Geografik axborot tizimi - Geographic information system

Asosiy GIS tushunchasi

A geografik axborot tizimi (GIS) - ta'qib qilish va tahlil qilish qobiliyatini ta'minlaydigan kontseptual asos fazoviy va geografik ma'lumotlar. GIS dasturlari (yoki GIS dasturlari) - bu foydalanuvchiga interaktiv so'rovlar (foydalanuvchi tomonidan yaratilgan izlanishlar) yaratish, fazoviy va fazoviy bo'lmagan ma'lumotlarni saqlash va tahrirlash, fazoviy ma'lumotlarning chiqishini tahlil qilish va ushbu operatsiyalar natijalarini vizual ravishda baham ko'rish imkonini beradigan kompyuter vositalari. ularni xarita sifatida taqdim etish orqali.^[1][2][3]

Geografik axborot fani (yoki, GIScience) - geografik tushunchalar, dasturlar va tizimlarni ilmiy o'rganish - odatda GIS sifatida boshlangan.^[4]

Geografik axborot tizimlari ko'plab texnologiyalar, jarayonlar, metodlar va usullarda qo'llaniladi. U muhandislik, rejalashtirish, boshqarish, transport / logistika, sug'urta, telekommunikatsiya va biznes bilan bog'liq bo'lgan turli xil operatsiyalarga va ko'plab dasturlarga biriktirilgan.^[2] Shu sababli GIS va joylashuv razvedkasi ilovalar geografik tahlil va vizualizatsiyaga tayanadigan joylashuvni qo'llab-quvvatlaydigan xizmatlarning asosidir.

Joylashuv ma'lumotlari joylashuvni "kalit indeks o'zgaruvchisi" sifatida ishlatish orqali ilgari bog'liq bo'lmagan ma'lumotlarni bog'lash imkoniyatini beradi. Erlarda joylashgan joylar va o'lchovlar bo'sh vaqt, x, y va z bilan birga sodir bo'lgan sana va vaqt orqali yozib olishga qodir koordinatalar; vakili, uzunlik (x), kenglik (y) va balandlik (z). Barcha Yerga asoslangan, fazoviy-vaqtinchalik, joylashuv va o'lchovlar bir-biri bilan va oxir-oqibat "haqiqiy" jismoniy joylashuv yoki darajada bog'liq bo'lishi kerak. GISning ushbu asosiy xususiyati ilmiy izlanishlar va tadqiqotlar uchun yangi yo'llarni ochishni boshladi.

Tarix va rivojlanish

"Geografik axborot tizimi" iborasi tomonidan yaratilgan Rojer Tomlinson 1968 yilda, "Mintaqaviy rejalashtirish uchun geografik axborot tizimi" ilmiy maqolasini nashr etganida.^[5] "GISning otasi" deb tan olingan Tomlinson,^[6] birinchi kompyuterlashtirilgan - GISni yaratishga imkon yaratganligi sababli uning ishi orqali yaratildi Kanada geografik axborot tizimi 1963 yilda. Natijada, Tomlinson ma'lumotlar bazasi uchun juda katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlash va tahlil qilishga qodir bo'lgan ramka yaratdi; Kanada hukumati o'zining erdan foydalanishni boshqarish milliy dasturini amalga oshirishi mumkinligiga olib keladi.^[7][6]

E. V. Gilbert ning versiyasi (1958) ning Jon Snow ning 1855 xaritasi Soho vabo vabo kasalligi guruhlarini ko'rsatadigan epidemiya London 1854 yilgi epidemiya

Fazoviy tahlil ishlatilgan dastlabki ma'lum holatlardan biri bu maydondan kelib chiqqan epidemiologiya "Rapport sur la marche et les effets du choléra dans Paris et le département de la" Sena " (1832).^[8] Frantsuz geografi va kartograf, Charlz Piket, tasvirlangan xaritani yaratdi qirq sakkiz tuman yilda Parij, foydalanib yarim tonna tufayli o'lganlar soni haqida vizual tasvirni taqdim etish uchun rang gradyanlari vabo, har 1000 aholi uchun.

1854 yilda, Jon Snow, epidemiolog va shifokor, vabo tarqalishining manbasini aniqlashga muvaffaq bo'ldi London fazoviy tahlildan foydalanish orqali. Qor bunga har bir qurbonning yashash joyini hudud xaritasida, shuningdek yaqin atrofdagi suv manbalarini chizish orqali erishdi. Ushbu nuqtalarni belgilab bo'lgach, u kasallikning tarqalishiga sabab bo'lgan klaster ichidagi suv manbasini aniqladi. Bu epidemiologiya epidemiyasining manbasini aniqlashda geografik metodologiyaning eng muvaffaqiyatli qo'llanilishlaridan biri edi. Ning asosiy elementlari bo'lsa-da topografiya va mavzu ilgari mavjud edi kartografiya, Snowning xaritasi nafaqat tasvirlash, balki geografik jihatdan bog'liq hodisalarning klasterlarini tahlil qilish uchun ham kartografik usullardan foydalanganligi sababli o'ziga xos edi.

20-asrning boshlarida fotozinkografiya, bu xaritalarni qatlamlarga bo'linishiga imkon berdi, masalan, o'simliklar uchun bir qatlam, ikkinchisi suv uchun. Bu, ayniqsa, konturlarni chop etish uchun ishlatilgan - bu chizish juda ko'p mehnat talab qiladigan vazifa edi, lekin ularni alohida qatlamda bo'lish, ularni boshqa qatlamlarsiz ishlashga imkon berishini anglatardi. chizmachilik. Ushbu asar dastlab shisha plitalarga chizilgan, ammo keyinchalik plastik kino boshqalar bilan bir qatorda engilroq, kamroq joyni ishlatadigan va mo'rt bo'lmaydigan afzalliklari bilan tanishtirildi. Barcha qatlamlar tugagandan so'ng, ular katta texnologik kamera yordamida bitta tasvirga birlashtirildi. Rangli bosib chiqarish paydo bo'lganidan so'ng, qatlamlar g'oyasi har bir rang uchun alohida bosma plitalarni yaratish uchun ham ishlatilgan. Keyinchalik qatlamlardan foydalanish zamonaviy GISning asosiy tipik xususiyatlaridan biriga aylangan bo'lsa-da, hozirda tasvirlangan fotografik jarayon GIS deb hisoblanmaydi, chunki xaritalar shunchaki ularni bog'laydigan ma'lumotlar bazasi bo'lmagan rasmlar edi.

GISning dastlabki kunlarida ikkita qo'shimcha ishlanmalar diqqatga sazovor: Yan McHarg nashr etilgan "Tabiat bilan dizayn " ^[9] va uning xaritalarini joylashtirish usuli va AQSh aholini ro'yxatga olish byurosining DIME (Dual Independent Map Encoding) tizimiga ko'cha tarmog'ini kiritish.^[10]

Kompyuter texnikasi rivojlanishiga turtki bo'ldi yadro quroli izlanishlar 1960-yillarning boshlariga kelib kompyuterlarning "xaritalash" umumiy maqsadli dasturlariga olib keldi.^[11]

1960 yilda dunyodagi birinchi haqiqiy operatsion GIS ishlab chiqildi Ottava, Ontario, Kanada, federal o'rmon xo'jaligi va qishloqlarni rivojlantirish departamenti tomonidan. Doktor tomonidan ishlab chiqilgan Rojer Tomlinson, deb nomlangan Kanada geografik axborot tizimi (CGIS) va uchun to'plangan ma'lumotlarni saqlash, tahlil qilish va boshqarish uchun ishlatilgan Kanada yerlarini inventarizatsiya qilish - ma'lumotni xaritalash orqali Kanadaning qishloq joylari uchun er qobiliyatini aniqlash uchun harakat tuproqlar, qishloq xo'jaligi, dam olish, yovvoyi tabiat, suv qushlari, o'rmon xo'jaligi va 1: 50,000 masshtabida erdan foydalanish. Ruxsatiy tahlilga reyting tasnifi omili ham qo'shildi.

