Основные этапы развития ГИС

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«АМУРСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «АмГПГУ»)

Реферат

Основные этапы развития ГИС

Специальность: 050103 «География»

Выполнила

Кальницкая Анна Сергеевна

Комсомольск-на-Амуре

2012

План

Введение

1. Понятия геоинформатика

2. Общее представление о географических информационных системах

3. Основные этапы развития географических информационных систем

4. Перспективы развития географических информационных систем

Заключение

Библиографический список

Приложение

Введение

Геоинформатика и связанные с нею геоиконика и геоматика - это относительно молодые образования в науке и технике, которые сформировались во второй половине 20 века в эпоху НТР в рамках картографии - методической сердцевины тысячелетнего древа географии - под влиянием процесса информатизации современного общества [7]. В современном мире методы и технологии геоинформатики, геоиконики и геоматики имеют колоссальное значение. Они используются в научных и прикладных разработках в географии, экологии, геологии, природопользовании, экономике, транспортной логистике, политологии, археологии, истории, градостроительстве и т.д.

Ее развитие способствовало становлению новой отрасли картографии - геоинформационного картографирования (ГК). Карты продолжают оставаться наиболее удобной формой наглядного отображения реальности и выдачи пространственной информации потребителю. В сферах деятельности, которые опираются на пространственно определенную информацию и ее картографическое представление, возрастает востребованность специалистов в области ГИС и ГК.

Геоинформационные технологии относятся к ключевым технологиям, с помощью которых решается самая главная цель - обеспечение устойчивого развития страны, ее социальной, экономической, экологической и военной безопасности в современном мире с его многочисленными и разнообразными проблемами. Вот почему во всем мире они активно используются и развиваются. За рубежом и в России осуществляется подготовка бакалавров, магистров, специалистов, докторантов в области геоинформатики и геоматики. В учебные планы многих специальностей, связанных с анализом и обработкой пространственно-распределительной (географической) информации, включены соответствующие дисциплины.

1. Понятия «геоинформатика»

Так что же такое геоинформатика? В различных источниках это понятие трактуется по разному. Сергей Николаевич Сербенюк определил геоинформатику -как область деятельности в географии, геологии и других науках о Земле, в рамках которой решаются задачи сбора, хранения и обработки информации (геоданных) о природных и социально-экономических системах. Это понятие, обозначающее автоматическую переработку пространственно-временной информации о геосистемах различного иерархического уровня и территориального охвата [8].

Александр Михайлович Берлянт увязал задачи геоинформатики с моделирование геосистем. По его мнению, геоинформатика - научная дисциплина, изучающая природные и социально-экономические геосистемы (их структуру, связи, динамику, функционирование в пространстве-времени) посредством компьютерного моделирования на основе баз данных и географических знаний.

Кроме того, Берлянт отмечает триединство геоинформатики как науки, техники и производства. С его точки зрения, геоинформатика - это наука, технология и производственная деятельность:

Ш По научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем;

Ш По разработке геоинформационных технологий;

Ш По прикладным аспектам или приложениям географических информационных систем для практических или геонаучных целей.

Геоинформатика изучает и разрабатывает принципы, методы и технологии сбора, накопления, передачи, обработки и представления данных для получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях и геосистемах.

2. Общее представление о географических информационных системах

Термин «географическая » (далее ГИС) является дословным переводом с английского «Geographic(al) information system». Впервые это понятие появилось в 60-х годах двадцатого века в Канаде и в США, когда достижение техники и возросший объем запросов к географической информации обусловили переворот в средствах накопления, обработки и выдачи информации. Однозначное краткое определение этому явлению дать достаточно сложно, так как термин трудноопределим и представляет собой объединение многих предметных областей [5]. Различные определения ГИС, отражают историю эволюции ГИС как синтеза методов и средств, первоначально развивавшихся в системах автоматизированного проектирования, автоматизированного картографирования, цифровой обработки данных дистанционного зондирования и управления базами данных. Одно из первых определений ГИС в русской литературе гласит: «ГИС - это аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением природной средой и территориальной организацией общества».

Существует большое количество определений, каждое из которых описывает ГИС с разных сторон. Вот некоторые из них:

Географическая информационная система и геоинформационная система - это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, анализ, отображение пространственных данных и связанных с ними непространственных, а так же получение на их основе информации и знаний о географическом пространстве [9].

ГИС - это возможность нового взгляда на окружающий мир[5].

ГИС - это инструменты для обработки и управления пространственной информацией, привязанной к некоторой части земной поверхности.

ГИС - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственных данных. ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадротомических и иных) [11].

Если обойтись без обобщений и образов, то ГИС - это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, а так же событий происходящих на нашей планете. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими, как запрос и статистический анализ с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые представляет карта. Эти особенности 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 так же их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.

