CBS kavramı. "Coğrafi bilgi sistemleri" konulu özet

Bilgi teknolojileri arasında CBS

Coğrafi bilgi sistemlerine (CBS) aşina olmayan bir kişinin ilk sorusu elbette şu olacaktır: “Buna neden ihtiyacım var?” Aslında atlasları ve haritaları hayatımızda nadiren kullanırız. Ve genel olarak klasiklerin eserlerinden bilindiği gibi coğrafyayı da incelemek gerekli değildir - bunun için taksi şoförleri vardır. Ek olarak, çeşitli kaynaklardan bazen istediğimizden daha fazla bilgi alıyoruz ve her zaman hoş olmayan bilgiler alıyoruz. Ve hala sistemleştirilmesi gerekiyor mu? Burada düşünülecek çok şey var. Ancak baktığınızda CBS, bilgisayara aktarılan bir haritadan daha fazlasıdır. Peki nedir ve neyle yenir?

Ancak maalesef herkes için kısa, anlaşılır ve "Köpeğin Kalbi"nden Profesör Preobrazhensky'nin dediği gibi "gerçek" tanımla her şey o kadar basit değil. Görünüşe göre mesele şu ki, bu teknoloji öncelikle büyük ölçüde evrenseldir ve ikincisi, o kadar hızlı gelişiyor ve yeni yaşam ve faaliyet alanlarını yakalıyor ki, gelişmiş sosyalizm zamanlarından bir anekdotta olduğu gibi, ürünler (yani tanımlar) teslim edecek zamanları yok. CBS ile ilgili her yeni temel kitabın (ve bu tür kitaplar sürekli yayınlanmaktadır) ve hatta bunların sayısız uygulama alanlarından biriyle ilgili çok sayıda monografinin yazarları, böyle bir tanımın oluşturulmasına mümkün olan katkıyı sağlamaya çalışmaktadır. . Sizin için en kabul edilebilir tanımı bulmak istiyorsanız sizi bu kitaplara yönlendiriyoruz. Bu dünyaya dalan herkes kendi hakkını vermekte özgürdür. Biz hiçbir şekilde özgünlük iddiasında bulunmadan, mevcut olanı alacağız.

Örneğin burada iki tanım var: biri “lirik”, diğeri “pratik”. Birincisi: "Bu, etrafımızdaki dünyaya yeni bir bakış açısı için bir fırsat." İkincisi: “GIS, gerçek dünyadaki nesnelerin yanı sıra gezegenimizde, yaşamlarımızda ve faaliyetlerimizde meydana gelen olayları haritalamak ve analiz etmek için kullanılan modern bir bilgisayar teknolojisidir.”

Herhangi bir tanım olmadan ve sadece bir açıklama ile bu teknoloji, sorgulama ve istatistiksel analiz gibi geleneksel veritabanı işlemlerini, bir haritanın sağladığı zengin görselleştirme ve coğrafi (uzaysal) analizin yararlarıyla birleştirir. Bu yetenekler, CBS'yi diğer bilgi sistemlerinden ayırır ve ana faktörlerin ve nedenlerin anlaşılması ve tanımlanmasıyla birlikte, çevredeki dünyadaki olayların ve olayların analizi ve tahmini ile ilgili çok çeşitli görevlerde kullanılması için benzersiz fırsatlar sunar. Stratejik kararların planlanması ve alınan eylemlerin devam eden sonuçları ile bunların olası sonuçları olarak.

CBS'nin ne olduğunu öğrenmenin en iyi yollarından biri diğer insanların teknolojiyi nasıl kullandığını görmektir. O halde gecikmeden GIS ile çalışmaya başlayın ve başarılarınızı başkalarına gösterin. İş konusunda yaratıcı bir tutuma sahip herhangi bir kişi, GIS'in olanaklarını gördüğünde elleri hemen kaşınmaya başlar... Sonuçta GIS aynı zamanda bazen hazır olmayan sorunları çözebileceğiniz bir araç setidir. -komple çözümler üretti.

Ama başlangıca geri dönelim. İlk bakışta göze çarpan tek şey, haritaların hazırlanmasında ve basılmasında ve belki de hava ve uydu görüntülerinin işlenmesinde CBS'nin kullanılmasıdır. CBS'nin gerçek uygulama yelpazesi çok daha geniştir ve bunu takdir etmek için genel olarak bilgisayar kullanımına bakmalıyız: o zaman CBS'nin yeri çok daha net olacaktır.

Bilgisayarlar yalnızca belgelerle iyi bilinen işlemleri gerçekleştirmek için büyük kolaylık sağlamakla kalmaz, aynı zamanda insan faaliyetinin yeni yönünün taşıyıcılarıdır. Bu yön bilgi teknolojisidir ve modern toplum büyük ölçüde bunlara dayanmaktadır. Nedir bu - bilgi teknolojisi mi?

“Bilgi” terimi genellikle çok dar bir şekilde anlaşılmaktadır (gazetecilerin aktardığı “bilgi” gibi). Gerçekte harf, rakam ve görsellerle temsil edilebilen her şeye bilgi denmelidir. Yani tüm yöntemler, teknikler, teknikler, araçlar, sistemler, teoriler, talimatlar vb. Bilginin toplanmasını, işlenmesini ve kullanılmasını amaçlayan tüm teknolojilere toplu olarak bilgi teknolojileri adı verilmektedir. Ve CBS de onlardan biri.

GIS artık dünya çapında milyonlarca insanı kapsayan multi-milyon dolarlık bir endüstridir. Böylece Dataquest'e göre 1997 yılında CBS yazılımlarının toplam satışı 1 milyar doları aşmış olup, ilgili yazılım ve donanımlar da hesaba katıldığında CBS pazarı 10 milyar dolara yaklaşmaktadır.CBS okullarda, kolejlerde ve üniversitelerde incelenmektedir. Bu teknoloji, insan faaliyetinin hemen hemen tüm alanlarında kullanılmaktadır - aşırı nüfus, toprak kirliliği, açlık ve tarım ürünlerinin aşırı üretimi, orman alanlarının azalması, doğal afetler gibi küresel sorunların analizinde veya uygun kaynakların bulunması gibi belirli sorunların çözümünde. noktalar arasında en iyi güzergah, yeni bir ofis için en uygun yerin seçimi, adresinde ev arama, bölgeye boru hattı veya elektrik hattı döşenmesi, arsa mülkiyetinin tescili gibi çeşitli belediye görevleri. Bu kadar farklı sorunları tek bir teknolojiyle çözmek nasıl mümkün olabilir? Bunu anlamak için sırasıyla CBS uygulamasının yapısına, işleyişine ve örneklerine bakalım.

CBS'nin Bileşenleri

Çalışan bir CBS'nin beş temel bileşeni vardır: donanım, yazılım, veriler, insanlar ve yöntemler.

Donanım. Bu, GIS'i çalıştıran bilgisayardır. Günümüzde CBS, merkezi sunuculardan bireysel veya ağ bağlantılı masaüstü bilgisayarlara kadar çeşitli bilgisayar platformlarında çalışmaktadır.

Yazılım Bir CBS, coğrafi (mekansal) bilgiyi depolamak, analiz etmek ve görselleştirmek için gereken işlevleri ve araçları içerir. Yazılım ürünlerinin temel bileşenleri şunlardır: coğrafi bilgilerin girilmesi ve işlenmesine yönelik araçlar; veritabanı yönetim sistemi (DBMS veya DBMS); mekansal sorguları, analizi ve görselleştirmeyi (ekran) destekleyen araçlar; Araçlara ve işlevlere kolay erişim için grafik kullanıcı arayüzü (GUI veya GUI).

Veri. Bu muhtemelen bir CBS'nin en önemli bileşenidir. Uzamsal konum verileri (coğrafi veriler) ve ilgili tablo verileri kullanıcı tarafından toplanabilir ve üretilebilir veya ticari veya başka şekilde satıcılardan satın alınabilir. CBS, konumsal verileri yönetirken, konumsal verileri diğer veri türleri ve kaynaklarıyla bütünleştirir ve aynı zamanda birçok kuruluşun sahip oldukları verileri düzenlemek ve sürdürmek için kullandığı DBMS'leri de kullanabilir.

Sanatçılar. Yazılım ürünleriyle çalışan ve bunları gerçek dünya sorunlarını çözmek için kullanma planları geliştiren insanlar olmadan CBS teknolojisinin yaygın kullanımı mümkün değildir. CBS kullanıcıları hem sistemi geliştiren ve sürdüren teknik uzmanlar hem de CBS'nin günlük meseleleri ve sorunları çözmeye yardımcı olduğu sıradan çalışanlar (son kullanıcılar) olabilir.

Yöntemler. CBS kullanmanın başarısı ve verimliliği (ekonomik dahil), büyük ölçüde, her kuruluşun belirli görevlerine ve çalışmalarına uygun olarak oluşturulmuş, uygun şekilde hazırlanmış bir plan ve çalışma kurallarına bağlıdır.

CBS nasıl çalışır?

Bir CBS, gerçek dünya hakkındaki bilgileri, coğrafi konuma göre bir araya getirilen bir dizi tematik katman olarak saklar. Bu basit ama oldukça esnek yaklaşım, çeşitli gerçek dünya problemlerinin çözümünde değerini kanıtlamıştır: Araçların ve malzemelerin hareketinin izlenmesi, gerçek yaşam koşullarının ve planlanan faaliyetlerin ayrıntılı haritalanması ve küresel atmosferik dolaşımın modellenmesi.

Tüm coğrafi bilgiler, ister coğrafi veya diğer koordinatlara bir referans olsun, ister bir adrese, posta koduna, seçim bölgesine veya nüfus sayımı bölgesine, arazi veya orman tanımlayıcısına, yol adına veya bir otoyoldaki kilometre işaretine vb. referanslar olsun, mekansal konum hakkında bilgi içerir. Bu tür bağlantılar, özelliğin/özelliklerin konumunu veya konumlarını otomatik olarak belirlemek için kullanıldığında, coğrafi kodlama adı verilen bir prosedür kullanılır. Onun yardımıyla, ilgilendiğiniz nesnenin veya olgunun nerede olduğunu (arkadaşınızın yaşadığı ev veya ihtiyacınız olan kuruluşun bulunduğu yer; deprem veya su baskını meydana gelen yer; bir rota) hızlı bir şekilde tespit edebilir ve harita üzerinde görebilirsiniz. bu sayede istediğiniz noktaya veya eve ulaşmanız daha kolay ve hızlı olur).

Vektör ve raster modeller. GIS, önemli ölçüde farklı iki veri türüyle çalışabilir - vektör ve raster. Bir vektör modelinde, noktalar, çizgiler ve çokgenler hakkındaki bilgiler bir dizi X, Y koordinatı olarak kodlanır ve saklanır (modern CBS'de genellikle üçüncü bir uzamsal koordinat ve örneğin bir dördüncü, zamansal koordinat eklenir). Bir noktanın (nokta nesnesi) konumu, örneğin bir sondaj deliği, bir koordinat çifti (X,Y) ile tanımlanır. Yollar, nehirler veya boru hatları gibi doğrusal özellikler X,Y koordinat kümeleri olarak depolanır. Nehir havzaları, arazi parselleri veya hizmet alanları gibi çokgen özellikleri kapalı bir koordinat kümesi olarak depolanır. Vektör modeli özellikle ayrık nesneleri tanımlamak için kullanışlıdır ve nesnelerin nüfus yoğunluğu veya erişilebilirliği gibi sürekli değişen özellikleri açıklamak için daha az uygundur. Raster modeli sürekli özelliklerle çalışmak için idealdir. Raster görüntü, bireysel temel bileşenler (hücreler) için bir değerler kümesidir; taranmış bir harita veya resim gibidir. Her iki modelin de avantajları ve dezavantajları vardır. Modern CBS hem vektör hem de raster veri modelleriyle çalışabilir.

CBS'nin çözdüğü sorunlar

Genel amaçlı CBS tipik olarak diğerlerinin yanı sıra verilerle beş prosedür (görev) gerçekleştirir: giriş, manipülasyon, yönetim, sorgulama ve analiz ve görselleştirme.

Giriş. CBS'de kullanılabilmesi için verilerin uygun bir dijital formata dönüştürülmesi gerekir. Kağıt haritalardaki verileri bilgisayar dosyalarına dönüştürme işlemine sayısallaştırma denir. Modern GIS'te bu süreç, özellikle büyük projeler yürütülürken önemli olan tarayıcı teknolojisi kullanılarak otomatikleştirilebilir. Nispeten az miktarda iş için veriler bir sayısallaştırıcı kullanılarak girilebilir. Bazı CBS'lerde raster görüntülerin sayısallaştırılması sürecini otomatikleştiren yerleşik vektörleştiriciler bulunur. Pek çok veri halihazırda CBS paketleri tarafından doğrudan anlaşılabilecek formatlara çevrilmiştir.

Manipülasyon. Genellikle belirli bir projeyi tamamlamak için mevcut verilerin sisteminizin gereksinimlerini karşılayacak şekilde daha da değiştirilmesi gerekir. Örneğin, coğrafi bilgiler farklı ölçeklerde sunulabilir (sokak merkez çizgileri 1:100.000 ölçeğindedir, nüfus sayımı sınırları 1:50.000 ölçeğindedir ve konut özellikleri 1:10.000 ölçeğindedir). Ortak işleme ve görselleştirme için tüm verilerin tek ölçekte ve aynı harita projeksiyonunda sunulması daha uygundur. CBS teknolojisi, mekansal verileri işlemek ve belirli bir görev için gereken verileri çıkarmak için farklı yollar sağlar.

Kontrol. Küçük projelerde coğrafi bilgiler normal dosyalar halinde saklanabilir. Ancak bilgi hacmindeki artış ve kullanıcı sayısındaki artışla birlikte, verileri depolamak, yapılandırmak ve yönetmek için veritabanı yönetim sistemlerini (DBMS), entegre veri kümeleriyle (veritabanları) çalışmak için özel bilgisayar araçlarını kullanmak daha etkilidir. . CBS'de verilerin tablo halinde saklandığı ilişkisel bir yapının kullanılması en uygunudur. Bu durumda tabloları bağlamak için ortak alanlar kullanılır. Bu basit yaklaşım oldukça esnektir ve birçok CBS ve CBS dışı uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sorgulama ve analiz. CBS ve coğrafi bilgileriniz varsa hem basit sorulara (bu arsanın sahibi kim? Bu nesneler birbirine ne kadar uzaklıkta bulunuyor? Bu sanayi bölgesi nerede?) hem de yanıt alabileceksiniz. ek analiz gerektiren daha karmaşık olanlara (yeni bir evin inşa edileceği yer neresidir? ladin ormanlarının altındaki ana toprak türü nedir? yeni bir yolun inşası trafiği nasıl etkiler?) Sorular, belirli bir nesneye basit bir fare tıklamasıyla veya gelişmiş analitik araçlarla sorulabilir. GIS'i kullanarak arama modellerini tanımlayıp ayarlayabilir ve "eğer olursa ne olacak?" gibi senaryoları canlandırabilirsiniz. Modern CBS analiz için birçok güçlü araca sahiptir. Bunlardan en önemli ikisi yakınlık analizi ve örtüşme analizidir. Nesnelerin birbirine göre yakınlığını analiz etmek için CBS tamponlama adı verilen bir işlem kullanır. Aşağıdaki türdeki soruların yanıtlanmasına yardımcı olur: Bu su kütlesinin 100 m yakınında kaç ev var? Bu mağazanın 1 km yakınında kaç müşteri yaşıyor? Bu petrol ve gaz üretim bölümünün kontrol binasına 10 km mesafede bulunan kuyulardan üretilen petrolün payı nedir? Kaplama işlemi, farklı tematik katmanlarda bulunan verilerin entegrasyonunu içerir. En basit durumda bu bir haritalama işlemidir ancak bir takım analitik işlemlerde farklı katmanlardan gelen veriler fiziksel olarak birleştirilir. Kaplama veya mekansal toplama, örneğin toprak, eğim, bitki örtüsü ve arazi kullanım hakkı ile ilgili verilerin arazi vergisi oranlarıyla entegre edilmesine olanak tanır.

Görselleştirme. Birçok uzamsal operasyon türü için nihai sonuç, verilerin bir harita veya grafik biçiminde temsilidir. Harita, coğrafi (mekansal olarak referans verilen) bilgilerin saklanması, sunulması ve iletilmesinin çok etkili ve bilgilendirici bir yoludur. Daha önce haritalar yüzyıllarca dayanacak şekilde yaratılıyordu. CBS, haritacılık sanatını ve bilimini genişleten ve geliştiren muhteşem yeni araçlar sağlar. Onun yardımıyla haritaların görselleştirilmesi, raporlama belgeleri, üç boyutlu görüntüler, grafikler, tablolar, diyagramlar, fotoğraflar ve multimedya gibi diğer araçlarla kolayca desteklenebilir.

İlgili teknolojiler

CBS diğer birçok bilgi sistemi türüyle yakından ilişkilidir. Temel farkı, mekansal verileri işleme ve analiz etme yeteneğinde yatmaktadır. Bilgi sistemlerinin genel kabul görmüş tek bir sınıflandırması olmasa da, aşağıdaki açıklama CBS'yi masaüstü haritalama sistemlerinden, CAD sistemlerinden, uzaktan algılamadan, veri tabanı yönetim sistemlerinden (DBMS) ve küresel teknoloji konumlandırmadan (GPS) uzaklaştırmaya yardımcı olacaktır.

Masaüstü haritalama sistemleri Verilerle kullanıcı etkileşimini düzenlemek için kartografik gösterimi kullanın. Bu tür sistemlerde her şey haritalara dayalıdır, harita bir veri tabanıdır. Çoğu masaüstü haritalama sistemi sınırlı veri yönetimi, mekansal analiz ve özelleştirme yeteneklerine sahiptir. İlgili paketler masaüstü bilgisayarlarda (PC, Macintosh ve alt düzey UNIX iş istasyonları) çalışır.

CAD sistemleri Proje çizimleri, bina ve altyapı planları oluşturabilen. Tek bir yapıda birleştirmek için sabit parametrelere sahip bir dizi bileşen kullanırlar. Bileşenleri birleştirmek için az sayıda kurala dayanırlar ve çok sınırlı analitik işlevlere sahiptirler. Bazı CAD sistemleri, verilerin kartografik temsilini destekleyecek şekilde genişletilmiştir, ancak kural olarak, içlerinde bulunan yardımcı programlar, büyük mekansal veritabanlarının etkin yönetimine ve analizine izin vermez.

Uzaktan algılama ve GPS. Uzaktan algılama, uçaklardaki çeşitli kameralar, küresel konumlandırma sistemi alıcıları ve diğer cihazlar gibi sensörleri kullanarak dünya yüzeyinin ölçümlerini almaya yönelik hem bir sanat hem de bir bilimdir. Bu sensörler, verileri koordinat veya görüntü kümeleri (günümüzde ağırlıklı olarak dijital) biçiminde toplar ve elde edilen veriler için özel işleme, analiz ve görselleştirme yetenekleri sağlar. Yeterince güçlü veri yönetimi ve analiz araçlarının bulunmaması nedeniyle, ilgili sistemlerin saf haliyle, yani ek işlevler olmadan, gerçek GIS olarak sınıflandırılması pek mümkün değildir.

Veritabanı Yönetim Sistemleri coğrafi (mekansal) veriler de dahil olmak üzere her türlü veriyi depolamak ve yönetmek için tasarlanmıştır. DBMS'ler bu tür görevler için optimize edilmiştir; pek çok CBS'de yerleşik DBMS desteği bulunur. Bu sistemler çoğunlukla CBS'ye benzer analiz ve görselleştirme araçlarına sahip değildir.

CBS sizin için ne yapabilir?

Belki de CBS'nin ana "kozu", hem mekansal bilginin kendisinin hem de uzayda bulunan nesnelerle ilgili diğer bilgilerin (öznitelik bilgisi olarak adlandırılan) en doğal (insanlar için) sunumudur. Öznitelik bilgisini sunma yolları farklıdır: bir sensörden gelen sayısal bir değer, bir nesnenin özellikleri, fotoğrafı veya gerçek bir video görüntüsü hakkında bir veritabanından (hem yerel hem de uzak) bir tablo olabilir. Böylece CBS, mekansal bilginin ve/veya uzayda belirli konumlarda bulunan nesnelere ilişkin bilgilerin kullanıldığı her yerde yardımcı olabilir. Uygulama alanları ve ekonomik etkisi açısından CBS aşağıdakileri yapabilir:

1. Uzamsal sorgulamalar yapın ve analiz yapın. CBS'nin veritabanlarında arama yapma ve mekansal sorgulama yapma yeteneği birçok şirketin milyonlarca dolar kazanmasına olanak sağlamıştır. GIS, müşteri isteklerine yanıt vermek için gereken sürenin azaltılmasına yardımcı olur; gerekli faaliyetlere uygun alanların belirlenmesi; çeşitli parametreler (örneğin toprak, iklim ve mahsul verimi) arasındaki ilişkileri tanımlamak; Güç kaynağı kesintilerinin yerlerini belirleyin. Emlakçılar, örneğin belirli bir bölgedeki arduvaz çatılı, üç yatak odalı ve 3 metrelik mutfağa sahip tüm evleri bulmak ve ardından bu yapıların daha ayrıntılı tanımlarını sağlamak için GIS'i kullanır. Talep, örneğin maliyet parametreleri gibi ek parametreler eklenerek hassaslaştırılabilir. Belirli bir otoyola, ormanlık alana veya iş yerine belirli bir mesafede bulunan tüm evlerin listesini alabilirsiniz.
2. Kuruluş içindeki entegrasyonu geliştirin. CBS kullanan pek çok kuruluş, ana faydalarından birinin, mevcut verilerin coğrafi entegrasyonuna dayalı olarak kuruluşlarının ve kaynaklarının yönetimini iyileştirmeye yönelik yeni fırsatlarda yattığını, bu verileri farklı departmanlar arasında koordineli bir şekilde paylaşma ve değiştirme becerisinde yattığını keşfetmiştir. . Toplu kullanım imkanı ve farklı yapısal bölümler tarafından sürekli genişletilen ve düzeltilen bir veri tabanı, hem her bölümün hem de bir bütün olarak organizasyonun verimliliğinin artırılmasını mümkün kılar. Böylece, bir kamu hizmeti şirketi, tam bilgi elde etmek ve su boruları gibi ilgili alanları bir bilgisayar ekranında (veya kağıt kopyalarda) görüntülemekten, bu çalışmalardan etkilenecek sakinlerin otomatik olarak belirlenmesine kadar onarım veya bakım işlerini açıkça planlayabilir ve ısıtmanın beklenen kapanma zamanlaması veya su teminindeki kesintiler hakkında onları bilgilendirmek.
3. Daha bilinçli kararlar almanıza yardımcı olun. CBS, diğer bilgi teknolojileri gibi, daha iyi bilginin daha iyi kararlara yol açtığı şeklindeki iyi bilinen atasözünü desteklemektedir. Ancak GIS, karar verme aracı değil, karar verme prosedürünün hızlandırılmasına ve verimliliğinin artırılmasına yardımcı olan bir araçtır. Konumsal verilerin analizine yönelik sorgulara ve işlevlere yanıtlar sağlar, analiz sonuçlarını görsel ve okunması kolay bir biçimde sunar. CBS, örneğin planlama yetkililerinin talebi üzerine çeşitli bilgilerin sağlanması, bölgesel çatışmaların çözülmesi, nesnelerin yerleştirilmesi için en uygun (farklı bakış açılarından ve farklı kriterlere göre) yerlerin seçilmesi vb. gibi sorunların çözümünde yardımcı olur. Karar verme için gereken bilgiler, ek metin açıklamaları, grafikler ve diyagramlarla birlikte kısa ve öz bir kartografik biçimde sunulabilir. Algılama ve genelleştirmeye açık bilgilerin varlığı, karar vericilerin, mevcut heterojen verileri toplamak ve anlamak için çok fazla zaman harcamadan, çabalarını bir çözüm bulmaya odaklamalarına olanak tanır. Hızlı bir şekilde çeşitli çözüm seçeneklerini değerlendirebilir ve en etkili ve uygun maliyetli olanı seçebilirsiniz.
4. Haritalar oluşturun. Haritaların CBS'de özel bir yeri vardır. CBS'de harita oluşturma süreci, geleneksel manuel veya otomatik haritalama yöntemlerine göre daha basit ve daha esnektir. Bir veritabanı oluşturmakla başlar. Sıradan kağıt haritaların sayısallaştırılması aynı zamanda başlangıç ​​verilerinin elde edilmesi için bir kaynak olarak da kullanılabilir. CBS tabanlı kartografik veritabanları sürekli olabilir (ayrı parçalara veya bölgelere bölünmez) ve belirli bir ölçek veya harita projeksiyonuyla ilişkilendirilmez. Bu tür veritabanlarına dayanarak, herhangi bir bölgenin, herhangi bir ölçeğin, gerekli yüke sahip, seçimi ve gerekli sembollerle görüntülenmesiyle haritalar (elektronik biçimde veya basılı kopya olarak) oluşturmak mümkündür. Veritabanı herhangi bir zamanda yeni verilerle (örneğin diğer veritabanlarından) güncellenebilir ve içindeki mevcut veriler gerektiğinde düzeltilebilir ve anında ekranda görüntülenebilir. Büyük organizasyonlarda oluşturulan topografik veri tabanı diğer departmanlar ve bölümler tarafından temel olarak kullanılabilir; Aynı zamanda verileri hızlı bir şekilde kopyalayıp yerel ve küresel ağlar üzerinden göndermek de mümkün.

"CAD ve grafikler" 5"2000

Gözden geçirmek:

Tıpkı kelimelerle çalışmak ve belgeleri hazırlamak için bir kelime işlemci kullandığımız gibi, CBS uygulaması setlerle çalışmak için mekansal bilgi bilgisayarda. CBS'nin açılımı " Coğrafi Bilgi Sistemi". Herhangi bir CBS aşağıdaki birbirine bağlı bileşenlerden oluşur:

• Dijital veri– donanım ve yazılım kullanarak görüntülediğiniz ve analiz ettiğiniz coğrafi bilgiler.
• Donanım– verileri depolamak, görüntülemek ve işlemek için kullanılan bilgisayarlar.
• Yazılım– donanım üzerinde çalışan ve dijital verilerle çalışmanıza olanak tanıyan bilgisayar programları. Coğrafi bilgi sisteminin bir parçası olan yazılıma CBS uygulaması denir.

CBS uygulaması ile dijital haritaları bilgisayarınızda açabilir, yeni konumsal bilgiler oluşturup haritaya ekleyebilir, ihtiyacınıza uygun yazdırılabilir haritalar hazırlayabilir, konumsal analizler yapabilirsiniz.

Aşağıda GIS kullanımına ilişkin basit bir örnek verilmiştir. Bir sağlık şirketinin tedavi gören her hastanın ikamet yerini ve ziyaret tarihini not ettiğini düşünün:

Tablo kızamık vakalarının Ocak ve Şubat aylarında görüldüğünü göstermektedir. Her hastanın evinin konumu enlem ve boylam olarak tabloda belirtilmiştir. Bu verileri bir GIS uygulamasında kullanarak hastalık kalıpları hakkında daha fazla ayrıntıyı hızlı bir şekilde öğrenebiliriz:

Şekil 1: Bir GIS uygulamasında hasta kayıtlarını gösteren örnek. Kızamık hastalarının birbirine yakın yaşadığını görmek kolaydır.

CBS hakkında daha fazla bilgi:

CBS, geçmişi 1970'lere dayanan nispeten yeni bir bilgi alanıdır. Daha önce bilgisayarlı sistemler yalnızca pahalı ekipmanlara sahip büyük şirketler ve üniversiteler tarafından kullanılabiliyordu. Günümüzde kişisel bilgisayarı veya dizüstü bilgisayarı olan herkes CBS uygulamalarını kullanabilmektedir. Zamanla CBS uygulamalarının kullanımı da daha kolay hale geldi; önceden kapsamlı eğitim gerektiriyordu, artık herkes günlük ihtiyaçlar için CBS'yi kullanmaya başlayabilir. Yukarıda açıklandığı gibi, CBS bir yazılımdan daha fazlasıdır; dijital coğrafi verilerin yönetimi ve kullanımının tüm yönlerini kapsar. Bu dersimizde öncelikle CBS uygulamalarından bahsedeceğiz.

CBS uygulaması (yazılım) nedir?

Nasıl göründüğüne dair bir örnek görebilirsiniz CBS uygulaması, yukarıdaki Şekil 1'de. CBS uygulamaları, fare ve klavye tarafından kontrol edilen grafik kullanıcı arayüzüne sahip bilgisayar programlarıdır. Uygulama, pencerenin üst kısmında, fareyle tıklandığında ilgili komut panellerini gösteren bir ana menü (Dosya, Düzenleme vb.) içerir. Komutlar CBS uygulamasına tam olarak ne yapmak istediğinizi söylemenin bir yolunu sağlar. Örneğin, görüntüleme listesine yeni bir katman eklemek amacıyla bir komut göndermek için menüyü kullanabilirsiniz.

Araç Çubukları(fare tıklamasıyla başlatılabilen komutların bulunduğu küçük simgelerden oluşan sıralar) genellikle ana menünün hemen altında bulunur ve en sık kullanılan işlevlere hızlı erişim sağlar.

Şekil 3: Araç çubukları sık kullanılan işlevlere hızlı erişim sağlar. Genellikle bir simgenin üzerine gelindiğinde
karşılık gelen fonksiyonun açıklamasını içeren bir araç ipucunu çağırır.

Bir CBS uygulamasının yaygın olarak kullanılan bir özelliği, kartografik katmanlar. Harita katmanları diskte veya bir veritabanında dosyalar olarak saklanır. Tipik olarak her harita katmanı, bir yol ağını temsil eden bir yol katmanı gibi belirli gerçek dünya özelliklerine karşılık gelir.

Bir CBS uygulamasında bir katmanı açtığınızda, harita alanları.

Harita alanı katmanınızın grafiksel temsilini gösterir. Bir haritaya birden fazla katman eklediğinizde katmanlar üst üste gelir. Şekil 4-7, birkaç katmanın eklendiği bir haritayı göstermektedir. Haritanın önemli bir işlevi, haritayı yakınlaştırmayı, uzaklaştırmayı ve taşımayı içeren navigasyondur.

Şekil 4: Şehirler katmanı eklendi haritada.	Şekil 5: Okullar katmanı eklendi haritada.
Şekil 6: Haritaya eklenen demiryolu katmanı.	Şekil 7: Nehirler katmanı eklendi haritada.

CBS uygulamalarında açılan haritalar, kağıt haritalardan farklı olarak oluşturulduktan sonra değiştirilebilir. Harita katmanı göstergelerinin şeklini ve rengini değiştirebilirsiniz. Örneğin, Şekil 7'deki haritayı alır ve açıklamasını değiştirirsek, Şekil 8'de gösterildiği gibi görünümü tamamen değişecektir. Açıklama, haritaları nasıl okuyacağımız konusunda önemli bir rol oynar ve belirli bir durumda değiştirilmesi hızlı ve kolaydır. GIS.uygulaması.

CBS uygulamalarının bir diğer ortak özelliği ise harita efsanesi. Harita açıklaması, GIS uygulamasına yüklenen harita katmanlarının bir listesini içerir. Bir kağıt harita göstergesinden farklı olarak, bir GIS uygulamasındaki bir gösterge, katmanları yeniden düzenleme, gizleme ve katman grupları oluşturma yeteneği sağlar. Katmanları fareyle sürükleyerek elektronik haritada çizilme sırasını değiştirebilirsiniz. Şekil 9 ve 10'da harita açıklaması CBS uygulama penceresinin sol tarafında gösterilmektedir. Katman sırasını değiştirdiğinizde nehirler yolların tam tersi yerine üst kısmında görünür.

Bilgisayarınıza bir CBS uygulaması kurma:

Çok sayıda CBS uygulaması mevcuttur. Bazıları gelişmiş, son derece uzmanlaşmış araçlar içerir ve lisans başına onbinlerce dolara mal olur. Aynı zamanda çok sayıda ücretsiz CBS uygulaması bulunmaktadır. Başvuru seçimi, sahip olduğunuz finansmana ve kişisel tercihlerinize bağlıdır. Bu eğitimde kullanılan uygulama QGIS olarak da bilinen Quantum GIS'tir. Quantum GIS tamamen ücretsizdir ve kopyalayıp istediğiniz kadar kişiyle paylaşabilirsiniz. Bu kılavuzu basılı biçimde aldıysanız, QGIS'in bir kopyası da ona eşlik etmelidir. Aksi takdirde http://qgis.org adresini ziyaret edebilir ve ücretsiz bir kopyasını indirebilirsiniz.

Coğrafi veriler:

Artık CBS ve CBS uygulamalarının ne olduğunu biliyoruz, gelin bahsedelim coğrafi veri. Veriler belirli bir bilgi. CBS'de kullandığımız bilgiler genellikle coğrafi referanslıdır. Yukarıdaki sağlık sektörü kurumsal verileri örneğini hatırlayın. Hasta kayıtlarını saklamak için aşağıdaki türde bir tablo oluşturulmuştur:

Boylam ve enlem sütunları şunları içerir: coğrafi (mekansal) veriler. Hastalığın adı ve tarihi uzaysal olmayan veriler. CBS'nin ortak bir işlevi birinci ve ikinci arasında bağlantı kurmaktır. Temel olarak, bir CBS uygulaması, sınırlı yeteneklere sahip olan kağıt haritanın aksine, her konum hakkında zengin miktarda bilgi depolayabilir. Örneğin söz konusu tabloya hastaların cinsiyeti ve yaşı kolaylıkla girilebilmektedir. Bir GIS uygulamasına hasta konumu katmanı ekleyerek, bunun görüntüsünü yaşa, hastalık türüne veya istediğiniz hastanın başka bir özelliğine göre ayarlayabilirsiniz; oysa kağıt harita yalnızca bir özelliği gösterecektir. Böylece bir CBS uygulamasıyla haritamızın görünümünü belirli konumlarla ilişkili mekansal olmayan bilgilere göre değiştirebiliriz.

CBS sistemleri çok sayıda veri türüyle çalışır. Vektör verileri bilgisayar belleğinde koordinat çiftlerinin (X,Y) dizileri biçiminde saklanır. Vektör verileri noktaları, çizgileri ve alanları (çokgenler) temsil etmek için kullanılır. Şekil 11, bir GIS uygulamasında ortaya çıkan farklı türdeki vektör verilerini göstermektedir. Vektör verileri bu eğitimin ilerleyen kısımlarında daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır.

Tarama verileri değerler tablosu olarak saklanır. Dünyanın yörüngesinde çok sayıda uydu vardır ve bunların ürettiği fotoğraflar, bir GIS uygulamasında görüntülenebilen taramalı görüntülerdir. Raster verileri ile vektör verileri arasındaki gözle görülür temel farklardan biri, bir raster görüntüyü çok yakınlaştırdığınızda karelerden oluşmasıdır (bkz. Şekil 12 ve 13). Bu karelerin her biri, veri ızgarasında raster görüntüyü oluşturan ayrı bir hücredir. Raster verileri bu eğitimin ilerleyen kısımlarında daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır.

Şekil 12: Uydu görüntüsü - tipik örnek tarama verileri. Bu fotoğraf dağları gösteriyor.		Şekil 13: Aynı veriler ancak bu sefer daha fazlası var yaklaşmak. Görüntünün ızgara yapısı görülebilir.

Ne öğrendik?

Öğrendiğimiz materyali pekiştirelim:

• CBS donanım, yazılım ve coğrafi verilerden oluşan bir sistemdir.
• CBS uygulaması coğrafi verileri görüntülemenizi sağlar ve CBS'nin önemli bir parçasıdır.
• Bir CBS uygulaması tipik olarak şunları içerir: Ana menü, araç çubukları, harita alanı Ve efsane.
• Bir CBS uygulamasında kullanılan coğrafi veriler raster Ve vektör.
• Coğrafi veriler ile birleştirilebilir uzaysal olmayan veriler.

Kendin dene!

Aşağıda öğrencileriniz için bazı pratik görev örnekleri verilmiştir:

• Bu kılavuzda yapıldığı gibi öğrencilerinize CBS kavramını açıklayın. CBS kullanmanın kağıt harita kullanmaktan daha iyi olmasının 3 nedenini söylemelerini isteyin. Aşağıda örnek cevaplar verilmiştir:
  • Bir CBS uygulaması, aynı verilere dayanarak birçok farklı harita oluşturmanıza olanak tanır;
  • CBS, haritanıza farklı ölçeklerde bakmanıza olanak tanıyan mükemmel bir görselleştirme aracıdır;
  • Kağıt haritaların oluşturulması çok fazla çalışma gerektirir ve bunları görüntülemek bile uzun zaman alır. CBS çok büyük miktarda veriyi depolayabilir ve istenilen konumların bulunması sürecini basit ve hızlı hale getirir.

• Uydulardan gelen tarama verilerinin nasıl kullanıldığını düşünün. Örneğin:
  • Doğal afetler sırasında tarama verileri etkilenen alanları gösterebilir. Örneğin, bir sel sırasında yakın zamanda çekilen bir uydu görüntüsü, evleri sular altında kalan insanların yerinin tespit edilmesine yardımcı oluyor.
  • Bazen insanlar, bitkileri ve hayvanları öldüren tehlikeli kimyasalları depolamak gibi çevreye zarar verirler. Uydu verilerini kullanarak bu tür sorunları takip edebiliyoruz.
  • Şehir planlamacıları, yeni gelişmelerin belirlenmesine ve altyapının planlanmasına yardımcı olmak için uydulardan alınan tarama verilerini kullanıyor.

Bilgisayarınız yoksa:

Bu kılavuzda ele alınan konuların çoğu, bir projeksiyon cihazı ve asetatlar kullanılarak görselleştirilebilir çünkü... bilgi katmanlarının benzer bir katmanını tasvir ederler. Ancak CBS'nin doğru anlaşılması her zaman bilgisayar kullanılarak daha iyi bir şekilde sağlanır.

GIS (DoubleGIS Barnaul)

Bu fenomenin kesin ve kısa bir tanımını vermek oldukça zordur. Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS)- bu etrafımızdaki dünyaya yeni bir bakış açısı için bir fırsat. Genellemeler ve görüntüler olmadan CBS, gerçek dünyadaki nesnelerin yanı sıra gezegenimizde meydana gelen olayları haritalamak ve analiz etmek için kullanılan modern bir bilgisayar teknolojisidir. Bu teknoloji, sorgulama ve istatistiksel analiz gibi geleneksel veritabanı işlemlerini, bir haritanın sağladığı zengin görselleştirme ve coğrafi (uzaysal) analizin avantajlarıyla birleştirir. Bu yetenekler, CBS'yi diğer bilgi sistemlerinden ayırır ve ana faktörlerin ve nedenlerin yanı sıra bunların anlaşılması ve vurgulanmasıyla, çevredeki dünyadaki olayların ve olayların analizi ve tahmini ile ilgili çok çeşitli görevlerde kullanılması için benzersiz fırsatlar sağlar. Stratejik kararların planlanması ve alınan eylemlerin devam eden sonuçları ile olası sonuçlar. Haritalama ve coğrafi analiz tamamen yeni değildir. Bununla birlikte, CBS teknolojisi, genel olarak insanlığın, özel olarak ise belirli bir organizasyonun veya bir grup insanın karşı karşıya olduğu sorunların analizi ve sorunlarının çözümü için yeni, daha modern, daha verimli, kullanışlı ve daha hızlı bir yaklaşım sunmaktadır. Analiz ve tahmin prosedürünü otomatikleştirir. CBS'nin kullanılmasından önce, modern yaklaşımlara ve araçlara dayalı olarak bilinçli optimal kararlar vermek için coğrafi bilgileri özetleme ve tam olarak analiz etme sanatına yalnızca birkaçı sahipti. GIS artık dünya çapında yüzbinlerce insanı kapsayan multi-milyon dolarlık bir endüstridir. CBS okullarda, kolejlerde ve üniversitelerde öğretilmektedir. Bu teknoloji insan faaliyetinin hemen hemen tüm alanlarında kullanılmaktadır - aşırı nüfus, toprak kirliliği, orman alanlarının azalması, doğal afetler gibi küresel sorunların analizinde veya noktalar arasında en iyi rotanın bulunması gibi belirli sorunların çözümünde, yeni bir ofis için en uygun yeri seçmek, adresindeki evleri aramak, bölgeye boru hattı döşemek, çeşitli belediye görevleri. Bölgesel kapsama dayalı olarak, küresel GIS, kıta altı GIS, ulusal GIS, genellikle eyalet statüsünde, bölgesel GIS, alt bölgesel GIS ve yerel GIS bulunmaktadır.

GIS, bilgi modelleme konu alanında farklılık gösterir; örneğin, kentsel GIS veya belediye GIS, MGIS (kentsel GIS), çevresel GIS (çevresel GIS), vb.; Bunlar arasında arazi bilgi sistemleri özellikle yaygın olduğundan özel bir isim almıştır. CBS'nin sorun yönelimi, kaynak envanteri (kadastro dahil), analiz, değerlendirme, izleme, yönetim ve planlama ve karar desteği dahil olmak üzere çözdüğü görevlerle (bilimsel ve uygulamalı) belirlenir. Entegre CBS, IGIS (entegre GIS, IGIS), CBS ve dijital görüntü işleme sistemlerinin (uzaktan algılama verileri) işlevselliğini tek bir entegre ortamda birleştirir.

Çok ölçekli veya ölçekten bağımsız CBS (çok ölçekli CBS), mekansal nesnelerin çoklu veya çok ölçekli temsillerine (çoklu temsil, çok ölçekli temsil) dayanır ve tek bir veri setine dayalı olarak seçilen ölçek seviyelerinin herhangi birinde verilerin grafiksel veya kartografik olarak çoğaltılmasını sağlar. en yüksek uzaysal çözünürlüğe sahip. Uzay-zamansal CBS, uzay-zamansal verilerle çalışır. Coğrafi bilgi projelerinin (GIS projesi) uygulanması, kelimenin geniş anlamıyla bir CBS'nin oluşturulması, aşağıdaki aşamaları içerir: kullanıcı gereksinimlerinin (kullanıcı gereksinimleri) incelenmesi de dahil olmak üzere proje öncesi araştırma (fizibilite çalışması) ve kullanılan CBS yazılımının işlevselliği, fizibilite çalışması, “maliyet/kar” korelasyon değerlendirmesi (maliyet/fayda); Pilot proje aşaması dahil CBS sistem tasarımı (CBS tasarımı), CBS geliştirme; küçük bir bölgesel parça veya test alanı üzerinde test edilmesi, prototip oluşturulması veya bir prototip veya prototip oluşturulması; CBS uygulaması; çalıştırma ve kullanma. CBS'nin tasarımı, oluşturulması ve kullanımının bilimsel, teknik, teknolojik ve uygulamalı yönleri jeoinformatik tarafından incelenmektedir.

CBS'nin Tarihçesi

Başlangıç ​​dönemi (1950'lerin sonu - 1970'lerin başı)

Temel olasılıkların araştırılması, bilgi ve teknolojinin sınır alanları, ampirik deneyimin geliştirilmesi, ilk büyük projeler ve teorik çalışmalar.

• 50'li yıllarda elektronik bilgisayarların (bilgisayarlar) ortaya çıkışı.
• 60'larda sayısallaştırıcıların, çizicilerin, grafik ekranların ve diğer çevresel aygıtların ortaya çıkışı.
• Bilgilerin ekranlarda grafiksel olarak görüntülenmesi ve çizicilerin kullanılması için yazılım algoritmalarının ve prosedürlerinin oluşturulması.
• Mekansal analizin biçimsel yöntemlerinin oluşturulması.
• Veritabanı yönetim yazılımının oluşturulması.

Devlet girişimleri dönemi (1970'lerin başı - 1980'lerin başı)

CBS'ye yönelik hükümet desteği, CBS alanında sokak ağlarındaki veri tabanlarının kullanımına dayalı deneysel çalışmaların geliştirilmesini teşvik etti:

• Otomatik navigasyon sistemleri.
• Kentsel atık ve çöplerin uzaklaştırılmasına yönelik sistemler.
• Acil durumlarda araçların hareketi vb.

Ticari gelişim dönemi (1980'lerin başı - günümüz)

Çeşitli yazılımlar için geniş bir pazar, masaüstü GIS'in geliştirilmesi, mekansal olmayan veri tabanları ile entegrasyon yoluyla uygulama kapsamlarının genişletilmesi, ağ uygulamalarının ortaya çıkması, önemli sayıda profesyonel olmayan kullanıcının ortaya çıkması, bireysel bilgisayarlardaki bireysel veri setlerini destekleyerek kurumsal ve dağıtılmış coğrafi veritabanlarını destekleyen sistemlerin önünü açıyor.

