Геоинформационные системы

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Воронежский государственный аграрный университет

им. К.Д. Глинки

Факультет ГПФ

Кафедра ИОМАС

Реферат на тему

«Геоинформационные системы»

                                       выполнил: студент 4 курса Морозов Евгений

                                                проверил: доцент Ломакин Сергей Валерьевич

Воронеж 2011

Геоинформационные системы: что это такое?

Геоинформационные системы (ГИС) – это интегрированные в единой информационной среде электронные пространственно-ориентированные изображения (карты, схемы, планы и т.п.) и базы данных (БД). В качестве БД могут использоваться таблицы, паспорта, иллюстрации, расписания и т. п. Такая интеграция значительно расширяет возможности системы и позволяет упростить аналитические работы с координатно-привязанной информацией.

ГИС характеризуются следующими положительными моментами:

        наглядность представления семантической информации из БД за счет отображения взаимного пространственного расположения данных

        увеличение информационной емкости продукта за счет связи пространственно-ориентированных изображений с семантической информацией из БД

        улучшение структурированности информации и, как следствие, повышение эффективности ее анализа и обработки

Традиционный набор функций ГИС при работе с картой включает:

        показ карты в различных масштабах

        выбор набора слоев информации для показа

        зависимость внешнего вида объектов от их семантических характеристик

        оперативное получение информации об объекте при выборе его курсором мыши

        возможность распечатки любых фрагментов карты

Перечислить все области возможного применения ГИС затруднительно. Наибольшее распространение они получили в следующих отраслях:

        землеустройство (земельные кадастры)

        муниципальное хозяйство

        энергетика

        транспорт и связь

На отечественном рынке создание ГИС сдерживается дороговизной специализированных программных средств, длительными сроками разработки и высокими требованиями к "компьютерной" квалификации персонала.

Технология создания ГИС на базе графической среды СУБГРАФ

Разработки в области ГИС базируются на гибридной растрово-векторной технологии, совмещающей растровую топооснову и векторные слои, что позволяет в каждом конкретном случае найти оптимальное соотношение между стоимостью и сроками создания ГИС с одной стороны, и объемом решаемых задач с другой. Окончательная сборка растрово-векторных составляющих производится в графической среде СУБГРАФ.

Что это такое?

СУБГРАФ является графической средой, объединяющей в себе:

        оригинальный растровый графический редактор, работающий с изображениями (объектами СУБГРАФа), имеющими линейные размеры до десятков тысяч пикселей — без снижения скорости загрузки и перемещения; редактор имеет ряд уникальных функций, облегчающих рисование схем и карт и поддерживает обмен информацией с другими графическими форматами (PCX, DXF);

        редактор библиотек графических символов, использование которых существенно повышает скорость и качество формирования чертежей и карт, содержащих множество типовых элементов;

        механизм приложений, связывающий объект или его произвольный фрагмент с какой-либо встроенной функцией СУБГРАФа или любой внешней задачей (типичные примеры — переход на другой объект и вывод на экран информации из внешних источников данных); приложения активизируются пользователем или запускаются автоматически с заданной периодичностью;

        интерфейс прикладного программирования (API), позволяющий разрабатывать программы с использованием функций СУБГРАФа, таких как показ объекта, отображение на фоне объекта результата работы программы и т.д.;

        настраиваемые пользователем меню.

Области применения

Программа отлично зарекомендовала себя как:

        верхний уровень автоматизированных диспетчерских систем управления любой степени сложности в промышленности, энергетике, на транспорте и в коммунальном хозяйстве;

        средство создания, хранения и обработки больших объемов карт, схем и т.п., в том числе разномасштабных с координатной привязкой;

        инструмент создания информационно-справочных систем с контекстными перекрестными ссылками со страницы на страницу;

        генератор демонстрационных и обучающих программ с графической и текстовой информацией;

        основа для разработки традиционных АРМов с унифицированным пользовательским интерфейсом.

Удачное воплощение удачной идеи: область применения СУБГРАФа оказалась гораздо шире, чем планировалось первоначально. На базе СУБГРАФа разработана система векторного моделирования, дополняющая скорость растровой графики гибкостью векторной.

Windows-версия

В 1996 году появилась версия СУБГРАФ для Windows, полностью сохранившая функциональность прежних версий и расширенная добавлением следующих особенностей:

        стандартный Windows-интерфейс;

        экспорт/импорт изображений через Буфер Обмена;

        распечатка объекта с произвольным масштабом на любом из принтеров, поддерживаемых операционной системой;

        расширенный набор инструментов создания изображения;

        масштабирование изображения;

        использование произвольной системы координат объекта;

        расширенный интерфейс прикладных программ, в том числе — возможность подключения 32-битных программ.

Таким образом, СУБГРАФ является удобным инструментом для создания современных высокопроизводительных информационно-диспетчерских систем.Требования к компьютеру:

СУБГРАФ работает под управлением операционных систем DOS и Windows 3.1x/95/98/Me/NT/2000.

Эта технология, обладающая высокой степенью открытости, позволяет применять для ввода графической информации различные внешние графические редакторы (FreeHand, CorelDraw, AutoCAD и др.) и предоставляет на любом этапе возможность расширения набора аналитических функций ГИС за счет усиления ее векторной составляющей.

Начав с векторизации ограниченного числа первоочередных слоев, заказчик в кратчайшие сроки и с минимальными затратами получает работающую ГИС. Далее, по мере появления новых задач, можно переводить в векторное представление дополнительные слои из растровой топоосновы или наносить новые слои, отсутствующие в ней, а также подключать к формируемой информационной системе новые задачи и базы данных.

Основные этапы создания ГИС

Подготовка топоосновы

Подготовка топоосновы обычно включает следующие этапы:

        сканирование бумажных карт (оригинала топоосновы) или импорт картографических материалов, уже существующих в электронном виде

        "склеивание" фрагментов в единую карту

        оцифровка карты и экспорт ее в СУБГРАФ

        корректировка карты – ручная или по цифровым данным топосъемки, с зачисткой погрешностей сканирования

        создание навигаторов – уменьшенных копий карты, решающих проблему масштабирования

Подготовка растровой топоосновы может производиться любым графическим редактором, но сами мы обычно используем графический редактор СУБГРАФ, позволяющим работать с изображениями практически неограниченного размера на компьютерах стандартной конфигурации.

Подготовка векторных слоев

Особенностью векторного графического редактора является хранение сетевой топологии, что позволяет решать такие задачи, как поиск оптимального пути проезда по городу или теплогидравлический расчет сети.

Векторный редактор позволяет создавать схемы самых различных сетей: водопровод, тепловые сети, газоснабжение, электрические сети и др.

Процесс векторизации включает следующие этапы:

        формирование библиотек примитивов и условных знаков для создания узлов и сложных линий

        формирование описаний типов узлов и линий для векторных слоев. Описание типа узла или линии включает в себя такие атрибуты, как пользовательское название, атрибуты визуализации, список внешних задач

        собственно формирование векторных слоев путем оцифровки растровой топоосновы или импорта информации из других редакторов

Каждому объекту векторного слоя может соответствовать своя семантическая информация (набор паспортов, схем и т.п.). Ввод семантики может производиться как при создании векторного слоя, так и в автономном режиме. Кроме того, могут быть использованы существующие у заказчика базы данных.

Подготовка ГИС для конечного пользователя

Конечной задачей разработанной технологии является формирование доброжелательной информационной среды для пользователя.

Пилотная информационно-картографическая среда формируется уже на первых этапах работы (параллельно с подготовкой карты) и модифицируется в процессе опытной эксплуатации в соответствии с уточняющимися требованиями. Таким образом, к моменту окончания подготовки карты заказчик имеет не "мертвую" картографию, малопригодную для конечного пользователя, а относительно обкатанную информационную систему, обладающую к тому же свойством интегрировать в себя любую другую информацию, даже не связанную напрямую с картографией.

Примеры разработанных ГИС

В качестве примеров я выбрал два проекта ГИС. Один из них выполнен по заказу корпоративного клиента и предназначен для профессионального пользователя. Второй выполнен по собственной инициативе и рассчитан на использование как предприятиями, так и частными лицами.