WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Красноярский государственный университет Исследовательская кафедра биофизики Институт вычислительного моделирования СО РАН Красноярский Межвузовский центр информационных технологий в экологическом образовании С.С. Замай, О.Э. Якубайлик ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Красноярск 1998 УДК ББК С.С. Замай, О.Э. Якубайлик. Программное обеспечение и технологии геоинформационных систем: Учеб. пособие / Краснояр. гос. ун-т. Красноярск, 1998. 110 с.

Учебное пособие посвящено программному обеспечению и технологиям геоинформационных систем (ГИС). Рассмотрены области применения ГИС, вопросы их практического использования для решения различных прикладных задач. В обзоре технологий ввода и обработки пространственной информации изложены общие принципы и требования к наборам данных программного обеспечения ГИС, проанализированы распространенные обменные форматы пространственных данных. Дана оценка ГИС конечного пользователя, инструментальных программных средств разработки. На примере библиотеки классов GeoConstructor™ обозначены основные проблемы, возникающие при создании ГИС-приложений. Рассмотрены способы построения многопользовательских геоинформационных систем.

Учебное пособие подготовлено в рамках работ по проекту ФЦП «Интеграция» № 162 и апробировалось на занятиях со студентами в рамках деятельности Межвузовского ГИС-центра, поддержанной проектом ФЦП «Интеграция» № 68.

Рис. 21, табл. 1, библ. 20 назв.

Рецензенты: д.ф.-м.н., профессор А.Н. Горбань, зав. лаб. Института вычислительного моделирования СО РАН;

к.ф.-м.н., профессор Г.М. Рудакова, зав. кафедрой информационных технологий СибГТУ Редактор О.Ф. Александрова Корректор Т.Е. Быстригина © С.С. Замай, 1998 ISBN О.Э. Якубайлик, 1998 2 Содержание ПРЕДИСЛОВИЕ 6 1. ПЕРВОЕ ЗНАКОМСТВО С ГИС 8 1.1. Что такое ГИС 1.2. Области применения ГИС Местные администрации Коммунальное хозяйство Охрана окружающей среды Здравоохранение Транспорт Розничная торговля Финансовые услуги 1.3. Как это делается... 1.4. Тенденции программного обеспечения ГИС 1.5. Что есть что 1.6. А как она устроена 2. ИСТОЧНИКИ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ИХ ТИПЫ 2.1. Общегеографические карты 2.2. Карты природы 2.3. Карты народонаселения 2.4. Карты экономики 2.5. Карты науки, подготовки кадров, обслуживания населения 2.6. Политические, административные и исторические карты, комплексные атласы 2.7. Материалы дистанционного зондирования 3. ТЕХНОЛОГИИ ВВОДА И ОБРАБОТКИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ 3.1. Сбор и систематизация данных 3.2. Подготовка и преобразование данных 3.3. Обработка и анализ данных при эксплуатации ГИС 3.4. Описание обменных форматов ГИС VEC (ГИС IDRISI) MOSS (Map Overlay and Statistic System) GEN (ARC/INFO GENERATE FORMAT – ГИС ARCI/NFO) MIF (MapInfo Interchange Format – ГИС MAPINFO) 4. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ В ГИС КОНЕЧНОГО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ 4.1. Классификация программных средств ГИС 4.2. Оценка инструментальных средств ГИС Поддержка моделей пространственных данных Функции пространственного анализа Средства ввода/вывода пространственной информации Средства преобразования форматов 5. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ГИС-ПРИЛОЖЕНИЙ: GEOCONSTRUCTOR™ 5.1. GeoConstructor™ как инструмент для создания ГИСприложений 5.2. Внедрение GeoConstructor в среду разработки 5.3. Создание картографических композиций 5.4. Управление набором слоев и изображением карты 5.5. Работа с объектами: навигация, поиск, выборка 5.6. Привязка внешних баз данных 5.7. Тематическое картографирование 5.8. Обработка ошибок и управление мышью 5.9. Класс gisMap 6. ОБЗОР НЕКОТОРЫХ ГИС 6.1. Программные продукты ESRI Модули расширения системы ARC/INFO 6.2. GeoGraph/GeoDraw для Windows GeoGraph для Windows GeoDraw для Windows 6.3. Программное обеспечение Panorama Назначение программы Структура программного обеспечения Возможности программного обеспечения Векторная карта 7. СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 7.1. Локальная ГИС 7.2. Несколько пользователей разделяют один комплект файлов с геоинформацией 7.3. Геоинформационные системы с большим количеством пользователей 7.4. Технологии internet/intranet ЗАКЛЮЧЕНИЕ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЛИТЕРАТУРА Предисловие В настоящем учебном пособии представлен обзор программного обеспечения и технологий геоинформационных систем (ГИС). Рассмотрены области применения ГИС, вопросы их практического использования для решения различных прикладных задач. В обзоре технологий ввода и обработки пространственной информации представлены общие принципы, требования к наборам данных, используемым в программном обеспечении ГИС. Особое внимание уделено обменным форматам пространственных данных, подробные описания которых позволят использовать это издание как справочник.

В разделе, посвященном ГИС конечного пользователя, обсуждены основные категории этого программного обеспечения, дана оценка инструментальных средств. Подробно рассмотрены методы построения ГИС-приложений – на примере инструментальной библиотеки GeoConstructor™ (разработка ЦГИ Института географии РАН), а также вопросы интеграции ГИС с системами баз данных.

Описанные в пособии технологии используются авторами в проектной деятельности студенческих коллективов, направленной на создание макетов наукоемких информационных систем для решения территориально-ориентированных задач. Деятельность организована в рамках Межвузовского центра информационных технологий в экологическом образовании, ее результаты используются при реализации региональных программ и проектов информатизации. Программное обеспечение поставлено при содействии ГИС Ассоциации России компаниями ЦГИ ИГ РАН (GeoDraw/ GeoGraph), GeoSpeсtrum International (Panorama), Epsylon Technologies (Baikonur).

Межвузовский центр информационных технологий учрежден несколькими вузами г. Красноярска: госуниверситетом (КГУ), техническим университетом (КГТУ), технологическим университетом (СибГТУ), педуниверситетом (КГПУ). Его деятельность финансово поддерживается Красноярскими краевым и городским экологическими фондами, грантом Федеральной целевой программы Интеграция № 68. Центр базируется в Институте вычислительного моделирования СО РАН в Академгородке.

Исходными материалами для этого пособия послужили статьи и тезисы ряда конференций, организованных ГИС Ассоциацией России, прессрелизы и официальные материалы фирм-производителей и поставщиков программного обеспечения ГИС, а также немалое число журнальных статей и монографий. Выражаем свою искреннюю благодарность всем авторам упомянутых материалов.

С авторами можно связаться по e-mail – oleg@cc.krascience.rssi.ru.

1. Первое знакомство с ГИС “Лет десять назад, когда всё только начиналось, казалось: вот на экране монитора мы видим карты и можем наносить различными обозначениями, например, содержание вредных веществ. Получалась очень наглядная и простая картинка, и все “зрители”, от государственной политики до муниципального управления, и даже учёные – млели от удовольствия, разглядывая содержимое экрана.

Но всё имеет свой предел, и сейчас уже произошло насыщение подобными вещами”.

Из материалов ГИС-Ассоциации.

1.1. Что такое ГИС Смысловая и содержательная трактовка термина географические информационные системы, или ГИС, сильно зависит от профессиональных интересов дающего определение. Если послушать некоторых, то можно подумать, что решить проблемы вашей организации, равно как и мировые можно только с помощью ГИС. Конечно, ГИС применима для очень большого числа приложений в различных предметных сферах, и с её помощью многие задачи можно решать быстрее и эффективнее. Но всегда следует помнить, что ГИС – это только набор великолепных инструментов, по-разному применяемых специалистами для их решения. Поэтому важно понимать, каким образом можно увеличить эффективность деятельности организации с помощью ГИС.

Точное определение ГИС дать очень сложно, поскольку при работе она может рассматриваться на нескольких уровнях, и для различного применения будет означать разные вещи. Для некоторых ГИС – набор программных инструментов, используемых для ввода, хранения, манипулирования, анализа и отображения географической информации (рис. 1). Это техническое определение, отражающее историю развития ГИС как объединения средств автоматизации проектирования (CAD) с цифровой картографией и программами баз данных (СУБД). Для других ГИС может быть образом мышления, способом принятия решений в организации, где вся информация соотносится с пространством и хранится централизованно.

Это скорее стратегическое определение. Важно понимать, что ГИС может не оказаться решением ваших проблем и потребует некоторых размышлений для успешного выполнения задач.

ГИС – это система, состоящая из трех компонентов, каждый из которых необходим для успеха: пространственных данных, аппаратно-программных инструментов и проблемы, как объекта решения. Причем проблема служит главным компонентом, заставляющим выбирать и способы передаРис. 1. Карта Красноярска в программе GeoGraph для Windows. Создана в Технологическом центре ГИС, ИВМ СО РАН чи, хранения представления, анализа данных, и программные инструментальные средства, и технологии создания той или иной предметно-ориентированной информационной системы.

1.2. Области применения ГИС Местные администрации Задачи управления муниципальным хозяйством – одна из крупнейших областей приложений ГИС. В любой сфере деятельности местной администрации (обследование земель, управление землепользованием, замена существующих бумажных записей, управление ресурсами, учёт состояния собственности (недвижимости) и дорожных магистралей) применимы ГИС. Они могут использоваться также на командных пунктах управления центров по мониторингу и в службах быстрого реагирования. ГИС – неотъемлемый компонент (инструментальный, технологический, программный) любой муниципальной или региональной информационной системы управления.

Коммунальное хозяйство Организации, обеспечивающие коммунальные услуги, наиболее активно используют ГИС для построения базы данных об основных средствах (трубопроводы, кабели, насосы, распределительные станции и т.п.), которая является центральной частью в их стратегии информационной технологии. Обычно в этом секторе доминируют ГИС, обеспечивающие моделирование поведения сетей в ответ на различные отклонения от нормы. Наибольшее применение находят системы автоматизации картографирования и управления основными средствами для поддержки "внешнего планирования" в организации: прокладка кабелей, расположение задвижек, щитов обслуживания и др. (рис. 2).

Рис.2. Фрагмент плана инженерных коммуникаций в Академгородке г. Красноярска – составная часть проекта «ГИС Академгородок» Охрана окружающей среды Наиболее ранними пользователями ГИС были организации, заинтересованные в охране окружающей среды. На простейшем уровне – для исследования состояния окружающей среды (например, расположение и состояние лесов, рек). Более сложные приложения используют аналитические возможности ГИС для моделирования процессов в окружающей среде, таких как эрозия почв или разлив рек в случае большого количества осадков, распространение выбросов загрязняющих веществ промышленных предприятий в атмосфере (рис. 3). После сбора исходных картографических данных производится их аналитическая обработка в ГИС.

Рис. 3. Моделирование распространения выбросов загрязняющих веществ промышленных предприятий в атмосфере г. Красноярска. Прикладная программа, разработанная на Borland Delphi, использует электронные таблицы Microsoft Excel для хранения информации по источникам выбросов и ГИС MapInfo для визуализации результатов. Проект студентов СибГТУ, выполненный в Межвузовском центре информационных технологий в экологическом образовании Здравоохранение В дополнение к обычным задачам управления основными средствами аналитические возможности ГИС используют в приложениях охраны здоровья, например, для определения кратчайшего пути от станции скорой помощи до пациента с учетом текущей ситуации на дорогах, а также при анализе эпидемиологических ситуаций: характера распространения различных заболеваний и причин их возникновения (рис. 4).

Рис. 4. Карта распространения раковых заболеваний – по материалам комплексных исследований ряда научных и медицинских учреждений города. Проект студентов КГТУ, выполненный в Межвузовском центре информационных технологий в экологическом образовании Транспорт ГИС имеют огромный потенциал для приложений на транспорте.

Планирование и поддержка транспортной инфраструктуры – это очевидная область применения. В настоящее время увеличивается интерес к использованию новых технологий, например навигационных, для контроля за движением большегрузных автомобилей. Отображение их места нахождения на цифровой карте на дисплеях в кабине водителя и в центре управления перевозками требует поддержки со стороны ГИС.

Розничная торговля Крупные западные коммерческие фирмы используют ГИС для выбора места расположения большинства новых супермаркетов за пределами центра города, для хранения социально-экономических деталей обстановки и потенциальных заказчиков в заданной области. Расположение склада и зона обслуживания могут быть разработаны с помощью вычислений времени доставки и моделирования влияния конкурирующих складов. ГИС используют также и для управления поставками.

Финансовые услуги В секторе финансовыми услуг ГИС используются так же, как и в приложениях для розничной торговли: для определения расположения филиалов банков и зданий обществ; в качестве инструмента для оценки риска вложений средств в недвижимость и страхования, для определения областей высшего/низшего риска. Это требует баз данных о криминальной обстановке, ресурсах территории, характеристиках недвижимости.

1.3. Как это делается...

Попробуем воспроизвести последовательность действий, необходимых для реализации ГИС-проекта. Во-первых, формулируют проблему (объект решения). После определения цели применения ГИС принимают решение о выборе соответствующего ГИС-инструментария и технологии, разрабатывают план выполнения проекта. Основная и наиболее трудоёмкая задача выполнения любого проекта ГИС – сбор необходимых данных.

Чаще всего речь идёт о вводе в компьютер большого количества бумажных карт и информации об объектах на карте – создание пространственной базы данных. Конечным продуктом является программное обеспечение, позволяющее просматривать, добавлять и модифицировать пространственные объекты и связанную с ними информацию, выполнять специализированные, в том числе карто-ориентированные, запросы к данным, решать аналитические и прогностические задачи.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.