Геоинформационные системы в развитии современного общества - Курсовая работа

Темпы жизни стремительно растут, методы получения информации приобретают все более индустриальный характер. Практически во всех современных отраслях знаний накоплен богатый опыт использования информации, получаемой из многочисленных источников. Этот термин появился в русскоязычной литературе в середине семидесятых годов, и уже на ранней стадии заимствования он получил более краткую форму геоинформационная система. ГИС представляет собой 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 окружающей средой и территориальной организацией общества [11]. системы географических и прямоугольных координат и картографическая разграфка служат основой для координатной привязки всей информации, поступающей и хранящейся в ГИС;Возникновение и бурное развитие ГИС было предопределено богатейшим опытом топографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попытками автоматизировать картосоставительский процесс, а также революционным достижениями в области компьютерных технологий, информатики и компьютерной графики. Период коммерческого развития (ранние 1980 - настоящее время) Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных. Пользовательский период (поздние 1980 - настоящее время) Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и "открытость" программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских "клубов", телеконференций, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры. Первый период развивался на фоне успехов компьютерных технологий: появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах, цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х при одновременном, часто независимом друг от друга, создании программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров, формальных методов пространственного анализа, программных средств управления базами данных. Большое влияние в этот период оказывают теоретические работы в области географии и пространственных взаимосвязей, а также становление количественных методов в географии в США, Канаде, Англии, Швеции.Пространственный объект может быть определен как цифровое представление объекта реальности, иначе цифровая модель объекта местности, содержащая его координаты и набор свойств, характеристик, атрибутов, или сам этот объект. Термин «картографический объект» встречается и в англоязычной литературе по цифровой картографии и ГИС: картографируемый объект местам (Cartographic entity (real world)), его цифровое представление (Cartographic object (digital storage)) и обобщающего понятия картографических объектов (Cartographic feature), которое применимо и к объектам реальности, и к их цифровым представлениям, описаниям, моделям. Объект - представление в цифровом виде всей и части сущности ее характеристиками (атрибутами), геометрией и (возможно) связями с другими предметами (например, описание в цифровом виде участка дороги, включая категорию дороги, ширину проезжей части, его геометрическое положение также связь с мостом, если такая существует). Представление пространственных объектов реальной действительности основано на следующих допущениях: пространственные данные состоят из цифровых представлений реально существующих дискретных пространственных объектов; Множество цифровых данных о пространственных объектах образует пространственные данные.Для визуализации геоинформационной структуры используют растровые и. векторные модели данных [рис. В растровых моделях данных, в отличие от векторных, нет объектов как обособленных сущностей, в них объекты понимаются как области однородных характеристик. Растровые данные всегда обладают собственной системой координат: каждый пиксел адресуется номером ряда и столбца, на пересечении которых он расположен. Модель данных имеет в основе так называемую линейно-узловую топологию, или структуру узлов и дуг. Дуги являются основным (базовым) типом линейных объектов, узлы - это специальный тип точечных объектов, существующий совместно с дугами.ГИС системы разрабатываются с целью решения научных и прикладных задач по мониторингу экологических ситуаций, рациональному использованию природных ресурсов, а также для инфраструктурного

Содержание

Введение

1.1 Понятие геоинформационной системы (ГИС)

1.2 Этапы развития ГИС

2. Обзор базовых концепций ГИС

2.1 Основные направления и использование ГИС в современном обществе. Базовые концепции ГИС

2.2 Геоинформационные структуры и модели данных

2.3 Классификация и функциональные подсистемы ГИС

3.Области применения геоинформационных систем и технологий

3.1 Уровень развития современных ГИС - технологий в России

3.2 ГИС в земельном кадастре

3.3 ГИС в сельском хозяйстве

3.4 Геотехнологии в управлении территориальным развитием

Заключение

Список использованных источников

Объем информации, существующий в современном мире, не может сравниться с тем, который был получен в прошлых веках. Темпы жизни стремительно растут, методы получения информации приобретают все более индустриальный характер. Для организованного хранения, поиска нужной информации, ее обработки и анализа требуются современные, основанные на компьютерных технологиях, средствах. C каждым годом информационные потребности человека затрагивают все новые сферы его деятельности. Практически во всех современных отраслях знаний накоплен богатый опыт использования информации, получаемой из многочисленных источников. Все вышеизложенное определило актуальность курсовой работы.

Объектом исследования в курсовой работе являются геоинформационные системы.

Предметом является уровень развития современных ГИС в обществе.

Цель данной курсовой работы состоит в том, чтобы раскрыть сущность и принципы работы ГИС, на примере показать как они используются в современном обществе и в каких сферах. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: сформировать представление о ГИС;

выявить этапы развития ГИС;

провести анализ уровня использования геоинформационных систем в современных географических исследованиях.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: метод ГИС-анализа;

литературного анализа;

картографический.

1. История развития геоинформационных систем

1.1 Понятие геоинформационной системы (ГИС)

Понятие географической информационной системы заимствовано из английского языка и является дословным переводом термина geographic information system. Этот термин появился в русскоязычной литературе в середине семидесятых годов, и уже на ранней стадии заимствования он получил более краткую форму геоинформационная система.

ГИС представляет собой 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 окружающей средой и территориальной организацией общества [11].

Как известно ГИС тесно связаны с картографией [рис. 1].

Их взаимосвязь проявляется в следующих аспектах: тематические и топографические карты - главный источник пространственно-временной информации;

системы географических и прямоугольных координат и картографическая разграфка служат основой для координатной привязки всей информации, поступающей и хранящейся в ГИС;

карты - основное средство географической интерпретации и организации данных дистанционного зондирования и другой используемой в ГИС информации;

картографический анализ - один из наиболее эффективных способов выявления географических закономерностей, связей, зависимостей при формировании баз знаний, входящих в ГИС;

математико-картографическое и ЭВМ-картографическое моделирование - главное средство преобразования информации в процессе обеспечения принятия решений, управления, проведения экспертиз, составления прогнозов развития геосистем и т.п.;

картографическое изображение - целесообразная форма представления информации потребителям, а автоматическое изготовление оперативных и базовых карт, трехмерных картографических моделей, дисплей-фильмов - одна из главных функций ГИС.

Рис. 1. Связь ГИС с научными дисциплинами и технологиями [2]

В наиболее общем смысле, геоинформационные системы это инструменты для обработки пространственной информации, обычно явно привязанной к некоторой части земной поверхности, которые используются для ее управления. Это рабочее определение не является ни полным, ни точным. Как и в случае с географией, термин трудноопределим и представляет собой объединение многих предметных областей. В результате, нет общепринятого определения ГИС. Сам термин изменяется в зависимости от интеллектуальных, культурных, экономических и даже политических целей. В этом аспекте Майкл ДЕМЕРС приводит характерный пример синонимичных к «ГИС» понятий [табл. 1].

Таблица 1. Примеры синонимичных к "ГИС" понятиям и их источники. [4]

Термин Источник

Географическая информационная система (Geographic Information System) Американская терминология

Географическая информационная система (Geographical Information System) Европейская терминология

Геоинформатика (Geoinformatics) Канадская терминология

Геореляционная информационная система (Georelational Information System) Техническая терминология

Информационная система по природным ресурсам (Natural Resources Information System) Дисциплинарная терминология

Информационная система по геологии или наук о Земле (Geoscience or Geological Information System) Дисциплинарная терминология

Пространственно информационная система (Spatial Information System) Негеографический термин

Система анализа пространственных данных (Spatial Data Analysis System) Терминология на основе функций системы

Исходя из выше изложенного, ГИС можно рассматривать с различных позиций. К примеру с научной точки зрения ГИС - метод моделирования и познания природных и социально-экономических систем. ГИС - это система, применяемая для исследования природных, общественных и природно-общественных объектов и явлений, которые изучают науки о Земле и смежные с ними социально-экономические науки.

В технологическом аспекте ГИС средство сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно-координационной географической информации. Таким образом, ГИС можно рассматривать как систему технологических средств, программного обеспечения и процедур, предназначенную для сбора пространственных данных, их анализа, моделирования и отображения в целях решения комплекса задач по планированию и управлению. С производственной точки зрения ГИС - комплекс аппаратных устройств и программных продуктов, предназначенных для обеспечения управления и принятия решений, причем важнейший элемент этого комплекса - автоматические картографические системы. ГИС использует географические данные, а также непространственные данные и располагает операционными возможностями, необходимыми для пространственного их анализа. Назначение ГИС - обеспечение процесса принятия решений по оптимальному управлению ресурсами, организации функционирования транспорта и розничной торговли, использование объектов недвижности, водных, лесных и других пространственных ресурсов.

Таким образом, ГИС можно одновременно рассматривать как метод научного исследования, технологию и продукт ГИС-индустрии [14].