ГИС и ЗИС (зарубежный и отечественный опыт)

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия

 

 

 

 

Специальность «Землеустройство и кадастры»

 

 

 

Реферат

 

по дисциплине «Геоинформационные системы»

на тему: «ГИС и ЗИС (зарубежный и отечественный опыт)»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка III курса

агрономического факультета

гр.ЗУЗ-51 Тертышникова Е.А

  Зачетка №157121

  Проверила: Богатырева Е.И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород 2016

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

Введение

 

1. Этапы развития ГИС

 

2. Уровень развития современных ГИС – технологий в России

 

2.1 Гис коммуникации в России.

 

3. Земельный кадастр и земельные информационные системы (ЗИС)

 

3.1. Процедуры функционирования ЗИС

 

Заключение

 

Список использованных источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Географические (ГИС) и земельно-информационные (ЗИС) системы - с точки зрения функционально- технологических задач и предметно- прикладных свойств - аппаратно-программные человеко-машинные комплексы, обеспечивающие сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных географических задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества

 

 

1. Этапы развития ГИС

 

ГИС - аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных географических задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества.

Возникновение и бурное развитие ГИС было предопределено богатейшим опытом топографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попытками автоматизировать картосостави-    тельский процесс, а также революционным достижениями в области компьютерных технологий, информатики и компьютерной графики. В истории развития геоинформационных систем можно выделить четыре периода [табл.1].

 

Таблица 1. Периоды развития геоинформационных систем. [3]

 

Начальный период (поздние 1950 - ранние 1970)	Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы по ГИС.
Период государственных инициатив (ранние 1970 - ранние 1980)	Поддержка государством и формирование государственных институтов в области ГИС, снижение роли и влияния отдельных исследователей и небольших групп.
Период коммерческого развития (ранние 1980 - настоящее время)	Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных.
Пользовательский период (поздние 1980 - настоящее время)	Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и "открытость" программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских "клубов", телеконференций, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры.

 

Первый период развивался на фоне успехов компьютерных технологий: появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах, цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х при одновременном, часто независимом друг от друга, создании программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров, формальных методов пространственного анализа, программных средств управления базами данных.

Большое влияние в этот период оказывают теоретические работы в области географии и пространственных взаимосвязей, а также становление количественных методов в географии в США, Канаде, Англии, Швеции.

Первый безусловный крупный успех становления геоинформатики и ГИС - это разработка и создание Географической Информационной Системы Канады. Начав свою историю в 60-х годах, эта крупномасштабная ГИС поддерживается, развивается и по сей день. Назначение ГИС Канады состояло в анализе многочисленных данных, накопленных Канадской службой земельного учета, и в получении статистических данных о земле, которые бы использовались при разработке планов землеустройства огромных площадей преимущественно сельскохозяйственного назначения. Для этих целей требовалось создать классификацию использования земель, используя данные по сельскохозяйственной, рекреационной, экологической, лесохозяйственной пригодности земель, отразить сложившуюся структуру использования земель, включая землепользователей и землевладельцев. Наиболее узким местом проекта являлось обеспечение эффективного ввода исходных картографических и тематических данных. Для этого разработчикам ГИС Канады, не имевшим опыта по внутренней организации больших массивов пространственных данных, потребовалось создать новую технологию, ранее нигде не применявшуюся, позволяющую оперировать отдельными слоями и делать картометрические измерения. Для ввода крупноформатных земельных планов было даже спроектировано и создано специальное сканирующее устройство [3].

Создатели ГИС Канады внесли в становление и развитие ГИС-технологий следующее:

использование сканирования для автоматизации процесса ввода геоданных;

расчленение картографической информации на тематические слои и разработка концептуального решения о "таблицах атрибутивных данных", что позволило разделить файлы плановой (геометрической) геоинформации о местоположении объектов и файлы, содержащие тематическую (содержательную) информацию об этих объектах;

функции и алгоритмы оверлейных операций с полигонами, подсчет площадей и других картометрических показателей.

Большое воздействие на развитие ГИС оказала Гарвардская лаборатория компьютерной графики и пространственного анализа Массачусетского технологического института. Ее основал в середине 60-х годов с целью разработки программных средств многофункционального компьютерного картографирования, которые стали существенным шагом в алгоритмическом совершенствовании ГИС и оставались ими вплоть до начала 80-х годов. В настоящее время эти исследования продолжаются, но в меньших масштабах.

Программное обеспечение Гарвардской лаборатории широко распространялось и помогло создать базу для развития многих ГИС-приложений. Именно в этой лаборатории Дана Томлин заложила основы картографической алгебры, создав знаменитое семейство растровых программных средств Map Analysis Package. Благодаря работам Гарвардской лаборатории в области компьютерного картографирования была окончательно закреплена ведущая роль, которую играют картографические модели данных, картографический метод исследований, картографические способы представления информации в современных геоинформационных системах.

В конце 60х годов в США сформировалось мнение о необходимости использования ГИС - технологий для обработки и представления данных Национальных Переписей Населения.

Потребовалась методика, обеспечивающая корректную географическую "привязку" данных переписи. Основной проблемой стала необходимость конвертирования адресов проживания населения, присутствовавших в анкетах переписи, в географические координаты таким образом, чтобы результаты переписи можно было бы оформлять в виде карт по территориальным участкам и зонам Национальной переписи. Был разработан специальный формат представления картографических данных DIME, для которого были определены прямоугольные координаты перекрестков, разбивающих улицы всех населенных пунктов США на отдельные сегменты. Таким образом, в этой разработке впервые был широко использован топологический подход к организации управления географической информацией, содержащий математический способ описания пространственных взаимосвязей между объектами.

Создание, государственная поддержка и обновление DIME-файлов стимулировали также развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:

-автоматизированные системы навигации;

-системы вывоза городских отходов и мусора;

-движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т.д..

Одновременно на основе этой информации была создана серия атласов крупных городов, содержащих результаты переписи 1970 года, а также большое количество упрощенных компьютерных карт для маркетинга, планирования розничной торговли и т.д..

Пользовательский период поздние 1980 - настоящее время. Этот период пример нового отношения к пользователям показали разработчики и владельцы геоинформационного программного продукта GRASS для рабочих станций, созданного американскими военными специалистами для задач планирования природопользования и землеустройства. Они открыли GRASS для бесплатного пользования, включая снятие авторских прав на исходные тексты программ. В результате, пользователи и программисты могут создавать собственные приложения, интегрируя GRASS с другими программными продуктами. Насыщение рынка программных средств для ГИС, в особенности, предназначенных для персональных компьютеров резко увеличило область применения ГИС-технологий.

Это потребовало существенных наборов цифровых геоданных, а также необходимости формирования системы профессиональной подготовки и обучения специалистов по ГИС [1].

Современному обществу без ГИС-технологий не обойтись. Без них невозможно построение экономики и ведение современного хозяйства. Тенденции в мире таковы, что необходима возможность во времени управлять огромной базой пространственных данных, а для этого необходимы ГИС. До недавнего времени эту задачу было сложно решить, т.к. был малый банк данных, ограничивался доступ получения пространственных данных о земле (космоснимки). Но в последние несколько лет ситуация изменилась в лучшую сторону и с появлением новых технологий, ГИС поднимаются на ступень выше. Это позволяет внедрять ГИС в новые сферы жизнедеятельности общества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Уровень развития современных ГИС – технологий в России

 

В последнее десятилетие в мире активно развиваются технологии географических информационных систем, обеспечивающие автомати-зированный пространственно-временной анализ геоданных в самых разных отраслях человеческой деятельности. Возникла «индустрия» географической информации (унификация и интеграция способов получения, обработки, представления и хранения геоданных на базе ГИС-технологии). Развитие ГИС сформировало целостную предметно - деятельностную область, включающую потребителей, производителей программного обеспечения и геопространственных данных, блок подготовки ГИС-специалистов, а также систему коммуникаций, обеспечивающих связь между ними (конференции, специализированные издания, профессиональные объединения и др.).

Одним из самых первых успешных решений в построение корпоративных клиент-серверных ГИС можно считать Правительственную информационно-аналитическая систему России по чрезвычайным ситуациям (ПИАС ЧС), разработка которой была начата в 1997 году в рамках специальной правительственной программы [2]. В коллектив основных разработчиков этой системы входят такие ведущие ГИС-центры, как Центр «ГИС-Аналитик», Межведомственный центр электронной картографии, СПАЭРО + и ЗАО «ECOMM». В процессе выполнения этой работы, экспертами сделано сразу несколько существенных шагов в сторону интеграции в мировое информационное пространство. Главный из которых - создание единой информационной среды для обмена данными и геоданными как между внутренними подсистемами ПИАС ЧС, так и между функциональными подсистемами избранных пока министерств и ведомств на платформе технологии Arc GIS Server.

 

 

2.1. Гис коммуникации в России.

 

Система информационных и организационных коммуникаций включает подготовку ГИС-специалистов, проведение конференций и семинаров, ведение издательской деятельности, а также наличие профессиональных объединений. Среди специализированных научных учреждений Украины выделяется НИИ геодезии и картографии, выступавший инициатором и головным разработчиком проекта по созданию национальной инфраструктуры пространственных данных.[2] Интересным представляется реализованный НИИГК совместно с фирмой «КИГЛИ» WEB-проект «Российская картографическая сеть», по своей структуре и возможностям вполне претендующий на роль национального картографического WEB-ресурса. Среди некоммерческих сайтов, посвященных ГИС-проблематике можно отметить информационный русскоязычный ресурс Geomedia.com., созданный и поддерживаемый геоинформационным департаментом компании «Арт-мастер».

Первое негосударственное национальное объединение ГИС-специалистов - «ГИС-Ассоциация России» было создано в 1996 году [2].

За этот период ГИС-Ассоциацией было организовано 9 национальных ГИС-форумов, реализован ряд информационных проектов. Однако, пока по размаху и возможности влияния на процесс развития ГИС на общенациональном уровне мы пока уступаем своим соседям из России. Хотя, в России в 2008 году уже появился первый специализированный журнал - «Геопрофиль», инициирующий широкое обсуждение проблем развития ГИС на национальном уровне. Среди общенациональных мероприятий стабильность демонстрирует Ялтинская конференция пользователей программных продуктов ESRI в России «Геоинформационные технологии в управлении территориальным развитием», прошедшая 24 мая 2010 года в 14-й раз.

Перечисленные выше разработки показывают, что в России существуют ГИС-разработчики, готовые реализовать IT-проекты на уровне самых высоких требований и с использованием самого современного инструментария. Почему же общий уровень ГИС реализаций преимущественно остается на уровне отображения, заметно отставая от европейских коллег практически по всем показателям? Основными причинами является отсутствие рынка геоданных и услуг, и недостаток комплексных тиражируемых решений и т.д..