Может ли гис работать на 1 компьютере
Василий Иванов
К.в.н., полковник,
Военная академия связи «имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого» МО РФ, доцент кафедры боевого применения войск связи.
Игорь Титов
Майор, слушатель командного факультета, Военная академия связи «имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого» МО РФ.
Дмитрий Морозов
Курсант факультета радиосвязи, Военная академия связи «имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого» МО РФ.
В статье рассматриваются вопросы назначения, структуры и порядка формирования элементов базы данных в интересах создания интерактивной электронной карты с использованием геоинформационной системы военного назначения ГИС «Оператор». Разработанная база данных в ГИС является единой информационной системой хранения и представления данных, получаемых от различных источников и разного формата (текстового, графического, медийного и др.).
На вооружение ВС РФ приняты два комплекса ГИС: «Интеграция» и «Оператор», которые работают в различных операционных системах, таких как Windows, Linux, МСВС [1, 2].
Наибольшую популярность в войсках и органах военного управления получила ГИС «Оператор», основные функции которой приведены на рис. 1.
Рис. 1. Основные функции ГИС «Оператор»
ГИС позволяют создавать такие цифровые модели, которые отображают информацию, точно соответствующую потребностям пользователя. Кроме того, ГИС дают новые возможности трехмерного отображения картографической информации, недоступные для бумажных карт. Трехмерное представление цифровых моделей из конкретной точки или облет местности с нанесенной оперативной обстановкой обеспечивает получение более полной картины командиру любого звена, чем просто бумажная карта с нанесенными на нее объектами.
Пример таблицы базы данных отображаемой информации
Наименование
В/Н
Начальник
Экипаж
РРН
Направление ВОЛС
Направление ЗАС
Колво абонентов
Одно из главных требований к военной карте — поддержка отображения изменений оперативной обстановки во времени. ГИС должна отображать цифровые модели в виде слоев, которые перекрываются, показывают текущую обстановку и связанные с ней элементы местности. Обычная бумажная карта не способна быстро отобразить ситуацию. ГИС позволяет это сделать путем передачи по каналам связи слоев с текущей обстановкой [2].
Сама по себе электронная карта будет выполнять свои функции только тогда, когда она будет обеспечена соответствующим инструментарием. Без средств просмотра, расстановки условных знаков, анализа, печати — средств построения цифровых моделей, она малопригодна для использования.
Работа должностных лиц (ДЛ) по принятию решения и планированию связана с получением большого объема информации от взаимодействующих и подчиненных, отделов и служб.
Использование ГИС ВН в работе ДЛ органов управления войск является новой ступенью по обеспечению управления войсками и оружием, что, в свою очередь, определяет необходимость поиска новых решений по их применению для выполнения новых задач ходе принятия решения и планирования, в том числе и связи.
Каждое решение командира любого уровня связано с комплексной оценкой различных данных, которые можно представить с помощью ИЭК.
Электронные карты с оперативной обстановкой являются одним из основных инструментов работы командиров различных уровней управления.
Последние обновления ГИС позволяют наряду с расчетными задачами решать информационные задачи на основе интеграции в ГИС ВН различной текстовой, графической и специальной информации, тем самым превращая электронную карту в мощнейший информационносправочный инструмент с широкой интеграцией информации в ее объекты. Таким образом, пользователь (должностное лицо) создает с использованием ГИС интегрированную электронную карту боевой обстановки (обстановки по связи) или другой необходимой тематики.
Интеграция — процесс объединения нескольких частей в одно целое. Суть интеграции в ГИС заключается в том, что имеется возможность на карте отображать информацию о местности, оперативной обстановке, о различных процессах и событиях [3, 4].
Интегрированная электронная карта (ИЭК) предназначена для представления пользователям (ДЛ) боевой, политической, специальной и информационной обстановки с привязкой к местности. Пример интегрированной электронной карты представлен на рис. 2.
Рис. 2. Пример совмещения всех данных на одной электронной карте
В ней ДЛ одновременно с расчетами решаются вопросы оптимизации информации, ее наглядности, точности, обеспечение привязки по времени, местности. Интегрированная рабочая карта позволяет работать с графическими и текстовыми материалами непосредственно в ГИС.
Работу ИЭК можно обеспечить в совокупности с автоматизированными системами управления. Область применения данных карт: повседневная деятельность войск, подготовка к боевым действиям, учениям, обеспечение дежурства на пунктах управления и т.д.
Вариантов интеграции разнородных данных существует огромное количество, необходимо соблюдать принцип минимума объектов и документов на карте; любую информацию возможно развернуть посредством скрытых ссылок на документы с тактикотехническими характеристиками или справок по событиям в свойствах объектов. Основываясь на данном методе, возможно в сжатые сроки подгрузить данные из базы данных на топографическую карту оперативной обстановки [4].
Первым шагом для создания базы данных в ГИС необходимо определить, какую информацию мы хотим видеть при выборе объекта на карте, то есть составить приблизительную таблицу базы данных отображаемой информации (пример представлен в таблице).
Следующий шаг — создание данной таблицы в ГИС: База -> Создать проект (рис. 3).
Рис. 3. Создание базы данных
После этого откроется окно администратора базы данных, где в окне создания проекта необходимо указать название таблицы и место для хранения файла (рис. 4).
Рис. 4. Окно администратора базы данных
Рис. 5. Окно редактора таблиц
Следующим действием откроется окно редактора таблиц, в котором уже нужно создать таблицу таким путем: Таблица -> Новая таблица (рис. 5).
В дальнейшем необходимо в открывшемся окне Создание таблицы выбрать тип таблицы — по умолчанию стоит тип Paradox 7. В целом для создания таблицы этого типа будет достаточно, поэтому оставляем данный тип таблицы и нажимаем «OK» (рис. 6).
Рис. 6. Окно выбора типа таблиц
После этого откроется непосредственно окно создания таблицы с выбранным типом таблицы, с помощью кнопок Добавить можно добавить строку, указав наименование строки, тип строки, размер и ключ, если это необходимо. Для выбора типа строки необходимо нажать правую кнопку мыши или «Пробел» и из появившегося списка выбрать необходимый тип (рис. 7).
Рис. 7. Выбор типа строки
Примечание. Для некоторых типов строк выбрать размер невозможно. К таким типам относятся: S — короткое целое, N — числовое, $ — деньги и др. Об этом также будет показана подсказка снизу (рис. 8). Задание поля Ключ предполагает ключевые поля, которые должны отображаться первыми в списке полей.
Доводим таблицу до необходимого вида и сохраняем ее нажатием на кнопку Сохранить как, где указываем имя таблицы, место для хранения данной таблицы, и нажимаем «ОК» (рис. 9).
Рис. 8. Подсказка при выборе параметра таблицы
Рис. 9. Сохранение таблицы данных
После указания имени и выбора места хранения таблицы на компьютере необходимо также указать имя таблицы в проекте, где автоматически будет присвоено такое же имя (рис. 10).
По нажатию кнопки Добавить таблица будет добавлена в проект создаваемой базы данных. Окно редактора таблиц, которое отобразится после добавления таблицы, допускается закрыть, так как на данном этапе оно уже не потребуется, и в окне проекта, на вкладке Источники данных, развернув ветку Локальные таблицы, можно увидеть созданную таблицу. Двойным нажатием мыши по названию данной таблицы откроется заполняемая форма таблицы (рис. 11).
Рис. 10. Окно параметров таблицы
Рис. 11. Окно заполняемой формы таблицы
Рис. 12. Установка связи объекта с записью в таблице
Заполняем открывшуюся таблицу необходимой информацией, то есть вносим некоторые сведения об объекте, и производим связь с нужным объектом по кнопке Связать объект и запись (рис. 12).
Данное действие необходимо, чтобы запись из таблицы отображалась только при выборе нужного объекта.
Для более удобного восприятия информации об объекте возможно создать форму, в которой информация об объекте будет отображаться в ином виде. Для этого в окне проекта выбираем вкладку Формы пользователя и нажимаем кнопку Создать (рис. 13).
Рис. 13. Создание формы пользователя
После этого откроется окно для создания формы, то есть пустой шаблон и панель инструментов Конструктор форм, в которой на вкладке Доступ к данным BDE выбираем значок таблицы и указываем ее на форме. Задаем имя таблицы, выбираем в списке таблиц проекта уже созданную таблицу и нажимаем Выполнить (рис. 14).
Рис. 14. Привязка таблицы к форме
Заполняем другие поля в Инспекторе объектов, как показано на рис. 15.
Рис. 15. Инспектор объектов
Добавляем в нашу форму объект изображения на вкладке Управление данными по кнопке Изображение и также заполняем Инспектор объектов, где в строке Поле выбирается значение из таблицы, в котором было присвоено изображение. Предварительно в строке Набор данных следует выбрать нашу таблицу, как показано на рис. 16.
Рис. 16. Добавление изображения на форму
Доводим форму до ума для указания на форме других элементов отображения или управления информации, используя такие кнопки, как:
На рис. 17 показано, как выглядит часть элементов на форме.
Рис. 17. Элементы взаимодействия таблицы с формой
Рис. 18. Готовая форма отображаемой информацией
Доведем форму до нужного нам вида, как, к примеру, показано на рис. 18, и закроем ее. При закрытии формы также необходимо сохранить ее с помощью кнопки Сохранить как (рис. 19).
Рис. 19. Окно сохранения формы
После сохранения форма будет отображаться в списке форм пользователя (рис. 20).
Рис. 20. Окно проекта форм пользователя
Чтобы созданная форма отображалась при выборе объекта на карте, необходимо установить связь с картой с помощью соответствующей кнопки, которую также можно видеть на рис. 20.
После нажатия кнопки Связь с картой отобразится окно параметров связи форм пользователя и объектов карты. В поле Имя формы выбираем созданную форму, в строке Тип связи указываем Объект либо Слой (в нашем случае Объект), в поле Локализация — Любой, как показано на рис. 21.
Рис. 21. Параметры связи форм пользователя и объектов карты
Также указываем в поле Значение ключа необходимый объект, с которым хотим установить связь. Откроется окно параметров связи карты и таблицы данных, где выбираем соответствующий каталог, то есть созданную таблицу данных, и указываем параметры (рис. 22).
Рис. 22. Параметры связи карты и таблицы данных
После этого нажимаем кнопку Установить; в результате отобразится окно выбора объекта карты, в которой необходимо указать название карты, слой, локализацию и название самого объекта, — данные действия отражены на рис. 23.
Рис. 23. Выбор объекта карты для связи
После проделанных действий необходимо в окне Параметры связи форм пользователя и объектов карты нажать кнопку Установить, чтобы сохранить значение ключа. Финальным действием выбираем объект с привязкой к базе данных и получаем информацию об объекте в созданной форме, где объект также подсвечивается цветовой обводкой (рис. 24).
При первом запуске ГИС для выбора объекта, по которой необходимо отобразить информацию, программа попросить выбрать таблицу в окне администратора проекта (рис. 25).
Рис. 24. Запрос данных из базы для объекта
Рис. 25. Итоговое отображение формы с привязкой к объекту
Вариантов интеграции разнородных данных существует огромное количество, поэтому необходимо соблюдать принцип минимума объектов и документов на карте — любую информацию возможно развернуть посредством скрытых ссылок на документы с тактикотехническими характеристиками или справок по событиям в свойствах объектов. Основываясь на данном методе, возможно в сжатые сроки подгрузить информационные блоки на топографическую карту оперативной обстановки.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что использование интерактивных электронных карт с помощью ГИС ВН в интересах Вооруженных Сил обеспечивает возможность ускорения разработки карт оперативной обстановки, экономии сил и средств, а также своевременность изменения карты ввиду быстрой смены местоположения подразделений во время учений и боевых действий.
В результате повышается оперативность принятия решений, базирующихся на обработке больших массивов данных и их минимального представления в ходе принятия решения.
1. . это компьютерная система, позволяющая показывать необходимые данные на электронной карте.
2. . направление информатики, получившее свое название от объектов исследования.
3. . система для рабочих групп, они ориентированы на крупные компании и могут поддерживать территориально разнесенные узлы или сети.
4. . комплексная автоматизированная информационная система, в которой объединены электронные медицинские записи о пациентах, данные медицинских исследований в цифровой форме.
Что позволяют Геоинформационные системы в Интернете пользователям?
Как можно управлять интерактивной картой?
1. изменять масштаб
Может ли ГИС работать на одном компьютере?
3. Затрудняюсь ответить
Для чего предназначены Геоинформационные системы в Интернете?
2. для хранения географических данных
3. для анализа географических данных
4. для обработки числовой информации
5. для передачи числовой информации
Что включают Геоинформационные системы в Интернете?
1. растровые карты
2. векторные карты
3. данные о географических объектах
5. информацию о спутниковых навигаций
Данные о географических объектах хранятся в .
Где можно найти интерактивные карты мира?
1. в атласе мира
3. в энциклопедии
1. Система обеспечивающая измерение времени.
2. Система вычисляющая растояние и определяющая местоположение.
3. Спутниковая система навигации.
4. Все варианты вместе.
Геоинформационная система «Дубль ГИС Ульяновск» - это.
1. . интегрированная система, позволяющая пользователю одновременно работать с разными видами информации, связанная с базами данных и поддерживающая функции поиска по различным параметрам.
2. . функция поиска по различным параметрам (названию, телефону, адресу, e-mail, www-адресу, сфере деятельности фирмы, а также по ее местоположению на карте).
3. . система для легкого нахождения любого объекта и проложения маршрута между двумя или несколькими объектами.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
Видеолекции для
профессионалов
- Свидетельства для портфолио
- Вечный доступ за 120 рублей
- 311 видеолекции для каждого
Тема урока «Геоинформационные системы»
Дата проведения: 24.11.15
Цели урока:
Образовательные:
Познакомить с назначением и возможностями геоинформационных систем;
Показать основные приемы поиска и средства навигации в ГИС «2GIS Ульяновск»
Развивать умения применять изученные понятия, результаты, методы для решения задач практического характера;
Формировать навыки и умения целесообразного поведения при работе с компьютерными программами;
Воспитывать самостоятельность, критичность, самоконтроль;
Контролировать соблюдение правил ТБ.
Тип урока: усвоения новых знаний и умений
Вид урока: комбинированный с элементами исследования.
Проектор, экран, компьютерная презентация Smart Board .
Компьютеры для индивидуальной работы.
ПО «2GIS Ульяновск»
Распечатанный дидактический материал: карточки с заданиями.
Список использованной литературы и источников:
Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник 10-11 классов/И.Г.Семакин, Е.К.Хенер. - М.: БИНОМ.Лаборатория знаний. 2010.246с.:ил.
Информатики и информационные технологии: учебник для 10-11 классов / Н.Д Угринович. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.- 511с. :ил.
1 этап. Организационный
Учитель: Добрый день.
2 этап Мотивационный (целеполагание)
Учитель: Сегодня мы рассмотрим способы ориентирования в незнакомом городе. Всем нам хоть раз в жизни приходилось (или придется) побывать в ситуации: оказаться в незнакомом городе, без друзей и знакомых, не зная где и что находится, но суметь сориентироваться. Вы - выпускники, не за горами выпускной и поступление в ВУЗ. Кто-то уедет в Ульяновск, кто-то в Самару, Казань, Питер, а кто-то в столицу. В крупных городах потеряться можно за 5 минут. Как этого не допустить? Какими средствами воспользоваться? Сегодня мы совместно попытаемся решить эту проблему.
Итак, наша задача – найти оптимальный способ ориентирования на местности, в чужом городе. Какими средствами воспользовались бы вы?
(ответы детей: спросить прохожих, позвонить другу, воспользоваться услугами гида, использовать карту, навигатор)
Учитель: То, что вы предложили, имеет место быть. Но мы живем в век информационных технологий, поэтому говорить сегодня будем о современном способе ориентирования на местности. Сегодня бумажные карты и справочники – это прошлый век, их заменили ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ или коротко, ГИС.
(Запись темы урока в тетрадь)
3. Изучение нового материала
Учитель: Сегодня важно уметь работать с имеющейся информацией. Существуют виды деятельности, в которых карты - электронные, бумажные или хотя бы представляемые в уме - незаменимы. Даже в быту, мы регулярно работаем с информацией о географическом положении объектов - магазин, детский сад, остановка, работа, школа… Пространственное мышление естественно для нашего сознания. (Раскрытие цели урока)
Учитель: ГИС (геоинформационная система) - это современная компьютерная технология для картографирования и анализа объектов реального мира, а также событий, происходящих на нашей планете, в нашей жизни и деятельности.
Геоинформационная система - это компьютерная система, позволяющая показывать необходимые данные на электронной карте. На карты ГИС можно нанести не только географические, но и многие другие виды данных.
В отличие от обычной бумажной карты, электронная карта, созданная в ГИС, содержит скрытую информацию, которую можно «активизировать» по необходимости. ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения. Назовем виды данных, которые представлены в системе Google Erch:
(называют)
Векторная карта
Ландшафт
Спутник (фото)
Данные с веб-камер
Вывод учителя. Правильно. Таким образом, каждый слой состоит из данных на определенную тему.
Вы можете просматривать каждый слой-карты по отдельности, а можете совмещать сразу несколько слоев, или выбирать отдельную информацию из различных слоев и выводить ее на карту.
ГИСы бывают разными и области применения их широки (записывают):
Интернет-ГИС – на различных сетевых порталах, предоставляющих электронные карты;
Профессиональные (для государственных и отраслевых структур);
САПР-ГИС – в системах автоматического проектирования;
Встроенные ГИС – системы, установленные на автомобилях, водном транспорте, подводных лодках, современном железнодорожном транспорте (работают на основе спутниковых технологии GPS);
Настольные ГИС – системы, которые устанавливаются на рабочих и домашних компьютерах.
Учитель: Сегодня на уроке мы более подробно рассмотрим функции и возможности настольной геоинформационной системы «2ГИС Ульяновск».
Геоинформационная система «Дубль ГИС Ульяновск» - интегрированная система, позволяющая пользователю одновременно работать с разными видами информации (картами, справочниками), имеющая стандартный Windows-интерфейс. «Дубль ГИС Ульяновск» связан с базами данных, поддерживает функции поиска по различным параметрам (названию, телефону, адресу, e-mail, www-адресу, сфере деятельности фирмы, а также по ее местоположению на карте).
В ней легко найти любой объект, проложить маршрут между двумя или несколькими объектами. Находить объекты в определенном радиусе, измерять расстояние между объектами, а также увидеть подробную информацию о самом объекте и находящихся в нем организации.
4. Исследовательская деятельность
Учитель: Сейчас я предлагаю выполнить вам групповое исследование с помощью программы Дубль ГИС Ульяновск. Вам необходимо составить оптимальный маршрут для туристов, проводить их в необходимые места и поселить в гостинице. Для помощи в вашей работе я буду консультировать вас при возникших трудностях.
План урока:
1. Организационный момент.
1) проверка присутствующих
2) объявление темы занятия
3) краткое структурное изложение последовательности проведения занятия
2. Актуализация знаний.
Давайте-ка уточним основные понятия изученные нами:
1) что такое система?
2) Какие бывают системы?
3) Что такое систематизация?
4) Что можно систематизировать?
5) Зачем нужна систематизация?
6) Чем отличается информационная система от обычной, материальной?
7) Предположим, что ваша работа напрямую связана с информационными ресурсами. Можно ли определить в процентном соотношении зависимость расхода рабочего времени от имеющейся систематизированной тематической информации и использование при поиске необходимой информации поисковых машин и несистематизированной информации, хранящейся, скажем на носителях? Обоснуйте ваш ответ.
8) Теперь, давайте вспомним, в каких случаях нам необходимо воспользоваться географической картой или схемами.
9) Какие ресурсы можно использовать для получения географической графической информации. Перечислите источники.
Сегодняшнее наше занятие будет посвящено изучению ГИС (геоинформационных систем). Допускаю, что кто-то уже пробовал использовать данный ресурс, тем не менее, сегодня мы не только поговорим о структуре ГИС, но и попробуем самостоятельно использовать её для поиска необходимой информации.
ГИС (географическая информационная система) - это современная компьютерная технология для картографирования и анализа объектов реального мира, а также событий, происходящих на нашей планете, в нашей жизни и деятельности.
Географическая Информационная Система - это компьютерная система, позволяющая показывать необходимые данные на электронной карте. Карты, созданные с помощью ГИС, можно смело назвать картами нового поколения. На карты ГИС можно нанести не только географические, но и статистические, демографические, технические и многие другие виды данных и применять к ним разнообразные аналитические операции.
4. Проведение практической работы. 2 часть занятия (2 урок)
В этой части занятия наша работа будет проходить следующим образом:
Учащиеся по 2 человека будут находить информацию в ГИС, работая за учительским компьютером в среде Интернет, остальные будут работать с бланками, используя материал учебника (стр.117). Как только первая пара заканчивает свою работу за компьютером, она продолжает свою работу по закреплению полученных знаний в бланковом варианте, а следующая пара садится за компьютер. В течение урока, у всех будет возможность закрепить свои навыки и знания.
Итак, задания для работы в ГИС:
1. «Найдите на карте родной город, улицу и дом, где вы живёте. Укажите одно из административных знаний находящихся в городе.
2. Алгоритм выполнения задания
(работает 7 пар, работа осуществляется за учительским компьютером, проецирование осуществляется через проектор)
Задание 1.
1) Через адресную строку ввести край, город, улицу. Найти свой дом (каждый учащийся).
Задание 2.
2) Найти: дворец культуры «Судостроителей», Городской дом творчества, гражданский аэропорт, поликлиника № 7, дом культуры «Алмаз», стадион «Авангард» (одно задание для одной пары).
Выполнение письменной практической работы.
1. «С помощью учебника и полученных знаний на этом занятии, предлагаю вам заполнить таблицу и получить дополнительные баллы к выполняемой вами работе в геоинформационной системе»
2. Задача
К предложенным понятиям дайте описания и краткие характеристики. Определите истинность и ложность предъявленных умозаключений.
3. Источник
Семакин И., Хеннер Е. Иформатика. 11 класс. Москва., БИНОМ. Лаборатория знаний. 2007. стр. 117
4. Правильно выполненное задание - максимальное количество баллов - 4(балла)
4. Где может быть размещена ГИС?
Компьютер для работы с ГИС может быть от простейших ПК до мощнейших суперкомпьютеров. Компьютер является основой оборудования ГИС и получает данные через сканер или из баз данных. Наблюдать и анализировать данные ГИС позволит монитор. Принтеры и плоттеры – наиболее распространенные средства для выведения конечных результатов проделанной на компьютере работы с ГИС.
5. Необходимое программное обеспечение для ГИС.
Программное обеспечение ГИС выполняет хранение, анализ и представление географической информации. Наиболее широко используемые программы ГИС - MapInfo, ARC/Info, AutoCADMap и другие.
6. От куда берутся данные для ГИС?
Выбор данных зависит от задачи и возможностей получения информации. Данные могут быть использованы из различных источников – базы данных организаций, Интернет, коммерческие базы данных и т.д.
7. Кто может пользоваться ГИС?
Люди, пользующиеся ГИС, условно могут быть разделены следующие группы: операторы ГИС, чья работа заключается в размещении данных на карте, инженеров/пользователей ГИС, чья функция заключается в анализе и дальнейшей работе с этими данными и теми, кому на основании полученных результатов нужно принять решение. Кроме того, ГИС могут пользоваться широкие слои населения через готовые программные приложения или Интернет.
8. Какие задачи решает ГИС. Области и отрасли применения ГИС
Слайд 11-12.
ГИС используются не только специалистами-географами, но и учеными, бизнесменами, врачами, следователями, чиновниками, маркетологами, строителями, экологами. С помощью ГИС природоохранные организации следят за состоянием лесов, рек и почв. Коммунальные службы планируют и проводят мероприятия по обслуживанию городских сетей. Спасатели, пожарники и ремонтники оперативно рассчитывают оптимальные маршруты. ГИС все шире применяются в бизнесе. Внимательный взгляд на карту - и обнаруживаются резервы в обслуживании, незамеченные конкурентами, планируются новые торговые точки. Перевозчики грузов повышают надежность доставки, экономят время и горючее за счет оптимизации маршрутов.
2) Заключение.
Для проведения наших исследований мы воспользовались простой и удобной ГИС Google map. Надеюсь, что сегодняшнее занятие было не только интересным, но и познавательным, так как в будущем использование подобных ГИС может значительно облегчить вам работу не только с различными сайтами, но и позволит отыскивать на картах места с получением именно той тематической информацией, которая необходима как при изучении учебных предметов, так и получении личной информации.гкогу не только с различными сайтами, но и позволит отыскивать на картах места с получением именно той информации, кторая необходима.
3) Выставление оценок
За работу на обеих занятиях - оценка проставляется следующим образом:
1) практическая работа в поисковой геоинформационной системе - 4 балла
2) практическая работа с источником по анализу и систематизации информации - 4 балла
3) активное участие в заключительной беседе - 2 балла.
Итого за урок - 10 баллов - 5 (отлично)
Компетентностно – ориентированные задания
и требования к их составляющим.
2. Практическая работа «Письменная проверочная работа по изучению геоинформационных систем»
(2 уровень компетентности разрешения проблем. Информационная компетентность. Аспект – извлечение вторичной информации( первичная получалась учащимися в 1-й половине урока). Элемент – самостоятельная формулировка оснований, исходя из полученного задания)
1. Стимул. «С помощью учебника и полученных знаний на этом занятии предлагаю вам заполнить таблицу и получить дополнительные баллы к выполняемой вами работе в геоинформационной системе»
2. Задачная формулировка
К предложенным понятиям дайте описания и краткие характеристики. Определите истинность и ложность предъявленных умозаключений.
3. Источник
Семакин И., Хеннер Е. Иформатика. 11 класс. Москва., БИНОМ. Лаборатория знаний. 2007. стр. 117
4. 4. Инструмент проверки (модельный ответ)
1. Геоинформационная система - Компьютерная информационно-справочная система, содержащая информацию, «привязанную» к карте местности (1)
2. Земельный кадастр - Информационная система содержащая реестр сведений о земле, находящейся в хозяйственном обороте (1)
3. Может ли ГИС быть многослойной? Да/нет - Да (1)
4. Можно ли к каждому слою подключать несколько таблиц? Да/нет - да (1)
5. Можно ли к таблице подключать несколько слоёв да/нет - да (1)
6. Может ли ГИС работать на одном компьютере? Да/нет - да (1)
7. Графическая информация, хранящаяся в ГИС является статической или динамической? - динамической (1)
8. Какие отношения устанавливаются между линиями и точками, составляющими изображение? - Геометрические и формульные (1)
9. Что такое векторизация? - Изменение первоначального растрового формата в векторное (1)
10. Сколько в общем средств навигации имеется в ГИСе? (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10) - 2 (1)
11. Перечислите команды, с помощью которых можно масштабировать карту - Сохранить, увеличить, уменьшить, увеличить до макс., уменьшить до мин. - (1)
12. Что такое слой? - Тематическая группа объектов, являющаяся частью системы (1)
13. Какую кнопку можно нажать, чтобы включить объект карту? - Обновить (1)
14. Является ли информация в различных слоях одного объекта единой? Да/нет - нет (1)
15. Приведите пример получения информации по адресной строке. - Коомольск-на-Амуре, бульвар Юности, 19…. (возможны другие варианты) - (1)
16. Что позволяет получить команда «Радиус выборки»? - Выполняется поиск объекта в определённых пределах (1)
17. Можно ли наносить собственные объекты на карту? Да/нет - да (1)
18. В каком формате хранится графическая информация в ГИС? - Векторном (1)
19. Какие масштабы ГИС вы знаете? - Муниципальные, региональные, государственные, международные (1)
20. Что такое навигатор? - Средство навигации используемое при выборе объекта (1
Первым вопросом человека, не знакомого с географическими информационными системами (ГИС), будет, конечно: «А зачем мне это нужно?» Действительно, атласами и картами мы пользуемся в нашей жизни нечасто. И вообще, географию, как известно из произведений классиков, тоже изучать не обязательно — для этого извозчики есть. К тому же информации, причем не всегда приятной, из разных источников мы и так получаем больше, чем иногда хотелось бы. И нужно ли ее еще и систематизировать? Тут есть о чем задуматься. Но, если разобраться, ГИС — это нечто большее, чем карта, перенесенная на компьютер. Так что же это такое и с чем его «едят»?
Но, к сожалению, с кратким, понятным каждому и, как говорил профессор Преображенский из «Собачьего сердца», «фактическим» определением все не так просто. Дело, видимо, в том, что эта технология, во-первых, в значительной степени универсальная, а во-вторых, она так быстро развивается и захватывает новые сферы жизни и деятельности, что, как в анекдоте времен развитого социализма, продукты (то есть определения) подвозить не успевают. Авторы каждой новой основополагающей книги по ГИС (а такие книги постоянно издаются) и тем более многочисленных монографий, касающихся какой-то одной из бесчисленного множества областей их применения, стараются внести свой посильный вклад в создание такого определения. К этим книгам мы вас и отсылаем, если вы хотите найти наиболее приемлемое для вас определение. Каждый, окунувшийся в этот мир, волен дать свое. Мы же, ни в коей мере не претендуя на оригинальность, возьмем уже имеющиеся.
Вот, например, два определения: одно «лирическое», другое «практическое». Первое: «Это возможность нового взгляда на окружающий нас мир». Второе: «ГИС — это современная компьютерная технология для картографирования и анализа объектов реального мира, а также событий, происходящих на нашей планете, в нашей жизни и деятельности».
Если обойтись без определений, а ограничиться описанием, то эта технология объединяет традиционные операции при работе с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Эти возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные перспективы для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий.
Один из лучших способов узнать, что такое ГИС, — посмотреть, как другие люди используют эту технологию. Ну а затем, не откладывая в долгий ящик, начать работу с ГИС и продемонстрировать свои достижения окружающим. У любого человека с творческим отношением к делу при виде возможностей ГИС сразу начинают чесаться руки… Ведь ГИС — это также и инструментарий, с помощью которого вы сможете решить задачи, для который порой не существует готовых законченных решений.
Но вернемся к началу. На первый взгляд, достаточно очевидным является только применение ГИС в подготовке и распечатке карт и, может быть, в обработке аэро- и космических снимков. Реальный же спектр применений ГИС гораздо шире, и чтобы оценить его, нам стоит взглянуть на применение компьютеров вообще: тогда место ГИС будет представляться гораздо яснее.
Компьютеры не только обеспечивают большое удобство выполнения известных операций с документами — они являются носителям нового направления человеческой деятельности. Это направление — информационные технологии, и именно на них в значительной степени основано современное общество. Что же это такое — информационные технологии?
Термин «информация» зачастую понимается слишком узко (вроде тех «информаций», что сообщают журналисты). Реально же информацией следует называть все, что может быть представлено в виде букв, цифр и изображений. Так вот, все методы, техники, приемы, средства, системы, теории, направления и т.д. и т.п., которые нацелены на сбор, переработку и использование информации, вместе называются информационными технологиями. И ГИС — одна из них.
В настоящее время ГИС — это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены миллионы людей во всем мире. Так, по данным компании Dataquest, в 1997 году общие продажи программного обеспечения ГИС превысили 1 млрд. долл., а с учетом сопутствующих программных и аппаратных средств рынок ГИС приближается к 10 млрд. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности — будь то анализ таких глобальных проблем, как перенаселение, загрязнение территории, голод и перепроизводство сельскохозяйственной продукции, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, либо решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута движения между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода или линии электропередачи на местности, различные муниципальные задачи типа регистрации земельной собственности. Как же удается с помощью одной технологии решать столь разные задачи? Чтобы понять это, рассмотрим последовательно устройство, работу и примеры применения ГИС.
Задачи, которые решают ГИС
ГИС общего назначения, в числе прочего, обычно выполняют пять процедур (задач) с данными: ввод, манипулирование, управление, запрос и анализ, визуализацию.
Ввод. Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Процесс преобразования данных с бумажных карт в компьютерные файлы называется оцифровкой. В современных ГИС этот процесс может быть автоматизирован с применением сканерной технологии, что особенно важно при выполнении крупных проектов. При сравнительно небольшом объеме работ данные можно вводить с помощью дигитайзера. Некоторые ГИС имеют встроенные векторизаторы, автоматизирующие процесс оцифровки растровых изображений. Многие данные уже переведены в форматы, напрямую воспринимаемые ГИС-пакетами.
Манипулирование. Часто для выполнения конкретного проекта имеющиеся данные нужно дополнительно видоизменить в соответствии с требованиями вашей системы. Например, географическая информация может быть представлена в разных масштабах (осевые линии улиц имеются в масштабе 1:100 000, границы округов переписи населения — в масштабе 1:50 000, а жилые объекты — в масштабе 1:10 000). Для совместной обработки и визуализации все данные удобнее представить в едином масштабе и одинаковой картографической проекции. ГИС-технология предоставляет разные способы манипулирования пространственными данными и выделения данных, нужных для конкретной задачи.
Управление. В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов. Но при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными эффективнее применять системы управления базами данных (СУБД), специальные компьютерные средства для работы с интегрированными наборами данных (базами данных). В ГИС наиболее удобно использовать реляционную структуру, при которой данные хранятся в табличной форме. При этом для связывания таблиц применяются общие поля. Этот простой подход достаточно гибок и широко используется во многих ГИС- и «не ГИС»-приложениях.
Запрос и анализ. При наличии ГИС и географической информации вы сможете получать ответы как на простые вопросы (кто владелец данного земельного участка? на каком расстоянии друг от друга расположены эти объекты? где расположена данная промзона?), так и на более сложные, требующие дополнительного анализа (где есть место для строительства нового дома? каков основный тип почв под еловыми лесами? как повлияет на движение транспорта строительство новой дороги?). Вопросы можно задавать простым щелчком мыши на определенном объекте, а также посредством развитых аналитических средств. С помощью ГИС можно выявлять и задавать шаблоны для поиска, проигрывать сценарии по типу «что будет, если…». Современные ГИС имеют множество мощных инструментов для анализа. Среди них наиболее значимы два: анализ близости и анализ наложения. Для проведения анализа близости объектов относительно друг друга в ГИС применяется процесс, называемый буферизацией. Он помогает ответить на вопросы следующих типов: сколько домов находится в пределах 100 м от этого водоема? сколько покупателей живет на расстоянии не более 1 км от данного магазина? какова доля добытой нефти из скважин, находящихся в пределах 10 км от здания управления данного НГДУ? Процесс наложения включает интеграцию данных, расположенных в разных тематических слоях. В простейшем случае это операция отображения, но при ряде аналитических операций данные из разных слоев объединяются физически. Наложение, или пространственное объединение, позволяет, например, интегрировать данные о почвах, уклоне, растительности и землевладении со ставками земельного налога.
Визуализация. Для многих типов пространственных операций конечным результатом является представление данных в виде карты или графика. Карта — это очень эффективный и информативный способ хранения, представления и передачи географической (имеющей пространственную привязку) информации. Раньше карты создавались на столетия. ГИС предоставляет новые удивительные инструменты, расширяющие и развивающие искусство и научные основы картографии. С ее помощью визуализация самих карт может быть легко дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками, таблицами, диаграммами, фотографиями и другими средствами, например мультимедийными.
Связанные технологии
ГИС тесно связана с рядом других типов информационных систем. Ее основное отличие заключается в способности манипулировать и проводить анализ пространственных данных. Хотя единой общепринятой классификации информационных систем не существует, приведенное ниже описание должно помочь дистанцировать ГИС от настольных картографических систем (desktop mapping), систем САПР (CAD), дистанционного зондирования (remote sensing), систем управления базами данных (СУБД или DBMS) и технологии глобального позиционирования (GPS).
Системы настольного картографирования используют картографическое представление для организации взаимодействия пользователя с данными. В таких системах все основано на картах, карта является базой данных. Большинство систем настольного картографирования имеет ограниченные возможности управления данными, пространственного анализа и настройки. Соответствующие пакеты работают на настольных компьютерах — PC, Macintosh и младших моделях рабочих станций UNIX.
Системы САПР способны создавать чертежи проектов, планы зданий и инфраструктуры. Для объединения в единую структуру они используют набор компонентов с фиксированными параметрами. Они основываются на небольшом числе правил объединения компонентов и имеют весьма ограниченные аналитические функции. Некоторые системы САПР расширены до поддержки картографического представления данных, но, как правило, имеющиеся в них утилиты не позволяют эффективно управлять большими базами пространственных данных и анализировать их.
Дистанционное зондирование и GPS. Методы дистанционного зондирования — это и искусство, и научное направление для проведения измерений земной поверхности с использованием сенсоров, таких как различные камеры на борту летательных аппаратов, приемники системы глобального позиционирования и другие устройства. Эти датчики собирают данные в виде наборов координат или изображений (в настоящее время преимущественно цифровых) и обеспечивают специализированные возможности обработки, анализа и визуализации полученных данных. Ввиду отсутствия достаточно мощных средств управления данными и их анализа, соответствующие системы в чистом виде, то есть без дополнительных функций, вряд ли можно отнести к настоящим ГИС.
Системы управления базами данных предназначены для хранения и управления всеми типами данных, включая географические (пространственные) данные. СУБД оптимизированы для подобных задач, поэтому во многие ГИС встроена поддержка СУБД. Эти системы в массе своей не имеют сходных с ГИС инструментов для анализа и визуализации.
Составные части ГИС
Работающая ГИС включает в себя пять ключевых составляющих: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и методы.
Аппаратные средства. Это компьютер, на котором запущена ГИС. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ — от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров.
Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются: инструменты для ввода и оперирования географической информацией; система управления базой данных (DBMS или СУБД); инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения); графический пользовательский интерфейс (GUI или ГИП) для легкого доступа к инструментам и функциям.
Данные. Это, вероятно, наиболее важный компонент ГИС. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем либо приобретаться у поставщиков на коммерческой или иной основе. В процессе управления пространственными данными ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных.
Исполнители. Широкое применение технологии ГИС невозможно без людей, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать каждодневные дела и проблемы.
Методы. Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые устанавливаются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.
Что ГИС могут сделать для вас?
Пожалуй, главным «козырем« ГИС является наиболее естественное (для человека) представление как собственно пространственной информации, так и любой другой информации, имеющей отношение к объектам, расположенным в пространстве (так называемой атрибутивной информации). Способы представления атрибутивной информации различны: это может быть числовое значение с датчика, таблица из базы данных (как локальной, так и удаленной) о характеристиках объекта, его фотография или реальное видеоизображение. Таким образом, ГИС могут помочь везде, где используется пространственная информация и/или информация об объектах, находящихся в определенных местах пространства. С точки зрения областей своего применения и экономического эффекта, ГИС могут следующее:
Как работает ГИС?
ГИС хранит информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения. Этот простой, но очень гибкий подход доказал свою ценность при решении разнообразных реальных задач: для отслеживания передвижения транспортных средств и материалов, детального отображения реальной обстановки и планируемых мероприятий, моделирования глобальной циркуляции атмосферы.
Любая географическая информация содержит сведения о пространственном положении, будь то привязка к географическим или другим координатам либо ссылки на адрес, почтовый индекс, избирательный округ или округ переписи населения, идентификатор земельного или лесного участка, название дороги или километровый столб на магистрали и т.п. При использовании подобных ссылок для автоматического определения местоположения или местоположений объекта (объектов) применяется процедура, называемая геокодированием. С ее помощью можно быстро определить и посмотреть на карте, где находится интересующий вас объект или явление (дом, в котором проживает ваш знакомый или находится нужная вам организация; место, где произошло землетрясение или наводнение; маршрут, по которому проще и быстрее добраться до нужного вам пункта или дома).
Векторная и растровая модели. ГИС может работать с двумя существенно различающимися типами данных — векторными и растровыми. В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X,Y (в современных ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата). Местоположение точки (точечного объекта), например буровой скважины, описывается парой координат (X,Y). Линейные объекты, такие как дороги, реки или трубопроводы, сохраняются как наборы координат X,Y. Полигональные объекты типа речных водосборов, земельных участков или областей обслуживания хранятся в виде замкнутого набора координат. Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств, таких как плотность населения или доступность объектов. Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами. Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек); оно подобно отсканированной карте или картинке. Обе модели имеют свои преимущества и недостатки. Современные ГИС могут работать как с векторными, так и с растровыми моделями данных.
Читайте также: