- •1. Геоинформатика как научная дисциплина, технология и сфера производственной деятельности. Определение и задачи геоинформатики.
- •2. Взаимосвязь географии, информатики и геоинформатики. Взаимодействие геоинформатики с науками о Земле и обществе
- •3. Периодизация развития геоинформатики. Предпосылки зарождения геоинформатики.
- •4. Развитие геоинформационных технологий в 1960-е годы (становление Канадской и Шведской гис).
- •5. Характерные черты развития геоинформационных технологий в 1970-е годы.
- •6. Появление и развитие с 1990-х гг. Элементов интеллектуализации гис.
- •7. Основные понятия и термины геоинформатики
- •8. Классификация гис: по пространственному охвату, предметной области, проблемной ориентации, функциональности и уровню управления.
- •9. Источники пространственных данных и их типы. Способы получения данных.
- •10. Пространственный объект как цифровое представление (цифровая модель) объекта реальности.
- •11. Векторная модель географических данных.
- •12. Растровая модель географических данных
- •13. Аэросъемка, как метод формирования актуальных и точных данных для обновления картографической информации в гис
- •14. Оптико-электронные космические системы наблюдения. Лидары. Системы спутникового позиционирования: gps, глонасс, galileo.
- •15. Структура гис.
- •16. Особенности технического и программного обеспечения гис. Функции гис.
- •17. Общая характеристика программных коммерческих гис-пакетов.
- •18. Хранение и преобразование растровых данных. Операции с растровыми слоями бд
- •19. Оверлей растровых слоев
- •20. Типовой набор гис-инструментов.
- •21. Задачи анализа, моделирования и прогнозирования природных и техногенных процессов.
- •23. Обработка данных гис: связь: точка-точка…
- •24. Растровый анализ в гис.
- •25. Основа для построения цмр: топографическая карта…
- •26. Модели данных для хранения цмр
- •31. Спутниковые геодезические системы.
- •32. Порядок действий геопривязки изображения в гис.
- •33. Этапы создания гис: создание векторной модели территории; наполнение семантической табличной базы данных; настройка полученной гис; работа с гис.
- •36. Оформление векторной карты.
- •38. Управление визуализацией.
- •39. Операции с объектами в гис.
- •40. Многопользовательская сетевая гис.
- •41. Методики организации файловой структуры векторных карт: единая база данных; база данных с послойной файловой структурой.
- •42. Использование гис для решения задач территориального планирования.
- •43. Применение гис в секторе разведки и добычи полезных ископаемых.
- •44. Применение гис в секторе логистики, розничного рынка, бизнес-менеджере.
- •45. Применение гис в секторе безопасности и охраны окружающей среды.
- •46. Земельная информационн система рб, корпоративные гис, мобильные гис.
- •47. Навигационные карты и гис.
- •48. Мобильные географические службы.
- •49. Гис и Интернет.
- •50. Инфраструктура пространственных данных.
14. Оптико-электронные космические системы наблюдения. Лидары. Системы спутникового позиционирования: gps, глонасс, galileo.
Важным фактором повышения эффективности ГИС и добавления элемента времени в геоизображения является использование оперативной информации из оптико-электронных космических систем наблюдения. Спутниковые данные позволяют в режиме реального времени в течение месяцев и даже многих лет вести наблюдения за состоянием земной поверхности.
Используемый в дистанционном зондировании Земли участок спектра электромагнитных волн делится на несколько диапазонов: оптический, тепловой и радиоволновой. В оптическом диапазоне регистрируется отраженное солнечное излучение, в тепловом – излучение самих объектов, в радиоволновом – отраженное от объектов излучение активного сенсора (радиолокатор бокового обзора или с синтезированной апертурой антенны). Съемка земной поверхности (касается оптического и теплового диапазонов) может осуществляться как в широких участках спектра (панхроматическая съемка), так и в многочисленных узких спектральных зонах (мульти- и гиперспектральная съемка). Панхроматические изображения имеют, обычно, более высокое пространственное разрешение, а многоспектральные содержат уникальную информацию о спектральной отражательной или излучательной способности наблюдаемых объектов. Для извлечения нужной информации из данных дистанционного зондирования (ДДЗ) требуются специальные средства обработки и анализа изображений. Полным инструментарием по интерпретации изображений для ГИС обладает программный комплекс ERDAS IMAGINE, представляющий уникальные возможности по коррекции и анализу данных космической и аэросъемки.
Использование космоснимков не только полезно при уточнении векторных карт, но и удобно для их последующего совместного использования с цифровой картой в качестве основы тематических материалов (например, градостроительные планы или геологические схемы и т.д.). В таком сочетании создается наиболее реалистичный визуальный образ пространства, дающий достоверную информацию о точности и актуальности пространственных данных.
В настоящее время для сбора данных о топографии местности все шире используются бортовые лазерные сканеры – лидары. Лидары устанавливаются на летательных аппаратах и обеспечивают прямое измерение профиля земной поверхности с высокой точностью. Сканер вырабатывает высокочастотный лазерный импульс и принимает отраженный от земли сигнал с задержкой и интенсивностью, параметры которых зависят от высоты и качества отражающей поверхности. Далее сигнал обрабатывается с учетом данных бортового GPS-приемника внутренними подсистемами сканера.
Данные LIDAR отображаются в ГИС в виде наборов точек, гридов или изолиний. Например, для представления данных лидара о высоте лучше подходит формат грид, в котором картируемая область делится на ячейки, и каждой ячейке присваивается значение высоты поверхности над уровнем моря. Набор данных в виде грида обеспечивает более равномерное и непрерывное отображений поверхности и предоставляет лучшие возможности для анализа, управления и отображения геоданных.
Автоматизированная компьютерная обработка разнородной пространственной географической информации с использованием ГИС-технологий вызвала необходимость получения высокоточных координат. В настоящее время в мире функционируют три основные системы спутникового позиционирования с разной степенью навигационного покрытия и уровнем сервиса предоставляемых навигационных услуг – GPS (США), ГЛОНАСС (Россия), Galileo (Европейский Союз). Рассмотрим основные принципы организации систем спутникового позиционирования.
GPS — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Позволяет в любом месте Земли (исключая приполярные области), почти при любой погоде, а также в околоземном космическом пространстве определять местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США, при этом в настоящее время доступна для использования для гражданских целей — нужен только навигатор или другой аппарат (например, смартфон) с GPS-приёмником.
Основной принцип использования системы — определение местоположения путём измерения моментов времени приёма синхронизированного сигнала от навигационных спутников антенной потребителя.
Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) — российская спутниковая система навигации, разработка которой началась в СССР. Одна из двух функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации. Дополнительно система транслирует гражданские сигналы, доступные в любой точке земного шара, предоставляя навигационные услуги российским и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.
Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR GPS. Основное отличие от системы GPS в том, что спутники ГЛОНАСС в своём орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им большую стабильность. Таким образом, группировка космических аппаратов ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования. Тем не менее, срок службы спутников ГЛОНАСС заметно короче.
Галилео — совместный проект спутниковой системы навигации Европейского союза и Европейского космического агентства, является частью транспортного проекта Трансъевропейские сети. Система предназначена для решения геодезических и навигационных задач. Помимо стран Европейского Союза, в проекте участвуют: Китай, Израиль, Южная Корея, Украина.
В отличие от американской GPS и российской ГЛОНАСС, система «Галилео» не контролируется национальными военными ведомствами, однако в 2008 году парламент ЕС принял резолюцию «Значение космоса для безопасности Европы», согласно которой допускается использование спутниковых сигналов для военных операций, проводимых в рамках европейской политики безопасности. Разработку системы осуществляет Европейское космическое агентство.