А. М. Берлянт Рівень та обсяги наявної на сьогодні інформації про навколишній світ настільки значні, що вже неможливо її опрацьовувати, аналізувати та розуміти без сучасних апаратно-програмних засобів. Тому є необх



Скачати 278.11 Kb.
Дата конвертації16.03.2016
Розмір278.11 Kb.

Використання ГІС

у створенні і впровадженні територіальних геоінформаційних проектів

Роботу виконав

Сергєєв Михайло Сергійович

учень 11 - А класу

спеціалізованої школи № 102

Шевченківського району м. Києва

Під керівництвом:

вчителя географії і економіки, методиста Чернобровкіної Тетяни Григорівни

і вчителя інформатики Зубко Лариси Яківни
КИЇВ – 2010


Зміст


Зміст 3

ВСТУП 4


Класифікація інформаційних систем 4

1. Передумови розвитку геоінформатики 8

2. Суть геоінформатики та ГІС 8

3. Що таке геоінформаційна система – ГІС 9

Ключові переваги геоінформаційних систем 9

Складові геоінформаційних систем 10

Операції, які здійснюються ГІС 10

Галузеве використання ГІС 11

Джерела даних та їх типи 13

4. Картографія 14

Структура і класифікація 15

5. Застосування ГІС 17

6. Перспективи розвитку ГІС на найближчі роки 19

Висновки 20

Література 21

Додаток 1 22

МОНІТОРИНГ ЕКОЛОГІЧНИХ КАТАСТРОФ: 22

ОБМІЛІННЯ АРАЛЬСЬКОГО МОРЯ 22

Додаток 2 24

ВИКОРИСТАННЯ GPS ДЛЯ ПОШУКУ ЗАТОНУЛИХ КОРАБЛІВ 24

Додаток 3 26

ВИКОРИСТАННЯ ЗАСОБІВ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ І ГІС-ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ МОНІТОРИНГУ СУЧАСНОГО ВУЛКАНІЗМУ 26

Додаток 4 27

СПОСТЕРЕЖЕННЯ ЗА ПАВОДКАМИ І ПОВЕНЯМИ 27

Додаток 5 29

МОНІТОРИНГ НЕБЕЗПЕЧНИХ ПРИРОДНИХ ЯВИЩ: 29

ГЕНАЛДОНСЬКА ЛЬОДОВИКОВА КАТАСТРОФА 2002 р. 29

Додаток 6 31

ПРОЕКТ «ШАЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПРИРОДНИЙ ПАРК» 31

ВСТУП


«Сьогодні геоінформатика являє собою систему, яка охоплює науку, техніку і виробництво ...»

А. М. Берлянт

Рівень та обсяги наявної на сьогодні інформації про навколишній світ настільки значні, що вже неможливо її опрацьовувати, аналізувати та розуміти без сучасних апаратно-програмних засобів. Тому є необхідним створення автоматизованої системи кадастру на основі сучасних комп’ютерних технологій та телекомунікацій як єдиного комплексу.

Класифікація інформаційних систем


ГІС - це сучасна комп’ютерна технологія для картування і аналізу об’єктів реального світу, також подій, які відбуваються на нашій планеті. Ця технологія об’єднує традиційні операції роботи з базами даних, такими як запит і статистичний аналіз, з перевагами повноцінної візуалізації та географічного (просторового) аналізу, які надає карта. Ці можливості відрізняють ГІС від інших інформаційних систем і забезпечують унікальні можливості для її застосування в широкому спектрі задач, пов’язаних з аналізом та прогнозом явищ і подій довкілля, з осмисленням і виділенням головних факторів и причин, а також їх можливих наслідків.

ГІС об’єднує традиційні операції при роботі з базами даних – запит і статистичний аналіз – з перевагами повноцінної візуалізації і географічного (просторового) аналізу, які надає карта. Ця особливість дає унікальні можливості для застосування ГІС в розв’язуванні широкого спектру задач, пов’язаних з аналізом явищ і подій, прогнозуванням їх імовірних наслідків, плануванням стратегічних рішень.

Мета дослідження: опис поточної ситуації на світовому ринку ГІС, визначення сучасних тенденцій і основних показників системи, опис споживачів і виробників на ринку. До дослідження даної теми нас привела думка про те, що серед різноманіття сучасних інформаційних систем геоінформаційна система є всеосяжною і об’єднує та пов’язує різноманітні аспекти життя і господарської діяльності суспільства.

Об'єкт дослідження: ГІС (геоінформаційна система) в географії

Предмет дослідження: історія виникнення та розвитку ГІС; докладне ознайомлення з системою, як одним з елементів автоматизованої системи кадастру; розповсюдження, виробництво і застосування, якісні і кількісні характеристики системи.

Завдання дослідження: дослідити історію виникнення ГІС; проаналізувати значення ГІС, як однієї з головних складових сучасних інформаційних систем; визначити місце у світовому господарстві та міжнародному географічному поділу праці; описати і проаналізувати, де і як застосовують ГІС; навести приклади використання ГІС; базуючись на дослідженнях минулого року створити проект «Шацький національний природний парк» з використанням технології ГІС.

Джерела інформації: науково-популярна література, інформаційні матеріали ЗМІ, енциклопедичні і електронні словники, ресурси всесвітньої мережі Інтернет.

Практичне значення роботи полягає в тому, що в ній до певної міри узагальнений матеріал, який може служити цілям ознайомлення, вивчення, опису ГІС в інших дослідницьких роботах, бути застосований в учбовій і позаурочній діяльності учнів.



Методи дослідження: використано документи та інформаційні джерела, довідкову літературу, нормативну базу; здійснено пошук інформації в Інтернеті (вивчення, аналіз, опрацювання, оформлення); залучено методи статистичного, економіко-математичного та системного аналізу, моделювання, наукового пояснення, географічного порівняння; використано соціологічні методи дослідження та графічний інструментарій; створено інформаційний блок, карти, умовні позначки; оформлено карти з використанням таблиць та діаграм; використано метод проектів.

Особистий внесок: проведено узагальнення та аналіз інформаційних джерел; наукові положення, висновки й рекомендації дослідження обґрунтовано не тільки теоретично, але й підтверджено результатами практичного впровадження розроблених карт, таблиць. Всі дані, які включені в роботу, були одержані шляхом пошуку, збору і аналізу вторинної інформації, тобто зібраної раніше для вирішення інших завдань і опублікованої у відкритих джерелах. Створено власний проект «Шацький національний природний парк».

Практичне значення одержаних результатів: Матеріали роботи можна використати на уроках географії й економіки, а також як інформаційне джерело для написання доповідей, рефератів і проведення семінарів та круглих столів. Ця робота буде цікавою знахідкою для пересічного споживача, бо вона має не тільки наукове але й пізнавальне значення.

1. Передумови розвитку геоінформатики


Ще в 70-80 роки ХХ століття радянські географи – И.П. Герасимов, Ю.Г. Саушкін, С.Б. Лаврів, В.С. Преображенський звернули увагу на зростання суспільної і наукової значимості географії і географічного підходу при вирішенні різних господарських завдань територіального планування, раціонального використання природних ресурсів, природоохоронної діяльності.

Географія, географічна інформація, просторовий аналіз виявилися необхідними для вирішення багатьох прикладних завдань і проблем сучасного постіндустріального світового співтовариства.

Нові завдання сприяли виникненню і залученню нових методів і технічних засобів, що відповідають виклику часу. І такі методи й засоби знайшлися. Наприкінці XX століття математика, астрономія, фізика і хімія, через інформатику, вищу геодезію, електроніку, прикладну космонавтику, озброїли географів новими технічними і методичними засобами швидкого одержання, збереження, переробки, аналізу і передачі величезного обсягу територіально розподіленої інформації.

Саме на цій базі дуже швидко розвивається останнім часом нова галузь нашої древньої науки - геоінформатика.


2. Суть геоінформатики та ГІС


Геоінформатика – наука, що поєднує теорію, методи і традиції класичної картографії і географії з можливостями й апаратом прикладної математики, інформатики і комп'ютерної техніки. Вона з'єднала в собі вирішення необхідних прикладних завдань з можливостями людини, обчислювальної машини і програмних засобів, що обробляють просторову інформацію і передають її споживачам на екран монітора, друкувальний пристрій чи на канали зв'язку.

Так спочатку зародилися цифрова картографія й автоматизоване картографування, доповнені згодом іншими численними функціями і можливостями, що в комплексі стало основою ГІС.

Сьогодні ГІС поширені в усьому світі і швидко розростаються і вдосконалюються. Обсяги продажів ГІС-продуктів, ГІС-технологій, та ГІС-послуг щорічно збільшуються на 20-30% і досягають декількох мільярдів доларів США на рік.

3. Що таке геоінформаційна система – ГІС


Географічна інформаційна система (ГІС) – сучасна комп’ютерна технологія для картографування і аналізу об’єктів реального світу, явищ та подій, які відбуваються або прогнозуються. Геоінформаційні системи найприродніше відображують просторові дані.

Дані в геоінформаційних системах зберігаються у вигляді набору тематичних шарів, які об’єднані на основі їх географічного положення. Цей гнучкий підхід та можливість геоінформаційних систем працювати як з векторними, так і з растровими моделями даних, є ефективним при розв’язуванні задач, які стосуються просторової інформації.

Геоінформаційні системи тісно зв’язані с іншими інформаційними системами і використовують їх дані для аналізу об’єктів.

ГІС характеризують:



  • розвинуті аналітичні функції;

  • можливість керувати великими обсягами даних;

  • інструменти для введення, обробки та відображення просторових даних.

Ключові переваги геоінформаційних систем


  • Зручне для користувача відображення просторових даних

Картографування просторових даних, в тому числі в трьохвимірному вимірі, є найзручнішим для сприйняття, що спрощує побудову запитів та їх наступний аналіз.

  • Інтеграція даних всередині організації

Геоінформаційні системи об’єднують дані, накопичені в різних підрозділах компанії чи навіть в різних галузях діяльності організацій цілого регіону. Колективне використання накопичених даних та їх інтеграція в єдиний інформаційний масив надає істотні конкурентні переваги і збільшує ефективність експлуатації геоінформаційних систем.

  • Прийняття обґрунтованих рішень

Автоматизація процесу аналізу і побудови звітів про любі явища, зв’язані з просторовими даними, допомагає прискорити і підвищити ефективність процедури прийняття рішень.

  • Зручний засіб для створення карт

Геоінформаційні системи оптимізують процес розшифровки даних космічних та аерозйомок і використовують вже створені плани місцевості, схеми, креслення. ГІС істотно економлять часові ресурси, автоматизуючи процес роботи з картами, і створюють трьохвимірні моделі місцевості.

Складові геоінформаційних систем


  • апаратні засоби

  • програмне забезпечення
    Програмно забезпечення ГІС містить функції і інструменти, необхідні для збереження, аналізу і візуалізації географічної (просторової) інформації.

  • дані
    Дані можуть бути представлені у вигляді готових карт з необхідними тематичними шарами, або у вигляді знімків космічної і аерофотозйомки тощо.

Операції, які здійснюються ГІС


  • введення даних

В геоінформаційних системах автоматизовано процес створення цифрових карт, що кардинально скорочує терміни технологічного циклу.

  • управління даними

Геоінформаційні системи зберігають просторові і атрибутивні дані для їх подальшого аналізу та обробки.

  • запити і аналіз даних

Геоінформаційні системи виконують запити про властивості об’єктів, розташованих на карті, і автоматизують процес складного аналізу, порівнюючи значну кількість параметрів для отримання відомостей чи прогнозування явищ.

  • візуалізація даних

Зручне представлення даних безпосередньо впливає на якість і швидкість їх аналізу. Просторові дані в геоінформаційних системах представляються у вигляді інтерактивних карт. Звіти про стан об’єктів можуть бути побудовані у вигляді графіків, діаграм, трьохвимірних зображень.

Галузеве використання ГІС


На сьогоднішній день у світі розроблені і використовуються сотні різноманітних Гіс-пакетів, а на їхній базі створені десятки тисяч Гіс-систем. ГІС була створена в першу чергу для географії і під географію, однак зараз на Заході ГІС використовується у величезному числі управлінських структур, у різних фірмах, на підприємствах, у військових відомствах, у наукових і освітніх закладах.

Гіс-системи і Гіс-технології знайшли дуже широке застосування в різноманітних сферах і напрямках територіальної діяльності:



Можливості геоінформаційних систем можуть бути задіяні в різноманітних галузях діяльності. Наведемо деякі приклади використання ГІС:

адміністративно-територіальне управління

  • міське планування і проектування об’єктів;

  • ведення кадастрів інженерних комунікацій, земельного, містобудівного, зелених насаджень;

  • прогноз надзвичайних ситуацій техногенно-екологічного характеру;

  • управління транспортними потоками і маршрутами міського транспорту;

  • побудова мереж екологічного моніторингу;

  • інженерно-геологічне районування міста.

телекомунікації

  • транковий і стільниковий зв’язок, традиційні мережі;

  • стратегічне планування телекомунікаційних мереж;

  • вибір оптимального розташування антен, ретрансляторів тощо;

  • визначення маршрутів прокладки кабелю;

  • моніторинг стану мереж;

  • оперативне диспетчерське управління.

інженерні комунікації

  • оцінка потреб в мережах водопостачання і каналізації;

  • моделювання наслідків стихійних лих для систем інженерних комунікацій;

  • проектування інженерних мереж;

  • моніторинг стану інженерних мереж і запобігання аварійним ситуаціям.

транспорт

  • автомобільний, залізничний, водний, трубопровідний, авіатранспорт;

  • управління транспортною інфраструктурою і її розвитком;

  • управління парком рухомих засобів і логістика;

  • управління рухом, оптимізація маршрутів і аналіз вантажопотоків.

нафтогазовий комплекс

  • геологорозвідка і польові пошукові роботи;

  • моніторинг технологічних режимів роботи нафто- і газопроводів;

  • проектування магістральних трубопроводів;

  • моделювання і аналіз наслідків аварійних ситуацій.

силові відомства

  • служби швидкого реагування, збройні сили, міліція, пожежні служби;

  • планування рятувальних операцій і охоронних заходів;

  • моделювання надзвичайних ситуацій;

  • стратегічне і тактичне планування військових операцій;

  • навігація служб швидкого реагування і інших силових відомств.

екологія

  • оцінка і моніторинг стану природного середовища;

  • моделювання екологічних катастроф і аналіз їх наслідків;

  • планування природоохоронних заходів.

лісове господарство

  • стратегічне управління лісовим господарством;

  • управління лісозаготівлями, планування підходів до лісу і проектування доріг;

  • ведення лісних кадастрів.

сільське господарство

  • планування обробки сільськогосподарських угідь;

  • облік землевласників і орних земель;

  • оптимізація транспортування сільськогосподарських продуктів і мінеральних добрив.

Цим переліком не вичерпується все коло напрямків діяльності, що відчувають стійкий інтерес до ГІС і геоінформаційних технологій. ГІС потрібна практично скрізь, де використовується територіально розподілена інформація і є необхідність територіального аналізу, територіальної оцінки і територіального прогнозу.

Джерела даних та їх типи


Серед джерел даних, які широко використовують в геоінформатиці, найчастіше це картографічні, статистичні та аерокосмічні матеріали. Рідше використовують дані спеціальних польових досліджень та зйомок, а також текстові джерела. Використання географічних карт як джерел вхідних даних для формування тематичних структур баз даних є зручним та ефективним з ряду причин. Дані, отримані з карт, мають такі переваги:

  • мають чітку територіальну прив’язку,

  • в них немає пропусків, “білих плям” в межах зображуваної території,

  • вони в любій своїй формі придатні для запису на машинні носії

інформації.

4. Картографія


Карта – одне із найважливіших джерел масових даних для формування позиційної і змістової частини баз даних ГІС у вигляді цифрових карт-основ, які створюють єдину основу для позиціонування об’єктів, і набору тематичних шарів даних, сукупність яких створює загальну інформаційну основу ГІС. Пошарове представлення просторових об’єктів має прямі аналогії з поелементним розподілом тематичного та загальногеографічного змісту карт.

Шар (Map Layer) – покриття, яке розглядається в контексті його змістовної визначеності (рослинність, рельєф, адміністративний поділ тощо) чи його статусу в середовищі редактора (активний шар, пасивний шар).

Шар, як правило, є однорідним не тільки за тематикою, але і за типами об’єктів (точкові, лінійні, полігональні, растрові).

Багато процедур обробки і аналізу даних в ГІС базуються на методичному апараті, раніше розробленому в надрах окремих галузей картографії. До них належать операції трансформації картографічних проекцій та інші операції на еліпсоїді, які спираються на теорію і практику математичної картографії і теорії картографічних проекцій, операції обчислювальної математики, які дають можливість здійснювати розрахунок площ, периметрів, показників форм геометричних об’єктів, що не мають аналогів в карто- і морфометрії.


Структура і класифікація


Обов’язковими елементами більш менш повного визначення ГІС слід вважати вказівку на “просторовість”, операційно-функціональні можливості та прикладну орієнтацію систем.

Вважається, маючи на увазі ГІС професійно-географічної направленості, що просторовість є необхідною умовою для кваліфікації певної інформаційної системи як географічної (наприклад, автоматизовані радіонавігаційні системи, хоч і оперують просторово визначеними даними, до географічних інформаційних систем не належать). Основою для відокремлення “ географічних ” від “негеографічних “ інформаційних систем не може служити і зміст даних, які збирають: ідентичні за своїм змістом бази даних можуть обслуговувати зовсім відмінні (в тому числі чисто географічні і явно негеографічні) додатки. Навпаки, системи різного цільового призначення вимушені акумулювати одинакові дані. Наприклад, база даних з цифровим представленням рельєфу використовується для автоматизованого викреслювання ізогіпсів на топографічній карті (топографічна картографія), розрахунку та картографування морфометричних показників (геоморфологія і тематична картографія), пошуку оптимальних трас шосейних доріг чи інших комунікацій (інженерні пошуки та проектування).

ГІС зберігає інформацію про реальний світ у вигляді набору тематичних шарів, які об’єднані на основі географічного положення. Цей простий, але дуже гнучкий підхід довів свою цінність при розв’язуванні різноманітних реальних задач: для слідкування за пересуванням транспортних засобів і матеріалів, детального відображення реальної обстановки та запланованих заходів, моделювання глобальної циркуляції атмосфери.

Будь яка географічна інформація містить дані про просторове положення, чи то прив’язка до географічних чи інших координат, чи посилання на адресу, поштовий індекс, виборчий округ чи округ перепису населення, ідентифікатор земельної чи лісової ділянки, назва дороги і т.п. При використанні подібних посилань для автоматичного визначення місцезнаходження об’єкта (об’єктів) застосовується процедура, яка називається геокодуванням. За її допомогою можна швидко визначити і подивитись на карті, де знаходиться об’єкт чи явище, яке нас цікавить, таке як будинок, в котрому проживає ваш знайомий чи знаходиться потрібна вам організація, де відбувся землетрус чи повінь, за яким маршрутом простіше і швидше можна дістатися до потрібного вам пункту чи будинку.

Проте, завдання ГІС виходять далеко за межі картографії, роблячи їх основою для інтеграції приватних географічних та інших (геологічних, ґрунтових, економічних тощо) наук при комплексних системних геонаукових дослідженнях.

Набір функціональних компонентів інформаційних систем кадастрового призначення повинен містити ефективний та швидкодіючий інтерфейс, засоби автоматизованого введення даних, адаптовану для розв’язування відповідних задач систему управління базами даних, широкий набір засобів аналізу, а також засобів генерації зображень, візуалізації та виведення картографічних документів.

Описова інформація організовується в базу даних, окремі таблиці зв’язуються між собою через ключові поля, для них можуть бути визначені індекси, відношення тощо. Крім того, в ГІС описова інформація зв’язується з просторовими даними. Відмінність ГІС від стандартних систем управління базами даних (dBASE, Access і т.п.) полягає як раз в тому, що ГІС дає можливість працювати з просторовими даними.

П
Растрова и векторна моделі просторових даних.

росторові дані в ГІС представляються у двох основних формах - векторній і растровій. Векторна модель даних базується на представленні карти у вигляді точок, ліній і плоских замкнутих фігур. Растрова модель даних базується на представленні карти з допомогою регулярної сітки однакових за формою і площею елементів. Відмінності між цими моделями даних пояснюються рисунком

На цьому рисунку показано як об’єкти місцевості – озеро, річка, ліс, поле і т.п. відображаються з допомогою векторної моделі – лініями і полігонами, а також як вони ж відображаються з допомогою растрової моделі – по-різному розфарбованими квадратиками. В нижній частині рисунка показано відображення озера і річки в іншій проекції. Тут видно, що растрова модель даних це набір однакових за величиною, але по різному розфарбованих, квадратиків. В векторній моделі даних озеро зображено пофарбованим многокутником, який в ARC\INFO називається полігоном (polygon), а річка ламаною лінією, яка називається дугою (arc). Початок і кінець цієї ламаної лінії називаються вузлами (node).


