Entydig kort definisjon det er ganske vanskelig å gi dette fenomenet. Geografisk informasjonssystem (GIS) er en mulighet for et nytt blikk på verden rundt oss. Hvis vi avstår fra generaliseringer og bilder, så er GIS en moderne datateknologi for å kartlegge og analysere objekter i den virkelige verden, samt hendelser som finner sted på planeten vår. Denne teknologien kombinerer tradisjonelle databaseoperasjoner som spørring og statistisk analyse med de fulle fordelene med visualisering og geografisk (romlig) analyse av et kart. Disse egenskapene skiller GIS fra andre informasjonssystemer og gir unike muligheter for anvendelse i et bredt spekter av oppgaver knyttet til analyse og prognose av fenomener og hendelser i omverdenen, med forståelse og fremheving av hovedfaktorene og årsakene, samt deres mulige konsekvenser, med planlegging av strategiske beslutninger og de nåværende konsekvensene av handlingene som er tatt.

Kartlegging og geografisk analyse er ikke noe helt nytt. GIS-teknologi gir imidlertid en ny, mer moderne, mer effektiv, praktisk og rask tilnærming til å analysere problemer og løse problemer som menneskeheten står overfor generelt, og en spesifikk organisasjon eller gruppe mennesker spesielt. Den automatiserer analyse- og prognoseprosedyren. Før introduksjonen av GIS var det få som hadde kunsten å syntetisere og analysere geografisk informasjon på en meningsfull måte for informert adopsjon. optimale løsninger basert på moderne tilnærminger og verktøy.

GIS er nå en industri med flere millioner dollar som involverer hundretusenvis av mennesker over hele verden. GIS studeres på skoler, høyskoler og universiteter. Denne teknologien brukes i nesten alle sfærer av menneskelig aktivitet - enten det er analyse av slike globale problemer som overbefolkning, forurensning av territoriet, reduksjon av skogland, naturkatastrofer og løsning av spesielle problemer, for eksempel å finne de beste rute mellom punkter, velge optimal plassering for nytt kontor, søke hjemme på adressen sin, legge rørledning på bakken, ulike kommunale oppgaver.

GIS komponenter

Et fungerende GIS inkluderer fem nøkkelkomponenter: maskinvare, programvare, data, implementere og metoder.
Maskinvare. Dette er datamaskinen som kjører GIS. I dag kjører GIS på ulike typer dataplattformer, fra sentraliserte servere til frittstående eller nettverkstilkoblede stasjonære datamaskiner.

GIS-programvare inneholder funksjonene og verktøyene som trengs for å lagre, analysere og visualisere geografisk (romlig) informasjon. Nøkkelkomponentene i programvareprodukter er: verktøy for å legge inn og manipulere geografisk informasjon; databasestyringssystem (DBMS eller DBMS); verktøy for å støtte romlige spørringer, analyse og visualisering (visning); grafikk brukergrensesnitt(GUI eller GUI) for lett tilgang til verktøyene.

Data. Dette er nok det meste viktig komponent GIS. Lokaliseringsdata (geografiske data) og tilhørende tabelldata kan samles inn og utarbeides av brukeren, eller kjøpes fra leverandører på kommersiell eller annen basis. I prosessen med å administrere romlige data, integrerer GIS romlige data med andre typer og kilder av data, og kan også bruke DBMS som brukes av mange organisasjoner til å organisere og vedlikeholde dataene de har til rådighet.

Utøvere. Den utbredte bruken av GIS-teknologi er umulig uten folk som jobber med programvareprodukter og utvikler planer for deres bruk for å løse virkelige problemer. GIS-brukere kan være enten tekniske spesialister som utvikler og vedlikeholder systemet, samt ordinære ansatte (sluttbrukere), som GIS hjelper med å løse aktuelle daglige saker og problemer.

Metoder. Suksessen og effektiviteten (inkludert økonomisk) av bruken av GIS avhenger i stor grad av en korrekt utarbeidet plan og arbeidsregler, som er utarbeidet i samsvar med spesifikasjonene til oppgavene og arbeidet til hver organisasjon.

Hvordan fungerer GIS?

GIS lagrer informasjon om den virkelige verden som en samling av tematiske lag som er gruppert basert på geografisk plassering. Denne enkle, men svært fleksible tilnærmingen har bevist sin verdi i en rekke oppgaver i den virkelige verden: sporing av kjøretøy og materialer, detaljert visning av virkelige situasjoner og planlagte aktiviteter, og modellering av global atmosfærisk sirkulasjon.

Enhver geografisk informasjon inneholder informasjon om den romlige posisjonen, enten det er en referanse til geografiske eller andre koordinater, eller lenker til en adresse, postnummer, valgkrets eller folketellingsdistrikt, identifikator for et land eller skogområde, navn på en vei, etc. Når du bruker slike lenker, brukes en prosedyre kalt geokoding for automatisk å bestemme plasseringen eller plasseringene til et objekt(er). Med dens hjelp kan du raskt finne ut og se på kartet hvor objektet eller fenomenet av interesse befinner seg, for eksempel huset der vennen din bor eller organisasjonen du trenger befinner seg, hvor et jordskjelv eller en flom skjedde, hvilken rute er enklere og raskere å komme til det punktet du trenger eller hjemme.

Vektor- og rastermodeller. GIS kan fungere med to vesentlig forskjellige typer data - vektor og raster. I en vektormodell blir informasjon om punkter, linjer og polygoner kodet og lagret som et sett med X, Y-koordinater. Plasseringen av et punkt (punktobjekt), for eksempel et borehull, er beskrevet av et par koordinater (X, Y). Lineære funksjoner som veier, elver eller rørledninger lagres som X-, Y-koordinatsett. Polygonfunksjoner som elvefelt, landpakker eller serviceområder lagres som et lukket sett med koordinater. Vektormodellen er spesielt nyttig for å beskrive diskrete objekter og er mindre egnet for å beskrive egenskaper i kontinuerlig endring, for eksempel jordtyper eller tilgjengeligheten av objekter. Rastermodellen er optimal for arbeid med kontinuerlige egenskaper. Et rasterbilde er et sett med verdier for individuelle elementære komponenter (celler), det ligner på et skannet kart eller bilde. Begge modellene har sine egne fordeler og ulemper. Moderne GIS kan fungere med både vektor- og rastermodeller.

Oppgavene som GIS løser. GIS generelt formål, utfører blant annet vanligvis fem prosedyrer (oppgaver) med data: input, manipulering, kontroll, spørring og analyse, visualisering.

Tast inn. For bruk i GIS må dataene konverteres til et egnet digitalt format. Prosessen med å konvertere data fra papirkart til datafiler kalt digitalisering. I moderne GIS kan denne prosessen automatiseres ved hjelp av skannerteknologi, noe som er spesielt viktig når du utfører store prosjekter, eller, med en liten mengde arbeid, kan data legges inn ved hjelp av en digitizer. Mange data er allerede oversatt til formater som direkte oppfattes av GIS-pakker.

Manipulasjon. Ofte, for å fullføre et spesifikt prosjekt, må eksisterende data i tillegg modifiseres i samsvar med kravene til systemet ditt. For eksempel kan geografisk informasjon være i forskjellige skalaer (gatesenterlinjer er i en skala på 1: 100 000, folketellingsdistriktsgrenser er i en skala på 1: 50 000, og boligeiendommer er i en skala på 1: 10 000). For felles behandling og visualisering er det mer praktisk å presentere alle data på en enkelt skala. GIS-teknologi gir forskjellige måter manipulere romlige data og fremheve dataene som kreves for en spesifikk oppgave.

Kontroll. I små prosjekter kan geografisk informasjon lagres som vanlige filer. Men med en økning i informasjonsmengden og en økning i antall brukere for å lagre, strukturere og administrere data, er det mer effektivt å bruke databasestyringssystemer (DBMS), deretter spesielle dataverktøy for å arbeide med integrerte datasett (databaser). ). I GIS er det mest praktisk å bruke en relasjonsstruktur der data lagres i tabellform. I dette tilfellet brukes vanlige felt for å koble tabeller. Denne enkle tilnærmingen er fleksibel nok og er mye brukt i mange GIS- og ikke-GIS-applikasjoner.

Spørring og analyse. Hvis du har GIS og geografisk informasjon, vil du kunne få svar på enkle spørsmål (Hvem er eieren av denne tomten? I hvilken avstand er disse objektene fra hverandre? Hvor ligger denne industrisonen?) Og mer komplekse spørsmål som krever ytterligere analyser (Hvor er steder for bygging av et nytt hus? Hva er hovedtypen jord under granskog? Hvordan vil bygging påvirke trafikken ny vei?). Forespørsler kan settes som et enkelt klikk bestemt objekt, og ved hjelp av utviklede analytiske verktøy. Ved hjelp av GIS kan man identifisere og sette mønstre for søk, spille scenarier som "hva vil skje hvis...". Moderne GIS har mange kraftige verktøy for analyse, blant dem er to mest betydningsfulle: nærhetsanalyse og overleggsanalyse. For å analysere nærheten til objekter i forhold til hverandre, bruker GIS en prosess som kalles buffering. Det hjelper å svare på spørsmål som: Hvor mange hus er innenfor 100 meter fra denne vannmassen? Hvor mange kunder bor innenfor 1 km fra denne butikken? Hva er andelen olje produsert fra brønner som ligger innenfor 10 km fra forvaltningsbygningen til denne olje- og gassproduksjonsavdelingen? Overleggsprosessen involverer integrering av data som ligger i forskjellige tematiske lag. I det enkleste tilfellet er dette en visningsoperasjon, men i en rekke analytiske operasjoner kombineres data fra ulike lag fysisk. Overlegg, eller romlig aggregering, lar deg for eksempel integrere jord-, helnings-, vegetasjons- og eiendomsdata med landskattesatser.

Visualisering. For mange typer romlige operasjoner er sluttresultatet presentasjonen av dataene i form av et kart eller en graf. Et kart er en svært effektiv og informativ måte å lagre, presentere og kommunisere geografisk (georeferert) informasjon på. Tidligere ble kart laget i århundrer. GIS gir fantastiske nye verktøy som utvider og utvikler kunsten og det vitenskapelige grunnlaget for kartografi. Med dens hjelp kan visualiseringen av selve kartene enkelt suppleres med rapporteringsdokumenter, tredimensjonale bilder, grafer og tabeller, fotografier og andre midler, for eksempel multimedia.

Relaterte teknologier. GIS er nært knyttet til en rekke andre typer informasjonssystemer. Hovedforskjellen ligger i evnen til å manipulere og analysere romlige data. Selv om det ikke er noen universelt akseptert klassifisering av informasjonssystemer, bør beskrivelsen nedenfor bidra til å distansere GIS fra skrivebordet. kartleggingssystemer(desktop mapping), CAD-systemer, fjernmåling, databasestyringssystemer (DBMS eller DBMS) og global posisjoneringsteknologi (GPS).

Skrivebordskartsystemer bruke kartografisk representasjon for å organisere brukerinteraksjon med data. I slike systemer er alt basert på kart, kartet er en database. De fleste stasjonære kartleggingssystemer har begrenset databehandling, romlig analyse og tilpasningsmuligheter. De tilsvarende pakkene fungerer på stasjonære datamaskiner - PCer, Macintosh og lavere UNIX-arbeidsstasjoner.

CAD-systemer i stand til å prosjektere tegninger og planer for bygninger og infrastruktur. For å kombinere til en enkelt struktur bruker de et sett med komponenter med faste parametere. De er basert på et lite antall regler for å kombinere komponenter og har svært begrensede analytiske funksjoner. Noen CAD-systemer har blitt utvidet til å støtte kartografisk datapresentasjon, men som regel lar verktøyene som er tilgjengelige i dem deg ikke effektivt administrere og analysere store romlige databaser.

Fjernmåling og GPS. Fjernmålingsteknikker er en kunst- og vitenskapelig trend for å ta målinger av jordoverflaten ved hjelp av sensorer som f.eks. ulike kameraer om bord på fly, mottakere av globale posisjoneringssystem eller andre enheter. Disse sensorene samler inn data i form av bilder og gir spesialiserte muligheter for å behandle, analysere og visualisere de fangede bildene. På grunn av mangelen på tilstrekkelig kraftige datahåndterings- og analyseverktøy, kan de tilsvarende systemene neppe tilskrives ekte GIS.

Databasestyringssystemer er designet for å lagre og administrere alle typer data, inkludert geografiske (romlige) data. DBMS-er er optimalisert for slike oppgaver, så mange GIS har innebygd DBMS-støtte. Disse systemene har ikke GIS-lignende analyse- og visualiseringsverktøy.

Hva kan GIS gjøre for deg?

Lag romlige spørringer og analyser. Evnen til GIS til å søke i databaser og utføre romlige søk har spart mange selskaper for millioner av dollar. GIS bidrar til å redusere tiden det tar å få svar på kundehenvendelser; identifisere områder som er egnet for de nødvendige aktivitetene; identifisere forholdet mellom forskjellige parametere(for eksempel jordsmonn, klima og avlinger); identifisere steder for strømnett. Eiendomsmeglere bruker GIS for å finne for eksempel alle hus i et gitt område som har skifertak, tre rom og 10 meter kjøkken, og deretter gi en mer detaljert beskrivelse av disse byggene. Forespørselen kan avgrenses ved å introdusere tilleggsparametere, for eksempel kostnadsparametere. Du kan få en liste over alle hus som ligger i en viss avstand fra en bestemt motorvei, skogpark eller arbeidssted.

Forbedre integrasjonen i organisasjonen. Mange GIS-organisasjoner har funnet ut at en av hovedfordelene er nye muligheter for bedre styring. egen organisasjon og dets ressurser basert på geografisk aggregering av tilgjengelige data og muligheten for deres deling og koordinert modifikasjon av ulike avdelinger. Muligheten for sambruk og databasen som stadig vokser og korrigeres av ulike strukturelle divisjoner gjør det mulig å øke effektiviteten i arbeidet til både hver divisjon og organisasjonen som helhet. Så et selskap som er engasjert i ingeniørkommunikasjon kan tydelig planlegge reparasjons- eller vedlikeholdsarbeid, starter med å innhente fullstendig informasjon og vise på en dataskjerm (eller på papirkopier) de relevante områdene, for eksempel et vannforsyningssystem, og slutter med den automatiske identifikasjon av beboere som vil bli berørt av disse arbeidene og varsle dem om tidspunktet for den foreslåtte nedstengningen eller avbrudd i vannforsyningen.

Ta mer informerte beslutninger. GIS som andre informasjonsteknologi, bekrefter det velkjente ordtaket om at bedre informasjon bidrar til å ta bedre beslutninger. GIS er imidlertid ikke et verktøy for å utstede beslutninger, men et verktøy som bidrar til å fremskynde og øke effektiviteten i beslutningsprosedyren, gi svar på spørsmål og funksjoner for å analysere romlige data, presentere resultatene av analyse i en visuell og lettfattelig form. GIS hjelper for eksempel med å løse problemer som å gi en rekke informasjon på forespørsel fra planmyndigheter, løse territorielle konflikter, velge det optimale (fra ulike ståsteder og iht. ulike kriterier) steder for plassering av objekter osv. Informasjonen som kreves for beslutningstaking kan presenteres i en kortfattet kartografisk form med ekstra tekstforklaringer, grafer og diagrammer. Tilgjengeligheten av informasjon tilgjengelig for persepsjon og generalisering gjør at beslutningstakere kan fokusere sin innsats på å finne en løsning, uten å bruke betydelig tid på å samle inn og tenke over tilgjengelige heterogene data. Du kan raskt vurdere flere løsninger og velge den mest effektive og effektive.

Oppretting av kart. GIS-kart har en spesiell plass. Prosessen med å lage kart i GIS er mye enklere og mer fleksibel enn i tradisjonelle metoder manuell eller automatisk kartlegging. Det starter med å lage en database. Som en kilde til innhenting av de første dataene kan du også bruke digitalisering av konvensjonelle papirkart. GIS-baserte kartografiske databaser kan være kontinuerlige (uten oppdeling i separate ark og regioner) og ikke assosiert med en bestemt skala. På grunnlag av slike databaser kan du lage kart (i i elektronisk format eller som papirkopier) til ethvert territorium, uansett skala, med nødvendig belastning, med valg og visning med de nødvendige symbolene. Databasen kan til enhver tid fylles på med nye data (for eksempel fra andre databaser), og dataene i den kan justeres etter behov. I store organisasjoner kan den opprettede topografiske databasen brukes som grunnlag av andre avdelinger og divisjoner, mens data raskt kan kopieres og sendes over lokale og globale nettverk.

56. Geo Informasjonssystemer(GIS).

Konseptet med geografiske informasjonssystemer

Geografiske informasjonssystemer (GIS) er automatiserte systemer, hvis hovedfunksjoner er innsamling, lagring, integrasjon, analyse og grafisk visualisering i form av kart eller skjemaer av rom-tidsdata, samt relatert attributiv informasjon om objekter presentert i GIS .

GIS oppsto på 1960–70-tallet. i krysset mellom ini databasestyringssystemer og visualisering av grafiske data i datastøttet design (CAD)-systemer, automatisert kortproduksjon, nettverksadministrasjon. Den intensive bruken av GIS begynte på midten av 90-tallet. XX århundre På denne tiden dukker det opp kraftige og relativt billige personlige datamaskiner, og programvare blir mer tilgjengelig og forståelig.

Følgende brukes som datakilder for å lage GIS:

Kartografiske materialer (topografiske og generelle geografiske kart, kart over administrativ-territoriell inndeling, matrikkelplaner, etc.). Siden dataene som mottas fra kartene er georeferert, brukes de som basislaget til GIS;

Fjernmålingsdata (ERS), primært materialer hentet fra romfartøy og satellitter. Ved fjernmåling oppnås og overføres bilder til jorden fra bærerne til undersøkelsesutstyret som befinner seg i forskjellige baner. De oppnådde bildene er forskjellige i et annet nivå av synlighet og detaljer ved visning av objekter fra det naturlige miljøet i flere områder av spekteret (synlig og nær infrarød, termisk infrarød og radiorekkevidder). På grunn av dette løses et bredt spekter av miljøproblemer ved bruk av fjernmålingsdata. Fjernmålingsmetoder inkluderer også luft- og bakkeundersøkelser, og andre berøringsfrie metoder, for eksempel hydroakustiske undersøkelser av havbunnsavlastningen. Materialene til slike undersøkelser gir både kvantitativ og kvalitativ informasjon om ulike gjenstander i det naturlige miljøet;

Resultatene av geodetiske målinger på bakken, utført av nivåer, teodolitter, elektroniske totalstasjoner, GPS-mottakere, etc.; - data fra statlige statistiske tjenester for ulike sektorer av den nasjonale økonomien, samt data fra stasjonære målestasjoner for observasjoner (hydrologiske og meteorologiske data, informasjon om forurensning miljø etc).

Litterære data (referansepublikasjoner, bøker, monografier og artikler som inneholder en rekke opplysninger om visse typer geografiske objekter). I GIS brukes kun én type data sjelden, oftest er det en kombinasjon av ulike data på et hvilket som helst territorium.

Klassifisering av geografiske informasjonssystemer.

GIS-systemer utvikles og brukes til å løse vitenskapelige og anvendte problemer med infrastrukturdesign, by- og regionalplanlegging, rasjonell bruk av naturressurser, overvåking av miljøsituasjoner, samt for å ta operative tiltak i nødssituasjoner, etc. opprettelse av ulike GIS, som kan klassifiseres etter følgende kriterier:

Etter funksjonalitet: - Fullfunksjons GIS for generell bruk;

Spesialisert GIS, fokusert på å løse et spesifikt problem innen ethvert fagområde;

Informasjons- og referansesystemer for hjemme- og informasjons- og referansebruk. Funksjonaliteten til GIS bestemmes også av det arkitektoniske prinsippet for deres konstruksjon:

Lukkede systemer har ikke utvidelsesalternativer; de er kun i stand til å utføre det settet med funksjoner som er unikt definert på kjøpstidspunktet; - åpne systemer utmerker seg ved enkel tilpasning, utvidelsesmuligheter, siden de kan fullføres av brukeren selv ved hjelp av en spesiell enhet (innebygde programmeringsspråk).

Når det gjelder romlig (territoriell) dekning, er GIS delt inn i global (planetær), nasjonal, regional, lokal (inkludert kommunal).

I henhold til problemtematisk orientering - generell geografisk, miljø- og naturforvaltning, sektoriell (vannressurser, skogforvaltning, geologisk, turisme, etc.).

Ved å organisere geografiske data - vektor, raster, vektor-raster GIS.

Hovedkomponentene i geografiske informasjonssystemer.

Hovedkomponentene i GIS inkluderer: teknisk (maskinvare) og programvare, informasjonsstøtte.

Tekniske midler Er et sett med maskinvare som brukes i driften av GIS. Disse inkluderer en arbeidsstasjon (personlig datamaskin), informasjonsinndata-utdataenheter, databehandlings- og lagringsenheter, telekommunikasjonsfasiliteter.

Arbeidsstasjonen brukes til å kontrollere arbeidet til GIS og utføre databehandlingsprosesser basert på beregningsmessige og logiske operasjoner. Moderne GIS er i stand til effektivt å behandle enorme mengder informasjon og visualisere resultatene.

Datainntasting utføres ved hjelp av ulike tekniske midler og metoder: direkte fra tastaturet, ved hjelp av en digitizer eller skanner, gjennom eksterne datasystemer. Romlige data kan hentes fra elektroniske oppmålingsinstrumenter, ved hjelp av en digitaliseringsenhet eller skanner, eller ved bruk av fotogrammetriske instrumenter.

Enheter for behandling og lagring av data er integrert i datamaskinens systemenhet, som inkluderer en sentral prosessor, minne med tilfeldig tilgang, lagringsenheter (harddisker, bærbare magnetiske og optiske medier, minnekort, flash-stasjoner, etc.). Datautgangsenheter - en skjerm, en plotter, en plotter, en skriver, ved hjelp av hvilken en visuell representasjon av resultatene av behandling av rom-tidsdata er gitt.

Programvare- programvare (programvare) for implementering funksjonalitet GIS. Den er delt inn i basis- og applikasjonsprogramvare.

Grunnleggende programvareverktøy inkluderer: operativsystemer (OS), programvaremiljøer, nettverksprogramvare, databasestyringssystemer, samt kontrollmoduler for datainngang og -utgang, et datavisualiseringssystem og moduler for å utføre romlig analyse.

Applikasjonsprogramvare inkluderer programvareverktøy utviklet for å løse spesialiserte problemer innen et spesifikt fagområde. De er implementert som separate moduler (applikasjoner) og verktøy (tilleggsverktøy).

Informasjonsstøtte- et sett med informasjonsmatriser, informasjonskoding og klassifiseringssystemer. Det særegne ved å lagre romlige data i GIS er deres inndeling i lag. Flerlagsorganiseringen av et elektronisk kart, med en fleksibel lagstyringsmekanisme, lar deg kombinere og vise en mye større mengde informasjon enn på et konvensjonelt kart.

(Alt er vanlig her. Punkt for punkt.)

, økonomi, forsvar.

Når det gjelder territoriell dekning, er det global GIS (global GIS), subkontinental GIS, nasjonal GIS, ofte med status som statlig, regional GIS (regional GIS), subregional GIS og lokal, eller lokal GIS (lokal GIS).

GIS er forskjellig i fagområdet for informasjonsmodellering, for eksempel urban GIS, eller kommunal GIS, MGIS (urban GIS), miljø-GIS (environmental GIS) Mal: ​​Nobr; blant dem ble et spesielt navn, som spesielt utbredt, gitt til landinformasjonssystemer. Problemorienteringen til GIS bestemmes av oppgavene som er løst i den (vitenskapelige og anvendte), blant dem inventar av ressurser (inkludert matrikkelen), analyse, vurdering, overvåking, styring og planlegging, beslutningsstøtte. Integrert GIS, IGIS (integrert GIS, IGIS) kombinerer funksjonaliteten til GIS og systemer digital behandling bilder (fjernmålingsdata) i ett enkelt integrert miljø.

Multiscale GIS (multiscale GIS) er basert på multiple eller multiscale representation av romlige objekter, og gir grafisk eller kartografisk reproduksjon av data på hvilket som helst av de valgte nivåene i en skalaserie basert på et enkelt datasett med den høyeste romlige oppløsningen ... Spatio-temporal GIS (spatio-temporal GIS) opererer på spatio-temporal data. Implementeringen av geoinformasjonsprosjekter (GIS-prosjekt), opprettelsen av GIS i vid forstand av ordet, inkluderer følgende stadier: mulighetsstudie, inkludert studiet av brukerkrav (brukerkrav) og funksjonaliteten til den brukte GIS-programvaren, gjennomførbarhet studie, vurdering av forholdet Kostnader / fordeler; GIS-design, inkludert pilotprosjektstadiet, GIS-utvikling; teste det på et lite territorielt fragment, eller testområde, prototyping, eller lage en prototype, eller prototype; GIS implementering; drift og bruk. Vitenskapelige, tekniske, teknologiske og anvendte aspekter ved design, opprettelse og bruk av GIS studeres av geoinformatikk.

GIS oppgaver

• Datainput. For bruk i GIS må dataene konverteres til et egnet digitalt format (digitalisert). I moderne GIS kan denne prosessen automatiseres ved hjelp av skannerteknologi, eller, med en liten mengde arbeid, kan data legges inn ved hjelp av en digitizer.
• Datamanipulering (f.eks. skalering).
• Dataledelse. I små prosjekter kan geografisk informasjon lagres i form av vanlige filer, og med økning i informasjonsmengde og økning i antall brukere brukes et DBMS for å lagre, strukturere og administrere data.
• Spørring og analyse av data - få svar på ulike spørsmål (for eksempel hvem er eieren av denne tomten? Hvor langt fra hverandre er disse objektene? Hvor ligger denne industrisonen? Hvor er det et sted for å bygge et nytt hus Hva er hovedtypen jord under granskog? Hvordan vil bygging av ny vei påvirke trafikken?).
• Datavisualisering. For eksempel presentasjon av data i form av et kart eller graf.

GIS-funksjoner

GIS inkluderer mulighetene til en DBMS, raster- og vektorgrafikkredigerere og analytiske verktøy og brukes i kartografi, geologi, meteorologi, arealforvaltning, økologi, kommunal forvaltning, transport, økonomi og forsvar. GIS lar deg løse et bredt spekter av oppgaver - enten det er analyse av slike globale problemer som overbefolkning, forurensning av territoriet, reduksjon av skogland, naturkatastrofer og løsning av spesielle oppgaver, for eksempel å finne den beste ruten mellom punktene, velge optimal plassering for et nytt kontor, finne et hus etter adresse, rørlegging på bakken, ulike kommunale oppgaver.

GIS-systemet lar deg:

• bestemme hvilke objekter som befinner seg i et gitt område;
• bestemme plasseringen av objektet ( romlig analyse);
• å analysere tettheten av distribusjon over territoriet til et eller annet fenomen (for eksempel tettheten av bosetting);
• bestemme midlertidige endringer i et bestemt område);
• simulere hva som skjer når du gjør endringer i plasseringen av objekter (for eksempel hvis du legger til en ny vei).

GIS klassifisering

Etter territoriell dekning:

• global GIS;
• subkontinentalt GIS;
• nasjonal GIS;
• regional GIS;
• subregionalt GIS;
• lokalt eller lokalt GIS.

Etter kontrollnivå:

• føderalt GIS;
• regional GIS;
• kommunal GIS;
• bedriftens GIS.

Etter funksjonalitet:

• fullt funksjonell;
• GIS for visning av data;
• GIS for dataregistrering og behandling;
• spesialisert GIS.

Etter fagområde:

• kartografiske;
• geologisk;
• by eller kommunal GIS;
• miljø-GIS, etc.

Hvis systemet i tillegg til funksjonaliteten til GIS har digitale bildebehandlingsmuligheter, kalles slike systemer integrert GIS (IGIS). Poly-skala, eller skala-uavhengig, GIS er basert på flere eller poly-skala representasjoner av funksjoner, og gir grafisk eller kartografisk reproduksjon av data på et hvilket som helst valgt nivå i en skalaserie basert på et enkelt datasett med den høyeste romlige oppløsningen. Space-time GIS opererer på rom-tidsdata.

GIS-applikasjoner

• Grunnforvaltning, matrikkel. For å løse problemene med romlig referanse og begynte å lage en GIS. Typiske oppgaver er å lage inventar, klassifiseringskart, bestemme arealer av parseller og grenser mellom dem, etc.
• Lager, regnskap, planlegging og styring av distribuerte produksjonsinfrastrukturanlegg. For eksempel olje- og gasselskaper eller selskaper som driver et energinett, et system av bensinstasjoner, butikker mv.
• Design, ingeniørundersøkelser, planlegging i bygg, arkitektur. Slik GIS gjør det mulig å løse et komplett spekter av oppgaver for utvikling av territoriet, optimalisering av infrastrukturen til området under bygging, den nødvendige mengden utstyr, arbeidskraft og ressurser.
• Tematisk kartlegging.
• Ledelse av land-, luft- og vanntransport. GIS tillater å løse problemene med å kontrollere bevegelige objekter, forutsatt at et gitt system med relasjoner mellom dem og stasjonære objekter er oppfylt. Du kan når som helst finne ut hvor kjøretøyet er, beregne last, optimal bane, ankomsttid osv.
• Naturressursforvaltning, miljøvern og økologi. GIS hjelper med å bestemme Nåværende tilstand og reserver av observerte ressurser, simulerer prosesser i naturmiljøet, utfører miljøovervåking av området.
• Geologi, mineralressurser, gruveindustri. GIS beregner mineralreserver basert på resultatene av prøver (undersøkelsesboring, prøvegroper) med en kjent modell av forekomstdannelsesprosessen.
• Nødsituasjoner. Ved hjelp av GIS, prognoser for nødsituasjoner (branner, flom, jordskjelv, gjørmestrømmer, orkaner), beregning av graden av potensiell fare og ta beslutninger om yting av bistand, beregning av nødvendig antall styrker og midler for avvikling av nødsituasjoner, beregning av optimale ruter til katastrofestedet, vurdering av forårsaket skade.
• Krigføring. Bredt utvalg av løsninger spesifikke oppgaver knyttet til beregning av siktsoner, optimale bevegelsesveier over ulendt terreng, med hensyn til motstand, etc.
• Jordbruk. Prognose av utbytte og øke produksjonen av landbruksprodukter, optimalisere transport og markedsføring.

Jordbruk

Før starten av hver vekstsesong må bøndene ta 50 kritiske beslutninger: hva de skal dyrke, når de skal plantes, om de skal bruke gjødsel osv. Enhver av disse kan påvirke avlingene og bunnlinjen. Tidligere tok bøndene slike beslutninger basert på tidligere erfaringer, tradisjon, eller til og med samtaler med naboer og andre bekjente. Landbruket i dag genererer mer georefererte data enn de fleste andre næringer. Dataene kommer fra en rekke kilder: kjøretøytelemetri, værstasjoner, bakkesensorer, jordprøver, bakkeovervåking, satellitter og droner. Med GIS kan landbruksbedrifter samle inn, behandle og analysere data for å maksimere ressursene, overvåke avlingssikkerhet og øke avlingene.

Transport og logistikk

Å flytte mennesker og ting er ofte en stor logistisk utfordring. Tenk deg et sykehus som ønsker å gi sine pasienter på et bestemt tidspunkt den beste og raskeste ruten til hjemmet sitt, eller en lokal myndighet som ønsker å organisere optimale buss- og bybaneruter, eller en produsent som ønsker å levere produktene sine like effektivt og økonomisk som mulig, eller et oljeselskap som planlegger å legge rørledninger. I hvert av disse tilfellene må lokasjonsdata analyseres for å ta informerte forretningsbeslutninger.

Energi

I utforskningen av energiressurser brukes satellittfotografier, geologiske kart over jordens overflate og fjernmåling av formasjoner for å bestemme den økonomiske gjennomførbarheten av gruvedrift i et bestemt område. Energiselskaper bruker en enorm mengde geografiske data fordi industrielle sensorer nå installeres overalt: lasersensorer på fly, sensorer på jordoverflaten ved boring av brønner, rørledningsmonitorer osv. Kartlegging og romlig analyse gir nødvendig kunnskap for å ta beslutninger i samsvar med regulatoriske krav valg av steder og lokalisering av ressurser.

Detaljhandel

Ettersom forbrukere i økende grad bruker smarttelefoner og wearables, kan tradisjonelle selgere bruke geospatial teknologi for å få et mer fullstendig bilde av tidligere og nåværende kunder. Fordi geospatiale data ikke er begrenset til plassering, fanger de stedsrelaterte data, for eksempel kundedemografi eller informasjon om hvor folk tilbringer mest tid i butikken. Alle disse dataene kan brukes når du velger et sted for en butikk, definerer et sett med produkter og deres plassering, etc.

Forsvar og rekognosering

Geospatial teknologi har forvandlet militære og etterretningsoperasjoner i alle deler av verden der tropper er utplassert. Kommandoer, analytikere og andre fagfolk trenger nøyaktige GIS-data for å møte sine utfordringer. GIS hjelper til med å vurdere situasjonen (skaper en komplett visuell presentasjon taktisk informasjon), gjennomføre operasjoner på land (viser terrengforhold, høyder, ruter, vegetasjonsdekke, gjenstander og bosetninger), i luften (sender vær- og siktdata til piloter; dirigerer tropper og forsyninger, gir målbetegnelse) og til sjøs ( viser strøm, bølgehøyder, tidevann og vær).

føderal regjering

Rettidig og nøyaktig geospatial intelligens er avgjørende for beslutningstaking av føderale byråer som er ansvarlige for sikkerhet og sikkerhet, infrastruktur, ressursstyring og livskvalitet. GIS lar deg organisere sikkerhet og sikkerhet med operativ støtte, koordinere forsvar, naturkatastroferespons, handling rettshåndhevelse, nasjonale sikkerhetsbyråer og Nødhjelp... På infrastruktursiden hjelper GIS med å administrere ressurser og eiendeler for motorveier, havner, offentlig transport og flyplasser. Føderale byråer bruker også GIS for å bedre forstå de levende og historiske dataene som trengs for å administrere landbruk, skogbruk, gruvedrift, vann og andre naturressurser.

Lokale myndigheter

Lokale myndigheter tar daglig beslutninger som berører innbyggere og besøkende direkte. Starter med veireparasjoner og verktøy og slutter med vurdering av verdien av land og utvikling av territorier - overalt brukes kartografiske applikasjoner for å analysere og tolke GIS-data. I tillegg kan befolkningen og landskapet i byer og tettsteder endres dramatisk på relativt kort tid. For å tilpasse seg disse endringene og gi folk det servicenivået de forventer, bruker lokale myndigheter mye moderne teknologi GIS for overvåking av trafikk- og veiforhold, miljøkvalitet, spredning av sykdommer, distribusjon av forsyninger (f.eks. elektrisitet og vannforsyning og avløp), for forvaltning av parker og andre offentlige områder, og for utstedelse av campingtillatelser, jakt, fiske osv.

GIS struktur

GIS-sammensetning.

Et GIS-system inkluderer fem nøkkelkomponenter:

• maskinvare. Dette er datamaskinen som kjører GIS. I dag kjører GIS på ulike typer dataplattformer, fra sentraliserte servere til frittstående eller nettverkstilkoblede stasjonære datamaskiner;
• programvare. Inneholder funksjoner og verktøy som er nødvendige for å lagre, analysere og visualisere geografisk informasjon. Slike programvareprodukter inkluderer: verktøy for å legge inn og manipulere geografisk informasjon; databasestyringssystem (DBMS eller DBMS); verktøy for å støtte romlige spørringer, analyse og visualisering;
• data. Lokaliseringsdata (geografiske data) og tilhørende tabelldata kan samles inn og utarbeides av brukeren, eller kjøpes fra leverandører på kommersiell eller annen basis. I prosessen med å administrere romlige data, integrerer GIS romlige data med andre typer og kilder av data, og kan også bruke DBMS som brukes av mange organisasjoner til å organisere og vedlikeholde dataene de har til rådighet;
• utøvere. GIS-brukere kan være både tekniske spesialister som utvikler og vedlikeholder systemet, og vanlige ansatte, som GIS hjelper med å løse aktuelle hverdagssaker og problemer;
• metoder.

GIS historie

Pionerperiode (slutten av 1950-tallet - begynnelsen av 1970-tallet)

Forskning av grunnleggende muligheter, grenseområder for kunnskap og teknologi, utvikling av empirisk erfaring, første store prosjekter og teoretiske arbeider.

• Fremkomsten av elektroniske datamaskiner (ECM) på 50-tallet.
• Fremveksten av digitaliserere, plottere, grafiske skjermer og andre eksterne enheter på 60-tallet.
• Oppretting av programvarealgoritmer og prosedyrer for grafisk visning av informasjon på skjermer og bruk av plottere.
• Oppretting av formelle metoder for romlig analyse.
• Opprettelse av programvareverktøy for databaseadministrasjon.

Perioden med statlige initiativer (tidlig på 1970-tallet - begynnelsen av 1980-tallet)

Statlig støtte til GIS har stimulert utviklingen av eksperimentelt arbeid innen GIS-feltet basert på bruk av gatenettdatabaser:

• Automatiserte navigasjonssystemer.
• Avfalls- og søppeloppsamlingssystemer.
• Kjøretøytrafikk i nødssituasjoner mv.

Periode med kommersiell utvikling (tidlig på 1980-tallet - i dag)

Et bredt marked for ulike programvareverktøy, utvikling av desktop GIS, utvidelse av deres bruksområde gjennom integrasjon med ikke-romlige databaser, fremveksten av nettverksapplikasjoner, fremveksten av et betydelig antall lekbrukere, systemer som vedlikeholder individuelle datasett på separate datamaskiner åpner veien for systemer som støtter bedrifts- og distribuerte geodatabaser.

Brukerperiode (slutten av 1980-tallet – nåtid)

Økt konkurranse blant kommersielle produsenter av geografiske informasjonsteknologitjenester gir fordeler for GIS-brukere, tilgjengeligheten og "åpenheten" til programvareverktøy gjør det mulig å bruke og til og med modifisere programmer, fremveksten av bruker-"klubber", telekonferanser, geografisk adskilt, men tilkoblet ved et enkelt tema av brukergrupper, et økt behov for geodata, begynnelsen på dannelsen av den globale geoinformasjonsinfrastrukturen.

GIS struktur

1. Data (romlige data):
   • posisjonell (geografisk): plasseringen av et objekt på jordens overflate.
   • ikke-posisjonell (attributiv): beskrivende.
2. Maskinvare (datamaskiner, nettverk, lagringsenheter, skanner, digitalisatorer, etc.).
3. Programvare (programvare).
4. Teknologier (metoder, prosedyrer osv.).

QGIS er et gratis, åpen kildekode, gratis geografisk informasjonssystem for skrivebordet. Den kan brukes til å lage, redigere, visualisere, analysere og publisere geospatial informasjon på Windows, Mac, Linux, BSD (og snart på Android). Systemet er godt dokumentert på russisk, pluss at det har et omfattende russisktalende fellesskap av brukere og utviklere.

QGIS-funksjonalitet er definert stort beløp installerbare utvidelser lastet gjennom "Administrer moduler"-menyen. Moduler kan bli funnet for en lang rekke oppgaver, fra geokoding, til geometriforenkling, integrasjon med nettkarttjenester og 3D-landskapsmodellering.

Hensikten med denne artikkelen er å gi en oversikt over funksjonene til QGIS. Hvordan implementere dette eller hint i praksis - jeg foreslår å google og umiddelbart prøve underveis. Applikasjonsgrensesnittet er vennlig og forståelig for en nybegynner, spesielt hvis du har en ide om generelle prinsipper GIS-arbeid som denne artikkelen i stor grad er viet til.

QGIS prosjektfil og lagfiler

Hovedobjektene som brukeren arbeider med i GIS er lag. Et vanlig lag er en tabell, der hver linje tilsvarer ett objekt på kartet. I motsetning til de vanlige bordene i Microsoft stil Excel, i tillegg til attributive data, som for eksempel navnet på en eiendom, leietaker, adresse, område, etc., har QGIS-tabellen en kolonne, skjult som standard, med den såkalte "geometrien" til objekt - romlige data som kan vises på kartet objektet beskrevet i den tilsvarende linjen i denne tabellen.

Avhengig av type lag, er objektene som kan plasseres rundt kartet rasterobjekter (bilder, for eksempel biter av satellittbilder) eller vektordata, som er beskrevet av koordinatene til toppunktene. Det er tre hovedtyper av vektorobjekter:

• poeng;
• linjer, inkludert brutte linjer;
• polygoner (lukkede linjer av arealobjekter).

Det er viktig for en QGIS-bruker å forstå nøyaktig hvor tabeller lagres hvis rader inneholder romlige data. I søknaden danner vi et prosjekt der vi lager nye, eller som vi drar inn tidligere opprettede eller offentlig tilgjengelige tabeller. Dette kan være tabellfiler i ulike formater, databasetabeller laget av QGIS eller andre applikasjoner, offentlige og private nettjenester.

I sin enkleste form lager brukeren sine lag i tabellfiler med utvidelsen ".shp" (fra engelsk Shape - shape, shape) - det opprinnelige QGIS-formatet. Ett lag (tabell) er inneholdt i en .shp-fil. Hvis du trenger å overføre kartografisk informasjon til noen for videre arbeid, kan du sende én ".shp"-fil, selv om det i mange tilfeller er mer hensiktsmessig å pakke den inn i et arkiv og overføre hele prosjektmappen.

Som allerede nevnt er det et eget felt i lagtabellen for lagring av geometri. Hvis det ikke er i kilden (fil, database, ekstern applikasjon), så vil QGIS hjelpe deg med å lage den. Dette betyr at du for eksempel kan knytte til et prosjekt en fil med motparters adresser i CSV-format lastet ut fra Microsoft Excel, lage geometrifelt i den, eller konvertere dem til et fullverdig ".shp"-lag for å vise disse adressene på kartet.

QGIS lar deg legge ved lagtabellfiler til et prosjekt i mange formater, for eksempel MapInfo, ArcGIS eller til og med CSV, men som regel, etter å ha lagt dem ved, konverterer jeg dem umiddelbart til QGIS (.shp)-format, da dette gir flere muligheter , spesielt når det gjelder styling ... Noen ganger har vedlagte lagfiler feil tekstkoding. I dette tilfellet kan den riktige velges i egenskapene til laget.

Siden filene ikke importeres, men er knyttet til prosjektet, vil endringene som gjøres i radene i tabellen bli lagret i de samme filene. Det vil si at de vil bli synlige i alle applikasjoner som bruker denne tabellen, og omvendt.

Hva er litt forvirrende for en nybegynner? Lag som er lastet inn i prosjektet er som standard beskyttet mot skriving og kan ikke redigeres; du kan ikke legge til nye objekter til dem, flytte dem, endre attributter og legge til felt i tabellen. For alt dette må du velge ønsket lag og trykke på redigeringsknappen. De tilsvarende andre knappene og alternativene vil da bli tilgjengelige.

Ikke glem at endringene dine gjelder for det valgte laget, og hvis du bytter til et annet, vil det forrige, selv om det forblir i redigeringsmodus, kartlegges nytt objekt du vil ikke lykkes før du velger laget som skal redigeres på nytt. Unødvendig å si at du med jevne mellomrom må lagre endringer i laget som redigeres (eller hele prosjektet) for ikke å miste dem.

Stiler

Tabeller med data og regler for visning på kartet (stiler) lagres og behandles av QGIS separat. Vi forsto hva tabeller er, nå må vi forstå hva stiler er.

Stilen er satt for hvert bord. Det enkleste som stilen beskriver er fargene, markørene og bildene som brukes til å vise tabellobjekter på kartet, formateringen og plasseringen av etiketter og tabellfeltene som disse etikettene er dannet fra, skalaen som laget eller etikettene vises i. . Spesielt ved hjelp av en stil kan du enkelt gjøre utseendet til et lag på et kart avhengig av enkelte felt i denne eller relaterte tabeller. Vis for eksempel debitorer og kreditorer på kartet med forskjellige symboler.

I tillegg kan du tilpasse handlingene som utføres, for eksempel når du klikker på en objektmarkør på kartet. Hvis du vil klikke på kartet for å gå til objektsiden i en lukket bedriftsnettverk eller start et program for å behandle objektet - ikke noe problem.

Bruke lag fra offentlige kilder

Det finnes spesielle nettjenester WMS og WFS som er designet for å overføre kartografisk informasjon. Brukeren bruker en spesiell HTTP-lenke der brukerens klient (QGIS) ber om data. Serveren sender data og de vises på brukerens skjerm. I noen tilfeller kan disse dataene redigeres og returneres til serveren.

Den grunnleggende forskjellen mellom WMS- og WFS-protokollene er som følger:

• WMS - overfører kartografisk informasjon i form av ferdige bilder (raster), forankret til koordinater.
• WFS – Lar deg spørre etter og, hvis autorisert, redigere romlige vektordata på kartet, for eksempel veier, kystlinjer, pakker og mer.

Det er mange nyttige offentlige tjenester for å gi kartinformasjon i form av lag (vanligvis WMS) tilgjengelig via en nettlenke og spørre etter våre QGIS-prosjekter. Mange av disse tjenestene er tilgjengelige fra QGIS Quick Map Services-modulen.

Etter å ha installert modulen, åpne fanen "Last tjenester" i innstillingene og klikk på "Hent datakilder"-knappen. Du vil ha tilgang til et offentlig matrikkelkart, fotoplaner fra Google og Yandex, lisensiert rent og, etter min mening, det mest detaljerte av de tilgjengelige OpenStreetMap-kartene (aka OSM), samt dusinvis av andre nyttige lag som du kan plassere i prosjektet ditt.

I tillegg tilbyr noen tjenester nyttig informasjon for automatisk analyse. Fra OSM kan du for eksempel få alle regionale og føderale veier på kartet med tall, veityper, dekning m.m.

Geokoding

Geokoding er en fantastisk oppfinnelse. Hvis du har en tabell i Excel for hånden med adressene til 10 000 objekter (for eksempel en liste over entreprenører), hvorfor ikke analysere dem på kartet også.
For å gjøre dette konverterer vi i QGIS en tabell fra en CSV-fil til en layer.shp (modul "RuGeocoder"). I dette tilfellet vil lagtabellen motta skjult kolonne med geometri (punktkoordinater), men det vil være tomt foreløpig.

Nå, ved å bruke den samme modulen, bruker vi geokodingsprosedyren, spesifiser lagtabellen og dens felt med adresser, velg en tjenesteleverandør. Mitt valg er Yandex, siden det håndterer russiskspråklige adresser bedre enn noen andre.

Så vi starter geokodingsprosedyren, venter i gjennomsnitt et sekund på hvert av de behandlede objektene og får alle spredt over kartet.

Koordinatsystemer

Det er nyttig å forstå at det finnes forskjellige koordinatsystemer. Det er hundrevis av dem.

På skolen studerte vi kun geografisk (WGS-84), som representerte et punkt på et kart i form av grader, minutter, sekunder av breddegrad og lengdegrad. Imidlertid i geografiske informasjonssystemer geografiske koordinater lagres i grader og deres desimalbrøker, og minutter og sekunder brukes ikke (for eksempel vil beskrivelsen av et punkt med koordinatene 45 ° 34'55 ″ nordlig bredde og 15 ° 30′0 ″ vestlig lengde se slik ut: 45.581944 °, -15,5 °).

Det er hyppige tilfeller når fra tredjeparts kilder du ender opp med lag hvis geometrifelt bruker et av de rektangulære koordinatsystemene. Rektangulære systemer brukes aktivt av landmålere og designere - dette er de såkalte lokale koordinatsystemene (LSC). Rektangulære koordinatsystemer antar at jorden er flat og alle abscisse- og ordinatmålinger er tatt fra et spesifikt datum, kilometer unna.

Hvorfor er det så mange? Faktum er at antakelsen om en flat planet ikke tillater bruk av en lokalt system koordinater over hele jorden, siden etter noen hundre kilometer blir feilen merkbar. Men de er uerstattelige når det er nødvendig høy presisjon i et område avgrenset av flere bredde- og lengdegrader. Så i Moskva-regionen bruker landmålere MSK-50-systemene i sone 1 eller 2.

QGIS lar deg velge et koordinatsystem for hvert lag. Det vil si at i ett prosjekt kan det være lag med forskjellige koordinatsystemer, og de kan enkelt konverteres fra ett system til et annet - det er nok å lagre laget til en shp-fil eller en database, velge som en parameter nytt system... I tillegg kan du i QGIS konfigurere koordinatsystemet som alle prosjektlagene skal oversettes til når de vises på skjermen, samt systemet som blir satt som standard for nye prosjekter og lag i det gjeldende prosjektet.

Informasjon om koordinatsystemet lagres sammen med tabellen i QGIS shp-filen, og når du overfører lagfilen til noen med den, overfører du tilsvarende innstillinger. Andre kilder til lag inkludert i prosjektet har kanskje ikke koordinatsysteminformasjon. Derfor, hvis du mottok fra noen et lag med informasjon som av en eller annen grunn ikke vises på kartet, gjør følgende - åpne tabellen over objekter i dette laget, velg hvilken som helst linje og trykk på knappen for å gå til objektet. Hvis skjermen viser Afrika eller verdenshavene, betyr det at QGIS ikke gjenkjente koordinatsystemet riktig. Sjekk med de som kilden (filen) er mottatt fra, i hvilket koordinatsystem dataene er lagret, og sett det for laget i QGIS.

Hvis ønsket koordinatsystem ikke er i QGIS, så kan du legge det inn selv (Custom Coordinate System). For å gjøre dette må du kjenne til innstillingslinjen. Google for å hjelpe deg - prøv å bruke en spørring med navnet på ønsket system pluss for eksempel "tilpasset QGIS-koordinatsystem".

Hva annet kan du trenge den til? Brukere av det offentlige matrikkelkartet er godt klar over problemet med å forskyve matrikkellagene i forhold til satellittsubstratet. Det er forvirrende og forstyrrer visuelt å vurdere grensene for tomter. Vi ser et lignende bilde når vi legger til et offentlig matrikkelkartlag til QGIS sammen med Yandex- eller Google-bilder.

For å rette opp situasjonen opprettet jeg mitt eget tilpassede koordinatsystem i QGIS med følgende parametere, valgt empirisk, og satt det for lagene på matrikkelkartet:

Proj = merc + a = 6378137 + b = 6378137 + lat_ts = 0,0 + lon_0 = 0,0 + x_0 = -11,0 + y_0 = -6 + k = 1,0 + enheter = m [e-postbeskyttet]+ wktext + no_defs
Som et resultat er problemet fjernet.

Litt kunstflyging

Først. Et interessant alternativ er å lagre romlig informasjon i en database. Hvis det er en database Microsoft SQL, Oracle eller Postgres der det for eksempel er en tabell med en liste over entreprenører med deres adresser eller en tabell med en liste over utstyr spredt over territoriet, så er denne tabellen (spørringen) nyttig for å koble til QGIS.

Du trenger bare å legge til et geometrifelt, og QGIS vil hjelpe med dette. Ikke glem å angi rettighetene til å redigere tabellen i databasen for brukeren som får tilgang til den fra QGIS. Informasjonen som legges inn i QGIS vil bli lagret i databasen, og når den endres i databasen av tredjeparts administrasjonsapplikasjoner, vil den umiddelbart vises i QGIS.

Sekund. Hvis du ikke ønsker å gi direkte tilgang til endringer i databasen eller en annen datakilde (for eksempel en CSV-fil), men du raskt vil motta informasjon på kartet, dvs. effektiv metode og for det.

For eksempel har vi informasjon om leietakerne til eiendommen vår i 1C-databasen, vi ønsker å vise leietakere på kartet, markere forskjellige farger leie debitorer og vise ved siden av deres gjeldsbeløp eller en slags tidsplan med en tendens til tilbakebetaling.

Det er nødvendig, akkurat som vi gjør med vanlige lag, å legge ved databasetabellene med informasjonen vi er interessert i (for eksempel om dynamikken i gjeld, debitor, eiendom osv.) inn i QGIS-prosjektet med leserettigheter . Siden de vedlagte tabellene i utgangspunktet ikke har geometri, og vi ikke gir QGIS muligheten til å opprette og endre den, er det selvfølgelig nødvendig å gi GIS den manglende informasjonen om plasseringen av eiendommen på en annen måte. .

For å gjøre dette, lag et .shp-lag, plasser objekter på det, skriv inn unike tall i en av attributtene som tilsvarer identifikatorene til disse objektene i 1C. Det vil si at begge tabellene må ha felt med samme identifikasjonsdata som de kan kobles sammen med. Konfigurer de riktige koblingene i egenskapene til .shp-laget. Som et resultat endrer vi ikke 1C-dataene fra QGIS, men deres endring fra 1C-siden påvirker umiddelbart visningen av objekter og relatert informasjon på kartet i QGIS. Det gjenstår å justere egenskapene til kartlaget for en vakker visning av informasjon og nyte resultatet i sanntid.

Tredje. Du kan vise data på et kart i QGIS ikke bare med punkter, linjer og polygoner med etiketter, men også med diagrammer generert automatisk basert på de presenterte dataene.

Fjerde. Du kan få analyser fra QGIS i form av tabeller og sammendragsdata beregnet under hensyntagen til geospatial informasjon. Hvis du for eksempel har en tabell over bosetninger med antall innbyggere i hver og en tabell over veier fra OSM, kan du raskt beregne befolkningen som bor mer enn 3 kilometer fra regionale og føderale motorveier.

NextGIS.com

En annen oppdagelse av året for meg var skyproduktet NextGIS.com. Det unge russiske NextGIS-teamet er aktivt involvert i utviklingen av QGIS. Dette kan sees av antall moduler tilgjengelig i QGIS for deres produksjon. I 2016 lanserte de den nevnte webkarttjenesten og utvider nådeløst sine evner.

Prosjektkilder er tilgjengelige på github. Så hvis du vil distribuere en webtjeneste selv, er det ikke noe problem. Men betingelsene som NextGIS-teamet tilbyr for å få tilgang til skyen deres fortjener utvilsomt oppmerksomheten til selv de mest gjerrige brukerne.

Det er gratis å lage ditt eget nett-GIS i NextGIS-skyen. Du vil motta domenenavnet i formatet ditt navn.nextgis.com og du kan nesten uten begrensninger bruke alle godsakene de gir. Det viktigste er å begynne å sette seg inn i løsningen og bruke den i praksis. Hovedbegrensningen for et gratis abonnement er manglende evne til å begrense lesetilgangen til informasjon. Hvem som helst kan se hva som er lagt ut av deg.

Allerede med et gratis abonnement kan du lage så mange nettkart du vil med vilkårlige innstillinger, layout og stiler for lagene du lastet opp, samt se, analysere kart på arbeidsdatamaskinen din og, komplett med NextGIS Mobile, samle inn data i feltet, legger dem direkte til skyen ... Du kan legge inn kart på nettsider eller se på tjenesten.

Betalt abonnement reduserer restriksjoner, inkludert antall brukere som redigerer lag (opprinnelig én bruker), og differensieringen av rettighetene deres. Noen lag kan vises til alle, og tilgangsrettigheter til andre kan begrenses. I tillegg kan du for eksempel bruke ditt eget domenenavn gis.mycompany.ru og få en rekke forhåndskonfigurerte bakgrunner (gratis abonnement inkluderer kun OpenStreetMap).

Ifølge en representant fra selskapet endres nå abonnementsbetingelsene. Du må fokusere på informasjonen som er lagt ut på tjenestenettstedet på nextgis.ru/pricing. Tidligere betalt tariff var den samme og utgjorde 3000 rubler per måned. Nå betalt abonnement koster fra 600 rubler. De lover det for de samme 3000 rubler. per måned vil kunden motta et komplett og oppdatert kompleks av programvare og tjenester, som før.

Integrasjon av QGIS og NextGIS.com

Jeg vil dvele ved noen få ikke åpenbare prinsipper for integrasjon mellom QGIS og NextGIS.com. Når du jobber i QGIS, lager du lag og deres stiler i prosjektene dine, som allerede diskutert ovenfor. Nå, for å plassere det opprettede laget på nettkartet, har vi flere måter. La oss ta en lang tur først for å forstå NextGIS Web-ideologien. For å legge et lag trenger du:

• gå til QGIS i lagegenskapene og fra dem lagre stilen til en fil;
• lagre lagfilen i WGS 84 koordinatsystem (EPSG: 3857).

Når du har to filer (en lagstil med .qml-utvidelsen og en lagtabell med en .shp-utvidelse), må du:

• logg på kontoen din på nettstedet ditt i NextGIS.com-skyen,
• lag et nytt lag via alternativet "Opprett ressurs - vektorlag" og last inn en fil med filtypen .shp i fanen "Vektorlag".

Etter å ha lagret ressursen, vil det være mulig å laste lagstilfiler i innstillingene. For hvert datalag kan du lagre flere forskjellige stilfiler som vil vise dataene annerledes på nettkartet.

Til slutt er det på tide å plassere laget på kartet. For å gjøre dette, åpne hjemmesiden til nettstedet ditt. Blant de listede objektene i hovedressursgruppen vil det være minst ett eksisterende nettkart. Skriv inn innstillingene og velg fanen "Lag". Klikk "Legg til lag" og finn laget ditt i den åpnede tabellen og under den stilen du vil at dataene skal vises i på nettkartet. Klikk Lagre og nettkart - Åpne. Laget foran deg på kartet – slå det på for å vise det.

Veldig lang vei, ikke sant? Men det er en rute som løser alt dette og mer direkte fra QGIS med noen få tastetrykk og som jeg bruker.

NextGIS Connect plugin for QGIS

Installer NextGIS Connect-modulen fra QGIS "Manage Modules"-menyen. "NextGIS Resources"-widgeten vises i grensesnittet. I innstillingene oppretter du en tilkobling som spesifiserer kontodataene dine, inkludert webadressen din (i formatet "http://myisite.nextgis.com"), brukernavnet "administrator" og passordet du mottok under registreringen. I stedet for å skrive inn brukernavn og passord kan du bruke gjestekontoen, men med den vil du ikke kunne laste opp data fra QGIS til nettsiden – du kan kun motta informasjon fra siden. Etter registrering vil skjermen vise alle ressursene dine på skytjenesten.

Det er nå to måter å plassere QGIS-lag på et nettkart.

Derfor er det en annen mer grasiøs måte, designet for å fungere med allerede opprettede nettkart. For å gjøre dette, hever vi fra QGIS til NextGIS.com-skyen ett nytt eller endret lag:

• i NextGIS Connect-vinduet sletter du lagene som vi ønsker å få oppdatert;
• velg den endelige ressursmappen i NextGIS Connect-vinduet;
• velg laget i QGIS med høyre museknapp og velg "NextGIS Connect - Import Selected Layer" fra kontekstmenyen. Det valgte laget kopieres til skyen sammen med stilen;
• gjenta trinnene for alle lag som vi ønsker å oppdatere på nettkartet;
• velg kartet i NextGIS Connect-vinduet som vi skal plassere laget på og gå til det ved å klikke høyre knapp musen gjennom kontekstmenyen "Åpne i WebGIS";
• i det åpne vinduet til nettkartressursen på nettstedet, klikk på "Endre", velg fanen "Lag" og klikk på "Legg til lag"-knappen. Finn de innlastede lagene og legg til stilene plassert under hvert av dem på kartet. Klikk "Lagre".

Vær oppmerksom på om du ikke er logget inn på siden under din regnskap, selv om vi har passert den angitte ruten, vil lagring av data føre til en feil.

Rasterlag

Nytten av tilpassede rasterlag som kartunderlag når man jobber i QGIS er ikke umiddelbart åpenbar, siden det er en "Quick Map Services" plug-in, som med et par klikk legger til lag med offentlige nettkart til prosjektet, for eksempel Yandex -Sputnik eller et matrikkelkart.

Men over tid dukker behovet for dem opp i følgende tilfeller hvis:

• på kartet trenger du en mer detaljert fotografisk plan av et eget objekt eller territorium som du har tilgjengelig for allmennheten
• du jobber på veien, med ustabil Internett-tilgang, eller hvis du er irritert over langvarig nedlasting av offentlige bilder hver gang du flytter skjermen;
• du bruker gratisversjonen av NextGIS.com, og den eneste OpenStreetMap-bakgrunnen på nettkartene dine passer ikke deg.

I det andre og tredje tilfellet vil åpen kildekode-skrivebordsapplikasjonen SAS.Planeta hjelpe deg. Last den ned til datamaskinen din fra nettstedet. Skisser området du vil ta inn i rasterlaget, velg "Operasjoner med valgt område" fra menyen, åpne fanen "Lim" og angi de valgte innstillingene (for eksempel som på bildet). Ved å klikke på "Start"-knappen vil georefererte rasterbilder bli generert på datamaskinen din, som kan lastes inn som et rasterlag i QGIS eller som en ressurs i NextGIS.com.

Hva du må være oppmerksom på:

1. Det foretrukne filformatet for lagring av rasterdata er GeoTIFF med JPEG-komprimering. Den tar liten plass, den eneste som er lastet inn på NextGIS.com og kan inneholde fliser – små flerskalabilder som effektivt og raskt åpnes på et nettkart når du flytter skjermen. Alle fliser er lagret i én fil som standard, men dette monsteret trenger ikke å lastes ned til datamaskinen din hver gang, strengt nødvendige brikker vil bli valgt fra det. Men hvis filen fortsatt er for stor for deg eller for opplasting til nettkarttjenesten, kan den deles opp i deler som vist (2x2 stykker, 4 filer) i innstillingene ovenfor.
2. Et rasterlag kan plasseres i et QGIS-prosjekt ved ganske enkelt å dra og slippe. Og hvis flere deler må sys sammen, så kan du bruke det såkalte "virtuelle laget" eller ganske enkelt samle alle rasterlagene i en gruppe.
3. Maksimal skala for Yandex-Sputnik er 18. 17 er tilstrekkelig for mange oppgaver, og filen med fliser er betydelig redusert.
4. Ved liming i SAS.Planet legges kun fliser av spesifisert målestokk i GeoTIFF-filen, og etter å ha festet rasterlaget til QGIS-prosjektet anbefales det å velge alternativet "Pyramider" i lagegenskapene. Rastere med høy oppløsning kan bremse navigasjonen i QGIS. Å lage kopier av lavoppløsningsdata (pyramider) kan forbedre hastigheten betydelig fordi QGIS automatisk velger optimal oppløsning avhengig av gjeldende skala. Lag mindre pyramider.

NextGIS Mobile

Hvis du må jobbe i felt, er det et ønske om å raskt motta informasjon på vei fra kartet, samtidig som du samler inn data og raskt deler det med andre, da er det nyttig å bruke den gratis NextGIS Mobile-applikasjonen til smarttelefon eller nettbrett . Med dens hjelp kan du motta og behandle geografisk distribuert informasjon fra ulike kilder, inkludert fra NextGIS.com-lag og tredjepartsdatabaser, laste fra QGIS, modifisere, tegne objekter og lage nye lag, returnere dem til QGIS. Og alt er knyttet til sin egen plassering. Det er fint å kunne lagre egne bevegelsesspor i lag.

For masseinnsamling av informasjon er det ganske enkelt å lage dine egne skjemaer som er praktiske for bruk av utrente ansatte fra en applikasjon på en telefon eller nettbrett.

I stedet for en konklusjon

Det er mange flere måter å jobbe med løsningene nevnt ovenfor. For eksempel kan lag plasseres på en gratis eller din egen databaseserver PostgreSQL-data, arbeid med dem i QGIS og andre applikasjoner, for eksempel LibreOffice, Microsoft Access eller Microsoft Excel, og på NextGIS.com, konfigurer laget én gang for visning på et nettkart. Som et resultat vil alle dataendringer i QGIS eller Microsoft Excel umiddelbart vises på nettkartet.

Du kan legge ved dokumenter og bilder på kartet til objekter plassert i skyen på et lag. Å se dem er praktisk og oversiktlig. Men hvis du med jevne mellomrom må erstatte dette laget med et nytt fra QGIS, vil all skjønnheten du fylte med den fjernede versjonen forsvinne. Et alternativ er å jobbe i skyen ikke ved å erstatte lag fra QGIS (gjennom NextGIS Connect-modulen eller manuelt), men indirekte, for eksempel igjen, gjennom et lag når det er konfigurert som mottar informasjon fra Postgres-databasen.

qgis

nextgis

sas.planet

Legg til merkelapper

GIS er en moderne geoinformasjon mobile systemer som har muligheten til å vise sin plassering på kartet. I hjertet av dette viktig eiendom ligger bruken av to teknologier: geoinformasjon og Hvis en mobilenhet har en innebygd GPS-mottaker, er det ved hjelp av en slik enhet mulig å bestemme plasseringen og derfor de nøyaktige koordinatene til selve GIS. Dessverre er geoinformasjonsteknologier og -systemer i den russiskspråklige vitenskapelige litteraturen representert av et lite antall publikasjoner, som et resultat av at det praktisk talt ikke er informasjon om algoritmene som ligger til grunn for deres funksjonalitet.

GIS klassifisering

Underinndelingen av geografiske informasjonssystemer er basert på det territorielle prinsippet:

1. Global GIS har blitt brukt til å forhindre menneskeskapte og naturkatastrofer siden 1997. Takket være disse dataene er det mulig på relativt kort tid å forutsi omfanget av katastrofen, utarbeide en avviklingsplan, vurdere skadene og menneskelige tap og organisere humanitære aksjoner.
2. Regionalt geografisk informasjonssystem utviklet på kommunalt nivå. Hun tillater Lokale myndigheter forutsi utviklingen av en bestemt region. Dette systemet reflekterer nesten alle viktige sfærer, for eksempel investering, eiendom, navigasjon og informasjon, juridisk, etc. Det er også verdt å merke seg at takket være bruken av disse teknologiene ble det mulig å fungere som en garantist for livssikkerheten til hele befolkning. Det regionale geografiske informasjonssystemet brukes for tiden ganske effektivt, og bidrar til å tiltrekke seg investeringer og den raske veksten i regionens økonomi.

Hver av gruppene ovenfor har visse underarter:

• Det globale GIS inkluderer nasjonale og subkontinentale systemer, vanligvis med statlig status.
• I det regionale - lokale, subregionale, lokale.

Informasjon om disse informasjonssystemene finnes i spesielle seksjoner nettverk kalt geoportaler. De ligger i åpen tilgang for vurdering uten restriksjoner.

Driftsprinsipp

Geografiske informasjonssystemer opererer etter prinsippet om å komponere og utvikle en algoritme. Det er han som lar deg vise bevegelsen til et objekt på et GIS-kart, inkludert bevegelsen til en mobil enhet i det lokale systemet. For å skildre et gitt punkt på en terrengtegning, må du vite etter i det minste, to koordinater - X og Y. Når du viser bevegelsen til et objekt på kartet, må du bestemme sekvensen av koordinater (Xk og Yk). Indikatorene deres skal samsvare med forskjellige tidspunkter for det lokale GIS-systemet. Dette er grunnlaget for å lokalisere et objekt.

Denne sekvensen av koordinater kan trekkes ut fra standard NMEA-filen til GPS-mottakeren, som utførte ekte bevegelse på bakken. Algoritmen som vurderes her er derfor basert på bruk av NMEA-fildata med koordinatene til objektets bane over et bestemt territorium. Nødvendige data kan også innhentes som et resultat av modellering av bevegelsesprosessen basert på dataeksperimenter.

GIS-algoritmer

Geografiske informasjonssystemer er bygget på de første dataene, som brukes for å utvikle algoritmen. Som regel er dette et sett med koordinater (Xk og Yk) som tilsvarer en viss bane for objektet i form av en NMEA-fil og et digitalt GIS-kart i det valgte området av terrenget. Oppgaven er å utvikle en algoritme som viser bevegelsen til et punktobjekt. I løpet av dette arbeidet ble tre algoritmer analysert som ligger til grunn for løsningen av problemet.

• Den første GIS-algoritmen er analyse av NMEA-fildata for å trekke ut en sekvens av koordinater (Xk og Yk),
• Den andre algoritmen brukes til å beregne sporvinkelen til objektet, mens parameteren måles fra østover.
• Den tredje algoritmen er å bestemme forløpet til objektet i forhold til kardinalpunktene.

Generalisert algoritme: generelt konsept

Den generaliserte algoritmen for å vise bevegelsen til et punktobjekt på et GIS-kart inkluderer tre tidligere angitte algoritmer:

• analyse av NMEA-data;
• beregning av sporvinkelen til objektet;
• bestemme objektets kurs i forhold til land rundt om i verden.

Geografiske informasjonssystemer med en generalisert algoritme er utstyrt med hovedkontrollelementet - en timer (Timer). Standardoppgaven er at den lar programmet generere hendelser med jevne mellomrom. Ved hjelp av et slikt objekt kan du angi den nødvendige perioden for å utføre et sett med prosedyrer eller funksjoner. For eksempel, for en gjentatt telling av et tidsintervall på ett sekund, bør følgende tidtakeregenskaper settes:

• Timer.Interval = 1000;
• Timer.Enabled = Sant.

Som et resultat vil prosedyren for å lese X, Y-koordinatene til objektet fra NMEA-filen startes hvert sekund, som et resultat av at dette punktet med de oppnådde koordinatene vises på GIS-kartet.

Hvordan timeren fungerer

Bruken av geografiske informasjonssystemer er som følger:

1. På digitalt kart tre punkter er merket ( symbol- 1, 2, 3), som tilsvarer banen til objektet til forskjellige tider tk2, tk1, tk. De er nødvendigvis forbundet med en solid linje.
2. Timeren, som styrer visningen av objektets bevegelse på kartet, slås av og på ved hjelp av knappene som trykkes av brukeren. Deres betydning og en viss kombinasjon kan studeres i henhold til ordningen.

NMEA-fil

La oss kort beskrive sammensetningen av GIS NMEA-filen. Det er et dokument skrevet i ASCII-format. Faktisk er det en protokoll for å utveksle informasjon mellom en GPS-mottaker og andre enheter, for eksempel en PC eller PDA. Hver NMEA-melding begynner med et $-tegn, etterfulgt av en enhetsbetegnelse på to tegn (for en GPS-mottaker, GP) og slutter med \ r \ n, en vognretur og linjeskifttegn. Nøyaktigheten av dataene i varselet avhenger av typen melding. All informasjon er på én linje, med felt atskilt med komma.

For å forstå hvordan geografiske informasjonssystemer fungerer, er det nok å studere en mye brukt melding som $ GPRMC, som inneholder et minimalt, men grunnleggende sett med data: plasseringen av et objekt, dets hastighet og tid.
La oss vurdere, ved å bruke et spesifikt eksempel, hvilken informasjon som er kodet i den:

• dato for å bestemme koordinatene til objektet - 7. januar 2015;
• Koordinatbestemmelse UTC-tid - 10t 54m 52s;
• koordinater til objektet - 55 ° 22.4271 "N og 36 ° 44.1610" E

Vi legger vekt på at koordinatene til objektet presenteres i grader og minutter, og den siste indikatoren er gitt med en nøyaktighet på fire desimaler (eller et punkt som skilletegn for heltalls- og brøkdelene av et reelt tall i USA-formatet) . I fremtiden vil du trenge at breddegraden til objektplasseringen i NMEA-filen er i posisjonen etter tredje desimal, og lengdegraden etter den femte. På slutten av meldingen sendes den etter "*" som to heksadesimale sifre - 6C.

Geografiske informasjonssystemer: Eksempler på algoritmekompilering

La oss vurdere en algoritme for å analysere en NMEA-fil for å trekke ut et sett med koordinater (X og Yk) som tilsvarer et objekt. Den består av flere påfølgende trinn.

Bestemme Y-koordinaten til et objekt

NMEA dataanalysealgoritme

Trinn 2. Finn posisjonen til det tredje kommaet i linjen (q).

Trinn 3. Finn posisjonen til det fjerde kommaet i linjen (r).

Trinn 4. Finn, med utgangspunkt i posisjon q, desimaltegn (t).

Trinn 5. Trekk ut ett tegn fra strengen ved posisjon (r + 1).

Trinn 6. Hvis dette tegnet er W, er variabelen for den nordlige halvkule satt til 1, ellers -1.

Trinn 7. Trekk ut (r - + 2) tegn i strengen, start ved posisjon (t-2).

Trinn 8. Trekk ut (t-q-3) tegn i strengen som starter ved posisjon (q + 1).

Trinn 9. Konverter strenger til reelle tall og beregn Y-koordinaten til objektet i radianmål.

Bestemme X-koordinaten til et objekt

Trinn 10. Finn posisjonen til det femte kommaet på linje (n).

Trinn 11. Finn posisjonen til det sjette kommaet på linjen (m).

Trinn 12. Finn, med utgangspunkt i posisjon n, desimaltegn (p).

Trinn 13. Trekk ut ett tegn fra strengen ved posisjon (m + 1).

Trinn 14. Hvis dette tegnet er "E", så settes EasternHemisphere-variabelen til 1, ellers -1.

Trinn 15. Trekk ut (m-p + 2) tegn i strengen, start ved posisjon (p-2).

Trinn 16. Trekk ut (p-n + 2) tegn i strengen, start ved posisjon (n + 1).

Trinn 17. Konverter strenger til reelle tall og beregn X-koordinaten til objektet i radianmål.

Trinn 18. Hvis NMEA-filen ikke er lest til slutten, gå til trinn 1, ellers gå til trinn 19.

Trinn 19. Fullfør algoritmen.

I trinn 6 og 16 denne algoritmen bruker variablene NorthernHemisphere og EasternHemisphere til å kode numerisk et objekts plassering på jorden. På den nordlige (sørlige) halvkule har variabelen nordlige halvkule en verdi på henholdsvis 1 (-1), tilsvarende på den østlige østlige halvkule - 1 (-1).

GIS-applikasjoner

Bruken av geografiske informasjonssystemer er utbredt på mange områder:

• geologi og kartografi;
• handel og tjenester;
• matrikkel;
• økonomi og ledelse;
• forsvar;
• engineering;
• utdanning osv.