Следует подчеркнуть два определяющих момента:

Ш географические информационные системы, прежде всего, имеют дело с географической информацией, тематически разнообразной, сопоставимой, координированной, масштабированной и генерализованной в пространстве и времени;

Ш используют законы информатики, которая в свою очередь есть «система знаний, относящихся к производству, переработке, хранению и распространению всех видов информации в обществе, природе и технических устройствах».

Изучение конкретного пространства - привилегия не только ГИС. Изначально изучение пространственных форм объектов реального мира относится к основным задачам математики. Космическое и земное пространство исследуется также физическими науками. Изучение пространственных представлений действительности входит в задачи математико-картографического моделирования. Специфика геоинформационного изучения пространства состоит в использовании геоинформационных моделей действительности и в их разработке в комплексе с методами других наук. Но изучение только пространственного расположения - сильное сужение задачи, важен учет существа явлений, их пространственного состояния, структуры, взаимосвязей и функционирования.

Термин ГИС часто употребляется и в другом значении - он обозначает программное средство ГИС, программный продукт, ГИС-пакет, обеспечивающий функционирование ГИС как системы (ГИС ArcView , ГИС IDRISI). географический информационный система геоинформатика

3. Основные этапы развития географических информационных систем

Начальный этап становления автоматизации обработки пространственной информации связан с открытием доступа к ЭВМ, в первую очередь на Западе, не только для пользователей-математиков и системных программистов и относится к концу 50-х годов. Начало положило создание достаточно простых картографических изображений, в основном картограмм, выводимых на геометрически неточное алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ). Первым значительным пакетом программ для этих целей стал SYMAP, выпущенный в 1967 году Гарвардской лабораторией машинной графики и пространственного анализа.

Первоначально ГИС предназначались для решения достаточно узких задач, в первую очередь инвентаризации земельных или экономических ресурсов, обработки статистической информации. Первые ГИС появились в Швеции в середине 60-х годов. В период 1963-1971 годов велась разработка Канадской лесной ГИС, которая до сих пор остается одной из крупнейших.

До 1980 года из-за высоких цен на аппаратуру интерес к этим технологиям в России проявляли лишь крупные государственные научные и производственные организации. Затем затраты на применение ЭВМ существенно снижались, примерно на порядок за каждые шесть лет. Основной причиной прогресса в ГИС-технологиях с начала 90-х годов, несомненно, явилось развитие и распространение электронно-вычислительной техники, и именно персональных компьютеров (ПК). Особенно сказались повышение быстродействия ПК, значительное увеличение оперативной и дисковой памяти, новых запоминающих устройств, повышение качества графических устройств ввода и вывода картографической и аэрокосмической информации. И конечно - доступность программных средств ГИС мирового уровня, допускающих многовариантное их использование. Крупные фирмы-производители программных ГИС-продуктов, такие как ESRI, ERDAS, INTERGRAF , предоставили свои пакеты бесплатно или с большими скидками целому ряду научных и образовательных организаций, что способствовало скорейшему освоению и использованию ГИС-технологий, позволило быстрее увидеть и оценить перспективы. Правда, это явление существенно затормозило процесс создания отечественных ГИС-продуктов, в теоретических разработках и в программном обеспечении отдельных модулей которых были уже достигнуты значительные результаты на начальных стадиях работ по автоматизации. Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий, услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и открытость программных средств позволяет пользователям самим адаптировать, пользоваться и даже модифицировать программы. Начинают появляться пользовательские клубы, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательские группы, проводятся телеконференции.

Потребность в использовании и создании ГИС, анализе количественных и качественных показателей пространственно привязанных объектов и явлений возникает в настоящее время у представителей различных областей деятельности и профессиональных знаний - науки, техники, образования, управления, маркетинга и многих других. Отсюда все возрастающий интерес к ГИС и геоинформационным методам.

Роль ГИС не ограничивается сбором, обработкой, хранением и передачей информации. Для наук о Земле ГИС стала одним из основных инструментов моделирования природных, хозяйственных, социальных процессов и ситуаций, изучения их связей и взаимодействий, прогнозирования развития в пространстве и времени, получения новой качественной и количественной информации, а главное средством обеспечения (поддержки) принятия решений управленческого характера и представления выводов. Каждая из наук, имеющих дело с пространственно распределенной информацией, предоставляет целый ряд методов, которые в совокупности своей способствуют созданию и функционированию ГИС.

4. Перспективы развития географических информационных систем

Геоинформационные системы (ГИС) в настоящее время широко применяются во всем мире и России во многих областях знаний и промышленности. Рассмотрим вопросы перспектив использования ГИС при проектировании и эксплуатации многоассортиментных малотоннажных химических производств. Для решения большинства задач решаемых в этой области знаний необходимо создание единого информационного пространства, включающего связанные графические (пространственные) и описательные (атрибутивные) компоненты. Атрибутами графических объектов (аппаратов, трубопроводов, цехов и т.п.) могут выступать не только их характеристики, но и их детальные чертежи, схемы и т.п. Широкий круг задач, как для проектировщиков, так и для эксплуатационников требует проведения специальных расчетов, моделирующих: технологические процессы в аппаратах технологических схем; транспорт продуктов и других веществ по трубопроводам; распространение вредных примесей в компонентах окружающей среды (атмосфере, поверхностных природных водоемов и т.п.) района размещения производств. Задачи анализа эффективности эксплуатации производств, планирования развития требуют учета очень многих характеристик окружающей среды, а также знания социально-демографической, промышленной, градостроительной, экономической ситуации района их размещения. Для их решения необходимо использование информационной базы данных, картографическое представление данных и изучение методами геоинформатики пространственно-временных связей явлений, процессов и действий субъектов рынка. Эти задачи также целесообразно решать с использованием подходов ГИС-технологий.

Также целесообразно использование ГИС при планировании распределения сельскохозяйственных угодий, проведения ирригационных работ, в лесном хозяйстве, в коммерческих и государственных организациях, где они могут улучшить механизм принятия решений через использование пространственной информации. Возможности пространственного представления и анализа информации дают стратегическое преимущество многим специалистам в отделах планирования, логистики, маркетинга, работы с клиентами, предоставления услуг и т. д.

ГИС-технологии хорошо удовлетворяют потребности многих секторов рынка, в том числе и в области инженерных сетей. Они активно используются уже длительное время, но в первую очередь в системах сбора данных о состоянии сетевых объектов в поле и в приложениях, где рассматривались не только сети сами по себе, но их взаимодействие с окружением, средой. C появлением объектно-реляционных моделей данных в ГИС намечается быстрый прогресс в моделирования динамических сетей, и они будут хорошо интегрироваться с корпоративными базами данных. В чуть более дальней перспективе от применения объектно-реляционной модели можно ожидать прогресса в таких наболевших вопросах, как взаимоувязка длинных и коротких транзакций и автоматическая схематизация сетевых моделей. Применение ГИС технологий сможет ускорить процесс обработки информации практически во всех отраслях народного хозяйства, связанных с использованием географических данных.

Заключение

В настоящее время ГИС - это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены сотни тысяч людей во всем мире. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности - 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.

Применение ГИС позволяет на качественно новом уровне обеспечить информационной базой практически все службы и на этой основе обеспечить решение технических, технологических, экономических и целого ряда других задач.

На сегодняшний день Геоинформационные технологии постепенно завоевывают Российский рынок. Создание земельного кадастра позволит на основе его карт строить другие, предметно ориентированные карты и дополнять их соответствующим атрибутивным наполнением. Для создания туристско-ориентированных ГИС потребуется объединение усилий всех заинтересованных сторон, это необходимо для создания информационного контента баз данных, постоянного поддержания его актуальности и соответствия действительности. Также необходима финансовая и законодательная поддержка со стороны государства, ввиду высокой дороговизны ГИС проектов.

Применение технологии ГИС является огромным подспорьем в деле организации и проведения туров, а также сопутствующего сервиса.

Библиографический список

1. Беляков С.Л.Нечеткие знания и вывод в геоинформационной системе // Информационные технологии. 2001. №12. С. 16-19.

2. Геоинформационные системы : обзорная информация. Серия: геодезия, аэросъемка, картография. - М., ЦНИИГАиК, 1992. -52с.

3. Дрейзин В.Э.Типизация задач и методы анализа и поддержки принятия решений в геоинформационных автоматизированных системах управления // Информационные технологии. 2003. №3. С. 2-8.

4. Зиновьев А.А. Логическая физика. - М.: Наука, 1972. С. 54-55.

5. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. Учебное пособие. - М., ООО "Библион", 1997. - 160с.

6. Кошкарев А.В., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы. -М., Недра, 1987. -126с.

7. Лайкин В.И., Г.А Упоров. Геоинформатика. Учебное пособие.Изд. АмГПГУ. Комсомольск-на-Амуре, 2010. - 159с.

8. Садовничев В.А. Картография и геоинформатика - их взаимодействие. - М.: Изд-во Моск. Ув-та, 1990. - 159с.

9. Тикунов В.С. Основы геоинформатики: В 2кн. Кн 1: учебное пособие для вузов - М.: Академия, 2004. -352 с.

10. Цветков В. Я.Геоинформационные системы и технологии. М.: Финансы и статистика, 1998. - 288с.

11. http://www.2gis.ru Сайт ГИС-ассоциации

Приложение 1

Классификация ГИС

Размещено на Allbest.ru