2 История развития геоинформационных систем

Геоинформатика (GIScience, Geographical Information Science, Geoinformatics) – наука, занимающаяся вопросами проектирования, создания, эксплуатации географических информационных систем (ГИС). Геоинформатика является одновременно научной дисциплиной и технологией.

ГИС – это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, отображение и распространение пространственных данных.

Первые геоинформационные системы появились в 60-х годах прошлого века в Швеции и Канаде. Эти геоинформационные системы были узко специализированными и создавались для управления земельными ресурсами.

С появлением персональных компьютеров сфера начала активно развиваться в 80-90-х годах. Этот этап связан с созданием крупных компаний по разработке геоинформационных систем (например, ESRI).

Примерно в это же время появляется стандартизованный формат работы с векторными пространственными данными – shapefile, разработанный компанией ESRI.

В последние декады геоинформационные системы широко проникли в повседневную жизнь в виде различных приложений для навигации.

В настоящее время работа с пространственными данными не ограничивается только работой в геоинформационных системах, но еще и тесно связана со сферой анализа данных, что привело к появлению отдельного направления – spatial data science.

Spatial data science рассматривает местоположение, расстояние и пространственное взаимодействие как еще одни характеристики данных. Эта дисциплина на стыке классической data science и ГИС.

По оценке компании Carto 1 почти половина людей, работающих в аналитике, регулярно взаимодействует со специалистами ГИС (если в организации таковые есть).

2.1 Наиболее распространенные ГИС

В качестве самых распространенных в мире ГИС следует упомянуть ArcGIS, QGIS, MapInfo и российскую разработку ГИС Панорама.

ArcGIS (ранее ArcView и ArcMap) – самая распространенная в мире коммерческая геоинформационная система. Разработчиком этой системы является компания ESRI – фактический монополист на рынке ГИС.

ArcGIS Pro, мощное однопользовательское настольное приложение ГИС, представляет собой многофункциональное программное обеспечение, разработанное с учетом усовершенствований и идей сообщества пользователей ArcGIS Pro. ArcGIS Pro поддерживает визуализацию данных; расширенный анализ; и авторитетное ведение данных в 2D, 3D и 4D. Оно поддерживает совместное использование данных в наборе продуктов ArcGIS, таких как ArcGIS Online и ArcGIS Enterprise, и позволяет пользователям работать на разных платформах через Веб-ГИС.

Своему широкому распространению эта система отчасти обязана тем, что компания-разработчик поставляла (и продолжает поставлять) систему на льготных условиях для учебных заведений, поэтому существует целое поколение специалистов, для которых она является основным ПО.

QGIS относится к бесплатному свободно распространяемому программному обеспечению, кроме просто работы в ней позволяет писать пользовательские модули и надстройки. Например, российская компания NextGIS разработала на базе QGIS свою систему с дополнительными функциями и технической поддержкой пользователей.

QGIS это дружественная к пользователю географическая информационная система (ГИС) с открыты кодом, распространяющаяся под GNU General Public License. QGIS является проектом Open Source Geospatial Foundation (OSGeo). Она работает на Linux, Unix, Mac OSX, Windows и Android, поддерживает множество векторных, растровых форматов, баз данных и обладает широкими возможностями.

1. The State of Spatial Data Science in Enterprise 2020, https://go.carto.com/ebooks/state-spatial-data-science-2020↩︎

Что такое ГИС?

Пространственные системы, которые создают, управляют, визуализируют и анализируют всевозможные типы данных.

Географические информационные системы (ГИС) – это системы, которые создают, управляют, визуализируют и анализируют всевозможные типы данных. ГИС соединяет данные с картой, интегрируя данные о местоположении (где находятся объекты) со всеми типами описательной информации (что из себя эти объекты представляют). Это создает основу для картографирования и анализа, которая используется в научных целях и практически во всех отраслях. ГИС помогает понять закономерности, взаимосвязи и географический контекст. Среди преимуществ также можно указать улучшение взаимодействия и эффективности, а также повышение качества управления и принятия решений.

Как используется ГИС?

Сотни тысяч организаций по всему миру практически во всех сферах деятельности применяют ГИС для создания карт, позволяющих взаимодействовать, выполнять анализ, делиться информацией и решать сложные проблемы. Это на самом деле меняет мир.

Выявление проблем

Используйте ГИС, чтобы выявить явления, обусловленные географией. Эта карта заявок на опиоиды, отпускаемые по рецептам, показывает географические закономерности, которые выявляются только при нанесении данных на карту.

Посмотреть карту борьбы с наркотиками

Отслеживание изменений

Если изображение лучше тысячи слов, то хорошая карта лучше тысячи изображений. На этой карте видны масштабы отступления ледников южного полушария

Посмотреть карту Patagon Journal Memories of Ice

Управление и реагирование на события

ГИС обеспечивает ситуационную осведомленность в реальном времени. На этой карте ураганов и циклонов показано потенциальное воздействие на людей и предприятия, а также предполагаемые траектории штормов и штормовых нагонов.

Посмотреть карту Hurricane and Tropical Cyclones

Прогнозирование

Использование ГИС для прогнозирования пробок. На этой карте обозначены проблемы на перекрестке в Форт-Митчелл, штат Кентукки, где, согласно прогнозам, движение транспорта ухудшится из-за изменений в землепользовании.

Открыть интерактивную карту NKYmapLAB

Расставьте приоритеты

ГИС помогает расставить приоритеты на основе пространственного анализа. Анализируя закономерности в произошедших преступлениях, службы безопаности могут выявить проблемные области для проведениях соответствующих мероприятий.

Посмотреть на карту реагирования на преступления

Выявление трендов

ГИС помогает получить новые знания о данных, которые могут отсутствовать в электронной таблице. Эта карта измеряет рост или потерю рабочих мест в различных отраслях, а также дает количественную оценку локального конкурентного преимущества.

Посмотреть карту анализа доли смены

Как работает ГИС?

ГИС-технология соединяет географическую науку с инструментами для понимания и взаимодействия. Это помогает людям достичь общей цели: получить стратегически важную информацию из всех типов данных.

Карты

Карты – это географический контейнер для слоев данных и аналитики, с которыми вам предстоит поработать. К ГИС-картам легко предоставить доступ или встроить в вприложения, где они будут доступны где угодно и кому угодно.

Почитать о картах в книге Мир ArcGIS

Данные

ГИС интегрирует множество разных типов слоев данных с помощью пространственного местоположения. У большинства данных есть географическая составляющая. ГИС-данные включают снимки, дискретные объекты и базовые карты, связанные с листами и таблицами.

Почитать о данных в книге Мир ArcGIS

Анализ

Пространственный анализ позволяет определять пригодность и возможности, оценивать и прогнозировать, интерпретировать и понимать и многое другое, открывая новые перспективы для получения знаний и принятия решений.

Почитать об анализе в книге Мир ArcGIS

Приложения

Приложения представляют специальный пользовательский интерфейс для выполнения работ и ввода ГИС в повседневную жизнь для всех. ГИС-приложения работают практически повсеместно: на мобильных телефонах, планшетах, в веб-браузерах и на настольных компьютерах.

Что такое ГИС

Фундаментальная инфраструктура для организации данных, взаимодействия, изучения и понимания нашего мира.

Географическая информационная система (ГИС) является цифровой средой для сбора, управления и анализа данных с учетом их территориального распределения. ГИС, как научная концепция и ее воплощение с использованием программного обеспечения, основана на географическом подходе к описанию и пониманию нашего мира, объединяя множество типов данных. Она анализирует информацию на основе местоположения и организует ее в тематические слои, обеспечивает ее визуализацию с использованием карт и трехмерных сцен. Благодаря этой уникальной возможности ГИС позволяет получить глубокое понимание свойств данных, выявить их пространственные закономерности, взаимоотношения, помогая лучше понять ситуацию и принимать более взвешенные решения.

Что такое ГИС

Сотни тысяч организаций практически во всех областях используют ГИС для создания интеллектуальных карт, которые обеспечивают наглядное представление данных, выполнение продвинутого анализа, облегчают обмен информацией и помогают решать сложные проблемы. Это меняет наше понимание процессов, происходящих в мире и влияющих на его преобразование.

Выявление и понимание проблем

Используйте ГИС для разъяснения вопросов, связанных с географией. На этой карте, показывающей запросы на назначение опиоидных препаратов, проявляются пространственные закономерности, проявляющие при точном картографическом отображении и сопоставлении данных.

Посмотрите карту-историю опиоидной эпидемии

Мониторинг изменений

Если обычная картинка может заменить тысячу слов, то карта может рассказать больше, чем тысяча картинок. Эта карта наглядно показывает масштабы сокращения оледенения в Южном полушарии.

Посмотрите на карту журнала Patagon Journal Воспоминания льда

Управление ситуацией и реагирование на события

ГИС обеспечивает ситуационную осведомленность в режиме реального времени. На этой карте ураганов и циклонов показано их потенциальное воздействие на население и предприятия, вероятные пути перемещения штормов и штормовые нагоны волн.

Ознакомьтесь с картой ураганов и тропических циклонов

Прогнозирование

Используйте ГИС для прогнозирования дорожного трафика. На этой карте обозначены наиболее частые проблемы на перекрестках в городе Форт Митчелл, штат Кентукки, где, согласно прогнозам, ожидается ухудшение трафика в результате изменений в землепользовании.

Откройте интерактивную карту-историю NKYmapLAB

Определение приоритетов

ГИС помогает устанавливать приоритеты на основе пространственного анализа. Например, анализируя структуру криминальных преступлений, должностные лица общественной безопасности могут определить первоочередные целевые области и назначить офицеров для патрулирования в этих областях.

Взгляните на карту реагирования на преступления

Понимание тенденций

ГИС помогает вам получить глубокое представление о свойствах данных, которые трудно увидеть и понять при просмотре электронной таблицы. Эта карта показывает данные о росте или потере числа рабочих мест в различных отраслях промышленности и дает количественную оценку местных конкурентных преимуществ.

При подготовке материала использовались источники:
https://baltti.github.io/gis-itmo/intro.html
https://www.esri.com/ru-ru/what-is-gis/overview
https://www.esri-cis.com/ru-ru/what-is-gis/overview