5. Застосування ГІС


На верхньому рівні класифікації всі інформаційні системи розподіляються на просторові і непросторові. ГІС, відповідно, відносяться до просторових, діляться на тематичні ( наприклад, соціально-економічні) і земельні (кадастрові, лісові, інвентаризаційні та інші). Існує розподіл за територіальним охопленням (загальнонаціональні і регіональні ГІС); за метою (багатоцільові, спеціалізовані, в тому числі інформаційно-довідкові, інвентаризаційні, для нужд планування, управління); за тематичною орієнтацією (загальногеографічні, галузеві, в тому числі водних ресурсів, використання земель, лісокористування, туризму, рекреацій тощо). (Додаток 6).

Одним із основних джерел даних для ГІС є матеріали дистанційного зондування. Вони об’єднують всі типи даних, які отримують з носіїв космічного (пілотовані орбітальні станції, кораблі багаторазового використання типу ”ШАТТЛ”, автономні супутникові знімальні системи і т.п.) та авіаційного базування (літаки, гелікоптери та мікроавіаційні радіокеровані апарати) і складають значну частину дистанційних даних (remotely sensed data) як антонім контактних (перш за все наземних) видів зйомок, способів отримання даних вимірювальними системами в умовах фізичного контакту з об’єктами зйомки. До неконтактних (дистанційних) методів зйомки окрім аерокосмічних відносяться різноманітні вимірювальні системи морського (надводного) и наземного базування, включаючи, наприклад, фототеодолітну зйомку, сейсмо- , електро-, магніторозвідку та інші методи геофізичного зондування надр, гідроакустичні зйомки рельєфу морського дна з допомогою гідролокаторів бокового огляду, інші способи, засновані на реєстрації власного чи відбитого сигналу хвильової природи.

Геоінформаційні системи є важливим інструментом збору та планування географічних об’єктів. Світові ГІС можна досить чітко розбити на три основні категорії:


  • Потужні повнофункціональні ГІС на основі робочих станцій на UNIX-

системах та RISC-процесорах.

  • ГІС середньої потужності ( чи ГІС з редукованими можливостями)

класу MAPINFO на PC-платформі.

  • Програми, які побудовані за принципом ГІС та мають малі потреби в

ресурсах ЭОМ.

Останнім часом в середовищі ГІС широко використовуються портативні приймачі даних про координати об’єктів з глобальної системи навігації (позиціонування) GPS, які дають можливість отримувати планові і висотні координати з точністю від кількох метрів до кількох міліметрів, що у поєднанні з портативними персональними ЭОМ та спеціалізованим програмним забезпеченням обробки даних з системи GPS дозволяє використовувати їх для польових зйомок в умовах необхідності їх надоперативного виконання (наприклад, при ліквідації наслідків стихійних лих та техногенних катастроф).( Додатки 1, 3 – 5).

Мінімальний набір критеріїв, які дозволяють ідентифікувати кожну конкретну геоінформаційну систему, створює “систему координат“ трьохвимірного простору, осями якого є: територіальне охоплення і пов’язаний з ним функціонально масштаб (чи просторовий розв’язок), предметна галузь інформаційного моделювання та проблемна орієнтація. Однією із галузей застосування технології ГІС є пошук затонулих кораблів.

(Додаток 2).


6. Перспективи розвитку ГІС на найближчі роки


Характеристика напрямків розвитку

Перший напрямок розвитку ГІС. Гіс-технології об'єднані з даними дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) з космосу, з літаків і будь-яких інших літальних апаратів. Десятки орбітальних систем передають високоточні космічні знімки будь-якої території нашої планети. Сформовані архіви і банки даних цифрових знімків на величезну територію земної кулі. Вони відносно доступні для споживача (оперативний пошук, замовлення й одержання по системі Інтернет), що дає можливість проведення зйомок будь-якої території за бажанням споживача, з наступною обробкою й аналізом фотографій із космосу за допомогою різних програмних засобів, інтегрованих з ГІС-пакетами і ГІС-системами.

Другий напрямок розвитку ГІС - спільне і широке використання даних високоточного глобального розташування того чи іншого об'єкта отриманих за допомогою систем GPS (США) чи ГЛОССНАС (Росія). Ці системи, особливо GPS, уже зараз широко використовуються в морській навігації, повітроплаванні, геодезії, військовій справі й інших галузях людської діяльності.

Третій напрямок розвитку ГІС пов'язаний із розвитком системи телекомунікацій, у першу чергу міжнародної мережі Інтернет і масовим використання глобальних міжнародних інформаційних ресурсів.

Висновки


Створення карт і географічний аналіз не є чимось абсолютно новим. Проте технологія ГІС автоматизує процедуру аналізу и прогнозу.

Сьогодні ГІС вивчають в школах, коледжах та університетах. Цю технологію застосовують практично у всіх сферах людської діяльності – чи то аналізу таких глобальних проблем як перенаселення, забруднення території, скорочення лісових угідь, природні катастрофи, чи то розв’язування окремих задач, таких як пошук найкращого маршруту між пунктами, підбір оптимального розташування нового офісу, пошук будинку за адресою, прокладка трубопроводу на місцевості, різноманітні муніципальні задачі.

Створення та ведення всіх видів кадастрів залишається однією з найважливіших проблем управління територіями на сучасному етапі. Дані кадастрів необхідні для інформаційного забезпечення господарської діяльності в регіонах і містах, екологічного моніторингу та раціонального використання природних ресурсів.


Література


  1. Основи геоінформатики: У 2-х кн. Кн. 1: Учб. посібник для студ. вузів / Е. Г. Капралов, А. В. Кошкарев, В. С. Тикунов та ін; під ред. В. С. Тикунова. - М.: Видавничий центр "Академія", 2004.

  2. Основи геоінформатики: У 2-х кн. Кн. 2: Учб. посібник для студ. вузів / Е. Г. Капралов, А. В. Кошкарев, В. С. Тикунов та ін; під ред. В. С. Тикунова. - М.: Видавничий центр "Академія", 2004.

  3. Майкл де Мерс, Географічні інформаційні системи. М.: "Дата +", 2000.

  4. Марков С. Принцип роботи GPS та її використання. КНУБА.

  5. Інтернет. UROKI.NET. GPS - Матеріали до уроків «Замість компаса».

  6. ГЛОНАСС. Інформаційно-аналітичний центр.

  7. Макаров В.В. та ін Географія і геоінформатика - спільний прорив у XXI столітті. Саратовский держуніверситет.

  8. Форум «Жива географія та геоінформаційні системи для школярів».

  9. Герасимова Т.П. та ін Початковий курс географії. М., Дрофа, 2005.

  10. Нікітіна Н.А. Поурочні розробки з фізичної географії. ВАКО, 2004.

  11. WWW.SVITYAZ.ORG.UA

  12. WWW.SHATSK.COM/LACES.PHP

  13. WWW.POEZDNIK.KIEV.UA/OZERA/KLIMIVSKE/

  14. WWW.SHATSK.COM

Додатки

Додаток 1

МОНІТОРИНГ ЕКОЛОГІЧНИХ КАТАСТРОФ:

ОБМІЛІННЯ АРАЛЬСЬКОГО МОРЯ


Одна із значних екологічних катастроф нашого століття сталася в Приараллі і зв’язана вона з падінням рівня Аральського моря. Аральське море — друга за величиною після Каспію безстокова водойма на Землі.

Арал не зв’язаний з океаном, тому насправді це озеро, а не море. Морем його називають через величезні розміри та режим, схожий з морським.

В першій половині ХХ ст. режим Аральського моря був досить стабільним: водойма мала регулярне живлення водами рік, які впадають в нього: Амудар’ї та Сирдар’ї і майже стабільний рівень. Але в 60-і року рівень Аралу став швидко падати, і водойма почала міняти обриси.

Після багатьох років інтенсивного та надто нераціонального ведення господарства, що було пов’язано із збільшенням площ поливних земель і збільшенням інтенсивності самого зрошення, в Приараллі значно скоротився стік рік, що впадають в Арал. Велику роль в цьому зіграло спорудження великих зрошувальних каналів (Каракумський, Великий Ферганський), збільшення забору води і додаткові втрати води на випаровування з поверхні численних водосховищ.

Зниження рівня Аральського моря розпочалось з 1961 р., причому падіння рівня йшло з прискоренням. За 1961–1970 рр. він знизився на 2,0 м, середня інтенсивність зниження складала 20 см/рік. В 1971–1980 і 1981–1990 рр. рівень понизився відповідно на 5,7 и 7,2 м; а середня інтенсивність його падіння збільшилась до 57 и 72 см за рік.

За 30 років (1961–1990 рр.) рівень Аральського моря знизився на 14,8 м. Одночасно значно скоротилися обсяги води (з 1 093 до 330 км3, тобто на 763 км3, або більш ніж в 3 рази) і площа водойми (з 68 480 до 36 500 км2, або майже вдвічі). Середня глибина зменшилась з 16,0 до 9,0 м, тобто на 7 м. До 1995 р. рівень водойми понизився ще приблизно на 2 м. Таким чином, за 35 років рівень Аралу знизився майже на 17 м.

В 1988–1989 рр. дві частини водойми (менша північна — Мале море, або Малий Арал, і велика південна, або Великий Арал) повністю розділилися. В Мале море поступав невеликий сток Сирдар’ї, Велике море живив сток Амудар’ї. Останнім часом площа Малого моря мінялась незначно, що свідчить про стабілізацію його рівня. Площа Великого моря продовжувала зменшуватися. Протока Берга, яка раніше з’єднувала Мале і Велике моря, перетворилася в невеличку, але досить довгу протоку, по якій надлишки води із Малого моря скидалися у Велике море.

Таким чином, на очах одного покоління сталася одна із найбільших на Землі екологічна катастрофа. За 40 років унікальний, цінний в екологічному і економічному відношенні Арал обмілів і практично втратив своє рибогосподарське, транспортне і рекреаційне значення. Водойма, яка висихає, справляє негативний вплив на природні, соціально-економічні, санітарно-епідеміологічні умови прилеглих територій.



Додаток 2

ВИКОРИСТАННЯ GPS ДЛЯ ПОШУКУ ЗАТОНУЛИХ КОРАБЛІВ



Карта пошуку затонулих кораблів


До недавнього часу для визначення свого місцезнаходження не існувало жодного зручного і універсального способу. Виникнення Глобальної Системи Позиціонування (GPS) призвело до кардинальних змін.

Сьогодні в любій точці на Землі и в навколоземному просторі, в любий час прилад GPS забезпечує вирішення любих задач, які вимагають визначення місцезнаходження і параметрів руху.

Галузі застосування GPS надзвичайно широкі. Це і навігація любих рухомих об’єктів – о приватних автомобілів, інкасаторських машин, кораблів та літаків.

Проблема візуалізації результатів площинного обстеження затонулих суден та інших небезпек перебуває на стадії вивчення.


Тривимірна модель затонулого судна “Суліна”, побудована в утиліті “TIN Model”


Фото GeoTIF затонулого судна “Суліна”





Тривимірна модель затонулого судна “Суліна”, побудована в утиліті “3DTV”

Додаток 3




ВИКОРИСТАННЯ ЗАСОБІВ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ І ГІС-ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ МОНІТОРИНГУ СУЧАСНОГО ВУЛКАНІЗМУ


1. Моніторинг активних кратерів і вулканів, побудова геолого-геоморфологічних і структурних карт вулканів з використанням даних багатозональної космічної зйомки.

2. Спостереження за динамікою морфології кратерів вулканів з кількісною оцінкою обсягів, отримання еталонних цифрових моделей вулканів з використанням фотограмметричних методів обробки даних аерофотозйомки і космічної зйомки.

3
Моніторинг викидів газу і попелу в атмосферу
.
Моніторинг газових викидів і золи в атмосферу з використанням даних космічної зйомки.


Можливий сценарій розповсюдження хмар із золи від виверження вулканів в північній частині Тихоокеанського регіону



Додаток 4

СПОСТЕРЕЖЕННЯ ЗА ПАВОДКАМИ І ПОВЕНЯМИ


Повені є одним з найстрашніших природних і техногенних явищ, які приводять до великих економічних втрат і людських жертв. Викликають повені найчастіше тривалі, інтенсивні дощі та зливи, на ріках Північної півкулі — бурхливим таненням снігу, а також заторами льоду. У високогір’ї відомі випадки, коли повені викликались проривами внутрішніх льодовикових озер в результаті аномально високих температур повітря і зливових дощів. В приморських районах при сильних вітрах трапляються нагоні паводки, а при підводних землетрусах та виверженнях вулканів — повені, які викликані хвилями цунамі. В цій ситуації важливими питаннями стають прогноз та попередження катастрофічних подій.

За даними зарубіжних джерел, за період з 1962 по 1992 рр. кількість потерпілих від паводків в світі склала 36% від загальної кількості потерпілих у всіх природних і техногенних катастрофах. Тому забезпечення захисту населення і господарських об’єктів від паводків є пріоритетним напрямком.

Космічна інформація дає можливість не тільки спостерігати розвиток паводка чи повені, але і отримати оперативний прогноз зон затоплення, оцінювати нанесені збитки, розв’язувати задачі вибору захисних дамб для стримування повені, виявляти ділянки, яким ще загрожує затоплення тощо. Застосування комп’ютерних алгоритмів обробки даних робить можливим автоматичне визначення межі води и суходолу, площ затоплених земель, а також виявлення територій, які знаходяться в небезпеці через підйом рівня води.

Більшість населених пунктів традиційно розташовані поблизу водних об’єктів. Останнім часом відмічається тенденція прискорення забудови прибережних територій — прируслових терас. Важлива особливість космічного моніторингу — це можливість суміщення оперативної інформації про стан місцевості (фотопортрета місцевості) і цифрових картографічних шарів ГІС, які містять дані про планування міського будівництва, проектування захисних споруд, розвиток інфраструктури, для оцінки риску можливого затоплення.

Після різкого потепління, яке викликало танення снігу, а також сильних дощів 25 грудня 2009 р.рівень води в ріках Закарпатської області істотно піднявся. Про це повідомили в Управлінні інформації та зв’язків з громадськістю Закарпатської ОДА.

Рівень води в ріках піднявся до 4 метрів і досяг II-III ступеня протипаводкового захисту – це найвищий ступінь. В Закарпатській обласній державній адміністрації відмічають, що до паводку готові. Зокрема, дякуючи системі моніторингу стану річок своєчасно вдалося попередити районні, сільські і селищні ради. Всі дамби і берегові укріплення, в тому числі новобудови, витримали натиск води. Працюють обласна і районні комісії з питань техногенно-екологічної безпеки і надзвичайних ситуацій. Задіяні аварійні бригади і необхідна техніка, які укріплюють дамби, відкачують воду з підвалів.

23 грудня МНС попереджувало про можливість сходу снігових лавин і підняття рівня води в ріках Закарпатської області.

Додаток 5

МОНІТОРИНГ НЕБЕЗПЕЧНИХ ПРИРОДНИХ ЯВИЩ:

ГЕНАЛДОНСЬКА ЛЬОДОВИКОВА КАТАСТРОФА 2002 р.


Ввечері 20 вересня 2002 року біля 20 години в долині ріки Геналдон, яка знаходиться на північному схилі Великого Кавказу в Північній Осетії, сталася найбільша в історії Росії льодовикова катастрофа. Гігантський вал води, льоду і каміння пронісся вниз по долині, зносячи все на своєму шляху. Основним джерелом льодової маси був льодовик Колка, розташований на північному схилі Казбексько-Джимарайського гірського масиву, який є частиною Бокового хребта Великого Кавказу.

Г
Слід руху льодово-водно-кам’яної маси по долині ріки Геналдон


рандіозна за обсягом льодова маса була зупинена тісниною Скелястого хребта нижче від Кармадонської котловини, а породжені нею селеві потоки не дійшли до поселення Гізель, в якому нараховується 10 000 мешканців, всього 2 км. В результаті стихійного лиха були знищені бази відпочинку, житлові будинки, інфраструктура, завод мінеральних вод.

За офіційними даними, на кінець грудня 2002 р. було знайдено останки 19 загиблих, без вісти пропали 106 осіб. Льодова маса в Кармадонській котловині перегородила шлях боковим притокам Геналдона і утворились численні озера. Найбільше з них затопило три вулиці поселення Стара Саниба. В жовтні 2002 р. вчені оцінювали об’єм Санібанського озера в 3 млн м3. Був ризик раптового прориву озера через льодову масу, що могло привести до катастрофічних селів і затопленню села Гизель. Між іншим, район льодовика Колка, з якого почався катастрофічний потік, знаходиться у високогір’ї та є важкодоступним в осінньо-зимовий час.

При оперативній оцінці розвитку ситуації унікальну роль може зіграти багатократна прицільна зйомка з супутників серії IRS.

За матеріалами космічної зйомки можна припустити, як відбувалися події в момент катастрофи. Значна частина льодовика Колка була, ймовірно, вибита обвалами і скинута вниз по долині. Потім гігантська маса рушила вниз по долині, залучаючи в рух сипкі відкладення, воду, мертві льоди. Одночасно з цим льодово-камінна маса пройшла по поверхні льодовика Майлі, залишивши слід, який добре видно на знімку.

Після удару об Скелястий хребет основна частина льоду зупинилась і відклалась у Кармадонській котловині. На знімках добре видно Санібанське озеро (1).

Висока активність небезпечних природних процесів в районі робить космічну зйомку важливим інструментом моніторингу і попередження надзвичайних ситуацій.




Додаток 6

ПРОЕКТ «ШАЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПРИРОДНИЙ ПАРК»


Карти дають нам уявлення про навколишній світ і можливість орієнтуватися в ньому, показуючи всі видимі елементи місцевості з однаковими подробицями. На них відображаються: рельєф, гідрографія, рослинність, ґрунти, населені пункти, мережа доріг, соціально-економічні та інші об’єкти, що дає можливість комплексно оцінювати територію.

Частина карт не оновлюється систематично. Між тим, сучасний світ дуже мінливий: ростуть міста, з’являються нові населені пункти, будуються дороги, комунікаційні мережі, інженерні споруди, освоюються нові райони видобування корисних копалин, вирубуються ліси, змінюється структура землекористування. Тому постійно виникає задача оновлення карт.

Як первинний матеріал для створення карт традиційно використовувались аерофотознімки. Космічні цифрові знімки надають нові можливості: здешевлення повторних зйомок, збільшення площі охоплення місцевості та зниження спотворень, пов’язаних з рельєфом. Тому зйомки із космосу використовуються все ширше, і в перспективі можуть стати основним методом оновлення карт.

Деякі параметри неможливо отримати за знімками, тому необхідно долучати додаткові джерела даних.

При оновленні карт наносяться лише зміни контурів елементів, а при складанні карт необхідно визначити точне положення цих елементів. Тому для складання карт необхідно мати космічні знімки високої якості.

Космічні знімки дозволили не тільки прискорити складання і оновлення тематичних карт, але й відкрити нові явища, а також створити нові типи карт. Наприклад, тільки на космічних знімках видно системи дрібних озер, хмар, оперативна зйомка яких дає можливість метеорологам уточнювати прогнози і слідкувати за небезпечними стихійними явищами, наприклад ураганами, отримувати інформацію про природні умови.

Знімки широко використовуються для оновлення геологічних, геоморфологічних, гідрологічних, океанологічних, метеорологічних, геоботанічних, ґрунтових, ландшафтних карт. Для кожного типу тематичних карт є своя методика їх складання і оновлення за космічними знімками, яка використовує в певному співвідношенні малюнок знімка і значення яскравості в кожній його точці (яке відповідає спектральній відбивальній здатності поверхні, її температурі чи іншим характеристикам, в залежності від типу знімка). Використання космічних знімків при складанні тематичних карт сприяє збільшенню детальності карти і малюванню контурів, які більше відповідають природному рисунку.

Важливо відзначити, що використання космічних знімків, в сполученні з польовими дослідженнями, дає можливість оперативно обновляти різноманітні серії державних карт, в тому числі карти лісової таксації, карти грунтів, геоботанічні карти.




Космічний знімок району Шацьких озер





Топографічна карта району Шацьких озер

Геоботанічна карта ендеміків Шацьких озер



База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка