Сапр и гис в современной экономике. Коммерческие гис мировых производителей Области применения ГИС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

Воронежский государственный технический университет

Факультет архитектуры и градостроительства

Кафедра градостроительства

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

«Применение ГИС в экономике»

Выполнил : студент группы 2441Б

Опритов А.А.

Проверил : Доц. Колупаев А.В.

Воронеж 2017

1. Введение………………………………………………………………....3

2. ГИС сегодня…………………………………………………………….3

3. Экономическое развитие……………………………………………...5

4. Коммерческие ГИС мировых производителей……………………13

5. Заключение……………………………………………………………..17

6. Список литературы……………………………………………………18

Введение

Географическая информационная система (ГИС) представляет собой совокупность пространственной и атрибутивной информации, программного обеспечения, аппаратной платформы, средств всестороннего анализа информации и ее визуального представления. История развития геоинформационных систем начинается с конца 50-хгодов прошлого столетия. Основной вклад в развитие ГИС за период 50-х - 60-х г.г. внесли США, Канада и западная Европа. Россия же влилась в мировой процесс создания и развития геоинформационных технологий лишь в середине 1980-х годов.

Географическая информационная система (ГИС) сегодня

Сегодня ГИС - одна из современнейших перспективных технологий, которую многие организации внедряют в свою производственную деятельность как инструмент, усовершенствующий бизнес-процессы предприятий.

Существует мнение, что более 60% информации, содержащейся в корпоративных базах данных, имеют пространственный (географический) компонент. Также существует мнение о том, что человек в своей деятельности использует более 70 % информации, имеющей пространственную привязку. Использование геоинформационных систем становится неотъемлемой частью профессиональной деятельности многих предприятий и ведомств. Скорость и простота отображения данных, возможность формирования многогранных запросов, доступ к внешним базам данных и одновременно создание и ведение внутренних баз данных, возможность интеграции с различными корпоративными информационными системами - это далеко не полный список преимуществ, которые получает пользователь, работающий с ГИС.

Геоинформационные системы для различных областей оперируют такими важными понятиями , как:

· определение точного пространственного местоположения объектов,

· отображение совокупности разнообразной информации для принятия взвешенного решения,

· планирование ремонтных и восстановительных работ,

· мониторинг экологической ситуации и природных ресурсов,

· планирование развития социальной инфраструктуры.

Все эти задачи решаются в классических ГИС - отраслевых, муниципальных, прикладных или специализирующихся по определенной проблеме.

Рис. 1. Программа Quantum GIS

Рис. 2. Программа Quantum GIS

Рис. 3 Варианты ГИС программ

Рис. 4. Программа Criticality Analysis

ГИС в экономике

ГИС – совокупность технических, программных и информационных средств, обеспечивающих ввод, хранение, обработку математико-картографическое моделирование и образное интегрированное представление географических и соотнесенных с ними атрибутивных данных для решения проблем территориального планирования и управления.
Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.
Геоинформационные системы были созданы для управления процессом распределения ресурсов в пространстве. Они взаимодействуют с другими системами, управляющими процессами, связанными с пространственным распределением ресурсов.

Рис. 5. Технологии и статистика ГИС

В экономике, с целью облегчения управления экономическими процессами и прогнозирования путей развития территории на единой методологической основе, также могут использоваться ГИС. На крупных предприятиях для более оперативной работы в геоинформационных системах используют компьютерные сети (в частности, Internet), что способствует обмену оперативной информацией.
В США появляется специальный журнал "BusinessGeographies", это приложение к GISWorld, он посвящен описанию базовых принципов ГИС и приложениям этой технологии в бизнесе. А в западной печати все чаще встречаются новые понятия геомаркетинга, связывающее в неразрывное целое бизнес и геоинформанционные технологии.
Сформулируем преимущества ГИС перед другими информационными технологиями:
возможность прямой привязки друг к другу в режиме HotLink всех атрибутивных и графических данных.
обеспечение географического анализа и наглядной визуализации БД в виде различных карт, графиков, диаграмм;
Сфера применения ГИС в бизнесе охватывает разные области:
анализ и отслеживание текущего состояния и тенденций изменения рынка;
планирование деловой активности;
оптимальный выбор местоположения новых торговых точек филиалов фирмы или банка, складов, производственных мощностей;
выбор кратчайших или наиболее безопасных маршрутов перевозок и путей распределения продукции;
демографические исследования, проводимые в целях определения спроса на продукцию;
географическая привязка баз данных о земле и домовладении.
Схема применения геоинформационной технологии в сфере бизнеса достаточно проста. Любая фирма ведет, как правило, несколько баз данных. Даже если это отсутствует, в любой фирме используется справочник телефонов и факсов, справочник адресов клиентов или партнеров, справочник возможностей и услуг фирм. Эти данные необходимо систематизировать и наглядно представить, чтобы повысить эффективность работы с ними. Для этой цели приобретаются настольная ГИС и набор цифровых карт соответствующей тематики. Каталог адресов переводится в базу данных ГИС и становится атрибутивной характеристикой карты, создавая на ней соответствующую нагрузку. Затем заполняются данными другие базы: о клиентах, поставщиках, заказчиках и т.д.
При планировании развития центров экономического управления возникает потребность в оптимальном управлении, совокупностью коммерческих организаций, транспортными потоками, сетями коммуникаций и т.д. Решение подобных задач осуществляется методами ГИС. Сначала создается интегрированная информационная основа. Затем геокодированная информация об объектах загружается в базу данных ГИС, которая уже загружена картографической информацией в нужных масштабах. Путем использования методов теоретического и численного анализа, линейного программирования решаются задачи оптимизации. В результате решения подобных задач осуществляется выбор оптимального местоположения коммерческих центров, выбор областей влияния этих центров, оптимизация транспортных потоков, оптимизация информационного обеспечения.
Геоинформационная система позволит:
1. быстро выявить по карте, где скрываются покупатели и конкуренты;
2. определить наиболее выгодное для бизнеса местоположение новых производственных мощностей, филиалов и торговых точек;
3. составить сводные диаграммы объемов продаж за месяц или год по интересующим торговым предприятиям;
4. визуально оценить и получить полноценную статистическую сводку по динамике спроса и предложения в любой области рынка, например в операциях с недвижимостью;
5. визуально по карте и на основе сопутствующей цифровой и текстовой информации провести сравнение демографических характеристик по разным странам, областям и районам;
6. выявить и оконтурить неблагополучные по экологическим признакам районы или зоны повышенной чувствительности природной среды к антропогенным воздействиям;
7. нанести на карту, выделить и дополнить сопутствующей информацией зоны производства, хранения, сброса и накопления вредных для людей и живых организмов веществ и материалов.
Рассмотрим оперативное использование геоинформационных систем и компьютерной сети на примере учета товаров на предприятии, состоящем из складов и сети магазинов. Электронная карта наглядно показывает расположение всех объектов и движение товара между ними. Система позволяет выделить отдельный объект и определить товарооборот продукции в нем. Изучение спроса помогает оперативно реагировать при управлении производством: вовремя закупить и направить товар в нужную точку. Анализ оперативной сводки состояния дорожного полотна поможет разработать маршрут движения транспорта.
В разных странах ГИС находят применение в бизнесе. С помощью ГИС например, бизнесмены Великобритании открывают новые супермаркеты, бензоколонки и станции техобслуживания автомобилей.
В Южной Африке ГИС применяют при оптовой и розничной продаже автомобилей; рассылке и разноске почты и другой корреспонденции, в том числе рекламной в соответствии с индивидуальными потребностями, профессиональными интересами и доходами каждого занесенного в базу данных жителя; оптовых поставках бакалейных товаров; создании информационной системы с адресной и картографической привязкой по коммерческим компаниям и фирмам.
Во Франции пользователями ГИС являются, например, автомобильные компании Citroen, Renault и Peugeot, активно внедряющие картографию в свою повседневную деятельность.
В США разработана ГИС-система Infomark-GIS, специально предназначенная для маркетинговых приложений и обеспечения процесса принятия решений. Система легко интегрируется с более чем 60 национальными базами бизнес-данных, может быть без больших дополнительных усилий локализована под специальные задачи, характерные: для операций с недвижимостью, ресторанного бизнеса, продажи товаров повседневного спроса, деятельности коммунальных служб, банковско-финансовой индустрии. Эта система объединяет средства пакетов Arclnfo, ArcView и собственного продукта компании-разработчика Infomark.
Компания CastilloCompany, Inc., Феникс, применяя пакет ArcInfo, выявляетрайоны с определенным составом населения, расположенные на заданном расстоянии от аэропорта, с домами, имеющими определенную среднюю стоимость, или отвечающие многим другим критериямна территориях 50 с лишним стран мира.
Предоставляемые компанией результаты и решения способствуют выбору оптимальных, наиболее выгодных стратегии и тактики действий ее клиентов, быстрому реагированию на изменяющиеся условия рынка, при необходимости переориентации профиля деятельности коммерческих фирм.
Не обходится без ГИС и такая специфическая область бизнеса, как быстрая доставка корреспонденции. Более 25 лет частная компания FederalExpress занимается рассылкой почтовых отправлений по всему миру. В этой задействованы средства геокодирования пакета Arclnfo. В его базе данных хранятся адреса, почтовые индексы, названия, имена и фамилии миллионов жителей и организаций разных стран. К соответствующим картам привязаны их местонахождение, маршруты и расписания авиарейсов, границы административных районов, другая полезная для успешной работы информация. Конечная цель использования ГИС - наилучшее удовлетворение потребностей и запросов покупателей и клиентов, причем как в настоящем, так и в будущем и, как следствие, процветание фирмы и ее стабильно высокая конкурентоспособность.
Спектр предлагаемых компанией ESRI программных ГИС продуктов наиболее широк в сравнении с конкурентами на рынке геоинформационных технологий. Он включает простые средства конечного пользователя ArcView 1 и ArcView 2, полнофункциональные ГИС PC Arclnfo и ArcCAD, работающие на персональных компьютерах, а также наиболее мощный по функциональным возможностям программный пакет Arclnfo, работающий на всех основных платформах UNIX- рабочих станций.
Важным преимуществом является комлементарность (полная совместимость) всех разноуровневых продуктов ESRI. Результаты работы с одним пакетом не пропадут, если пользователь сочтет целесообразным заменить его или дополнительно использовать любой другой из семейства ESRI. Все они работают в единой информационной среде Arclnfo. В этой же среде написаны сотни специализированных программных продуктов (приложений) для многих отраслей науки и практики. При разработке последних версий программных продуктов ESRI предусмотрены возможности использования наиболее распространенных типов внешних реляционных баз данных и конвертеров файлов данных популярных форматов.
Первая и вторая версии программного продукта ArcView простые и эффективные средства для визуализации и анализа любых данных об объектах и явлениях, произвольным образом распределенных по территории. Сферы их применения разнообразны: бизнес и наука, образование и управление, социологические, демографические и политические исследования, промышленность и экология, транспортная и нефтегазовая индустрия, землепользование и кадастры, службы коммунального хозяйства.
ArcView может использоваться менеджерами, планировщиками, аналитиками и учеными для более полного понимания сущности перед ними проблем реальной жизни, связанных с деятельностью их компаний, адресно-географической привязки полезной для решения этих проблем информации.
Например, при выборе места для нового магазина по карте в ArcView 2 пользователь имеет возможность сначала просмотреть данные о продажах товара за предыдущие месяцы в других торговых точках, о демографическом и социальном составе потенциальных покупателей, дополнительно вывести на экран монитора фотографию или поэтажный план здания, где предполагается открыть магазин, подсветить на этой либо более подробной карте, выведенной как часть тогоже изображения, магазины конкурентов.
Впервые ознакомившиеся с такими возможностями коммерсанты часто бывают поражены, внезапно увидев и поняв, где они могут найти новых покупателей и клиентов, где наиболее остра конкуренция с соперничающими фирмами, что за люди живут и работают в районе вашей торговой точки, на какой спрос и, следовательно, на какие доходы можно рассчитывать.
После такого анализа целесообразность открытия магазина может стать очевидной, либо становится ясно, что надо подбирать другое место или изменить ассортимент товаров и объем товарооборота.
Таким образом, геоинформационные системы дают широкие возможности для обоснованного принятия оперативных и долгосрочных решений, обеспечивающих устойчивость экономического развития организации. В будущем тематическая карта станет такой же привычной формой представления итоговой деятельности любого предприятия, как сегодня уже стали всевозможные круговые и столбчатые диаграммы.

Рис. 6. Варианты карт программы ГИС

В Южной Африке ГИС применяются при: оптовой и розничной продаже автомобилей; рассылке и разноске почты и другой корреспонденции, в том числе рекламной в соответствии с индивидуальными потребностями, профессиональными интересами и доходами каждого занесенного в базу данных жителя; оптовых поставках бакалейных товаров; создании информационной системы с адресной и картографической привязкой по коммерческим компаниям и фирмам с объемами продаж более 50 тыс.долл.

В Испании ГИС используются крупными банками для разработки планов развития и координации деятельности региональных центров по обслуживанию вкладчиков.

Во Франции пользователями ГИС являются, например, автомобильные компании Citroen, Renault и Peugeot, активно внедряющие картографию в свою повседневную деятельность. Региональный центр IBM-258 France смог увеличить объем продаж аппаратных и программных средств, ускорил сервисное обслуживание клиентов за счет повышения эффективности взаимодействия с 1200 бизнес-партнерами, новых возможностей оперативного анализа результатов работы своих подразделений и многочисленных дилеров в результате совместного использования потенциала аналитических средств ГИС и собственной базы данных "Траектория" (Trajectoire). Опыт использования подобной связки оказался столь успешным, что и сама созданная за две недели универсальная аналитическая бизнес-система стала рыночным товаром, заинтересованность в приобретении которого проявил ряд фирм, напрямую не связанных с компьютерным бизнесом.

В Новой Зеландии компания Eagle Technology на базе пакета Arc View разработала собственное приложение View/NZ - многофункциональное средство анализа сведенных табличных, текстовых и картографических бизнес-данных, демографической, статистической, земельной, муниципальной, адресной и другой информации. Использование этого приложения помогает переориентировать главную цель маркетинговых усилий с удовлетворения усредненных потребностей населения города или района на оперативное реагирование на запросы каждого человека, живущего или работающего в зоне реализации товаров фирмы. Достигаемый при таком подходе принципиально новый уровень сервиса получил наименование персонифицированного маркетинга (personal marketing).

В США располагающейся в г.Сан-Диего (штат Калифорния) компанией Equifax National Decision Systems в середине 1993 г. разработана ГИС-система Infomark-GIS, специально предназначенная для маркетинговых приложений и обеспечения процесса принятия решений. Система легко интегрируется с более чем 60 национальными базами бизнес-данных, может быть без больших дополнительных усилий локализована под специальные задачи, характерные: для операций с недвижимостью, ресторанного бизнеса, продажи товаров повседневного спроса, деятельности коммунальных служб (utilities), банковско-финансовой индустрии.

Одними из первых пользователей системы стали компании Levi Straus & Co., Tennessee Valley Authority, Boston Chicken и Friday"s (бывшая TGI Fridays). Система объединяет средства пакетов Arclnfo, Arc View и собственного продукта компании-разработчика Infomark.

За последнее десятилетие в США и других странах появилась многочисленная группа компаний, специализирующихся на консультационном обслуживании бизнеса, проводящих по заказам аналитические маркетинговые исследования на базе ГИС.

Например, специалисты компании Castillo Company, Inc., Феникс (штат Аризона), применяя пакет Arclnfo, могут без большого труда на территориях 50 с лишним стран мира выявить районы с определенным составом населения, расположенные на заданном расстоянии от аэропорта, с домами, имеющими определенную среднюю стоимость, или отвечающие многим другим критериям.

Заказчиками постоянно расширяющегося спектра решаемых компанией маркетинговых, демографических, социологических, политологических и многих комплексных междисциплинарных задач являются как частные фирмы, так и государственные организации, например Геологическая служба США.

Предоставляемые компанией результаты и решения способствуют выбору оптимальных, наиболее выгодных стратегии и тактики действий ее клиентов, быстрому реагированию на изменяющиеся условия рынка, при необходимости - переориентации профиля деятельности коммерческих фирм. Последние явно доминируют среди клиентов Castillo Company, Inc, в их числе такие гиганты компьютерного бизнеса, как Motorola и Intel.

Не обходится без ГИС и такая специфическая область бизнеса, как быстрая доставка корреспонденции. Более 25 лет частная компания Federal Express занимается рассылкой почтовых отправлений по всему миру. В этой требующей особой тщательности работе последние семь лет задействованы средства геокодирования пакета Arclnfo. В его базе данных хранятся адреса, почтовые индексы, названия, имена и фамилии миллионов жителей и организаций разных стран. К соответствующим картам привязаны их местонахождение, маршруты и расписания авиарейсов, границы административных районов, другая полезная для успешной работы информация.

По мнению многих бизнесменов и аналитиков, сфера приложений ГИС-технологий безгранична. Они входят в мир бизнеса, перевернув все представления о предназначении и экономической эффективности географических методов визуализации и анализа рутинной информации. ГИС преобразует эту информацию в новое, уникальное по своей прикладной ценности знание.

Особенно успешно и выгодно использование ГИС-технологий при массовых перевозках грузов и людей, при создании сетей оптимально размещенных торговых точек, анализе существующих и потенциальных рынков и районов сбыта продукции, в нефтяных, газовых и электрических компаниях, а также в коммерческих фирмах, занимающихся операциями с недвижимостью, для обоснования, расширения и поддержки банковских операций, в работе авиакомпаний и телекоммуникационных корпораций, ряде других сфер деловой активности.

Конечная цель использования ГИС - наилучшее удовлетворение потребностей и запросов покупателей и клиентов, причем как в настоящем, так и в будущем и, как следствие, процветание фирмы и ее стабильно высокая конкурентоспособность.

Рис. 7. Новая архитектура ГИС

Коммерческие ГИС мировых производителей

Компания ESRI (www.esri.com) была основана в 1969 г. Джеком и Лаурой Данжермонд (Jack и Laura Dangermond). Название ESRI - это аббревиатура от Environmental Systems Research Institute, что переводится как «Институт исследования систем окружающей среды». Первый коммерческий продукт ESRI - ARC/INFO - вышел в 1981 г. Сегодня ESRI является одним из лидеров в индустрии ГИС. Семейство разработанных компанией ESRI программных продуктов (ArcGIS) получило широкое распространение в мире и, в частности, в России.

Компания Intergraph (прежнее название компании - MS Computing Inc) была основана в том же 1969 г. и специализировалась на услугах консалтинга. Intergraph консультировала различные государственные учреждения по вопросам использования цифровых компьютерных технологий. Для удовлетворения запросов своих первых клиентов компания предложила технологии, которые позже были применены в графических системах - этот подход нашел отражение в названии компании, сложенном из слов Interactive и Graphics. В настоящее время Intergraph Corporation - всемирно известная организация-разработчик в области таких технологий, как компьютерная графика, геоинформационные системы, аппаратные ускорители компьютерной графики, полноценная среда для проектирования и твердотельного моделирования и многое другое.

Одновременно с ESRI и Intergraph были основаны английская Ferranti и швейцарская Contraves (чуть позже к ним примкнули норвежская Koninglike Wappenfabriek и немецкая Messerschmidt-Boelkow-Bluehm). Ferranti предлагала геоинформационную систему для кадастрового картографирования в конце 70-х годов, но вскоре исчезла с рынка.

Изыскательские компании, например, Wild и Kern (которая позже объединилась с Leica), занялись созданием ГИС под влиянием успешного проекта в Базеле. Компании шли различными путями - одна из них адаптировала американские продукты для европейского рынка, вторая разрабатывала собственный продукт.

Одна из ведущих компаний в сфере разработки ГИС - MapInfo Corporation - была образована в 1986 г. Ее продукция включает настольную ГИС, различные картографические продукты, а также некоторые веб-приложения. Наиболее известным продуктом компании является ГИС MapInfo Proffesional. В Pоссии MаpInfo Proffesional является одной из самых распространенных геоинформационных систем.

Основанная в 1982 г. корпорация Autodesk - крупнейший в мире поставщик программного обеспечения для промышленного и гражданского строительства, машиностроения, рынка средств информации и развлечений - в 1996 г. выпустила программный продукт AutoCAD Map для создания геоинформационных систем. 150 тыс. пользователей AutoCAD, применяющие его в области картографии, заслуживали в тот период особого внимания.

Компания Bentley Systems, Inc. (США) была основана в 1984 г. Ее специализация - комплексные ГИС-САПР-технологии. Первые десять лет существования Bentley была компанией одного продукта MicroStation - профессиональной, высокопроизводительной графической системы для 2D и 3D автоматизированного проектирования. С 1995 г. Bentley начала стремительно расширять сферу интересов и, соответственно, спектр предлагаемых программных продуктов. В настоящее время компания Bentley уделяет особое внимание технологии ГИС.

Рис. 8. Рост мирового рынка ГИС в 2012-2016 г. обеспечен широким использованием 3D-систем государственными учреждениями и организациями

Еще один быстрорастущий рынок применения ГИС – телекоммуникации. Аналитики Infiniti Research утверждают, что среднегодовые темпы роста в этом сегменте в период с 2012 по 2016 гг. составят 9,9%

, экономике , обороне .

По территориальному охвату различают глобальные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС (local GIS).

ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), природоохранные ГИС (environmental GIS) Шаблон:Nobr ; среди них особое наименование, как особо широко распространённые, получили земельные информационные системы. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.

Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale representation), обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС (spatio-temporal GIS) оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов (GIS project), создание ГИС в широком смысле слова, включает этапы: предпроектных исследований (feasibility study), в том числе изучение требований пользователя (user requirements) и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения «затраты/прибыль» (costs/benefits); системное проектирование ГИС (GIS designing), включая стадию пилот-проекта (pilot-project), разработку ГИС (GIS development); её тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке (test area), прототипирование, или создание опытного образца, или прототипа (prototype); внедрение ГИС (GIS implementation); эксплуатацию и использование. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой .

Задачи ГИС

• Ввод данных. Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат (оцифрованы). В современных ГИС этот процесс может быть автоматизирован с применением сканерной технологии, либо, при небольшом объеме работ, данные можно вводить с помощью дигитайзера .
• Манипулирование данными (например, масштабирование).
• Управление данными. В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов, а при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными применяются СУБД .
• Запрос и анализ данных - получение ответов на различные вопросы (например, кто владелец данного земельного участка? На каком расстоянии друг от друга расположены эти объекты? Где расположена данная промышленная зона? Где есть места для строительства нового дома? Каков основный тип почв под еловыми лесами? Как повлияет на движение транспорта строительство новой дороги?).
• Визуализация данных. Например, представление данных в виде карты или графика.

Возможности ГИС

ГИС включают в себя возможности СУБД , редакторов растровой и векторной графики и аналитических средств и применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, транспорте, экономике, обороне. ГИС позволяют решать широкий спектр задач - будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.

ГИС-система позволяет:

• определить какие объекты располагаются на заданной территории;
• определить местоположение объекта (пространственный анализ);
• дать анализ плотности распределения по территории како-то явления(например плотность расселения);
• определить временные изменения на определенной площади);
• смоделировать, что произойдет при внесении изменений в расположение объектов (например, если добавить новую дорогу).

Классификация ГИС

По территориальному охвату:

• глобальные ГИС;
• субконтинентальные ГИС;
• национальные ГИС;
• региональные ГИС;
• субрегиональные ГИС;
• локальные или местные ГИС.

По уровню управления:

• федеральные ГИС;
• региональные ГИС;
• муниципальные ГИС;
• корпоративные ГИС.

По функциональности:

• полнофункциональные;
• ГИС для просмотра данных;
• ГИС для ввода и обработки данных;
• специализированные ГИС.

По предметной области:

• картографические;
• геологические;
• городские или муниципальные ГИС;
• природоохранные ГИС и т. п.

Если помимо функциональных возможностей ГИС в системе присутствуют возможности цифровой обработки изображений, то такие системы называются интегрированными ГИС (ИГИС). Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС 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. Пространственно-временные ГИС оперируют пространственно-временными данными.

Области применения ГИС

• Управление земельными ресурсами, земельные кадастры. Для решения проблем, имеющих пространственную привязку и начали создавать ГИС. Типичные задачи - составление кадастров, классификационных карт, определение площадей участков и границ между ними и т. д.
• Инвентаризация, учет, планирование размещения объектов распределенной производственной инфраструктуры и управление ими. Например, нефтегазодобывающие компании или компании, управляющие энергетической сетью, системой бензоколонок, магазинов и т. п.
• Проектирование, инженерные изыскания, планировка в строительстве, архитектуре. Такие ГИС позволяют решать полный комплекс задач по развитию территории, оптимизации инфраструктуры строящегося района, требующегося количества техники, сил и средств.
• Тематическое картографирование.
• Управление наземным, воздушным и водным транспортом. ГИС позволяет решать задачи управления движущимися объектами при условии выполнения заданной системы отношений между ними и неподвижными объектами. В любой момент можно узнать, где находится транспортное средство, рассчитать загрузку, оптимальную траекторию движения, время прибытия и т. п.
• Управление природными ресурсами, природоохранная деятельность и экология. ГИС помогает определить текущее состояние и запасы наблюдаемых ресурсов, моделирует процессы в природной среде, осуществляет экологический мониторинг местности.
• Геология, минерально-сырьевые ресурсы, горнодобывающая промышленность. ГИС осуществляет расчеты запасов полезных ископаемых по результатам проб (разведочное бурение, пробные шурфы) при известной модели процесса образования месторождения.
• Чрезвычайные ситуации. С помощью ГИС производится прогнозирование чрезвычайных ситуаций (пожаров, наводнений, землетрясений, селей, ураганов), расчет степени потенциальной опасности и принятие решений об оказании помощи, расчет требуемого количества сил и средств для ликвидации чрезвычайных ситуаций, расчет оптимальных маршрутов движения к месту бедствия, оценка нанесенного ущерба.
• Военное дело. Решение широкого круга специфических задач, связанных с расчетом зон видимости, оптимальных маршрутов движения по пересеченной местности с учетом противодействия и т. п.
• Сельское хозяйство. Прогнозирование урожайности и увеличения производства сельскохозяйственной продукции, оптимизация ее транспортировки и сбыта.

Сельское хозяйство

Перед началом каждого сельскохозяйственного сезона фермеры должны принять 50 важнейших решений: что выращивать, когда сеять, использовать ли удобрения и т. д. Любое из них может отразиться на урожайности и на конечном результате. Прежде фермеры принимали такие решения, основываясь на прошлом опыте, традиции или даже разговорах с соседями и другими знакомыми. Сегодня сельское хозяйство порождает больше данных с географической привязкой, чем большинство других отраслей. Данные поступают из различных источников: телеметрии машин, метеорологических станций, наземных датчиков, образцов почвы, наземного наблюдения, спутников и беспилотников. С помощью ГИС сельскохозяйственные компании могут собирать, обрабатывать и анализировать данные для максимизации ресурсов, мониторинга сохранности урожая и повышения урожайности .

Перевозки и логистика

Перемещение людей и вещей часто сопряжено с огромными логистическими трудностями. Представьте себе больницу, которая хочет предоставить своим пациентам в определенное время лучший и самый быстрый маршрут до дома, или орган местного самоуправления, который хочет организовать оптимальные маршруты автобусов и скоростных трамваев, или производителя, который хочет как можно эффективнее и экономичнее доставлять свои продукты, или нефтяную компанию, которая планирует прокладку трубопроводов. В каждом из этих случаев для принятия бизнес-решений на основе полной информации необходим анализ данных о местополождении.

Энергетика

В разведке запасов энергоносителей для определения экономической целесообразности добычи в той или иной местности используются спутниковые фотографии, геологические карты поверхности земли и дистанционное зондирование пластов. Энергетические компании используют огромный объем географических данных, поскольку промышленные сенсоры сейчас устанавливаются везде: лазерные сенсоры на самолетах, датчики на поверхности земли при бурении скважин, мониторы трубопроводов и т. д. Картографирование и пространственный анализ дают необходимые знания для принятия решений с соблюдением требований регуляторов о выборе площадок и локализации ресурсов.

Розничная торговля

В связи с тем, что потребители все шире используют смартфоны и носимые устройства, традиционные продавцы могут использовать геопространственную технологию для получения более полной картины поведения покупателей в прошлом и настоящем. Потому что геопространственные данные не сводятся к определению местоположения, а охватывают связанные с этим положением данные, такие как демографические характеристики покупателей или информацию о том, где в магазине люди проводят больше всего времени. Все эти данные можно использовать при выборе места для магазина, определении набора товаров и их размещении и т. д.

Оборона и разведка

Геопространственная технология изменила военные и разведывательные операции в любой части мира, где размещены воинские контингенты. Командование, аналитики и другие специалисты нуждаются в точных данных ГИС для решения своих задач. ГИС помогает оценивать ситуацию (создает полное визуальное представление тактической информации), проводить операции на суше (показывает условия местности, высоты, маршруты, растительный покров, объекты и населенные пункты), в воздухе (передает данные о погоде и видимости пилотам; направляет войска и снабжение, дает целеуказание) и на море (показывает течения, высоту волн, приливы и погоду).

Федеральное правительство

Своевременная и точная геопространственная разведка имеет важнейшее значение для принятия решений федеральными агентствами, которые отвечают за охрану и безопасность, инфраструктуру, управление ресурсами и качество жизни. ГИС позволяет организовать охрану и безопасность с операционной поддержкой, координировать оборону, реагирование на природные катастрофы, действия правоохранительных органов, органов национальной безопасности и экстренных служб. Что касается инфраструктуры, то ГИС помогает управлять ресурсами и активами, предназначенными для автомагистралей, портов, общественного транспорта и аэропортов. Федеральные агентства также используют ГИС для лучшего понимания актуальных и исторических данных, необходимых для управления сельским и лесным хозяйством, горнодобывающей промышленностью, водными и другими природными ресурсами.

Местные органы власти

Местные органы ежедневно принимают решения, напрямую затрагивающие жителей и приезжих. Начиная с ремонта дорог и коммунальных услуг и заканчивая оценкой стоимости земли и развитием территорий - везде картографические приложения применяются для анализа и интерпретации данных ГИС. Кроме того, население и ландшафт городов и поселков может сильно измениться за сравнительно короткое время. Чтобы адаптироваться к этим изменениям и обеспечить людям тот уровень обслуживания, которого они ожидают, местные органы власти широко применяют современную технологию ГИС для наблюдения за дорожным движением и дорожными условиями, качеством окружающей среды, распространением заболеваний, распределением предприятий коммунального хозяйства (например, электро- и водоснабжения и канализации), для управления парками и другими общественными участками земли, а также для выдачи разрешений на создание кемпингов, на охоту, рыбалку и т. д.

Структура ГИС

ГИС-система включает в себя пять ключевых составляющих:

• 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. Cодержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической информации. К таким программным продуктам относятся: инструменты для ввода и оперирования географической информацией; система управления базой данных (DBMS или СУБД); инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации;
• данные. 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. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники, которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы;
• методы.

История ГИС

Пионерский период (поздние 1950е - ранние 1970е гг.)

Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы.

• Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах.
• Появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х.
• 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.

Период государственных инициатив (нач. 1970е - нач. 1980е гг.)

Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:

• Автоматизированные системы навигации.
• Системы вывоза городских отходов и мусора.
• Движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т. д.

Период коммерческого развития (ранние 1980е - настоящее время)

Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, 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.

Пользовательский период (поздние 1980е - настоящее время)

Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, 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.

Структура ГИС

1. Данные (пространственные данные):
   • позиционные (географические): местоположение объекта на земной поверхности.
   • непозиционные (атрибутивные): описательные.
2. Аппаратное обеспечение (ЭВМ, сети, накопители, сканер, дигитайзеры и т. д.).
3. Программное обеспечение (ПО).
4. Технологии (методы, порядок действий и т. д.).

Учебное пособие посвящено основам геоинформационных систем и технологий (ГИС-технологий). Рассмотрена история возникновения и развития ГИС-технологий, области применения, классификация и рынок ГИС, вопросы их использования для решения различных прикладных задач, связанных с управлением и бизнесом. Показана функциональная организация программного обеспечения инструментальных ГИС-платформ. В обзоре технологий ввода и обработки пространственной информации изложены наиболее важные источники данных, такие как: существующие карты, данные дистанционного зондирования Земли (ДДЗ), данные систем глобального позиционирования (GPS), данные в обменных форматах других систем. Приведены распространенные обменные форматы пространственных данных. Рассмотрена структурная организация ГИС на основе тематических слоев, карт и проектов, а также модели данных, положенные в основу ГИС-технологий. Рассмотрена математическая основа карты: популярные географические системы координат и их проекции на плоскость, включая проекцию Гаусса-Крюгера и UTM. Показан круг задач пространственного анализа, методы работы с данными: SQL-запросы, тематическое картографирование, диаграммы, диалоговые формы и макросы (на примере ГИС GeoGraph). Пособие предназначено для студентов старших курсов бакалавриата, студентов магистратуры или аспирантов экономических вузов; оно может быть также полезно преподавателям высших учебных заведений, желающим познакомиться с основами геоинформационных технологий и применять их в своей деятельности.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.

Научно-учебная лаборатория количественного анализа и моделирования экономики В.Е.Турлапов ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭКОНОМИКЕ Учебно-методическое пособие Нижний Новгород НФ ГУ-ВШЭ 2007 УДК 332.1 ББК 65.04 Т 61 Турлапов В.Е. Геоинформационные системы в экономике: Учебно-методическое пособие. – Нижний Новгород: НФ ГУ-ВШЭ, 2007. – 118 с. Учебное пособие посвящено основам геоинформационных систем и технологий (ГИС- технологий). Рассмотрена история возникновения и развития ГИС-технологий, области применения, классификация и рынок ГИС, вопросы их использования для решения различных прикладных задач, связанных с управлением и бизнесом. Показана функциональная организация программного обеспечения инструментальных ГИС-платформ. В обзоре технологий ввода и обработки пространственной информации изложены наиболее важные источники данных, такие как: существующие карты, данные дистанционного зондирования Земли (ДДЗ), данные систем глобального позиционирования (GPS), данные в обменных форматах других систем. Приведены распространенные обменные форматы пространственных данных. Рассмотрена структурная организация ГИС на основе тематических слоев, карт и проектов, а также модели данных, положенные в основу ГИС- технологий. Рассмотрена математическая основа карты: популярные географические системы координат и их проекции на плоскость, включая проекцию Гаусса-Крюгера и UTM. Показан круг задач пространственного анализа, методы работы с данными: SQL-запросы, тематическое картографирование, диаграммы, диалоговые формы и макросы (на примере ГИС GeoGraph). Пособие предназначено для студентов старших курсов бакалавриата, студентов магистратуры или аспирантов экономических вузов; оно может быть также полезно преподавателям высших учебных заведений, желающим познакомиться с основами геоинформационных технологий и применять их в своей деятельности. УДК 332.1 ББК 65.04 © В.Е. Турлапов, 2007 © НФ ГУ-ВШЭ, 2007 2 Содержание 1.Появление и развитие ГИС-технологий.......................................................................5 1.1. История появления ГИС..............................................................................................5 1.2. Сферы применения и примеры применения ГИС-технологий...............................7 1.3. Общие функциональные компоненты ГИС............................................................11 1.4.Программное обеспечение современных ГИС-платформ......................................13 2.Рынок геоинформатики России: состояние, проблемы, перспективы................15 2.1.Состояние рынка геоинформатики РФ в 2006 .........................................................15 2.2. Основные тенденции и проблемы развития рынка................................................21 3.Принципы организации ГИС.......................................................................................23 3.1. Слой, карта и проект, как основа организация информации в ГИС.....................23 3.2.Пространственные объекты слоев и их модели.......................................................25 3.2.1.Векторные модели............................................................................................................ 26 3.2.2.Векторные топологические модели................................................................................ 27 3.2.3.Растровые модели............................................................................................................. 29 3.2.4.Модели TIN....................................................................................................................... 31 3.3. Задачи пространственного анализа, решаемые современными ГИС...................31 4.Математическая основа карты....................................................................................33 4.1. Карта, ее значение и информационная сложность.................................................33 4.2. Понятие о картографических проекциях. Классификация проекций по искажениям и способам проецирования.........................................................................34 4.2.1.Проецирование эллипсоида на плоскость и связанные с ним искажения.................. 35 Соотношения между искажениями и распределение искажений на карте......................... 37 4.2.2.Классификация проекций по виду меридианов и параллелей нормальной сетки..... 37 4.3. Выбор системы координат........................................................................................41 4.3.1.Географическая система координат............................................................................... 41 4.3.2.Распространенные географические системы координат и картографические проекции..................................................................................................................................... 42 4.3.3.Сравнение проекции Гаусса-Крюгера с UTM ............................................................... 45 4.4. Разграфка и номенклатура топографических карт.................................................47 5. Преобразования систем координат для слоев и карт.............................................49 5.1.Преобразования плоскости......................................................................................52 5.1.1.Сдвиг и поворот по двум точкам.................................................................................... 52 5.1.2.Аффинное преобразование........................................................................................... 53 5.1.3.Проективное преобразование.......................................................................................... 53 5.1.4.Квадратичное преобразование........................................................................................ 54 5.1.5.Преобразование полиномами 5-й степени..................................................................... 54 5.1.6. Локально-аффинное преобразование............................................................................ 55 5.2. Преобразование картографических проекций....................................................55 6.Источники и средства ввода/вывода пространственной информации................58 6.1. Данные дистанционного зондирования (ДДЗ)........................................................59 6.2.Данные GPS-приемников...........................................................................................59 6.2.1.Принцип работы GPS-приемников................................................................................. 59 6.2.2.Протокол NMEA для обмена данными GPS.................................................................. 63 6.2.3.Использование устройств GPS в ГИС............................................................................ 66 6.3.Форматы исходных данных в ГИС GeoGraph.......................................................68 3 7.Создание проекта и базы геоданных. Запросы, тематические карты, формы, диаграммы, макросы.........................................................................................................71 7.1.Проект и база геоданных............................................................................................71 7.2.Формирование базы данных слоя..............................................................................77 7.2.1.Таблицы............................................................................................................................. 77 7.2.2.Запросы.............................................................................................................................. 80 7.2.3.Темы. Тематическое картографирование...................................................................... 80 7.2.4.Формы................................................................................................................................ 81 7.2.4. Макросы........................................................................................................................... 83 7.2.5. Диаграммы....................................................................................................................... 85 8. Средства работы с базами данных..............................................................................87 8.1.ЗАПРОСЫ как реализация отношения "пространственный объект - атрибуты объекта"..............................................................................................................................87 8.2. QBE-ЗАПРОСЫ.........................................................................................................89 8.2.SQL-ЗАПРОСЫ...........................................................................................................98 8.3.Примеры задач пространственного анализа...........................................................104 8.3.1.Построение буферных зон........................................................................................... 104 8.3.2.Логический оверлей слоев............................................................................................. 107 9. Форматы обмена данными в ГИС............................................................................109 9.1. Обменный формат VEC (ГИС IDRISI) ..................................................................109 9.2. Обменный формат MOSS (Map Overlay and Statistic System) .............................109 9.3. Обменный формат GEN (ARC/INFO GENERATE FORMAT – ГИС ARCI/NFO) ...........................................................................................................................................110 9.4. Обменный формат MIF (MapInfo Interchange Format – ГИС MAPINFO) ..........111 Вопросы для самоконтроля............................................................................................115 Литература.........................................................................................................................116 4 1.Появление и развитие ГИС-технологий 1.1. История появления ГИС Аббревиатура ГИС расшифровывается буквально как географическая информационная система или геоинформационная система. Можно рассматривать ГИС как набор аппаратных и программных инструментов, используемых для ввода, хранения, манипулирования, анализа и отображения пространственной (первоначально географической) информации. Термин геоинформационная стал сегодня обозначать уже нечто большее, чем его развернутый вариант. Почему, – нам станет понятно далее. Первой ГИС принято считать систему, созданную в 1962 году в Канаде Аланом Томлинсоном, которая так и называлась Канадская Географическая Информационная Система. Первые ГИС представляли собой целые комнаты, занятые вычислительной аппаратурой и множеством полок, заполненных перфокартами с пространственной и описательной информацией об объектах (координатами). Из-за высокой стоимости такие ГИС были немногочисленны и доступны только крупным государственным организациям, а также организациям, управляющим эксплуатацией природных ресурсов. Развитие ГИС в современном их понимании и роли как технологии, несомненно, связано с бурным развитием информационных технологий в целом и, в первую очередь, с развитием аппаратной базы. Три источника рождения ГИС-технологий. ГИС-технологии предназначены для работы с любыми данными, имеющими пространственно-временную привязку, что обусловило их быстрое распространение и широкое использование во многих отраслях науки и техники, и прежде всего, в областях связанных с применением карт и планов. Значение карты трудно переоценить в различных сферах деятельности человека и общества в целом. Цифровая геодезия и цифровая картография (Automated Mapping, AM) стали естественным продолжением традиционных наук и первым из трех источников ГИС-технологий. Они научились хорошо описывать, структурировать, хранить и обрабатывать пространственную геодезическую и картографическую информацию, решать задачи картографической алгебры. Вторым источником стало развитие систем управления базами данных (СУБД), обеспечившее рациональные методы хранения всех видов информации и реальное время доступа к данным даже при условии их распределенного хранения, а иногда благодаря ему. Обычные (непространственные) данные, как-либо связанные с пространственными данными, называются в ГИС атрибутивной информацией. Уже эти два компонента имеют мощный потенциал, позволивший эффективно развиваться цифровой картографии и автоматизации управления инженерными сетями и коммуникациями (Facilities Management, FM). Пространственная информация FM-систем, во многом 5 строилась на информации о проектах инженерных сетей, построенных в системах автоматизированного проектирования (CAD). В конце 80-х в США появились первые природоохранные ГИС. В это время Wilderness Society и Sierra Biodiversity Institute провели первое картирование старовозрастных лесов с использованием ГИС- технологий, аэро- и космической съемки. В начале 90-х, Служба Рыбы и Дичи США (U.S. Fish and Wildlife Service) начала проект анализа системы охраняемых природных территорий с применением ГИС (GAP-анализ), ее соответствия разнообразию экосистем по всем штатам США. Однако, и эти ГИС все еще требовали довольно дорогих программных и аппаратных средств (высокопроизводительных рабочих станций), и не выходили на уровень массовых технологий. Сделать третий последний шаг для выхода на уровень массовой технологии позволило развитие вычислительных и сетевых возможностей массового персонального компьютера до уровня возможностей рабочей станции. Первые общедоступные, полнофункциональные ГИС, способные работать на персональных компьютерах, появились в 1994 (ArcView 2.0). С этого времени и началось бурное развитие ГИС как массовой технологии. ГИС-технологии широко шагнули в жизнь и различные массовые задачи: управления; торговли, транспорта и складского хозяйства; сельского хозяйства; экологии и природопользования; здравоохранения; туризма; строительства; оптимального инвестирования и т.д. Основу привлекательности ГИС-технологий составляют: наглядность пространственного представления результатов анализа баз данных; мощные возможности интергации данных, в том числе, возможности совместного исследования факторов атрибутивной информации, которые имеют пространственное пересечение; возможности изменения пространственной информации по результатам совместного анализа баз атрибутивных и пространственных данных. Если же говорить о началах цифровой картографии, то первая в мире цифровая модель местности (ЦММ, DTM – Digital Terrain Model) была создана в 1957 профессором Массачусетского технологического института Миллером. Она представляла собой цифровую модель рельефа и предназначалась для проектирования автодорог. В дальнейшем ЦММ стали применяться в других областях. Картографы и геодезисты осознали, что они могут служить основой автоматизации картографирования . В СССР первые попытки создания ЦММ были предприняты в 1960-х годах. Но уже в начале 70-х и в 84 были запущены спутники, обеспечившие глобальное покрытие земного шара стерео съемкой для создания карт масштаба 1:50000 непревзойденного качества. 6 По мере того, как мы входим во второе десятилетие информационной революции в ГИС, одно из самых простых требований пользователей к пространственным данным - получение высококачественных трехмерных данных – все еще остается наиболее сложной проблемой. Людям, занимающимся трехмерным моделированием и разработкой программного обеспечения для имитации движения объектов в пространстве, необходимы цифровые модели рельефа и местности (ЦМР и ЦММ), все большее число специалистов рассматривают вариант перехода от двухмерных к трехмерным геоинформационным системам . 1.2. Сферы применения и примеры применения ГИС-технологий Сфера применения ГИС-технологий распространяется на решение задач, в которых используется картографическая и пространственная информация. На сегодняшний день вполне сложились следующие сферы применения: 1. картография и инженерная геодезия (создание и обновление карт и планов); 2. управление инженерными сетями и коммуникациями; 3. управление охраной (экология) и разработкой природных ресурсов; 4. управление предприятиями и бизнесом (в том числе, транспортом и грузоперевозками, территориально-экономический анализ и т.д.); 5. управление территориями (в том числе землепользованием, собственностью); 6. пространственная навигация; 7. информационная коммуникация в социуме. Первая сфера применения обслуживает как собственные нужды, так и дает пространственную основу для всех остальных сфер. Пространственная навигация и информационная коммуникация являются сферами доступными сегодня практически любому желающему, остальные сферы обслуживают управление. Навигация и информационная коммуникация в социуме. Использование ГИС-web-сервисов подобных сайту Google (www.maps.google.com) Рис.1.1. Измерение в Google длины пути по улицам на карте Н.Новгорода. 7 Рис.1.2. Центр Н.Новгорода в виде спутникового снимка в системе Google Earth Рис.1.3. Участок города с точными координатами его топопривязки в Google Earth Управление бизнесом. Западные коммерческие фирмы используют ГИС для выбора места расположения новых супермаркетов: расположение склада и зона обслуживания определяются путем моделирования доставки и влияния конкурирующих складов. ГИС используют также и для управления поставками. 8 Управление территориями. Задачи управления окружным, областным или муниципальным хозяйст- вом – одна из крупнейших областей приложений ГИС. В любой сфере деятельно- сти администрации (обсле- дование земель, управление землепользованием, замена технологии делопроизвод- ства, управление ресурсами, учёт состояния собственно- Рис.1.5. Пример анализа динамики доходов с сти и недвижимости, доро- применением отрицательного и положительного цветового диапазона (ГИС MapInfo) жных магистралей) приме- нимы ГИС-технологии. Они используются на командных пунктах управления центров мониторинга и МЧС. ГИС – сегодня неотъемлемый компонент любой муниципальной или региональной информационной системы управления. Для охраны окружающей среды в субъектах федерации были созданы специальные центры экологической безопа- сности (ЦЭБ), оснащенные современными ГИС-технологиями. ГИС этих служб использовали цифровые карты, созданные аэрогеодезическими предприятиями Роскарто- графии, а иногда сами готовили такие карты на основе имеющихся бумажных. Особенно эффективен в экологических Рис.1.6. ГИС (на базе GeoGraph) центра экологической безопасности ГИС аппарат построения буферных зон и задач Нижегородской области: более 80 картографической алгебры. Экологические общегеографических и более чем 60 экологических слоев; объём постоянно ГИС сегодня умеют решать множество задач обновляемой информации более 30 файлов, включающих около 500 полей жизненно важных для региона, в том числе задач с использованием трехмерного рельефа. Так же продвинутыми в области ГИС являются лесоустроительные службы РФ, ведомства геологоразведки и природопользования. 9 Инженерные сети. Организации, обеспечивающие коммунальные услуги, наиболее активно используют ГИС для управления инженерными коммуникациями (трубопроводы, кабели, транс- форматоры, подстанции и т.п.). Аналогичные задачи решаются и инженерными службами круп- ных предприятий. В задачи ГИС этой сферы применения часто входит прогноз поведения инже- нерных сетей в ответ на отклоне- Рис.1.7. ГИС для управления инженерными коммуникациями на базе AutoCAD Map ния от нормы, а также средства проектирования сетей на рельефе и картографирования прокладки коммуникаций. Признанными лидерами инженерных ГИС являются мощные инструментальные системы AutoCAD Map и AutoCAD Civil фирмы Autodesk. Задачи градостроения и его инвестиционной привлекательности. Оценка возможности строи- тельства, обременений, зон загрязнения, зон отдыха, стоимости строительства и цены продажи жилья на основе интегрированной в ГИС информации о терри- тории - построение зон сочетания факторов и регламентов на основе буферных зон и оверлея. Транспорт. ГИС имеют огромный потенциал для планирования и поддержки транспортной инфраструктуры. Сегодня это особенно эффективно, так как есть возможность использовать GPS-приемники для контроля за движением большегрузных автомобилей и другого транспорта. Очевидно, что для всех современных организаций, особенно для организаций, непосредственно управляющих территориями, ГИС является лучшим способом хранить информацию об участке суши или моря, над ним и под ним. 10