На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Геоинформационной системы в современном обществе

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 19.08.2012. Сдан: 2011. Страниц: 13. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


МИНОБР  НАУКИ

Государственное образовательное  учреждение высшего  профессионального  образования

«УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ГОУВПО «УдГУ») 

                               
                                                                                  Географический факультет
                                                            Кафедра геодезии и геоинформатики
                                              Гр. 1С-Картография

Главатских  Елена Сергеевна

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ

Курсовая работа

 
 
 
                                                    Научный руководитель:
Ст. преподаватель  Рублева Е.А.  
 
 

ИЖЕВСК 2011
Содержание
Введение……………………………………………………………………………..3
Глава 1. История развития геоинформационных систем………………………...4
               1.1. Понятие геоинформационной системы (ГИС) …………………….4
               1.2. Этапы развития ГИС…………………………………………………6
Глава 2. Обзор базовых концепций ГИС………………………………………….9
               2.1. Основные направления и использования ГИС в современном                                                                                                                                                              обществе. Базовые концепции ГИС………………………………………….…....9
               2.2. Геоинформационные структуры и модели данных…………….....13
               2.3. Классификация и функциональные подсистемы ГИС…………....17
Глава 3. Области применения геоинформационных систем и технологий........22
               3.1. Основы использования ГИС в  образовательной среде……………23
               3.2. Геотехнологии в управлении территориальным развитием…….  24
Заключение………………………………………………………………………….30
Литература………………………………………………………………………32-33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                               
       Введение
     Объем информации, существующий в современном мире, не может сравниться с тем, который был получен в прошлых веках. Темпы жизни стремительно растут, методы получения информации приобретают все более индустриальный характер. Для организованного хранения, поиска нужной информации, ее обработки и анализа требуются современные, основанные на компьютерных технологиях, средствах. C каждым годом информационные потребности человека затрагивают все новые сферы его деятельности. Практически во всех современных отраслях знаний накоплен богатый опыт использования информации, получаемой из многочисленных источников. Все вышеизложенное определило актуальность курсовой работы.
     Объектом  исследования в курсовой работе являются геоинформационные системы.
Цель  данной курсовой работы состоит в том, чтобы раскрыть сущность и принципы работы ГИС, на примере показать как они используются в современном обществе и в каких сферах. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
    сформировать представление о ГИС;
    выявить этапы развития ГИС;
Материал  первой главы знакомит нас с понятием ГИС, раскрывает историю и этапы  становления науки. Во второй главе  рассмотрена сама сущность геосистем, рассмотрены общие вопросы, характеризующие геоинформационные системы. В третьей, заключительной главе приведен ряд примеров того, как и где обществом используются геоинформационные системы. В данной курсовой работе, объемом в 33 страниц, было использовано 12 источников литературы. Количество таблиц - 2, рисунков - 7. 
 
 

Глава 1. История развития геоинформационных систем
      1.1. Понятие геоинформационной системы (ГИС)
      Понятие географической информационной системы заимствовано из   английского языка и является дословным переводом термина geographic
information system. Этот термин появился в русскоязычной литературе в середине семидесятых годов, и уже на ранней стадии заимствования он получил более краткую форму геоинформационная система.
      ГИС представляет собой 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 задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества [9].
Как известно ГИС тесно связан с картографией [рис. 1].
Их взаимосвязь проявляется в следующих аспектах:
      тематические и топографические карты – главный источник пространственно-временной информации;
      системы географических и прямоугольных координат и картографическая разграфка служат основой для координатной привязки всей информации, поступающей и хранящейся в ГИС;
      карты – основное средство географической интерпретации и организации данных дистанционного зондирования и другой используемой в ГИС информации;
      картографический анализ – один из наиболее эффективных способов выявления географических закономерностей, связей, зависимостей при формировании баз знаний, входящих в ГИС;
      математико-картографическое и ЭВМ-картографическое моделирование – главное средство преобразования информации в процессе обеспечения принятия решений, управления, проведения экспертиз, составления прогнозов развития геосистем и т.п.;
      картографическое изображение – целесообразная форма представления информации потребителям, а автоматическое изготовление оперативных и базовых карт, трехмерных картографических моделей, дисплей-фильмов – одна из главных функций ГИС.
       
 
 
 
 
 
 

       Рис. 1. Связь ГИС с научными дисциплинами и технологиями [2]
В наиболее общем смысле, геоинформационные  системы это инструменты для обработки пространственной информации, обычно явно привязанной к некоторой части земной поверхности, которые используются для ее управления. Это рабочее определение не является ни полным, ни точным. Как и в случае с географией, термин трудноопределим и представляет собой объединение многих предметных областей. В результате, нет общепринятого определения ГИС. Сам термин изменяется в зависимости от интеллектуальных, культурных, экономических и даже политических целей.
ГИС можно  рассматривать с различных позиций. К примеру с научной точки зрения ГИС – метод моделирования и познания природных и социально-экономических систем. ГИС – это система, применяемая для исследования природных, общественных и природно-общественных объектов и явлений, которые изучают науки о Земле и смежные с ними социально-экономические науки.
    В технологическом аспекте ГИС средство сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно-координационной географической информации. Таким образом, ГИС можно рассматривать как систему технологических средств, программного обеспечения и процедур, предназначенную для сбора пространственных данных, их анализа, моделирования и отображения в целях решения комплекса задач по планированию и управлению. С производственной точки зрения ГИС – комплекс аппаратных устройств и программных продуктов, предназначенных для обеспечения управления и принятия решений, причем важнейший элемент этого комплекса – автоматические картографические системы. ГИС использует географические данные, а также непространственные данные и располагает операционными возможностями, необходимыми для пространственного их анализа. Назначение ГИС – обеспечение процесса принятия решений по оптимальному управлению ресурсами, организации функционирования транспорта и розничной торговли, использование объектов недвижности, водных, лесных и других пространственных ресурсов.
        Таким образом, ГИС можно одновременно рассматривать как метод научного исследования, технологию и продукт ГИС-индустрии.
      1.2. Этапы развития  ГИС
   Возникновение и бурное развитие ГИС было предопределено богатейшим опытом топографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попытками автоматизировать картосоставительский 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
   
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.
   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. 
 
 
 
 
 
 
 

     
 
 
 
 
 
 
 

    Глава 2. Обзор базовых концепций ГИС
      2.1. Основные направления и использование ГИС в современном обществе. Базовые концепции ГИС
       Пространственный объект может быть определен как цифровое представление объекта реальности, иначе цифровая модель объекта местности, содержащая его координаты и набор свойств, характеристик, атрибутов, или сам этот объект. Термин «картографический объект» встречается и в англоязычной литературе по цифровой картографии и ГИС: картографируемый объект местам (Cartographic entity (real world)), его цифровое представление (Cartographic object (digital storage)) и обобщающего понятия картографических объектов (Cartographic feature), которое применимо и к объектам реальности, и к их цифровым представлениям, описаниям, моделям.
   Объект - представление в цифровом виде всей и части сущности ее
характеристиками (атрибутами), геометрией и (возможно) связями с другими
предметами (например, описание в цифровом виде участка дороги, включая категорию дороги, ширину проезжей части…, его геометрическое положение также связь с мостом, если такая существует).
   Картографический  объект - графический объект, необходимый для
обеспечения определенных требований представления информации. Атрибуты картографического объекта (если они необходимы) обеспечивают дополнительные указания по воспроизведению. Примеры картографических объектов: стрелка направления течения [8].
       Пространственный объект - как цифровая модель объекта так и сам объект «реальности», или «местности». Распространен синоним термина «пространственный объект» - географический объект, или  «геообъект».
  Представление пространственных объектов реальной действительности основано на следующих допущениях:
    пространственные данные состоят из цифровых представлений реально существующих дискретных пространственных объектов;
    свойства, показанные на карте, например, озера, здания, контуры должны пониматься как дискретные объекты;
    содержание карты может быть зафиксировано в базе данных  путем превращения свойств карты в пространственные объекты;
    многие свойства, которые показаны на карте, на самом деле виртуальны. Например,  контуры или границы реально не существуют, но здания и озера – реальные объекты.
      Множество цифровых данных о пространственных объектах образует пространственные данные. Пространственные данные состоят из двух взаимосвязанных частей: позиционной и непозиционной составляющей данных, иначе говоря, описания пространственного положения и тематического содержания данных. При этом выделяются соответственно   тополого-геометрические и атрибутивные данные. В самом общем виде в пространственных данных следует различать и выделять три составные части: топологическую, геометрическую и атрибутивную.  В настоящее время сформировалось два различных подхода к определению понятия «пространственные данные» [2]. В первом случае под пространственными данными понимаются цифровые данные об объектах реальности (местности, территории, акватории и т.п.), которыми оперируют при создании геоинформационной системы. Во втором случае термин «пространственные данные» понимается в более широком смысле слова, включая в себя не только данные в первом значении, но все «пространственно-координированные данные» (цифровые изображения, цифровые карты, каталоги  координат пунктов опорной геодезической сети и т.п.).  Термин «пространственные данные» имеет несколько синонимов, употребляемых в обоих значениях. Первый из них (по частоте употребления)- «географические данные» - может претендовать на роль стандартизованного, наряду с «пространственными данными». К менее распространенным относятся «геоданные», «геоинформационные данные» и «геопространственные данные», имеющие свою концептуальную схему в организации [рис. 2]. 

     
 
 
 
 
 

               
             Рис. 2. Концептуальная схема организации данных в ГИС [11]
   Перечень  элементарных пространственных объектов (основные метрические и тополого-геометрические примитивы), которыми оперируют современные ГИС, выглядит следующим образом:
    Точка син. точечный объект;
    Линия син. линейный объект;
    Полигон син. полигональный объект, многоугольник, контурный объект, область;
    Поверхность син. Рельеф;
    Тело;
    Пиксел син. пиксель, пэл;
    Ячейка (регулярной сети).
Выбор способа организации данных в  ГИС, и, в первую очередь, модели
данных, т.е. способы цифрового описания пространственных объектов, значительно  важнее, чем выбор программного продукта, поскольку напрямую определяет функциональные возможности создаваемой ГИС и применимость или иных технологий ввода информации.
    От  типа модели данных зависит как пространственная точность представления графической  части информации, так и возможность  получения качественного картографического материала и организации контроля карт. Для облегчения работы и получения наиболее удачного варианта проекта карты, применяется выборка, определяющаяся  темой [рис. 3].
      
 
 
 
 
 

     Рис. 3. Пространственная выборка (уточнение территории) [2]
Содержание  базы пространственных данных включает:
    1) цифровые  версии реально существующих  объектов (например, зданий);
    2) цифровые  версии искусственно выделенных  свойств карты (например, контуры);
    3) искусственные  объекты, созданные специально  для целей построения базы данных (например, пиксели).
Разновидность непрерывных свойств:
    1) некоторые  свойства пространственных объектов  существуют повсеместно, изменяются  непрерывно над земной поверхностью  (высота, температура, атмосферное давление) и не имеют реально представленных границ.
Компоненты  пространственных данных:
    - расположение: пространственные данные вообще часто называются данными о размещении;
    - пространственные отношения: взаимосвязи между пространственными объектами описываются как пространственные отношения между ними;
    - атрибуты: атрибуты фиксируют тематические описания, определяя различные характеристики объектов;
     - время: временная  изменчивость фиксируется разными способами:
    1) интервалом  времени, в течение которого  существует объект;
    2) скоростью  изменчивости объектов;
    3) временем  получения значений свойств.
   2.2. Геоинформационные  структуры и модели  данных
   Для визуализации геоинформационной структуры  используют
   растровые и векторные модели данных [рис. 4].
                          

    Рис. 4. Растровая и векторная модели пространственных данных [2]
        В растровых моделях данных, в отличие от векторных, нет объектов как обособленных сущностей, в них объекты понимаются как области однородных характеристик. Растровые данные всегда обладают собственной системой координат: каждый пиксел адресуется номером ряда и столбца, на пересечении которых он расположен. Для всякого растрового изображения известны его размеры по горизонтали и вертикали. При использовании растра в качестве подложки для векторных цифровых карт производится так называемое трансформирование растра, обеспечивающее совмещение обоих изображений. При трансформировании выполняется преобразование координат пикселов из пиксельной системы координат в систему координат карты.
        Векторные модели данных. Модель данных имеет в основе так называемую линейно-узловую топологию, или структуру узлов и дуг. Дуги являются основным (базовым) типом линейных объектов, узлы – это специальный тип точечных объектов, существующий совместно с дугами. В основе линейно-узловой структуры [рис. 5] лежит принцип последовательного конструирования линейных объектов из точечных и площадных из линейных. Так, два несовпадающих узла определяют начальную и конечную точки одного линейного объекта (дуги), при этом они могут также соединяться с одной или несколькими другими дугами.
 
 
 
 

                

          
                  Рис. 5. Пространственные объекты линейного типа [7]
Узел – это либо свободное окончание или начало каждой дуги,
или точка  пересечения дуг.
Дуга – это самостоятельный линейный объект, состоящий, как
минимум, из двух узлов – начального и  конечного.
       Топология - одна из ключевых концепций ГИС. Это пространственные взаимоотношения межу смежными и близлежащими объектами. Топология отражается в структуре данных. Топологические
структуры более предпочтительны [pис. 6].
Типы  топологий:
1. Линейно-узловые топологические отношения;
2. Объектные  топологии:
    внутриобъектные топологические отношения;
    Межобъектные топологические отношения;
    Узловые топологические отношения;
    Межобъектные топологические отношения в пределах одного слоя;
    Межслойные топологические отношения между объектами.
3. Топологические  межобъектные ресурсные связи;
4. Концептуальные  топологические отношения (отношения  между
классами  объектов, или логические связи).
     
         Рис. 6. Топологическое представление векторных объектов
Рассмотрим  преимущества растровой и векторной  моделей.
          Растровая модель:
    картографические проекции просты и точны, т.е. любой объект
неправильной формы описывается с точностью до одной ячейки растра;
    непосредственное соединение в одну картину снимков дистанционного
зондирования (спутниковые изображения или  отсканированные аэрофотоснимки);
    поддерживает большое разнообразие комплексных пространственных
исследований;
    программное обеспечение для растровых ГИС легче освоить и оно более
дешевое, чем для векторных ГИС.
      Векторная модель:
    Хорошее визуальное представление географических ландшафтов.
    Топология местности может быть детально описана, включая
телекоммуникации, линии электропередач, газо- и нефте-трубопроводы.
    Превосходная графика, методы которой детально моделируют реальные
объекты.
    Отсутствие растеризации (зернистости) графических объектов при
масштабировании зоны просмотра [рис. 7].
   
       Рис. 7. Сопоставление растровой и векторной моделей данных
Выделим преимущества растровой и векторной моделей данных.
Растровая модель:
     1) простая структура данных;
     2) эффективные оверлейные операции;
     3) работа со сложными структурами; 
     4) работа со снимками.
Векторная модель:
     1) компактная структура; 
     2) топология; 
     3) качественная графика.
     2.3. Классификация и функциональные подсистемы ГИС
     ГИС системы разрабатываются с целью решения научных и прикладных задач по мониторингу экологических ситуаций, рациональному использованию природных ресурсов, а также для инфраструктурного проектирования, городского и регионального планирования, для принятия оперативных мер в условиях чрезвычайных ситуаций и др. Множество задач, возникающих в жизни, привело к созданию различных ГИС, которые могут классифицироваться по следующим признакам:
       По функциональным возможностям:
- полнофункциональные ГИС общего назначения;
- специализированные ГИС ориентированы на решение конкретной задачи в какой либо предметной области;
- информационно-справочные системы для домашнего и информационно-справочного пользования.
        Функциональные возможности ГИС определяются также архитектурным принципом их построения:
- закрытые системы - не имеют возможностей  расширения, они способны выполнять только тот набор функций, который однозначно определен на момент покупки;
- открытые системы отличаются легкостью приспособления, возможностями расширения, так как могут быть достроены самим пользователем при помощи специального аппарата (встроенных языков программирования).
        По пространственному (территориальному) охвату:
- глобальные (планетарные) (global GIS);
- субконтинетальные;
- общенациональные;
- региональные (regional GIS);
- субрегиональные;
- локальные (local GIS);
-в том числе муниципальные (urban GIS) [9].
       По проблемно-тематической ориентации:
- общегеографические;
- экологические  и природопользовательские;
- отраслевые (водных ресурсов, лесопользования,  геологические, туризма и т.д.) [2].
ГИС представляет собой набор следующих подсистем:
    подсистема сбора данных, которая собирает и проводит
предварительную обработку данных из различных источников. Эта
подсистема  также в основном отвечает за преобразования различных
типов пространственных данных;
    подсистема хранения и выборки данных, организующая
пространственные  данные с целью их выборки, обновления и редактирования;
    подсистема манипуляции данными и анализа– это сердце ГИС, то,
    и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.