تعریف سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS. سیستم اطلاعات جغرافیایی

استفاده از GIS برای حل مسائل مختلف، در طرح‌های سازمانی مختلف و با الزامات مختلف، منجر به رویکردهای متفاوتی در فرآیند طراحی GIS می‌شود.

پنج مرحله اصلی در فرآیند طراحی GIS وجود دارد.

1. تجزیه و تحلیل سیستم تصمیم گیری. این فرآیند با شناسایی انواع تصمیماتی که برای گرفتن آنها نیاز به اطلاعات دارند آغاز می شود. نیازهای هر سطح و حوزه عملکردی باید در نظر گرفته شود.

2. تجزیه و تحلیل نیازهای اطلاعاتی. تعیین می کند که چه نوع اطلاعاتی برای اتخاذ هر تصمیم لازم است.

3. تجمیع تصمیمات، i.e. گروهی از وظایف که برای تصمیم گیری به اطلاعات یکسان یا با هم تداخل دارند.

4. طراحی فرآیند پردازش اطلاعات. بر این مرحلهیک سیستم واقعی برای جمع آوری، ذخیره، انتقال و اصلاح اطلاعات در حال توسعه است. توانایی پرسنل برای استفاده از فناوری رایانه باید در نظر گرفته شود.

5. طراحی و کنترل سیستم. مهمترین مرحله ایجاد و پیاده سازی سیستم است. عملکرد سیستم از موقعیت های مختلف ارزیابی می شود، در صورت لزوم، تنظیمات انجام می شود. هر سیستمی دارای نقص خواهد بود و بنابراین باید انعطاف پذیر و سازگار باشد.

فناوری‌های اطلاعات جغرافیایی برای خودکارسازی بسیاری از عملیات‌های فشرده طراحی شده‌اند که قبلاً به زمان، انرژی، هزینه‌های روانی و سایر هزینه‌های زیادی از شخص نیاز داشت. با این حال، مراحل مختلف زنجیره تکنولوژیک خود را به اتوماسیون بیشتر یا کمتر می‌دهند، که تا حد زیادی می‌تواند به فرمول‌بندی صحیح وظایف اولیه بستگی داشته باشد.

اول از همه، این فرمول بندی الزامات برای محصولات اطلاعاتی مورد استفاده و مواد خروجی به دست آمده در نتیجه پردازش است. این موارد شامل الزامات چاپ نقشه ها، جداول، فهرست ها، اسناد می باشد. برای جستجوی اسناد و غیره در نتیجه سندی با نام مشروط " لیست مشترکداده های ورودی".

مرحله بعدی تعیین اولویت ها، ترتیب ایجاد و پارامترهای اصلی (پوشش سرزمینی، پوشش عملکردی و حجم داده) سیستم در حال ایجاد است. علاوه بر این، الزامات برای داده های مورد استفاده با در نظر گرفتن حداکثر امکانات کاربرد آنها تنظیم می شود.

سخنرانی 10. مفهوم GIS و الزامات

انواع GIS

سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) سیستمی برای مدیریت، تجزیه و تحلیل و نمایش اطلاعات جغرافیایی است. اطلاعات جغرافیایی به عنوان مجموعه ای از مجموعه داده های جغرافیایی نشان داده می شود که محیط جغرافیایی را از طریق ساختارهای داده تعمیم یافته ساده مدل می کند. GIS شامل ابزارهایی برای کار با داده های جغرافیایی است.

سیستم اطلاعات جغرافیایی از چندین نما برای کار با اطلاعات جغرافیایی پشتیبانی می کند:

1. نوع پایگاه داده جغرافیایی: GIS یک پایگاه داده مکانی است که شامل مجموعه داده هایی است که اطلاعات جغرافیایی را در زمینه نشان می دهد. مدل کلیداده های GIS (ویژگی های برداری، شطرنجی، توپولوژی، شبکه ها و غیره)

2. نمای زمین تجسمی: ​​GIS مجموعه ای از نقشه های هوشمند و سایر نماها است که ویژگی ها و روابط بین ویژگی های روی سطح زمین را نشان می دهد. قابل ساخت است انواع متفاوتنقشه ها، و می توانند به عنوان "پنجره های به پایگاه داده" برای پشتیبانی از پرس و جو، تجزیه و تحلیل و ویرایش اطلاعات استفاده شوند.

3. نوع ژئوپردازش: GIS مجموعه ای از ابزارها برای استخراج مجموعه داده های جغرافیایی جدید از مجموعه داده های موجود است. توابع پردازش داده های مکانی (ژئوپردازش) اطلاعات را از مجموعه داده های موجود استخراج می کنند، توابع تحلیلی را برای آنها اعمال می کنند و نتایج را در مجموعه داده های مشتق شده جدید می نویسند.

که در نرم افزار ESRI ® ArcGIS ® این سه نوع GIS با یک کاتالوگ (GIS به عنوان مجموعه ای از مجموعه داده های جغرافیایی)، یک نقشه (GIS به عنوان نمای نقشه هوشمند)، و یک جعبه ابزار (GIS به عنوان مجموعه ای از ابزارهای پردازش داده های مکانی) نشان داده می شوند. همه آنها اجزای جدایی ناپذیر یک GIS کامل هستند و به میزان کم و بیش در همه برنامه های GIS مورد استفاده قرار می گیرند.

برنج. 1.

نمای پایگاه ژئودیتابیس

GIS نوع خاصی از پایگاه داده در مورد دنیای اطراف ما است - یک پایگاه داده جغرافیایی (ژئودیتابیس). در قلب یک GIS یک پایگاه داده ساختاریافته است که جهان را از نظر جغرافیایی توصیف می کند.

بیاوریم بررسی کوتاهبرخی از اصول کلیدی که برای درک پایگاه های جغرافیایی مهم هستند.

بازنمایی جغرافیایی

هنگام طراحی یک پایگاه جغرافیایی GIS، کاربران تعیین می کنند که چگونه ویژگی های مختلف نمایش داده شود. به عنوان مثال، بسته ها معمولاً به صورت چند ضلعی، خیابان ها به عنوان خطوط مرکزی، چاه ها به عنوان نقاط و غیره نشان داده می شوند. این ویژگی‌ها در کلاس‌های ویژگی دسته‌بندی می‌شوند که هر مجموعه یک نمایش جغرافیایی واحد دارد.

هر مجموعه داده GIS یک نمایش فضایی از برخی از جنبه های جهان ارائه می دهد، از جمله:

· مجموعه های مرتب شده از اشیاء برداری (مجموعه نقاط، خطوط و چندضلعی ها)

مجموعه داده های شطرنجی مانند مدل های دیجیتالنقش برجسته یا تصویر

شبکه های فضایی

توپوگرافی منطقه و سایر سطوح

مجموعه داده های نظرسنجی

انواع دیگر داده ها مانند آدرس ها، نام مکان ها، اطلاعات نقشه

GIS (مخفف "سیستم های اطلاعات جغرافیایی") - سیستم های کامپیوتری، اجازه می دهد تا داده ها روی صفحه نمایش داده شوند در قالب الکترونیکی. تصاویر GIS نقشه های نسل جدید هستند.

جغرافیا روی صفحه نمایش

علاوه بر داده‌های جغرافیایی و سایر داده‌های حوزه آمار، جمعیت‌شناسی و غیره، می‌توان این گونه نقشه‌ها را با انواع عملیات تحلیلی که برای حامل‌های کاغذ قدیمی غیرقابل دسترسی است، ارائه کرد.

پشتیبانی فنی برای نقشه های الکترونیکی در قالب حجم عظیمی از تجزیه و تحلیل، ابزار ویرایش و پایگاه های داده گسترده وجود دارد. هنگام ایجاد و استفاده از آنها، بسیاری از ابزارهای مدرن درگیر هستند - از اسکنرها گرفته تا ماهواره های فضایی که از سطح زمین عکس می گیرند.

اطلاعات به دست آمده با کمک فن آوری های جدید نه تنها توسط جغرافیدانان، بلکه در محیط های تجاری، ساخت و ساز، بازاریابی و مدیریت دولتی نیز استفاده می شود. حتی زنان خانه دار هم می دانند که سیستم های اطلاعات جغرافیایی چیست. و آنها با موفقیت از کارت های الکترونیکی استفاده می کنند!

GIS - تعریف و مفاهیم اساسی

این اصطلاح دقیقاً به چه معناست؟ سیستم های اطلاعات جغرافیایی(GIS) - نام سیستم هایی است که هدف آنها جمع آوری، ذخیره و تجزیه و تحلیل داده های فضایی و همچنین تجسم گرافیکی آنها است. GIS متعلق به نسل جدید فناوری های کامپیوتری است. علمی که به مطالعه کاربردی و جنبه های تکنیکیکار با GIS، - ژئوانفورماتیک.

GIS ترکیبی موفق از قابلیت های پایگاه داده (پرس و جو، تجزیه و تحلیل) و ویژگی تجسم فضایی نقشه ها است. داده ها در چنین سیستمی توسط لایه های موضوعی مرتبط با موقعیت جغرافیایی ذخیره می شوند. GIS هم با داده های شطرنجی و هم با داده های برداری کار می کند، بنابراین هر کار مرتبط با اطلاعات مکانی را می توان به طور موثر با کمک آنها حل کرد.

چه چیزی آنها را متفاوت می کند

به ویژگی های مشخصهکه یک سیستم اطلاعات جغرافیایی دارد شامل تجزیه و تحلیل پیشرفته، کار با آرایه های عظیم اطلاعات، در دسترس بودن ابزارهای ویژه برای پردازش داده های مکانی است.

مزایای اصلی آنها کاربر پسند بودن (داده های سه بعدی ساده ترین آنها برای درک است)، توانایی یکپارچه سازی اطلاعات جمع آوری شده توسط منابع مختلف و ایجاد یک آرایه واحد برای استفاده جمعی است.

سپس - تجزیه و تحلیل خودکار داده‌های مکانی و گزارش، استفاده از تفسیر تصاویر هوایی و فضایی، طرح‌ها و نقشه‌های زمینی ایجاد شده قبلی، که کارایی کاربرد را به ترتیبی افزایش می‌دهد. صرفه جویی قابل توجه در منابع زمانی و توانایی ایجاد مدل های سه بعدیاشیاء جغرافیایی

وظایف اصلی

توابع GIS مجموعه ای از عملیات برای:

• ورود داده ها ( نقشه های دیجیتالبه طور خودکار تولید می شود)
• مدیریت داده ها (همه آنها با امکان پردازش و استفاده بیشتر ذخیره می شوند)
• درخواست و تجزیه و تحلیل آنها با مقایسه پارامترهای مختلف،
• تجسم داده های دریافتی و پردازش شده در قالب نقشه های تعاملی.

گزارش‌های مربوط به هر شی می‌تواند به شکل نمودار، نمودار یا تصویر سه‌بعدی باشد.

قابلیت های GIS

با کمک سیستم GIS، تعریف ممکندر یک قلمرو مشخص از حضور، کمیت و موقعیت نسبی همه اشیاء موجود. علاوه بر این، به عنوان مثال، برای تجزیه و تحلیل داده های مکانی که تراکم استقرار و غیره را مشخص می کند و تعیین تغییرات مختلف در طول زمان استفاده می شود.

با کمک سیستم های GIS، شبیه سازی وضعیت مورد انتظار در مورد، به عنوان مثال، اضافه کردن یک شی جدید - یک جاده، یک منطقه مسکونی و غیره امکان پذیر شده است.

GIS - طبقه بندی

چندین طبقه بندی از این سیستم ها وجود دارد. اگر آنها بر اساس اصل پوشش قلمرو تقسیم شوند، هر GIS را می توان به سیستم های جهانی، شبه قاره ای، ملی، منطقه ای، زیر منطقه ای و همچنین محلی یا محلی نسبت داد.

بر اساس سطح مدیریت، این سیستم ها از فدرال، منطقه ای، شهرداری و شرکت تشکیل شده است.

آنها همچنین از نظر عملکرد متمایز می شوند. GIS (مخفف توسط تعداد زیادی از کاربران قابل درک است) می تواند هم با امکانات کامل و هم تخصصی باشد که برای حل مشکلات خاصی طراحی شده است - به عنوان مثال، مشاهده داده ها، وارد کردن و پردازش آنها.

بسته به حوزه موضوعی، GIS را می توان به دو دسته نقشه برداری، زمین شناسی، محیطی و همچنین شهری یا شهری طبقه بندی کرد.

سیستم های اطلاعات جغرافیایی یکپارچه آنهایی هستند که در آنها علاوه بر عملکرد استاندارد، امکان پردازش دیجیتالی تصاویر وجود دارد. GIS در مقیاس کامل داده ها را در هر مقیاس انتخابی بازتولید می کند. سیستم های مکانی-زمانی امکان عملیاتی کردن اطلاعات در زمان گذشته یا آینده را فراهم می کنند.

GIS کجا کاربرد دارد؟

GIS یک ابزار همه کاره با طیف وسیعی از کاربردها است. دقیقا چه چیزی؟

• یک منطقه معمولی استفاده از آنها مدیریت زمین، تدوین کاداستر، محاسبه مساحت و تعیین حدود قطعات زمین است. برای حل چنین مشکلاتی بود که اولین چنین سیستم هایی ایجاد شد.
• حوزه دیگر مدیریت تاسیسات زیربنایی صنعتی، حسابداری، برنامه ریزی و موجودی آنها است. ایجاد و قرار دادن شبکه ای از اشیاء برای یک هدف خاص - مغازه ها، پمپ بنزین ها و غیره.
• بررسی ها و برنامه ریزی های مهندسی در زمینه معماری و ساختمان، رفع مشکلات توسعه قلمرو و بهینه سازی زیرساخت های آن.
• ایجاد نقشه های موضوعی
• مدیریت انواع حمل و نقل - از زمین تا آب و هوا.

مناطق دیگر

فعالیت های حفاظت از طبیعت، فعالیت های زیست محیطی، برنامه ریزی و مدیریت منابع طبیعی، نظارت بر محیط زیست، مدل سازی فرآیندهای زیست محیطی.

حوزه زمین شناسی و صنعت معدن. با کمک GIS امکان محاسبه ذخیره مواد معدنی بر اساس نمونه های حفاری اکتشافی و مدل سازی ساختار کانسار فراهم شد.

پیشرفتهای بعدی

از دهه 70. به لطف حمایت دولت، پروژه های آزمایشی در زمینه استفاده از GIS در سیستم های ناوبری و دفع زباله، ترافیک و غیره ظاهر شده است.

از دهه 80 یک دوره توسعه را بر مبنای تجاری آغاز کرد. بازار پر از ابزارهای نرم افزاری، برنامه های مختلفی ظاهر شده اند، تعداد کاربرانی که یاد گرفته اند فناوری های GIS چه هستند از تعداد متخصصان حرفه ای فراتر رفته است.

در دوره حاضر که می توان آن را دوره کاربری نامید، به دلیل رقابت زیاد بین تولیدکنندگان، امکان ایجاد فراهم شده است گروه های موضوعیمصرف کنندگان، کنفرانس از راه دور، تشکیل یک ژئوساختار جهانی یکپارچه.

درباره دیدگاه های GIS

مرحله جدیدی در تکامل در توسعه GIS را می توان ظهور ژئودیزاین در نظر گرفت که اکنون در همه جا مورد نیاز است - از حوزه کاربری اراضی و حفاظت از طبیعت گرفته تا برنامه ریزی زیرساخت های جدید و پروژه های ساختمانی و همچنین در تعمیر و نگهداری. شبکه های آب و برق و غیره

آینده متعلق به فناوری های GIS حاوی اصول هوش مصنوعی است. GIS مدرن آخرین پیشرفت های کامپیوتری مبتنی بر استفاده از فضا و عکاسی هوایی است که در خدمت اجرای برنامه های دولتی جهانی است.

سیستم‌های GIS اکنون با سرعتی بی‌سابقه در حال توسعه هستند و از نظر تجاری یکی از جالب‌ترین راه‌حل‌ها هستند. امروزه در روسیه حدود 200 سازمان مختلف مشغول توسعه و اجرای آنها هستند که به ما امکان می دهد در مورد رقابت با تولید کنندگان غربی صحبت کنیم. دیگر بر کسی پوشیده نیست که در پشت فناوری های جدید چشم اندازهای عظیمی وجود دارد که مبتنی بر توسعه بیشتر ابزارهای رایانه ای پردازش اطلاعات است.

, اقتصاد , دفاع .

از نظر پوشش سرزمینی، GIS جهانی (GIS جهانی)، GIS شبه قاره، GIS ملی، اغلب با وضعیت دولتی، GIS منطقه ای (GIS منطقه ای)، GIS زیر منطقه ای و GIS محلی یا محلی (GIS محلی) وجود دارد.

GIS متفاوت است موضوع مدل سازی اطلاعاتبه عنوان مثال، GIS شهری، یا GIS شهری، MGIS (GIS شهری)، محیط GIS (محیط GIS) الگو: Nobr ; در میان آنها، یک نام خاص، به عنوان گسترده، به سیستم های اطلاعات زمین داده شد. جهت گیری مشکل یک GIS با وظایفی که آن را حل می کند (علمی و کاربردی)، از جمله موجودی منابع (شامل موجودی)، تجزیه و تحلیل، ارزیابی، نظارت، مدیریت و برنامه ریزی، پشتیبانی تصمیم تعیین می شود. GIS یکپارچه، IGIS (یکپارچه GIS، IGIS) عملکرد GIS و سیستم ها را ترکیب می کند پردازش دیجیتالتصاویر (داده های سنجش از دور) در یک محیط یکپارچه واحد.

GIS چند مقیاسی یا مستقل از مقیاس (GIS چند مقیاسی) بر اساس نمایش‌های چند مقیاسی یا چند مقیاسی از اشیاء فضایی (نمایش چندگانه، نمایش چند مقیاسی)، ارائه بازتولید گرافیکی یا نقشه‌برداری داده‌ها در هر یک از سطوح مقیاس انتخابی بر اساس یک مجموعه داده واحد است. با بالاترین وضوح مکانی GIS مکانی – زمانی (GIS مکانی – زمانی) با داده های مکانی – زمانی عمل می کند. اجرای پروژه های اطلاعات جغرافیایی (پروژه GIS)، ایجاد یک GIS به معنای وسیع کلمه، شامل مراحل زیر است: مطالعات پیش از پروژه (مطالعه امکان سنجی)، شامل مطالعه نیازهای کاربر (نیازهای کاربر) و عملکرد از نرم افزار GIS مورد استفاده، یک مطالعه امکان سنجی، ارزیابی نسبت "هزینه / سود" (هزینه / سود). طراحی سیستم GIS (طراحی GIS)، از جمله مرحله آزمایشی پروژه (پروژه آزمایشی)، توسعه GIS (توسعه GIS). آزمایش آن بر روی یک قطعه کوچک سرزمینی، یا منطقه آزمایشی (منطقه آزمایشی)، نمونه سازی، یا ایجاد یک نمونه اولیه، یا نمونه اولیه (نمونه اولیه). پیاده سازی GIS (پیاده سازی GIS); بهره برداری و استفاده جنبه های علمی، فنی، فنی و کاربردی طراحی، ایجاد و استفاده از GIS توسط ژئوانفورماتیک مورد مطالعه قرار می گیرد.

وظایف GIS

• ورود اطلاعات. برای استفاده در یک GIS، داده ها باید به یک مناسب تبدیل شوند فرمت دیجیتال(دیجیتال شده). در GIS مدرن، این فرآیند را می توان با استفاده از فناوری اسکنر خودکار کرد یا با کمی کار، داده ها را با استفاده از دیجیتایزر وارد کرد.
• دستکاری داده ها (به عنوان مثال، مقیاس بندی).
• مدیریت اطلاعات. در پروژه های کوچک می توان اطلاعات جغرافیایی را در قالب فایل های معمولی ذخیره کرد و با افزایش حجم اطلاعات و افزایش تعداد کاربران، از یک DBMS برای ذخیره، ساختار و مدیریت داده ها استفاده می شود.
• پرس و جو و تجزیه و تحلیل داده ها - دریافت پاسخ به سؤالات مختلف (مثلاً مالک این زمین کیست؟ این اشیاء چقدر از هم فاصله دارند؟ این منطقه صنعتی در کجا قرار دارد؟ مکانی برای ساخت خانه جدید کجاست؟ نوع اصلی خاک در زیر جنگل های صنوبر چگونه ساخت و ساز بر ترافیک تاثیر می گذارد راه جدید?).
• تجسم داده ها. به عنوان مثال، ارائه داده ها به صورت نقشه یا نمودار.

قابلیت های GIS

GIS شامل قابلیت‌های DBMS، ویرایشگرهای گرافیکی شطرنجی و برداری و ابزارهای تحلیلی است و در نقشه‌برداری، زمین‌شناسی، هواشناسی، مدیریت زمین، اکولوژی، دولت شهرداری، حمل و نقل ، اقتصاد ، دفاع. GIS به شما امکان می دهد طیف گسترده ای از وظایف را حل کنید - خواه تجزیه و تحلیل آن باشد مشکلات جهانیافزایش جمعیت، آلودگی قلمرو، کاهش اراضی جنگلی، بلایای طبیعی و همچنین حل مشکلات خصوصی مانند جستجوی بهترین مسیربین نقاط، انتخاب مکان بهینه یک دفتر جدید، جستجوی خانه در آدرس آن، قرار دادن خط لوله روی زمین، وظایف مختلف شهرداری.

سیستم GIS اجازه می دهد:

• تعیین کنید که چه اشیایی در یک قلمرو مشخص قرار دارند.
• تعیین محل شی (تحلیل فضایی)؛
• تحلیلی از تراکم توزیع در قلمرو برخی از پدیده ها (به عنوان مثال، تراکم سکونت) ارائه دهید.
• تعیین تغییرات موقت در یک منطقه خاص؛
• وقتی تغییراتی در مکان اشیاء ایجاد می کنید (به عنوان مثال، اگر یک جاده جدید اضافه کنید) چه اتفاقی می افتد را شبیه سازی کنید.

طبقه بندی GIS

بر اساس منطقه:

• GIS جهانی؛
• GIS شبه قاره ای;
• GIS ملی;
• GIS منطقه ای؛
• GIS زیر منطقه ای;
• GIS محلی یا محلی

بر اساس سطح مدیریت:

• GIS فدرال؛
• GIS منطقه ای؛
• GIS شهرداری;
• GIS شرکتی

بر اساس عملکرد:

• با امکانات کامل؛
• GIS برای مشاهده داده ها؛
• GIS برای ورود و پردازش داده ها؛
• GIS تخصصی

بر اساس حوزه موضوعی:

• نقشه کشی
• زمین شناسی؛
• GIS شهر یا شهرداری؛
• GIS محیطی و غیره

اگر علاوه بر عملکرد GIS، سیستم دارای قابلیت پردازش تصویر دیجیتال باشد، به این گونه سیستم ها GIS یکپارچه (IGIS) می گویند. GIS چند مقیاسی یا مستقل از مقیاس مبتنی بر نمایش‌های چند مقیاسی یا چند مقیاسی از اشیاء فضایی است که نمایش گرافیکی یا نقشه‌کشی داده‌ها را در هر یک از سطوح مقیاس انتخابی بر اساس یک مجموعه داده با بالاترین وضوح مکانی ارائه می‌کند. GIS مکانی-زمانی با داده های مکانی-زمانی کار می کند.

کاربردهای GIS

• مدیریت زمین، کاداستر زمین. برای حل مسائلی که مرجع مکانی دارند شروع به ایجاد GIS کردند. کارهای معمولی عبارتند از جمع آوری موجودی ها، نقشه های طبقه بندی، تعیین مساحت قطعات و مرزهای بین آنها و غیره.
• موجودی، حسابداری، برنامه ریزی برای قرار دادن اشیاء زیرساخت تولید توزیع شده و مدیریت آنها. به عنوان مثال، شرکت های نفت و گاز یا شرکت هایی که شبکه انرژی، سیستم پمپ بنزین، فروشگاه ها و غیره را اداره می کنند.
• طراحی، بررسی های مهندسی، برنامه ریزی در ساخت و ساز، معماری. چنین GIS امکان حل طیف گسترده ای از وظایف برای توسعه قلمرو، بهینه سازی زیرساخت منطقه در حال ساخت، مقدار مورد نیاز تجهیزات، نیروها و وسایل را فراهم می کند.
• نقشه برداری موضوعی
• مدیریت حمل و نقل زمینی، هوایی و آبی. GIS به شما این امکان را می دهد که مشکلات مدیریت اجسام متحرک را حل کنید، مشروط بر اینکه سیستم داده شدهروابط بین آنها و اشیاء ثابت. در هر زمان می توانید بفهمید وسیله نقلیه کجاست، بار، مسیر بهینه، زمان رسیدن و غیره را محاسبه کنید.
• مدیریت منابع طبیعی، حفاظت از محیط زیست و اکولوژی. GIS به تعیین وضعیت فعلی و ذخایر منابع مشاهده شده، مدل سازی فرآیندها در محیط طبیعی و نظارت بر محیط زیست منطقه کمک می کند.
• زمین شناسی، منابع معدنی، صنعت معدن. GIS محاسبات ذخایر معدنی را بر اساس نتایج نمونه‌ها (حفاری اکتشافی، گودال‌های آزمایشی) با یک مدل شناخته شده از فرآیند تشکیل کانسار انجام می‌دهد.
• موارد اضطراری GIS برای پیش بینی شرایط اضطراری (آتش سوزی، سیل، زلزله، جریان گل، طوفان)، محاسبه درجه خطر احتمالی و تصمیم گیری در مورد ارائه کمک، محاسبه تعداد نیروها و وسایل مورد نیاز برای حذف شرایط اضطراری، محاسبه مسیرهای بهینه به محل وقوع فاجعه، خسارت وارده را ارزیابی کنید.
• جنگ. حل طیف گسترده ای از وظایف خاص مربوط به محاسبه مناطق دید، مسیرهای بهینه برای حرکت در زمین های ناهموار، با در نظر گرفتن مقابله و غیره.
• کشاورزی. پیش بینی عملکرد و افزایش تولید محصولات کشاورزی، بهینه سازی حمل و نقل و بازاریابی آن.

کشاورزی

قبل از شروع هر فصل رشد، کشاورزان باید 50 تصمیم حیاتی بگیرند: چه چیزی بکارند، چه زمانی بکارند، آیا از کود استفاده کنند و غیره. هر یک از اینها می تواند بر عملکرد و نتایج نهایی تأثیر بگذارد. پیش از این، کشاورزان بر اساس تجربه، سنت یا حتی گفتگو با همسایگان و سایر آشنایان، چنین تصمیماتی را اتخاذ می کردند. امروزه کشاورزی داده های ارجاع جغرافیایی بیشتری نسبت به سایر صنایع تولید می کند. داده ها از منابع مختلفی به دست می آیند: تله متری ماشینی، ایستگاه های هواشناسی، حسگرهای زمینی، نمونه های خاک، نظارت زمینی، ماهواره ها و هواپیماهای بدون سرنشین. با کمک GIS، شرکت های کشاورزی می توانند داده ها را برای به حداکثر رساندن منابع، نظارت بر ایمنی محصول و افزایش عملکرد جمع آوری، پردازش و تجزیه و تحلیل کنند.

حمل و نقل و تدارکات

جابجایی افراد و اشیا اغلب با چالش های لجستیکی بزرگی همراه است. بیمارستانی را تصور کنید که می‌خواهد به بیمارانش کمک کند زمان مشخصبهترین و سریع ترین مسیر برای رسیدن به خانه یا بدن دولت محلیکه می خواهد سازماندهی کند مسیرهای بهینهاتوبوس‌ها و ریل‌های سبک، یا سازنده‌ای که می‌خواهد محصولات خود را تا حد امکان کارآمد و اقتصادی ارائه کند، یا یک شرکت نفتی که قصد دارد خطوط لوله ایجاد کند. در هر یک از این موارد، تجزیه و تحلیل داده های مکان برای اتخاذ تصمیمات تجاری آگاهانه مورد نیاز است.

انرژی

در اکتشاف منابع انرژی، از عکس های ماهواره ای، نقشه های زمین شناسی سطح زمین و سنجش از دور مخازن برای تعیین امکان سنجی اقتصادی استخراج معادن در یک منطقه خاص استفاده می شود. شرکت های انرژیاز حجم عظیمی از داده های جغرافیایی استفاده کنید، زیرا سنسورهای صنعتی اکنون در همه جا نصب شده اند: حسگرهای لیزری در هواپیما، حسگرهای روی سطح زمین هنگام حفاری چاه، مانیتورهای خطوط لوله و غیره. با الزامات قانونی برای انتخاب سایت و محلی سازی منابع.

خرده فروشی

همانطور که مصرف کنندگان به طور فزاینده ای از گوشی های هوشمند و پوشیدنی ها استفاده می کنند، خرده فروشان سنتی می توانند از فناوری مکانی استفاده کنند تا تصویر کامل تری از رفتار خریداران گذشته و حال به دست آورند. از آنجایی که داده‌های مکانی فقط مربوط به موقعیت مکانی نیست، بلکه در مورد داده‌های مربوط به موقعیت مکانی است، مانند اطلاعات جمعیتی خریداران یا اطلاعاتی در مورد جایی که مردم بیشترین زمان را در فروشگاه می‌گذرانند. همه این داده ها را می توان هنگام انتخاب مکان برای فروشگاه، تعیین مجموعه ای از کالاها و محل قرارگیری آنها و غیره استفاده کرد.

دفاع و اطلاعات

فناوری ژئوفضایی عملیات نظامی و اطلاعاتی را در هر نقطه از جهان که نیروهای نظامی مستقر هستند تغییر داده است. فرماندهان، تحلیلگران و دیگر متخصصان برای حل مشکلات خود به داده های GIS دقیق نیاز دارند. GIS به ارزیابی وضعیت (ایجاد یک نمایش تصویری کامل از اطلاعات تاکتیکی)، انجام عملیات در زمین (شرایط زمین، ارتفاعات، مسیرها، پوشش گیاهی، اشیاء و سکونتگاه ها را نشان می دهد)، در هوا (اطلاعات آب و هوا و دید را به خلبانان منتقل می کند) کمک می کند. نیروها و تدارکات را هدایت می کند، هدف را تعیین می کند) و در دریا (جریان، ارتفاع موج، جزر و مد و آب و هوا را نشان می دهد).

دولت فدرال

اطلاعات مکانی به موقع و دقیق برای تصمیم گیری توسط آژانس های فدرال مسئول ایمنی و امنیت، زیرساخت ها، مدیریت منابع و کیفیت زندگی بسیار مهم است. GIS به شما امکان می دهد امنیت و ایمنی را با آن سازماندهی کنید پشتیبانی عملیاتیهماهنگی دفاع، واکنش به بلایای طبیعی، اقدام اجرای قانون، آژانس های امنیت ملی و خدمات ضروری. از نظر زیرساخت، GIS به مدیریت منابع و دارایی های اختصاص داده شده به بزرگراه ها، بنادر، حمل و نقل عمومیو فرودگاه ها آژانس های فدرال همچنین از GIS برای درک بهتر داده های فعلی و تاریخی مورد نیاز برای مدیریت کشاورزی، جنگلداری، معدن، آب و سایر منابع طبیعی استفاده می کنند.

مسئولان محلی

مقامات محلی روزانه تصمیماتی می گیرند که مستقیما بر ساکنان و بازدیدکنندگان تأثیر می گذارد. شروع با تعمیر جاده و خدمات رفاهیو پایان دادن به ارزیابی زمین و توسعه مناطق - در همه جا برنامه های نقشه برداری برای تجزیه و تحلیل و تفسیر داده های GIS استفاده می شود. علاوه بر این، جمعیت و چشم‌انداز شهرها و شهرک‌ها می‌تواند به طور چشمگیری در طول یک دوره نسبتاً تغییر کند مدت کوتاهی. برای انطباق با این تغییرات و ارائه سطح خدمات مورد انتظار مردم، دولت های محلی به طور گسترده از فناوری مدرن GIS برای نظارت استفاده می کنند. ترافیک جاده ایو شرایط جاده، کیفیت محیطی، شیوع بیماری، توزیع آب و برق (مانند برق، آب و فاضلاب)، مدیریت پارک ها و سایر زمین های عمومی، و صدور مجوز برای کمپینگ، شکار، ماهیگیری و غیره.

ساختار GIS

ترکیب GIS

یک سیستم GIS شامل پنج جزء کلیدی است:

• سخت افزار این کامپیوتری است که GIS را اجرا می کند. GIS امروزه بر روی انواع مختلفی از پلتفرم های کامپیوتری، از سرورهای متمرکز گرفته تا مستقل و یا شبکه شدهکامپیوترهای رومیزی؛
• نرم افزار. شامل توابع و ابزار لازم برای ذخیره، تجزیه و تحلیل و تجسم اطلاعات جغرافیایی است. به چنین محصولات نرم افزاریشامل: ابزارهایی برای وارد کردن و عملیاتی کردن اطلاعات جغرافیایی. سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS یا DBMS)؛ ابزارهایی برای پشتیبانی از پرس و جوهای فضایی، تجزیه و تحلیل و تجسم؛
• داده ها. داده‌های مکان (داده‌های جغرافیایی) و داده‌های جدولی مرتبط ممکن است توسط کاربر جمع‌آوری و آماده شوند، یا از فروشندگان به صورت تجاری یا غیره خریداری شوند. در فرآیند مدیریت داده‌های مکانی، یک GIS داده‌های مکانی را با انواع دیگر و منابع داده ادغام می‌کند و همچنین می‌تواند از DBMS استفاده کند که توسط بسیاری از سازمان‌ها برای سازمان‌دهی و نگهداری داده‌های در اختیارشان استفاده می‌شود.
• مجریان کاربران GIS می توانند هم متخصصان فنی باشند که سیستم را توسعه و نگهداری می کنند و هم کارمندان عادی که توسط GIS برای حل مسائل و مشکلات روزمره کمک می کنند.
• مواد و روش ها.

تاریخچه GIS

دوره پیشگامی (اواخر دهه 1950 - اوایل دهه 1970)

تحقیق در مورد امکانات اساسی، حوزه های مرزی دانش و فناوری، توسعه تجربیات تجربی، اولین پروژه های بزرگ و کارهای نظری.

• ظهور الکترونیک کامپیوترها(کامپیوتر) در دهه 50.
• ظهور دیجیتالیزرها، پلاترها، نمایشگرهای گرافیکیو دیگران لوازم جانبیدر دهه 60
• ایجاد الگوریتم ها و رویه های نرم افزاری برای نمایش گرافیکی اطلاعات روی نمایشگرها و با استفاده از پلاتر.
• ایجاد روشهای رسمی تحلیل فضایی.
• ساخت نرم افزار مدیریت پایگاه داده

دوره ابتکارات دولتی (اوایل دهه 1970 - اوایل دهه 1980)

حمایت دولتی از GIS باعث توسعه کارهای آزمایشی در زمینه GIS بر اساس استفاده از پایگاه های داده در شبکه های خیابانی شد:

• سیستم های ناوبری خودکار
• سیستم های حذف زباله و زباله شهری.
• تردد وسایل نقلیه در موقعیت های اضطراریو غیره.

دوره توسعه تجاری (اوایل دهه 1980 تا کنون)

بازار گسترده ای برای ابزارهای نرم افزاری مختلف، توسعه GIS رومیزی، گسترش دامنه آنها از طریق ادغام با پایگاه های داده غیرمکانی، ظهور برنامه های کاربردی شبکهظهور تعداد قابل توجهی از کاربران غیرحرفه‌ای، سیستم‌هایی که از مجموعه داده‌های منفرد بر روی رایانه‌های فردی پشتیبانی می‌کنند، راه را برای سیستم‌هایی هموار می‌کند که از پایگاه‌های جغرافیایی سازمانی و توزیع‌شده پشتیبانی می‌کنند.

دوره کاربری (اواخر دهه 1980 تا کنون)

افزایش رقابت بین تولیدکنندگان تجاری خدمات فناوری اطلاعات جغرافیایی مزایایی را برای کاربران GIS به ارمغان می آورد، در دسترس بودن و "باز بودن" نرم افزار به شما امکان استفاده و حتی اصلاح برنامه ها، ظهور "باشگاه های" کاربر، کنفرانس های تلفنی، پراکنده جغرافیایی، اما متصل توسط یک واحد را می دهد. موضوع گروه های کاربر، افزایش نیاز به داده های جغرافیایی، آغاز شکل گیری زیرساخت های اطلاعات جغرافیایی جهانی.

ساختار GIS

1. داده ها (داده های مکانی):
   • موقعیتی (جغرافیایی): موقعیت جسم در سطح زمین.
   • غیر موضعی (منصوب): توصیفی.
2. سخت افزار (کامپیوتر، شبکه، درایو، اسکنر، دیجیتایزر و غیره).
3. نرم افزار (نرم افزار).
4. فن آوری ها (روش ها، رویه ها و غیره).

56. سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS).

مفهوم سیستم های اطلاعات جغرافیایی

سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) سیستم‌های خودکاری هستند که وظایف اصلی آن‌ها جمع‌آوری، ذخیره‌سازی، یکپارچه‌سازی، تجزیه و تحلیل و تجسم گرافیکی در قالب نقشه‌ها یا نمودارهای داده‌های مکانی و زمانی و همچنین اطلاعات مربوط به اشیاء ارائه‌شده در GIS است. .

GIS در دهه 1960-1970 ظهور کرد. در تقاطع فناوری های پردازش اطلاعات در سیستم های مدیریت پایگاه داده و تجسم داده های گرافیکی در طراحی به کمک رایانه (CAD)، تولید نقشه خودکار، مدیریت شبکه. استفاده فشرده از GIS در اواسط دهه 1990 آغاز شد. قرن بیستم در این زمان، رایانه های شخصی قدرتمند و نسبتا ارزان ظاهر شدند، نرم افزارها در دسترس تر و قابل فهم تر شدند.

منابع داده برای ایجاد GIS عبارتند از:

مواد کارتوگرافی (نقشه های توپوگرافی و جغرافیایی عمومی، نقشه های تقسیم اداری-سرزمینی، نقشه های کاداستر و ...). از آنجایی که داده های دریافتی از نقشه ها به صورت مکانی ارجاع داده می شوند، از آنها به عنوان لایه پایه GIS استفاده می شود.

داده های سنجش از راه دور (RSD)، اول از همه، مواد دریافت شده از وسایل نقلیه فضایی و ماهواره ها است. در سنجش از دور، تصاویر از حامل های تجهیزات تصویربرداری واقع در مدارهای مختلف دریافت و به زمین ارسال می شود. تصاویر به دست آمده در سطوح مختلف دید و جزئیات در نمایش اشیاء محیط طبیعی در چندین محدوده طیفی (مرئی و مادون قرمز نزدیک، مادون قرمز حرارتی و محدوده رادیویی) متفاوت هستند. به همین دلیل با استفاده از سنجش از دور طیف وسیعی از مشکلات زیست محیطی حل می شود. روش‌های سنجش از دور نیز شامل بررسی‌های هوایی و زمینی و سایر روش‌های غیر تماسی مانند بررسی‌های هیدروآکوستیک تسکین بستر دریا هستند. مواد این بررسی ها اطلاعات کمی و کیفی را در مورد اشیاء مختلف محیط طبیعی ارائه می دهد.

نتایج اندازه‌گیری‌های زمین‌شناسی روی زمین، انجام‌شده توسط سطوح، تئودولیت‌ها، ایستگاه‌های کل الکترونیکی، گیرنده‌های GPS و غیره. - داده های خدمات آماری دولتی برای بخش های مختلف اقتصاد ملی، و همچنین داده های پست های رصد اندازه گیری ثابت (داده های هیدرولوژیکی و هواشناسی، اطلاعات آلودگی محیطی و غیره).

داده های ادبی (نشریات مرجع، کتاب ها، تک نگاری ها و مقالات حاوی اطلاعات متنوعی در مورد انواع خاصی از اشیاء جغرافیایی). در GIS، تنها یک نوع داده به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد، اغلب ترکیبی از داده های مختلف برای هر منطقه است.

طبقه بندی سیستم های اطلاعات جغرافیایی

سیستم‌های GIS برای حل مشکلات علمی و کاربردی طراحی زیرساخت، برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ای، استفاده منطقی از منابع طبیعی، پایش موقعیت‌های محیطی و همچنین برای انجام اقدامات سریع در شرایط اضطراری و غیره توسعه یافته و مورد استفاده قرار می‌گیرند. بسیاری از وظایف که در زندگی منجر به ایجاد GIS های مختلفی شده است که می توان آنها را بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی کرد:

بر اساس عملکرد: - GIS همه منظوره با امکانات کامل.

GIS تخصصی، متمرکز بر حل یک مشکل خاص در هر زمینه موضوعی.

اطلاعات و سیستم های مرجع برای استفاده خانگی و اطلاعاتی و مرجع. عملکرد GIS نیز با اصل معماری ساخت آنها تعیین می شود:

سیستم های بسته قابلیت گسترش ندارند، آنها قادر به انجام تنها مجموعه ای از عملکردهایی هستند که در زمان خرید به طور منحصر به فرد تعریف شده است. - سیستم های باز به راحتی قابل انطباق، قابل گسترش هستند، زیرا می توانند توسط کاربر با استفاده از یک دستگاه خاص (زبان های برنامه نویسی تعبیه شده) تکمیل شوند.

با توجه به پوشش مکانی (سرزمینی)، GIS به جهانی (سیاره ای)، ملی، منطقه ای، محلی (از جمله شهری) تقسیم می شود.

با جهت گیری موضوعی مسئله - مدیریت کلی جغرافیایی، زیست محیطی و طبیعت، بخشی (منابع آب، مدیریت جنگل، زمین شناسی، گردشگری و غیره).

با توجه به روش سازماندهی داده های جغرافیایی - GIS برداری، شطرنجی، برداری-رستری.

اجزای اصلی سیستم های اطلاعات جغرافیایی

اجزای اصلی GIS عبارتند از: فنی (سخت افزاری) و نرم افزاری، پشتیبانی اطلاعات.

وسایل فنیمجموعه ای از سخت افزارهای مورد استفاده در عملیات GIS است. اینها شامل یک ایستگاه کاری (کامپیوتر شخصی)، دستگاه های ورودی-خروجی اطلاعات، دستگاه های پردازش و ذخیره سازی داده ها و امکانات مخابراتی است.

ایستگاه کاری برای مدیریت عملیات GIS و انجام فرآیندهای پردازش داده ها بر اساس عملیات محاسباتی و منطقی استفاده می شود. GIS مدرن قادر است حجم عظیمی از اطلاعات را به سرعت پردازش کرده و نتایج را تجسم کند.

ورود داده ها با استفاده از ابزارها و روش های فنی مختلف اجرا می شود: مستقیماً از صفحه کلید، با استفاده از یک دیجیتایزر یا اسکنر، از طریق سیستم های کامپیوتری خارجی. داده های مکانی را می توان از ابزارهای ژئودتیک الکترونیکی، با استفاده از دیجیتایزر یا اسکنر یا با استفاده از ابزارهای فتوگرامتری به دست آورد.

دستگاه های پردازش و ذخیره داده ها در واحد سیستم کامپیوتری یکپارچه شده اند که شامل پردازنده مرکزی، رم، دستگاه های ذخیره سازی ( هارد دیسک ها، رسانه های مغناطیسی و نوری قابل حمل، کارت های حافظه، درایوهای فلش و غیره). دستگاه های خروجی داده - مانیتور، پلاتر، پلاتر، چاپگر، که نمایشی بصری از نتایج پردازش داده های مکانی-زمانی را ارائه می دهد.

نرم افزار– نرم افزار (نرم افزار) برای اجرای عملکرد GIS. به نرم افزارهای پایه و کاربردی تقسیم می شود.

نرم افزار پایه شامل: سیستم عامل (OS)، محیط های نرم افزاری، نرم افزار شبکه، سیستم های مدیریت پایگاه داده و همچنین ماژول هایی برای مدیریت ورودی و خروجی داده ها، سیستم تجسم داده ها و ماژول هایی برای انجام تحلیل فضایی می باشد.

نرم افزار کاربردی شامل نرم افزاری است که برای حل مسائل تخصصی در زمینه موضوعی خاص طراحی شده است. آنها به عنوان ماژول های جداگانه (برنامه های کاربردی) و ابزارهای کمکی (کمکی) پیاده سازی می شوند.

پشتیبانی اطلاعات- مجموعه ای از آرایه های اطلاعاتی، سیستم های کدگذاری و طبقه بندی اطلاعات. یکی از ویژگی های ذخیره سازی داده های مکانی در یک GIS، تقسیم آنها به لایه ها است. سازماندهی چند لایه نقشه الکترونیکی، در حضور یک مکانیسم مدیریت لایه انعطاف پذیر، به شما امکان می دهد تا موارد زیادی را ترکیب و نمایش دهید. مقدار زیاداطلاعات نسبت به یک نقشه معمولی

(اینجا همه چیز معمول است. نقطه به نقطه.)

GIS چگونه کار می کند؟

GIS اطلاعات مربوط به دنیای واقعی را به عنوان مجموعه ای از لایه های موضوعی ذخیره می کند که بر اساس موقعیت جغرافیایی در کنار هم قرار می گیرند. این رویکرد ساده و در عین حال بسیار انعطاف‌پذیر ارزش خود را در طیف گسترده‌ای از کاربردهای دنیای واقعی، مانند ردیابی وسایل نقلیه و مواد، نقشه‌برداری دقیق از موقعیت‌های واقعی و رویدادهای برنامه‌ریزی‌شده، و مدل‌سازی گردش جوی جهانی ثابت کرده است.

هر گونه اطلاعات جغرافیایی حاوی اطلاعاتی در مورد موقعیت مکانی است، خواه اشاره ای به مختصات جغرافیایی یا سایر مختصات باشد، یا پیوندهایی به یک آدرس، کد پستی، حوزه انتخابیه یا منطقه سرشماری، شناسه قطعه زمین یا جنگل، نام جاده و غیره. هنگامی که از چنین پیوندهایی برای تعیین خودکار مکان یا مکان ویژگی(ها) استفاده می شود، فرآیندی به نام geocoding استفاده می شود. با کمک آن، می توانید به سرعت تعیین کنید و روی نقشه ببینید که شی یا پدیده مورد نظر شما در کجا قرار دارد، مانند خانه ای که دوست شما در آن زندگی می کند یا سازمان مورد نیاز شما، محل وقوع زلزله یا سیل، کدام مسیر. رسیدن به نقطه مورد نیاز یا در خانه آسانتر و سریعتر است.

مدل های وکتوری و شطرنجی. یک GIS می تواند با دو نوع داده بسیار متفاوت کار کند - برداری و شطرنجی. در یک مدل برداری، اطلاعات مربوط به نقاط، خطوط و چندضلعی ها به صورت یک مجموعه کدگذاری و ذخیره می شود. مختصات X,Y. محل یک نقطه (شیء نقطه ای)، مانند یک گمانه، با یک جفت مختصات (X,Y) توصیف می شود. ویژگی های خطمانند جاده ها، رودخانه ها یا خطوط لوله، به صورت مجموعه مختصات X،Y ذخیره می شوند. ویژگی های چند ضلعی، مانند حوضه های آبریز رودخانه، بسته ها، یا مناطق خدماتی، به عنوان یک مجموعه بسته از مختصات ذخیره می شوند. مدل برداری به ویژه برای توصیف اشیاء گسسته مفید است و برای توصیف خواص دائماً در حال تغییر مانند انواع خاک یا دسترسی به اشیا کمتر مناسب است. مدل شطرنجی برای کار با خواص پیوسته بهینه است. یک تصویر شطرنجی مجموعه‌ای از مقادیر برای اجزای اصلی (سلول‌ها) است که شبیه نقشه یا تصویر اسکن شده است. هر دو مدل مزایا و معایب خود را دارند. GIS مدرن می تواند با هر دو مدل برداری و شطرنجی کار کند.

وظایفی که GIS حل می کند. یک GIS همه منظوره، در میان چیزهای دیگر، معمولاً پنج رویه (وظیفه) را با داده ها انجام می دهد: ورودی، دستکاری، کنترل، پرس و جو و تجزیه و تحلیل، و تجسم.

ورودی برای استفاده در GIS، داده ها باید به فرمت دیجیتال مناسب تبدیل شوند. فرآیند تبدیل داده ها از نقشه های کاغذی به فایل های کامپیوتریدیجیتالی شدن نامیده می شود. در GIS مدرن، این فرآیند را می توان با استفاده از فناوری اسکنر خودکار کرد، که به ویژه هنگام انجام پروژه های بزرگ اهمیت زیادی دارد، یا با مقدار کمی کار، می توان داده ها را با استفاده از دیجیتایزر وارد کرد. بسیاری از داده ها قبلاً به قالب هایی ترجمه شده اند که مستقیماً توسط بسته های GIS درک می شوند.

دستکاری - اعمال نفوذ. اغلب، برای یک پروژه خاص، داده های موجود باید بیشتر اصلاح شوند تا نیازهای سیستم شما را برآورده کنند. به عنوان مثال، اطلاعات جغرافیایی ممکن است در مقیاس های مختلف(خطوط مرکزی خیابان در مقیاس 1:100،000، مرزهای شهرستان سرشماری در مقیاس 1:50،000، و املاک مسکونی در مقیاس 1:10،000 در دسترس هستند.) برای پردازش و تجسم مشترک، ارائه همه داده ها در یک مقیاس راحت تر است. فناوری GIS فراهم می کند راه های مختلفدستکاری داده های مکانی و استخراج داده های مورد نیاز برای یک کار خاص.

کنترل. در پروژه های کوچکتر، اطلاعات جغرافیایی ممکن است به صورت فایل های معمولی ذخیره شوند. اما با افزایش حجم اطلاعات و افزایش تعداد کاربران برای ذخیره سازی، ساختار و مدیریت داده ها، استفاده از سیستم های مدیریت پایگاه داده (DBMS) و سپس ابزارهای کامپیوتری ویژه برای کار با مجموعه داده های یکپارچه (پایگاه های داده) کارآمدتر است. ). در GIS، استفاده از ساختار رابطه‌ای که داده‌ها در آن ذخیره می‌شوند، راحت‌تر است فرم جدولی. در این حالت از فیلدهای مشترک برای پیوند دادن جداول استفاده می شود. این رویکرد ساده کاملاً انعطاف پذیر است و به طور گسترده در بسیاری از برنامه های GIS و غیر GIS استفاده می شود.

درخواست و تحلیل. اگر GIS و اطلاعات جغرافیایی داشته باشید، می توانید پاسخ سوالات ساده (مالک این زمین کیست؟ این اشیاء چقدر از هم فاصله دارند؟ این منطقه صنعتی در کجا قرار دارد؟) و سوالات پیچیده تری که نیاز به اضافی دارند پاسخ دهید. تجزیه و تحلیل (مکان های یک خانه جدید کجاست؟ نوع اصلی خاک زیر جنگل های صنوبر چیست؟ ساخت جاده جدید چگونه بر ترافیک تأثیر می گذارد؟). کوئری ها را می توان هم با یک کلیک ساده ماوس روی یک شی خاص و هم با کمک ابزارهای تحلیلی پیشرفته تنظیم کرد. با کمک GIS، می توانید الگوهای جستجو را شناسایی و تنظیم کنید، سناریوهایی مانند "چه اتفاقی می افتد اگر ..." را بازی کنید. GIS مدرن بسیاری دارد ابزار قدرتمندبرای تجزیه و تحلیل، در میان آنها دو مورد مهم هستند: تجزیه و تحلیل مجاورت و تجزیه و تحلیل همپوشانی. برای تجزیه و تحلیل مجاورت ویژگی ها نسبت به یکدیگر، یک GIS از فرآیندی به نام بافر استفاده می کند. این کمک می کند تا به سؤالاتی مانند: چند خانه در 100 متری این حجم از آب پاسخ داده شود؟ چند خریدار در 1 کیلومتری این فروشگاه زندگی می کنند؟ نسبت نفت تولید شده از چاه های واقع در 10 کیلومتری ساختمان مدیریت این OGPD چقدر است؟ فرآیند همپوشانی شامل یکپارچه سازی داده های واقع در لایه های موضوعی مختلف است. در ساده ترین حالت، این یک عملیات نقشه برداری است، اما در تعدادی از عملیات های تحلیلی، داده ها از لایه های مختلفبه صورت فیزیکی بپیوندید یک همپوشانی یا تجمیع فضایی، به عنوان مثال، امکان ادغام داده‌های خاک، شیب، پوشش گیاهی و مالکیت زمین را با نرخ‌های مالیات زمین فراهم می‌کند.

تجسم. برای بسیاری از انواع عملیات فضایی، نتیجه نهایی نمایش داده ها در قالب یک نقشه یا نمودار است. نقشه یک روش بسیار کارآمد و آموزنده برای ذخیره، ارائه و برقراری ارتباط اطلاعات جغرافیایی (به لحاظ مکانی) است. پیش از این، نقشه ها برای قرن ها ساخته شده بودند. GIS ابزارهای جدید شگفت انگیزی را ارائه می دهد که هنر و علم نقشه برداری را گسترش و پیشرفت می دهد. با کمک آن، تجسم خود نقشه ها را می توان به راحتی با اسناد گزارش، تصاویر سه بعدی، نمودارها و جداول، عکس ها و ابزارهای دیگر مانند چند رسانه ای تکمیل کرد.

فن آوری های مرتبط GIS ارتباط نزدیکی با تعدادی دیگر از انواع سیستم های اطلاعاتی دارد. تفاوت اصلی آن در توانایی دستکاری و تجزیه و تحلیل داده های مکانی است. اگرچه هیچ طبقه‌بندی پذیرفته‌شده واحدی برای سیستم‌های اطلاعاتی وجود ندارد، توضیحات زیر باید به فاصله GIS از سیستم‌های نقشه‌برداری رومیزی (نقشه‌برداری رومیزی)، سیستم‌های CAD (CAD)، سنجش از دور (سنجش از راه دور)، سیستم‌های مدیریت پایگاه داده (DBMS یا DBMS) کمک کند. و تکنولوژی موقعیت یابی جهانی(GPS).

سیستم های نگاشت دسکتاپ از یک نمایش نقشه برداری برای سازماندهی تعامل کاربر با داده ها استفاده می کنند. در چنین سیستم هایی همه چیز بر اساس نقشه است، نقشه پایگاه داده است. اکثر سیستم های نقشه برداری دسکتاپ دارای مدیریت داده، تجزیه و تحلیل فضایی و قابلیت سفارشی سازی محدودی هستند. بسته های مربوطه کار می کنند کامپیوترهای رومیزی- کامپیوتر، مکینتاش و ایستگاه های کاری یونیکس جوان.

سیستم های CAD قادر به ترسیم پروژه ها و نقشه ها برای ساختمان ها و زیرساخت ها هستند. برای ترکیب در یک ساختار واحد، از مجموعه ای از اجزا با پارامترهای ثابت استفاده می کنند. آنها بر اساس تعداد کمی از قوانین برای ترکیب اجزا هستند و عملکردهای تحلیلی بسیار محدودی دارند. برخی از سیستم های CAD برای پشتیبانی از نمایش نقشه برداری داده ها گسترش یافته اند، اما، به عنوان یک قاعده، ابزارهای موجود در آنها امکان مدیریت کارآمد و تجزیه و تحلیل پایگاه داده های فضایی بزرگ را نمی دهند.

سنجش از دور و GPS. تکنیک های سنجش از دور یک هنر و جهت علمیاندازه گیری سطح زمین با استفاده از حسگرهایی مانند دوربین های مختلف در هواپیما، گیرنده های سیستم موقعیت یاب جهانی یا سایر دستگاه ها. این حسگرها داده ها را در قالب تصاویر جمع آوری می کنند و قابلیت های تخصصی برای پردازش، تجزیه و تحلیل و تجسم تصاویر به دست آمده را ارائه می دهند. به دلیل عدم وجود ابزارهای مدیریت و تحلیل داده به اندازه کافی قدرتمند، سیستم های مربوطه را به سختی می توان به GIS واقعی نسبت داد.

سیستم های مدیریت پایگاه داده برای ذخیره و مدیریت انواع داده ها از جمله داده های جغرافیایی (مکانی) طراحی شده اند. DBMS ها برای این نوع وظایف بهینه شده اند، بنابراین بسیاری از GIS ها دارای پشتیبانی داخلی DBMS هستند. این سیستم ها ابزارهای شبیه به GIS برای تجزیه و تحلیل و تجسم ندارند.

نقشه برداری سیستم اطلاعات جغرافیایی