| Меню сайта |
|
 |
| Категории раздела |
|
|
| Мини-чат |
|
|
|
| Наш опрос |
|
|
| Статистика |
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
|
| Форма входа |
|
|
|
ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ ТА ГІС-ТЕХНОЛОГІЇ.
| ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ ТА ГІС-ТЕХНОЛОГІЇ
Особливості ГІС. Складові ГІС. Типові класи завдань ГІС. Приклади відомчих ГІС.
Інтенсивний розвиток усіх галузей життя суспільства, розвиток нових форм господарювання вимагає корінного перегляду стилю та методів управління. Для наукової організації цього процесу необхідно здійснювати постійний облік економічних, політичних, соціально-економічних та інших факторів. Інформаційний аспект є основою системної концепції для прийняття рішень в складних ієрархічних організаційних системах. Кількість, зміст та своєчасне отримання інформації визначають якість прийняття рішень та ефективність діяльності.
Головна відмінність ГІС-технологій від традиційних технологій баз даних - зв'язок між геометрією картографічної інформації та атрибутивними даними в традиційній формі реляційних баз даних (табличних баз). Цей зв'язок дозволяє в інтерактивному режимі роботи легко переходити від табличного представлення даних до картографічного і навпаки, або сполучати обидва ці представлення. При цьому формування запитів до баз даних може носити суто геометричний характер, як, наприклад, «знайти всі населені пункти, віддалені від заданого на 10 км, і визначити загальну кількість їхніх жителів». Можливість комбінувати в запитах геометричні характеристики й атрибутивні дані знаменує якісно новий підхід до аналізу даних [44 - 47].
Наприклад, на мал. 3 градуйовані кольори відображають кількість населення по областях України, крапки – кількість міського населення, діаграми – динаміку та об’єми інвестицій за два роки – 1997-й та 1998-й.
Можна виділити такі складові ГІС :
• програмний продукт, тобто програмна оболонка ГІС-системи;
• електронні карти, тобто цифровий картографічний матеріал, підготовлений для вирішення необхідних завдань у межах ГІС;
• додаткові програмні й інтерфейсні модулі, що враховують специфіку завдань користувача.
Географічні інформаційні системи стали актуальним інструментом аналізу та прийняття рішень у зв'язку з різким ростом продуктивності настільних комп'ютерів. Їхня продуктивність зараз перевищує можливості графічних станцій SUN та Silicon Graphics дворічної давнини. Обсяг геометричних та атрибутивних даних (з традиційних баз даних) для вирішення типових завдань ГІС значно підвищує вимоги до технічного забезпечення, раніше такі завдання могли вирішуватися тільки під керівництвом UNIX-систем. Зараз широке застосування набули настільні ГІС-системи для РС (під керівництвом WINDOWS-95 та WINDOWS-NT), такі, як: MapInfo Professional, AutoCADMAP, ArcView та ArcInfo і додатковими модулями розширення Network Analyst (для вирішення й аналізу транспортних задач) і Spatial Analyst (для створення, аналізу й представлення масивів точкових і статистичних даних).
Для електронної карти як складової ГІС характерною ознакою є багатошаровість. Кожний шар, наприклад, шар дорожньої мережі або шар будинків і споруд може використовуватися як окремо, так у комплексі. Для електронної карти поняття масштабу визначає тільки точність і об'єктний склад змісту шарів.
Важливим етапом створення ГІС є підготовка картографічної інформації, яка ускладнюється пропорційно кількості класів завдань, що розв’язуються. Цифрові картографічні матеріали у відповідних масштабах (карти України, областей, міст), що пропонуються сьогодні на ринку, забезпечують вирішення лише деяких базових завдань ГІС. Такі матеріали слід розглядати лише як вихідні і враховувати, що їхня підготовка до вирішення завдань конкретного користувача може бути більш витратною, ніж первинне оцифрування. До етапів такої підготовки можна віднести:
• актуалізацію існуючих цифрових матеріалів і внесення оцифрованих змін (можлива актуалізація і спостереження за картографічною базою даних із використанням космічних знімків високого дозволу (2-3 м);
• картографічне редагування;
• створення спеціалізованих шарів, наприклад, графів вулиць для вирішення транспортних завдань;
• генерацію цифрової (математичної) моделі рельєфу місцевості;
• геокодування;
• підготовку утіліт та інтерфейсів для роботи з базою даних і формування звітів;
• інші роботи, що пов’язані зі специфікою ГІС, наприклад, при роботі з GPS-системами для перетворень у відповідну проекцію і точної прив’язки за координатами.
Типові класи завдань ГІС
Клас завдань, що вимагає математичної моделі рельєфу місцевості, включає:
• розрахунок зон видимості різноманітного призначення для одного або групи пунктів водночас (пряма візуальна видимість, оцінка радіовидимості з урахуванням рельєфу місцевості тощо);
• побудова і розрахунок профілів місцевості для різних цілей, наприклад, проходимість, видимість у заданому напрямку, природні нахили місцевості (розрахунки можуть бути вздовж зазначеної лінії, вздовж довільного шляху, річки тощо);
• побудова басейнів водозабору і кордонів водорозділів;
• оцінка зон затоплення;
• візуалізація моделей з різних точок зору та при різному освітленні (побудова “відмивки” рельєфу);
• визначення зон ураження із зброї в місті з урахуванням рельєфу місцевості та висоти будівель і споруд,
• побудова зображення міського середовища в перспективі для архітектурних або військових цілей.
Завдання транспортного типу:
завдання визначення найкоротшого шляху (з точки зору мінімуму відстані або часу); для міського середовища - з урахуванням правил руху або умов екстремальної ситуації,
отримання протоколів (маршрутних листів),
побудова на карті зон тимчасової досяжності (наприклад, зони перехоплення транспортного засобу, мал. 3). Еквівалентна задача - аналіз кількості частин і/або спеціалізованих машин, що можуть бути задіяні через 1, 2 або 3 години (підрахунок кількості сил та засобів у різних тимчасових зонах),
відстеження об'єктів, що рухаються, обладнаних GPS – приймачами.
Завдання довгострокового планування використовують такі можливості ГІС:
• статистичний аналіз подій за тривалий період часу, відображення кольоровою легендою по областях і у вигляді діаграм на карті
• побудову аналітичної моделі розподілу тих або інших подій, виділення контуру і зон гранично припустимого рівня в разі зараження місцевості, оцінка кореляції за кількістю і густотою населення.
Відомчі ГІС
Сьогодні геоінформаційні системи використовуються різними відомствами України для вирішення широкого кола завдань.
ГІС екологічного моніторингу Києва та Київської області (ЕкоГІС “Природокористування та екологія довкілля Києва та Київської області” як складова частина ГІС України).
Головним завданням системи є розробка базових елементів муніципальної ЕкоГІС, яка містить електронну карту міста та області, на базі якої діє система вибірки, обробки та обміну базами даних для проведення екологічного моніторингу, що необхідно для отримання об’єктивної інформації про стан території та можливість прогнозування і наступного попередження негативного техногенного та природного впливу.
Базовим завданням стало визначення джерел забруднення (промислові підприємства, звалища, автостради, місця техногенних аварій) з метою аналізу та локалізації зон з підвищеними значеннями ГПК (гранично припустимих концентрацій) забруднюючих речовин. Визначення проводиться за такими параметрами:
- Тип і характер виробництва
- Відстань від джерела забруднення
- Вміст токсичних елементів: стоки та водні системи
- Викиди в атмосферу: глобальні викиди; випадкові викиди; систематичні викиди
- Тверді відходи: промислові; комунальні; побутові.
Система базується на комплексному підході як на етапі збирання інформації, так і на етапі проведення аналізу. ГІС є важливим засобом інтеграції інформаційних ресурсів і може забезпечувати:
• накопичення територіально-прив'язаних (координатно-орієнтованих) даних;
• інтерпретацію інформації у вигляді картографічних зображень засобами машинної графіки;
• оцінку стану навколишнього середовища;
• прогнозування надзвичайних екологічних ситуацій;
• інформаційне забезпечення діяльності організацій та населення.
Основою системи є електронні карти, які дозволяють найбільш наочно відображати стан навколишнього середовища для споживача в інтерактивному режимі та при необхідності оперативно роздруковувати ділянки території, які вимагають аналізу для прийняття рішень та санкцій. До складу системи входять:
• топографічні основи (базові цифрові карти-основи, що містять головні характеристики топографічних елементів території картографування - рельєф, гідрографія, шляхи сполучення, адміністративні кордони тощо на різних рівнях узагальнення);
• карти грунтів;
• економіко-географічні карти (локалізація промислових підприємств - забруднювачів навколишнього середовища);
• карти вмісту шкідливих хімічних елементів у грунтах (у тому числі і радіоактивних) тощо.
Проводяться картографічні дослідження (на базі ГІС) екологічного стану навколишнього середовища та природно-антропогенних деградаційних процесів у таких напрямках:
• дослідження динаміки природних негативних процесів, деградаційних ознак, окремих компонентів, їхніх основних властивостей (побудова ізоліній, тобто інтерполяція, засобами Spatial Analist);
• дослідження площинного поширення шкідливих елементів, пов'язаного з функціонуванням промислових комплексів, сільськогосподарських об'єктів тощо (побудова поверхонь розповсюдження шкідливих елементів засобами Spatial Analist);
• використання спеціальних тематичних картографічних матеріалів, карт сільськогосподарських угідь, динаміки використання території за певні проміжки часу.
Розробка ГІС спрямована на використання даних системи для прогнозування екологічно небезпечних ситуацій, пов’язаних як з природними явищами (повені, пожежі), так і з техногенним забрудненням, та прийняття оперативних рішень і оцінка стану навколишнього середовища для розподілу захисних заходів з метою запобігання шкідливого впливу на значну територію. Одним з напрямків проведення робіт є аналіз та прогнозування рівнів підняття води за цифровою моделлю рельєфу.
ГІС розробляється на базі цифрової топографічної карти міста (масштаб 1:10000) і області (масштаб 1:200000). Робота комплексної екологічної ГІС передбачає підключення різноманітних баз даних, як цифрових, текстових, так і графічних, що задіяні в роботі різних наукових організацій та відомств, які здійснюють моніторинговий контроль.
ГІС для МВС
Система географічного інформаційного забезпечення (СГІ) призначена для автоматизованого накопичення, обліку й аналізу різноманітної інформації про події на території, підвідомчій ОВС, а також планування дій щодо розшуку злочинців, припинення злочинних акцій, масових безладь тощо.
Система (СГІ) являє собою комплекс автоматизованих робочих місць (АРМ), що вирішувати оперативні й аналітичні завдання.
До складу системи входять такі функціональні модулі:
• бази даних підвідомчої території;
• сервер оперативної бази даних (буферної);
• модуль оперативного керування ситуацією на підвідомчій території з АРМ оперативного чергового й АРМ збору інформації й обліку конкретних подій;
• модуль вирішення аналітичних завдань і упорядкування звітів з різними АРМ.
До складу функціональних модулів можуть входити підмодулі:
• картографічної інформації (бази додаткових даних про територію);
• доступу до спеціальної інформації (органів МВС, СБУ, податкової поліції, митниці, МінНС тощо) бази даних території (прикордонні райони, морські об'єкти та ін.);
• спостерігання і зв'язку з мобільними об'єктами;
• прогнозування й моделювання.
Під час роботи з СГІ з бази даних керування територією інформація потрапляє в модуль (сервер) оперативної бази даних (буферної), звідки передається до функціональних модулей. В модулі оперативного керування територією відбувається координатна прив'язка подій до геокодованої картографічної електронної основи. В результаті на екрані АРМ оперативного чергового на електронній карті автоматично з'являється умовне позначення події. Далі в залежності від вигляду події (рухливі – викрадення, статичні - пограбування, пожежа) починає працювати АРМ вирішення оперативних задач:
• визначення особливостей місця події;
• визначення найкоротшого шляху від ПМГ (патрульна мобільна група);
• визначення зон перехоплення;
• виділення в зоні спостереження особливих об'єктів;
• формулювання запитів до основної і спеціалізованої баз даних про місце події (кількість жителів будинку, селища, наявність піднаглядних осіб та інше);
• оперативне заповнення протоколу події, що зберігається в оперативній базі з його роздрукуванням;
• формування проектів наказів оперативного чергового для керування оперативними силами і технічними засобами.
На основі даних про оперативний стан в модулі вирішення аналітичних завдань і звітів на АРМах можуть бути підготовлені статистичні звіти за певний період по різних видах подій і районах території, може бути проведений порівняльний аналіз злочинів, а також їхня кореляція з піднаглядними особами, транспортними розв'язками, наявністю зброї, наркотиків тощо.
Крім того, АРМ прогнозування дає можливість побудувати тримірні моделі за обраними статистичними даними, а також побудувати необхідний маршрут, розставити місця охорони і спостереження, прорахувати необхідні сили і засоби.
Використання системи СГІ дозволяє:
а) підвищити достовірність інформації про підвідомчу територію за рахунок прив'язки до картографічної бази даних і наочного її відображення на електронній карті;
б) оперативно прийняти рішення щодо вживання заходів відповідно до конкретної події з обліком особливостей території, відображеної в базі даних, оптимізації сил та засобів;
в) полегшити аналіз інформації про правопорушення;
г) знизити працезатрати на підготовку статистичних і аналітичних звітів;
д) здійснити контроль за рухом мобільних об'єктів.
Модульний принцип дозволяє оптимально побудувати систему в залежності від характеру підвідомчої території (місто, область, республіка) і специфіки завдань, що розв’язуються.
Частина функціональних модулів СГІ призначена для обслуговування мобільних груп та керівних органів на базі комп’ютерів типу «Notеbоok» з GPS-приймачем та комплектом електронних карт на CD (практично це є навігаційно-інформаційні системи).
ГІС для завдань управління військами
Для будь-якого відомства характерна регіонально-ієрархічна організація, що відображається в загальній структурі відомчої ГІС. Тому весь комплекс завдань для ГІС-управління реалізовано як багаторівневу систему (населений пункт - район - область – держава). Одним з головних завдань такої системи є відображення окремих військових підрозділів на території Україні, області або міста.
Для відображення об’єктів на картах необхідно мати параметр їхньої адресної прив’язки: для України, області, районів це назви населених пунктів, для міста – вулиця, номер будинку, для мобільних об’єктів – інформація з супутникових систем глобального позиціонування (американська – GPS, російська – ГЛОНАСС). Класифікація події може бути відображена графічно у вигляді різних піктограм.
Оперативний план подій дозволяє вирішувати такі завдання:
оперативне введення інформації про нові події з одночасним відображенням на карті (інформація про події може бути введена вручну або з відповідного файла відомчої бази даних),
виведення на екран фрагменту карти із зазначеним районом подій,
перегляд інформації, що пов'язана з об’єктами в районі подій,
підключення додаткової інформації про пункти з адресною прив'язкою (для міста - будинок, для області або держави - населений пункт) з інших відомчих баз даних,
побудова буферних зон,
оперативне формування звітів із картографічною інформацією за певним регіоном,
актуалізація картографічного стану місцевості за космічними знімками
ГІС-технологія обробки статистичних матеріалів для різних відомств передбачає картографічну інтерпретацію табличних даних (на електронних картах країни, області, району, міста). Згідно з цією технологією передбачається
• побудова на картах діаграм,
• відображення подій умовними позначеннями,
• створення площ, зафарбованих за певними градаціями кольорів, для проведення аналізу,
• побудова ізоліній,
• побудова поверхні розповсюдження явищ,
• можливість поєднання всіх цих зображувальних засобів для більш якісної оцінки ситуації.
Швидкість створення таких карт забезпечується вже розробленим набором картографічних основ, що відображають територіально-адміністративну структуру України. Готовий комплект технічних рішень дозволяє за кілька хвилин поєднувати картографічну основу з даними. Наявність в системі вбудованої бази даних за географічними показниками дозволяє враховувати цю інформацію при аналізі даних і полегшує наступну роботу користувача.
|
| Категория: Мои статьи | Добавил: hugo-borz (03.02.2008)
| Автор: Олег E W
|
| Просмотров: 2439
| Рейтинг: 3.0/2 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ] |
|
| Поиск |
|
|
| Друзья сайта |
| | |
|
