что такое ресурсная гис где она используется
Понятие ГИС
Кадастровые инженеры, проектировщики, геологи и другие специалисты часто сталкиваются с необходимостью использования картографических данных в работе. Современные разработки позволяют получать со спутника изображения местности в мельчайших деталях, а специально созданное программное обеспечение – использовать эти сведения для аналитических целей и выводить их в нужном формате.
Поговорим о структурах, позволяющих обобщать и исследовать географический материал для осуществления максимально обоснованных и оптимальных в каждом конкретном случае мер.
Определение ГИC (GIS): как расшифровывается аббревиатура и что это такое
Геоинформационные системы (ГИС) – это прогрессивные компьютерные технологии, которые используются для создания карт и оценки фактически существующих объектов, а также происшествий, происходящих в мире. При этом визуализация и пространственные обзоры сочетаются со стандартными процессами с базами данных: введением сведений и получением статистических результатов.
Именно обозначенные характеристики позволяют широко применять эти программы для решения многих проблем:
Анализ физических явлений и событий на планете.
Осмысление и обозначение их основных причин.
Изучение вопроса перенаселения.
Планирование перспективных решений в градостроительстве.
Оценка результатов текущей предпринимательской деятельности.
Экологические проблемы – загрязнение местностей, уменьшение размеров лесных массивов.
Кроме глобальных целей, с помощью такого обеспечения можно регулировать частные ситуации, например:
Поиск оптимального пути между точками.
Выбор удобного расположения для фирмы.
Нахождение нужного здания по адресу.
Географический анализ не только что появившееся направление. Но рассматриваемые нами технологии наиболее соответствуют требованиям современности. Это максимально эффективный, результативный и удобный процесс, автоматизирующий процедуру сбора соответствующего материала и его обработки.
Сегодня геоинформационные системы – это прибыльная область деятельности, в которой заняты миллионы людей в разных странах. Только в России более 200 различных компаний разрабатывают и внедряют такие технологии во все сферы хозяйствования.
Структура ГИС
Имеет несколько составных элементов.
Аппаратура. Это разнообразные виды компьютерных платформ, от персональных машин до глобальных централизованных серверов.
Программное обеспечение. Здесь присутствуют все нужные инструменты для получения, обработки и визуализации материала. Отдельными составными частями можно обозначить компоненты для:
— введения и манипулирования сведениями;
— управления базой данных (СУБД);
— отображения пространственных запросов;
Информация. Сообщения о географическом местоположении объектов и относящиеся к ним табличные параметры пользователь может собирать самостоятельно или приобретать их у других лиц. Кроме того, ГИС соотносит полученные данные с теми, которые есть в других источниках.
Исполнители. Пользователями сервиса являются как его разработчики, так и разнопрофильные инженеры, которые применяют эти технологии в своей ежедневной трудовой деятельности.
Методы. Исходя из особенностей функционирования каждой конкретной организации, использующей систему, составляется план и правила ее применения. Это определяет результативность работы с ней.
Какие возможны манипуляции в программах
Утилиты выполняют несколько процессов:
Ввод. При этом материал преобразуется в требуемый цифровой формат. Во время оцифровки за основу берутся бумажные карты, которые обрабатываются на сканерных аппаратах. Это актуально на крупных объектах, для маленьких задач можно вводить сведения через дигитайзер.
Манипулирование. Технологии имеют разные способы видоизменения материалов и обозначения определенных частей, необходимых для выполнения непосредственной задачи. Например, они позволяют приводить масштаб с разных элементов к единому значению для дальнейшей общей обработки.
Управление. При значительном объеме информации и большом числе пользователей рационально использовать системы управления базами данных для сбора и структурирования материала. Чаще всего применяют реляционную модель, когда сведения хранятся в таблицах.
Запрос и анализ. Программа позволяет получить ответы на многие примитивные и более детальные вопросы, начиная от личности владельца участка и заканчивая преимущественными видами почв под смешанным объектом. Также есть возможность создавать шаблоны для нахождения по определенному виду запроса. Для анализа используются такие инструменты как оценка близости и исследование наложения.
Визуализация. Это искомый результат большинства пространственных действий. Карты оснащены сопроводительной документацией, объемными изображениями, табличными значениями и графиками, мультимедийными и фотографическими отчетами.
Виды ГИС
Классификация географических информационных систем происходит по принципу охвата территории:
Глобальные (национальные и субконтинентальные) – дают возможность оценить ситуацию в масштабах планеты. Благодаря чему можно спрогнозировать и предотвратить природные и техногенные катаклизмы, оценить размер бедствия, спланировать ликвидацию последствий и организацию гуманитарной помощи. Применяются во всем мире с 1997 года.
Региональные (локальные, субрегиональные, местные) – действуют на муниципальном уровне. Такие технологии отражают многие ключевые сферы: инвестиционные, имущественные, навигационные, обеспечения безопасности населения и другие. Они помогают принимать решения при развитии определенного района, что способствует привлечению к нему капитала и росту его экономики.
Как функционирует система
ГИС хранит фактическую информацию о предметах в виде подборки тематических слоев, объединенных по принципу географического положения. Такой подход обеспечивает решение разноплановых задач по реорганизации местности и проведению мероприятий.
Для нахождения местоположения объекта используются координаты точки, ее адрес, индекс, номер земельного участка и т.п. Эти сведения наносятся на карты после процедуры геокодирования.
Технологии могут работать с растровыми и векторными моделями.
В векторной форме материал кодируется и сохраняется как набор координат. Она больше подходит для стабильных элементов с постоянными свойствами: реками, трубопроводами, полигоны.
Растровая схема включает блоки информации об отдельных составляющих. Она адаптирована для работы с переменными характеристиками, например, типы почв и доступность объектов.
Смежные инновации
ГИС тесно взаимодействует с другими приложениями. Рассмотрим связь и главные отличия со схожими информационными технологиями.
СУБД. Они служат для накопления, хранения и координирования разных материалов, поэтому часто входят в программную поддержку географических систем. В отличие от последних не имеют инструментов для оценки и пространственного изображения данных.
Средства настольного картографирования. В качестве сведений используют карты, но имеют ограниченные возможности для их управления и анализа.
Дистанционное зондирование и GPS. Здесь информация собирается с использованием специальных датчиков: бортовых камер летательных машин, сенсоров глобального позиционирования и прочих. При этом материал собирается в виде картинок с осуществлением их обработки и изучения. Однако из-за отсутствия некоторых инструментов их нельзя считать геоинформационным системами.
САПР. Это программы для составления различных чертежей, планов помещений и архитектурных разработок. Они применяют комплекс элементов с закрепленными параметрами. Многие из них имеют возможность импортировать значения из ГИС.
Среди подобных утилит стоит отметить продукцию компании ZWSOFT:
GEONIUM – аналог GeoniCS. Позволяет автоматизировать проектно-изыскательные работы. При этом создаются чертежи, соответствующие действующим нормативам оформления и стандартам. Содержит шесть модулей, использование которых решает различные инженерные, в том числе и геологические, задачи.
GEODirect – аналог GeoniCS Изыскания. Осуществляет анализ и интерпретацию результатов лабораторных и полевых исследований, выполняет статистическую обработку по заданным параметрам, вычисляет различные нормативные и расчетные показатели,формирует отчетность по стандартам стран СНГ.
ПроГео – утилита для кадастровых инженеров с полным набором инструментов, автоматизирующих подготовку документов. Постоянное обновление позволяет всегда предоставлять актуальную информацию по оформлению бумаг согласно требованиям проверяющих органов.
ZWCAD – система автоматизированного проектирования для архитекторов, инженеров, конструкторов. Имеет новое ядро на базе гибридных технологий, сочетающее понятный интерфейс, поддержку Unicode, возможность создавать трехмерные модели на основе их сечений. Имеет встроенную возможность вставки растровых карт по файлам географической привязки (географической регистрации).
Примеры ГИС для новичков
Программ, созданных для целей такого географического анализа, очень много. Рассмотрим для примера некоторые из них.
Mapinfo
Основными функциональными возможностями является:
применение понятной и удобной обменной схемы для передачи данных другим структурам;
активное окно можно сохранять в разных форматах: bmp, tif, jpg и wmf;
поддержка значительного количества географических проекций и систем координат;
можно вводить материал через дигитайзер.
Используя утилиту можно и делать тематические карты, и строить 3D ландшафты.
DataGraf
Инструмент для пространственной визуализации, моделирования ситуаций, построения синтетических показателей. Оптимален для изучения основ компьютерной картографии в учебных учреждениях.
создавать векторные карты;
привязывать к каждому элементу неограниченное число тематических баз данных;
копировать данные в другой файл через буфер обмена;
вручную изменять характеристики объектов и их местоположения.
QuickMAP
Простое средство для освоения базового уровня. Решает преимущественно иллюстративные задачи. Позволяет создавать оцифрованные карты на основе обычной картинки и в любом графическом формате.
Применение ГИС
Возможности для использования географических технологий очень обширны. Среди областей, где наиболее применимы эти системы, можно выделить:
Землеустройство. Утилиты нужды для составление кадастров, вычисление площадей элементов, разметка границ земельных участков.
Управление размещением объектов. Здесь их применение актуально для построения архитектурного плана, согласование сети промышленных, торговых и других точек специального назначения.
Районное развитие. Инженерные изыскания конкретных мест, решения задач по оптимизации инфраструктуры и привлечению инвесторов в настоящее время невозможны без детального изучения с помощью подобных структур.
Охрана природы. Программы позволяют осуществлять проведение экологического мониторинга, планирование использования ресурсов.
Прогнозирование ЧС. Отслеживание изменений в разных геологических состояниях позволяет предсказать возможность катастроф, разрабатывать меры для их предотвращения и минимизации потерь от них.
Краткие итоги
Мы дали расшифровку понятия ГИС, подробно рассмотрели, что такое геоинформационные системы и где они применяются. В заключении скажем, что это очень перспективное направление, которые активно развивается. Без использования подобных технологий уже невозможно представить работу специалистов многих областей.
Зачем людям нужны ГИС-сервисы: координация беспилотников, 3D-цифровые копии рельефа и умные фермы
Геоинформационные системы упрощают жизнь — помимо ставших уже нормой навигатора и цифровых карт с информацией о зданиях, компаниях и дорогах, ГИС используют для создания экологических карт, мониторинга стройплощадок, логистики ритейла и коммуникации между беспилотными автомобилями. А в будущем ГИС появятся на опасных производствах, изменят иншуртех и сельское хозяйство. Спикеры конференции Университета Иннополис по геоинформационным технологиям в науке, бизнесе, городских сервисах и процессах управления регионами GIS Tech Russia рассказали, как ГИС-сервисы помогают человеку, что им мешает развиваться у нас, и какое место Россия занимаем на мировом рынке.
Читайте «Хайтек» в
Конференция GIS Tech Russia организована Университетом Иннополис и дочерней компанией вуза «ИнноГеоТех» при поддержке аналитического центра «Аэронет». В его задачи входят подготовка рыночной и технологической аналитики, разработка предложений по правовому и техническому регулированию новых рынков, развитие профессионального сообщества, содействие продвижению технологических товаров и услуг на глобальный рынок.
ГИС-сервисы в жизни людей сегодня
Виктор Рудой, директор департамента по привлечению контента и взаимодействию с сообществами RU&CIS компании HERE Technologies: «Люди пользуются ГИС-сервисами каждый день, хотя порой даже об этом не догадываются: заказывают еду, такси, ищут адрес того или иного объекта на карте, а без навигатора многие сейчас уже не представляют езду на автомобиле. Все эти примеры и являются иллюстрацией того, что такое ГИС-технологии и как они используются в нашем быту. Но это не все. Они часто помогают шире взглянуть на мир вокруг: мы можем оценить район, в котором живем, получить комплексную оценку инфраструктуры и составить экологические карты».
Геоинформационная система (географическая информационная система, ГИС) — система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о необходимых объектах. Также инструмент поиска, анализа и редактирования цифровой карты местности и информации об объектах.
Искандер Бариев, проректор, начальник управления проектной и научно-исследовательской деятельности Университета Иннополис: «Геоинформационные технологии — комплекс ИТ, отвечающих на любой вопрос в контексте местоположения, а именно — где. Где происходят незаконные вырубки, где не поставлены объекты на кадастровый учет, где открыть магазин, где могут возникнуть экологические проблемы. ГИС-технологии помогают общаться, быстро ориентироваться в пространстве и находить ответы на любые вопросы с позиции “где”.
За счет интеграции с мировыми ИТ-трендами — ИИ, big data, VR, дронами и роботами — геоинформационные технологии отходят от классического понимания карты и превращаются в многоцелевые решения, охватывая почти все сферы человеческой деятельности: от девелопмента до индустрии развлечений. Высокоточные 3D-модели территорий и VR-технологии активно используются архитекторами, дизайнерами и разработчиками игр».
ГИС-технологии — попытка смоделировать Землю, как можно точнее приближаясь к реальным характеристикам.
Алексей Кучейко, генеральный директор компании «Рискат»
Вадим Кузнецов, заместитель директора по инновациям компании «Финко»: «Наша компания оказывает услуги по беспилотному мониторингу нефте- и газопроводов. В России огромное количество этих труб, и они нуждаются в постоянном контроле. Кто-то может сделать врезку в трубу и воровать бензин, начать копать траншею в охранной зоне. Раз в неделю или в месяц, в зависимости от потребностей заказчика, мы летаем по всему маршруту. Над этим трудятся 50 бригад, в среднем у нас выходит 70 тыс. км налета в месяц. После полета данные обрабатываются специалистами-дешифровщиками. Но мы внедряем технологии обработки данных с помощью искусственных нейронных сетей, которые в автоматическом режиме находят автомобили, здания, и прочие нарушения. Обработка 2 тыс. фотографий занимает 25–30 минут, после чего отчет передается заказчику».
Иван Иванов, исполнительный директор BST Digital: «Информация поступает в ГИС-сервисы на основе данных мобильных операторов, которые по сигналам сотовой связи определяют, работаете вы в данном месте, живете или просто проезжаете мимо, ваш пол, возраст и доход.
С помощью GPS-сигналов приходят данные по объему пешеходного или автомобильного трафика и предпочтениям людей. Распознавание космических снимков дополняет традиционные источники данных по домохозяйствам, количеству магазинов, парковок и объектов притяжения трафика, вплоть до удаленных территорий. Данные ОФД (оператор фискальных данных — «Хайтек») сообщают, сколько люди тратят на разные категории продуктов и услуг в разных микрорайонах. ГИС-технологии на базе ИИ помогают бизнесу точно спрогнозировать выручку алгоритмами машинного обучения, определить, в каком конкретном здании в городе лучше всего открыть их магазин, ресторан, заправку или любую торговую точку, сколько точек всего оптимально открыть в районе и городе с учетом уже открытых точек в сети».
Артур Хасиятуллин, коммерческий директор компании Trace Air: «ГИС — карты в оцифрованном виде, которые помогают ориентироваться в пространстве. Чтобы эти данные попали на карту, используется много технологий: беспилотники, оцифровка изображений, создание 3D-цифровой копии территории.
Мы делаем 3D-цифровые копии территории для строительных компаний. По ним компании могут понять, какую работу они уже сделали, что еще предстоит сделать, что идет не так. Это можно посмотреть с любого гаджета удаленно. Благодаря такому контролю застройщики быстро исправляют ошибки и составляют план по дальнейшей работе, это сокращает издержки производства и сроки сдачи объектов».
ГИС-отрасль в России и в мире
Вадим Кузнецов: «На нашу работу серьезно влияет текущее законодательство по получению разрешений на полеты и рассекречиванию материалов аэрофотосъемки. Это проблема, так как мы не можем сразу отдать всю информацию заказчику, ее сначала проверяет Генштаб, что задерживает результат на месяц-два. Плюс перед съемками надо получить разрешение на использование воздушного пространства от управляющих органов. Из-за этого дорожает и усложняется весь процесс. В США с точки зрения законодательства использовать беспилотники намного легче».
Виктор Рудой: «Российская ГИС-отрасль не сильно отстает от зарубежной, но есть проблема с продвижением самой технологии для внутреннего рынка. Часто людям сложно объяснить, что такое ГИС, для чего необходимо ее внедрение в производственные процессы и какой экономический эффект от этого получит бизнес. При этом есть много примеров успешных отечественных ГИС-продуктов, востребованных за рубежом».
Искандер Бариев: «По оценкам Geospatial Industry Outlook & Readiness Index 2018 Edition, Россия входит в топ-20 стран с высокой готовностью внедрять и развивать геоинформационные технологии. В стране есть сильные научные школы и инфраструктура. Но мы отстаем от лидирующих стран Европы и Северной Америки. ГИС-технологии — наукоемкая отрасль, и на ее развитие и внедрение требуются значительные финансовые вложения.
По сравнению с мировым рынком, в России заметны глобальные тренды. Но это пока частные проявления, которые реализуются локально в регионах или для какой-то одной отрасли и даже одного сегмента потребителей. Сильные позиции наша страна занимает в развитии беспилотных летательных аппаратов и сервисов фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования Земли. Компания «Ракурс», входящая в консорциум масштабного проекта Университета Иннополис «Цифровая модель Республики Татарстан», работает в 80 странах мира. На мировом рынке лидерами являются Digital globe, Airbus и недавний стартап Planet, позволяющий получать данные о Земле в ежедневном режиме».
Для создания базы различных ГИС-проектов используются данные дистанционного зондирования Земли (ДДЗ). Измеряемой величиной в них является электромагнитная энергия, излучаемая исследуемым объектом.
Используется широкий диапазон излучений от 0,4 мкм до 30 м. В связи с этим используются различные средства съемки: фотографические, телевизионные, сканирующие и радиолокационные. Для ведения кадастровых банков данных практический интерес представляют изображения, которые регистрируются на фотопленке.
Наиболее совершенными технологиями фотограмметрической обработки материалов съемок в настоящее время являются аналитическая и цифровая.
Алексей Кучейко: «В России ГИС-отрасли мешает развиваться общая неразвитость малого и среднего бизнеса, из-за чего у нас нет конкуренции на рынке. Сегмент B2C в картографическом контенте развивается, но там фигурируют только крупные игроки, с которыми сложно соревноваться ГИС-стартапам. У нас огромная страна со сложным климатом, и мы только на шестом месте по числу спутников с аппаратной съемкой Земли.
Всю территорию России невозможно снять за целый год из-за больших размеров, снега и облаков, для полной картины приходится использовать архивные снимки. Далеко вперед в области геоинформационных систем ушли Япония и Сингапур, потому что это маленькие государства, контролировать территорию которых гораздо легче. Их, скорее всего, мы не сможем догнать по точности съемки всей страны».
Иван Иванов: «У нас есть свои технологии, у которых, как мне известно, нет полноценных зарубежных аналогов. Наша компания разработала BDM-платформу (business development management — «Хайтек») по развитию бизнеса, которая помогает сетевому ритейлу определять, в каких местах выгоднее открываться и за какие товары на данной точке люди готовы отдавать деньги. Весь процесс автоматизирован, информацию обрабатывают роботы».
Артур Хасиятуллин: «В России рынок ГИС-технологий созрел, мы не сильно отстаем от США, Китая и Европы. За рубежом больше компаний, у них больше опыта, технологии приживаются лучше — там уровень зрелости клиентов выше. У нас те области, которые можно было быстро оцифровать, уже диджитализировались. Но есть области-динозавры, которые в виду нашего менталитета, сложности процессов и погодных условий сложно перевести в цифровой вид. Одна из таких областей — строительство. Нам приходится лично ездить на все стройки, чтобы посмотреть, как работает компания и чем конкретно ей сейчас можно помочь. Людей приходится приучать к новым технологиям».
ГИС-отрасль в будущем
Вадим Кузнецов: «В будущем планируется сделать беспилотные аппараты абсолютно беспилотными, потому что сейчас в их запуске все равно участвуют два оператора. Мы работаем над системой, которая обеспечивает автоматические взлет и посадку, и в дальнейшем в составлении полетных заданий будет активно использоваться ИИ».
Виктор Рудой: «Сейчас много говорят про технологии автономного вождения автомобилей. Мы считаем, что в основе беспилотного транспорта должна лежать высокоточная карта, получаемая из облака. Это поможет автомобилю видеть, что происходит за 100, 200, 500, 1 000 м от него, и делиться информацией с другими участниками дорожного движения. Автомобили научатся общаться друг с другом, смогут предупреждать об опасностях на дорогах и на основе этого планировать свое поведение. Это снизит уровень ДТП и пробок, загрязнение воздуха, в целом повысит безопасность.
Основные вызовы, которые стоят перед индустрией геолокации сегодня, — возможность объединения данных из самых разных источников информации и своевременное обновление карты. Именно для этого нам нужно научиться работать с big data.
Одним из интересных вариантов применения ГИС-технологий в будущем может стать рынок страхования. Страховые компании могут отслеживать поведение водителей на дорогах и в зависимости от полученной информации оценить стоимость предоставляемых услуг. Например, если человек склонен к агрессивному типу вождения, то стоимость страховки вырастет. Что касается медицинского страхования, то можно оценивать условия проживания и работы человека, исследовать карту распространенных заболеваний».
Искандер Бариев: «Сегодня мы находимся на стадии трансформации рынка ГИС и ДЗЗ, в точке перехода к новым бизнес-моделям и ориентации на иные задачи. Глобально можно выделить тренды на автоматизацию обработки и анализа геоданных, на дальнейшую интеграцию ГИС-технологий с другими решениями для бизнес-анализа, обороны и безопасности, маркетинга, беспилотного транспорта, где сервис выступает подсистемой. И развитие облачных технологий, переход к моделям, предлагающим пользователям самим выбрать необходимый набор решений, — потребитель выбирает только нужную ему технологию в нужное ему время».
Алексей Кучейко: «В будущем мы перейдем от работы с одиночными снимками к работе с покрытиями. Тогда заказчикам покупать надо будет не снимок, а доступ к базам. Также развивается технология глубокой переработки данных, когда можно оценить глубину водоемов, спрогнозировать урожайность на основе информации с полей и отправить дроны поливать пересохшие участки, дав команду с планшета или телефона. Эту технологию еще можно использовать в судоходстве, отслеживая нелегальные судна на территории, следить за месторождениями и свалками. Глубокая переработка данных даст полное администрирование территорий».
Иван Иванов: «Для ритейлеров мы видим развитие сервиса в части наполнения точек наилучшим ассортиментом по оптимальным ценам с учетом местных конкурентов и профиля локального спроса. Например, мангалы лучше продаются рядом с парками или по дороге на дачу. Если вы продуктовый супермаркет, а рядом с вами открылся магазин фермерского молока, нужно учесть это при планировании ассортимента по молочным продуктам и в ценовой политике».
Артур Хасиятуллин: «Мы видим несколько путей развития ГИС-отрасли в будущем. Геотрекинг людей, чтобы работодатель на опасном производстве видел, где находятся его работники, в каком они сейчас физическом состоянии. В этом помогут умные каски с GPS-датчиками. Вторая тема, над которой мы работаем, — беспилотная строительная техника. Человеку нужно просто дать задание технике с планшета, например, вырыть яму за два дня, и на этом его роль будет заканчиваться. Еще в перспективе использование в ГИС-отрасли ИИ для работы с большими массивами данных. Он будет предлагать самые дешевые и оптимальные решения для строительства, например, прокладывать маршруты для дорог. В итоге мы видим появление маркетплейсов в ГИС-отрасли для строительства, где мы сможем ввести данные объекта, который нам нужен, собрать его как конструктор и запустить это все в работу. Система сама подберет участок и поставщиков».