CGIS "kompyuter xaritasi" dasturlarini takomillashtirdi, chunki u qoplama, o'lchash va raqamlashtirish / skanerlash. U qit'ani qamrab olgan milliy koordinatalar tizimini qo'llab-quvvatladi, kodlangan chiziqlar yoylar haqiqiy o'rnatilgan bo'lishi topologiya va u atribut va joylashuv ma'lumotlarini alohida fayllarda saqlagan. Natijada, Tomlinson "GIS otasi" deb tanilgan, ayniqsa konvergent geografik ma'lumotlarning fazoviy tahlilini targ'ib qilishda ustki qatlamlardan foydalanganligi uchun.^[12]

CGIS 1990-yillarda davom etdi va Kanadada katta raqamli er resurslari bazasini yaratdi. U sifatida ishlab chiqilgan asosiy ramka - federal va mintaqaviy resurslarni rejalashtirish va boshqarishni qo'llab-quvvatlashga asoslangan tizim. Uning kuchi butun qit'a miqyosidagi kompleksni tahlil qilish edi ma'lumotlar to'plamlari. CGIS hech qachon savdo sifatida mavjud emas edi.

1964 yilda Xovard T. Fisher Kompyuter grafikasi va fazoviy tahlil laboratoriyasini tashkil etdi Garvard dizayn instituti (LCGSA 1965-1991), bu erda kosmik ma'lumotlarga ishlov berishda bir qator muhim nazariy tushunchalar ishlab chiqilgan va 1970 yillarga kelib SYMAP, GRID va ODYSSEY kabi seminal dasturiy ta'minot kodlari va tizimlari tarqatilgan - keyinchalik tijorat uchun manbalar bo'lib xizmat qilgan. rivojlanish - butun dunyo bo'ylab universitetlarga, tadqiqot markazlariga va korporatsiyalarga.^[13]

1970-yillarning oxiriga kelib ikkita ommaviy GIS tizimi (MOSS va GRASS GIS ) rivojlanayotgan edi va 1980 yillarning boshlarida M&S Computing (keyinchalik) Intergraf ) bilan birga Bentley Systems Incorporated uchun SAPR platforma, Atrof-muhit tizimlari tadqiqot instituti (ESRI ), KARIS (Kompyuter tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan axborot tizimi), MapInfo korporatsiyasi va ERDAS (Earth Resurs Data Analysis System) GIS dasturiy ta'minotining tijorat sotuvchilari sifatida paydo bo'ldi va CGIS xususiyatlarining ko'pchiligini muvaffaqiyatli birlashtirdi, fazoviy va atribut ma'lumotlarini ajratish bo'yicha birinchi avlod yondashuvini ma'lumotlar bazasi tuzilmalariga ajratish uchun ikkinchi avlod yondashuvi bilan birlashtirdi.^[14]

1986 yilda xaritalarni ko'rsatish va tahlil qilish tizimini xaritalash (MIDAS), bu birinchi ish stoli GIS mahsuloti ^[15] uchun ozod qilindi DOS operatsion tizim. Bu 1990 yilda, ga ko'chirilganda Windows uchun MapInfo deb o'zgartirildi Microsoft Windows platforma. Bu GISni tadqiqot bo'limidan biznes muhitiga ko'chirish jarayonini boshladi.

20-asrning oxiriga kelib, turli xil tizimlarning tez sur'atlarda o'sishi nisbatan kam platformalarda birlashtirildi va standartlashtirildi va foydalanuvchilar GIS ma'lumotlarini ko'rishni o'rganishni boshladilar. Internet, ma'lumotlar formati va uzatish standartlarini talab qiladi. Yaqinda ularning soni ko'paymoqda bepul, ochiq manbali GIS paketlari bir qator operatsion tizimlarda ishlaydi va aniq vazifalarni bajarish uchun moslashtirilishi mumkin. Borgan sari geografik ma'lumotlar va ilovalarni xaritalash orqali taqdim etilmoqda Butunjahon tarmog'i (qarang GIS dasturiy ta'minotining ro'yxati § GIS xizmat sifatida ).^[16]

Texnika va texnologiya

Zamonaviy GIS texnologiyalari raqamli ma'lumotlardan foydalanadi, ular uchun raqamli ma'lumotlarni yaratishning turli usullari qo'llaniladi. Ma'lumotlarni yaratishning eng keng tarqalgan usuli bu raqamlashtirish, qaerda a qattiq Nusxa xarita yoki tadqiqot rejasi SAPR dasturi va geografik ma'lumot olish imkoniyatlari yordamida raqamli muhitga o'tkaziladi. Ning keng mavjudligi bilan orto-tuzatilgan tasvir (sun'iy yo'ldoshlardan, samolyotlardan, gelikitlardan va samolyotlardan), raqamli raqamlashtirish geografik ma'lumotlar olinadigan asosiy xiyobonga aylanmoqda. Raqamli raqamlashtirish geografik shaklni alohida-alohida izlashning an'anaviy usuli bilan emas, balki to'g'ridan-to'g'ri havodan olingan tasvirning yuqori qismida kuzatishni o'z ichiga oladi. planshetni raqamlashtirish (boshdan pastga raqamlashtirish).^{[tushuntirish kerak ]}

Geoeoprotsessing bu fazoviy ma'lumotlarni boshqarish uchun ishlatiladigan GIS operatsiyasi. Odatda geosiyosatlash operatsiyalari kiritishni oladi ma'lumotlar to'plami, ushbu ma'lumotlar to'plamida operatsiyani bajaradi va operatsiya natijasini ma'lumotlar to'plami sifatida qaytaradi. Umumiy geoprotsessing operatsiyalariga geografik xususiyatlarni qoplash, xususiyatlarni tanlash va tahlil qilish kiradi. topologiya ishlov berish, raster ma'lumotlarni qayta ishlash va qayta ishlash. Geoprotsessing qarorlar qabul qilish uchun foydalaniladigan ma'lumotlarni aniqlash, boshqarish va tahlil qilishga imkon beradi.^[17]

Turli xil manbalardan olingan ma'lumotlar

GIS kenglik-vaqtinchalik (makon-vaqt ) boshqa barcha ma'lumotlar uchun asosiy indeks o'zgaruvchisi sifatida joylashuvi. Matn yoki raqamlarni o'z ichiga olgan relyatsion ma'lumotlar bazasi umumiy kalit indeksining o'zgaruvchilaridan foydalangan holda turli xil jadvallarni bog'lashi mumkin bo'lganidek, GIS ham asosiy indeks o'zgaruvchisi sifatida joylashishni ishlatib, o'zaro bog'liq bo'lmagan ma'lumotlarni bog'lashi mumkin. Kalit - makon vaqtidagi joylashuv va / yoki daraja.

Fazoviy va tobora vaqtincha joylashgan bo'lishi mumkin bo'lgan har qanday o'zgaruvchiga GIS yordamida murojaat qilish mumkin. Yerdagi kosmosdagi vaqt va joylar paydo bo'lgan sana / vaqt va x, y va z sifatida yozilishi mumkin koordinatalar vakili, uzunlik, kenglik va balandlik navbati bilan. Ushbu GIS koordinatalari vaqtinchalik-fazoviy ma'lumotlarning boshqa miqdoriy tizimlarini aks ettirishi mumkin (masalan, plyonka ramkasi raqami, oqim o'lchagich stantsiyasi, avtomagistral mil-marker, geodeziya ko'rsatkichi, bino manzili, ko'cha chorrahasi, kirish eshigi, suv chuqurligini aniqlash, POS yoki SAPR chizilgan kelib chiqishi / birliklari). Ro'yxatdan o'tgan vaqt-fazoviy ma'lumotlarga qo'llaniladigan birliklar juda xilma-xil bo'lishi mumkin (hattoki bir xil ma'lumotlardan foydalanganda ham qarang xaritadagi proektsiyalar ), ammo Yerga asoslangan barcha fazoviy-vaqtinchalik joylashuv va o'lchovlar, ideal holda, bir-biri bilan va oxir-oqibat "haqiqiy" jismoniy joylashuv yoki makon-vaqt doirasi bilan bog'liq bo'lishi kerak.

To'g'ri fazoviy ma'lumotlar bilan bog'liq bo'lgan, haqiqat dunyosining ajoyib va ​​xilma-xilligi va prognoz qilingan o'tmishdagi yoki kelajakdagi ma'lumotlar tahlil qilinishi, talqin qilinishi va namoyish etilishi mumkin.^[18] GISning ushbu asosiy xususiyati xaqiqiy axborotlar xatti-harakatlari va qonuniyatlari bo'yicha ilgari muntazam ravishda bo'lmagan ilmiy izlanishlarning yangi yo'llarini ochishni boshladi. o'zaro bog'liq.

GIS noaniqliklari

GIS aniqligi manba ma'lumotlariga va ma'lumotlarga qanday qilib kodlanganligiga bog'liq. Yer o'lchagichlari yuqori darajadagi pozitsiya aniqligini ta'minlashga muvaffaq bo'lishdi GPS - lavozimlar.^[19] Yuqori aniqlikdagi raqamli er va havo tasvirlari,^[20] qudratli kompyuterlar va veb-texnologiyalar GISning sifatini, yordam dasturini va jamiyatga keng miqyosda xizmat qilishini kutmoqda, ammo shunga qaramay, GISning aniqligini qog'oz xaritalar singari ta'sir qiladigan boshqa manbalar mavjud, ammo ulardan foydalanish cheklangan bo'lishi mumkin. kerakli aniqlik.

GIS uchun raqamli topografik ma'lumotlar bazasini ishlab chiqishda, topografik xaritalar asosiy manba hisoblanadi va havodan suratga olish va sun'iy yo'ldosh tasvirlari ma'lumotlar yig'ish va fazilatlarni aniqlash uchun qo'shimcha manbalar bo'lib, ular masshtabning joylashuvi bo'yicha faksimile orqali qatlamlar bilan taqqoslanishi mumkin. Xaritaning masshtabi va geografik ko'rsatiladigan maydonni namoyish etish turi^{[tushuntirish kerak ]} juda muhim jihatlardir, chunki axborot tarkibi asosan o'lchovlar to'plamiga va natijada xarita tasvirlarining joylashuviga bog'liq. Xaritani raqamlashtirish uchun xaritani nazariy o'lchovlar ichida tekshirish, so'ngra raster formatga skanerlash va natijada olingan raster ma'lumotlariga nazariy o'lchov berish kerak. kauchuk choyshab / burish texnologiyasi jarayoni.

Xaritalarning miqdoriy tahlili aniqlik masalalarini diqqat markaziga keltiradi. GIS uchun o'lchovlarni amalga oshirishda ishlatiladigan elektron va boshqa uskunalar odatiy xarita tahlil qilish mashinalariga qaraganda ancha aniqroq. Barcha geografik ma'lumotlar mohiyatan noto'g'ri va bu noaniqliklar GIS operatsiyalari orqali oldindan aytish qiyin bo'lgan usullar bilan tarqaladi.

Ma'lumotlarni taqdim etish

GIS ma'lumotlari aralashmani aniqlaydigan raqamli ma'lumotlar bilan haqiqiy ob'ektlarni (masalan, yo'llar, erdan foydalanish, balandlik, daraxtlar, suv yo'llari va boshqalar) aks ettiradi. Haqiqiy ob'ektlarni ikkita mavhumlikka bo'lish mumkin: alohida ob'ektlar (masalan, uy) va doimiy maydonlar (masalan, yog'ingarchilik miqdori yoki balandliklar). An'anaga ko'ra, har ikkala abstraktsiya xaritalash havolalari uchun GISda ma'lumotlarni saqlash uchun ikkita keng usul mavjud: raster tasvirlar va vektor. Ballar, chiziqlar va ko'pburchaklar xaritada joylashtirilgan atributlar havolalari. Ma'lumotlarni saqlashning yangi gibrid usuli bu uch o'lchovli nuqtalarni birlashtirgan nuqta bulutlarini aniqlashdir RGB har bir nuqtada ma'lumot, "3D rangli tasvir ". GIS-ning tematik xaritalari, keyinchalik ular ko'rsatishni yoki belgilashni rejalashtirgan narsalarini vizual ravishda aniqroq tavsiflanmoqda.

Kabi mashhur GIS fayl formatlari ro'yxati uchun shakllar, qarang GIS fayl formatlari § Ommabop GIS fayl formatlari.

Ma'lumotni olish

Xaritalash uchun apparatning misoli (GPS va masofaviy o'lchagich ) va ma'lumotlar yig'ish (qo'pol kompyuter ). Geografik axborot tizimining (GIS) hozirgi tendentsiyasi shundan iboratki, dalada aniq xaritalash va ma'lumotlarni tahlil qilish yakunlanadi. Tasvirlangan apparat (dala xaritasi texnologiya) asosan uchun ishlatiladi o'rmon zaxiralari, monitoring va xaritalash.

Ma'lumotlarni yig'ish - tizimga ma'lumotlarni kiritish - GIS amaliyotchilarining ko'p vaqtini sarf qiladi. Ma'lumotlarni raqamli formatda saqlanadigan GISga kiritish uchun turli xil usullar qo'llaniladi.

Qog'ozga bosilgan mavjud ma'lumotlar yoki BUTR filmi xaritalar bo'lishi mumkin raqamlashtirilgan yoki raqamli ma'lumotlarni ishlab chiqarish uchun skanerlangan. Digitizer ishlab chiqaradi vektor ma'lumotlar operator sifatida nuqta, chiziqlar va ko'pburchak chegaralarini xaritadan izlaydi. Skanerlash xarita natijasida vektor ma'lumotlarini ishlab chiqarish uchun qo'shimcha ishlov berilishi mumkin bo'lgan raster ma'lumotlar olinadi.

Tadqiqot ma'lumotlar to'g'ridan-to'g'ri GISga raqamli ma'lumotlarni yig'ish tizimlaridan so'rovnoma vositalarida chaqirilgan usul yordamida kiritilishi mumkin koordinatali geometriya (COGO). Global navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimidagi pozitsiyalar (GNSS ) kabi Global joylashishni aniqlash tizimi shuningdek to'planib, keyin GISga import qilinishi mumkin. Ma'lumot yig'ishning zamonaviy tendentsiyasi foydalanuvchilarga foydalanish imkoniyatini beradi dala kompyuterlari simsiz ulanishlar yoki uzilgan tahrirlash seanslari yordamida jonli ma'lumotlarni tahrirlash qobiliyatiga ega.^[21] Bu real vaqtda dekimetr aniqligi bilan arzon narxlardagi xaritalash darajasidagi GPS birliklari mavjudligi bilan yaxshilandi. Bu dala ishlari yig'ilgandan so'ng ofisdagi ma'lumotlarni joylashtirish, import qilish va yangilash zarurligini yo'q qiladi. Bunga a yordamida to'plangan pozitsiyalarni kiritish qobiliyati kiradi masofaviy o'lchagich. Shuningdek, yangi texnologiyalar foydalanuvchilarga xaritalarni yaratish hamda to'g'ridan-to'g'ri sohada tahlil qilish, loyihalarni yanada samarali qilish va xaritalarni aniqroq qilish imkonini beradi.

Masofadan sezgir ma'lumotlar, shuningdek, ma'lumotlar yig'ishda muhim rol o'ynaydi va platformaga biriktirilgan sensorlardan iborat. Sensorlarga kameralar, raqamli skanerlar va lidar, platformalar odatda samolyotlardan va sun'iy yo'ldoshlar. 1990-yillarning o'rtalarida Angliyada gibrid uçurtma / sharlar chaqirildi helikitlar birinchi bo'lib havodagi geo-axborot tizimlari sifatida ixcham havodagi raqamli kameralardan foydalanishga kashshoflik qildi. Fotosuratlarni bog'lash va erni o'lchash uchun 0,4 mm aniqlikdagi samolyotlarni o'lchash dasturi ishlatilgan. Helikitlar arzon va samolyotlarga qaraganda aniqroq ma'lumotlarni to'plashadi. Helikitlardan avtomobillar, temir yo'llar va shaharlarda foydalanish mumkin uchuvchisiz uchish vositalari (PUA) taqiqlangan.

So'nggi paytlarda havo ma'lumotlarini yig'ish imkoniyati yanada oshdi miniatyurali PUA va dronlar. Masalan, Aeryon skauti bilan 50 gektar maydonni xaritalash uchun foydalanilgan namuna masofasi atigi 12 daqiqada 1 dyuym (2,54 sm).^[22]

Raqamli ma'lumotlarning aksariyati hozirda olingan foto talqin havo fotosuratlari. Yumshoq nusxadagi ish stantsiyalari funktsiyalarni to'g'ridan-to'g'ri raqamlashtirish uchun ishlatiladi stereo juftliklar raqamli fotosuratlar. Ushbu tizimlar ma'lumotlarni ikki va uch o'lchovda olish imkonini beradi, balandliklar to'g'ridan-to'g'ri stereo juftlikdan printsiplari yordamida o'lchanadi fotogrammetriya. Yumshoq nusxa ko'chirish tizimiga kiritishdan oldin analog fotosuratlarni skanerdan o'tkazish kerak, chunki yuqori sifatli raqamli kameralar uchun bu qadam o'tkazib yuboriladi.

Sun'iy yo'ldosh masofadan turib zondlash fazoviy ma'lumotlarning yana bir muhim manbasini taqdim etadi. Bu erda sun'iy yo'ldoshlar aks ettirishni passiv ravishda o'lchash uchun turli xil sensorli paketlardan foydalanadi elektromagnit spektr yoki radioaktiv sensor kabi radio to'lqinlar. Masofaviy zondlash rastr ma'lumotlarini to'playdi, ular keyinchalik turli xil polosalar yordamida ishlov berilishi mumkin, masalan, er qoplami kabi ob'ektlar va qiziqish sinflarini aniqlash uchun.

Veb-kon fazoviy ma'lumotlarni yig'ishning yangi usuli. Tadqiqotchilar kerakli kosmik ma'lumotlarni yig'ish uchun veb-brauzer dasturi yaratadilar Internet.^[23] Masalan, aniq geografik joylashuv yoki kvartiralarning mahallasi onlayn ko'chmas mulk ro'yxati veb-saytlaridan to'planishi mumkin.

Ma'lumotlar olinayotganda foydalanuvchi ma'lumotlarning nisbiy aniqligi yoki mutlaq aniqligi bilan olinishi kerakmi deb o'ylashi kerak, chunki bu nafaqat ma'lumot qanday talqin qilinishiga, balki ma'lumotlarni yig'ish narxiga ham ta'sir qilishi mumkin.

Ma'lumotlarni GISga kiritgandan so'ng, ma'lumotlar odatda tahrirlash, xatolarni yo'q qilish yoki qo'shimcha ishlov berishni talab qiladi. Vektorli ma'lumotlar uchun uni ba'zi bir ilg'or tahlillar uchun ishlatishdan oldin "topologik jihatdan to'g'ri" qilish kerak. Masalan, yo'l tarmog'ida chiziqlar chorrahada tugunlar bilan bog'lanishi kerak. Pastga tushirish va haddan tashqari tortish kabi xatolar ham olib tashlanishi kerak. Skanerlangan xaritalar uchun manba xaritasidagi nuqsonlarni natijadan olib tashlash kerak bo'lishi mumkin raster. Masalan, ifloslik ulanishi kerak bo'lmagan ikkita chiziqni birlashtirishi mumkin.

Raster-vektorli tarjima

Ma'lumotlarni qayta tuzish ma'lumotlarni turli formatlarga o'tkazish uchun GIS tomonidan amalga oshirilishi mumkin. Masalan, GIS yordamida sun'iy yo'ldosh tasvir xaritasini vektorli tuzilishga aylantirish uchun barcha hujayralar atrofida bir xil tasnifga ega chiziqlar hosil qilish, shu bilan birga qo'shni yoki qo'shilish kabi hujayralarning fazoviy munosabatlari aniqlanishi mumkin.

Ma'lumotlarni yanada takomillashtirish bilan sodir bo'lishi mumkin tasvirni qayta ishlash, 1960-yillarning oxirida ishlab chiqilgan texnika NASA va xususiy sektor kontrastni yaxshilash, soxta rang berish va boshqa ikki xil o'lchovlardan foydalanishni o'z ichiga olgan boshqa usullarni taqdim etadi Furye o'zgarishi. Raqamli ma'lumotlar turli yo'llar bilan to'plangan va saqlanganligi sababli, ikkala ma'lumot manbalari to'liq mos kelmasligi mumkin. Shunday qilib, GIS konvertatsiya qilish imkoniyatiga ega bo'lishi kerak geografik ma'lumotlar bir tuzilishdan boshqasiga. Bunda turli xil ontologiya va tasniflar ortidagi yashirin taxminlar tahlilni talab qiladi.^[24] Natijada ob'ekt ontologiyalari tobora ortib borayotgan obro'ga ega bo'ldi ob'ektga yo'naltirilgan dasturlash va tomonidan doimiy ish Barri Smit va hamkasblar.

Proektsiyalar, koordinatali tizimlar va ro'yxatdan o'tish

Er turli xil modellar bilan ifodalanishi mumkin, ularning har biri Yer yuzidagi istalgan nuqtalar uchun turli koordinatalar to'plamini (masalan, kenglik, uzunlik, balandlik) ta'minlashi mumkin. Eng oddiy model - erni mukammal shar deb taxmin qilish. Erning ko'proq o'lchovlari to'planib borgan sari, erning modellari yanada takomillashgan va aniqroq bo'lib qoldi. Aslida, deyilgan modellar mavjud ma'lumotlar bazalari kabi aniqlikni oshirish uchun erning turli sohalarida qo'llaniladigan 1983 yildagi Shimoliy Amerika Datum AQSh o'lchovlari uchun va Jahon geodezik tizimi butun dunyo o'lchovlari uchun.

Mahalliy ma'lumotlarga nisbatan tuzilgan xaritadagi kenglik va uzunlik a dan olingan ko'rsatkich bilan bir xil bo'lmasligi mumkin GPS qabul qiluvchisi. Koordinatalarni bitta ma'lumotlar bazasidan boshqasiga o'tkazish uchun a talab qilinadi ma'lumotlar o'zgarishi kabi a Helmertning o'zgarishi, garchi ma'lum vaziyatlarda oddiy tarjima etarli bo'lishi mumkin.^[25]

Ommabop GIS dasturiy ta'minotida kenglik / uzunlik bo'yicha prognoz qilingan ma'lumotlar ko'pincha a sifatida ifodalanadi Geografik koordinatalar tizimi. Masalan, kenglik / uzunlikdagi ma'lumotlar, agar ma'lumotlar "1983 yildagi Shimoliy Amerika ma'lumotlari" bo'lsa, "GCS North America 1983" bilan belgilanadi.

GIS bilan fazoviy tahlil

GIS fazoviy tahlili tez o'zgaruvchan maydon bo'lib, GIS paketlari tobora ko'proq standart o'rnatilgan moslamalar sifatida analitik vositalarni, ixtiyoriy vositalar to'plamini, qo'shimcha yoki "tahlilchilarni" o'z ichiga oladi. Ko'pgina hollarda, ular dastlabki dasturiy ta'minot etkazib beruvchilar tomonidan taqdim etiladi (tijorat sotuvchilari yoki hamkorlikda tijorat bo'lmagan ishlab chiqarish guruhlari), boshqa hollarda bu ob'ektlar uchinchi tomonlar tomonidan ishlab chiqilgan va ta'minlangan. Bundan tashqari, ko'plab mahsulotlar dasturiy ta'minotni ishlab chiqish to'plamlarini (SDK), dasturlash tillarini va tilni qo'llab-quvvatlashni, o'z tahliliy vositalarini yoki variantlarini ishlab chiqish uchun stsenariy inshootlarini va / yoki maxsus interfeyslarni taklif etadi. Mavjudlikning ko'payishi yangi o'lchovni yaratdi biznes razvedkasi deb nomlangan "fazoviy razvedka "bu intranet orqali ochiq etkazib berilganda, geografik va ijtimoiy tarmoq ma'lumotlariga kirishni demokratlashtiradi. Geografik razvedka, GIS fazoviy tahliliga asoslanib, xavfsizlik uchun ham muhim elementga aylandi. GISni umuman vektorli tasvirga yoki boshqa raqamlashtirish jarayoniga o'tish deb ta'riflash mumkin.

Nishab va tomon

Nishab odatda bir daraja yoki foiz sifatida burchak sifatida o'lchanadigan er birligining tikligi yoki gradienti sifatida aniqlanishi mumkin. Aspekt er yuzining birligi qaragan yo'nalish sifatida aniqlanishi mumkin. Aspekt odatda shimoldan darajalarda ifodalanadi. Erni tahlil qilishda nishab, tomon va sirt egriligi hujayralarning qo'shni qo'shnilarining balandlik qiymatlaridan foydalangan holda mahalla operatsiyalaridan kelib chiqadi.^[26] Nishab rezolyutsiya funktsiyasidir va nishab va tomonni hisoblash uchun ishlatiladigan fazoviy o'lcham har doim ko'rsatilishi kerak.^[27] Turli mualliflar nishab va tomonni hisoblash texnikasini taqqosladilar.^[28][29][30]

Nishab va tomonni aniqlash uchun quyidagi usuldan foydalanish mumkin:
Erning bir nuqtasida yoki birligida ko'tarilish sharqiy-g'arbiy va shimoliy-janubiy yo'nalishda, nuqta bo'ylab o'tuvchi perpendikulyar tangenslarga (nishabga) ega bo'ladi. Ushbu ikkita tangens ikkita komponentni, ya'ni z / dxx va zz / yy ni beradi, keyinchalik ular nishabning umumiy yo'nalishini va qiyalik tomonini aniqlash uchun ishlatiladi. Gradient x va y yo'nalishlari bo'yicha sirtning qisman hosilalariga teng bo'lgan komponentlarga ega bo'lgan vektor miqdori sifatida aniqlanadi.^[31]

Umumiy 3 × 3 panjara nishabini hisoblash S va jihati A sharq-g'arbiy va shimoliy-janubiy komponentlarini aniqlaydigan usullar uchun quyidagi formulalardan mos ravishda foydalaning:

${ displaystyle tan S = { sqrt { chap ({ frac { qismli z} { qisman x}} o'ng) ^ {2} + chap ({ frac { qismli z} { qisman y}} o'ng) ^ {2}}}}$

${ displaystyle tan A = { frac { chap ({ frac {- qisman z} { qisman y}} o'ng)} { chap ({ frac { qisman z} { qisman x} } o'ng)}}}$

Chjou va Lyu^[30] aspektni hisoblashning yana bir formulasini quyidagicha tavsiflang:

${ displaystyle A = 270 ^ { circ} + arctan chap ({ frac { chap ({ frac { qismli z} { qisman x}} o'ng)} { chap ({ frac { qisman z} { qisman y}} o'ng)}} o'ng) -90 ^ { circ} cdot { frac { chap ({ frac { qisman z} { qisman y}} o'ng )} { chap | { frac { qisman z} { qismli y}} o'ng |}}}$

Ma'lumotlarni tahlil qilish

Bu haqda gapirish qiyin botqoqli erlar xaritalar yog'ingarchilik aeroportlar, televizion stantsiyalar va maktablar kabi turli nuqtalarda qayd etilgan summalar. Ammo GIS yordamida ma'lumot sathidan Yer yuzasi, er osti qatlami va atmosferaning ikki va uch o'lchovli xarakteristikalarini tasvirlash uchun foydalanish mumkin. Masalan, GIS tezda xaritani yaratishi mumkin izoplet yoki kontur chiziqlari har xil miqdordagi yog'ingarchilikni ko'rsatadi. Bunday xaritani yomg'ir kontur xaritasi deb hisoblash mumkin. Ko'pgina murakkab usullar yuzalarning xususiyatlarini cheklangan miqdordagi nuqta o'lchovlaridan baholashi mumkin. Yomg'irli nuqtalarni o'lchashning sirtini modellashtirish natijasida yaratilgan ikki o'lchovli kontur xaritasi bir xil hududni qamrab olgan GISdagi boshqa xarita bilan qoplanishi va tahlil qilinishi mumkin. Ushbu GISdan olingan xarita keyinchalik qo'shimcha ma'lumotlarni taqdim etishi mumkin - masalan, hayotiyligi suv quvvati sifatida potentsial qayta tiklanadigan energiya manba. Xuddi shunday, GIS yordamida boshqalarni taqqoslash uchun foydalanish mumkin qayta tiklanadigan energiya mintaqa uchun eng yaxshi geografik potentsialni topish uchun resurslar.^[32]

Bundan tashqari, uch o'lchovli nuqtalar qatoridan yoki raqamli balandlik modeli, nishab tahlili bilan birga balandlik konturlarini ifodalaydigan izoplet chiziqlari hosil bo'lishi mumkin, soyali yengillik va boshqa balandlik mahsulotlari. Suv havzalarini istalgan qiziqish nuqtasidan tutashgan va tepalikdagi barcha hududlarni hisoblash orqali istalgan maqsadga erishish uchun osongina aniqlash mumkin. Xuddi shunday, kutilgan thalweg er usti suvlari vaqti-vaqti bilan va doimiy oqimlarda harakat qilishni istagan joyni GISdagi balandlik ma'lumotlaridan hisoblash mumkin.

Topologik modellashtirish

GIS raqamli saqlanadigan fazoviy ma'lumotlarda mavjud bo'lgan fazoviy munosabatlarni tanib, tahlil qilishi mumkin. Bular topologik munosabatlar murakkab fazoviy modellashtirish va tahlillarni amalga oshirishga imkon beradi. Geometrik ob'ektlar orasidagi topologik munosabatlarga an'anaviy ravishda qo'shni (nima qo'shni), qamrab olinadigan (nimani qamrab oladigan) va yaqinlik (bir narsaning boshqa narsaga qanchalik yaqinligi) kiradi.

Geometrik tarmoqlar

Geometrik tarmoqlar o'zaro bog'liq xususiyatlarni aks ettirish va ular bo'yicha maxsus fazoviy tahlillarni o'tkazish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan ob'ektlarning chiziqli tarmoqlari. Geometrik tarmoq qirralardan tashkil topgan bo'lib, ular o'xshash nuqtalarda birlashtirilgan grafikalar matematika va informatika fanlari bo'yicha. Xuddi grafikalar singari, tarmoqlar ham o'zaro bog'liq bo'lgan xususiyatlarni aniqroq ko'rsatish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan og'irlik va oqimga ega bo'lishi mumkin. Geometrik tarmoqlar ko'pincha yo'l tarmoqlarini modellashtirish uchun ishlatiladi va kommunal xizmat elektr, gaz va suv tarmoqlari kabi tarmoqlar. Tarmoqni modellashtirish odatda keng qo'llaniladi transportni rejalashtirish, gidrologiya modellashtirish va infratuzilma modellashtirish.

Gidrologik modellashtirish

GIS gidrologik modellari boshqa gidrologik modellar etishmaydigan fazoviy elementni, qiyalik, qirrali va suv havzasi kabi o'zgaruvchilar tahlili bilan ta'minlashi mumkin. suv yig'ish maydoni.^[33] Erni tahlil qilish gidrologiya uchun juda muhimdir, chunki suv har doim nishab bilan oqadi.^[33] A ning erni asosiy tahlili sifatida raqamli balandlik modeli (DEM) Nishab va tomonni hisoblashni o'z ichiga oladi, DEMlar gidrologik tahlil uchun juda foydali. Keyinchalik nishab va aspekt yordamida suv oqimi yo'nalishini va shu sababli oqimlar, daryolar va ko'llarni hosil qilish uchun oqim to'planishini aniqlash mumkin. Turli xil oqim yo'nalishlari suv omborining chegaralarini aniq ko'rsatib berishi mumkin. Oqim yo'nalishi va yig'ilish matritsasi yaratilgandan so'ng, ma'lum bir nuqtada hissa qo'shadigan yoki tarqaladigan joylarni ko'rsatadigan so'rovlar bajarilishi mumkin.^[33] Modelga infiltratsiya va evapotranspiratsiya stavkalariga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan erning pürüzlülüğü, o'simlik turlari va tuproq turlari kabi batafsilroq ma'lumotlarni kiritish mumkin va shuning uchun sirt oqimiga ta'sir qiladi. Gidrologik modellashtirishning asosiy usullaridan biri atrof muhitni ifloslanishini o'rganish. Gidrologik modellashtirishning boshqa qo'llanmalariga quyidagilar kiradi er osti suvlari va er usti suvlari xaritasini tuzish, shuningdek toshqin xavfi xaritalari.

Kartografik modellashtirish

GIS dasturida qatlamlardan foydalanish misoli. Ushbu misolda o'rmon qoplami qatlami (och yashil) pastki qavatni hosil qiladi, uning ustida topografik qatlam (kontur chiziqlari) joylashgan. Keyingi tepada turgan suv qatlami (ko'lmak, ko'l), so'ngra oqayotgan suv qatlami (oqim, daryo), so'ngra chegara qatlami va nihoyat tepada yo'l qatlami joylashgan. Yakuniy natijani to'g'ri ko'rsatish uchun buyurtma juda muhimdir. E'tibor bering, suv havzalari soylarning ostiga qatlam bo'lib qo'yilgan, shuning uchun suv havzalaridan biri ustida oqim chizig'ini ko'rish mumkin.

Dana Tomlin ehtimol nomzodlik dissertatsiyasida (1983) "kartografik modellashtirish" atamasini kiritgan; keyinchalik u buni kitobining sarlavhasida ishlatgan, Geografik axborot tizimlari va kartografik modellashtirish (1990).^[34]Kartografik modellashtirish bir necha mavzuli bo'lgan jarayonni anglatadi qatlamlar bir xil maydon ishlab chiqariladi, qayta ishlanadi va tahlil qilinadi. Tomlin rastrli qatlamlardan foydalangan, ammo qistirish usuli (quyida ko'rib chiqing) odatda ko'proq qo'llanilishi mumkin. Xarita qatlamlaridagi operatsiyalar algoritmlarga, oxir-oqibat simulyatsiya yoki optimallashtirish modellariga birlashtirilishi mumkin.

Xarita qoplamasi

Bir nechta fazoviy ma'lumotlar to'plamlarining kombinatsiyasi (nuqtalar, chiziqlar yoki ko'pburchaklar ) vizual ravishda bir xil mintaqaning bir nechta xaritalarini joylashtirishga o'xshash yangi chiqish vektorlari to'plamini yaratadi. Ushbu qoplamalar matematikaga o'xshaydi Venn diagrammasi qoplamalar. A birlashma overlay har ikkala ma'lumotning geografik xususiyatlari va atribut jadvallarini bitta yangi chiqishga birlashtiradi. An kesishmoq overlay har ikkala ma'lumot bir-birining ustiga chiqadigan maydonni aniqlaydi va har biri uchun atribut maydonlarining to'plamini saqlaydi. A nosimmetrik farq ustma-ust qoplash maydonchadan tashqari ikkala kirishning umumiy maydonini o'z ichiga olgan chiqish maydonini belgilaydi.

Ma'lumotlarni chiqarish - bu vektor qoplamasiga o'xshash GIS jarayoni, ammo u vektor yoki raster ma'lumotlarini tahlil qilishda ishlatilishi mumkin. Ma'lumotlarni yig'ish har ikkala ma'lumotlar to'plamining xususiyatlarini va xususiyatlarini birlashtirish o'rniga, "ma'lumotlar to'plami" dan foydalanib, boshqa ma'lumotlar to'plamining fazoviy doirasiga kiradigan bitta ma'lumotlar to'plamining xususiyatlarini ajratib olishni o'z ichiga oladi.

Rastrli ma'lumotlarni tahlil qilishda ma'lumotlar to'plamlarining ustki qatlami "bir nechta rasterlarda mahalliy operatsiya" yoki "deb nomlangan jarayon orqali amalga oshiriladi.xarita algebra ", har bir rasterning qiymatlarini birlashtirgan funktsiya orqali matritsa. Ushbu funktsiya turli xil omillarning geografik hodisaga ta'sirini aks ettiruvchi "indeks modeli" yordamida ba'zi bir ma'lumotlarning boshqalarga qaraganda og'irligini tortishi mumkin.

Geostatistika

Geostatistika dala ma'lumotlari, uzluksiz indeksli fazoviy ma'lumotlar bilan shug'ullanadigan statistika bo'limi. U fazoviy korrelyatsiyani modellashtirish va ixtiyoriy joylarda (interpolatsiya) qiymatlarni taxmin qilish usullarini taqdim etadi.

Hodisalar o'lchanganida, kuzatish usullari har qanday keyingi tahlilning to'g'riligini belgilaydi. Ma'lumotlarning tabiati tufayli (masalan, shahar sharoitida transport harakati; ob-havo holati tinch okeani ), doimiy yoki dinamik aniqlik darajasi har doim o'lchovda yo'qoladi. Ushbu aniqlikning yo'qolishi ma'lumotlar yig'ish ko'lami va taqsimotidan aniqlanadi.

Tahlilning statistik ahamiyatini aniqlash uchun o'rtacha aniqlanadi, shunda har qanday darhol o'lchovdan tashqaridagi ballar (gradyanlar) ularning taxmin qilingan xatti-harakatlarini aniqlash uchun kiritilishi mumkin. Bu qo'llaniladigan statistik va ma'lumotlarni yig'ish usullarining cheklanganligi bilan bog'liq bo'lib, to'g'ridan-to'g'ri o'lchov qilinmaydigan zarralar, nuqtalar va joylashuvlarning xatti-harakatlarini bashorat qilish uchun interpolatsiya zarur.

A olingan Hillshade modeli raqamli balandlik modeli shimoliy Apennin (Italiya) dagi Valestra hududidan

Interpolatsiya bu bir qator namunaviy nuqtalarda to'plangan ma'lumotlarni kiritish orqali sirtni yaratish jarayoni, odatda raster ma'lumotlar to'plami. Interpolatsiyaning bir nechta shakllari mavjud, ularning har biri ma'lumotlar to'plamining xususiyatlariga qarab ma'lumotlarni turlicha ko'rib chiqadi. Interpolatsiya usullarini taqqoslashda birinchi navbatda manba ma'lumotlarining o'zgarishi yoki o'zgarmasligi (aniq yoki taxminiy) bo'lishi kerak. Keyingi usul - bu sub'ektivmi, inson talqinimi yoki ob'ektivmi. Keyin nuqta orasidagi o'tish xarakteri mavjud: ular keskinmi yoki asta-sekinmi. Va nihoyat, usul global bo'ladimi (modelni shakllantirish uchun barcha ma'lumotlar to'plamidan foydalaniladi) yoki kichik bir er uchastkasi uchun algoritm takrorlanadigan lokalmi.

Interpolatsiya - bu har qanday pozitsiyada to'plangan ma'lumotlar uning yaqin atrofidagi joylarda juda o'xshash yoki ta'sirga ega bo'lishini tan oladigan fazoviy avtokorrelyatsiya printsipi tufayli oqlangan o'lchovdir.

Raqamli balandlik modellari, uchburchak tartibsiz tarmoqlar, chekka algoritmlar, Tissen poligonlari, Furye tahlili, (vaznli) harakatlanuvchi o'rtacha ko'rsatkichlar, teskari masofani tortish, kriging, spline va trend sirtini tahlil qilish bularning barchasi interpolativ ma'lumotlarni ishlab chiqarish uchun matematik usullardir.

Manzilni geokodlash

Geokodlash - bu ko'chadagi manzillardan (masalan, X koordinatalari) yoki boshqa fazoviy ma'lumotlarga o'xshash interpolatsiya. Pochta kodlari, parcel lots and address locations. A reference theme is required to geokod individual addresses, such as a road centerline file with address ranges. The individual address locations have historically been interpolated, or estimated, by examining address ranges along a road segment. These are usually provided in the form of a table or database. The software will then place a dot approximately where that address belongs along the segment of centerline. For example, an address point of 500 will be at the midpoint of a line segment that starts with address 1 and ends with address 1,000. Geocoding can also be applied against actual parcel data, typically from municipal tax maps. In this case, the result of the geocoding will be an actually positioned space as opposed to an interpolated point. This approach is being increasingly used to provide more precise location information.

Reverse geocoding

Reverse geocoding is the process of returning an estimated street address number as it relates to a given coordinate. For example, a user can click on a road centerline theme (thus providing a coordinate) and have information returned that reflects the estimated house number. This house number is interpolated from a range assigned to that road segment. If the user clicks at the o'rta nuqta of a segment that starts with address 1 and ends with 100, the returned value will be somewhere near 50. Note that reverse geocoding does not return actual addresses, only estimates of what should be there based on the predetermined range.

Ko'p mezonli qarorlarni tahlil qilish

Coupled with GIS, ko'p mezonli qarorlarni tahlil qilish methods support decision-makers in analysing a set of alternative spatial solutions, such as the most likely ecological habitat for restoration, against multiple criteria, such as vegetation cover or roads. MCDA uses decision rules to aggregate the criteria, which allows the alternative solutions to be ranked or prioritised.^[35] GIS MCDA may reduce costs and time involved in identifying potential restoration sites.

Data output and cartography

Kartografiya is the design and production of maps, or visual representations of spatial data. The vast majority of modern cartography is done with the help of computers, usually using GIS but production of quality cartography is also achieved by importing layers into a design program to refine it. Most GIS software gives the user substantial control over the appearance of the data.

Cartographic work serves two major functions:

First, it produces graphics on the screen or on paper that convey the results of analysis to the people who make decisions about resources. Wall maps and other graphics can be generated, allowing the viewer to visualize and thereby understand the results of analyses or simulations of potential events. Web Map Servers facilitate distribution of generated maps through web browsers using various implementations of web-based application programming interfaces (AJAX, Java, Chiroq, va boshqalar.).

Second, other database information can be generated for further analysis or use. An example would be a list of all addresses within one mile (1.6 km) of a toxic spill.

Graphic display techniques

Traditional maps are abstractions of the real world, a sampling of important elements portrayed on a sheet of paper with symbols to represent physical objects. People who use maps must interpret these symbols. Topografik xaritalar show the shape of land surface with kontur chiziqlari yoki bilan soyali yengillik.

Today, graphic display techniques such as soyalash asoslangan balandlik in a GIS can make relationships among map elements visible, heightening one's ability to extract and analyze information. For example, two types of data were combined in a GIS to produce a perspective view of a portion of San-Mateo okrugi, Kaliforniya.

• The raqamli balandlik modeli, consisting of surface elevations recorded on a 30-meter horizontal grid, shows high elevations as white and low elevation as black.
• Hamrohlik qilmoqda Landsat Thematic Mapper image shows a false-color infrared image looking down at the same area in 30-meter pixels, or picture elements, for the same coordinate points, pixel by pixel, as the elevation information.

A GIS was used to register and combine the two images to ko'rsatish the three-dimensional perspective view looking down the San-Andreas xatosi, using the Thematic Mapper image pixels, but shaded using the elevation of the relyef shakllari. The GIS display depends on the viewing point of the kuzatuvchi and time of day of the display, to properly render the shadows created by the sun's rays at that latitude, longitude, and time of day.

An archeochrome is a new way of displaying spatial data. It is a thematic on a 3D map that is applied to a specific building or a part of a building. It is suited to the visual display of heat-loss data.

Spatial ETL

Spatial ETL tools provide the data processing functionality of traditional chiqarib olish, o'zgartirish, yuklash (ETL) software, but with a primary focus on the ability to manage spatial data. They provide GIS users with the ability to translate data between different standards and proprietary formats, whilst geometrically transforming the data en route. These tools can come in the form of add-ins to existing wider-purpose software such as elektron jadvallar.

GIS data mining

GIS or spatial ma'lumotlar qazib olish is the application of data mining methods to spatial data. Data mining, which is the partially automated search for hidden patterns in large databases, offers great potential benefits for applied GIS-based decision making. Typical applications include environmental monitoring. A characteristic of such applications is that spatial correlation between data measurements require the use of specialized algorithms for more efficient data analysis.^[36]

Ilovalar

The implementation of a GIS is often driven by jurisdictional (such as a city), purpose, or application requirements. Generally, a GIS implementation may be custom-designed for an organization. Hence, a GIS deployment developed for an application, jurisdiction, enterprise, or purpose may not be necessarily birgalikda ishlaydi or compatible with a GIS that has been developed for some other application, jurisdiction, enterprise, or purpose.^[37]

GIS provides, for every kind of location-based organization, a platform to update geographical data without wasting time to visit the field and update a database manually. GIS when integrated with other powerful enterprise solutions like SAP^[38] va Wolfram tili^[39] helps creating powerful qarorlarni qo'llab-quvvatlash tizimi at enterprise level.^{[40][tushuntirish kerak ]}

GeaBios – tiny WMS /WFS mijoz (Chiroq /DHTML )

Many disciplines can benefit from GIS technology. An active GIS market has resulted in lower costs and continual improvements in the hardware and software components of GIS, and usage in the fields of science, government, biznes va sanoat, with applications including ko `chmas mulk, xalq salomatligi, crime mapping, milliy mudofaa, barqaror rivojlanish, Tabiiy boyliklar, iqlimshunoslik,^[41][42] landshaft arxitekturasi, arxeologiya, regional and community planning, transportation and logistics. GIS is also diverging into joylashuvga asoslangan xizmatlar, which allows GPS-enabled mobile devices to display their location in relation to fixed objects (nearest restaurant, gas station, fire hydrant) or mobile objects (friends, children, police car), or to relay their position back to a central server for display or other processing.

Open Geospatial Consortium standards

The Ochiq geospatial konsortsium (OGC) is an international industry consortium of 384 companies, government agencies, universities, and individuals participating in a consensus process to develop publicly available geoprocessing specifications. Open interfaces and protocols defined by OpenGIS Specifications support interoperable solutions that "geo-enable" the Web, wireless and location-based services, and mainstream IT, and empower technology developers to make complex spatial information and services accessible and useful with all kinds of applications. Open Geospatial Consortium protocols include Veb-xaritalar xizmati va Veb-xususiyat xizmati.^[43]

GIS products are broken down by the OGC into two categories, based on how completely and accurately the software follows the OGC specifications.

OGC standards help GIS tools communicate.

Compliant Products are software products that comply to OGC's OpenGIS Specifications. When a product has been tested and certified as compliant through the OGC Testing Program, the product is automatically registered as "compliant" on this site.

Implementing Products are software products that implement OpenGIS Specifications but have not yet passed a compliance test. Compliance tests are not available for all specifications. Developers can register their products as implementing draft or approved specifications, though OGC reserves the right to review and verify each entry.

Veb-xaritalash

In recent years there has been a proliferation of free-to-use and easily accessible mapping software such as the mulkiy veb-ilovalar Google xaritalari va Bing xaritalari, shuningdek bepul va ochiq manbali muqobil OpenStreetMap. These services give the public access to huge amounts of geographic data; perceived by many users to be as trustworthy and usable as professional information.^[44]

Some of them, like Google Maps and OpenLayers, expose an dastur dasturlash interfeysi (API) that enable users to create custom applications. These toolkits commonly offer street maps, aerial/satellite imagery, geocoding, searches, and routing functionality. Web mapping has also uncovered the potential of kraudorsing geodata in projects like OpenStreetMap, which is a collaborative project to create a free editable map of the world. Bular musiqa bo'laklarini aralashtirib juftlash projects have been proven to provide a high level of value and benefit to end users outside that possible through traditional geographic information.^[45][46]

Adding the dimension of time

The condition of the Earth's surface, atmosphere, and subsurface can be examined by feeding satellite data into a GIS. GIS technology gives researchers the ability to examine the variations in Earth processes over days, months, and years. As an example, the changes in vegetation vigor through a growing season can be animated to determine when drought was most extensive in a particular region. The resulting graphic represents a rough measure of plant health. Working with two variables over time would then allow researchers to detect regional differences in the lag between a decline in rainfall and its effect on vegetation.

GIS technology and the availability of digital data on regional and global scales enable such analyses. The satellite sensor output used to generate a vegetation graphic is produced for example by the advanced very-high-resolution radiometer (AVHRR). This sensor system detects the amounts of energy reflected from the Earth's surface across various bands of the spectrum for surface areas of about 1 square kilometer. The satellite sensor produces images of a particular location on the Earth twice a day. AVHRR and more recently the moderate-resolution imaging spectroradiometer (MODIS) are only two of many sensor systems used for Earth surface analysis.

In addition to the integration of time in environmental studies, GIS is also being explored for its ability to track and model the progress of humans throughout their daily routines. A concrete example of progress in this area is the recent release of time-specific population data by the AQSh aholini ro'yxatga olish. In this data set, the populations of cities are shown for daytime and evening hours highlighting the pattern of concentration and dispersion generated by North American commuting patterns. The manipulation and generation of data required to produce this data would not have been possible without GIS.

Using models to project the data held by a GIS forward in time have enabled planners to test policy decisions using spatial decision support systems.

Semantik

Tools and technologies emerging from the Butunjahon Internet tarmog'idagi konsortsium "s Semantik veb are proving useful for ma'lumotlar integratsiyasi problems in information systems. Correspondingly, such technologies have been proposed as a means to facilitate birgalikda ishlash and data reuse among GIS applications.^[47][48] and also to enable new analysis mechanisms.^[49]

Ontologiyalar are a key component of this semantic approach as they allow a formal, machine-readable specification of the concepts and relationships in a given domain. This in turn allows a GIS to focus on the intended meaning of data rather than its syntax or structure. Masalan, mulohaza yuritish that a land cover type classified as deciduous needleleaf trees in one dataset is a ixtisoslashuv or subset of land cover type o'rmon in another more roughly classified dataset can help a GIS automatically merge the two datasets under the more general land cover classification. Tentative ontologies have been developed in areas related to GIS applications, for example the hydrology ontology^[50] tomonidan ishlab chiqilgan Ordnance tadqiqot ichida Birlashgan Qirollik and the SWEET ontologies^[51] tomonidan ishlab chiqilgan NASA "s Reaktiv harakatlanish laboratoriyasi. Also, simpler ontologies and semantic metadata standards are being proposed by the W3C Geo Incubator Group^[52] to represent geospatial data on the web. GeoSPARQL is a standard developed by the Ordnance Survey, Amerika Qo'shma Shtatlarining Geologik xizmati, Tabiiy resurslar Kanada, Avstraliya Hamdo'stlik ilmiy va sanoat tadqiqotlari tashkiloti and others to support ontology creation and reasoning using well-understood OGC literals (GML, WKT), topological relationships (Simple Features, RCC8, DE-9IM), RDF and the SPARQL database query protocols.

Recent research results in this area can be seen in the International Conference on Geospatial Semantics^[53] and the Terra Cognita – Directions to the Geospatial Semantic Web^[54] workshop at the International Semantic Web Conference.

Implications of GIS in society

With the popularization of GIS in decision making, scholars have begun to scrutinize the social and political implications of GIS.^[55][56][44] GIS can also be misused to distort reality for individual and political gain.^[57][58] It has been argued that the production, distribution, utilization, and representation of geographic information are largely related with the social context and has the potential to increase citizen trust in government.^[59] Other related topics include discussion on mualliflik huquqi, maxfiylik va tsenzura. A more optimistic social approach to GIS adoption is to use it as a tool for public participation.

Ta'limda

At the end of the 20th century, GIS began to be recognized as tools that could be used in the classroom.^{[60][61][62][63]} The benefits of GIS in education seem focused on developing spatial thinking, but there is not enough bibliography or statistical data to show the concrete scope of the use of GIS in education around the world, although the expansion has been faster in those countries where the curriculum mentions them.^[64]:36

GIS seem to provide many advantages in teaching geografiya because they allow for analyses based on real geographic data and also help raise many research questions from teachers and students in classrooms, as well as they contribute to improvement in learning by developing spatial and geographical thinking and, in many cases, student motivation.^[64]:38

In local government

GIS is proven as an organization-wide, enterprise and enduring technology that continues to change how local government operates.^[65] Government agencies have adopted GIS technology as a method to better manage the following areas of government organization:

• Economic Development departments use interactive GIS mapping tools, aggregated with other data (demographics, labor force, business, industry, talent) along with a database of available commercial sites and buildings in order to attract investment and support existing business. Businesses making location decisions can use the tools to choose communities and sites that best match their criteria for success. GIS Planning "s ZoomProspector Enterprise an Intelligence Components software is the industry leader, servicing more than 60% of the US population, more than 30% of Canadians, and locations in the UK and Switzerland. You can see an example of these tools here on the state of Pennsylvania's Department of Community and Economic Development website, PASiteSearch.com.
• Jamoat xavfsizligi^[66] operations such as Emergency Operations Centers, Fire Prevention, Police and Sheriff mobile technology and dispatch, and mapping weather risks.
• Parks and Recreation departments and their functions in asset inventory, land conservation, land management, and cemetery management.
• Public Works and Utilities, tracking water and stormwater drainage, electrical assets, engineering projects, and public transportation assets and trends.
• Fiber Network Management for interdepartmental network assets
• School analytical and demographic data, asset management, and improvement/expansion planning
• Public Administration for election data, property records, and zoning/management.

The Open Data initiative is pushing local government to take advantage of technology such as GIS technology, as it encompasses the requirements to fit the Open Data/Open Government model of transparency.^[65] With Open Data, local government organizations can implement Citizen Engagement applications and online portals, allowing citizens to see land information, report potholes and signage issues, view and sort parks by assets, view real-time crime rates and utility repairs, and much more.^[67][68] The push for open data within government organizations is driving the growth in local government GIS technology spending, and database management.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

Qo'shimcha o'qish

• Berry, J. K. (1993). Beyond Mapping: Concepts, Algorithms and Issues in GIS. Fort Collins, CO: GIS World Books.
• Bolstad, P. (2005). GIS Fundamentals: A first text on Geographic Information Systems, Second Edition. White Bear Lake, MN: Eider Press, 543 pp.
• Burrough, P. A. and McDonnell, R. A. (1998). Principles of geographical information systems. Oksford universiteti matbuoti, Oxford, 327 pp.
• Buzai, G.D.; Robinson, D. (2010). "Geographical Information Systems in Latin America, 1987-2010. A Preliminary Overview". Journal of Latin American Geography. 9 (3): 9–31. doi:10.1353/lag.2010.0027. S2CID  145614154.
• Chang, K. (2007). Introduction to Geographic Information System, 4th Edition. McGraw Hill, ISBN  978-0071267588
• de Smith MJ, Goodchild MF, Longley PA (2007). Geospatial analysis: A comprehensive guide to principles, techniques and software tools (2-nashr). Troubador, UK. ISBN  978-1848761582.
• Elangovan, K. (2006). "GIS: Fundamentals, Applications and Implementations", New India Publishing Agency, New Delhi" 208 pp.
• Fu, P., and J. Sun (2010). Web GIS: Principles and Applications. ESRI Press. Redlands, CA. ISBN  1-58948-245-X.
• Harvey, Francis (2008). A Primer of GIS, Fundamental geographic and cartographic concepts. The Guilford Press, 31 pp.
• Heywood, I., Cornelius, S., and Carver, S. (2006). An Introduction to Geographical Information Systems. Prentice Hall. 3-nashr.
• Longley, P.A., Goodchild, M.F., Maguire, D.J. va Rhind, D.W. (2005). Geografik axborot tizimlari va fan. Chichester: Uili. 2-nashr.
• Maguire, D.J., Goodchild M.F., Rhind D.W. (1997). "Geographic Information Systems: principles, and applications" Longman Scientific and Technical, Harlow.
• Maliene V, Grigonis V, Palevičius V, Griffiths S (2011). "Geographic information system: Old principles with new capabilities". Urban Design International. 16 (1): 1–6. doi:10.1057/udi.2010.25. S2CID  110827951.
• Mennecke, Brian E.; Lawrence, A. West Jr. (October 2001). "Geographic Information Systems in Developing Countries: Issues in Data Collection, Implementation and Management". Global Axborotni boshqarish jurnali. 9 (4): 45–55. doi:10.4018/jgim.2001100103.
• Ott, T. and Swiaczny, F. (2001) .Time-integrative GIS. Management and analysis of spatio-temporal data, Berlin / Heidelberg / New York: Springer.
• Sajeevan G. (March 2008). "Latitude and longitude – A misunderstanding" (PDF). Hozirgi fan. 94 (5): 568.
• Sajeevan G (2006). "Customise and empower". Bugungi kunda geografik. 4 (7): 40–43.
• Thurston, J., Poiker, T.K. and J. Patrick Moore. (2003). Integrated Geospatial Technologies: A Guide to GPS, GIS, and Data Logging. Xoboken, Nyu-Jersi: Uili.
• Roger F. Tomlinson (2007). GIS haqida o'ylash: menejerlar uchun geografik axborot tizimini rejalashtirish. ESRI, Inc. ISBN  978-1-58948-158-9.
• Worboys, Michael; Duckham, Matt (2004). GIS: a computing perspective. Boka Raton: CRC Press. ISBN  978-0415283755.
• Wheatley, David and Gillings, Mark (2002). Spatial Technology and Archaeology. The Archaeological Application of GIS. London, New York, Taylor & Francis.
• Holdstock, David (2017). Strategic GIS Planning and Management in Local Government. Boka Raton, FL: CRC Press. ISBN  9781466556508.

Tashqi havolalar

• Bilan bog'liq ommaviy axborot vositalari Geografik axborot tizimlari Vikimedia Commons-da