Приложение на технологиите за обработка на данни dz и gis във висшите учебни заведения. ГИС и дистанционно наблюдение

20.09.2018 г., чт, 10:51 ч., Msk , Текст: Игор Королев

Програмата за цифрова икономика включва цял набор от мерки за осигуряване на наличието на пространствени данни и данни от дистанционното наблюдение на Земята с обща цена от ₽34,9 млрд. Предвижда се създаване на портали за двата вида данни, изграждане на федерална мрежа от геодезически станции и да наблюдава ефективността на разходите на федералния бюджет от космоса.

Какразвиватпространственаданнииданнидистанционно наблюдение

Разделът „Информационна инфраструктура“ на програмата „Цифрова икономика“ включва създаването на местни цифрови платформи за събиране, обработка и разпространение на пространствени данни и данни от дистанционното наблюдение на Земята (ERS) от космоса, отговарящи на нуждите на гражданите, бизнеса и правителството . Според оценките на CNews разходите за съответните дейности ще възлизат на 34,9 милиарда ₽, като по-голямата част от тази сума ще бъде взета от федералния бюджет.

На първо място се планира разработването на речник на термини в областта на работата с пространствени данни и данни от дистанционното наблюдение от космоса. В същите области, включително продукти и услуги, създадени на тяхна основа, трябва да се поставят задачи и да се формулират изисквания за изследване на нуждите на цифровата икономика от вътрешни услуги и технологии за събиране, обработка, разпространение и анализ.

Министерството на икономическото развитие, Министерството на телекомуникациите и масовите комуникации, Роскосмос, Росреестр, Ростелеком, Московският държавен университет ще се заемат със съответната работа. М.В. Ломоносов и работната група Aeronet на Националната технологична инициатива (НТИ). За тези цели ще бъдат изразходвани ₽88 милиона, от които ₽65 милиона ще бъдат отпуснати от федералния бюджет. Имайте предвид, че според руското законодателство данните от дистанционното наблюдение не се отнасят за пространствени данни.

Успоредно с това за пространствените данни и данните от дистанционното наблюдение от космоса ще бъдат разработени архитектура и пътна карта за създаване на инфраструктура за събиране, съхранение, обработка и разпространение. Инфраструктурата ще функционира на базата на междуведомствена единна териториално разпределена информационна система (ETRIS дистанционно наблюдение).

Това ще направят Роскосмос, Ростелеком и Министерството на икономическото развитие. Цената на събитието ще бъде ₽85 милиона, от които ₽65 милиона ще бъдат отпуснати от федералния бюджет.

Сертифициранеданнидистанционно наблюдение

Използването на сертифицирани данни от дистанционното наблюдение на Земята трябва да бъде регулирано. Ще бъдат направени промени във федералното законодателство, за да се гарантира статута на федералния фонд за дистанционно наблюдение.

Ще бъде разработена и пътна карта за създаване на подходяща нормативна и правна подкрепа. Ще бъдат утвърдени нормативни изисквания за предоставяне и ред за предоставяне в електронен вид на пространствени данни и материали и данни от дистанционно наблюдение, съдържащи се в съответния федерален фонд.

Регулаторните актове ще фиксират създаването на система за сертифициране на данни от дистанционно наблюдение от космоса и алгоритми за тяхната обработка с цел получаване на правно значими данни, както и процедурата за използване на сертифицирани данни от дистанционно наблюдение от космоса и данни, получени по други методи на дистанционно наблюдение на Земята в икономическо обръщение. В тези дейности ще участват Роскосмос, Ростелеком, Министерството на телекомуникациите и масовите комуникации, Министерството на икономическото развитие и NTI Aeronet.

Федераленпорталпространственаданни

Освен това ще бъдат предоставени методи за предоставяне в електронна форма на пространствени данни и материали, съдържащи се във Федералния фонд за пространствени данни, както и данни от дистанционно наблюдение, съдържащи се в съответния федерален фонд.

За целта ще бъде разработена държавната информационна система Федерален портал за пространствени данни (GIS FPPD) за предоставяне на достъп до информация, съдържаща се във федералния фонд за пространствени данни.

Първо ще бъде създадена концепцията за съответната система. След това до април 2019 г. ще бъде въведен в пробна експлоатация, а до края на 2019 г. ще бъде въведен в търговска експлоатация. Разработването, стартирането и модернизацията на GIS FPPD ще струва на федералния бюджет 625 милиона ₽.

В ГИС ФОПД ще бъде създадена подсистема „Дигитална платформа за междуведомствено геоформационно взаимодействие”. Пускането му в пробна експлоатация ще стане през ноември 2019 г., което ще струва на федералния бюджет още 50 милиона ₽.

Ще бъдат разработени планове за свързване на тази подсистема с федералния фонд за данни от дистанционно наблюдение, фондове от пространствени данни и материали на държавните органи с цел предоставяне по електронен път на материалите, с които разполагат. Съответните мерки ще бъдат предприети от Министерството на икономическото развитие, Росреестр и Роскосмос.

Органидържавни органище споделяпространственаданнииданнидистанционно наблюдение

Предвижда се също така да се осигури възможност за предоставяне в автоматичен режим, като се използват координатите на установения списък с информация, с която разполагат държавните органи и местното самоуправление.

Първо ще бъде направена оценка на икономическите ефекти, които могат да се получат при преразглеждане на изискванията за параметрите за разкриване на пространствените данни и данните от дистанционното наблюдение, които са на разположение на държавните органи. След това ще бъдат направени промени в списъка с информация (както и техните подробности и формати), които ще бъдат предоставени в автоматизиран режим с помощта на координати, заедно със списък на властите, притежаващи такава информация.

До края на 2019 г. ще бъде разработена и пусната в експлоатация автоматизирана картографска услуга, която ще предоставя тематична информация на разположение на държавните органи по координати. Съответната работа ще бъде извършена от Министерството на икономическото развитие, Роскосмос, Росреестр, Федералната служба за сигурност и Министерството на отбраната, а федералният бюджет ще отпусне 250 милиона ₽ за тяхното изпълнение.

Освен това ще бъде предоставена възможност за автоматизирана обработка, разпознаване, валидиране и използване на пространствени данни. За целта ще бъдат разработени функционални изисквания към посочените по-горе инструменти, включително системи за автоматизирано обобщаване на изображения на пространствени обекти, както и инструменти за наблюдение на промените в терена.

Целта е да се осигури съответствие с честотните изисквания за актуализиране на ресурсите за пространствени данни. Пробната експлоатация на съответните средства трябва да започне през септември 2019 г., промишлената експлоатация - до края на 2020 г.

Трябва също да се създаде инфраструктура от експериментални площадки за тестване на роботизирани системи, използвани за събиране и обработка на пространствени данни. Определените дейности ще бъдат поети от Министерството на икономическото развитие, Rosreestr и NTI Aeronet.

ПатриотиченгеоинформацияНАзателадържавни органи

Друга насока на документа е да осигури развитието и използването на местни геоинформационни технологии в държавните органи и местното самоуправление, както и в държавни компании. Ще бъдат разработени и публикувани в Интернет изискванията към съответния софтуер.

След това ще бъде формиран списък от софтуерни инструменти, които отговарят на установените изисквания, като се вземе предвид Единният регистър на руския софтуер. Ще бъде извършено и проучване на перспективни технологии и модели на управление с използване на геоинформационни технологии и местни данни от дистанционна сонда в държавните органи и ще бъдат разработени методически препоръки за преминаване към домашен софтуер в тези области.

Освен това ще се извършва мониторинг и анализ на използването на софтуера за географски информационни системи в информационните системи на държавни органи и държавни фирми. След това ще бъдат разработени планове за действие за федералните и регионалните власти, местните власти и държавни компании, насочени към осигуряване на използването на местен софтуер в тази област. За тези събития ще се погрижат Министерството на икономическото развитие, Министерството на телекомуникациите и масовите комуникации, Роскосмос и Ростелеком.

4,8 милиарднафедераленнетогеодезическистанции

Планът за действие включва създаване на единна геодезическа инфраструктура, необходима за създаване, усъвършенстване и разпространение на държавни и местни координатни системи. Съответните дейности ще се извършват от Министерството на икономическото развитие, Министерството на отбраната, Росреестр, Росстандарт, Федералната агенция за научни изследвания, Роскосмос, държавното предприятие Център за геодезия, картография и SDI и АД Роскартография.

За тази цел първо ще се извърши изследователска работа за изясняване на параметрите на фигурата и гравитационното поле, геодезическите параметри на Земята и други параметри, необходими за изясняване на държавните координатни системи, държавната височинна система, държавната гравиметрична система и обосновават развитието на геодезическата мрежа.

Ще бъде осигурена и държавна регистрация и безопасност на точките от държавната геодезическа мрежа (ДГМ), държавната нивелационна мрежа, държавната гравиметрична мрежа. Ще бъде организирана система за наблюдение на характеристиките на точките на ГТС, държавни нивелирни и гравиметрични мрежи и ще бъде осигурено изграждане на вътрешна мрежа от локализирани геодезически наблюдателни станции. За тези цели федералният бюджет ще отдели средства през 2018-20. ₽3,18 милиарда

След това ще бъде създадена услуга, която предоставя дефиниране на движенията на земната кора, причинени от природни и антропогенни геодинамични процеси, както и услуга за определяне и прецизиране на параметрите на точните орбити на навигационните космически кораби и космически кораби за дистанционно наблюдение на Земята.

На следващия етап ще бъде създадена федерална мрежа от геодезически станции за подобряване на точността на определяне на координати, както и център за интегриране на мрежи от геодезически станции и обработка на получената информация. Първо ще бъде разработена концепцията за съответната мрежа, включваща услугите и географията на тяхното използване, технически и икономически показатели за създаването и функционирането на мрежата.

До август 2019 г. ще бъдат създадени и пуснати в експлоатация „пилотни зони“ на федералната мрежа от геодезически базови станции в поне три региона. Също така ще бъде пуснат в пробна експлоатация център за интегриране на мрежи от геодезически станции. Като се вземе предвид опита на „пилотните зони“, ще бъде създадено заданието за бъдещата мрежа.

Самата мрежа ще започне да функционира до края на 2020 г. За създаването и стартирането й ще бъдат изразходвани 1,65 млрд. ₽1,35 млрд. В същото време ще бъдат взети 1,35 млрд. ₽ от федералния бюджет, а останалите 200 млн. ₽ от извънбюджетни източници. Общите разходи за създаване и поддържане на геодезическа инфраструктура ще възлизат на ₽4,83 милиарда.

19 милиарднаЮнайтеделектронникартографскиоснова

Друг проект, заложен в документа, е създаването на Единна електронна картографска база (ЕЕКП) и държавна система за поддържане на ЕЕКП. Първо ще бъде създадена концепция, техническо задание, проект на ГИС EEKO. Пускането на системата в пробна експлоатация трябва да стане през април 2019 г., в промишлена експлоатация - преди края на 2019 г.

Освен това ще се извърши създаването на основата на GIS EEKO, включително на базата на отворени цифрови топографски карти и планове, поставени във федералния фонд за пространствени данни, и създаването на основен високопрецизен (мащаб 1: 2000 г. ) слой от пространствени данни от територии с висока гъстота на населението в интерес на натрупване на ГИС EEKO .

Трябва да се разработят целевият състав и структура на данните и услугите на EECS, методи и алгоритми за използване на картографската база и пространствени данни в интерес на различни потребителски групи и списък с възможности за използване на технологии за разпределен регистър (блокчейн).

Предвижда се също така да се създаде обещаващ модел GIS EEKO за използване от различни категории потребители, включително автоматизирани и роботизирани системи. Rosreestr, Министерството на икономическото развитие и NTI Aeronet ще предприемат съответните мерки. Дейностите, свързани с GIS EEKO, ще струват на федералния бюджет 19,32 милиарда ₽.

ФедераленпорталданнидистанционнозвученеЗемята

Документът предвижда предоставяне на електронни данни за дистанционно наблюдение на Земята и материали, съдържащи се във федералния фонд за дистанционно наблюдение. За целта ще бъдат модернизирани информационно-технологичните механизми (като част от информационните системи на Роскосмос) на системата за осигуряване на достъп до данни от руските космически кораби за дистанционно наблюдение на Земята и геопортала на държавната корпорация Роскосмос.

Ще бъде разработена концепцията, техническото задание и проект на държавната информационна система Федерален портал за данни за дистанционно наблюдение на Земята от космоса (GIS FPDS), който осигурява достъп до информация, съдържаща се във федералния фонд за данни от дистанционно наблюдение от космоса.

ГИС FPDDZ ще бъде пусната в пробна експлоатация до края на 2019 г., а в търговска експлоатация до края на 2020 г. В проекта ще участва Роскосмос. Федералният бюджет ще отдели 315 милиона ₽ за съответните цели.

Юнайтедбезпроблемнонепрекъснатомногослоенпокритиеданнидистанционно наблюдение

Ще бъде създадено и едно безпроблемно непрекъснато многослойно покритие на данни от дистанционното наблюдение от космоса с различни пространствени разделителни способности. Роскосмос, Росреестр и Министерството на икономическото развитие и търговията ще бъдат включени в съответните дейности, които ще струват на федералния бюджет 6,44 милиарда ₽.

За тази цел първо ще бъде изготвена подходяща концепция за покритие с висока разделителна способност (2-3 метра). До края на 2018 г. ще бъде създаден технологичен набор от непрекъснато високопрецизно безшевно покритие с висока пространствена разделителна способност (SBP-V) въз основа на данни от дистанционно наблюдение от руски космически кораб с точност не по-лоша от 5 метра. По-специално ще се използва определянето на допълнителни референтни точки в резултат на теренна работа и измервания от сателитни изображения.

През 2018 г. SBP-V ще бъде разположен на териториите на приоритетни зони с обща площ от 2,7 милиона kV km. През 2019 г. SBP-V ще бъде разположен на територията на районите от втория етап с обща площ от 2,9 милиона квадратни километра. През 2020 г. SBP-V ще бъде разположен на територията на други региони, включително региони с висока гъстота на населението, с обща площ от 11,4 милиона квадратни километра.

В същото време ще бъде създаден набор от непрекъснато многомащабно покритие на покритието за масова употреба (SBP-M) с данни от многоспектрални изследвания от руски спътници за дистанционно наблюдение с висока разделителна способност не по-лоша от 15 m.

През 2018 г. SBP-M ще бъде разположен на територията на приоритетни райони с обща площ от 2,7 милиона kV km. През 2019 г. - на територията на областите от втори етап с обща площ 2,9 кв. км. През 2020 г. SBP-M ще бъде разгърнат в други територии с обща площ от 11,4 милиона kV km.

През 2020 г. ще бъде създадено Униформеното безшевно безшевно многослойно покритие на данни за дистанционно наблюдение на Земята (UESVR) на базата на Пълно високопрецизно безшевно безшевно покритие с висока пространствена разделителна способност и Пълен комплект за покритие за многомащабно масово използване. Ще бъде въведена в опитна експлоатация и държавната информационна система (ГИС) на ЕБСПВР.

В резултат на това трябва да се получи информационна база, която да гарантира стабилността и конкурентоспособността на измервателните характеристики на вътрешните данни от дистанционното наблюдение от космоса и продуктите, базирани на тях. Също така ще бъде създадена технология и основна информационна база за формиране на широк спектър от приложни клиент-ориентирани услуги и услуги, базирани на технологии за дистанционно наблюдение и информационна поддръжка на информационни системи на трети страни.

НАзаавтоматиченобработкаданнидистанционнозвученеЗемята

Предвижда се да се осигури възможност за автоматизирана обработка, разпознаване, потвърждаване и използване на данни от дистанционното наблюдение от космоса. За целта първо ще се проведат експериментални изследвания, ще се разработят технологии и софтуер за автоматично стрийминг и разпределена обработка на данни от дистанционното наблюдение от космоса със създаване на стандартизационни елементи за изходни информационни продукти.

Подходящите инструменти и унифициран софтуер ще бъдат пуснати в пробна експлоатация до май 2020 г. Пускането в експлоатация ще се извърши преди края на 2020 г. Роскосмос, Министерството на икономическото развитие и Росреестр ще бъдат включени в проекта, разходите на федералния бюджет ще възлизат на ₽975 милиона .

Бъдещи унифицирани хардуер и софтуер за първична обработка на данни от дистанционно наблюдение от космоса с елементи на стандартизация на информационните ресурси ще бъдат въведени в експлоатация на базата на географски разпределени облачни изчислителни ресурси на наземната космическа инфраструктура за дистанционно наблюдение.

През 2018 г. ще бъдат разработени концепция, номенклатура и технологии за създаване на специализирани индустриални услуги на базата на данни от дистанционно наблюдение за целите на информационната поддръжка на следните отрасли: недроползване, горско стопанство, управление на водите, селско стопанство, транспорт, строителство и други.

Образци на унифицирани комплекси за разпределена обработка и съхранение на информация ще бъдат проектирани за решаване на проблемите на оператора на руските космически системи за дистанционно наблюдение от космоса с максимално ниво на автоматизация и стандартизация на обработката, автоматичен контрол на качеството, рентабилност при поддръжка и операция. Нивото на унификация на специалния софтуер ще бъде до 80%.

Ще осигури и въвеждането на технологии за автоматично поточно формиране на стандартни и основни информационни продукти на дистанционното наблюдение по заявка на потребителите чрез подсистемата за предоставяне на достъп до потребителите и издаване в рамките на до 1,5 часа след получаване на целева информация от спътници за дистанционно наблюдение.

Освен това ще бъдат модернизирани полигонните инструменти за наблюдение на спектрорадиометричните и координатно-измервателните характеристики на сателитите за дистанционно наблюдение и проверка на информационните продукти на дистанционното наблюдение от космоса, както и инструментална и методическа поддръжка на център за сертифициране на данни от дистанционно наблюдение от ще се създаде пространство.

Роскосмос ще създаде географски разпределен изчислителен ресурс за поточна обработка на данни от дистанционно наблюдение

Друга насока на плана за изпълнение на мерките на Програма „Цифрова икономика“ по раздел „Информационна инфраструктура“ е да се осигури разработването и използването на местни технологии за обработка (включително тематични) данни от дистанционно наблюдение в държавните органи и местните власти, както и в държавните- притежавани компании.

Като част от изпълнението на тази идея, създаването и модернизацията на географски разпределен изчислителен ресурс за поточно обработка на данни от дистанционно наблюдение от космоса като част от центрове за обработка на данни и изчислителни клъстери от наземни комплекси за приемане, обработка и разпространение на дистанционно наблюдение данните ще бъдат извършени. Проектът ще се ръководи от Роскосмос.

През 2019 г. съответните събития ще се проведат в европейската зона на Русия, през 2020 г. - в зоната на Далечния изток. За тези цели федералният бюджет ще отдели 690 милиона ₽.

Контролразходифедераленбюджетще проверяотпространство

Успоредно с това ще се извършва разработването и модернизацията на хардуерни и софтуерни решения и приложни ориентирани към клиента услуги за селското и горското стопанство, базирани на технологии за дистанционно наблюдение от космоса, което ще струва на федералния бюджет 180 милиона ₽.

Също през 2018 г. ще бъдат разработени концепция, номенклатура и технологии за създаване на специализирани индустриални услуги на базата на данни от дистанционно наблюдение за целите на информационната поддръжка на следните отрасли: недроползване, горско стопанство, управление на водите, селско стопанство, транспорт, строителство и други. Съвместно с Роскосмос тези задачи ще бъдат решени от Министерството на икономическото развитие.

През 2019 г. ще бъдат избрани други индустрии за разработване на подобни услуги и решения. През 2020 г. сервизните решения ще бъдат тествани в пилотни зони с последващо въвеждане в експлоатация, съответните мерки ще струват на федералния бюджет 460 милиона ₽.

През 2018 г. ще бъде проектирана и създадена услуга за контрол на спътникови изображения за целево и ефективно използване на средствата от федералния бюджет и бюджетите на държавните извънбюджетни фондове, насочени към финансиране на всички видове строителство. Това ще бъде направено от Роскосмос и Сметната палата, федералният бюджет ще отпусне 125 милиона ₽ за този проект.

По същия начин ще бъде създадена услуга за контрол на използването на сателитни изображения на федералния бюджет, насочени към финансиране на инфраструктурни проекти и специални икономически зони. Съответният ресурс ще бъде проектиран и пуснат в пробна експлоатация до края на 2018 г., а търговската му експлоатация ще започне през юни 2019 г. Стойността на проекта за федералния бюджет ще бъде ₽125 милиона.

Също така ще бъде създадена услуга за наблюдение на използването на сателитни изображения на средствата от федералния бюджет, насочени към предотвратяване и премахване на извънредни ситуации и последиците от природни бедствия (пожари, наводнения и др.), както и премахване на последствията от замърсяване и други негативни въздействия върху околната среда. Федералният бюджет ще похарчи 170 милиона ₽ за този проект.

Ще бъде създадена служба за определяне на ефективността и съответствието с регулаторните правни актове на процедурата за финансиране, управление и разпореждане с федерални и други ресурси: гори, вода, минерали и др. Федералният бюджет ще похарчи 155 милиона ₽ за това.

Подобна служба ще бъде създадена за осигуряване на контрол на икономическата дейност с цел установяване на нарушения на законодателството за земята, установяване на факти за използване на земята за други цели и определяне на икономически щети. Проектът ще струва на федералния бюджет 125 милиона ₽.

Друга планирана услуга ще предостави оценка на перспективите за включване в различни видове икономическа дейност (селско стопанство, строителство, отдих и др.). Цената на проекта за федералния бюджет ще бъде ₽145 милиона.

Ще бъде създадена и услуга за идентифициране на промените, настъпващи на територията на руските региони, използвайки сателитни изображения, за да се определи темпът на тяхното развитие, да се вземат решения за планиране и оптимизиране на бюджетните средства. Федералният бюджет ще отпусне 160 милиона ₽ за този проект.

характерна чертаПроцесът на въвеждане на геоинформационните технологии в момента е интегриране на съществуващи системи в по-общи национални, международни и глобални информационни структури. Първо, нека се обърнем към проекти, които дори не са от най-ново време. В тази връзка опитът от разработването на глобални информационни програми и проекти в рамките на Международната геосферно-биосферна програма „Глобални промени” (IGBP), която се прилага от 1990 г. и оказа голямо влияние върху хода на географските и екологичните работа в световен, регионален и национален мащаб [В. М. Котляков, 1989]. Сред различните международни и големи национални геоинформационни проекти, в рамките на IGBP, ще споменем само Глобалната база данни за информационни ресурси – GRID. Той е формиран в структурата на системата за мониторинг на околната среда (GEMS), създадена през 1975 г. под егидата на Програмата на ООН за околната среда (UNEP). GEMS се състои от глобални системи за наблюдение, администрирани от различни организации на ООН като Организацията по храните и земеделието (FAO), Световната метеорологична организация (СМО), Световната здравна организация (СЗО), международни съюзи и отделни държавиучастие в програмата по един или друг начин. Мрежите за наблюдение са организирани в рамките на пет блока, свързани с климата, човешкото здраве, океанската среда, замърсяването на дълги разстояния и възобновяемите природни ресурси. Всеки от тези блокове е описан в статията [A. М. Трофимов и др., 1990]. Мониторингът, свързан с климата, предостави данни за въздействието на човешките дейности върху климата на Земята, включително две области, свързани с работата на мрежата за мониторинг на фоновото замърсяване на въздуха и Световния глациологичен инвентар. Първият се отнася за установяване на тенденциите в състава на атмосферата (промени на въглеродния диоксид, озона и др.), както и на тенденциите в химичния състав на валежите. Мрежата от станции за мониторинг на фоновото замърсяване на въздуха (BAPMON) е създадена от СЗО през 1969 г. и се поддържа от UNEP от 1974 г. като част от GEMS. Включва три вида мониторингови станции: основни, регионални и регионални с разширена програма. Данните се отчитат ежемесечно в клирингова къща, разположена в Междуправителствената агенция за опазване на околната среда (EPA) (Вашингтон, САЩ). От 1972 г. данните заедно с материали на СМО и СИП се публикуват ежегодно. Световният глациологичен опис е свързан с ЮНЕСКО и неговия Швейцарски федерален технологичен институт. Информацията, която събират, е много важна, тъй като колебанията в ледените и снежните маси дават представа за хода на климатичната променливост. Програмата за мониторинг на транспортируемо замърсяване на далечни разстояния се изпълнява във връзка с работата на Икономическата комисия за Европа (ИКЕ) и СМО. Събират се данни за замърсените валежи (по-специално за серните оксиди и техните преобразувани продукти, което обикновено се свързва с киселинни дъждове) във връзка с движението на въздушните маси от източници на замърсяване към отделни обекти. През 1977 г. ECE, в сътрудничество с UNEP и СЗО, формулира съвместна програма за наблюдение и оценка на далечния транспорт на замърсители във въздуха в Европа (Европейската програма за мониторинг и оценка). Мониторингът на човешкото здраве събира данни за глобалното качество на околната среда, радиацията, промените в нивата на ултравиолетова радиация (в резултат на разрушаването на озона) и др. Тази програма GEMS е свързана до голяма степен с дейностите Световна организацияЗдраве (СЗО). Съвместен мониторинг на качеството на водата е извършен от UNEP, СЗО, ЮНЕСКО и СМО. Акцентът на работата тук е върху водите на реки, езера, както и подземни води, т.е. тези, които са основен източник на водоснабдяване на хората, за напояване, някои индустрии и др. Мониторингът на замърсяването на храните в рамките на GEMS съществува от 1976 г. в сътрудничество със СЗО и ФАО. Данните за замърсените хранителни продукти предоставят информация за естеството на разпространението на замърсяването, което от своя страна служи като основа за управленски решения от различен ранг. Мониторингът на океанската среда беше разгледан в два аспекта: мониторинг на открития океан и регионални морета. Дейностите на програмата за мониторинг на възобновяемите земни ресурси се основават на предпочитанията за мониторинг на ресурсите на сухите и полусухите земи, деградацията на почвите, тропическите гори. Самата GRID система, организирана през 1985 г., е информационна услуга, която предоставя данни за околната среда на управленските организации на ООН, както и на други международни организации и правителства. Основната функция на GRID е да обедини данните, да ги синтезира, така че планиращите да могат бързо да усвоят материала и да го направят достъпен за национални и международни организации, които вземат решения, които могат да повлияят на състоянието на околната среда. В своето пълномащабно развитие в началото на века системата се реализира като глобална йерархично организирана мрежа, включваща регионални центрове и възли на национално ниво, с широк обмен на данни. GRID е дисперсна (разпределена) система, чиито възли са свързани чрез телекомуникации. Системата е разделена на два основни центъра: GRID-Control, разположен в Найроби (Кения) и GRID-Processor в Женева (Швейцария). Центърът, разположен в Найроби, наблюдава и управлява дейностите на GRID по целия свят. GRID-процесорът е свързан със събиране на данни, наблюдение, моделиране, както и разпространение на данни. От глобалните проблеми, Женевският център понастоящем се занимава с публикуването на серия публикации GEO (Global Environment Outlook), разработването на стратегия и предоставянето на ранно предупреждение за различни заплахи, по-специално за биоразнообразието (особено в рамките на на новото подразделение на DEWA - Отдел за ранно предупреждение и оценка), използването на ГИС за рационално използване природни ресурси, специфични изследвания, предимно за френско-говоряща Африка, Централна и Източна Европа, Средиземноморието и др. В допълнение към двата гореспоменати центъра, системата включва още 12 центъра, разположени в Бразилия, Унгария, Грузия, Непал, Нов Зеландия, Норвегия, Полша, Русия, САЩ, Тайланд, Швеция и Япония. Тяхната работа също се извършва в световен мащаб, но е донякъде регионално специализирана. Например центърът GRID-Arendal (Норвегия) изпълнява редица програми в Арктика, като AMAP – Програма за мониторинг и оценка на Арктика, региона на Балтийско море (BALLERINA – GIS проекти за широкомащабни екологични приложения) и т.н. , дейността на GRID център - Москва е малко известна дори на специалистите. Сред примерите за междуетническо сътрудничество при създаването на големи бази данни, внимание заслужава информационната система на Европейската икономическа общност CORINE (Coordinated Information on the Environment in the European Community). Решението за създаването му е взето през юни 1985 г. от Съвета на Европейската общност, който му поставя две основни цели: да оцени потенциала на информационните системи на общността като източник за изучаване на състоянието на нейната природна среда и да осигури околната среда. стратегия на страните от ЕС в приоритетни области, включително опазване на биотопа, оценка на замърсяването на атмосферата в резултат на местни емисии и трансграничен транспорт, цялостна оценка на екологичните проблеми на средиземноморския регион. Към днешна дата проектът е завършен, но има информация за възможността за разширяването му на територията на източноевропейските страни в бъдеще. Сред националните проекти, разбира се, бих искал да се обърна към примерите на Русия, въпреки че тук веднага трябва да се признае, че това не е най-напредналата позиция в света. Така в началото на 90-те години на миналия век активно се проучва възможността за свързване на тогавашния СССР за работа в рамките на глобалната система за природни ресурси GRID UNEP. Нека посочим само една от инициативите от онова време в рамките на дейността на Министерството на природните ресурси и опазването на околната среда на Руската федерация - проектът за създаване на Държавна екологична информационна система (GEIS), начален етап от които е разработен от бившия Госкомприрода на СССР. Планирано беше GEIS да се състои от дългосрочни бази данни; бази данни, получени по време на подсателитни експерименти и контролни измервания (очевидно, временно съхранение); бази данни на подмножество от данни, необходими за изследователска работа от потребителите, и от информационната мрежа, свързваща компонентите на системата с центрове за управление на наблюдателните съоръжения и бази данни на други системи, включително международни. Обхватът на GEIS, според плана на проектантите, беше разделен на следните основни категории: 1) контрол на околната среда (за определяне на състоянието на околната среда); 2) мониторинг на околната среда (за анализиране на промените в околната среда); 3) моделиране (за причинно-следствен анализ). GEIS в общи линии трябваше да бъде компютърна система, в която основният източник на въвеждане на информация са подробни бази данни с географски ориентирани данни за състоянието на околната среда: изображения, оперативни контролни данни, статистически данни от наблюдения, серии от карти (геоложки, почвени , климат, растителност, използване на земята, инфраструктура и др.). Съвместната обработка на тази информация представлява директен път към моделиране на околната среда. Основната задача на планирания GEIS беше разработването на технология за управление на бази данни, интегрирането на набори от данни за околната среда, които съществуват в различни формати и са взети от различни източници. Данните в GEIS трябваше да идват в следните предметни области: геосфера (включително земните обвивки - атмосфера, хидросфера, литосфера, биосфера) и техносфера; материални природни ресурси (енергия, минерали, вода, земя, горско стопанство и др.), както и тяхното използване; изменението на климата; състояние на производствените технологии; икономически показатели в управлението на природата; съхранение и преработка на отпадъци; социални и биомедицински показатели и др., като естествено се предвижда възможност за последващ синтез на показатели. В някои отношения тази програма приличаше на методологията, използвана в системата GRID на UNEP. Сред програмите на федерално ниво трябва да споменем GIS проекта на OGV (правителствените органи), който започна да се прилага на регионално ниво (виж по-долу) или трансформиран за други нужди, например Федералната целева програма „Електронна Русия" (2002 - 2010 г.), която започна да се прилага. Като пример за сложни системи посочваме развитието на "Устойчиво развитие на Русия" [V.S. Tikunov, 2002]. Характерна особеност на нейната структура е тясната връзка между социално-политическия, икономическия (индустриален), природно-ресурсния и екологичния блок. Като цяло те характеризират социално-екосистеми от различен териториален ранг. За всички тематични предмети е възможно да се характеризира йерархията на промените им - от глобално до локално ниво, като се вземе предвид спецификата на представянето на явленията в различни мащаби на тяхното изобразяване. Тук се прилага принципът на хипермедия на системата, когато историите са свързани чрез асоциативни (семантични) връзки, например, истории от по-ниско йерархично ниво не само показват тематична история в подходящ мащаб, но и, сякаш, разкриват, разширяват и детайлизират. На най-високото ниво на йерархията е създаден раздел „Мястото и ролята на Русия в решаването на глобалните проблеми на човечеството“. Картите на света в този раздел са предназначени да показват резервите, както и баланса на производството и потреблението от човечеството на най-важните видове природни ресурси; динамика на прираст на населението; индекс на антропогенно натоварване; приноса на Русия и други страни за планетарната екологична ситуация и др. Анаморфози, диаграми, графики, обяснителни текстове и таблици трябва да показват ролята на Русия в решаването на съвременните глобални проблеми на човечеството. Полезно е да се сравняват регионите на Русия и чужди страни, когато се разглеждат като единен информационен масив. За тези цели бяха използвани многоизмерни класации, базирани на комплекси от сравними показатели, които според някои интегрални характеристики разпределят руските региони от нивото на Австрия (Москва) до Никарагуа (Република Тува). Един от такива примери за характеристиките на общественото здраве е показан на фиг. 24 цвята вкл. Тук са показани характеристиките на общественото здраве на страните по света и регионите на Русия, но по подобен начин сюжетите могат да бъдат продължени до общинско ниво. Секциите на федералното ниво формират основното ядро ​​на системата. Наред с много оригинални истории е дадено доста пълно описание на всички компоненти на системата „природа-икономика-население”, с акцент върху естеството на текущите промени. Блоковете завършват с интегрални оценки за социално-демографска стабилност, устойчивост на икономическото развитие, устойчивост на природната среда към антропогенни въздействия и някои други обобщаващи графики, които са изразени количествено. Като интегрални характеристики са широко известни индексът на устойчиво икономическо благосъстояние и индексът на човешкото развитие, както и индексът на устойчивост на околната среда, реален прогрес, „жива планета“, „екологичен отпечатък“ и др. [Индикатори. , 2001]. Но дори по отношение на частни парцели, да не говорим за сложни характеристики, задачата не е просто да се покаже действителното състояние, а да се подчертаят закономерностите в развитието на явленията, да се изобразят от различни ъгли. Като пример нека посочим характеристиките на предизборните кампании, провеждани в Русия от 1991 г. И така, в допълнение към традиционните сюжети, показващи победителите в предизборните кампании и процента на гласовете, дадени за конкретен кандидат или партия, се показват интегрални показатели за контрол на територията [V.S. Tikunov, D.D. Oreshkina, 2000] и естеството на техните промени от един предизборна кампания към друг (фиг. 2S кол. вкл.). Друг пример за нетрадиционен подход е комбинацията от типологични и оценъчни характеристики, като оценка на общественото здраве, с видовете причини за смърт в населението (фиг. 26, кол. вкл.). Следващият йерархично по-нисък раздел на системата е блокът „Модели на преход на руските региони към устойчиво развитие“. Както и в други раздели на Атласа, основното съдържание на всички клонове на този блок е насочено към определяне на екологичните, икономическите и социалните компоненти на устойчивото развитие на териториите. Тук вече могат да се намерят примери за характеристиките на Байкалския регион, Иркутска област, Иркутския административен район и Иркутск. При характеризирането на даден регион той ще бъде анализиран, от една страна, като неразделна част от по-голямо образувание – държавата, от друга – като самодостатъчна (в определени граници) цялост, способна да се саморазвива на основата на налични ресурси. Въз основа на създадените карти се предвижда разработване на предложения за стратегията за развитие и иновативната дейност на региона и неговите територии. Извършена е типология на всички региони на Русия и са идентифицирани типични представители на различни групи (индустриални, селскостопански и др.). Предвижда се създаването на няколко регионални клона на системата, представляващи различни видове територии на страната, по-специално за Ханти-Мансийския автономен окръг. Тук трябва да се обърне внимание на принципа на блокиране на системата, тъй като отделните логически блокове могат да бъдат модифицирани, попълнени или разширени, без да се променя структурата на цялата система. Темите, свързани с устойчивото развитие, изискват задължително разглеждане на почти всички тематични теми в динамика, което се реализира в съответствие с принципа на еволюция и динамизъм в информационната система Atlas. По принцип това са характеристиките на явленията за базови периоди от време или години. За редица предмети са разработени няколко тематични анимации за ретроспективен анализ: „Промяна в разораната площ и горската покривка на руските региони през последните 300 години“, „Растеж на мрежата от градове в Русия“, „Динамика на населението плътност в Русия, 1678-2011”, „Развитие на металургичната индустрия Русия през XVIII-XX век. "и" Развитие на железопътната мрежа (растеж и електрификация), XIX-XX в.", които представляват първия етап от подготовката на цялостна анимация "Развитие на индустрията и транспорта" в Русия. Най-важното приложение на системата е разработването на сценарии за развитие на страната и регионите й. В този случай се прилага принципът на многовариантността, когато на крайния потребител се предлагат редица интересни за него решения, например оптимистични, песимистични и т.н. И колкото по-сложни са тези сценарии, толкова повече има спешна нужда от интелектуализация на системата, когато експертните системи и използването на невронни мрежи помагат при голяма сложност, често със значителна размита задача, да се получат приемливи резултати. Обещаващо е използването на смислено моделиране на сложни явления в рамките на информационната система. Основата на такова моделиране е интегриран систематичен подход за моделиране на социоекосистеми. По този начин потребителят на системата ще може да моделира някаква структура, чието управление ще представи опции, водещи например до повишаване на нивото на благосъстоянието на хората или повишаване на тяхното обществено здраве като краен резултат от много трансформации, с оценка на необходимите разходи за постигане на резултат. Ще бъдат разработени инструменти за моделиране, насочени основно към разработване на различни сценарии за преминаване на регионите на страната към модели на тяхното устойчиво развитие. Последният етап на проекта, свързан с интелектуализацията на цялата система, ще позволи формирането на пълномащабна система за подкрепа на решенията. Накрая трябва да се отбележи, че формираната система също трябва да се основава на принципа на мултимедия (мултимедия), което улеснява процеса на вземане на решения. Създаването на регионални геоинформационни системи в Русия до голяма степен е свързано с изпълнението на ГИС програмата на OGV (държавните власти) и KTKPR (Комплексен териториален кадастър на природните ресурси). Разработването на основните разпоредби за програмата GIS OGV беше поверено на Държавния център "Природа" - предприятие на Федералната служба по геодезия и картография (Роскартография). В редица съставни образувания на Руската федерация са създадени и функционират регионални информационни и аналитични центрове, оборудвани със съвременни компютърни технологии, включително ГИС технологии. Сред регионите, в които има най-значими резултати при създаването на GIS OGV, са регионите Перм и Иркутск. През 1995-1996г Извършена е значителна работа по създаването на ГИС Новосибирска област . Най-развитият проект в областта на регионалната ГИС за OGV несъмнено се изпълнява в момента в Пермския регион. „Концепцията на тази система предвижда използването на геоинформационни технологии в структурните подразделения на регионалната администрация и в структурните подразделения на държавните органи на Руската федерация, действащи в Пермския регион. На етапа на разработка концепцията беше разгледана от Федералната служба по геодезия и картография на Русия, както и Държавния ГИС център и Държавния център "Природа". Беше сключено споразумение между администрацията на Пермския регион и Федералната служба по геодезия и картография на Русия за образуването на географска информационна система на Пермския регион, която предвижда създаване и актуализиране на топографски карти с мащаби 1: 1000 000 и 1: 200 000 за територията на региона. Определена е концепцията за геоинформационната система Ключови думи: основни направления на Развитие на ГИС, състав на потребителите на ГИС, изисквания към базите данни, правни и регулаторни въпроси, ГИС разработчици, етапи на развитие, приоритетни проекти, източници на финансиране. отговарят на направленията на административната дейност на органите на областта: социално-икономическо развитие; икономика и финанси; екология, ресурси и управление на природата; транспорт и комуникации; комунални услуги и строителство; Селско стопанство; . здравеопазване, образование и култура; обществен ред, отбрана и сигурност; социално-политическо развитие. Естествено, голямо място в развитието на регионалната система заема осигуряването на проекта с цифрова картографска основа. Концепцията предвижда използването на карти: обзорна топографска карта в мащаб 1:1000 000 за територията на Пермска област и прилежащите територии; топографска карта в мащаб 1:200 000 за територията на района; геоложка карта в мащаб 1:200 000; топографски карти за земеделски и горски площи, плавателни реки в мащаб 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000; за решаване на инженерни задачи и задачи на градско стопанство карти и планове с мащаби 1:5000, 1:2000, 1:500. За картите се приема координатната система от 1942 г. Картите, направени в координатната система от 1963 г. или в местната координатна система, когато са включени в ГИС на региона, се свеждат до единна координатна система. За цифрови топографски карти се използва класификаторът UNI_VGM на Roskarto1rafiya, който осигурява възможност за работа с конвенционални знакови системи от мащаб от 1:500 до мащаб 1:1 000 000 (класификатор на всички мащаби). Обхватът на използвания софтуер е доста широк: проектът LARIS се осъществява с помощта на софтуер от Intergraph Sogr., комисията по земята използва MicroStation GIS до областно ниво, част от работата се извършва в MapInfo Professional, организации на Министерството на Природните ресурси на Руската федерация използват ArcInfo, ArcView, ArcGIS, геоложките карти са създадени в ГИС "ПАРК". Решенията за избор на софтуер се определят от наличието на установени задачи в различни ведомствени ГИС и приетите индустриални решения. Използваните формати на цифрови карти са определени от използвания ГИС софтуер. Посочено е обаче, че е необходимо да има конвертори, които преобразуват цифрови карти от един формат в друг, за да се осигури пренос на информация към различни ГИС пакети. През ноември 1998 г. от Държавния ГИС център (Роскартография) в региона са прехвърлени цифрови карти на Пермска област в мащаби 1:1000 000 и 1:200 000. Основният формат на получените карти е F20V. Картите бяха преобразувани във формат E00, използван в ГИС от ESRI Inc. Информационното насищане на картите, създадени от Roscartography, не отговаряше на разработчиците на регионалната ГИС. На първия етап разработчиците на системата обърнаха голямо внимание на нейното подобряване, запълване на семантиката на картите и териториалното обвързване на съществуващи и новосъздадени тематични бази данни. При създаването на ГИС бяха осъществени няколко пилотни проекта: създаване на интегрирана ГИС за село и курорт "Уст-Качка" за разработване на интегрирани решения в малка площ, като се използва ГИС "Уст-Качка" като пример, с цел демонстриране на възможностите на ГИС пред недостатъчно обучени мениджъри; създаване на модел на наводнения за градовете Перм и Кунгур. За създаване на модел на наводнение е изградена матрица на височините на зоната на потенциално наводнение, направени са изчисления за моделиране на нивото на наводнение; разработване на екологичен контрол на пилотни проекти за ГИС за град Березники и прилежащите територии. Основните резултати от изпълнението на програмата са представени от авторите на концепцията В. Л. Чебикин, Ю. Б. Щербинин под формата на следните подсистеми (компоненти): "ГИС-геология". Той е създаден за реална геоложка и икономическа оценка на ресурсния потенциал на Пермския регион, разработване на решения за ефективно използване на ресурсите. Включва банка с геоданни за находищата на полезни изкопаеми, местоположението на добивните и консуматорските предприятия, размера на запасите, динамиката на производството и потреблението; „ГИС на поземления кадастър”. Осигурява условия за обективно събиране на данъци върху земята и спазване на нормативната уредба относно собствеността, ползването, смяната на собствеността. Включва банка с геоданни за границите на поземлените имоти в контекста на правото на собственост върху земята и регистър на собствениците; "ГИС-пътища". Позволява Ви да определяте и ефективно да използвате техническите и икономическите условия за експлоатация и развитие на транспорта пътна мрежа. Въз основа на базата данни с геоданни за пътищата на Пермския регион, качеството на настилката, техническото състояние на пътищата, технически спецификациимостове, алеи, кръстовища, фериботни и ледени прелези, пътни знаци. Включва бази данни с икономически данни за използването на пътищата за товарен и пътнически трафик, разходите за поддръжка на пътищата, както и регистъра на собствеността и границите на отговорност; Железопътна ГИС. Позволява Ви да определяте и ефективно да използвате технико-икономическите условия за функциониране и развитие на транспортната железопътна мрежа. Включва банка с геоданни за железопътните линии в региона на Перм, железопътни мостове и кръстовища, железопътни гари, обекти, структури, както и икономически бази данни за използването на пътищата за товарен и пътнически трафик, разходите за поддръжка на пътищата; „ГИС на речното стопанство”. Предоставя информация за изчисленията на работата на дрегерите за задълбочаване на речното корито и изчисления за ефективността и развитието на корабоплаването. Информационно осигуряване - геоинформация за топографията на дъното на плавателните реки и бази данни за речни товарни и пътнически маршрути; . „ГИС наводнения“. Осигурява процеса на моделиране на речни наводнения и извършване на изчисления на мерките за борба с наводненията, загубите от наводнения, предоставя необходимата информация за работата на комисиите за борба с наводненията. Информационна база - геоданни за релефа на речните брегове; „ГИС на хидравличните конструкции”. Служи за моделиране на последиците от техногенни въздействия върху водните обекти на населението и предприятията. Банка геоданни - информация за язовири, шлюзове, водохващания, пречиствателни съоръжения и течни отпадъчни води от промишлени предприятия, информационни бази от технически и икономически данни за хидравличните съоръжения; „ГИС на управлението на водите”. Създаден за обективна оценка и планиране на използването водни ресурси области. Банката с геоданни съдържа информация за реки, водоеми, езера, блата, водозащитни зони и брегозащитни пояси, както и информация за обхвата, площта, запасите и качеството на водните ресурси, характеристиките на рибните запаси, имотния регистър и границите на отговорност ; „ГИС на горското стопанство”. Необходимо е за обективна оценка и планиране на използването на горските ресурси в района. Тази дейност се базира на информация за горските площи, горски видове и възраст, икономическата им оценка, обема на сечта, преработката, продажбата на дървесина, местоположението на дърводобивните и преработвателни предприятия, правата на собственост и границите на отговорност; „ГИС кадастър на природните ресурси”. Комбинира информацията на компонентите "ГИС-геология", "ГИС на горското стопанство", "ГИС на управлението на водите", както и рибарство, резервати за диви животни, лов и др., свързва геобазите на тези компоненти, създава информационна база за цялостна оценка на природните ресурси на Пермския регион; "ГИС-екология". Създава се с цел разработване на мерки за подобряване на екологичната обстановка, като се определят разумните суми, необходими за изпълнението на тези мерки; „ГИС на специално защитени природни територии“. Банка геоданни за специално защитени природни територии от региона; Екопатология ГИС. Банка с геоданни за влиянието на екологичната ситуация върху здравето и смъртността на населението, което дава възможност да се даде обективна оценка на условията на живот на населението в региона; „ГИС на нефтопроводи и газопроводи“. Използва се за моделиране и оценка на последствията от извънредни ситуации, провеждане на икономически изчисления. Банката с геоданни съдържа информация за нефтопроводи и газопроводи, помпени станции и други инженерни съоръжения в региона, регистър на собствениците, права на собственост и граници на отговорност, банка с геоданни за релефа на прилежащите територии, информационни бази за технически и икономически характеристики ; ГИС контрол и моделиране на природни и техногенни прояви на катастрофални деформации на земната повърхност на Пермския регион въз основа на резултатите от мониторинг, включително космически мониторинг; „ГИС население“. Бази от геоданни за разпределението на населението, които ви позволяват да анализирате територията по пол и възрастов състав, военна възраст, заетост, социално защитени групи, миграция на населението, необходими за обосноваване на социални програми, както и информационна подкрепа за предизборни кампании (формиране на избирателни райони и анализ на електората); "ГИС РВД". Подразделя се на компоненти: "ГИС на противопожарната защита"; "ГИС КАТ"; „ГИС за опазване на обществения ред”; "ГИС ЕС". Създават се бази: потенциално опасни обекти, тактико-технически характеристики на тези обекти, сили и средства за гражданска защита и привлечени сили и средства от регионалната подсистема за извънредни ситуации, тактико-технически характеристики на силите и средствата; геобаза данни за местоположението на евакуационните зони и маршрути за предприятията и населението на региона, информационни бази за тактико-технически характеристики на зони и евакуационни маршрути; „ГИС на медицината при бедствия“. Създава по-специално геобаза за местоположение и информационни бази за състоянието на лечебните заведения; „ГИС за осигуряване безопасността на живота на населението”. Геобаза на наблюдателни пунктове за потенциално опасни обекти, геобази на релефа и други характеристики на терена в мащаба, необходим за решаване на проблемите на моделиране на аварийни ситуации на наблюдателни обекти и прилежащи територии, информационни бази от тактико-технически данни за организиране на работа и записване на резултатите от работа на наблюдателни пунктове; „ГИС на социално-икономическото развитие на региона”. Необходим е за анализ на дейността на местните власти, съпоставянето й със сходни дейности в прилежащи територии, както към настоящия момент, така и в динамика по периоди на събиране на информация от държавните статистически органи. Освен това този компонент се използва за разработване на мерки за управление на територии. Геобазата на ГИС на социално-икономическото развитие на региона съдържа информация за административното деление на региона, за паспортите на териториите, базата данни на Пермския регионален комитет на държавната статистика за показателите за състоянието на социално-икономическото развитие и главно управление на икономиката на областната администрация по показатели за прогнозата за социално-икономическо развитие. В резултат на изпълнението на програмата трябва да бъдат разработени и приложени правни, икономически, организационни и технически мерки за изпълнение на задачите за създаване на GIS OGV, трябва да се формират бази данни с цифрови карти на Пермския регион в различни мащаби за показване на динамиката на социално-икономическото развитие на региона. На регионалните управленски структури ще бъде предоставена реална пространствено-времева информация за инфраструктурата и социалното развитие на региона, което ще даде възможност за формиране на механизъм за управление на икономиката на региона на геоинформационна основа. Разработената концепция за географска информационна система и програмата за създаване на ГИС се основават на значителния опит на предприятия и организации от Пермския регион в тази област на дейност. Различни проекти се изпълняват в Комитета по поземления кадастър на Пермския регион, Пермското държавно геоложко предприятие „Геокарта“, Комитета по природни ресурси на Пермския регион, Научноизследователския клиничен институт по детска екопатология и други организации. Под ръководството на Комитета по поземления кадастър на Пермския регион се работи за извършване на кадастрални проучвания, производство на планови и картографски материали, инвентаризация на земята и регистрация на собствениците на земя. Клиентът на Държавната автоматизирана система за поземлен кадастър в Пермския регион (GAS ZK) е Регионалният комитет за поземлен кадастър. В областните и градските районни комисии са създадени специални работни групи за оперативното управление на изпълнението на проекта ЛАРИС. В унитарното държавно предприятие „Уралско проектно-геодезично предприятие за поземлени кадастрални проучвания“ („Uralzemkadastrsemka“) е създадено специализирано производство, базирано на цифрови кадастрални технологии. Използват се GIS на Intergraph Co., както и MicroStation, MapInfo Professional. Пермското държавно геоложко предприятие "Геокарта" извършва работа по държавната програма за геоложко картографиране. На всяка партида на предприятието се възлага задължение на един или два номенклатурни листа на картата на Пермския регион в мащаб 1: 200 000, резултатите от работата се изготвят в графична и цифрова форма. Предприятието използва ГИС "Geomap", която предоставя технологията за създаване на цифрови карти, както и ArcInfo, ArcView, PARK 6.0. В цифров вид са създадени следните геоложки документи: Геоложка карта на предкватернерни образувания на база допълнително проучване и изготвяне на държавната геоложка карта в мащаб 1:200 000. Геоложка карта на кватернерните отлагания. Схема на геоморфологично райониране. Карта на продуктивни нефто- и газоносещи конструкции. Схема на административно деление с транспортни пътища и основни комуникации. Картата на предкватернерните образувания е допълнена с исторически сведения: за мед, желязо, хромити, боксити, манган, титан, олово, стронций, злато; ’ за строителни материали (габро-диабази, варовици, доломити, мрамор, пясъчници), кварц, флуорит, Волконско-ит; нефт, газ, въглища, калиеви соли, питейна вода. Картата на кватернерните отлагания отразява ареалното разпределение на обектите, съдържащи: злато, платина, диаманти; земеделски руди (торф, варовити туф, мергел), глини, пясъчни и чакълести смеси, пясъци и др. В изпълнение на заповед на губернатора на Пермския регион от 09.11.95 № 338 „За системата за мониторинг на околната среда в региона“, под ръководството на Комитета по природните ресурси на Пермския регион (бивш Държавен комитет за Опазване на околната среда), се работи за създаване на Единна териториална система за мониторинг на околната среда (ЕТСЕМ) на региона. ETSEM е създаден с цел информационна подкрепа за вземане на управленски решения в областта на опазването на околната среда за осигуряване на екологично безопасно устойчиво развитие на територията и е неразделна част от информационно-географската информационна система на Пермския регион. Работата по създаването и поддържането на ГИС на здравеопазването беше извършена от Научноизследователския клиничен институт по детска екопатология (НИКИ ДЕП). На регионално ниво е разработено използването на ГИС за решаване на проблемите на информационното осигуряване на системата за управление на здравеопазването на региона: идентифициране на територии с неблагоприятни тенденции в медико-демографските и медико-екологичните показатели; обосноваване на регионални инвестиции в териториално здравеопазване на база геоинформационен анализ на медицински и демографски показатели (индивидуални и комплексни); анализ на достатъчността на медицинските услуги на населението по територии и оценка на тежестта на проблемите на отделните територии; обосноваване и разполагане на мрежа от междуобластни центрове за предоставяне на специализирана медицинска помощ и др. Извършена е работа по свързване на пространствена информация и бази данни за медицинско обслужване на населението, медико-демографски, санитарно-хигиенни и екологични показатели на единна карта-схема на Пермския регион. Събрана е информация за повече от 260 индикатора. Системата използва дребномащабни векторни карти (1:1000000). Софтуерът ви позволява да играете редица сценарии и да избирате опции за оптимално използване на легалния фонд и лабораторно-диагностичната база на лечебните заведения. За решаване на медицински и екологични проблеми с помощта на ГИС бяха определени приоритетни области за комбинация от рискови фактори за общественото здраве и индивидуални екологични показатели и беше извършена пространствена справка на дългосрочни бази данни за източници на вредни въздействия върху околната среда. Екологичен проект беше реализиран като част от общинската ГИС на Перм, която е компонент на регионалната ГИС. Въз основа на векторната карта 1:25 000 бяха създадени слоеве: заболеваемостта на населението в районите на град Перм, зоната на покритие на медицинските институции. Системата ви позволява да проследявате динамиката на заболеваемостта през последните 6 години с помощта на 68 индикатора. В рамките на проекта бяха формирани слоеве, които отразяват различни аспекти на състоянието на околната среда (зони на замърсяване на почвата с тежки метали, съдържание на вредни вещества в атмосферния въздух въз основа на резултатите от полеви наблюдения, стационарни източници на емисии на вредни вещества в атмосферния въздух от подробни спецификациивсеки източник, земя на индустриални предприятия с информация за предприятието като източник на замърсяване на околната среда, съдържанието на вредни примеси в биологичната среда на детското население и др.). Слоевете с богата атрибутна база се използват в аналитични задачи. Създадената система осигурява изход за решаване на проблемите за формиране на оптимална мрежа за разполагане на пунктове за контрол на качеството на атмосферния въздух по критериите на общественото здраве, разработване на програми за медицинска и екологична рехабилитация на деца и др. Екологичен проектобщинската ГИС е базирана на ArcView. ГИС се използва в комбинация с моделиращи и аналитични програми, което дава възможност за получаване на комплексни оценки на различни териториални нива. През 1994-1997г NIKI DEP издаде медицински и екологичен атлас на Пермския регион. През 1998 г. NIKI DEP, заедно с регионалния център за нови информационни технологии на Пермския държавен технически университет и отдела за образование и наука на регионалната администрация, публикува атлас на социалната и образователната сфера на Пермския регион (пилотен проект в рамките на междууниверситетската научно-техническа програма „Развитие на научни основи за създаване на географски информационни системи“). С решение на Законодателното събрание № 78 от 6 април 1998 г. беше приета и изпълнена цялостна териториална програма „Безопасност на живота и организация на системи за наблюдение за прогнозиране на природни и природно-техногенни аварийни ситуации в Пермския регион за 1998-2000 г.“, която предвижда: Разработване и усъвършенстване на географската информационна система за предупреждение и действие при аварийни ситуации (ГИС ЕС); 2. Създаване на подсистема за действия в условия на извънредни ситуации като част от геоинформационната система на РВД на Пермския регион. Геоинформационната система за извънредни ситуации е създадена на базата на изследователски разработки на Минния институт на Уралския клон на Руската академия на науките (Перм). развитие" Технически изисквания към цифрови топографски карти с мащаби 1:1000 000 и 1:200 000 за територията на Пермския регион”, „Методи за проверка на качеството на цифровите топографски карти с мащаби 1:1000 000 и 1:200 000 за територията на Пермска област”, работата по контрола на качеството и приемането на посочените цифрови колички бяха извършени от Пермското държавно унитарно предприятие „Специално изследователско бюро „Елбрус” (SNIB „Elbrus”). SNIB "Elbrus" е притежател на цифрови топографски карти в посочените мащаби и извършва работа по внедряването на карти в съответствие с "Временните разпоредби за реда за използване на цифрови електронни карти на Пермския регион в мащаби 1: 1000 000 и 1:200 000". СНИБ "Елбрус" използва няколко ГИС софтуерни инструмента: INTELKART, INTELVEK, Panorama, GIS RSChS, Maplnfo Professional, ArcView, Arclnfo и др. СУП СНИБ "Елбрус" поддържа единен класификатор на картографска информация за целия мащабен диапазон на ГИС OGV на Пермски регион разработи система от конвертори, за да гарантира съвместимостта на използването на карти в различни софтуерни инструменти за ГИС. В Географския факултет на Пермския държавен университет се разработва ГИС „Защитени природни територии на Пермския регион“; работи се по създаване на тематични физико-географски, социално-икономически и еколого-географски пластове (хидрография, орография, геоморфология, почви, растителност, климат, населени места, транспортна мрежа, индустрия, селско стопанство, индустриална и социална инфраструктура и др.). Разработват се собствени системи за регионите Иркутск, Нижни Новгород, Рязан, Приморски край и др. Има доста много примери за внедряване на ГИС на местно ниво. В рамките на програмата Убсу-Нур беше създадена геоинформационна система за характеризиране на запаса и възрастовата динамика на насажденията в горите на Убсу-Нурската депресия; ГИС-Сатино и други бяха разработени за цялостно характеризиране на мястото за лятото учебни практики на Географския факултет на Московския държавен университет. Последната система е по същество сложен цифров модел на територията на тренировъчната площадка Сатино (Боровски район, Калужска област) (Ю.Ф. Книжников, И.К. Лурие, 2002). базовите слоеве са фотопланове и топографски карти на територията в мащаби 1:5000 и 1:10000 Данните от студентски теренни проучвания се използват широко, а географските информационни фондове се събират като систематични набори от данни за свойствата и взаимоотношенията на географските обекти и процеси на територията. За изследване на динамичните състояния на естествената геосистема се използват различни времеви и мащабни нива - дългосрочни (многовременни карти, въздушни и космически изображения, материали от дългосрочни теренни проучвания на територията на полигона), както и сезонни (предимно въздушни снимки и специални пейзажно-фенологични изследвания). Разработва се декодиращ и навигационен комплекс за автоматизирани теренни изследвания. Можете също така да дадете примери за системи, създадени за контролиране на екологичната ситуация в рамките на един химически завод и т.н. От реализираните или изпълнявани в момента проекти, ние посочваме и множество примери за специфични за индустрията приложения на ГИС технологиите в различни предметни области - геология , поземлен кадастър, горско стопанство, екология, общинска администрация, експлоатация на инженерни комуникации, дейност на органите на реда. Те са разгледани подробно в [E. Г. Капралов, А. В. Кошкарев, В. С. Тикунов и др., 2004]. Контролен списък Каква е ролята на Глобалната база данни за информационни ресурси GRID? Каква е основната характеристика на GRID системата? Дали руските проекти отговаряха на международните методи? Подходящо ли е такова споразумение? Опишете характеристиките на планираната държавна екоинформационна система; Целесъобразно ли е този проект да се реализира в съвременни условия? Избройте основните характеристики на системата "Устойчиво развитие на Русия". Оценете оптималността на системата, създадена за Пермския регион. Препоръчително ли е да се създават локални системи? Планирайте възможен ГИС проект за вашия район.