Kullanıcı dönemi (1980'lerin sonu - günümüz)

Jeobilgi teknolojisi hizmetlerinin ticari üreticileri arasında artan rekabet, CBS kullanıcılarına avantajlar sağlar; yazılımın kullanılabilirliği ve "açıklığı", programların kullanımına ve hatta değiştirilmesine, kullanıcı "kulüplerinin" ortaya çıkmasına, telekonferanslara, coğrafi olarak ayrılmış ancak ilişkili kullanıcı gruplarına, coğrafi verilere olan ihtiyacın artması, küresel coğrafi bilgi altyapısının oluşumunun başlangıcı.

CBS nasıl çalışır?

Bir CBS, gerçek dünya hakkındaki bilgileri, coğrafi konuma göre bir araya getirilen bir dizi tematik katman olarak saklar. Bu basit ama oldukça esnek yaklaşım, çeşitli gerçek dünya problemlerinin çözümünde değerini kanıtlamıştır: Araçların ve malzemelerin hareketinin izlenmesi, gerçek yaşam koşullarının ve planlanan faaliyetlerin ayrıntılı haritalanması ve küresel atmosferik dolaşımın modellenmesi. Tüm coğrafi bilgiler, coğrafi veya diğer koordinatlara yapılan bir referans veya bir adrese, posta koduna, seçim veya nüfus sayımı bölgesine, arazi veya orman tanımlayıcısına, yol adına vb. referanslar olsun, mekansal konum hakkında bilgi içerir. Bu tür bağlantılar, özelliğin/özelliklerin konumunu veya konumlarını otomatik olarak belirlemek için kullanıldığında, coğrafi kodlama adı verilen bir prosedür kullanılır. Yardımı ile arkadaşınızın yaşadığı ev veya ihtiyaç duyduğunuz kuruluşun bulunduğu yer, deprem veya su baskını nerede, hangi rota gibi ilginizi çeken nesne veya olgunun nerede olduğunu hızlı bir şekilde tespit edip harita üzerinde görebilirsiniz. İhtiyacınız olan noktaya veya evinizde ulaşmanız daha kolay ve hızlıdır.

Vektör ve raster modeller

GIS, önemli ölçüde farklı iki veri türüyle çalışabilir - vektör ve raster. Bir vektör modelinde noktalar, çizgiler ve çokgenler hakkındaki bilgiler bir dizi X,Y koordinatı olarak kodlanır ve saklanır. Bir noktanın (nokta nesnesi) konumu, örneğin bir sondaj deliği, bir koordinat çifti (X,Y) ile tanımlanır. Yollar, nehirler veya boru hatları gibi doğrusal özellikler X,Y koordinat kümeleri olarak depolanır. Nehir havzaları, arazi parselleri veya hizmet alanları gibi çokgen özellikleri kapalı bir koordinat kümesi olarak depolanır. Vektör modeli özellikle ayrı nesneleri tanımlamak için kullanışlıdır ve toprak türleri veya nesne erişilebilirliği gibi sürekli değişen özellikleri açıklamak için daha az uygundur. Raster modeli sürekli özelliklerle çalışmak için idealdir. Raster görüntü, bireysel temel bileşenler (hücreler) için bir dizi değerdir, taranmış bir haritaya veya resme benzer. Her iki modelin de avantajları ve dezavantajları vardır. Modern CBS hem vektör hem de raster modellerle çalışabilir.

CBS katmanları

CBS'deki tüm kartografik bilgiler katmanlar halinde düzenlenmiştir. Katmanlar CBS'deki soyutlamanın ilk seviyesidir. CBS ile çalışırken mevcut verilerimizi katmanlara bölmemiz gerekmektedir. Her katman, ortak özelliklerle birleştirilen belirli türdeki nesneleri içerir. GIS'te çalışarak bizi ilgilendiren katmanları bağlayabilir ve bağlantısını kesebilir veya bunların görüntülenme sırasını değiştirebiliriz. Katmanlar aşağıdaki türlerdendir:

Leke

Nokta katmanları, bir kuyu veya şehir gibi bir noktaya soyutlanabilecek özellikleri içerir. Anlaşılırlık açısından bir şehir bile nokta olarak temsil edilebilir.

Doğrusal

Bu nesneler nehirler, yollar veya boru hatları gibi kesikli veya düz bir çizgiye soyutlanabilir.

Çokgen veya alan

Bu türdeki nesneler, örneğin lisans alanları gibi belirli bir çokgen içinde konumlanmış olarak temsil edilir.

Alan nesneleri birden fazla konturdan oluşabilir. İçinde delik olan bir çokgeni temsil etmek istiyorsanız bu gereklidir. Şekilde normal bir çokgen ve iki konturdan oluşan bir çokgen örneği gösterilmektedir.

Bir çokgenin son noktası her zaman ilk noktaya denk gelmelidir. Doğru da olsa yanlış da olsa coğrafi bilgi sistemlerinde bu böyledir. Bu nedenle bir çokgenin dörtten az noktası olamaz. Çokgenin alanı sıfırsa, yani dejenere oluyorsa silinmesi gerekir. Çokgenin ayrıca kendi kesişimleri olmamalıdır. Bu tür eksiklikler daha sonra hesaplamalarda ciddi hatalara yol açabileceğinden kaçınılmalıdır.

Görüntüler

Uydu görüntüleri veya taranan haritalar gibi coğrafi koordinatlara bağlı taramalı grafikler.

Örgü modelleri

Bunlar yapısal haritalar ve parametre haritalarıdır. Başlangıçta bu tür modeller, Z (parametre) değerinin ızgara düğümlerinde belirtildiği dikdörtgen bir ızgaraya dayanıyordu.

Artık bu tür modellerin yapısı genellikle daha karmaşıktır, ancak geleneksel olarak ağlar veya ızgaralar olarak adlandırılmaya devam etmektedirler. Modern ızgaralar hatalar, iyileştirme alanları içerebilir veya spline'lara dayalı olabilir. Izgara modellerinin anlamı aynı kalır: bir parametrenin belirli bir alan üzerinde sürekli temsili.

Spline ağ, yüzeyinin tamamen pürüzsüz olması açısından normal ağdan farklıdır; bu, çoğu model için daha doğaldır. Kırılma ağları, düzgün bir kırılmayı simüle etmek için ek bölümler içerir. Geleneksel örgü modelinde boşluk adım adım görünür. Izgara modellerine kontur haritaları da denir.

Özel katman türleri

Bu beş katman türü herhangi bir profesyonel CBS için standarttır ancak bunlara ek olarak sistemin kapsamına göre belirlenen başka özel veri türleri de olabilir. Örneğin, bunlar faylar (fay ağlarını modellemek için), raster haritalar (çok büyük raster görüntüleri temsil etmek için), 3 boyutlu modeller (3 boyutlu rezervuar modelleri için) olabilir.

CBS Veri Tabloları

Çizgi noktaları ve çokgenler, özelliklerine ilişkin nitelik veri tablolarına sahiptir.

Haritadaki her özelliğin veri tablosunda karşılık gelen bir satırı vardır. Veri tablosunu kullanarak nesneleri bulup sıralayabilir, bunları haritada niteliklerine göre vurgulayabilir veya seçilen nesnelerin niteliklerini görüntüleyebilirsiniz. Nitelik tablosu, nesneleri aramanıza, sıralamanıza, koşullara göre seçmenize, gruplandırmanıza, filtreler oluşturmanıza ve hesaplamalar yapmanıza olanak tanır. Nitelik tablosu, bir CBS'yi, gelişmiş CBS araçlarını kullanarak veri analizi veya veri yönetimi gerçekleştirebileceğiniz bir veritabanına dönüştürür. Öznitelik tabloları olmadan coğrafi bilgi sistemleri bir anlam ifade etmez ve içlerindeki haritalar harita değil, CorelDraw veya Paint'teki çizimler gibi basit çizimler olur.

Çizgiler ve çokgenler içindeki noktaların da kendi nitelik tabloları vardır. Örneğin sismik profiller seçilen ufuklardaki verilerle birlikte yüklenebilir ve izolinlerde haritalar oluşturmak için kullanılabilir. Veri tablosu seçilen nesneler kavramını destekler; tablodaki bu tür satırlar farklı bir renkle işaretlenmiştir. Seçilen nesneler de haritada biraz farklı şekilde görüntülenir. Nesne seçimi veri analizinde çok sık kullanılır. Nesneler hem tabloda hem de haritada seçilebildiği gibi belirtilen koşullara göre de seçilebilir.

Katmanların oluşumu

Çok önemli bir konu katman yapısının doğru oluşturulmasıdır. CBS de dahil olmak üzere herhangi bir veri tabanının kullanışlılığı büyük oranda verinin doğru yapısına bağlıdır. Hatta şunu formüle edebilirsiniz: Veritabanının kullanışlılığı, verilerin doğru organizasyonu ve düzeniyle doğru orantılıdır. Veritabanındaki veriler çok sayıda hata içeriyorsa veya yanlış düzenlenmişse, bu durum veritabanının tüm avantajlarını ortadan kaldırabilir. Bu nedenle bilgiyi doğru şekilde yapılandırabilmek önemlidir. Örneğin sismik veri yüklüyorsanız tüm sismik tarafları tek bir katmanda birleştirmek, bunları bölgelere veya alanlara göre gruplandıran birkaç katman oluşturmamak doğru olacaktır. Bu kurala uymak daha iyidir: bir veri türü - bir tablo (veya bir katman). Öte yandan, ortak bir temayla birleşseler bile, birbirine benzemeyen nesneleri farklı katmanlara yerleştirmek daha iyidir. Bu nedenle karayollarını ve demiryollarını iki katmana ayırıp ardından “Ulaşım yolları” grubuna yerleştirmek daha iyidir.

Koordinatlar

Herkes dünyanın yuvarlak olduğunu, haritanın düz olduğunu ve topun yüzeyinin deformasyon olmadan düzleme çevrilemeyeceğini bilir. Bu nedenle haritacılıkta projeksiyonlardan yararlanılır. Projeksiyonlar, bir koordinatı diğerine dönüştürmek için kullanılan kurallar ve formüllerdir. Yaygın olarak kullanılan bir dönüşüm, küresel (coğrafi) koordinatlardan dikdörtgen koordinatlara (harita koordinatları) dönüşümdür. Projeksiyonlar eşit alanlı veya eş açılı olabilir, yani nesnelerin veya açıların alanını korurlar. Bazen bir projeksiyon her ikisini de bozabilir ve bozulmayı tamamen en aza indirebilir. Ülkemiz için standart dönüşüm sistemi “42. yıl” koordinat sistemidir. “42. yıl” sistemi, dünya topraklarını her biri 6 derece olan 60 bölgeye ayırır. Örneğin Tyumen bölgesi 12., 13. ve 14. bölgelerde yer almaktadır. "42. yıl" eşit alan projeksiyonudur. CBS, verileri bir koordinat sisteminde saklayıp diğerinde görüntüleyebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu nedenle verinin hangi koordinat sisteminde saklandığı ve haritada hangi koordinat sisteminde görüntülendiği konusunda kafa karışıklığı yaşamamak gerekir. Projeksiyonlarla ilgili karışıklığı azaltmak için Isoline yalnızca iki kaynak veri seçeneğini destekler:

• Dikdörtgen koordinatlar (hiçbir dönüşümün uygulanmadığı herhangi bir rastgele koordinat).
• Coğrafi koordinatlar (bir haritada görüntülendiğinde bazı projeksiyonlara dönüştürülen derece, dakika, saniye).

Aynı alanı farklı koordinat sistemlerinde ve projeksiyonlarda görüntülemeye yönelik seçenekler aşağıda verilmiştir.

Projeksiyon "polikoniktir". Gerçek koordinatlar derecedir, görüntülenen koordinatlar ise derecedir.

Projeksiyon ayarlanmadı. Gerçek koordinatlar "polikoniktir", görüntülenen koordinatlar ise dikdörtgendir.

Projeksiyon ayarlanmadı. Gerçek koordinatlar derecedir, görüntülenen koordinatlar ise dikdörtgendir.

Projeksiyon "polikoniktir". Gerçek koordinatlar "polikoniktir", görüntülenen koordinatlar ise dikdörtgendir.

Resimlerden de anlaşılacağı üzere ilk iki bize çok yakışıyor ama üçüncü ve dördüncü yakışmıyor. Üçüncü çizim aslında oldukça doğrudur, ancak projeksiyon belirtilmemiştir ve bu nedenle görüntüyü derece cinsinden "olduğu gibi" görüyoruz. Dördüncü resimde verileri derece olmayan bir çokgeni “polikonik” projeksiyonda göstermeye çalıştık ve sistem bizi anlamadı. Bundan şu sonucu çıkarabiliriz: Dikdörtgen koordinatlar için bir projeksiyon ayarlamak imkansızdır, çünkü bu durumda dönüşüm formülleri onlara ikinci kez uygulanır ve görüntü yanlış çıkar.

Ayrıca bir koordinat sisteminde çizilen düz bir çizginin başka bir sistemde düz bir çizgi olmadığını ve projeksiyonlar alan olarak eşit olsa bile nesnelerin alanlarının farklı olabileceğini de hesaba katmak gerekir.

Dikdörtgen koordinatlar

"polikonik", ekran ayarlamaları olmadan.

Mollweide koordinat sistemi.

polikonik", ekran ayarlamaları ile.

Bu nedenle tam çizgi uzunluklarına, kesin alanlara ve doğru gösterime ihtiyacınız varsa özel sistem araçlarını kullanmanız gerekir.

CBS'nin çözdüğü sorunlar

Genel amaçlı bir CBS tipik olarak diğer şeylerin yanı sıra beş veri faaliyetini (görevi) gerçekleştirir: girdi, manipülasyon, yönetim, sorgulama ve analiz ve görselleştirme.

Girmek

CBS'de kullanılabilmesi için verilerin uygun bir dijital formata dönüştürülmesi gerekir. Kağıt haritalardaki verileri bilgisayar dosyalarına dönüştürme işlemine sayısallaştırma denir. Modern GIS'te bu süreç, özellikle büyük projeler için önemli olan tarayıcı teknolojisi kullanılarak otomatikleştirilebilir veya küçük işler için veriler bir sayısallaştırıcı kullanılarak girilebilir. Pek çok veri halihazırda CBS paketleri tarafından doğrudan anlaşılabilecek formatlara çevrilmiştir.

Manipülasyon

Genellikle belirli bir projeyi tamamlamak için mevcut verilerin sisteminizin gereksinimlerini karşılayacak şekilde daha da değiştirilmesi gerekir. Örneğin, coğrafi bilgiler farklı ölçeklerde olabilir (sokak merkez çizgileri 1:100.000 ölçeğinde, nüfus sayımı sınırları 1:50.000 ölçeğinde ve konut mülkleri 1:10.000 ölçeğinde). Ortak işleme ve görselleştirme için tüm verilerin tek bir ölçekte sunulması daha uygundur. CBS teknolojisi, mekansal verileri işlemek ve belirli bir görev için gereken verileri çıkarmak için farklı yollar sağlar.

Kontrol

Küçük projelerde coğrafi bilgiler normal dosyalar halinde saklanabilir. Ancak bilgi hacmindeki artış ve kullanıcı sayısındaki artışla birlikte, verileri depolamak, yapılandırmak ve yönetmek için veritabanı yönetim sistemlerini (DBMS) veya entegre veri kümeleriyle (veritabanları) çalışmak için özel bilgisayar araçlarını kullanmak daha etkilidir. ). CBS'de verilerin tablo halinde saklandığı ilişkisel bir yapının kullanılması en uygunudur. Bu durumda tabloları bağlamak için ortak alanlar kullanılır. Bu basit yaklaşım oldukça esnektir ve birçok CBS ve CBS dışı uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sorgu ve analiz

CBS ve coğrafi bilgileriniz varsa, basit (Bu arsanın sahibi kim? Bu objeler birbirine ne kadar uzaklıkta? Bu sanayi bölgesi nerede?) ve daha karmaşık soruların yanıtlarını alabileceksiniz. ek analiz gerektiren sorular (Yeni ev inşaatı için yerler nerelerdir? Ladin ormanlarının altındaki ana toprak türü nedir? Yeni yol inşaatı trafiği nasıl etkiler?). Sorgular, yalnızca belirli bir nesneye tıklanarak veya gelişmiş analitik araçlar kullanılarak ayarlanabilir. GIS'i kullanarak, arama kalıplarını tanımlayıp ayarlayabilir ve "eğer olursa ne olacak?" gibi senaryoları canlandırabilirsiniz. Modern CBS, analiz için birçok güçlü araca sahiptir; bunların arasında en önemlileri iki tanesidir: yakınlık analizi ve katman analizi. Nesnelerin birbirine göre yakınlığını analiz etmek için CBS tamponlama adı verilen bir işlem kullanır. Şu gibi soruların yanıtlanmasına yardımcı olur: Bu su kütlesinin 100 m yakınında kaç ev var? Bu mağazanın 1 km yakınında kaç müşteri yaşıyor? Bu petrol ve gaz üretim bölümünün yönetim binasına 10 km mesafede bulunan kuyulardan üretilen petrolün payı nedir? Kaplama işlemi, farklı tematik katmanlarda bulunan verilerin entegrasyonunu içerir. En basit durumda bu bir haritalama işlemidir ancak bir takım analitik işlemlerde farklı katmanlardan gelen veriler fiziksel olarak birleştirilir. Kaplama veya mekansal toplama, örneğin toprak, eğim, bitki örtüsü ve arazi kullanım hakkı ile ilgili verilerin arazi vergisi oranlarıyla entegre edilmesine olanak tanır.

Görselleştirme

Birçok uzamsal operasyon türü için nihai sonuç, verilerin bir harita veya grafik biçiminde temsilidir. Harita, coğrafi (mekansal olarak referans verilen) bilgilerin saklanması, sunulması ve iletilmesinin çok etkili ve bilgilendirici bir yoludur. Daha önce haritalar yüzyıllarca dayanacak şekilde yaratılıyordu. CBS, haritacılık sanatını ve bilimini genişleten ve geliştiren muhteşem yeni araçlar sağlar. Onun yardımıyla haritaların görselleştirilmesi, raporlama belgeleri, üç boyutlu görüntüler, grafikler ve tablolar, fotoğraflar ve multimedya gibi diğer araçlarla kolayca desteklenebilir.

CBS ile ilgili teknolojiler

CBS diğer birçok bilgi sistemi türüyle yakından ilişkilidir. Temel farkı, mekansal verileri işleme ve analiz etme yeteneğinde yatmaktadır. Bilgi sistemlerinin genel kabul görmüş tek bir sınıflandırması olmamasına rağmen, aşağıdaki açıklama CBS'yi masaüstü haritalama, CAD, uzaktan algılama, veri tabanı yönetim sistemleri (DBMS) ve küresel konumlandırma (GPS) teknolojisinden uzaklaştırmaya yardımcı olacaktır.

Masaüstü haritalama sistemleri Verilerle kullanıcı etkileşimini düzenlemek için kartografik gösterimi kullanın. Bu tür sistemlerde her şey haritalara dayalıdır, harita bir veri tabanıdır. Çoğu masaüstü haritalama sistemi sınırlı veri yönetimi, mekansal analiz ve özelleştirme yeteneklerine sahiptir. İlgili paketler masaüstü bilgisayarlarda (PC, Macintosh ve alt düzey UNIX iş istasyonları) çalışır.

CAD sistemleri

CAD sistemleri Binaların ve altyapıların proje çizimlerini ve planlarını yapabilecek. Tek bir yapıda birleştirmek için sabit parametrelere sahip bir dizi bileşen kullanırlar. Bileşenleri birleştirmek için az sayıda kurala dayanırlar ve çok sınırlı analitik işlevlere sahiptirler. Bazı CAD sistemleri, verilerin kartografik temsilini destekleyecek şekilde genişletilmiştir, ancak kural olarak, içlerinde bulunan yardımcı programlar, büyük mekansal veritabanlarının etkin yönetimine ve analizine izin vermez.

Uzaktan Algılama ve GPS

Uzaktan algılama, uçaktaki çeşitli kameralar, küresel konumlandırma sistemi alıcıları veya diğer cihazlar gibi sensörleri kullanarak dünya yüzeyinin ölçümlerini alma sanatı ve bilimidir. Bu sensörler, görüntü biçimindeki verileri toplar ve ortaya çıkan görüntüler için özel işleme, analiz ve görselleştirme yetenekleri sağlar. Yeterince güçlü veri yönetimi ve analiz araçlarının bulunmaması nedeniyle ilgili sistemlerin gerçek CBS olarak sınıflandırılması pek mümkün değildir.

Veritabanı Yönetim Sistemleri coğrafi (mekansal) veriler de dahil olmak üzere her türlü veriyi depolamak ve yönetmek için tasarlanmıştır. DBMS'ler bu tür görevler için optimize edilmiştir; pek çok CBS'de yerleşik DBMS desteği bulunur. Bu sistemlerde CBS benzeri analiz ve görselleştirme araçları bulunmamaktadır.

CBS sizin için neler yapabilir?

Uzamsal sorgular ve analizler gerçekleştirin

CBS'nin veritabanlarını arama ve mekansal sorgulama yapma yeteneği birçok şirkete milyonlarca dolar tasarruf ettirdi. GIS, müşteri isteklerine yanıt vermek için gereken sürenin azaltılmasına yardımcı olur; gerekli faaliyetlere uygun alanların belirlenmesi; farklı parametreler (örneğin toprak, iklim ve mahsul verimi) arasındaki ilişkileri belirlemek; Güç kaynağı kesintilerinin yerlerini belirleyin. Emlakçılar, örneğin belirli bir bölgedeki arduvaz çatılı, üç odalı ve 10 metrelik mutfağa sahip tüm evleri bulmak ve ardından bu binaların daha ayrıntılı bir tanımını vermek için GIS'i kullanır. Talep, maliyet parametreleri gibi ek parametreler eklenerek iyileştirilebilir. Belirli bir otoyola, orman parkına veya iş yerine belirli bir mesafede bulunan tüm evlerin listesini alabilirsiniz.

Kuruluş içindeki entegrasyonu iyileştirin

CBS kullanan birçok kuruluş, CBS'nin ana avantajlarından birinin, mevcut verilerin coğrafi olarak konsolidasyonuna ve farklı departmanlar tarafından paylaşılması ve tutarlı şekilde değiştirilmesine dayalı olarak kendi kuruluşlarının ve kaynaklarının yönetimini iyileştirmeye yönelik yeni fırsatlarda yattığını keşfetmiştir. Veritabanının farklı yapısal bölümler tarafından paylaşılması ve sürekli genişletilmesi ve düzeltilmesi olanağı, hem her bölümün hem de bir bütün olarak organizasyonun verimliliğinin artırılmasını mümkün kılar. Örneğin, bir kamu hizmeti şirketi, tam bilginin elde edilmesinden ve su borusu gibi ilgili alanların bir bilgisayar ekranında (veya kağıt kopyalarında) görüntülenmesinden, onarım veya bakım işlerini yapacak sakinlerin otomatik olarak tanımlanmasına kadar, onarım veya bakım işini açıkça planlayabilir. Bu çalışmalardan etkilenmesi ve su tedarikinin önerilen kapatılması veya kesilmesinin zamanlaması konusunda onlara bilgi verilmesi.

Daha bilinçli kararlar alın

Diğer bilgi teknolojileri gibi CBS de daha iyi bilginin daha iyi kararlara yol açtığı şeklindeki iyi bilinen atasözünü doğrulamaktadır. Ancak CBS bir karar verme aracı değil, karar verme prosedürünü hızlandırmaya ve verimliliğini artırmaya yardımcı olan, sorgulara yanıt veren ve konumsal verileri analiz etmeye yönelik işlevler sağlayan, analiz sonuçlarını görsel ve anlaşılması kolay bir biçimde sunan bir araçtır. -formu okuyun. CBS, örneğin planlama yetkililerinin talebi üzerine çeşitli bilgilerin sağlanması, bölgesel çatışmaların çözülmesi, nesnelerin yerleştirilmesi için en uygun yerlerin (farklı bakış açılarından ve farklı kriterlere göre) seçilmesi vb. gibi sorunların çözülmesine yardımcı olur. Bilgiler Karar verme için gerekli olan bilgiler, ek metinsel açıklamalar, grafikler ve diyagramlarla birlikte kısa ve öz bir kartografik biçimde sunulabilir. Algılamaya ve genelleştirmeye açık bilgilerin mevcudiyeti, karar vericilerin, mevcut heterojen verileri toplamak ve analiz etmek için fazla zaman harcamadan, çabalarını bir çözüm bulmaya odaklamalarına olanak tanır. Hızlı bir şekilde çeşitli çözüm seçeneklerini değerlendirebilir ve en etkili ve verimli olanı seçebilirsiniz.

Harita oluşturma

Haritaların CBS'de özel bir yeri vardır. CBS'de harita oluşturma süreci, geleneksel manuel veya otomatik haritalama yöntemlerine göre çok daha basit ve esnektir. Bir veritabanı oluşturmakla başlar. Sıradan kağıt haritaların sayısallaştırılması aynı zamanda başlangıç ​​verilerinin elde edilmesi için bir kaynak olarak da kullanılabilir. CBS tabanlı kartografik veritabanları sürekli olabilir (ayrı parçalara veya bölgelere bölünmeyebilir) ve belirli bir ölçekle ilişkilendirilmeyebilir. Bu tür veritabanlarına dayanarak, herhangi bir bölge için, herhangi bir ölçekte, gerekli yükte, seçimiyle ve gerekli sembollerle görüntülenmesiyle haritalar (elektronik biçimde veya basılı kopya olarak) oluşturmak mümkündür. Veritabanı herhangi bir zamanda yeni verilerle (örneğin diğer veritabanlarından) güncellenebilir ve mevcut veriler gerektiği gibi ayarlanabilir. Büyük organizasyonlarda oluşturulan topoğrafik veri tabanı diğer departman ve bölümler tarafından temel olarak kullanılabileceği gibi, verilerin hızlı bir şekilde kopyalanıp yerel ve global ağlar üzerinden gönderilmesi de mümkündür.

Rusya'da CBS

Rusya'da en yaygın kullanılan yabancı sistemler şunlardır: yazılım ürünü ArcGISşirketler ESRI, ürün ailesi GeoMedyaşirketler Intergraf Ve Harita Bilgisi Profesyonelişirketler Pitney Bowes Haritası Bilgisi.

Yurt içi gelişmeler arasında şirketin GIS Harita 2008 programı yaygınlaştı CJSC KB "Panorama".

Yerli ve yabancı geliştirmenin diğer yazılım ürünleri de kullanılmaktadır: CBS INTEGRO, M.G.E.şirketler Intergraf(grafik çekirdeği olarak MicroStation'ı kullanır), IndorGIS, YILDIZ-APIC, DoubleGIS , Haritapl, Coğrafyacı CBS, 4coğrafya vesaire.

FEDERAL EĞİTİM AJANSI

Yüksek mesleki eğitimin devlet eğitim kurumu

"St. Petersburg Devlet Politeknik Üniversitesi"

YÖNETİM VE BİLGİ TEKNOLOJİSİ ENSTİTÜSÜ

Cherepovets'teki St. Petersburg Devlet Politeknik Üniversitesi (şubesi)

(IMIT SPbSPU)

Yönetim Departmanı

“Coğrafi bilgi sistemleri” konulu özet

Öğrenci gr tarafından tamamlandı. 0,182

Öğretmen Shutikova

Çerepovetler

GİRİİŞ

Coğrafi Bilgi Sistemi - veya GIS - verilerin elektronik bir harita üzerinde görüntülenmesini sağlayan bir bilgisayar sistemidir. CBS kullanılarak oluşturulan haritalara kolaylıkla yeni nesil haritalar denilebilir. CBS haritaları yalnızca coğrafi değil aynı zamanda istatistiksel, demografik, teknik ve daha birçok türde veriyi haritalamak ve bunlara çeşitli analitik işlemler uygulamak için kullanılabilir. CBS, geleneksel kağıt haritalar kullanılarak fark edilmesi zor veya imkansız olan gizli ilişkileri ve eğilimleri ortaya çıkarma konusunda eşsiz bir yeteneğe sahiptir. Verilerimizin yeni, yüksek kaliteli bir anlamını görüyoruz, tek tek parçalardan oluşan mekanik bir set değil.

CBS'de oluşturulan bir elektronik harita, güçlü analitik araçlar, nesnelerin oluşturulması ve düzenlenmesi için zengin araçların yanı sıra veritabanları, özel tarama cihazları, yazdırma ve diğer teknik çözümler, İnternet araçları ve hatta uydu görüntüleri ve uydulardan gelen bilgilerle desteklenir. .

CBS sistemi beş temel bileşenden oluşur:

· donanım. Bu, GIS'i çalıştıran bilgisayardır. Günümüzde CBS, merkezi sunuculardan bireysel veya ağ bağlantılı masaüstü bilgisayarlara kadar çeşitli bilgisayar platformlarında çalışmaktadır;

· yazılım . Coğrafi bilgilerin depolanması, analiz edilmesi ve görselleştirilmesi için gerekli işlevleri ve araçları içerir. Bu tür yazılım ürünleri şunları içerir: coğrafi bilgilerin girilmesi ve işlenmesi için araçlar; veritabanı yönetim sistemi (DBMS veya DBMS); mekansal sorguları, analizi ve görselleştirmeyi destekleyen araçlar;

· veri. Uzamsal konum verileri (coğrafi veriler) ve ilgili tablo verileri kullanıcının kendisi tarafından toplanıp üretilebilir veya tedarikçilerden ticari veya başka bir temelde satın alınabilir. Mekansal verileri yönetme sürecinde, bir CBS mekansal verileri diğer veri türleri ve kaynaklarıyla bütünleştirir ve aynı zamanda birçok kuruluşun ellerindeki verileri düzenlemek ve sürdürmek için kullandığı DBMS'yi kullanabilir;

· sanatçılar. CBS kullanıcıları hem sistemi geliştiren ve sürdüren teknik uzmanlar hem de CBS'nin güncel günlük olayları ve sorunları çözmeye yardımcı olduğu sıradan çalışanlar olabilir;

· yöntemler.

2. CBS'nin Tarihçesi

Öncü dönem (1950'lerin sonu - 1970'lerin başı)

Temel olasılıkların araştırılması, bilgi ve teknolojinin sınır alanları, ampirik deneyimin geliştirilmesi, ilk büyük projeler ve teorik çalışmalar.

· 50'li yıllarda elektronik bilgisayarların (bilgisayarların) ortaya çıkışı.

· 60'lı yıllarda sayısallaştırıcıların, çizicilerin, grafik ekranların ve diğer çevre birimlerinin ortaya çıkışı.

· Bilgilerin ekranlarda grafiksel olarak görüntülenmesi ve çizicilerin kullanılması için yazılım algoritmalarının ve prosedürlerinin oluşturulması.

· Mekansal analizin biçimsel yöntemlerinin oluşturulması.

· Veritabanı yönetim yazılımının oluşturulması.

Devlet girişimleri dönemi (1970'lerin başı - 1980'lerin başı)

CBS'ye yönelik hükümet desteği, CBS alanında sokak ağlarındaki veri tabanlarının kullanımına dayalı deneysel çalışmaların geliştirilmesini teşvik etti:

· Otomatik navigasyon sistemleri.

· Kentsel atık ve çöp giderme sistemleri.

· Acil durumlarda araçların hareketi vb.

Ticari gelişim dönemi (1980'lerin başı - günümüz)

Çeşitli yazılımlar için geniş bir pazar, masaüstü GIS'in geliştirilmesi, mekansal olmayan veri tabanları ile entegrasyon yoluyla uygulama kapsamlarının genişletilmesi, ağ uygulamalarının ortaya çıkması, önemli sayıda profesyonel olmayan kullanıcının ortaya çıkması, bireysel bilgisayarlardaki bireysel veri setlerini destekleyerek kurumsal ve dağıtılmış coğrafi veritabanlarını destekleyen sistemlerin önünü açıyor.

Kullanıcı dönemi (1980'lerin sonu - günümüz)

Jeobilgi teknolojisi hizmetlerinin ticari üreticileri arasında artan rekabet, CBS kullanıcılarına avantajlar sağlar; yazılımın kullanılabilirliği ve "açıklığı", programların kullanımına ve hatta değiştirilmesine, kullanıcı "kulüplerinin" ortaya çıkmasına, telekonferanslara, coğrafi olarak ayrılmış ancak ilişkili kullanıcı gruplarına, coğrafi verilere olan ihtiyacın artması, küresel coğrafi bilgi altyapısının oluşumunun başlangıcı.

Rusya'da CBS

Rusya'da en yaygın kullanılan yazılım ürünleri ESRI'den ArcGIS ve ArcView, Intergraph Corporation'ın GeoMedia ürün ailesi ve Pitney Bowes MapInfo'dan MapInfo Professional'dır.

Yerli ve yabancı geliştirmenin diğer yazılım ürünleri de kullanılmaktadır: Bentley'in MicroStation, IndorGIS, STAR-APIC, Zulu, DoubleGIS, vb.

3. CBS için Beklentiler

GeoDesign, CBS'nin gelişiminde evrimsel bir aşamadır. Özellikle arazi kullanımı ve çevre koruma alanında bölgelerin planlanması ve geliştirilmesi süreci için çok önemlidir, ancak hemen hemen tüm diğer uygulamalı ve bilimsel alanlarda da yaygın olarak talep görmektedir. Örneğin, bu metodoloji perakende ticarette yeni mağazaların açılması ve eskilerinin kapatılmasında, inşaat mühendisleri tarafından yol gibi altyapıların en uygun yerlere yerleştirilmesinde, kamu hizmet ağlarını sürdüren kuruluşlarda, tarım, ormancılık ve su yönetiminde yaygın olarak kullanılacaktır. , enerji departmanları, enerji şirketleri, askeriye ve diğerleri tarafından. Bu yaklaşım, CBS'nin önemini daha da artıracak, onu "olduğu gibi" dünyanın basit bir tanımının ötesine taşıyarak, geleceği yaratmaya yönelik kavramların geliştirilmesi ve uygulanmasına doğru taşıyacak, coğrafi (mekansal) düşünceyi faaliyetlerimizin tüm alanlarına entegre edecektir.

Gelecek, CBS ve uzman sistemlerin entegrasyonuna dayanan yapay zeka unsurlarına sahip CBS teknolojilerine aittir. Böyle bir simbiyozun avantajları oldukça açıktır: Uzman sistem, belirli bir alandaki uzmanın bilgisini içerecek ve bir karar veya danışma sistemi olarak kullanılabilir.

Yeni bilgisayar jeoteknolojilerinin mevcut durumu, hava ve uydu görüntülerinin, dijital haritaların ve veri tabanı görselleştirmesinin yaygın kullanımını amaçlayan büyük hükümet programları ve yabancı yatırımlar tarafından belirlenmektedir.

Geleceğin kentsel CBS'si, yalnızca istek üzerine haritadaki nesneler hakkında anlamsal bilgi almayı değil, aynı zamanda bölgenin gelişimini tahmin etmeyi de mümkün kılacak, şehir yönetiminin politika kararları için seçenekleri oynamasına, olası bir yapı inşa etmesine olanak tanıyacak. yeni şehir bölgesi vb. Aynı zamanda CBS, bir simülasyon modelleme sistemi ile birlikte şehir planlamacılarına şehir şebeke ağlarında yüklerin nasıl yeniden dağıtılacağını, trafik akışlarının gücünü, gayrimenkul fiyatlarının nasıl olacağını gösterebilecek. ek otoyolların yapılmasına veya belirli bir bölgede yeni bir alışveriş merkezinin yapılmasına bağlı olarak değişiklik gösterebilir.

Çözüm

CBS sistemleri, kullanıcı dostu arayüzleri ve içerdikleri büyük miktardaki bilgi miktarı ile günümüzde en hızlı büyüyen ve ticarileşme açısından en ilgi çekici olanlardan biri olup, onları sürekli hızlanan bir dünyada vazgeçilmez kılmaktadır.

Şu anda, Rusya'da yaklaşık 200 kuruluş CBS sistemlerinin geliştirilmesi ve uygulanmasıyla ilgilenmektedir; bir arazi kadastrosunun oluşturulması, haritalarına dayalı olarak konuya yönelik başka haritalar oluşturmamıza ve bunları uygun nitelik içeriğiyle tamamlamamıza olanak tanıyacaktır. bu da sistemlerimizin Batı modelleriyle rekabet etmesine olanak sağlayacak.

Çeşitli cihazlar aracılığıyla ağa mobil erişimin daha da gelişmesiyle birlikte, uydu görüntülerini üç boyutlu modellemeyle birleştiren CBS sistemleri, sıradan bir kullanıcının bile herhangi bir arazide sorunsuz bir şekilde gezinmesine ve bu sistemlerden gerekli tüm bilgileri yalnızca sorarak almasına olanak tanıyacaktır. bir soru.

56. Coğrafi bilgi sistemleri (CBS).

Coğrafi bilgi sistemleri kavramı

Coğrafi bilgi sistemleri (CBS), ana işlevleri, mekansal ve zamansal verilerin haritaları veya diyagramları biçiminde toplanması, depolanması, entegrasyonu, analizi ve grafiksel görselleştirilmesinin yanı sıra CBS'de sunulan nesnelerle ilgili ilişkili niteliksel bilgiler olan otomatik sistemlerdir. .

CBS 1960-70'lerde ortaya çıktı. veri tabanı yönetim sistemlerinde bilgi işlem teknolojilerinin kesiştiği noktada ve bilgisayar destekli tasarımda (CAD), otomatik harita üretiminde, ağ yönetiminde grafik verilerinin görselleştirilmesi. CBS'nin yoğun kullanımı 90'lı yılların ortalarında başladı. XX yüzyıl Şu anda güçlü ve nispeten ucuz kişisel bilgisayarlar ortaya çıktı, yazılım daha erişilebilir ve anlaşılır hale geldi.

CBS oluşturmaya yönelik veri kaynakları şunlardır:

Kartografik materyaller (topografik ve genel coğrafi haritalar, idari-bölgesel bölünme haritaları, kadastro planları vb.). Haritalardan alınan veriler mekansal olarak referanslandığından CBS'nin temel katmanı olarak kullanılırlar;

Uzaktan algılama verileri (RSD), öncelikle uzay aracından ve uydulardan alınan materyaller. Uzaktan algılamada, farklı yörüngelerde bulunan görüntüleme cihazlarından görüntüler elde edilerek Dünya'ya iletilmektedir. Ortaya çıkan görüntüler, doğal ortamdaki nesnelerin çeşitli spektral aralıklarda (görünür ve yakın kızılötesi, termal kızılötesi ve radyo aralıkları) görüntülenmesinde farklı görünürlük ve ayrıntı düzeyleriyle ayırt edilir. Bu sayede uzaktan algılamanın kullanılmasıyla çok çeşitli çevre sorunları çözülmektedir. Uzaktan algılama yöntemleri aynı zamanda hava ve yer araştırmalarını ve deniz yatağı topografyasının hidroakustik araştırmaları gibi diğer temassız yöntemleri de içerir. Bu tür araştırmalardan elde edilen materyaller, doğal çevredeki çeşitli nesneler hakkında hem niceliksel hem de niteliksel bilgi sağlar;

Seviyeler, teodolitler, elektronik toplam istasyonlar, GPS alıcıları vb. tarafından gerçekleştirilen zemindeki jeodezik ölçümlerin sonuçları; - ulusal ekonominin çeşitli sektörlerine yönelik devlet istatistik hizmetlerinden elde edilen verilerin yanı sıra sabit ölçüm gözlem noktalarından elde edilen veriler (hidrolojik ve meteorolojik veriler, çevre kirliliğine ilişkin bilgiler vb.).

Edebi veriler (belirli coğrafi nesne türleri hakkında çeşitli bilgiler içeren referans yayınlar, kitaplar, monografiler ve makaleler). CBS'de yalnızca tek bir veri türü nadiren kullanılır; çoğunlukla herhangi bir bölge için çeşitli verilerin birleşimidir.

Coğrafi bilgi sistemlerinin sınıflandırılması.

CBS sistemleri, altyapı tasarımı, şehir ve bölge planlama, doğal kaynakların rasyonel kullanımı, çevresel durumların izlenmesi, acil durumlarda hızlı önlem alınması vb. bilimsel ve uygulamalı sorunların çözümü için geliştirilmekte ve kullanılmaktadır. Hayatta ortaya çıkan birçok sorun, Aşağıdaki kriterlere göre sınıflandırılabilecek çeşitli CBS'lerin oluşturulmasına yol açmıştır:

İşlevselliğe göre: - tam özellikli genel amaçlı GIS;

Herhangi bir konu alanında belirli bir sorunu çözmeye odaklanan uzmanlaşmış CBS;

Ev ve bilgi ve referans kullanımı için bilgi ve referans sistemleri. CBS'nin işlevselliği aynı zamanda yapısının mimari ilkesine göre de belirlenir:

Kapalı sistemlerin genişleme yetenekleri yoktur, yalnızca satın alma sırasında açıkça tanımlanan işlevleri yerine getirebilirler; - açık sistemler, özel bir cihaz (yerleşik programlama dilleri) kullanılarak kullanıcının kendisi tarafından tamamlanabildiğinden, adaptasyon kolaylığı ve genişletme yetenekleriyle ayırt edilir.

Mekansal (bölgesel) kapsama göre, CBS küresel (gezegensel), ulusal, bölgesel, yerel (belediye dahil) olarak bölünmüştür.

Sorun tematik yönelimine göre - genel coğrafi, çevre ve çevre yönetimi, sektörel (su kaynakları, ormancılık, jeolojik, turizm vb.).

Coğrafi verileri düzenleme yöntemine göre - vektör, raster, vektör-raster GIS.

Coğrafi bilgi sistemlerinin temel bileşenleri.

CBS'nin ana bileşenleri şunları içerir: teknik (donanım) ve yazılım, bilgi desteği.

Teknik araçlar CBS'nin işleyişinde kullanılan bir donanım setidir. Bunlar bir iş istasyonunu (kişisel bilgisayar), bilgi giriş/çıkış aygıtlarını, veri işleme ve depolama aygıtlarını ve telekomünikasyonu içerir.

İş istasyonu, CBS'nin çalışmasını yönetmek ve hesaplamalı ve mantıksal işlemlere dayalı veri işleme süreçlerini gerçekleştirmek için kullanılır. Modern CBS, büyük miktarda bilgiyi hızlı bir şekilde işleme ve sonuçları görselleştirme yeteneğine sahiptir.

Veri girişi çeşitli teknik araçlar ve yöntemler kullanılarak gerçekleştirilir: doğrudan klavyeden, sayısallaştırıcı veya tarayıcı kullanılarak, harici bilgisayar sistemleri aracılığıyla. Uzamsal veriler elektronik ölçüm aletlerinden, sayısallaştırıcı veya tarayıcı kullanılarak veya fotogrametrik aletler kullanılarak elde edilebilir.

Verileri işlemek ve depolamak için kullanılan cihazlar, merkezi bir işlemci, RAM, depolama aygıtları (sabit sürücüler, taşınabilir manyetik ve optik depolama ortamı, hafıza kartları, flash sürücüler vb.) içeren bilgisayar sistem birimine entegre edilmiştir. Veri çıkış cihazları - uzay-zaman verilerinin işlenmesinin sonuçlarının görsel bir sunumunu sağlayan monitör, çizici, çizici, yazıcı.

Yazılım– CBS işlevselliğini uygulamaya yönelik yazılım. Temel ve uygulama yazılımları olarak ikiye ayrılır.

Temel yazılım şunları içerir: işletim sistemleri (OS), yazılım ortamları, ağ yazılımı, veritabanı yönetim sistemlerinin yanı sıra veri giriş ve çıkışını yönetmeye yönelik modüller, bir veri görselleştirme sistemi ve mekansal analiz gerçekleştirmek için modüller.

Uygulama yazılımı, belirli bir konu alanındaki özel sorunları çözmek için tasarlanmış yazılımları içerir. Ayrı modüller (uygulamalar) ve yardımcı programlar (yardımcı araçlar) şeklinde uygulanırlar.

Bilgi Desteği– bir dizi bilgi dizisi, bilginin kodlanması ve sınıflandırılması sistemleri. Mekansal verileri CBS'de saklamanın bir özelliği de katmanlara bölünmesidir. Elektronik haritanın esnek katman yönetimi mekanizmasıyla birlikte çok katmanlı organizasyonu, normal bir haritaya göre çok daha fazla miktarda bilgiyi birleştirmenize ve görüntülemenize olanak tanır.

(Burada her şey olağandır. Nokta nokta.)