Цветков в я геоинформационные системы и технологии

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

3. Web-ресурсы

4. Географические информационные технологии

Системы глобального позиционирования (GPS,
ГЛОНАСС, Gallileo)
Системы спутников, которые позволяют определять
координаты объектов с точностью до сантиметров
Системы геосъемки
Спутники или самолеты с фотоаппаратурой высокого
разрешения
Геоинформационные системы
Программные системы с возможностями ввода,
управления, анализа и отображения географических
данных
Первые два пункта – системы для ввода данных в ГИС. ГИС обеспечивает
управление данными с этих систем
4

5. Четыре шага к ГИС

Графический редактор (Corel Draw, Photoshop)
Дополнительные данные из других источников
Запросы по атрибутивной информации
Сложные запросы
5

6. Точки зрения

Хранителей карт. ГИС - система поиска и
выдачи на экран монитора карт
определенной территории, а также их
легенд, объяснительных текстов, табличных
данных, графиков, диаграмм и др.
Создателей карт. ГИС должна быть скорее
исследовательской или проектной средой,
нежели просто справочным инструментом
6

7. Определение ГИС (географическая информационная система)

Внутренне позиционированная
автоматизированная пространственная
информационная система, создаваемая для
управления данными, их картографического
отображения и анализа
Интегрированная компьютерная система, которая
осуществляет сбор, хранение, манипулирование,
анализ, моделирование и отображение
пространственно соотнесенных данных
7

8. Процесс создания ГИС

9. Упрощенная структурная схема

В основе – сцена – то, что подлежит
картированию
Сцена описывается значениями признаков –
свойств пространственных структур.
Способ картирования – измерение и оценка
данных признаков
Классифицированные и определенным
образом организованные значения
признаков образуют легенду карты –
жесткий каркас из ранее заданных свойств
9

10. Состав ГИС

ГИС – открытая система, включающая:
набор данных о каких-либо
пространственных объектах,
инструкции по получению этих данных,
инструменты для их обработки,
инструменты для преобразования их в
изображение
хорошо организованные правила
получения нужной информации из системы
10

11. Зачем нужны ГИС?

12. Зачем изучать ГИС?

80% деятельности правительственных организаций имеет
отношение к геоданным
управление земельными ресурсами, уборка мусора, размещение
пожарных и милиции, размещение объектов жизнеобеспечения
Активное использование в бизнесе
анализ потребителей, управление маршрутами
эксплуатация естественных ресурсов (нефть, газ, …)
управление объектами сельского хозяйства, строительство
В армии
управление военными операциями
интерпретация данных со спутников
В научных исследованиях
география, геология, ботаника, социология, экономика,
эпидемиология, криминология
12

13. Что особенного дают ГИС?

Автоматизация деятельности, связанной с
геоданными
Интеграция данных из независимых
источников
Взаимодействие сложных
геоинформационных паттернов
Сложные геоинформационные запросы
Комплексное геоинформационное
моделирование (моделирование природных
катаклизмов, управление ресурсами)
13

14. Базовые понятия

ГИС-технологии – технологическая основа
создания географических информационных
систем, позволяющая реализовать их
функциональные возможности
Геоинформационный анализ – анализ
размещения, структуры, взаимосвязей объектов и
явлений с использованием методов
пространственного анализа
Цифровое покрытие – семейство однотипных
пространственных объектов в пределах некоторой
территории
14

15. Пространственный объект

- цифровое представление объекта
реальности, содержащее его
местоуказание и набор свойств.
Точечные
Линейные
Полигональные
Поверхности
15

16. Функциональные возможности ГИС

Ввод данных в машинную среду при помощи
импорта из существующих наборов цифровых
данных или с помощью оцифровки источников
Преобразование данных, конвертация между
форматами, изменение систем координат
Хранение, манипулирование и управление
данными во внутренних и внешних базах
данных
Картометрические операции
Средства персональных настроек
пользователей
16

17. Геоинформатика

- наука, технология и производственная
деятельность:
по научному обоснованию, проектированию,
созданию, эксплуатации и использованию
ГИС
по разработке ГИС-технологий
по прикладным аспектам или приложениям
ГИС для практических или геонаучных
целей
17

18. Что интересует нас?

Позиционирование и навигация
Координаты. Навигационные системы
Пространственная информация в
геоинформационных системах
Картографические и геоинформационные
структуры данных
Программирование ГИС
Нормативно-правовые аспекты ГИС
18

19. История ГИС

20. История ГИС

21. Задачи ГИС

Стратегическое планирование,
прогнозирование и выявление потребностей
в проектировании
Анализ деятельности действующих
предприятий
Мониторинг состояния окружающей среды
Оперативное реагирование на аварийные
ситуации
Информационное обеспечение
профилактических и аварийных ремонтных
работ.
21

22. Области знаний ГИС-инженера

Информатика
(Computer Science)
компьютерная
графика
визуализация
базы данных
администрирование
защита баз данных
ГИС
Область использования:
администрирование
геология
планирование
полезные ископаемые
управление лесами
маркетинг
строительство
криминология
География и смежные науки:
картография
геодезия
фотография
геостатистика
22

23. ГИС-специализации

Накопление первичных данных
Проектирование баз данных
Проектирование ГИС
Планирование, администрирование,
управление ГИС-проектами
Разработка и поддержка ГИС
Маркетинг и распространение ГИСпродукции
Образование и обучение ГИС-технологиям
23

24. Архитектура ГИС

25. Базовые компоненты ГИС

Аппаратная платформа
Программное обеспечение
Данные
Аналитик (человек)
Затраты на оборудование – малая часть
от затрат на приобретение о обработку
данных
25

26. Модель данных ГИС

27. Назначение модели данных

Представить географические
особенности реального мира в
цифровом формате в виде базы данных
таким образом, чтобы они были
представлены в абстрактной форме в
виде карты и позволяли
манипулировать данными для решения
некоторых проблем
27

29. Слои модели данных

30. Реализация модели данных

Администрирование
Утилиты
Зонирование
Строения
Земельные участки
Гидрография
Улицы
Цифровые фотографии
•Данные организованы в виде слоёв. Каждый слой содержит
некоторый класс объектов
•Слои интегрируются при помощи единой системы
30
координат на земной поверхности

31. Модель данных ГИС (пример)

Три слоя:
дороги
дороги
водные ресурсы
долгота
топография
Их можно изучать совместно, поскольку
они заданы в единой системе координат
Слои содержат два типа данных:
географические
гидросистема
атрибутивные
долгота
Два типа слоёв:
векторный
растровый
топография
4 свойства географических данных:
проекция, масштаб, разрешение и
точность
долгота
31

32. Внутренняя база данных

33. Географические и атрибутивные данные?

34. Представление данных в растровом и векторном форматах

Растровая модель
Растровое изображение (raster) – изображение
содержит сетку, у каждого элемента которой есть
дополнительные атрибуты
Картинка (image) – простое изображение,
состоящее из пикселей
Векторная модель (vector)
Любой географический объект в реальном мире
может быть представлен в векторной форме
одной из фигур: точки, линии, многоугольники
34

35. Вектор и растр

Реальный мир
Растровое представление
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
R T
R
T
H
R
R
R R
R
R
T T
H
R
T T
R
R
Векторное представление
point
line
polygon
35

36. Проекция, масштаб, точность и разрешение

Проекция (projection) – метод, с помощью
которого двумерные координаты карты
будут отображаться на трехмерную
поверхность земли
Масштаб (scale) – параметр, который
ставит в соответствие расстояние на карте
расстоянию на земной поверхности
36

37. Проекция, масштаб, точность и разрешение

Точность (accuracy) – точность с которой
информация из базы данных отражает
реальный мир
Позиционирование
Согласованность
Полнота
Разрешение (resolution) – размер
наименьшего элемента, который может
соответствовать растровым данным
Для растровых данных измеряется в пикселях
37

38. Термины растрового слоя

Площадная зона – набор соседствующих
местоположений одинакового свойства
Значение – единица информации,
хранящаяся в слое для каждого пикселя
объекта
Местоположение – наименьшая единица
картографического пространства, для
которого могут быть определены
характеристики или свойства
38

39. Обозначения на векторных картах

40. ГИС и цифровая картография

Карты со сложным содержимым (Corel Draw,
InDesign, Publisher) – не ГИС
В ГИС – географическая привязка объектов
и единое координатное пространство
В ГИС – аналитическая обработка
(буферизация, объединение, вырезание,
наложение)
В ГИС – возможность задавать вопросы (с
помощью запросов)
40

41. Отличие цифровой карты от ГИС-карты

Признак
Карта ГИС
Простая карта
Набор файлов
Один файл
Реальные
пространственные или
местные
Условные (в пределах
изображения)
Графические примитивы
точки, линии,
полигоны
точки, линии,
полигоны, текст…
Подписи
атрибут граф.
примитива
графический объект
Да
Нет
Стандартная операция
Трудоемкая ручная
операция
Да
Нет
Форма хранения и обработки
Координаты объектов
Пространственные запросы
Возможность соединения соседних
изображений
Проекционные преобразования
41

42. Аппаратная платформа ГИС

Простые ГИС
Персональный компьютер, ОС Windows, Linux
Профессиональные ГИС
Рабочая станция на RISC-процессорах,
монитор>21’, многозадачная ОС Unix, Solaris,
VMS
Зачем мощные машины?
Векторизаторы
Высокая детализация карт
Значительные объемы данных (>ТБ)
42

43. Устройства ввода/вывода

44. Устройства ввода/вывода

45. Классификация ГИС (по функциональности)

Профессиональные – руководство крупными
отраслями и территориями (ESRI, Autodesk,
Simens)
Настольные – прикладные научные задачи,
оперативного управления и планирования
(MAP Info, ArcView, Atlas)
Вьюверы, электронные атласы – системы
информационно-справочного
использования. Нет возможности
редактирования
45

46. Классификация ГИС (по типам представления графической информации)

ГИС на основе растровой модели
цифровое представление графических объектов
– совокупность ячеек растра
ГИС на основе векторной модели
Объект как набор координатных чисел
46

47. Словарь

Accuracy – точность
GIS – Geographic Information Systems
Image – простое изображение
Projection – проекция
Raster – изображение с сеткой и атрибутами
Resolution – разрешение
Scale – масштаб
Shapefile – файл, содержащий векторные
данные
47

Геоинформационные системы

Изложены теоретические и практические основы появления, создания и использования геоинформационных систем (ГИС).

Показано, что ГИС является современной интегрированной информационной системой, наследующей свойства большинства информационных систем, работающих с пространственно -локализованной информацией. Развивая технологии этих систем, ГИС обеспечивает дополнительные возможности по обработке, анализу и использованию пространственно - временных данных.

Рассматриваются статистические, маркетинговые, экологические информационные системы как предшественники ГИС. Даются основы интеграции информационных систем и рассматривается ГИС как интегрированная система.

Излагаются теоретические положения ГИС и ГИС-технологий

Для пользователей и разработчиков подробно раскрывается главная особенность ГИС, позволяющая осуществлять глобальную интеграцию данных - математическая основа.

Понятие математической основы необходимо для разработчиков программного обеспечения ГИС, а для пользователей необходимо знать специфику картографических проекций и особенности выбора геодезических систем координат при решении практических задач.

Рецензенты проф д.т.н. Кулагин В.П. Заместитель директора ГосНИИ информационных технологий и телекоммуникаций.

Проф д.т.н. Матвеев С,И, Заведующий кафедрой геодезии и геоинформатики Московской академии железнодорожного транспорта.

Геоинформационные системы (ГИС) являются классом информационных систем, имеющим свои особенности. Они построены с учетом закономерностей геоинформатики и методов, применяемых в этой науке.ГИС как интегрированные информационные системы предназначены для решения различных задач науки и производства на основе использования пространственно - локализованных данных об объектах и явлениях природы и общества. Неразрывно с ГИС связаны геоинформационные технологии.Геоинформационные технологии можно определить как совокупность программно-технологических средств получения новых видов информации об окружающем мире. Геоинформационные технологии предназначены для повышения эффективности: процессов управления, хранения и представления информации, обработки и поддержки принятия решений [43].В книге дано краткое изложение особенностей ГИС, раскрывается их сущность и методы использования.Полное, на высокопрофессиональном научном уровне изложение всех основ создания и использования ГИС дано:по геодезической и математической основе в работе [5];по вопросам создания базовых карт и цифровых моделей, решения на их основе разнообразных задач и выполнения исследования по картам в работах [2 - 5, 7-11,13]по вопросам места ГИС среди технических систем, системного анализа, организации данных в ГИС, применения баз данных в ГИС в работах [20, 22-23,25, 29-30,40,44,45];по вопросам многоаспектного применения ГИС, по инструментальным системам, элементам топологии данных в ГИС, качества информации, циф-• рового моделирования в работах [25,29-35,40,46];по вопросам интеграции данных ГИС и систем обработки данных дистанционного зондирования в работах [20, 22,23, 30];по вопросам стандартизации и тестирования в работах [27, 28, 39, 47]по вопросам защиты информации в ГИС в работах [30,36,42,48].ГИС имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при изучении этих систем.Одна из особенностей ГИС и геоинформационных технологий состоит в том, что они являются элементами информатизации общества. Это заключается во внедрении ГИС и геоинформационных технологий в науку, производство, образование и применение в практической деятельности получаемой информации об окружающей реальности.Геоинформационные технологии являются новыми информационными технологиями, направленными на достижение различных целей, включая информатизацию производственно-управленческих процессов.Другой особенностью ГИС является то, что как информационные системы они являются результатом эволюции этих систем и поэтому включают в себя основы построения и функционирования информационных систем.ГИС как система включает множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно с каждым другим элементом, а два любые подмножества этого множества не могут быть независимыми не нарушая целостность, единство системы.Автоматизированной информационной системой (АИС) называют организационно-техническую систему, использующую автоматизированные информационные технологии в целях обучения, информационно-аналитического обеспечения научно-инженерных работ и процессов управления [21]. В соответствии с данным определением ГИС попадает в класс автоматизированных информационных систем.Еще одной особенностью ГИС является то, что она является интегрированной информационной системой.Интегрированные системы построены на принципах интеграции технологий различных систем. Они зачастую применяются настолько в разных областях, что их название часто не определяет все их возможности и функции. По этой причине не следует связывать ГИС с решением задач только геодезии или географии. "Гео" в названии геоинформационных систем и технологий определяет объект исследований, а не предметную область использования этих систем.Необходимо рассмотреть место ГИС среди других автоматизированных систем, что требует дать краткую классификацию этих систем. Выбирая различные аспекты рассмотрения автоматизированных информационных систем можно дать различные их различные классификации.По принадлежности к конкретной предметной области можно подразделить информационные системы на три класса: технические, экономические, информационно-аналитическиеК техническим относят автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР), гибкие производственные системы (ГПС), робототехнические комплексы (РТК)идр.Информационно- аналитические автоматизированные системы включают: автоматизированные справочно-информационные системы (АСИС), базы данных (БД), экспертные системы (ЭС), статистические информационные системы (СтИС) и т.п.

Примером экономических систем могут служить автоматизированные системы управления (АСУ), бухгалтерские информационные системы (БУ-ИС), банковские информационные системы (БИС), биржевые информационные системы (БИС), маркетинговые информационные системы (МИС) и др.Особенностью ГИС как интегрированной системы является то, что она интегрирует технологии трех перечисленных выше классов систем: технических, информационно-аналитических и экономических. Следовательно, ГИС могут быть использованы как любая из этих систем.По аспекту применения АИС их подразделяют для разных уровней управления на:•АИС операционного управления (оперативное управление);•АИС для менеджеров среднего звена (тактическое управление);•АИС руководящего персонала (стратегическое управление).Как система управления ГИС применима на всех трех уровнях.В первой части книги описываются родственные с ГИС информационные системы, технологии которых используются в ГИС. В ней даются основы построения моделей данных и технологии организации данных в ГИС. Рассмотрены отдельные прикладные вопросы применения ГИС.Основными внутренними данными ГИС являются базовые цифровые карты и цифровые модели, теоретической основой которых являются положения и методы создания и использования их геодезической и математической основы, все элементы которых построены в единой геодезической системе координат, проекции, размерности и системе мер.При создании и использовании карт, являющихся базой построения данных ГИС, рассматривают и используют геодезическую систему координат и плоские прямоугольные координаты картографических проекций исходных материалов, геодезические координаты и проекции создаваемых базовых карт, на основе которых осуществляется построение цифровых моделей в ГИС и практически реализуются все задачи ГИС. Рассматривается и используется также плоская локальная система координат, связанная с системой координат проекций создаваемых карт и моделей ГИС, для построения единой системы условных знаков и пространственной локализации элементов геоинформационных систем, а также для ослабления искажений в ГИС из-за различных факторов (деформация бумаги, несовмещение красок, нечеткой настройки элементов компьютерной техники и т.п.).Эффективное использование ГИС для решения разнообразных пространственно - локализованных задач требует от пользователя достаточного объема знаний о геодезических системах координат, картографических прознаний о методах получения по карте различной информации, математических и других методов использования этой информации для решения пространственно -локализованных задач ГИС.Все основные положения создания и использования карт ГИС даны в последней части учебника.

Хотелось бы сформировать список книг по ГИС, помогите уважаемое сообщество (возможно это где-то уже было):
1. ДеМерс Майкл Н. Географические информационные системы. Основы.: Пер. с англ. – М.: Дата+, 1999. – 490 с.
2. Шипулин В. Д. Основные принципы геоинформационных систем: учебн. пособие / Шипулин В. Д.; Харьк. нац. акад. гор. хоз-ва. – Х.: ХНАГХ, 2010. – 337 с.
не могу найти в электронном виде (первые две имеются в pdf)
3, 4. Геоинформатика: в 2 кн: учебник для студ. высш. учеб. заведений/ [Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев,В.С. Тикунов], под ред Тикунова. 2008 год.

Лурье, И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков: учебник / И.К. Лурье. – М.: КДУ, 2008. – 424 с.

Скворцов, А.В. Геоинформатика: учебное пособие. / А.В. Скворцов – Томск: Изд-во Том. гос. ун-т, 2006. – 336 с.

ДеМерс Майкл Н. Географические информационные системы. Основы. / пер. с англ. – М.: Дата+, 1999. – 290 с.

Кошкарев А.В. Геоинформатика / А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов – М.: Картгеоиздат-Геодезиздат, 1993. – 213 с.

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

Геоинформационные системы в наши дни помогают решать ряд важных задач — от определения оптимального маршрута и до анализа проблем экологии и перенаселения. РБК Тренды объясняют, что это за технологии, как они работают и где используются.

Содержание

Что такое геоинформационные системы

Геоинформационные системы (ГИС, географическая информационная система) — это компьютерные технологии, которые применяют для создания карт и оценки фактически существующих объектов, а также происшествий. Такие системы собирают, хранят и анализируют информацию, а также обеспечивают ее графическую интерпретацию. Подобные инструменты позволяют пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также находить дополнительную информацию об объектах на них.

ГИС начали разрабатывать в 1960-х годах, когда появились компьютеры и пространственный анализ с визуализацией. Первой ГИС считается Канадская географическая информационная система, которая позволила стране запустить программу управления землепользованием. В 1970-е начали появляться ГИС, которые обеспечивали навигацию, вывоз городских отходов и мусора, движение транспорта в чрезвычайных ситуациях. В 1980-е годы ГИС начали применять в коммерческих сферах, так как их стали объединять с базами данных компаний. В настоящее время доступность программных средств позволяет модифицировать эти системы под самые разные задачи.

С помощью ГИС можно сравнивать и противопоставлять много разных типов информации. Система может включать данные о людях, такую как численность населения, доход или уровень образования. Она может также объединять информацию о ландшафте, например о местонахождении ручьев, различных видах растительности и почвах. ГИС может включать данные о местонахождении заводов, ферм и школ, ливневых канализаций, дорог и линий электропередач.

Данные в системах ГИС обычно отображаются на карте. Технология позволяет пользователям искать разные виды данных в определенной географической области. Например, ГИС-карта одного города или района может содержать такую информацию, как средний доход, уровень продаж книг или итоги голосования. Любой слой данных можно как добавить, так и удалить, что делает обновление таких карт гораздо проще. Человек может указать место или объект на цифровой карте, чтобы найти информацию о нем. Например, пользователь может щелкнуть на значок школы, чтобы узнать, сколько учеников в ней занимается.

Существуют также ГИС-модели. С их помощью исследователи отслеживают изменения с течением времени. Так, они могут использовать спутниковые данные для изучения наступления и отступления льда в полярных регионах, а также оценивать, как объем этого покрова изменился с течением времени. ГИС-модели позволяют создать покадровые снимки, которые показывают процессы, происходящие на больших площадях и в течение длительных периодов времени. Например, визуализация данных о течениях в океане помогает ученым лучше понять, как тепло перемещается по земному шару. ГИС-системы часто используются для создания трехмерных изображений. Это полезно, например, для геологов, изучающих сейсмические разломы.

Виды ГИС

Географические информационные системы классифицируют по-разному в зависимости от масштабности и функционала, а также других признаков.

По территориальному охвату ГИС бывают:

глобальными;
субконтинентальными;
национальными;
региональными;
субрегиональными;
локальными или местными.

По уровню управления:

федеральными;
региональными;
муниципальными;
корпоративными.

полнофункциональными;
для просмотра данных;
для ввода и обработки данных;
специализированными с дополнительными функциями.

По предметной области:

картографическими;
геологическими;
городскими или муниципальными;
природоохранными,
туристическими.

Если в ГИС присутствуют возможности цифровой обработки изображений, то такие системы называются интегрированными ГИС (ИГИС). Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС обеспечивают графическое или картографическое воспроизведение данных в любом масштабе с наибольшим разрешением. Пространственно-временные ГИС работают с данными во времени.

Назначение ГИС

В наши дни географические информационные системы применяются широко.

Окружающая среда

Военная сфера

Сельское хозяйство

Фермеры используют ГИС для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Данные поступают из различных источников: метеорологических станций, наземных датчиков, образцов почвы, спутников и беспилотников. В СПбГУ в 2021 году разработали геоинформационную систему для виноделов. Она позволяет оценить пригодность планируемых под посадки земель и соотнести ее с сортами винограда.

Лесное хозяйство

Бизнес

Общественная безопасность

ГИС позволяют организовать охрану объектов, координировать оборону, реагировать на природные катастрофы, координировать действия правоохранительных органов, органов национальной безопасности и экстренных служб. В 2020 году Google разработала сервис по оповещению о землетрясениях Earthquake Alerts System. Она, по сути, превращает обычный смартфон на Android в мини-сейсмометр. Google получает данные с 700 сейсмометров и заранее предупреждает пользователей о толчках.

Здравоохранение

ГИС помогают выявить проблемы с медобслуживанием в конкретном регионе, а также спрогнозировать распространение эпидемий.

Промышленность

Федеральная и местная власть

Страхование и недвижимость

Программы для ГИС

ГИС-приложения включают в себя как аппаратную, так и программную составляющие. Они объединяют различные типы информации, среди которых:

картографические данные — представлены в виде карты и могут включать такую информацию, как расположение рек, дорог, жилых и нежилых строений;
аэрофотоснимки и обычные фотографии и видео;
данные со спутников;
данные дистанционного зондирования (обычно с применением воздушных шаров и дронов);
таблицы — могут варьироваться от возраста, дохода и этнической принадлежности людей и до недавних покупок и их предпочтений в Интернете,
глобальные системы позиционирования (GPS);
данные из Интернета;
документы, включая архивные таблицы и каталоги координат;
данные из других ГИС.

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

Ввод информации в ГИС называется сбором данных. Информацию, которая уже находится в цифровой форме, можно просто загрузить в систему. Однако сначала карту необходимо отсканировать или преобразовать в цифровой формат.

Географические информационные системы включают три компонента:

Данные: ГИС хранит данные о местоположении в виде слоев информации по разным темам. Каждый набор данных имеет таблицу атрибутов, в которой хранится информация об объекте. Два основных типа формата файлов ГИС — растровый и векторный. Растровый представляет собой сетки из ячеек или пикселей. Он полезен для хранения различных ГИС-данных. Векторный формат выглядит как многоугольник, в котором используются точки (называемые узлами) и линии. Векторные файлы нужны для хранения данных ГИС с четкими границами, такими как городские округа или улицы. В итоге технология позволяет отображать пространственные и линейные зависимости. Пространственные показывают топографию местности (поля, ручьи), а линейные представлены дорогами или коммунальными сетями.
Аппаратный компонент, который запускает программное обеспечение ГИС. Это может быть что угодно: мощные серверы, мобильные телефоны или персональные рабочие станции. Как правило, в работе с ГИС нужны два монитора, дополнительное хранилище данных и графические карты высокой четкости.
Программное обеспечение. Оно специализируется на пространственном анализе с использованием математики в картах. Такое ПО сочетает в себе географию с современными технологиями для измерения, количественной оценки и анализа. Самыми популярными программами считаются ArcGIS и QGIS.

ГИС-карты возраста жилой застройки в сельских районах США. По часовой стрелке от верхнего левого угла они отображают период до 1860 года, 1860-1879 гг., 1880-е, 1890-е, 1900-е, 1910-е, 1920-е и 1930-е годы. Карты созданы в QGIS (Фото: Christopher Riley / Flickr)

В ГИС информация со всех различных карт и источников должна соответствовать одному масштабу — соотношению между расстоянием на карте и фактическим расстоянием на Земле. При этом разные карты имеют разные проекции. Чтобы перенести изогнутую трехмерную форму на плоскую поверхность, неизбежно требуется растяжение одних частей и сжатие других. Так, на карте мира могут быть показаны либо страны правильного размера, либо их правильные формы, но нельзя отобразить эту информацию одновременно. ГИС берет данные с разных карт мира и объединяет ее, чтобы отобразить в одной общей проекции.

Примеры программ

Mapinfo. С помощью этой программы можно создавать тематические карты, а также строить 3D-ландшафты. Mapinfo включает инструмент оцифровки материала и его обмена с другими организациями. Рабочее окно можно сохранять в разных форматах: bmp, tif, jpg и wmf.

DataGraf. Данный инструмент предназначен для пространственной визуализации и моделирования ситуаций. Программа позволяет создавать векторные карты, привязывать к каждому их элементу неограниченное число данных, копировать эти данные в другой файл и вручную изменять характеристики объектов и их местоположения.

NextGIS. Бесплатный облачный продукт от российских разработчиков. С помощью него можно создавать веб-карты с произвольными настройками и стилями слоев, а также рассматривать и анализировать эти карты. Также можно встраивать карты в веб-сайты.

Работа в ГИС

Геоинформатика считается уже сложившейся отраслью, в которой работают крупные компании с миллиардными оборотами по всему миру, в том числе Яндекс и Google. Как правило, в наши дни во всех крупных компаниях, связанных с пространственной информацией, есть картографический и ГИС-отделы. В отрасли, помимо специалистов, востребованы сотрудники для базовых задач по сбору данных и оцифровке. На такие позиции часто берут студентов-практикантов.

Специалисты по ГИС-технологиям работают в разных направлениях. Выделяют несколько основных специальностей:

Картографы. Эти специалисты создают цифровые карты.
Менеджеры баз данных. Они хранят и извлекают информацию из структурированных наборов в пространственные базы данных.
Программисты. Они пишут код и автоматизируют процессы в ГИС. В таких системах обычно используют языки программирования Python, SQL, C ++, Visual Basic и JavaScript.
Специалисты по дистанционному зондированию. Они используют программное обеспечение для аэрофотосъемки, спутниковой съемки и дистанционного зондирования.
Пространственные аналитики. Они обрабатывают, извлекают данные, определяют местоположения и анализируют геоданные.
Землеустроители — специалисты по топографической съемке, измерениям и межеванию земельных угодий.

За рубежом средняя зарплата в ГИС составляет от $40 000 до $100 000 в год. Картографы обычно зарабатывают меньше всего, а самые большие заработки — у старших инженеров-программистов.

В России зарплаты специалистов сферы ГИС также варьируются. Картограф может претендовать на зарплату от ₽80 тыс., тогда как ведущие разработчики зарабатывают от ₽200 тыс. По направлениям, связанным с ГИС, специалистов обучают все ведущие и региональные российские вузы, в том числе Московский государственный университет геодезии и картографии, МИРЭА — Российский технологический университет, НИУ ВШЭ, Государственный университет по землеустройству и другие. Кроме того, в интернете есть онлайн-курсы по этому направлению.

Читайте также: