Слайд 1Современные
информационные технологии
Биологический институт
Томский государственный университет
Лекция 3
Геоинформационные системы
Слайд 2Дмитрий Владимирович
Курбатский
научный сотрудник НИЛБиЭМ БИ ТГУ, магистр биологии
Зоологический музей (к.
123)
Кафедра зоологии позвоночных (к. 126)
Слайд 3Сайт GIS-Lab http://gis-lab.info/ - лучший русскоязычный сайт по ГИС и
всему, что с этим связано
Хромых В.В., Хромых О.В. Цифровые модели
рельефа: учебное пособие. – Томск: Изд-во «ТМЛ-Пресс», 2007. – 176 с. – отличная книжка с картинками
Студенту на заметку
Слайд 5ГИС
географическая информационная система
предназначена для сбора, хранения, анализа и графической визуализации
пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в
ГИС объектах
инструмент (программный продукт), позволяющий пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах
Слайд 6ГИС
включают возможности
cистем управления базами данных (СУБД)
редакторов растровой
и векторной графики
аналитических
средств
Слайд 7Уровни ГИС
глобальные ГИС (global GIS)
субконтинентальные ГИС
национальные ГИС
региональные ГИС (regional GIS)
субрегиональные
ГИС
локальные ГИС (local GIS)
Слайд 8По предметной области
городские или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS)
ГИС недропользователя
горно-геологические
ГИС
природоохранные ГИС (environmental GIS)
земельные информационные системы
и др.
Слайд 9Ответы ГИС
Что находится в…? (определяется место).
Где это находится? (пространственный анализ).
Что
изменилось начиная с…? (определить временные изменения на определенной площади).
Какие пространственные
структуры существуют?
Что если? (моделирование, что произойдет, если добавить новый объект).
Какой размер объекта (длина, площадь, объём)?
Слайд 10Применение
картография
геология
метеорология
землеустройство
экология
муниципальное управление
транспорт
экономика
оборона
и др.
разумеется, и в
биологии
почвоведении
лесоведении
Слайд 11Геоинформатика
наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию,
эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий,
по приложению ГИС для практических и научных целей
задачи:
создание баз геоданных (геокодирование) и управление ими
анализ и моделирование геоданных
разработка программного обеспечения для первых двух задач
Слайд 12Дистанционное зондирование Земли
ДЗЗ
наблюдение поверхности Земли авиационными и космическими средствами, оснащёнными
различными видами съемочной аппаратуры
рабочий диапазон длин волн – от долей
микрометра (видимое оптическое излучение) до метров (радиоволны)
Слайд 13Характеристики ДЗЗ
по типу зондирования
активное
пассивное
по ширине
трассовые
панорамные
разрешение
пространственное
спектральное
радиометрическое
временное
Слайд 16Уровни обработки ДЗЗ
Уровень Описание
0 Данные, поступающие непосредственно от устройства, без служебных данных
(синхронизационные фреймы, заголовки, повторы).
1a Реконструированные данные устройства, снабженные маркерами времени, радиометрическими
коэффициентами, эфемеридами (орбитальными координатами) спутника.
1b Данные уровня 1a, преобразованные в физические единицы измерения.
2 Производные геофизические переменные (высота океанических волн, влажность почвы, концентрация льда) с тем же разрешением, как у данных уровня 1.
3 Переменные, отображенные в универсальной пространственно- временной шкале, возможно дополненные интерполяцией.
4 Данные, полученные в результате расчетов на основе предыдущих уровней.
Слайд 17ГИС в биологии и экологии
разумеется, применяется
Слайд 19Практические аспекты использования ГИС
философия и развитие
программное обеспечение
установка и настройка
особенности работы
программирование
взаимодействие
с базами данных
экспорт, импорт и конвертация данных
цифровые данные
теоретические и расчётные
реальные
данные
дистанционного зондирования
получение данных из Интернета
получение и импорт
привязка
геометрическая коррекция
радиометрическая и атмосферная коррекция
тематика и дешифрование
географическая привязка данных
проецирование данных
работа с рельефом
геометрические вычисления
статистические вычисления
обработка растров
подготовка и печать карт и схем
Слайд 20Программное обеспечение
Комплексы
ESRI ArcGIS
ArcView
GRASS
QGIS
MapInfo Professional
Обработка ДЗЗ
ENVI
ERDAS Imagine
EasyTrace
Другие
Google Earth / Sea /
Moon
SAS.Planet
Слайд 21Аппаратные требования
Процессор – важен
Оперативная память – очень важна
Видеокарта – практически
не используется
Звук – вобще отсутствует
Интернет – быстрый и безлимитный
Слайд 22Блок 2
Основные термины и понятия ГИС
Слайд 23Форма Земли и её приближения
шар
эллипсоид
геоид
Слайд 24Системы координат
Координаты – угловые или линейные величины, определяющие положение точки
на какой-либо поверхности или в пространстве.
Географическими координатами называют угловые величины
(долгота и широта), определяющие положение точек на эллипсоиде.
Спроецированными (плоскими, прямоугольными, декартовыми) координатами называют линейные величины (абсцисса и ордината, X и Y), определяющие относительное положение точки на плоскости.
Слайд 25Географическая СК
ГСК
неспроецированная
долгота
восточная и западная
+/-180°
от нулевого меридиана
широта
северная и южная
+/- 90°
от экватора
высота
в
градусах, минутах, секундах
обычные 12°2’12.889”
десятичные 89.866487°
градусы с десятичными минутами 128°12.56456”
Слайд 26Плоская СК
спроецированная, плоская, прямоугольная, декартовая
в любых единицах длины
бывает локальная (файловая)
Слайд 27Датум Datum
набор параметров, используемых для смещения и трансформации референц-эллипсоида
в локальные географические координаты
часто используются
WGS84 (World Geodetic System 1984)
Пулково-1942 (СК-42,
Система координат 1942)
ПЗ-90 (Параметры Земли 1990)
NAD-83 (Nord American Datum 1983)
Слайд 29Искажения
искажения длин
искажения углов
искажения площадей
искажения форм
Слайд 30Типы проекций
Равноугольные проекции
Равновеликие (равноплощадные) проекции
Равнопромежуточные проекции
Произвольные проекции
Слайд 33Виды проекций
псевдоцилиндрическая
Слайд 37Популярные проекции
Меркатора
UTM
Гаусса-Крюгера
Слайд 38Объекты ГИС
растровые
грид
изображение (снимок)
векторные
точка
полилиния
полигон
правила топологии
объёмные
тин (триангуляционная сетка TIN, triangulated irregular network)
символы
и подписи
Слайд 40Источники данных
снимки
сервисы Google и Яндекс
коллекции снимков (Landsat, Aster, MODIS)
табличные данные
VMap
OpenStreetMap
распределённые
БД
данные GPS
Слайд 42Как работает спутниковая навигация
Слайд 43GPS
NAVSTAR
структура
спутники
наземное оборудование
пользовательское оборудование
24 (31) спутник, 6 орбит по 4 спутника
2
оборота за 1 звёздные сутки
5 слоёв (частот), 1.57542 GHz (L1)