Компьютерная база данных, в которой хранится географическая информация

Обновлено: 27.06.2024

Географическая информационная система, или ГИС, представляет собой организованный набор компьютерного оборудования, программного обеспечения, географических данных и персонала, предназначенный для эффективного сбора, хранения, обновления, обработки, анализа и отображения всех форм информации с географической привязкой. Или, проще говоря:

Компьютерная система, способная хранить и использовать данные, описывающие места на земной поверхности.

Многие компьютерные программы, такие как электронные таблицы, статистические пакеты или пакеты для составления чертежей, могут обрабатывать простые географические или пространственные данные, но это не обязательно делает их ГИС. Настоящая ГИС связывает пространственные данные с географической информацией о конкретном объекте на карте. Например, осевая линия, представляющая дорогу на карте, мало что говорит о дороге, кроме ее местоположения. Чтобы узнать ширину дороги или тип покрытия, вы должны запросить базу данных. Используя информацию, хранящуюся в базе данных, вы можете создать отображение, обозначающее дороги в соответствии с типом информации, которую необходимо отобразить.

Короче говоря, ГИС содержит не карты или изображения, а базу данных. Концепция базы данных занимает центральное место в ГИС и является основным отличием ГИС от чертежных или компьютерных картографических систем, которые могут создавать только хорошие графические данные. Все современные географические информационные системы включают в себя систему управления базами данных.

ГИС дает возможность связывать информацию с объектом на карте и создавать новые взаимосвязи, которые могут определять пригодность различных участков для застройки, оценивать воздействие на окружающую среду, определять наилучшее место для нового объекта и т. д. .

Компоненты ГИС

ГИС — это очень мощный инструмент, который можно использовать для сбора, хранения и анализа географических данных, но он ни в коем случае не является автономной системой. Для создания ГИС вам потребуется несколько других очень важных компонентов:

1. Люди

Без хорошо обученного, компетентного персонала, работающего и поддерживающего ГИС, система не будет функционировать. Умение выбирать и использовать инструменты из набора инструментов ГИС, а также глубокое знание используемых данных необходимы для вашего успеха как пользователя ГИС. Простого нажатия кнопки недостаточно.

2. Оборудование

В настоящее время сеть ГИС в округе Волусия состоит из множества физических и виртуальных серверов, настольных компьютеров и периферийных устройств.

3. Программное обеспечение

Для наиболее эффективного использования ГИС обычно важно использовать самую последнюю доступную версию программного обеспечения. В настоящее время в округе Волусия используется ArcGIS 10 Service Pack 5.

4. Данные

Основой любой ГИС является база данных, с помощью которой можно получить ответы на такие вопросы, как, что такое объект, где он находится и как он связан с другими объектами. Библиотека цифровых карт округа Волусия позволяет любому пользователю в сети ГИС просматривать географические данные округа из общего источника. Библиотека карт также предоставляет эффективные и безопасные средства обслуживания базы данных.

Вопросы, на которые может ответить ГИС

Возможно, самый простой способ дать определение ГИС — перечислить типы вопросов, на которые она может ответить. Для любого приложения есть пять общих вопросов, на которые может ответить сложная ГИС.

1. Местоположение: что находится в данном месте?

Первый из этих вопросов направлен на то, чтобы выяснить, что существует в определенном месте. Местоположение может быть описано как название места, почтовый индекс или адрес.

2. Условие: Где что-то происходит?

Используя пространственный анализ, второй вопрос направлен на поиск места, где выполняются определенные условия (например, незалесенный участок земли размером не менее 2000 квадратных метров, в пределах 100 метров от дороги и с почвами, подходящими для поддержки зданий). .

3. Тенденции: что изменилось с .

Третий вопрос может включать комбинацию первых двух и направлен на выявление различий в определенной области с течением времени.

4. Паттерны: Какие пространственные паттерны существуют?

Вы можете задать этот вопрос, чтобы определить, является ли рак основной причиной смерти жителей вблизи атомной электростанции. Не менее важно знать, сколько существует аномалий, не соответствующих шаблону, и где они расположены.

5. Моделирование: что, если .

Вопросы "Что, если . " задаются, чтобы определить, что произойдет, например, если в сеть будет добавлена ​​новая дорога. Для ответа на этот тип вопроса требуется географическая и другая информация.

ГИС нет.

<р>. просто компьютерная система для создания карт, хотя она может создавать карты в разных масштабах, в разных проекциях и с разными цветами. ГИС — это аналитический инструмент. Основным преимуществом ГИС является то, что она позволяет вам определять пространственные отношения между объектами карты.ГИС не хранит карту в обычном смысле; он также не хранит конкретное изображение или вид географической области. Вместо этого ГИС хранит данные, из которых вы можете создать желаемое представление для конкретной цели.

Географическая информационная система (ГИС) – это компьютерная система для сбора, хранения, проверки и отображения данных, связанных с положением на поверхности Земли.

География, географические информационные системы (ГИС), физическая география

7 изображений, 1 видео

Здесь перечислены логотипы программ или партнеров NG Education, которые предоставили или предоставили материалы для этой страницы. Выровнено

Выберите уровень текста:

Геоинформационная система (ГИС) – это компьютерная система для сбора, хранения, проверки и отображения данных, связанных с положением на поверхности Земли. Связывая, казалось бы, несвязанные данные, ГИС может помочь отдельным лицам и организациям лучше понять пространственные закономерности и отношения.

Технология ГИС — важнейшая часть инфраструктуры пространственных данных, которую Белый дом определяет как "технологию, политику, стандарты, человеческие ресурсы и связанные с ними действия, необходимые для получения, обработки, распространения, использования, поддержки и сохранения пространственных данных". .”

ГИС может использовать любую информацию, включающую местоположение. Местоположение может быть выражено разными способами, например широтой и долготой, адресом или почтовым индексом.

С помощью ГИС можно сравнивать и сопоставлять множество различных типов информации. Система может включать данные о людях, такие как численность населения, доход или уровень образования. Он может включать информацию о ландшафте, такую ​​как расположение ручьев, различные виды растительности и различные виды почвы. Это может быть информация о заводах, фермах и школах, ливневых стоках, дорогах и линиях электропередач.

Благодаря ГИС-технологиям люди могут сравнивать местоположения разных объектов, чтобы узнать, как они связаны друг с другом. Например, при использовании ГИС на одной карте могут быть указаны участки, производящие загрязнение, такие как фабрики, и участки, чувствительные к загрязнению, такие как водно-болотные угодья и реки. Такая карта поможет людям определить, где запасы воды подвергаются наибольшему риску.

ГИС-приложения включают как аппаратные, так и программные системы. Эти приложения могут включать картографические данные, фотографические данные, цифровые данные или данные в электронных таблицах.

Картографические данные уже представлены в виде карты и могут включать такую ​​информацию, как расположение рек, дорог, холмов и долин. Картографические данные могут также включать данные съемки и картографическую информацию, которые можно напрямую ввести в ГИС.

Фотоинтерпретация — важная часть ГИС. Интерпретация фотографий включает анализ аэрофотоснимков и оценку появляющихся особенностей.

Цифровые данные также можно вводить в ГИС. Примером такой информации являются компьютерные данные, собранные спутниками, которые показывают землепользование — расположение ферм, городов и лесов.

Дистанционное зондирование представляет собой еще один инструмент, который можно интегрировать в ГИС. К дистанционному зондированию относятся изображения и другие данные, полученные со спутников, воздушных шаров и дронов.

Наконец, ГИС также может включать данные в виде таблиц или электронных таблиц, например демографические данные о населении. Демографические данные могут варьироваться от возраста, дохода и этнической принадлежности до недавних покупок и предпочтений в Интернете.

Технология ГИС позволяет накладывать все эти различные типы информации, независимо от их источника или исходного формата, друг на друга на одной карте. ГИС использует местоположение в качестве ключевой переменной индекса, чтобы связать эти, казалось бы, несвязанные данные.

Ввод информации в ГИС называется сбором данных. Данные, которые уже находятся в цифровой форме, такие как большинство таблиц и изображений, сделанных со спутников, можно просто загрузить в ГИС. Однако карты необходимо сначала отсканировать или преобразовать в цифровой формат.

Двумя основными типами форматов файлов ГИС являются растровые и векторные. Растровые форматы представляют собой сетки ячеек или пикселей. Растровые форматы удобны для хранения различных ГИС-данных, например высот или спутниковых изображений. Векторные форматы представляют собой многоугольники, в которых используются точки (называемые узлами) и линии. Векторные форматы удобны для хранения данных ГИС с четкими границами, такими как школьные округа или улицы.

ГИС-технологии можно использовать для отображения пространственных отношений и линейных сетей. Пространственные отношения могут отображать топографию, например сельскохозяйственные поля и ручьи. Они также могут отображать модели землепользования, например расположение парков и жилых комплексов.

Линейные сети, иногда называемые геометрическими сетями, часто представляются в ГИС дорогами, реками и сетями коммунальных служб. Линия на карте может обозначать дорогу или шоссе. Однако со слоями ГИС эта дорога может указывать на границу школьного округа, общественного парка или другой демографической зоны или территории землепользования.Используя сбор разнообразных данных, линейная сеть рек может быть нанесена на карту ГИС, чтобы указать сток различных притоков.

ГИС должна согласовывать информацию со всех различных карт и источников, чтобы они соответствовали друг другу в одном масштабе. Масштаб – это соотношение между расстоянием на карте и реальным расстоянием на Земле.

Часто ГИС приходится манипулировать данными, потому что разные карты имеют разные проекции. Проекция — это метод передачи информации с изогнутой поверхности Земли на плоский лист бумаги или экран компьютера. Различные типы проекций выполняют эту задачу по-разному, но все они приводят к некоторому искажению. Для переноса изогнутой трехмерной формы на плоскую поверхность неизбежно требуется растягивание одних частей и сжатие других.

Карта мира может отображать либо правильные размеры стран, либо их правильную форму, но не может одновременно. ГИС берет данные с карт, созданных с использованием разных проекций, и объединяет их, чтобы всю информацию можно было отобразить с использованием одной общей проекции.

ГИС-карты

После того как все нужные данные будут введены в ГИС-систему, их можно объединить для создания множества отдельных карт в зависимости от того, какие слои данных включены. Одним из наиболее распространенных применений технологии ГИС является сравнение природных объектов с деятельностью человека.

Например, карты ГИС могут отображать, какие искусственные объекты находятся рядом с определенными природными объектами, например, какие дома и предприятия находятся в районах, подверженных наводнениям.

Технология ГИС также позволяет пользователям «глубоко копать» в определенной области с разнообразной информацией. Карты одного города или района могут отображать такую ​​информацию, как средний доход, продажи книг или схемы голосования. Любой слой данных ГИС может быть добавлен или удален из одной и той же карты.

ГИС-карты можно использовать для отображения информации о численности и плотности. Например, ГИС может показать, сколько врачей в районе по сравнению с населением района.

Благодаря ГИС-технологиям исследователи также могут отслеживать изменения с течением времени. Они могут использовать спутниковые данные для изучения таких тем, как наступление и отступление ледяного покрова в полярных регионах, а также то, как это покрытие менялось с течением времени. Полицейский участок может изучить изменения в данных о преступлениях, чтобы определить, куда направить сотрудников.

Одно из важных применений ГИС-технологии, основанной на времени, заключается в создании покадровой фотографии, показывающей процессы, происходящие на больших территориях и в течение длительных периодов времени. Например, данные о движении жидкости в океане или воздушных течениях помогают ученым лучше понять, как влага и тепловая энергия перемещаются по земному шару.

Технология ГИС иногда позволяет пользователям получить доступ к дополнительной информации об определенных областях на карте. Человек может указать точку на цифровой карте, чтобы найти другую информацию об этом месте, хранящуюся в ГИС. Например, пользователь может щелкнуть школу, чтобы узнать, сколько учеников зачислено, сколько учеников приходится на одного учителя или какие спортивные сооружения есть в школе.

Системы ГИС часто используются для создания трехмерных изображений. Это полезно, например, для геологов, изучающих разломы землетрясений.

ГИС-технология значительно упрощает обновление карт по сравнению с картами, созданными вручную. Обновленные данные можно просто добавить в существующую программу ГИС. Затем новую карту можно распечатать или отобразить на экране. Это пропускает традиционный процесс рисования карты, который может отнимать много времени и средств.

ГИС-задания

Люди, работающие в самых разных областях, используют технологии ГИС. ГИС-технологии можно использовать для научных исследований, управления ресурсами и планирования развития.

Многие предприятия розничной торговли используют ГИС для определения местоположения нового магазина. Маркетинговые компании используют ГИС, чтобы решить, кому продавать магазины и рестораны и где должен быть этот маркетинг.

Ученые используют ГИС для сравнения статистики населения с такими ресурсами, как питьевая вода. Биологи используют ГИС для отслеживания моделей миграции животных.

Городские, государственные или федеральные чиновники используют ГИС для планирования своих действий в случае стихийного бедствия, такого как землетрясение или ураган. Карты ГИС могут показать этим должностным лицам, какие районы находятся в наибольшей опасности, где находятся временные убежища и по каким маршрутам люди должны идти, чтобы добраться до безопасного места.

Инженеры используют ГИС-технологии для поддержки проектирования, реализации и управления сетями связи для телефонов, которые мы используем, а также инфраструктуры, необходимой для подключения к Интернету. Другие инженеры могут использовать ГИС для разработки дорожных сетей и транспортной инфраструктуры.

Нет ограничений на объем информации, которую можно анализировать с помощью ГИС-технологий.

Иллюстрация предоставлена ​​Счетной палатой США

Неогеография – спорный термин, которым часто называют данные о местоположении, созданные пользователями, или платформы "граждан-географов".Неогеография может описывать такие разнообразные проекты, как масштабные совместные усилия OpenStreetMap и автоматически генерируемые теги местоположения в социальных сетях.

Трудоемкий процесс фотоцинкографии предвосхитил ГИС в 19 веке. В этом процессе использовались цинковые пластины для наброска различных слоев карты и большая рабочая камера для объединения слоев в одно изображение.

Этот материал взят из Вводного руководства SAGE Роберта М. Итами и Роберта Дж. Раулингса, опубликованного DLSR, Мельбурн, Австралия, 1993 г. (c) 1993 DLSR, Все права защищены.

Это руководство доступно вместе с программным обеспечением рабочей модели SAGE и вводным руководством SAGE. Дополнительную информацию см. в разделе «Продукты DLSR».

-->

Определение

Географическая информационная система (ГИС) – это компьютерная программа для хранения, поиска, анализа и отображения картографических данных.

В ГИС объекты Земли представлены не только в графической форме, как на обычных бумажных картах, но и в виде информации или данных. Эти данные содержат всю пространственную информацию обычных карт, но при хранении в компьютере они гораздо более гибки в плане представления. Пространственные данные в ГИС могут отображаться точно так же, как бумажная карта с дорогами, реками, растительностью и другими объектами, представленными в виде линий на карте с легендой, границей и заголовками, или они могут быть представлены в виде набора статистических таблиц, которые могут преобразовать в диаграммы и графики. Наиболее важной особенностью ГИС является то, что пространственные данные хранятся в структурированном формате, называемом базой пространственных данных. Способ структурирования пространственных данных будет определять, насколько легко пользователю будет хранить, извлекать и анализировать информацию.

Векторные и растровые ГИС

Существует два основных метода хранения сопоставленной информации. Географические информационные системы, которые хранят объекты карты в векторном формате, сохраняют точки, линии и полигоны с высокой точностью. Их предпочитают использовать в городских условиях, где важны правовые границы и анализ сетей.

Растровые географические информационные системы, которые хранят объекты карты в растровом или сеточном формате, обобщают расположение объектов в регулярную матрицу ячеек. Структуры растровых данных ГИС предпочтительны для цифрового моделирования высот, статистического анализа, данных дистанционного зондирования, имитационного моделирования и приложений, связанных с природными ресурсами.

Тематическое картографирование

Карты в географических информационных системах представлены тематически. На стандартной топографической карте на одном листе карты будут показаны дороги, реки, контурные возвышения, растительность, схемы населенных пунктов и другие объекты. В ГИС эти объекты классифицируются отдельно и хранятся в разных темах карт или наложениях. Например, дороги будут храниться в отдельном оверлее. Точно так же реки и ручьи будут храниться как отдельные темы. Такой способ организации данных в ГИС делает карты гораздо более гибкими в использовании, поскольку эти темы можно комбинировать любым удобным способом. На следующем рисунке концептуально показано, как карты хранятся в виде тем в ГИС.

Каждая отдельная тема хранится в отдельном оверлее. Наложения слева представляют векторную ГИС, где информация хранится в виде набора точек, линий и полигонов. Наложения справа представляют растровую ГИС, где информация хранится в виде набора дискретных единиц, называемых ячейками.

Геометрическая классификация пространственной информации

Помимо организации пространственных данных по темам, картографическая информация также структурирована в виде точек, линий и многоугольников.

Точечные данные

Примеры точечных данных включают расположение колодцев, почтовых отделений, смотровых колодцев, водомеров, мест гнездования птиц или контрольных точек.

Линейные данные

Данные многоугольника

Примеры полигональных данных включают землепользование, растительный покров, избирательные округа, типы почв и зонирование.

Текстовая база данных

Помимо пространственной информации на карте ГИС обычно может хранить непространственную информацию, связанную с пространственными объектами. Например, городская база данных ГИС может иметь тему карты границ собственности. К каждому участку будет прикреплена текстовая база данных, в которой могут храниться имя владельца, адрес, оценочная стоимость имущества или тип услуг и коммунальных услуг на участке.

Запрос к ГИС

ГИС хранит как пространственные, так и непространственные данные в системе баз данных, которая связывает два типа данных, чтобы обеспечить гибкие и эффективные способы запросов или вопросов о данных. Пример пространственного запроса может выглядеть следующим образом:

"Найти и отобразить все игровые площадки ниже по течению от свалок в пределах 100-летней поймы"

На этот тип запроса отвечает набор команд для ГИС, которая затем создает отображение карты всех сайтов, соответствующих критериям, указанным в запросе.Пользователь также может запросить ГИС по текстовым атрибутам в табличной базе данных, а затем отобразить объекты карты, соответствующие этим атрибутам. Пример такого типа запроса выглядит следующим образом:

'Показать все водопроводные сети диаметром менее 12 дюймов, установленные до 1950 года'

Этот запрос приводит к отображению карты водопроводной сети в изучаемой области с выделенной конкретной сетью в запросе. В качестве альтернативы можно создать отчет, содержащий полную информацию о каждом сегменте водопровода, который соответствует критериям запроса.

Интеграция данных ГИС

Многие географические информационные системы обрабатывают как векторные, так и растровые данные из самых разных источников, включая спутниковые снимки, кадастровую информацию, оцифрованные вручную карты и отсканированные изображения.

Географическая привязка

Чтобы обеспечить точное наложение всех карт в базе данных ГИС, набор данных "географически привязан" к общей системе координат. Во многих странах для определения координат в ГИС обычно используется универсальная поперечная проекция Меркатора (UTM).

Пространственный анализ

Пространственный анализ – это набор аналитических процедур, применяемых к данным ГИС для описания, прогнозирования или оценки экологических или социальных проблем. Методы пространственного анализа включают методы для:

• Переклассификация функций наложения карты
• Измерение расстояния и площади
• Интерполяция значений
• Определение совпадения значений на разных темах карты (анализ наложения)

Цифровое моделирование рельефа (ЦМР)

• Вычисление уклона
• Солнечный аспект
• Анализ видимости (расчет видимости)
• Анализ стока

Автоматизированная картография и визуализация данных

Геоинформационные системы также обладают сложными графическими возможностями для создания наложений на карты и визуализации данных в плане и в перспективе. Обычные методы создания карт автоматизированы в географических информационных системах. Кроме того, большинство систем предоставляют методы отображения карт в трех измерениях. На приведенном ниже рисунке этот же регион обозначен как:

<р>1. набор чисел
2. наложение карты заштрихованного рельефа
3. заштрихованный рисунок в плане
4. перспективный рисунок, наложенный на карту высот.

Существуют и другие методы представления пространственных данных, включая диаграммы, гистограммы и статистические таблицы.

ГИС-приложения

Поскольку географические информационные системы разработаны как универсальная система для обработки любых пространственных данных, они имеют широкий спектр приложений в городской и природной среде. Поскольку SAGE представляет собой растровую программу, она обычно больше подходит для моделирования природных процессов. Некоторые примеры приложений ГИС в городских и сельских условиях перечислены в таблице ниже:

Дополнительная литература (бумага)

Берроу, П.А. (1986) Принципы географических информационных систем для оценки земельных ресурсов.

Кларендон Пресс, издательство Оксфордского университета, Нью-Йорк.

Аронофф, Стэнли (1989) Географические информационные системы: перспектива управления WDL Publications, Оттава, Канада.

Стар, Джеффри и Эстес, Джон Э. (1990) Географические информационные системы: введение, Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey

ГИС-системы могут применяться различными способами, чтобы помочь вашему транспортному агентству.

Фон

Агентства по планированию перевозок, такие как департаменты транспорта штатов (DOT) и городские плановые организации (MPO), все чаще полагаются на компьютерные инструменты для управления данными и их анализа, а также для представления результатов исследований лицам, принимающим решения, и заинтересованным сторонам. Географические информационные системы (ГИС) представляют собой класс компьютерных инструментов управления данными, которые становятся все более полезными для транспортных агентств в различных приложениях. Среди DOT штатов наиболее распространенными приложениями ГИС являются управление дорожной инвентаризацией, экологические исследования и распространение информации о планировании и эксплуатации среди широкой общественности.

В этом обзорном разделе представлено общее введение в ГИС, включая обсуждение того, почему ГИС важна для транспортных экологических приложений, краткий исторический обзор внедрения ГИС на транспорте, а также соответствующие федеральные законы и постановления. Дополнительную информацию о ГИС на транспорте можно найти на веб-сайте FHWA «ГИС на транспорте».

Что такое ГИС?

В своей простейшей форме Географическая информационная система (ГИС) представляет собой компьютерную систему управления данными для хранения, редактирования, обработки, анализа и отображения информации с географической привязкой. Однако для эффективного использования ГИС также требуются данные хорошего качества, квалифицированный персонал и институциональные механизмы для сбора, обмена и распространения данных.

Географически привязанные или геопространственные данные описывают все, что может быть расположено в физическом пространстве, чаще всего относительно земной поверхности, и поэтому может отображаться на карте. Существует множество методов, используемых для определения географического местоположения, включая географические системы координат, такие как широта и долгота; системы линейной привязки, такие как верстовые столбы; адреса улиц; и прокси местоположения, такие как штат, округ, почтовый индекс или участок переписи.

ПО ГИС позволяет пользователю загружать и отображать различные геопространственные объекты (например, дороги, мосты, границы округов) вместе на одном отображении карты. Каждый объект обычно отображается как отдельный слой на карте. Просматривая различные объекты вместе на одной карте, пользователь может ответить на вопросы о пространственных отношениях между объектами, таких как близость (например, насколько близко расположена предлагаемая трасса дороги к заболоченной территории); соседство (например, какие земельные участки примыкают к дороге); сдерживание (например, сколько людей живет в радиусе полумили от транзитной станции); и подключения (например, могу ли я добраться до пункта назначения по определенному маршруту)?

Программное обеспечение ГИС также включает в себя различные инструменты навигации, которые позволяют пользователю изменять масштаб отображения карты, чтобы просмотреть большую географическую область (уменьшение масштаба) или меньшую область более подробно (увеличение), или переместить область просмотра в другое географическое положение (панорамирование).

Геопространственные данные обычно содержат другую информацию помимо географического положения. База данных дорожных характеристик, например, может содержать обычное название дороги (например, Main Street), номер маршрута (например, US Route 1) и различные характеристики самой дороги (например, количество полос движения, средний дневной трафик). состояние дорожного покрытия и др.). Программное обеспечение ГИС позволяет пользователю указывать на конкретный объект или группу объектов и отображать атрибутивную информацию, связанную с объектом. Программное обеспечение ГИС также позволяет пользователю выбирать подгруппы объекта на основе значений атрибутов (например, найти все аэропорты с более чем 100 000 полетов в год) или на основе географических отношений (найти все аэропорты в пределах 100 миль от Атланты, штат Джорджия).

Помимо основных возможностей отображения карты, навигации, запроса и выбора, программное обеспечение ГИС может включать другие функции, такие как:

• • Геопространственное редактирование — перемещение местоположения объекта, изменение формы или выравнивания линейного или площадного объекта; добавлять или удалять функции.
  • Сбор и преобразование данных — импорт геопространственных данных, хранящихся в различных форматах, картографических проекциях или датумах; перепроецировать данные, хранящиеся в разных форматах, в общую картографическую проекцию для отображения и анализа.
  • Картографические (картографические) инструменты — изменение цвета, стиля или символов, связанных с отображением геопространственных объектов (например, отображение всех железных дорог в виде заштрихованных линий); добавлять метки и аннотации; добавить легенды, стрелки севера и шкалы расстояний; распечатать копию отображения карты.
  • Геопространственный анализ — расчет расстояний и площадей; создать буферы вокруг объектов (например, создать буфер в полмили вокруг определенной дороги); рассчитать наложение полигонов (т. е. площадь, общую для двух геопространственных пространственных объектов).

  Почему ГИС важна для транспортных экологических приложений?

  Транспорт по своей сути представляет собой геопространственную деятельность, связанную с перемещением людей и/или вещей из одного географического местоположения в другое. Поэтому неудивительно, что многие данные, необходимые для поддержки планирования перевозок, операций и политических решений, включают местоположение в качестве ключевого атрибута.

  Применения для защиты окружающей среды на транспорте особенно касаются воздействия транспортной инфраструктуры и эксплуатации как на природную среду, так и на среду обитания человека. Поскольку многие воздействия, связанные с транспортом, обычно уменьшаются с расстоянием (например, дорожный шум наиболее силен в непосредственной близости от дороги), относительное местоположение является ключевым фактором в оценке наличия и серьезности воздействия, которое транспортное средство оказывает на окружающую среду.< /p>

  ГИС может значительно расширить возможности анализа транспортных приложений в следующих областях:

  • • Визуализация. Визуализация геопространственных данных на экране, похожем на карту, является наиболее распространенным и очевидным применением ГИС. Представляя большие объемы данных вместе на одной карте, ГИС упрощает для тех, кто просматривает карту, распознавание закономерностей, тенденций и/или аномалий в данных (например, нахождение участков дорог с большими скоплениями аварий со смертельным исходом или увеличивающейся плотностью дорожно-транспортных происшествий). дорожной сети в городах). Человеческий глаз и разум могут распознавать эти визуальные образы без необходимости понимать данные, которые их создали, что также делает ГИС эффективным инструментом для представления геопространственной информации нетехнической аудитории.
    • Анализ данных. Инструменты пространственного анализа, представленные во многих пакетах программного обеспечения ГИС, позволяют пользователям измерять расстояния между геопространственными объектами; для выбора и обобщения атрибутивных данных на основе пространственных отношений (например, какой процент городского населения находится в пределах полумили от остановки общественного транспорта); или для вычисления статистики, такой как пространственная автокорреляция, которая измеряет, как сходство в значениях атрибутов может быть объяснено близостью местоположения.
    • Интеграция данных. ГИС — очень мощный инструмент для объединения данных из различных геопространственных объектов (например, для создания базы данных «экологически уязвимых районов» из отдельных геопространственных объектов исторических и культурных объектов, мест обитания находящихся под угрозой исчезновения диких животных, водно-болотных угодий и парков). . Его также можно использовать для переноса атрибутивных данных из одного географического представления геопространственного объекта в более точное представление с помощью процесса, известного как объединение.
    • Платформа для данных, собранных с использованием технологий дистанционного зондирования. ГИС предоставляет платформу для просмотра, анализа и интеграции данных, собранных с помощью технологий дистанционного зондирования. К технологиям дистанционного зондирования относятся бортовые и спутниковые:
      • ортоизображение — для создания изображений видимых объектов на земле без искажений.
      • мультиспектральные изображения — для обнаружения условий за пределами обычного диапазона видимости, таких как здоровье растительности, тепловые сигнатуры, подводные особенности или влажность почвы.
      • LIDAR (Light Detection and Ranging) — для точного измерения высоты над уровнем моря и высоты объектов (строений и растительности) на земле.
      • GPS-отслеживание — использование глобальной системы позиционирования (GPS) для автоматического определения местоположения транспортного средства, человека или животного во время их движения в течение длительного периода времени. GPS использовался для определения степени обитания различных видов диких животных, таких как волки, северные олени и медведи.

      Удаленные изображения можно использовать для обновления и улучшения других геопространственных баз данных, таких как слои дорог, или для создания новых объектов (например, потенциальных водно-болотных угодий или мест обитания диких животных). Кроме того, дистанционное зондирование может применяться на обширной географической территории с существенно меньшими затратами и временем, чем наземные полевые исследования. Таким образом, это очень эффективное средство проверки потенциального воздействия на окружающую среду в исследованиях по планированию транспортных коридоров и на ранних стадиях анализа альтернатив проекта.

      Краткая история ГИС на транспорте

      Разработка ГИС и ее внедрение в транспортные приложения точно отражают эволюцию самих компьютерных технологий. История компьютерной ГИС восходит к 1960-м годам, когда некоторые из самых ранних работ проводились в лаборатории компьютерной графики и пространственного анализа Гарвардской высшей школы дизайна. Эти ранние ГИС-приложения были ориентированы на территориальный анализ, накладывая несколько слоев атрибутов, связанных с областями (например, плотность населения, землепользование и т. д.), для создания составных тематических карт. Компьютерные технологии того периода были медленными и дорогими по сегодняшним стандартам, а также были ограничены в объеме данных, которые они могли хранить и обрабатывать. Следовательно, ранние структуры данных ГИС были разработаны таким образом, чтобы свести к минимуму ненужную информацию, чтобы максимизировать эффективность обработки; были включены только те атрибуты, которые необходимы для конкретного приложения. Кроме того, поскольку каждое приложение было уникальным, а геопространственные данные, как правило, разрабатывались с нуля, совместное использование данных не имело большого значения.

      На протяжении 1970-х годов ГИС-технологии в основном использовались только исследовательскими институтами и крупными государственными учреждениями, имевшими доступ к большим мейнфреймам. Начиная с начала 1980-х годов следующее поколение компьютерных технологий — миникомпьютеры и рабочие станции — упаковали большую часть вычислительной мощности мейнфрейма в меньшую и более доступную аппаратную платформу. В то же время некоторые из первых исследователей ГИС разработали коммерческие версии своего программного обеспечения ГИС и разработали их для работы на определенных мини-компьютерах и рабочих станциях. Такое сочетание технологии миникомпьютеров и коммерциализации программного обеспечения ГИС позволило гораздо большему количеству организаций начать экспериментировать с ГИС, наряду с другими приложениями, интенсивно использующими компьютер, такими как автоматизированное черчение и проектирование (CADD) и системы управления базами данных (СУБД).

      Государственные DOT начали разрабатывать и поддерживать компьютеризированные базы данных о характеристиках автомагистралей и мостов, интенсивности движения и т. д. в 1970-х годах. Информация, содержащаяся в этих базах данных, обычно была связана с местоположением на физическом объекте с использованием методов линейной привязки. DOT штата также отвечали за подготовку карт функциональной классификации автомагистралей штата и округа, как того требуют правила FHWA (23 CFR 470.105).В 1970-х и 1980-х годах большинство карт автомагистралей готовилось с использованием ручных методов или компьютерных картографических программ, которые работали больше как системы САПР, чем ГИС. Доступ к коммерческому программному обеспечению ГИС позволил DOT некоторых штатов (например, Нью-Йорк, Висконсин) начать применять технологию ГИС для управления базами данных дорожной инвентаризации и создания тематических карт для планирования в масштабах штата. Информацию о некоторых наиболее распространенных коммерческих ГИС-программах можно найти на странице ГИС-программ на веб-сайте FHWA GIS in Transportation.

      В 1987 году AASHTO провела первый симпозиум по ГИС для транспорта (GIS-T). Его цель заключалась в том, чтобы собрать вместе профессионалов в области транспорта для выявления и обсуждения потенциальных приложений и нерешенных проблем в использовании технологии ГИС в транспорте. Второй симпозиум был созван в 1989 году, и с тех пор это мероприятие проводится ежегодно. С момента своего основания эта конференция помогла измерить уровень внедрения ГИС в государственных департаментах транспорта и стала демонстрацией инновационных приложений, технологий и исследований.

      Возможно, наиболее значительным катализатором внедрения ГИС-технологий транспортным сообществом стало создание и широкое распространение базы данных Топологически интегрированного географического кодирования и ссылок (TIGER) в связи с переписью 1990 года, проводившейся раз в десять лет. TIGER была первой общенациональной базой данных комбинированных геопространственных объектов, включая дороги, железные дороги, реки и другие водоемы, а также политические границы. Кроме того, Бюро переписи взяло на себя активную роль в продвижении TIGER среди потенциальных групп пользователей, включая специалистов по планированию, демографов и группы бизнес-маркетинга. Файлы TIGER/Line были выпущены с использованием стандартизированных, хорошо задокументированных форматов, на носителях CD-ROM и по очень низкой цене. Бюро переписи также сотрудничало с поставщиками программного обеспечения ГИС для разработки программ для перевода файлов TIGER/Line в собственные форматы поставщиков.

      Предоставив общенациональную базу данных ключевых геопространственных объектов, TIGER значительно сократил трудоемкую и дорогостоящую задачу создания геопространственных баз данных с нуля. Это значительно упростило для небольших транспортных агентств, таких как MPO, начать использовать ГИС для отображения и анализа недавно собранных демографических данных переписи для ввода в модели транспортного планирования, а также для многих других DOT штатов для изучения использования ГИС для приложений планирования.

      Еще одним ключевым фактором стало «достижение совершеннолетия» микрокомпьютеров с повышенной вычислительной мощностью и де-факто стандартной операционной системой (например, Windows), что позволило разработчикам программного обеспечения создавать прикладные программы, которые будут работать на разных аппаратных платформах. Хотя большинство крупных разработчиков программного обеспечения ГИС изначально опасались переноса своего коммерческого программного обеспечения ГИС с рабочих станций на микрокомпьютеры, к началу 2000-х годов почти все коммерческие разработчики ГИС создали полнофункциональную версию своего программного обеспечения ГИС для микрокомпьютеров.

      Доступ к функциям ГИС с помощью микрокомпьютера значительно способствовал внедрению технологии ГИС как внутри, так и между транспортными агентствами. Меньшие государственные DOT и MPO больше не должны были покупать специальные рабочие станции ГИС и, следовательно, могли сделать ГИС доступной для большего числа сотрудников агентства, работающих в различных областях приложений, вместо того, чтобы ограничивать доступ к нескольким специалистам по ГИС. Согласно информации, собранной на симпозиуме AASHTO по ГИС, количество государственных DOT, которые создали официально признанное подразделение ГИС в своей организационной структуре, увеличилось с менее чем 20 процентов в 1990 году до 100 процентов к 2007 году. Значительный рост использования ГИС также произошел в МПО. , и в меньшей степени в отделах планирования транспортных агентств, хотя это увеличение менее документально подтверждено.

      Министерство транспорта США (USDOT) также сыграло важную роль в продвижении использования ГИС в транспортных приложениях. В начале 1990-х годов FHWA использовала ГИС для разработки Национальной сети планирования автомобильных дорог (NHPN), сетевой базы данных основных систем автомобильных дорог страны, которая используется для отображения и хранения информации о Национальной системе автомобильных дорог (NHS) и Стратегической сети автомобильных дорог. (СТРАХНЕТ). Примерно в то же время устаревшие базы данных FHWA, такие как Система мониторинга производительности шоссе (HPMS) и Национальный реестр мостов (NBI), были изменены, чтобы их можно было связать с NHPN. Эти усовершенствования позволили наносить на карту то, что раньше представляло собой сводные таблицы, предоставляя более информативную картину географического распределения национальных транспортных средств и повышая качество данных.

      В 1995 году в Бюро транспортной статистики (BTS) Министерства транспорта США было создано Управление географических информационных служб.Основные цели этого офиса заключались в содействии использованию технологии ГИС в транспортном сообществе, поощрении и содействии партнерским отношениям по обмену данными для транспортных геопространственных данных, а также в качестве координационного центра для распространения национальной транспортной геопространственной информации. Этот офис создал и продолжает распространять базу данных Национального транспортного атласа (NTAD), ежегодно обновляемую компиляцию геопространственных баз данных национального уровня о транспортных сетях, объектах и ​​связанных с ними областях. Он также функционирует как федеральное ведущее агентство по координации стандартов транспортных данных в рамках Федерального комитета по географическим данным (FGDC). FGDC – это межведомственный комитет, который способствует скоординированной разработке, использованию, совместному использованию и распространению геопространственных данных через Национальную инфраструктуру пространственных данных (NSDI).

      По мере того, как DOT штатов все чаще внедряли ГИС-технологии, особенно за последнее десятилетие, деятельность ГИС, как правило, распределяется между основными основными функциями и приложениями. Двумя важными компонентами основной программы ГИС Министерства транспорта штата являются (1) геопространственная база данных дорожной сети штата и (2) одна или несколько систем линейной привязки для связи старых баз данных агентства с дорожной сетью.

      Большинство DOT штатов приложили значительные усилия для разработки, поддержки и обновления этих двух компонентов. Приблизительно одна треть DOT штата также приступила к разработке корпоративного хранилища данных для консолидации всех геопространственных данных агентства с использованием ГИС в качестве интегрирующей платформы. Кроме того, около двух третей DOT штатов активно участвуют в разработке веб-приложений ГИС для облегчения доступа к данным и планам агентства как внутри агентства, так и вне его для широкой общественности.

      
      

      Географические информационные системы (ГИС) хранят, анализируют и визуализируют данные о географических положениях на поверхности Земли.

      ГИС означает географические информационные системы и представляет собой компьютерный инструмент, который исследует пространственные отношения, закономерности и тенденции в географии.

      Его использовали еще в 1854 году (конечно, без компьютеров!), чтобы нанести на карту вспышку болезни в лондонском Сити. По сути, мы все еще используем этот тип пространственного анализа сегодня, но в более изощренном виде.

      Данные без пространственной привязки не дают географического контекста. А без географического контекста невозможно полностью понять мир, в котором мы живем сегодня.

      Вот почему нам нужны географические информационные системы (ГИС) и почему они оказывают существенное влияние на нашу повседневную жизнь (которое вы можете даже не заметить).

      Что такое картографирование ГИС?

      
      

      • Создайте географические данные.
      • Управлять им в базе данных.
      • Анализируйте и находите закономерности.
      • Визуализируйте его на карте.

      Поскольку просмотр и анализ данных на картах влияет на наше понимание данных, мы можем принимать более обоснованные решения, используя ГИС.

      Это помогает нам понять, что находится где. Анализ становится простым. Ответы становятся ясными.

      Потому что вы не сможете полностью понять свои данные, пока не увидите, как они соотносятся с другими вещами в географическом контексте.

      Что такое приложения ГИС?

      Каждый день ГИС помогает принимать миллионы решений по всему миру, например эти 1000 ГИС-приложений. Это оказывает большое влияние на нашу жизнь, и вы можете даже не осознавать этого. Например, мы используем ГИС для:

      • Определение местоположения новых магазинов
      • Сообщение об отключении электроэнергии
      • Анализ моделей преступности
      • Маршрутизация в автомобильной навигации
      • Прогнозирование и предсказание погоды

      Визуализируйте географию с помощью карт

      Думаю, вы согласитесь:

      ДЕЙСТВИТЕЛЬНО сложно визуализировать координаты широты и долготы из электронной таблицы.

      Город	Широта	Долгота
      Сиэтл	47,5°	-122,3°
      Нью-Йорк	40,7	-73,9°
      Майами	25,8°	-80,2°
      Лос-Анджелес	33,9°	-118,2°

      Но когда вы добавляете эти точки на карту, электронные таблицы внезапно оживают.

      
      

      Это потому, что карты упрощают понимание географической информации.

      Когда у вас есть географический контекст, вы не только видите, где они находятся на карте. Но вы можете:

      • Рассчитать, насколько далеко точки друг от друга
      • Проверьте, сгруппированы ли точки для шаблонов и тенденций
      • Найти оптимальный маршрут между городами

      Компоненты географических информационных систем

      <р>1. ДАННЫЕ: ГИС хранит данные о местоположении в виде тематических слоев. Каждый набор данных имеет таблицу атрибутов, в которой хранится информация об объекте. Двумя основными типами данных ГИС являются растровые и векторные:

      
      

      Растр
      Растр похож на сетку, потому что он хранит данные в строках и столбцах. Они могут быть дискретными или непрерывными. Например, мы часто представляем земной покров, данные о температуре и изображения в виде растровых данных.
      
      

      
      

      Вектор
      Векторы — это точки, линии и многоугольники с вершинами. Например, пожарные гидранты, контуры и административные границы часто являются векторами.
      

      Принимайте решения с помощью пространственного анализа

      Никогда раньше у нас не было более насущных проблем, требующих геопространственной перспективы. Например, изменение климата, стихийные бедствия и население имеют географическую природу. Для решения этих глобальных проблем необходимы данные о местоположении, которые можно получить только из ГИС.

      Большинство людей думают, что ГИС предназначена только для создания карт. Но мы используем мощь ГИС благодаря возможностям пространственного анализа. Мы используем пространственный анализ с помощью математики в картах. Пространственный анализ затруднен с бумажными картами, поэтому нам нужна ГИС. Вот примеры пространственного анализа:

      БУФЕР:

      
      

      Инструмент буфера создает полигон вокруг объектов на заданном расстоянии. Создавая буферы, вы можете найти окружающие объекты, находящиеся внутри буферов.

      ГОРЯЧАЯ ТОЧКА:

      
      

      Активные точки выделяют области с скоплением точек. В то время как холодные пятна имеют небольшую плотность точек.

      Постройте свою карьеру в области геоматики

      Эта цитата означает, что если взять 80 % всех государственных данных, 80 % имеют географический контекст. Эта цитата взята из статьи Роберта Уильямса «Продажа географической информационной системы государственным деятелям».[1]

      Но недавно исследователи сократили этот процент до 60 % в 2012 году.[2] В любом случае география – важный компонент данных.

      От планирования трубопровода до управления судами — пространственные задачи требуют пространственного мышления. Вот почему географические информационные системы расширились до бесчисленных дисциплин. Карьера в ГИС процветает благодаря:

      • КАРТОГРАФЫ создают карты. На самом деле, слово «картограф» происходит от чарта, что означает «табличка или лист бумаги», и графика «рисовать».
      • МЕНЕДЖЕРЫ БАЗ ДАННЫХ хранят и извлекают информацию из структурированных наборов в пространственные базы данных.
      • ПРОГРАММИСТЫ пишут код и автоматизируют повторяющиеся ГИС-процессы. Например, языки программирования ГИС включают Python, SQL, C++, Visual Basic и JavaScript.
      • СПЕЦИАЛИСТЫ ПО ДИСТАНЦИОННОМУ ЗОНДИРОВАНИЮ используют аэрофотоснимки, спутниковые снимки и программное обеспечение для дистанционного зондирования.
      • ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ АНАЛИТИКИ используют инструменты геообработки для обработки, извлечения, поиска и анализа географических данных.
      • ГЕОМЕДИАТОРЫ измеряют трехмерные координаты на местности.

      Все ГИС началось с картирования холеры

      
      

      В 1854 году Лондон, Англия, поразила холера. Никто не знал, откуда началась болезнь. Итак, британский врач Джон Сноу начал картировать вспышку. Это была не просто болезнь. Но он также наметил дороги, границы владений и линии водоснабжения.

      Великие открытия и усовершенствования неизменно предполагают сотрудничество многих умов. Мне можно отдать должное за то, что я проложил путь ГИС. Но когда я смотрю на последующее развитие, я чувствую, что заслуга принадлежит другим, а не только мне.
      -Роджер Томлинсон

      Когда он добавил эти объекты на карту, произошло нечто интересное. Он заметил, что случаи холеры были только вдоль одного водовода. Это был прорыв, связавший географию с безопасностью общественного здоровья. Но это было не только начало пространственного анализа. Это также положило начало эпидемиологии, изучению распространения болезней.

      В 1968 году человек по имени Роджер Томлинсон начал объединять современные вычисления с картами.Фактически, он впервые ввел термин «ГИС» в своей статье «Географическая информационная система для регионального планирования».[3] В этот момент ГИС действительно стала компьютерным инструментом для хранения картографических данных. В 2014 году Роджер Томлинсон скончался, и его всегда будут помнить как «отца ГИС».

      Использование и применение ГИС

      Географические информационные системы заполнены примерами использования. Например, мы нашли более 1000 вариантов использования и приложений ГИС. Вот несколько примеров ниже.

      ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА. Безусловно, самые активные пользователи относятся к окружающей среде. Например, защитники природы используют ГИС для изучения изменения климата, изучения подземных вод и оценки воздействия.

      
      

      ВОЕННЫЕ И ОБОРОНЫЕ. Военные активно используют ГИС. Они используют его для разведки местоположения, управления логистикой и спутников-шпионов.

      ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО. Лесоводы управляют древесиной, отслеживают вырубку лесов и проводят инвентаризацию лесных насаждений с помощью ГИС.

      БИЗНЕС. Если говорить о бизнесе, то ГИС предназначена для выбора участков, составления профилей потребителей и поиска клиентов.

      НЕДВИЖИМОСТЬ. Примеры недвижимости включают анализ рынка, оценку домов и зонирование.

      ОБЩЕСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ: ГИС показывает распространение болезней, реагирование на стихийные бедствия и здоровье населения.

      Что ГИС может сделать для вас?

      Геоинформационные системы лучше отвечают на вопросы о местоположении, закономерностях и тенденциях. Например:

      
      

      <р>1. Где находятся особенности земли? Если вам нужно найти ближайшую заправочную станцию, ГИС может указать вам путь. ГИС может найти оптимальное местоположение, сопоставив объемы трафика, информацию о зонировании и демографические данные.
      <р>2. Какие существуют географические закономерности? В области охраны природы мы хотим знать среду обитания животных с помощью GPS-ошейников и растительного покрова. Зная местонахождение животных, мы можем сопоставить предпочитаемые типы земель с местоположением GPS. В итоге у нас есть огромная база данных со всеми видами животных.
      <р>3. Какие изменения произошли за данный период времени? Время — недостающий элемент для изучения изменений. Например, мы понимаем изменения через дистанционное зондирование окружающей среды. Кроме того, мы лучше предсказываем стихийные бедствия, обнаруживая изменения с течением времени.
      <р>4. Каковы пространственные последствия? Если компания хочет создать новый проект, ГИС лучше всего подходит для хранения данных об окружающей среде. В большинстве экологических оценок используются ГИС, чтобы понять влияние проектов на ландшафт.

      
      

      Что такое географическая информатика (ГИС)?

      
      В то время как географические информационные системы отвечают на вопросы «что» и «где», геоинформатика (GIScience) занимается вопросами «как» и ее развитием.

      Как ГИС будет развиваться в ближайшие годы? Это вопрос, который лучше всего понимает географическая информатика.

      Географическая информатика предоставляет все строительные блоки для геоинформационных систем. Он основан на информатике, математике, географии, статистике, картографии и геодезии.

      GIScience включает знания из этих областей в географические информационные системы.

      • Географические информационные системы связывают что с где.
      • Геоинформатика открывает, как.

      Резюме: что такое географические информационные системы?

      Вы можете спросить себя: разве географы не отвечали на эти вопросы на протяжении веков? Да у них есть. Но географы могут гораздо лучше ответить на эти вопросы с помощью географических информационных систем.

      
      

      Нажмите, чтобы увеличить инфографику

      Когда мы впервые начали вести инвентаризацию на бумажных картах, это был довольно утомительный процесс. Но что нам действительно было нужно? Нам нужна была ГИС для записи и хранения наблюдений. Кроме того, нам нужна была таблица для хранения атрибутов данных.

      Каков итог? Географические информационные системы (ГИС) позволяют нам интерпретировать данные, понимая взаимосвязи, закономерности и тенденции. Затем просмотр и анализ географических данных влияет на наше понимание мира, в котором мы живем.

      Ссылки:

      <р>1. Уильямс, Роберт (1987), Продажа географической информационной системы государственным политикам. Документы ежегодной конференции Ассоциации городских и региональных информационных систем 1987 года.
      <р>2.Стефан Хаманн и Дирк Бургхардт. Какая информация имеет геопространственную привязку? Сети и познание (страницы 1171-1189). Получено 27 июня 2012 г., принято 21 октября 2012 г., опубликовано в Интернете: 23 ноября 2012 г.
      <р>3. Р. Ф. Томлинсон. Географическая информационная система для регионального планирования. Департамент лесного хозяйства и развития сельских районов. Правительство Канады, опубликовано в 1969 г.

      Читайте также:

        
      • Как запустить два роблокса на одном компьютере
        
      • Как слушать ноутбук
        
      • Как сохранить фотографии из телеграммы на компьютер
        
      • Код не может быть продолжен, так как система не нашла dll qt5quick
        
      • Блок питания компьютера не запускается, вентилятор дергается