Е. А. Росяйкина, Н. Г. Ивлиева

ОБРАБОТКА НА ДАННИ ОТ ДИСТАНЦИОННО ЗАМЯВАНЕ

В ГИС ПАКЕТ ARCGIS1

Анотация. Статията разглежда възможностите за използване на пакета ArcGIS GIS за обработка на данни от дистанционното наблюдение на Земята. Особено внимание е отделено на дефинирането и анализа на растителния индекс NDVI.

Ключови думи: дистанционно наблюдение, сателитно изображение, ArcGIS GIS пакет, NDVI растителен индекс.

РОСЯКИНА Е. А., ИВЛИЕВА Н. Г.

ОБРАБОТКА НА ДИСТАНЦИОННО ОТЧИТАНИ ДАННИ С ПОМОЩ НА СОФТУЕР ARCGIS

абстрактно. Статията разглежда използването на софтуер ArcGIS за обработка на отдалечени данни. Авторите се фокусират върху изчисляването и анализа на вегетационния индекс (NDVI).

Ключови думи: дистанционно наблюдение, сателитно изображение, софтуер ArcGIS, растителен индекс (NDVI).

Обработката на данни от дистанционно наблюдение (RSD) е област, която се развива активно в продължение на много години и все повече се интегрира с ГИС. Напоследък космическата информация се използва широко в изследователската дейност на студентите.

Растерните данни са един от основните типове пространствени данни в ГИС. Те могат да представят сателитни изображения, въздушни снимки, обикновени цифрови релефни модели, тематични решетки, получени в резултат на ГИС анализ и геоинформационно моделиране.

Пакетът ArcGIS GIS има набор от инструменти за работа с растерни данни, който ви позволява да обработвате RSD директно в ArcGIS, както и да извършвате по-нататъшен анализ, използвайки аналитичните функции на ГИС. Пълната интеграция с ArcGIS ви позволява бързо да конвертирате пространствено координирани растерни данни от една проекция на карта в друга, да извършвате трансформиране на изображението и рефериране на координати, да конвертирате от растер във векторен формат и обратно.

В по-ранните версии на ArcGIS професионалната обработка на растерни изображения изискваше разширението за анализ на изображения. В последните версии

1 Статията е подкрепена от Руската фондация за фундаментални изследвания (проект № 14-05-00860-a).

ArcGIS добавя редица растерни функции към стандартния набор, много от които са налични в новия прозорец за анализ на изображения. Включва четири конструктивни елемента: прозорец със списък с отворени растерни слоеве; Бутон за опции за задаване на опции по подразбиране за някои инструменти; две секции с инструменти ("Дисплей" и "Обработка").

Разделът „Дисплей“ обединява настройките, които подобряват визуалното възприемане на изображенията на екрана на монитора, а секцията „Обработка“ представя редица функции за работа с растери. Изследванията показват, че панелът за обработка на прозорци в прозореца за анализ на изображения улеснява работата с растери в ArcMap. ArcGIS поддържа също контролирана и неконтролирана класификация на цифрови изображения. За анализ можете да използвате и функциите на допълнителните модули Spatial Analyst и 3D Analyst.

За изследването използвахме изображения на Landsat 4-5 TM: многозонова (архивен набор от изображения във формат GeoTIFF) и синтезирано изображение в естествени цветове във формат JPEG с координатно препращане. Пространствената разделителна способност на сателитните изображения е 30 м. Изображенията са получени чрез услугата EarthExplorer на Геоложката служба на САЩ. Нивото на обработка на оригиналното многозоново сателитно изображение е L1. Това ниво на обработка на изображенията на Landsat осигурява тяхната радиометрична и геометрична корекция с помощта на дигитални модели на височината („земна“ корекция). Проекция на изходна карта UTM, координатна референтна система WGS-84.

За формиране на синтезирано изображение - широко използвана трансформация на яркостта на многозоново изображение, беше използван инструментът "Обединяване на канали" от групата инструменти "Растер". В зависимост от задачите, които трябва да се решават, комбинациите от канали могат да бъдат различни.

При обработката на мултиспектрално изображение често се извършват трансформации, които изграждат "индексни" изображения. Въз основа на математически операции с матрици на стойностите на яркостта в определени канали се създава растерно изображение, изчисленият "спектрален индекс" се присвоява на стойностите на пикселите. Въз основа на полученото изображение се извършват допълнителни изследвания.

За изследване и оценка на състоянието на растителността широко се използват т. нар. вегетационни индекси. Те се основават на разликите в яркостта на пикселите в изображенията във видимата и близката инфрачервена част на спектъра. В момента има около 160 вида растителни индекси. Те се подбират експериментално

от известните особености на кривите на спектралното отражение на растителността и почвите.

Основното внимание в нашето изследване беше обърнато на изследването на разпространението и динамиката на вегетационния индекс NDVI. Най-важната област на приложение на този индекс е определянето на състоянието на земеделските култури.

Използването на бутона NDVI на прозореца за анализ на изображения ви позволява да конвертирате изображения в близката инфрачервена (NIR) и червена (RED) зона на изследване и да изчислите така наречения NDVI растителен индекс като нормализирана разлика между техните стойности.

Формулата за изчисляване на NDVI, използвана в ArcGIS, е променена: NDVI = (NIR - RED) / (NIR + RED)) * 100 + 100 .

Това води до 8-битово цяло число, тъй като обхватът на изчислените стойности на клетките е от 0 до 200.

NDVI може да се изчисли ръчно с помощта на инструмента Raster Calculator в Spatial Analyst. В ArcGIS уравнението за изчисление на NDVI, използвано за генериране на изхода, е както следва:

NDVI = float (NIR - RED) / float (NIR + RED)).

Работата изследва многовременните стойности на индекса NDVI, изчислен върху земеделските земи на фермата Красинское в района на Дубенски на Република Мордовия. Проучването е извършено от спътника Landsat 4-5 TM през 2009 г. Дати на заснемане: 24 април, 19 май, 4 юни, 5 юли, 23 август, 29 септември. Датите са подбрани по такъв начин, че всяка от тях да попада в различен период от растителна вегетация.

Стойностите на NDVI бяха изчислени с помощта на инструмента Raster Calculator в Spatial Analyst. Фигура 1 показва резултата от операциите, извършени в специално подбрана цветова гама на цялата територия на район Дубенски.

Индексът се изчислява като разликата между стойностите на отражението в близките инфрачервени и червени области на спектъра, разделена на тяхната сума. В резултат на това стойностите на NDVI варират от -1 до 1. За зелена растителност, която е силно отразяваща в близките инфрачервениспектър и абсорбира радиацията добре в червения диапазон, стойностите на NDVI не могат да бъдат по-малки от 0. Отрицателните стойности се причиняват главно от облаци, водни тела и снежна покривка. Много ниски стойности на NDVI (по-малко от 0,1) съответстват на райони без растителност, стойности от 0,2 до 0,3 представляват храсти и пасища, а големите стойности (от 0,6 до 0,8) представляват гори. В района на изследване, според получените растри, представляващи

стойности на NDVI, лесно се идентифицират водни тела, гъста растителност,

облаци и подчертайте населените места.

SHU1 стойностна скала

Ориз. 1. Синтезирано растерно разпределение на KOU1.

Полетите, заети от определени земеделски култури, са по-трудни за определяне, особено поради факта, че вегетационният период варира за различните култури, а максималната фитомаса пада на различни дати. Поради това схемата на полетата със земеделски култури на фермата Красинское в район Дубенски за 2009 г. беше използвана като източник в работата. За изследване на промените в стойностите на индекса KOC1 през вегетационния сезон бяха идентифицирани тестови участъци.

Софтуерът за растерни системи позволява статистически анализ на разпределителни серии, съставени от всички стойности на растерни елементи или от отделни стойности (попадащи във всяка област на изследване).

Освен това, с помощта на инструмента „Зонална статистика към таблица“ на модула „Пространствен анализатор“, използвайки стойностите на клетките, лежащи в избраните зони (райони с различни култури), бяха получени описателни статистики на индекса - максимален, минимален и средна стойност, разсейване, стандартно отклонение и сума (фиг. 2). Такива изчисления се правят за всички дати на заснемане.

Ориз. 2. Определяне на стойности на NDVI с помощта на инструмента Spatial Analyst "Зонална статистика към таблица".

На тяхна база е изследвана динамиката на един или друг статистически показател, изчислен за отделни култури. И така, таблица 1 показва промяната в средните стойности на изследвания вегетационен индекс.

Средни стойности на индекса NDVI на земеделските култури

маса 1

Зимна пшеница 0,213 0,450 0,485 0,371 0,098 0,284

Царевица 0,064 0,146 0,260 0,398 0,300 0,136

ечемик 0,068 0,082 0,172 0,474 0,362 0,019

Пивоварен ечемик 0,172 0,383 0,391 0,353 0,180 0,147

Многогодишни треви 0,071 0,196 0,443 0,474 0,318 0,360

Едногодишни билки 0,152 0,400 0,486 0,409 0,320 0,404

Чиста пара 0,174 0,233 0,274 0,215 0,205 0,336

Картината на изменението на различни числени статистически характеристики на стойностите на индекса K0Y1 за вегетационния сезон се показва по-ясно чрез графични изображения. Фигура 3 показва диаграми, изградени въз основа на средните стойности на индекса за отделни култури.

Зимна пшеница

август септември

Ориз. Фиг. 3. Динамика на стойностите на KOI1 на територията, заета от: а) зимна пшеница; б) ечемик; в) царевица.

Вижда се, че минимумите и максимумите на KBU! попадат на различни дати поради различната продължителност на вегетационния период на всяка култура и количеството фитомаса. Например, най-голямата стойност на KBU! зимна пшеницапада през второто десетилетие на юни, а царевицата - в началото на юли. При ечемика и едногодишните треви се наблюдава постепенно увеличаване на количеството на фитомасата. Равномерните стойности на чист угар през целия вегетационен период се дължат на факта, че това е открита култивирана почва, и увеличение на стойността на KBU! през септември може теоретично да се свърже със сеитбата на зимни култури.

Ценности на KBU! свързани с местоположението на изследваната зона, по-специално с експозицията и ъгъла на наклона. За по-голяма яснота, синтезираният растер със стойностите на KBU! на 23 август е комбиниран с хълм, построен на базата на глобалния цифров терен модел на БЯТМ (фиг. 4). Вижда се, че в местата на депресии (речни долини, дерета) стойностите на KBU! Повече ▼.

Ориз. 4. Съпоставяне на растера със стойностите на KBU! и светлина и сянка хълм.

В допълнение към изображенията на LaneBa1 за изчисляване на стойностите на KBU! могат да се използват и други данни от дистанционното наблюдение, например данни от спектрорадиометъра MOBC.

Въз основа на изчислените многовременни стойности на KBU! могат да се изграждат различни карти, например карти за оценка на земеделските ресурси на района, мониторинг на културите, оценка на биомасата на недървесната растителност, оценка на ефективността на мелиорацията, оценка на продуктивността на пасищата и др.

Проведените проучвания ясно показаха възможността за използване на пакета ArcGIS GIS за обработка на данни от дистанционното наблюдение на Земята, включително за изчисляване и анализ на растителния индекс NDVI, чиято най-важна област на приложение остава определянето на състоянието на културите.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абросимов А. В., Дворкин Б. А. Перспективи за използване на данни от дистанционното наблюдение от космоса за

подобряване на ефективността на селското стопанство в Русия // Геоматика. - 2009. - бр. 4. - С. 46-49.

2. Антипов Т. И., Павлова А. И., Каличкин В. А. Примери за автоматизирани методи

анализ на геоизображения за агроекологична оценка на земята // Известия на висшите учебни заведения. Геодезия и въздушна фотография. - 2012. - бр.2/1. - С. 40-44.

3. Белорусцева Е. В. Мониторинг на състоянието на земеделските земи

Нечерноземна зона на Руската федерация // Съвременни проблеми на дистанционното наблюдение на Земята от космоса. - 2012. - Т. 9, бр. 1. - С. 57-64.

4. Ивлиева Н. Г. Създаване на карти с помощта на ГИС технологии: учеб. надбавка за

студенти, обучаващи се в специалност 020501 (013700) „Картография”. -Саранск: Издателство на Мордов. ун-та, 2005. - 124 с.

5. Манухов В. Ф., Варфоломеева Н. А., Варфоломеев А. Ф. Използването на пространството

информация в процеса на учебно-изследователската дейност на студентите // Геодезия и картография. - 2009. - бр. 7. - С. 46-50.

6. Манухов В. Ф., Кислякова Н. А., Варфоломеев А. Ф. Информационни технологии в

авиокосмическа подготовка на дипломирани географи-картографи // Педагогическа информатика. - 2013. - No 2. - С. 27-33.

7. Mozgovoy D.K., Kravets O.V. Използването на мултиспектрални изображения за

класификация на земеделските култури // Екология и ноосфера. - 2009. - бр.1-2. -ОТ. 54-58.

8. Росяйкина Е. А., Ивлиева Н. Г. Контрол на данните от дистанционното наблюдение

Земи в средата на ГИС-пакета ArcGIS // Картография и геодезия в съвременен свят: материали от 2-ра Всеруска. научно-практически. конф., Саранск, 8 април. 2014 / редколегия: В. Ф. Манухов (отговорен редактор) и др. - Саранск: Издателство Мордов. ун-та, 2014. - С. 150-154.

9. Серебряная О. Л., Глебова К. С. Обработка в движение и динамична композиция

мозайки с растерни изображения в ArcGIS: ново решение на традиционните проблеми.

[Електронен ресурс] // ArcReview. - 2011. - No 4 (59). - Режим на достъп: http://dataplus.ru/news/arcreview/.

10. Чандра А. М., Гош. С. К. Системи за дистанционно наблюдение и географска информация / прев. от английски. - М.: Техносфера, 2008. - 288 с.

11. Черепанов A. S. Индекси на растителност // Геоматика. - 2011. - No 2. - С. 98-102.

Н. Б. Ялдигина

Последните години бяха белязани от бързото развитие и разпространение на технологиите за дистанционно наблюдение на Земята (ERS) и геоинформационните технологии. Сателитните изображения се използват активно като източник на информация за решаване на проблеми в различни сфери на дейност: картография, общинска администрация, горско и селско стопанство, управление на водите, инвентаризация и мониторинг на състоянието на инфраструктурни съоръжения за добив и транспорт на нефт и газ, екологична оценка, търсене и прогнозиране на находища на полезни изкопаеми и др. Географските информационни системи (ГИС) и геопорталите се използват за анализ на данни с цел вземане на управленски решения.

В резултат на това за много висши учебни заведения задачата за активно въвеждане на дистанционно наблюдение и ГИС технологии в образователния процес и научните дейности стана много актуална. Преди това използването на тези технологии се изискваше преди всичко от университети, които обучават специалисти в областта на фотограметрията и ГИС. Въпреки това, постепенно, тъй като технологиите за дистанционно наблюдение и ГИС се интегрират с различни приложни области на дейност, тяхното изучаване се наложи за много по-широк кръг от специалисти. Университетите, предоставящи обучение по специалности, свързани с горско и селско стопанство, екология, строителство и др., вече изискват и обучение на студенти в основите на дистанционното наблюдение и ГИС, така че бъдещите завършили да са запознати с модерните методи за решаване на приложни проблеми в рамките на своята специалност.

В началния етап образователна институция, която планира да обучава студенти по предмети по дистанционно наблюдение и ГИС, трябва да реши редица проблеми:

• Закупуване на специализиран софтуер и хардуер.
• Придобийте набор от данни от дистанционно наблюдение, които да се използват за обучение и научна работа.
• Провеждане на преквалификация на учители по въпросите на дистанционното наблюдение и ГИС.
• Да се ​​разработят технологии, които ще позволят решаване на приложни проблеми, съответстващи на специализацията на университета/катедрата, като се използват данни от дистанционно наблюдение.

Без обмислен и систематичен подход решаването на тези проблеми може да изисква значителни времеви и материални разходи от университета. Най-простият и ефективен начин за преодоляване на трудностите е взаимодействието с фирми, които доставят целия необходим софтуер и хардуер за внедряване на дистанционно наблюдение и ГИС технологии, които имат опит в реализирането на проекти за различни сектори на националната икономика.

Интегриран подход за внедряване на дистанционни и ГИС технологии в университета ще бъде осигурен от Совзонд, който предлага пълен набор от услуги, от доставка на софтуер и хардуер, тяхното инсталиране и конфигуриране, до доставка на данни от дистанционно наблюдение, обучение на специалисти и разработване на технологични решения. В основата на предложеното решение е Центърът за обработка на данни за дистанционно наблюдение на Земята (CODDZZ).

Какво е CODDZZ?

Това е комплекс от софтуерни и хардуерни инструменти и технологии, предназначени за получаване, обработка и анализ на данни от дистанционно наблюдение, използване на геопространствена информация. TsODDZZ ви позволява да решавате следните основни задачи:

• Получаване на данни от дистанционно наблюдение (космически изображения).
• Първична обработка на космически изображения, подготовка за автоматизирана и интерактивна интерпретация, както и визуално представяне.
• Дълбок автоматизиран анализ на данните от дистанционното наблюдение за изготвяне на широк спектър от аналитични картографски материали по различни теми, определяне на различни статистически параметри.
• Изготвяне на аналитични доклади, презентационни материали по данни от сателитни снимки.

Ключовият компонент на TSODDZZ е специализиран софтуер и хардуер с широка функционалност за работа с дистанционно наблюдение и ГИС данни.

Софтуер TsODDZZ

Софтуерът като част от TsODDZZ е предназначен да извършва следната работа:

Фотограметрична обработка на данни от дистанционно наблюдение (геометрична корекция на изображения, изграждане на цифрови релефни модели, създаване на мозайки на изображения и др.). Той е необходим етап от общия технологичен цикъл на обработка и анализ на данните от дистанционното наблюдение, предоставящ на потребителя точна и актуална информация.

Тематична обработка на данните от дистанционното наблюдение (тематична интерпретация, спектрален анализ и др.).Осигурява интерпретация и анализ на сателитни снимкови материали с цел създаване на тематични карти и планове, вземане на управленски решения.

ГИС анализ и картографиране (анализ на пространствени и статистически данни, изготвяне на карти и др.).Осигурява идентифициране на закономерности, взаимоотношения, тенденции в събитията и явленията от околния свят, както и създаване на карти за представяне на резултатите в удобна за потребителя форма.

Предоставяне на достъп до геопространствена информация чрез Интернет и Интранет (организация на съхранение на данни, създаване уеб-услуги с функции за ГИС анализ за потребители на вътрешни и външни мрежи).Той осигурява организиране на потребителски достъп от вътрешната мрежа и Интернет до информация по дадена тема за определена територия (космически изображения, векторни карти, атрибутивна информация).

В табл. Фигура 1 показва схемата за използване на софтуера, предложен от Sovzond, което дава възможност за пълно изпълнение на всички изброени видове работа.

Таблица 1. Схема на използване на софтуера

Вид работа	Софтуерни продукти	Основни функции
Фотограметрична обработка на данни от дистанционно наблюдение	INPHO линия от Trimble INPHO	Автоматизирана въздушна триангулация за всички видове кадри, получени както от аналогови, така и от цифрови камери Изграждане на високоточни цифрови релефни модели (DEM) на базата на въздушни или сателитни изображения, контрол на качеството и редактиране на DEM Орторектификация на данни от дистанционно наблюдение Създаване на цветно синтезирани мозаечни покрития с помощта на изображения, получени от различни спътници Векторизация на теренни обекти чрез стереодвойки въздушни и космически изображения
		Визуализация на данни от дистанционно наблюдение Геометрична и радиометрична корекция Създаване на DTM на базата на стерео изображения Създаване на мозайки
Тематична обработка на данните от дистанционното наблюдение	ENVI линия от ITT VIS	Интерактивно дешифриране и класификация Интерактивно спектрално и пространствено подобряване на изображението Калибриране и атмосферна корекция Анализ на растителността с помощта на растителни индекси (NDVI) Получаване на векторни данни за експорт в ГИС
ГИС анализ и картографиране	ArcGIS Desktop линия (ESRI Inc.)	Създаване и редактиране на пространствени данни въз основа на обектно-ориентиран подход Създаване и дизайн на картички Пространствен и статистически анализ на геоданни Анализ на картата, визуално отчитане
Предоставяне на достъп до геопространствена информация чрез Интернет	ArcGIS Server линия (ESRI Inc.)	° СЦентрализирано управление на всички пространствени данни и картографски услуги Изграждане на уеб приложенияс настолна ГИС функционалност

За висшите учебни заведения Sovzond предлага изгодни условия за доставка на софтуер. Цената на индивидуалните лицензи за университета е два или повече пъти намалена в сравнение с търговските лицензи. Освен това се доставят специални комплекти лицензи за оборудване на класната стая (Таблица 2). Цената на пакет от лицензи за обучение за 10 или повече места е основно сравнима с цената на един търговски лиценз. Таблицата по-долу описва лицензните пакети, налични от различни доставчици на софтуер.

Таблица 2. Софтуерни лицензи

Много руски университети вече имат положителен опит в използването на софтуерни продукти от ITT VIS, ESRI Inc., Trimble INPHO в рамките на образователни и научни дейности. Сред тях са Московският държавен университет по геодезия и картография (MIIGAiK), Московският държавен лесотехнически университет (MGUL), Марийският държавен технически университет (MarSTU), Сибирската държавна геодезическа академия (SSGA) и др.

TsODDZZ хардуер

Хардуерът на TsODDZZ включва усъвършенствани технически средства, които позволяват на висше учебно заведение да организира научни изследвания, учебен процес, за прилагане на различни методи за работа както с информация, така и с обучена аудитория. Хардуерът се избира, като се вземе предвид мащабът на планираната работа, броят на обучените студенти и редица други фактори. CODDZZ може да бъде разгърнат на базата на едно или повече помещения и да включва например класна стая, лаборатория за дистанционно наблюдение и заседателна зала.

Като част от ЦОДДЗЗ може да се използва следното оборудване:

• Работни станции за инсталиране на специализиран софтуер (в класни стаи и отделения).
• Сървъри за съхранение и управление на геопространствени данни.
• Видео стени за показване и колективно гледане на информация (фиг. 1).
• Системи за видеоконферентна връзка за обмен на аудио и видео информация в реално време между отдалечени потребители (разположени в различни стаи).

Ориз. 1. Класна стая с видео стена

Тези инструменти не само представляват продуктивна хардуерна платформа за обработка на данни от дистанционно наблюдение, но също така позволяват ефективно взаимодействие между потребителски групи. Например, с помощта на система за видеоконферентна връзка и софтуерно-хардуерен комплекс TTS, данните в реално време, подготвени от лабораторни специалисти, и видеоизображения могат да се предават директно на екрана в заседателната зала.

Доставка на данни от дистанционно наблюдение

При внедряването на CODDRS един от важните въпроси е придобиването на набор от данни от дистанционно наблюдение от различни спътници, които ще се използват за обучение на студенти и изпълнение на различни тематични проекти. Совзонд си сътрудничи с водещи сателитни оператори за дистанционно наблюдение и доставя цифрови данни, получени от спътници WorldView-1, WorldView-2, GeoEye-1, QuickBird, IKONOS, Resurs-DK1, RapidEye, ALOS, SPOT, TerraSAR -X, RADARSAT-1,2 , и т.н.

Възможно е също така да се разгърне наземен приемен комплекс в университета, създаден с участието на Федералната космическа агенция (Роскосмос), която осигурява директно приемане на данни от Resurs-DK1, AQUA, TERRA, IRS-1C, IRS -1D, сателити CARTOSAT-1 (IRS-P5), RESOURCESAT-1 (IRS-P6), NOAA, RADARSAT-1,2, COSMO-SkyMed 1-3 и др. Освен това, в случай на разполагане на TSODSZZ , Sovzond предоставя на образователна институция набор от безплатни данни за дистанционно наблюдение от няколко спътника, имащи различни характеристики (пространствена разделителна способност, спектрален обхват и др.), които могат да се използват като тестови образци за обучение на ученици.

Разгръщането на Центъра за дистанционно наблюдение на Земята във висше учебно заведение позволява да се реши проблемът с въвеждането на дистанционно наблюдение и ГИС технологии в научната и образователната дейност на университета и осигуряване на обучение на специалисти в сравнително нова и актуална област.

TSODDZZ е гъвкава и мащабируема система. В началния етап на създаване, CODDZZ може да бъде малка лаборатория или дори отделни работни станции с функционалност за обработка на данни от дистанционно наблюдение. В бъдеще е възможно TSODDZZ да се разшири до размера на големи лаборатории и учебни центрове, чиито дейности не се ограничават до обучение на студенти, но също така включват изпълнението на търговски проекти, базирани на данни от дистанционно наблюдение и предоставяне на информационни услуги в Интернет потребители.

Изпратете вашата добра работа в базата от знания е лесно. Използвайте формуляра по-долу

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще Ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

• Въведение
• 1. Обща характеристика на ГИС
• 2. Особености на организацията на данните в ГИС
• 3. Методи и технологии на моделиране в ГИС
• 4. Информационна сигурност
• 5. Приложения и приложение на ГИС
• Заключение
• Библиография
• Приложение

Въведение

Географските информационни системи (ГИС) са в основата на геоинформатиката – нова съвременна научна дисциплина, която изучава природни и социално-икономически геосистеми на различни йерархични нива чрез аналитична компютърна обработка на създадени бази данни и бази от знания.

Геоинформатиката, както и другите науки за Земята, е насочена към изучаване на процесите и явленията, протичащи в геосистемите, но използва свои собствени средства и методи за това.

Както бе споменато по-горе, основата на геоинформатиката е създаването на компютърни ГИС, които симулират процесите, протичащи в изследваната геосистема. Това изисква преди всичко информация (като правило фактически материал), която е групирана и систематизирана в бази данни и бази от знания. Информацията може да бъде много разнообразна – картографска, точкова, статична, описателна и др. В зависимост от целта, той може да бъде обработен или с помощта на съществуващи софтуерни продукти, или с помощта на оригинални техники. Ето защо в теорията на геосистемното моделиране и разработването на методи за пространствен анализ в структурата на геоинформатиката се отдава голямо значение.

Има няколко дефиниции за ГИС. Най-общо те се свеждат до следното: географската информационна система е интерактивна информационна система, която осигурява събиране, съхранение, достъп, показване на пространствено организирани данни и е фокусирана върху възможността за вземане на научно обосновани управленски решения.

Целта на създаването на ГИС може да бъде инвентаризация, кадастрална оценка, прогнозиране, оптимизация, мониторинг, пространствен анализ и др. Най-сложната и отговорна задача при създаването на ГИС е управлението и вземането на решения. Всички етапи – от събирането, съхранението, преобразуването на информацията до моделирането и вземането на решения, във връзка със софтуерни и технологични инструменти, са обединени под общото наименование – геоинформационни технологии (ГИС технологии).

По този начин ГИС технологиите са съвременен систематичен метод за изследване на околното географско пространство с цел оптимизиране на функционирането на природните и антропогенните геосистеми и осигуряване на тяхното устойчиво развитие.

Резюмето разглежда принципите на създаване и актуализиране на географски информационни системи, както и тяхното приложение и приложение. географска информация икономическа социална

1 . Обща характеристика на ГИС

Съвременните географски информационни системи (ГИС) са нов тип интегрирани информационни системи, които, от една страна, включват методи за обработка на данни на много вече съществуващи автоматизирани системи (AS), от друга страна, имат специфика в организирането и обработката на данни . На практика това определя ГИС като многофункционални, многоаспектни системи.

Въз основа на анализа на целите и задачите на различните ГИС, които функционират в момента, дефиницията на ГИС като географски информационни системи, а не като географски информационни системи, трябва да се счита за по-точна. Това се дължи и на факта, че процентът на чисто географски данни в такива системи е незначителен, технологиите за обработка на данни имат малко общо с традиционната обработка на географски данни и накрая, географските данни служат само като основа за решаване на голям брой на приложни проблеми, чиито цели са далеч от географията.

И така, ГИС е автоматизирана информационна система, предназначена за обработка на пространствени и времеви данни, чиято интеграция се основава на географска информация.

В ГИС се извършва сложна обработка на информация - от нейното събиране до съхранение, актуализиране и представяне, в тази връзка ГИС трябва да се разглежда от различни позиции.

Как системите за управление на ГИС са проектирани да подкрепят вземането на решения за оптимално управление на земята и ресурсите, градско управление, управление на транспорта и търговията на дребно, използване на океаните или други пространствени характеристики. В същото време за вземане на решения, наред с други, винаги се използват картографски данни.

За разлика от автоматизираните системи за управление (ACS), в ГИС се появяват много нови технологии за анализ на пространствени данни. Поради това ГИС служи като мощен инструмент за трансформиране и синтезиране на разнообразни данни за управленски задачи.

Като автоматизирани информационни системи, ГИС съчетава редица технологии или технологични процеси на добре познати информационни системи като автоматизирани научноизследователски системи (ASRS), системи за компютърно проектиране (CAD), автоматизирани справочни и информационни системи (ASIS) и др. CAD технологиите формират основата за интегрирането на ГИС технологиите. Тъй като CAD технологиите са достатъчно тествани, това, от една страна, осигури качествено по-високо ниво на развитие на ГИС, от друга страна, значително опрости решаването на проблема с обмена на данни и избора на системи за техническа поддръжка. По този начин ГИС се изравни с автоматизираните системи с общо предназначение като CAD, ASNI, ASIS.

Как геосистемите на ГИС включват технологии (предимно технологии за събиране на информация) на системи като географски информационни системи, картографски информационни системи (CIS), автоматизирани системи за картографиране (ASC), автоматизирани фотограметрични системи (APS), системи за информация за земята (LIS), автоматизирани кадастрални системи (AKS) и др.

Като системи, които използват бази данни, ГИС се характеризират с широк спектър от данни, събрани с помощта на различни методи и технологии. В същото време трябва да се подчертае, че те съчетават както бази данни с обикновена (цифрова) информация, така и графични бази данни. Поради голямото значение на експертните задачи, решавани с помощта на ГИС, нараства ролята на експертните системи, които са част от ГИС.

Как системите за моделиране на ГИС използват максималния брой методи и процеси за моделиране, използвани в други автоматизирани системи.

Като системи за получаване на дизайнерски решения, ГИС до голяма степен използват методи за компютърно проектиране и решават редица специални дизайнерски проблеми, които не се срещат в типичното компютърно проектиране

Като системи за представяне на информация, ГИС са разработването на автоматизирани системи за поддръжка на документи (ASDO), използващи съвременни мултимедийни технологии. Това определя по-голямата видимост на изхода на ГИС в сравнение с конвенционалните географски карти. Технологиите за извеждане на данни ви позволяват бързо да получите визуално представяне на картографска информация с различни натоварвания, да преминете от един мащаб към друг и да получите данни за атрибути в табличен или графичен вид.

Как интегрираните ГИС системи са пример за комбиниране на различни методи и технологии в единен комплекс, създаден чрез интегриране на технологии, базирани на CAD технологии и интегриране на данни, базирани на географска информация.

Тъй като ГИС системите за масово използване позволяват използването на картографска информация на ниво бизнес графика, което ги прави достъпни за всеки ученик или бизнесмен, а не само за специалист географ. Ето защо при вземане на решения, базирани на ГИС технологиите, те не винаги създават карти, а винаги използват картографски данни.

Както вече споменахме, ГИС използва технологични постижения и решения, приложими в такива автоматизирани системи като ASNI, CAD, ASIS, експертни системи. Следователно моделирането в ГИС е най-сложното в сравнение с други автоматизирани системи. Но от друга страна, процесите на моделиране в ГИС и в някоя от горните AS са много близки до автоматизираната система за управление, напълно интегрирана в ГИС и може да се разглежда като подмножество на тази система.

На ниво събиране на информация ГИС технологиите включват методи за събиране на пространствени и времеви данни, които не са налични в ACS, технологии за използване на навигационни системи, технологии в реално време и др.

На ниво съхранение и моделиране, в допълнение към обработката на социално-икономически данни (както в ACS), ГИС технологиите включват набор от технологии за пространствен анализ, използването на цифрови модели и видео бази данни, както и интегриран подход за вземане на решение.

На ниво презентация ГИС допълва ICS технологиите с използването на интелигентни графики (представяне на картографски данни под формата на карти, тематични карти или на ниво бизнес графики), което прави ГИС по-достъпна и разбираема в сравнение с ICS за бизнеса хора, управленски работници, държавни служители и др. .d.

По този начин в ГИС всички задачи, които преди са били изпълнявани в автоматизирана система за управление, са основно решени, но на по-високо ниво на интеграция и агрегиране на данни. Следователно, ГИС може да се разглежда като нова модерна версия на автоматизирани системи за управление, които използват повече данни и повече методи за анализ и вземане на решения, и предимно използват методи за пространствен анализ.

2 . Особености на организацията на данните в ГИС

ГИС използва разнообразни данни за обекти, характеристики на земната повърхност, информация за формите и връзките между обектите и различна описателна информация.

За да се покажат напълно географски обекти в реалния свят и всички техни свойства, ще е необходима безкрайно голяма база данни. Следователно, използвайки техниките на обобщение и абстракция, е необходимо да се сведат много данни до краен обем, който е лесен за анализ и управление. Това се постига чрез използване на модели, които запазват основните свойства на обектите на изследване и не съдържат вторични свойства. Следователно първият етап от развитието на ГИС или технологията за нейното приложение е обосновката за избора на модели на данни за създаване на информационната основа на ГИС.

Изборът на метод за организиране на данни в географска информационна система и на първо място модел на данни, т.е. метод на цифрово описание на пространствени обекти, определя много от функционалността на създадената ГИС и приложимостта на определени входни технологии. Моделът определя както пространствената точност на представяне на визуалната част на информацията, така и възможността за получаване на висококачествен картографски материал и организиране на контрола на цифровите карти. Начинът, по който данните са организирани в ГИС, силно влияе върху производителността на системата, например при запитване към база данни или изобразяване (визуализация) на екрана на монитора.

Грешките при избора на модел на данни могат да имат решаващо влияние върху възможността за изпълнение на необходимите функции в ГИС и разширяване на списъка им в бъдеще, ефективността на проекта от икономическа гледна точка. Стойността на генерираните бази данни с географска и атрибутивна информация пряко зависи от избора на модела на данните.

Нивата на организация на данните могат да бъдат представени като пирамида. Моделът на данни е концептуално ниво на организация на данните. Термини като "многоъгълник", "възел", "линия", "дъга", "идентификатор", "таблица" се отнасят само за това ниво, както и понятията "тема" и "слой".

По-внимателният поглед върху организацията на данните често се нарича структура от данни. В структурата се появяват математически и програмни термини, като „матрица”, „списък”, „референтна система”, „указател”, „метод за компресиране на информация”. На следващото ниво на детайлност в организацията на данните специалистите се занимават със структурата на файловете с данни и техните непосредствени формати. Нивото на организация на конкретна база данни е уникално за всеки проект.

ГИС обаче, както всяка друга информационна система, е разработила средства за обработка и анализ на входящите данни с цел по-нататъшното им внедряване в реална форма. На фиг. 3. Представена е диаграма на аналитичната работа на ГИС. На първия етап се извършва „събиране“ както на географска (цифрови карти, изображения), така и на атрибутивна информация. Събраните данни са съдържанието на две бази данни. Първата база данни съхранява картографски данни, а втората е изпълнена с описателна информация.

На втория етап системата за обработка на пространствени данни получава достъп до бази данни, за да обработва и анализира необходимата информация. Целият процес се контролира от системата за управление на база данни (СУБД), която може да се използва за бързо търсене на таблична и статистическа информация. Разбира се, основният резултат от работата на ГИС е разнообразието от карти.

За организиране на връзката между географската и атрибутивната информация се използват четири подхода за взаимодействие. Първият подход е георелационен или, както още го наричат, хибриден. С този подход географските и атрибутивните данни са организирани по различен начин. Връзката между двата типа данни е чрез идентификатор на обект. Както се вижда от фиг. 3., географската информация се съхранява отделно от атрибутивната информация в неговата база данни. Информацията за атрибути е организирана в таблици под контрола на релационна СУБД.

Следващият подход се нарича интегриран. Този подход предвижда използването на релационни инструменти на СУБД за съхранение както на пространствена, така и на атрибутивна информация. В този случай ГИС действа като добавка към СУБД.

Третият подход се нарича обектен. Предимството на този подход е лекотата на описване на сложни структури от данни и връзки между обекти. Обектният подход позволява изграждането на йерархични вериги от обекти и решаването на множество проблеми при моделиране.

Напоследък най-широко използваният обектно-релационен подход, който е синтез на първия и третия подход.

Трябва да се отбележи, че в ГИС има няколко форми на представяне на обекти:

Под формата на неправилна мрежа от точки;

Под формата на редовна мрежа от точки;

под формата на изолинии.

Представяне под формата на неправилна мрежа от точки е произволно разположени точкови обекти, които имат някаква стойност в дадена точка от полето като атрибути.

Представяне под формата на правилна мрежа от точки е точки с достатъчна плътност, равномерно разположени в пространството. Редовна мрежа от точки може да се получи чрез интерполация от неправилни или чрез извършване на измервания през обикновена мрежа.

Най-често срещаната форма на представяне в картографията е изолинното представяне. Недостатъкът на това представяне е, че обикновено няма информация за поведението на обекти, разположени между изолиниите. Този начин на представяне не е най-удобният за анализ. Нека разгледаме моделите на организация на пространствените данни в ГИС.

Най-разпространеният модел за организация на данни е слоестият модел.Същността на модела е, че обектите се разделят на тематични слоеве и обекти, принадлежащи към един и същи слой. Оказва се, че обектите от отделен слой се записват в отделен файл, те имат собствена система от идентификатори, до които може да се достъпи като определен набор. Както се вижда от фиг. 6, индустриалните зони са разположени в отделни слоеве, център за пазаруване, автобусни маршрути, пътища, зони за регистрация на населението. Често един тематичен слой е разделен и хоризонтално - по аналогия с отделни листове с карти. Това се прави за удобство на администрирането на база данни и за избягване на работа с големи файлове с данни.

В рамките на многослойния модел има две специфични реализации: векторно-топологични и векторно-нетопологични модели.

Първата реализация е векторно-топологична, фиг. 7. Този модел има ограничения: възможно е да се поставят обекти от не всички геометрични типове едновременно в един лист от един тематичен слой. Например, в системата ARC/INFO, в едно покритие можете да поставите или само точкови обекти, или само линейни обекти, или полигонни обекти, или комбинации от тях, с изключение на случая на „точков многоъгълник“ и три типа обекти веднага.

Моделът за организация на векторно-нетопологични данни е по-гъвкав модел, но често само обекти от същия геометричен тип се поставят в един слой. Броят на слоевете в многослойната организация на данни може да бъде доста голям и зависи от конкретната реализация. С многослойна организация на данни е удобно да се манипулират големи групи от обекти, представени от слоеве като едно цяло. Например, можете да включвате и изключвате слоевете за изобразяване, да дефинирате операции въз основа на взаимодействията на слоевете.

Трябва да се отбележи, че многопластовият модел на организация на данни абсолютно преобладава в растерния модел на данни.

Заедно с модела на слоя се използва и обектно-ориентиран модел. Този модел използва йерархична мрежа (топографски класификатор

В обектно-ориентирания модел акцентът е върху позицията на обектите в някаква сложна йерархична класификационна схема и върху връзките между обектите. Този подход е по-рядко срещан от многослойния модел поради трудността при организиране на цялата система от връзки между обекти.

Както бе споменато по-горе, информацията в ГИС се съхранява в географски и атрибутивни бази данни. Помислете за принципите на организиране на информация на примера на векторен модел за представяне на пространствени данни.

Всеки графичен обект може да бъде представен като семейство от геометрични примитиви с определени координати на върховете, които могат да бъдат изчислени във всяка координатна система. Геометричните примитиви в различните ГИС са различни, но основните са точка, линия, дъга, многоъгълник. Местоположението на точков обект, като въглищна мина, може да бъде описано с двойка координати (x, y). Такива обекти като река, водопровод, железопътна линия се описват с набор от координати (x1, y2; …; xn, yn), фиг. 9. Площни обекти като речни басейни, земеделски земи или избирателни секции се представят като затворен набор от координати (x1, y1; … xn, yn; x1, y1). Векторният модел е най-подходящ за описване на отделни обекти и най-малко за отразяване на непрекъснато променящи се параметри.

В допълнение към координатната информация за обекти, географската база данни може да съхранява информация за външния дизайн на тези обекти. Това може да бъде дебелината, цвета и вида на линиите, вида и цвета на щриховката на многоъгълен обект, дебелината, цвета и вида на неговите граници. Всеки геометричен примитив е свързан с атрибутивна информация, описваща неговите количествени и качествени характеристики. Съхранява се в полетата на таблични бази данни, които са предназначени да съхраняват информация от различен тип: текстова, цифрова, графична, видео, аудио. Семейство геометрични примитиви и неговите атрибути (описания) образуват прост обект.

Съвременните обектно-ориентирани ГИС работят с цели класове и семейства обекти, което позволява на потребителя да получи по-пълна представа за свойствата на тези обекти и присъщите им модели.

Връзката между изображението на обект и неговата атрибутна информация е възможна чрез уникални идентификатори. Те съществуват в изрична или имплицитна форма във всяка ГИС.

В много ГИС пространствената информация се представя под формата на отделни прозрачни слоеве с изображения на географски обекти. Поставянето на обекти върху слоевете зависи във всеки отделен случай от характеристиките на конкретна ГИС, както и от особеностите на решаваните задачи. В повечето ГИС информацията за отделен слой се състои от данни от една таблица на базата данни. Случва се слоеве да се формират от обекти, съставени от хомогенни геометрични примитиви. Това могат да бъдат слоеве с географски характеристики на точка, линия или област. Понякога се създават слоеве според определени тематични свойства на обекти, например слоеве от железопътни линии, слоеве от резервоари, слоеве от природни ресурси. Почти всяка ГИС позволява на потребителя да управлява слоеве. Основните функции за управление са видимостта / невидимостта на слоя, възможността за редактиране, достъпността. В допълнение, потребителят може да увеличи информационното съдържание на цифровата карта чрез показване на стойности на пространствени атрибути. Много ГИС използват растерни изображения като основен слой за функционални слоеве, което също увеличава видимостта на изображението.

3 . Методи и технологии на моделиране в ГИС

Има четири основни групи моделиране в ГИС:

Семантичен – на ниво събиране на информация;

Инвариантна - основа за представяне на карти, чрез използване на специални библиотеки, като библиотеки с конвенционални символи и библиотеки с графични елементи;

Евристична - комуникация на потребителя с компютър въз основа на сценарий, който отчита технологичните характеристики на софтуера и характеристиките на обработка на тази категория обекти (заема водещо място в интерактивната обработка и в процесите на контрол и корекция)

Информационно - създаване и трансформация различни формиинформация във формата, посочена от потребителя (тя е основната в подсистемите за поддръжка на документация).

При моделиране в ГИС могат да се разграничат следните софтуерни и технологични блокове:

Операции по преобразуване на формат и представяне на данни. Те са важни за ГИС като средство за обмен на данни с други системи. Преобразуването на формат се извършва с помощта на специални програми за конвертиране (AutoVEC, WinGIS, ArcPress).

Проекционни трансформации. Извършете прехода от една проекция на карта към друга или от пространствена система към проекция на карта. По правило чуждите софтуерни инструменти не поддържат пряко разпространени у нас проекции, а информация за вида на проекцията и нейните параметри е доста трудна за получаване. Това определя предимството на вътрешните ГИС разработки, съдържащи набори от необходими трансформации на проекции. От друга страна, различни методи за работа с пространствени данни, които са широко разпространени в Русия, трябва да бъдат анализирани и класифицирани.

Геометричен анализ. За векторни ГИС модели това са операциите за определяне на разстояния, дължини на прекъснати линии, търсене на пресечни точки на линии; за растер - операции по идентификация на зони, изчисляване на площи и периметър на зоните.

Операции за наслагване: наслагване на различни слоеве с генериране на производни обекти и наследяване на техните атрибути.

Функционално моделиращи операции:

изчисляване и изграждане на буферни зони (използвани в транспортни системи, горско стопанство, при създаване на буферни зони около езера, при определяне на зони на замърсяване по пътищата);

мрежов анализ (позволява ви да решавате оптимизационни проблеми в мрежите - намиране на пътища, разпределение, зониране);

обобщение (предназначени за избор и показване на картографски обекти според мащаба, съдържанието и тематичния фокус);

цифрово моделиране на терена (състои се в изграждане на модел на база данни, който най-добре отразява релефа на изследваната област).

4 . Информационна сигурност

Следва да се изгради интегрирана система за информационна сигурност, като се вземат предвид четирите нива на всяка информационна система (ИС), в т.ч. и геоинформационна система:

Приложният софтуер (софтуер) слой, отговорен за взаимодействието с потребителя. Пример за IS елементи, работещи на това ниво, е текстовият редактор на WinWord, редакторът на електронни таблици на Excel, програмата за електронна поща на Outlook, браузърът Internet Explorer и др.

Нивото на системата за управление на базата данни (СУБД), която отговаря за съхранението и обработката на данните от информационната система. Пример за IS елементи, работещи на това ниво, са СУБД на Oracle, MS SQL Server, Sybase и дори MS Access.

Слоят на операционната система (ОС), отговорен за обслужването на СУБД и приложния софтуер. Пример за IS елементи, работещи на това ниво, е Microsoft Windows NT, Sun Solaris, Novell Netware.

Мрежовото ниво, отговорно за взаимодействието на възлите на информационната система. Примери за IS елементи, работещи на това ниво, са протоколите TCP/IP, IPS/SPX и SMB/NetBIOS.

Системата за защита трябва да функционира ефективно на всички тези нива. В противен случай нападателят ще може да приложи една или друга атака върху ГИС ресурси. Например, за да получат неоторизиран достъп до информация за координатите на картата в ГИС база данни, нападателите могат да се опитат да приложат една от следните възможности:

Изпращайте пакети по мрежата с генерирани заявки за получаване на необходимите данни от СУБД или прихващане на тези данни по време на предаването им по комуникационни канали (мрежово ниво).

За да се предотврати осъществяването на тази или онази атака, е необходимо своевременно откриване и отстраняване на уязвимостите на информационната система. И на всичките 4 нива. Системите за оценка на сигурността или скенери за сигурност могат да помогнат за това. Тези инструменти могат да откриват и коригират хиляди уязвимости на десетки и стотици хостове, вкл. и дистанционно за значителни разстояния.

Комбинацията от използването на различни средства за защита на всички нива на ГИС ще направи възможно изграждането на ефективна и надеждна система за осигуряване на информационната сигурност на географска информационна система. Такава система ще защитава интересите както на потребителите, така и на служителите на доставчика на ГИС услуги. Това ще намали и в много случаи напълно ще предотврати евентуалните щети от атаки върху компонентите и ресурсите на системата за обработка на картографска информация.

5 . Приложения и приложение на ГИС

Учените са изчислили, че 85% от информацията, която човек среща в живота си, има териториална референция. Следователно е просто невъзможно да се изброят всички области на приложение на ГИС. Тези системи могат да се използват в почти всяка област на човешката дейност.

ГИС са ефективни във всички области, където се извършва счетоводството и управлението на територията и обектите върху нея. Това са практически всички сфери на дейност на органите на управление и администрациите: поземлени ресурси и недвижими имоти, транспорт, инженерни комуникации, развитие на бизнеса, правоприлагане и сигурност, управление на извънредни ситуации, демография, екология, здравеопазване и др.

ГИС ви позволява точно да вземете предвид координатите на обекти и площи. Поради възможността за изчерпателен (като се вземат предвид много географски, социални и други фактори) анализ на информацията за качеството и стойността на територията и обектите върху нея, тези системи позволяват най-обективна оценка на обектите и обектите, както и предоставя точна информация за данъчната основа.

В областта на транспорта ГИС отдавна показва своята ефективност поради способността да се изграждат оптимални маршрути както за отделни пратки, така и за цели транспортни системи, в мащаба на един град или цяла държава. В същото време възможността за използване на най-актуалната информация за състоянието на пътната мрежа и пропускателната способност прави възможно изграждането на наистина оптимални маршрути.

Отчитането на общинската и индустриалната инфраструктура само по себе си не е лесна задача. ГИС не само ви позволява ефективно да го решите, но и да увеличите връщането на тези данни в случай на спешност. Благодарение на ГИС специалисти от различни отдели могат да общуват на общ език.

Възможностите за интеграция на ГИС са наистина безкрайни. Тези системи позволяват да се водят записи за размера, структурата и разпределението на населението и в същото време да се използва тази информация за планиране на развитието на социалната инфраструктура, транспортната мрежа, оптималното разположение на здравните заведения, противопожарните екипи и силите на реда.

ГИС дават възможност за наблюдение на екологичната ситуация и отчитане на природните ресурси. Те не само могат да дадат отговор къде са „тънките петна” сега, но и, благодарение на възможностите за моделиране, да предложат къде да се насочат сили и средства, така че да не възникват такива „тънки петна” в бъдеще.

С помощта на географски информационни системи се определят връзките между различни параметри (например почви, климат и добив на култури) и се идентифицират местата на прекъсване на електропреносната мрежа.

Брокерите използват ГИС, за да намерят например всички къщи в даден район, които имат покриви от шисти, три стаи и 10-метрови кухни, и след това връщат по-подробно описание на тези структури. Заявката може да бъде прецизирана чрез въвеждане на допълнителни параметри, например параметри на разходите. Можете да получите списък на всички къщи, разположени на определено разстояние от определена магистрала, горски парк или място на работа.

Компанията за комунални услуги може ясно да планира работи по поддръжка или ремонт, от получаване на пълна информация и показване на компютърен екран (или на хартиени копия) съответните участъци, да речем водопровод, до автоматично идентифициране на жителите, засегнати от тези работи, с уведомяването им за времето на предложеното спиране или прекъсване на водоснабдяването.

За сателитни и въздушни снимки е важно ГИС да идентифицира повърхностни зони с даден набор от свойства, отразени в изображения в различни части на спектъра. Това е същността на дистанционното наблюдение. Но всъщност тази технология може да се приложи успешно и в други области. Например при реставрация: снимки на картина в различни области на спектъра (включително невидими).

Географска информационна система може да се използва за разглеждане както на големи площи (панорама на град, щат или държава), така и на ограничено пространство, например казино зала. С помощта на този софтуер персоналът за управление на казиното получава цветно кодирани карти, които отразяват движението на парите в игрите, размерите на залозите, вземането на "банката" и други данни от слот машини.

ГИС помага например при решаване на проблеми като предоставяне на разнообразна информация по искане на органите за планиране, разрешаване на териториални конфликти, избор на оптимални (от различни гледни точки и според различни критерии) места за локализиране на обекти и др. Информацията необходими за вземане на решения могат да бъдат представени в кратка картографска форма с допълнителни текстови обяснения, графики и диаграми.

ГИС се използват за графично изграждане на карти и получаване на информация както за отделни обекти, така и за пространствени данни за области, като местоположението на запасите от природен газ, плътността на транспортните комуникации или разпределението на доходите на глава от населението в дадена държава. Маркираните на картата зони в много случаи отразяват необходимата информация много по-ясно от десетките страници отчети с таблици.

Заключение

Обобщавайки, трябва да се каже, че в момента ГИС е съвременен тип интегрирана информационна система, използвана в различни посоки. Той отговаря на изискванията на глобалната информатизация на обществото. ГИС е система, която допринася за решаването на управленски и икономически проблеми на базата на средствата и методите на информатизация, т.е. допринасяне за процеса на информатизация на обществото в интерес на прогреса.

ГИС като система и нейната методология се усъвършенстват и развиват, развитието й се осъществява в следните направления:

Развитие на теорията и практиката на информационните системи;

Изучаване и обобщаване на опита от работа с пространствени данни;

Проучване и разработване на концепции за създаване на система от пространствено-времеви модели;

Усъвършенстване на технологията за автоматизирано производство на електронни и цифрови карти;

Развитие на технологии за обработка на визуални данни;

Разработване на методи за подпомагане на вземането на решения, базирани на интегрирана пространствена информация;

ГИС интелектуализация.

Библиография

1 Геоинформатика / Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н. и др. М.: MAKS Press, 2001. 349 с.

2 GOST R 6.30-97 Единни системи за документация. Единна система от организационна и административна документация. Изисквания за документация. - М.: Издателство на стандартите, 1997.

3 Андреева V.I. Офис работа в отдел персонал. Практично ръководство с примерни документи. 3-то издание, поправено и допълнено. - М.: ЗАО "Бизнес училище "Интел-Синтез", 2000 г.

4 Верховцев A.V. Офисната работа в службата за персонал - М .: ИНФРА-М, 2000.

5 Квалифициран справочник на длъжностите на ръководители, специалисти и други служители / Министерство на труда на Русия. - М.: "Икономически новини", 1998 г.

6 Печникова Т.В., Печникова А.В. Практиката на работа с документи в организацията. Урок. - М.: Асоциация на авторите и издателите "Тандем". Издателство ЕКМОС, 1999г.

7 Стенюков М.В. Наръчник за офис работа -М .: "Преди". (Версия 2, преработена и разширена). 1998 г.

8 Трифонова T.A., Mishchenko N.V., Krasnoshchekov A.N. Геоинформационни системи и дистанционно наблюдение в изследванията на околната среда: Учебник за университети. - М.: Академичен проект, 2005. 352 с.

Приложение

Приложение

Длъжностна характеристика на главния счетоводител

Главният счетоводител изпълнява следните функции:

1. Контролира служителите на счетоводния отдел на организацията.

Вътрешен трудов правилник

Главен счетоводител счетоводител

2. Координира назначаването, освобождаването и преместването на финансово отговорни лица на организацията.

Писмо за уволнение/наемане

Отдел „Човешки ресурси“ Главен счетоводител Счетоводство

3. Ръководи работата по изготвянето и приемането на работен сметкоплан, формуляри на първични счетоводни документи, използвани за обработка на стопански операции, за които не са предоставени стандартни формуляри, разработване на форми на документи за вътрешните счетоводни финансови отчети на организацията.

Сметки, първични счетоводни документи

Главен счетоводител по счетоводство

4. Съгласува с директора посоката на изразходване на средства от рублови и валутни сметки на организацията.

Разходи

главен счетоводител директор

5. Извършва икономически анализ на стопанската и финансовата дейност на организацията по счетоводни и отчетни данни с цел идентифициране на вътрешноикономически резерви, предотвратяване на загуби и непродуктивни разходи.

Показатели за счетоводно счетоводно счетоводство

Финансов отдел, икономически отдел счетоводен главен счетоводител

6. Участва в изготвянето на мерки от системата за вътрешен контрол, предотвратяващи образуването на липси и неправомерно разходване. Парии инвентарни вещи, нарушения на финансово-стопанското законодателство.

Отчет за паричния поток

главен счетоводител счетоводител

7. Подписва заедно с ръководителя на организацията или упълномощени лица документите, които служат като основание за приемане и издаване на средства и инвентарни артикули, както и кредитни и сетълмент задължения.

Заповед за издаване на средства Заповед за издаване на средства

Директор главен счетоводител счетоводство

8. Контролира спазването на реда за обработка на първични и счетоводни документи, сетълменти и платежни задължения на организацията.

Първични счетоводни документи

Главен счетоводител по счетоводство

9. Следи за спазване на установените правила и срокове за извършване на инвентаризация на средствата, инвентарните вещи, ДМА, разчетите и задълженията за плащане.

График на инвентаризацията

Главен счетоводител счетоводител

10. Контролира събираемостта на вземанията и своевременното погасяване на задълженията, спазване на платежната дисциплина.

Актове за съгласуване на плана за погасяване на дълга

Главен счетоводител счетоводство на клиенти и доставчици организации

11. Контролира законосъобразността на отписвания от счетоводни сметки на липси, вземания и други загуби.

Сметки, сверителни актове, товарителници

Главен счетоводител по счетоводство

12. Организира своевременно отразяване по сметките на сделки, свързани с движението на имущество, пасиви и стопански операции.

Справки за движението на имущество

Главен счетоводител по счетоводство

13. Организира отчитане на приходите и разходите на организацията, извършване на сметки на разходите, продажби на продукти, изпълнение на работи (услуги), резултати от стопанската и финансова дейност на организацията.

Разходи, отчети за извършени услуги (работи).

Главен счетоводител по счетоводство

14. Организира одити на организацията на счетоводството и отчетността, както и документални одити в структурните подразделения на организацията.

График за проверка на счетоводната бележка за обслужване

Главен счетоводител директор, заместник счетоводител

15. Осигурява съставянето на надеждна отчетност на организацията въз основа на първични документи и счетоводни регистри, предоставянето й своевременно на отчитащите се потребители.

Счетоводни отчети

Главен счетоводител по счетоводство

16. Осигурява правилното изчисляване и навременно прехвърляне на плащанията към федералния, регионалния и местните бюджети, вноските за държавно социално, медицинско и пенсионно осигуряване, навременни разплащания с контрагенти и заплати.

План за превод на плащания пенсионен фонд, застрахователна компания

Главен счетоводител Данъчна инспекция

17. Разработва и осъществява дейности, насочени към укрепване на финансовата дисциплина в организацията.

Правила за укрепване на финансовата дисциплина

Главен счетоводител счетоводител

№ п / стр	Функции на управление	Задължителноотносноsti	Реципрочнаотноснодивизии	документ	Покажиатела
			вход	изход	вход	изход	вход	изход
	планиране		главен счетоводител, счетоводство	директор, главен счетоводител	разход на средства, отчет за паричния поток, правила за укрепване на финансовата дисциплина	доклад за разходите
	организация	2, 3, 7, 12, 13, 14, 15, 16	Отдел човешки ресурси, счетоводство, директор, главен счетоводител	главен счетоводител, счетоводство, данъчна служба, пенсионен фонд, застрахователно дружество	заповед за уволнение/наемане, фактури, първични счетоводни документи, заповед за издаване на средства, отчети за движението на имущество, разчети, отчети за извършената работа (услуги), бележка, счетоводни отчети, план за превод на плащания	заповед за издаване на средства, график за проверка на счетоводни регистри, отчет за превод на плащанията
	контрол		главен счетоводител, счетоводител, главен счетоводител	счетоводство, главен счетоводител, клиенти и доставчици на организацията	вътрешен трудов правилник, първична счетоводна документация, инвентарен график, план за погасяване на задължения, фактури, удостоверения за съгласуване, фактури	актове за помирение
			финансов отдел, икономически отдел, счетоводен отдел	Главен счетоводител	показатели за счетоводство

Хоствано на Allbest.ru

Подобни документи

Концепцията за системен модел. Принципът на систематичното моделиране. Основните етапи на моделиране на производствени системи. Аксиоми в теорията на моделите. Характеристики на моделиране на части от системи. Изисквания за способност за работа в системата. Процес и структура на системата.

презентация, добавена на 17.05.2017


Класификация на автоматизираните информационни системи според сферата на действие на обекта на управление, видове процеси. Производствено-икономически, социално-икономически, функционални процеси, реализирани в управлението на икономиката, като обекти на системи.

резюме, добавен на 18.02.2009


Съвместно прилагане на методи за измерване и информационни технологии в едни и същи области. Автоматизираните измервателни уреди като техническа основа за диагностични процеси. Събиране, съхранение и обработка на големи масиви от изследователски данни.

резюме, добавен на 15.02.2011


Компютърна програма, използвана за разработване на проектна документация и моделиране на металоформовъчни процеси. Обща характеристика, особености на технологията и принципи на моделиране на процесите на горещо коване на метали.

курсова работа, добавена на 02.06.2015


Основните видове икономическа дейност, в които се прилагат информационните технологии. Характеристики на мобилните технологии за предприемачество. Ролята и мястото на автоматизираните информационни системи в икономиката. Информационен модел на предприятието.

контролна работа, добавена 19.03.2008г


Предназначение и описание на проектирания самолет Ан-148. Изчисляване на здравината на опашния панел на стабилизатора. Разработване на технология за оформяне на детайла. Системни предимства 3D моделиране. Техника за моделиране на подпори Spar.

дисертация, добавена на 13.05.2012г


Обща характеристика и изследване на преходните процеси на системите за автоматично управление. Проучване на показателите за устойчивост линейни системи ACS. Определяне на честотните характеристики на системите за АСУ и изграждане на електрически модели на динамични връзки.

курс на лекциите, добавен 06/12/2012


Характеристики на системата за директно цифрово управление, нейните компоненти, основни специфични функции. Характеристики на два различни подхода към разработването на обработващи системи с адаптивно управление. Редица потенциални предимства на AC машината.

тест, добавен на 06/05/2010


Разглеждане на основните характеристики на моделиране на адаптивна автоматична система за управление, характеристики на симулационни програми. Запознаване с начините за изграждане на адаптивна система за управление. Етапи на изчисляване на настройките на PI контролера по метода на Kuhn.

дисертация, добавена на 24.04.2013г


Изследване на симулация на медицинска апаратура на пулсовата аналитична система. Задачата за оценка на степента на обективност на метода на моделиране по отношение на обекта. Използване на метода на разлагане. Препоръки за използване на алгоритъма за моделиране.