику – маршрутизаторы, ландшафтные и проч.
• Штурманы и водители любого транспорта – наземного, воздушного, водного.
• Частные пользователи – все чаще обычные горожане пользуются электронными ресурсами для поиска пути.

Геоинформационные системы с развитием интернет-технологий приобретают большое значение как для личного пользования, так и для предприятий большого масштаба. При этом ГИС сейчас обеспечиваются современными программными средствами. Техподдержка осуществляется с разных точек – начиная от программ для рисования и проектирования схем, заканчивая снимками со спутниковых тарелок.

Направленность на создание технических чертежей в этих системах сказывается и на концепции слоев, например, в них не реализованы на базовом уровне функции разграничения доступа к слоям, не поддерживаются системы координат, принятые в картографии. Подобная техническая направленность влияет на используемые для хранения чертежей форматы данных.

Система дает возможность проводить специальный географический анализ и графическое редактирование, при этом система команд и сообщения представляется как на русском языке, так и на других языках. Модули системы включают обработку данных геодезических измерений, векторизацию и архивацию карт, схем, чертежей, преобразования картографических проекций, совмещение пространственных данных.

Устройства для ввода растровой информации выгодно отличаются от других тем, что позволяют быстро и точно перенести графические образы в ЭВМ и сразу же отказаться в дальнейшем от бумажной технологии. При этом достигается высокая степень автоматизации: современные промышленные сканеры требуют минимального участия человека в процессе работы благодаря автоматической подаче материала, настройке, цифровой фильтрации, сжатию и передаче информации.

В настоящее время традиционно применяются литературные, статистические, картографические, аэро — и космические материалы. Как правило, их подборка и систематизация для последующего использования осуществляется вручную. Такой путь хорошо известен. Другое направление, активно развивающееся, связано с геоинформатикой , позволяющей формализовать и реализовать в машинной среде значительную часть рутинных операций накопления, хранения, обработки и использования пространственно координатных данных с помощью средств географических информационных систем ( ГИС ).

05 Апр 2021      urist46         189      

Похожие записи
• 
  Вредность аккумуляторщика
• 
  Что взять с собой на административный арест
• 
  Какая сумиа выплачивается сотруднику полиции при получении инвалидности
• 
  Учтупка права получения налогового вычета супругу