Geografické informační systémy v ekonomii. Geografické informační systémy v ekonomii: Vzdělávací a metodická příručka Odvětví ekonomiky související s GIS

, ekonomika, obrana.

Na základě územního pokrytí existují globální GIS (globální GIS), subkontinentální GIS, národní GIS, často se statutem státu, regionální GIS, subregionální GIS a místní nebo lokální GIS.

GIS se liší v předmětné oblasti informačního modelování, například městský GIS nebo městský GIS, MGIS (městský GIS), environmentální GIS (environmentální GIS) Šablona:Nobr; Zvláštní název mezi nimi získaly pozemkové informační systémy, protože jsou zvláště rozšířené. Problémová orientace GIS je určena úkoly, které řeší (vědecké i aplikované), včetně inventarizace zdrojů (včetně katastru), analýzy, hodnocení, monitorování, řízení a plánování a podpory rozhodování. Integrovaný GIS, IGIS (integrovaný GIS, IGIS) kombinují funkčnost GIS a systémů digitálního zpracování obrazu (data vzdáleného snímání) v jediném integrovaném prostředí.

Víceškálové nebo na měřítku nezávislé GIS (multiscale GIS) jsou založeny na vícenásobných nebo víceúrovňových reprezentacích prostorových objektů (vícenásobné zobrazení, víceúrovňové zobrazení), které poskytují grafickou nebo kartografickou reprodukci dat v jakékoli ze zvolených úrovní měřítka na základě jediného souboru dat. s nejvyšším prostorovým rozlišením. Časoprostorový GIS pracuje s časoprostorovými daty. Realizace geografických informačních projektů (projekt GIS), tvorba GIS v širokém slova smyslu, zahrnuje etapy: předprojektový výzkum (studie proveditelnosti), včetně studie požadavků uživatelů (požadavky uživatelů) a funkčnost použitého softwaru GIS, studie proveditelnosti, korelační posouzení „náklady/zisky“ (náklady/přínosy); Návrh systému GIS (projektování GIS), včetně fáze pilotního projektu, vývoj GIS; testování na malém územním fragmentu nebo testovací oblasti, prototypování nebo vytváření prototyp nebo prototyp (prototyp); implementace GIS; provoz a použití. Vědecké, technické, technologické a aplikované aspekty návrhu, tvorby a použití GIS studuje geoinformatika.

Úkoly GIS

Vstup dat. Aby mohla být data použita v GIS, musí být převedena do vhodného digitálního formátu (digitalizována). V moderních GIS lze tento proces automatizovat pomocí technologie skeneru, nebo při malém množství práce lze data zadávat pomocí digitizéru.
Manipulace s daty (například škálování).
Správa dat. V malých projektech mohou být geografické informace ukládány ve formě běžných souborů a jak se objem informací zvyšuje a počet uživatelů roste, používají se DBMS k ukládání, strukturování a správě dat.
Vyžádání a analýza dat - získání odpovědí na různé otázky (např. kdo je vlastníkem tohoto pozemku? V jaké vzdálenosti od sebe se tyto objekty nacházejí? Kde se nachází tato průmyslová zóna? Kde je prostor pro výstavbu nové dům Jaký je hlavní typ půdy pod smrkovými lesy Jak ovlivní výstavba nové silnice dopravu?).
Vizualizace dat. Například prezentace dat ve formě mapy nebo grafu.

Schopnosti GIS

GIS zahrnuje schopnosti DBMS, rastr a vektorová grafika a analytické nástroje a používají se v kartografii, geologii, meteorologii, hospodaření s půdou, ekologii, obecní samospráva, doprava, ekonomika, obrana. GIS umožňuje řešit širokou škálu problémů - ať už jde o analýzu takových globálních problémů, jako je přelidnění, znečištění půdy, zmenšování lesní půdy, přírodní katastrofy, nebo řešení specifických problémů, jako je nalezení nejlepší trasy mezi body, výběr optimální umístění nové kanceláře, hledání domu podle adresy, položení potrubí na zem, různé komunální úkoly.

Systém GIS umožňuje:

určit, které objekty se na daném území nacházejí;
určit polohu objektu (prostorová analýza);
provést analýzu hustoty rozšíření nějakého fenoménu na území (např. hustoty osídlení);
určit dočasné změny v určité oblasti);
simulovat, co se stane, když jsou provedeny změny umístění objektů (například pokud přidáte novou silnici).

GIS klasifikace

Podle územního pokrytí:

globální GIS;
subkontinentální GIS;
národní GIS;
regionální GIS;
subregionální GIS;
místní nebo místní GIS.

Podle úrovně řízení:

federální GIS;
regionální GIS;
obecní GIS;
firemní GIS.

Podle funkčnosti:

Plně funkční;
GIS pro prohlížení dat;
GIS pro zadávání a zpracování dat;
specializovaný GIS.

Podle oborů:

kartografický;
geologický;
městský nebo obecní GIS;
environmentální GIS atd.

Pokud systém kromě funkčnosti GIS obsahuje možnosti digitálního zpracování obrazu, pak se takové systémy nazývají integrované GIS (IGIS). Víceúrovňové nebo na měřítku nezávislé GIS jsou založeny na vícenásobné nebo víceúrovňové reprezentaci prostorových objektů, poskytující grafickou nebo kartografickou reprezentaci dat v libovolné z vybraných úrovní měřítka na základě jediné datové sady s nejvyšším prostorovým rozlišením. Časoprostorové GIS pracují s časoprostorovými daty.

Oblasti použití GIS

Pozemkové hospodářství, pozemkové katastry. Pro řešení problémů, které mají prostorovou referenci, začali vytvářet GIS. Typickými úkony jsou sestavování katastrů, klasifikačních map, určování výměr parcel a hranic mezi nimi atp.
Inventarizace, účetnictví, plánování umístění objektů distribuované výrobní infrastruktury a jejich správa. Například ropné a plynárenské společnosti nebo společnosti spravující energetickou síť, systém čerpacích stanic, prodejen atp.
Design, inženýrský průzkum, plánování ve stavebnictví, architektura. Takový GIS vám umožní se rozhodnout úplný komplexúkoly pro rozvoj území, optimalizace infrastruktury rozestavěného území, potřebné množství techniky, sil a prostředků.
Tematické mapování.
Řízení pozemní, letecké a vodní dopravy. GIS umožňuje řešit problémy řízení pohybujících se objektů za předpokladu, že je splněn daný systém vztahů mezi nimi a stacionárními objekty. V každém okamžiku můžete zjistit, kde se vozidlo nachází, vypočítat zatížení, optimální trajektorii, čas příjezdu atd.
Management přírodních zdrojů, ochrana životního prostředí a ekologie. GIS pomáhá určit Současný stav a zásoby pozorovaných zdrojů, modeluje procesy v přírodním prostředí, provádí monitorování životního prostředí terén.
Geologie, nerostné suroviny, těžební průmysl. GIS provádí výpočty zásob nerostů na základě výsledků vzorků (průzkumné vrty, zkušební jámy) při slavný model proces tvorby usazenin.
Mimořádné události. Pomocí GIS jsou předpovídány havarijní situace (požáry, povodně, zemětřesení, bahno, hurikány), vypočítává se míra potenciálního nebezpečí a přijímá se rozhodnutí o poskytnutí pomoci, kalkuluje se potřebné množství sil a prostředků k odstranění havarijních situací. , jsou vypočítány optimální trasy k místu katastrofy, odhad způsobených škod.
Válčení. Řešení široké škály specifických problémů souvisejících s výpočtem zón viditelnosti, optimálních tras v nerovném terénu, zohledněním protiopatření atd.
Zemědělství. Prognózování výnosů a zvyšování produkce zemědělských produktů, optimalizace jejich dopravy a prodeje.

Zemědělství

Před začátkem každého vegetačního období musí zemědělci učinit 50 zásadních rozhodnutí: co pěstovat, kdy zasít, zda použít hnojiva atd. Kterékoli z nich může ovlivnit výnosy a konečný výsledek. Dříve se zemědělci takto rozhodovali na základě minulých zkušeností, tradice nebo dokonce rozhovorů se sousedy a dalšími známými. Zemědělství dnes generuje více georeferenčních dat než většina jiných průmyslových odvětví. Data pocházejí z různých zdrojů: telemetrie vozidel, meteorologické stanice, pozemní senzory, vzorky půdy, pozemní pozorování, satelity a drony. Pomocí GIS mohou zemědělské společnosti shromažďovat, zpracovávat a analyzovat data za účelem maximalizace zdrojů, sledování zdraví plodin a zlepšování výnosů.

Doprava a logistika

Stěhování lidí a věcí často představuje obrovské logistické problémy. Představte si nemocnici, která chce poskytnout svým pacientům nejlepší a nejrychlejší cestu domů v daný čas, nebo místní samosprávu, která chce organizovat optimální autobusové a lehké železniční trasy, nebo výrobce, který chce dodávat své produkty stejně efektivně a hospodárně jako možné, nebo ropná společnost, která plánuje položit potrubí. V každém z těchto případů je pro přijímání informovaných obchodních rozhodnutí vyžadována analýza dat o poloze.

Energie

Energetický průzkum využívá satelitní fotografii, geologické mapy zemského povrchu a dálkový průzkum k určení ekonomické proveditelnosti těžby v konkrétní oblasti. Energetické společnosti využívají obrovské množství geografických dat, protože průmyslové senzory jsou nyní instalovány všude: laserové senzory v letadlech, senzory na povrchu země při vrtání studní, monitory potrubí atd. Mapování a prostorová analýza poskytují potřebné znalostičinit rozhodnutí v souladu s regulačními požadavky týkajícími se výběru míst a lokalizace zdrojů.

Maloobchodní

S tím, jak spotřebitelé stále více používají chytré telefony a nositelná zařízení, mohou tradiční maloobchodníci využívat geoprostorové technologie k získání úplnějšího obrazu o minulém a současném chování zákazníků. Geoprostorová data totiž nejsou o poloze, ale spíše o datech souvisejících s polohou, jako jsou demografické údaje zákazníků nebo místo, kde lidé tráví nejvíce času v obchodě. Všechny tyto údaje lze využít při výběru místa pro prodejnu, určování sortimentu produktů a jejich umístění atd.

Obrana a zpravodajství

Geoprostorová technologie změnila vojenské a zpravodajské operace v každé části světa, kde jsou rozmístěni vojáci. Velitelé, analytici a další odborníci potřebují k řešení svých problémů přesná data GIS. GIS pomáhá vyhodnocovat situaci (vytváří kompletní vizuální reprezentaci taktických informací), provádět operace na zemi (zobrazuje terénní podmínky, nadmořské výšky, trasy, zemský pokryv, objekty a obydlené oblasti), ve vzduchu (přenáší údaje o počasí a viditelnosti pilotům řídí jednotky a zásoby, udává určení cíle) a na moři (ukazuje proudy, výšku vln, příliv a odliv a počasí).

federální vláda

Včasná a přesná geoprostorová inteligence je zásadní pro rozhodování federálních agentur odpovědných za bezpečnost a zabezpečení, infrastrukturu, řízení zdrojů a kvalitu života. GIS vám umožňuje organizovat bezpečnost a zabezpečení s operační podporou, koordinovat obranu, reakce na přírodní katastrofy, akce donucovacích orgánů, národních bezpečnostních agentur a pohotovostních služeb. Na straně infrastruktury GIS pomáhá řídit zdroje a majetek pro dálnice, přístavy, veřejnou dopravu a letiště. Federální úřady také používají GIS k lepšímu pochopení současných a historických dat potřebných pro řízení zemědělství, lesnictví, těžby, vody a dalších přírodních zdrojů.

Místní úřady

Místní úřady každý den přijímají rozhodnutí, která přímo ovlivňují obyvatele a návštěvníky. Mapové aplikace se používají k analýze a interpretaci dat GIS, od oprav silnic a inženýrských sítí až po oceňování pozemků a územní rozvoj. Navíc obyvatelstvo a krajina měst a obcí se může v relativně krátké době dramaticky změnit. Abychom se přizpůsobili těmto změnám a poskytli lidem úroveň služeb, kterou očekávají, místní úřadyúřady široce využívají moderní technologie GIS ke sledování stavu dopravy a silnic, kvality životního prostředí, šíření nemocí, distribuce veřejných služeb (jako je elektřina, voda a kanalizace), ke správě parků a dalších veřejných pozemků a k vydávání povolení k vytváření kempy, lov, rybaření atd.

Struktura GIS

Systém GIS obsahuje pět klíčových komponent:

Hardware. Toto je počítač, na kterém běží GIS. V současné době GIS fungují na různých typech počítačových platforem, od centralizovaných serverů až po individuální resp zasíťované stolní počítače;
software. Obsahuje funkce a nástroje nezbytné pro ukládání, analýzu a vizualizaci geografické informace. Mezi takové softwarové produkty patří: nástroje pro zadávání a manipulaci s geografickými informacemi; systém správy databází (DBMS nebo DBMS); nástroje na podporu prostorových dotazů, analýzy a vizualizace;
data. Data o prostorové poloze (geografická data) a související tabulková data mohou být shromažďována a vytvářena samotným uživatelem nebo nakupována od dodavatelů na komerčním nebo jiném základě. V procesu správy prostorových dat GIS integruje prostorová data s jinými typy a zdroji dat a může také používat DBMS používané mnoha organizacemi k organizaci a údržbě dat, která mají k dispozici;
účinkujících. Uživateli GIS mohou být jak techničtí specialisté, kteří systém vyvíjejí a udržují, tak běžní zaměstnanci, kterým GIS pomáhá řešit aktuální každodenní záležitosti a problémy;
metody.

Historie GIS

Pionýrské období (konec 50. let – začátek 70. let 20. století)

Výzkum základních možností, hraniční oblasti vědění a technologie, rozvoj empirických zkušeností, za prvé velké projekty a teoretické práce.

Vznik elektronických počítačů (počítačů) v 50. letech.
Nástup digitizérů, plotrů, grafických displejů a dalších periferních zařízení v 60. letech.
Tvorba softwarových algoritmů a postupů pro grafické zobrazování informací na displejích a pomocí plotrů.
Tvorba formálních metod prostorové analýzy.
Tvorba softwaru pro správu databází.

Období vládních iniciativ (začátek 70. let – počátek 80. let)

Vládní podpora GIS podnítila rozvoj experimentálních prací v oblasti GIS založených na využití databází na pouličních sítích:

Automatizované navigační systémy.
Systémy odvozu městského odpadu a odpadků.
Hnutí Vozidlo v nouzových situacích atd.

Období komerčního rozvoje (počátek 80. let – současnost)

Široký trh pro nejrůznější software, vývoj desktopových GIS, rozšiřování jejich působnosti pomocí integrace s neprostorovými databázemi, vznik síťových aplikací, vznik značného počtu neprofesionálních uživatelů, systémy, které Podpěra, podpora jednotlivé sady data na jednotlivých počítačích otevírají cestu systémům, které podporují podnikové a distribuované geodatabáze.

Uživatelské období (konec 80. let – současnost)

Zvýšená konkurence mezi komerčními producenty služeb geoinformačních technologií zvýhodňuje uživatele GIS dostupnost a „otevřenost“ softwaru umožňuje použití a dokonce i modifikaci programů, vznik uživatelských „klubů“, telekonferencí, geograficky oddělených, ale souvisejících skupin uživatelů; zvýšená potřeba geodat, počátek formování globální geografické informační infrastruktury.

Struktura GIS

Data (prostorová data):
- poziční (geografické): umístění objektu na zemském povrchu.
- nepoziční (atributivní): popisný.
Hardware (počítače, sítě, paměťová zařízení, skener, digitizéry atd.).
Software (software).
Technologie (metody, postupy atd.).

Moderní informační technologie pro podnikání jsou skutečnou šancí, jak snížit náklady, zvýšit produktivitu, stát se mobilními, vidět potenciální zákazníky a rychle činit informovaná rozhodnutí. Hlavním potenciálem pro snížení nákladů je efektivní organizace zásobovací a prodejní logistiky, která umožňuje snížit náklady o 30 až 40 %. Technologie GIS nám dnes umožňují tento problém vyřešit. Jaké jsou, jaké jsou jejich vlastnosti, jaké úkoly pomáhají řešit a jaký efekt dávají - o tom bude řeč.

Z technického hlediska je GIS (geografický informační systém) komplex software a hardware zodpovědný za akumulaci, ukládání a vizualizaci na mapách jakýchkoli prostorových informací dostupných podniku, identifikaci vztahů mezi objekty, modelování procesů a jevů odehrávajících se v prostoru. Zakreslení zdrojových dat a výsledků jejich analýzy do mapy, možnost snadno přidávat a odebírat tematické vrstvy, měnit měřítko a detail informačního obrázku; použití interaktivních map a schopnost vidět vývoj procesu zájmu v prostoru a čase - to vše vám umožňuje porozumět obrovskému množství informací, vidět a porozumět tomu, jak se objekty a jevy vzájemně ovlivňují. To znamená dělat co nejinformovanější rozhodnutí, dělat to rychleji a rozumněji.

Takové geo schopnosti informační systémy důležité pro jakýkoli obor činnosti. To je důvod, proč se nástroje pro vizualizaci GIS, správu dat a prostorovou analýzu, které jsou k dispozici po celém světě, efektivně používají k řešení různých problémů, jako jsou:

správa majetku a dat: systémová integrace, správa území a služeb, správa poboček a klientská základna;

plánování a analýza: prognóza a hodnocení rizik;

obchodní procesy: expediční služby, sběr dat, monitorování, kontrola, plánování tras;

situační centra: podpora rozhodování, otevřený přístup k informacím.

Dnes je GIS úspěšně využíván ve státní správě, strukturách ministerstva pro mimořádné situace, městském managementu a environmentálním managementu. Existují dokonce odvětví, kde jsou celé oblasti hlavní obchodní činnosti bez GIS prakticky nemožné. Ropné společnosti tedy tyto technologie využívají při průzkumu polí, plánování a provádění vrtů, při údržbě ropovodů, v environmentální aktivity, řízení dopravy atd.

Jako příklad toho, jak GIS transformuje podnikání, se podívejme na průmyslový klastr, který sdružuje společnosti zapojené do rozvoje ropných polí na norském šelfu. Mezi těmito společnostmi existuje dělba práce – někteří členové klastru provozují vrtné plošiny, jiní pro ně vyvíjejí optimální schémata vrtání vrtů a další řídí seismickou aktivitu. Neustálá operativní výměna různých geoinformací v rámci klastru umožnila změnit organizaci práce tak, že restrukturalizací technologických procesů, zvýšením jejich efektivity a zřízením zpětné vazby, podařilo prodloužit provoz některých vrtů na deset let, aniž by přilákaly investice do výměny zařízení.

Technologie GIS nemají menší vliv na sektor služeb a online obchodní podniky. Například v USA je používá deset z deseti největších prodejců. A zároveň zcela skrývají informace o povaze řešených problémů, i tyto informace samotné (nemluvě o přímém vlivu GIS na podnikové procesy!) považují za skvělé konkurenční výhodu. Můžete však pochopit, jak užitečné může být použití GIS v maloobchodě bez jejich pomoci. Spolu s obecným vlivem GIS na efektivitu řídících činností v maloobchodě tato rozhodnutí naznačují, kde otevřít maloobchodní prodejny a jak optimalizovat logistiku a dodávky zboží spotřebitelům.

GIS v maloobchodě - výběr lokality

Výběr lokality je jedním z důležitých rozhodnutí pro společnosti zabývající se maloobchodem, bankovnictvím a realitní činností.

Dobré umístění je určeno třemi skupinami faktorů: management, infrastruktura, prostředí (obr. „Faktory dobrého umístění“). Zohlednění každého z nich je důležité pro dosažení úspěšných výsledků a jejich podcenění může vést k vážným obchodním ztrátám.

Mezi faktory řízení patří především vnitřní organizace maloobchodních prodejen. Jedná se o vedení prodejny, zákaznický servis, sortiment, čistotu, atmosféru, uspořádání.

Infrastruktura zahrnuje prvky spojené s jedinečným uspořádáním budovy a jejího okolí, jako je parkování, značení a značení. prodejní prostor, krajinná architektura.

Environmentální faktory - spotřebitelská poptávka, dopravní zátěž, podniky vytvářející dopravu (nákupní centra, nemocnice, letiště, stadiony), demografické údaje.

Pomocí GIS lze zohlednit celou řadu existujících faktorů a metod pro výběr místa (od terénního průzkumu až po komplexní metody modelování umístění maloobchodních prodejen). Výpočty se navíc musí mnohokrát opakovat - při jakékoli změně míst akumulace a toku potenciálních zákazníků, při otevírání obchodních a obchodních center, při výstavbě silnic nebo při vzniku konkurence.

Problém cestovního prodejce

Organizace logistiky a výběr umístění maloobchodní prodejny jsou variacemi jednoho z nejznámějších kombinatorických optimalizačních problémů – klasického problému cestujícího obchodníka (cestující zprostředkovatel prodeje, obchodník). Spočívá v nalezení nejziskovější trasy, která alespoň jednou projde zadanými městy a poté se vrátí do původního města. Podmínky specifikují kritérium ziskovosti trasy (nejkratší, nejlevnější, souhrnné kritérium atd.) a odpovídající matice vzdáleností, nákladů atd. A počítač najde nejlepší trajektorie a jízdní řády, přechod na které vám umožní snížit spotřebu paliva, dodat více zboží bez nutnosti další přepravy a udělat to rychleji. A to už jsou peníze a hodně.

Algoritmus pro řešení problému obchodního cestujícího je znám, ale ještě v nedávné minulosti byla možnost jeho uplatnění v reálném životě omezena vysokými náklady na výpočetní prostředky. Řekněme, že asi před 15 lety stála pracovní stanice potřebná pro takové výpočty 20 000 $ nebo více, a to je jen hardware! Od té doby jednotka výpočetního výkonu zlevnila asi 10 000krát. Moderní GIS umožňují provádět výpočty doslova v reálném čase a navrhovat optimální řešení i přes neustále se měnící situaci ve městě.

Kde jsou karty?

Nejdůležitějším základním prvkem GIS je jeho kartografický základ, který poskytuje nejen vizuální a intuitivní zobrazení prostorových dat, ale také prostorovou propojenost všech prvků informací. Mapa slouží jako podklad, na který se překrývají obchodní data: objemy prodeje, umístění územních jednotek a doprava podniku; doprava a toky cestujících; umístění obytných čtvrtí, nákupních a obchodních center atd. Na první pohled se může zdát, že se to příliš neliší od známých geografických informačních služeb pro spotřebitele (Google, Yandex, OpenStreetMap, WikiMapia atd.). Samozřejmě zde můžete najít ulici nebo muzeum, zveřejnit fotku, vytisknout mapu. Je to velmi pohodlné. Skutečný GIS však jde mnohem dále.

Kvalitní, aktuální mapy v podobě „srozumitelné“ pro moderní GIS jsou v podstatě důležitým prvkem infrastruktury, který přispívá k rozvoji podnikání v daném regionu i v zemi jako celku. Na jeho základě je mnohem jednodušší vyvíjet scénáře vývoje. Na Západě taková infrastruktura vznikla asi před 30 lety. Velké množství informací je navíc k dispozici zdarma ve formě webových služeb. Bohužel v Rusku je situace mnohem horší. Až donedávna jednoduše neexistovaly žádné snadno dostupné bezplatné mapy, na kterých by podniky mohly překrývat své vlastní informace. Situace se dramaticky změnila, když Rosreestr spustil portál vládních služeb, zpřístupňující veřejnosti jak mapy pro celé území země, tak doplňující informace o katastrálních pozemcích, cenné pro mnoho kategorií spotřebitelů.

To však lze považovat pouze za první, byť zásadně důležitý krok. K plnému využití potenciálu GIS technologií nestačí například jediný navigační graf a jediný registr adres pro celou zemi. To znamená, že pro svévolné osad není možné pochopit, zda mezi nimi existuje silniční trasa. A pro většinu území země je nemožné vytvořit službu, která vypočítá zeměpisné souřadnice objektu na základě jeho poštovní adresa. Bez toho se mnoho optimalizačních úkolů v oblasti dopravy a veřejných služeb zastaví.

Trh GIS mění

Technologie GIS jsou univerzální. K vytvoření GIS pro jakýkoli účel se používají stejné technologie a softwarové produkty (SP), které jsou odpovědné za tvorbu, správu, analýzu a vizuální prezentaci prostorových dat. V každém projektu jsou však „míchané“ v různých kombinacích a poskytují konkrétnímu podniku řešení jeho problémů s optimalizací nákladů. Realizace projektu vyžaduje dobrou znalost charakteristik podniku a rozsahu jeho podnikání, důkladné prostudování produktových řad, schopnost správně instalovat a konfigurovat software, zapojit jej do informačního systému a integrovat s jeho různými Prvky. Kromě toho je nutné vytvořit dokumentaci a proškolit uživatele a specialisty, kteří budou provoz systému podporovat.

V odhadech nákladů je veškerý tento intelektuální přínos, který ze souboru hardwaru a softwaru dělá funkční řešení, obvykle klasifikován jako projekční práce, jejichž podíl na obratu společnosti dosahuje 20–40 %.

Zajímavé jsou další dva články tohoto odhadu, které samostatně berou v úvahu desktopový a serverový software. Pomocí desktopového GIS profesionálové v této oblasti vytvářejí, upravují a analyzují geografické informace, identifikují vztahy a trendy, které je extrémně obtížné sledovat v původních tabulkových datech, a vytvářejí modely, které popisují skutečné procesy nebo předpovídají vývoj situace. Prvky GIS serveru jsou určeny pro něco jiného. Tvoří podnikovou infrastrukturu pro práci s prostorovými daty (správa speciálních úložišť map a geoinformací, jejich zveřejňování na internetu, integrace s běžnými podnikovými aplikacemi a databázemi, práce mobilních uživatelů a mnoho dalšího). Potřeba serverového softwaru prudce narůstá s tím, jak zástupci obchodních jednotek začínají pracovat přímo s GIS a samotný GIS se posouvá ze specializovaného „speciálního“ řešení na úroveň prvků kritické infrastruktury podniku.

Zvyšující se podíl firemních uživatelů ve vztahu k profesionálům je celosvětovým trendem. Pomocí funkcí GIS integrovaných do podnikových aplikací řeší uživatelé své každodenní problémy: plánují marketingové kampaně, řídí prodej, provádějí běžnou údržbu a opravy technologických zařízení, spravují nemovitosti a pozemky podniku atd.

Před pár lety se tento trend uchytil a ruský trh GIS, což se jednoznačně projevilo ve změně struktury spotřeby výrobků a služeb. Ukažme si to na příkladu naší společnosti. Během krizového roku 2009 klesly tržby téměř o 30 %, v roce 2010 vzrostly o 58 %. Růst v roce 2010 oproti roku 2008 činil 12 %.

Zároveň došlo k přerozdělení poptávky z desktopových produktů (podíl tržeb klesl z 33 na 27 %) ve prospěch serverových produktů (z 18 na 23 %). A podíl projekční práce na celkových tržbách vzrostl z 10 na 29 % (viz tabulka).

Změna poptávky naznačuje, že podniky přešly na vytváření infrastruktury a aplikací, které nevyužívá úzký okruh GIS specialistů, ale uživatelé z obchodních oddělení, marketingu atd.

Cloudová revoluce

Tradiční forma GIS, kdy podnik nasazuje všechny své prvky (kartografické informace, serverový a desktopový software) v rámci svého informačního systému, odpovídá převládajícímu paradigmatu implementace informačních technologií ve velkých podnicích. Úplná kontrola nad situací však má svou cenu, a to vysokou cenu. Je nutné nejen zakoupit a nakonfigurovat software a „mapovací základny“ pro vaše data, ale také vytvořit technickou infrastrukturu, spustit podpůrné procesy pro fungující systém a rychle provádět jeho údržbu a aktualizaci. Zároveň existuje riziko omylu s volbou kapacity této infrastruktury a implementovaných funkcí GIS. A oprava každé takové chyby má za následek nové náklady. Toto schéma přirozeně značně omezuje dostupnost GIS a brání malým a středním podnikům v přístupu k nim. Donedávna byla situace slepá ulička, nyní však existuje alternativa: GIS jako cloudová služba.

Mapy, vesmírné a letecké snímky, všechny druhy informací užitečných pro podnikání a dokonce i matematické modely pro jejich zpracování jsou dostupné každému podniku prostřednictvím internetu ve formě standardních geografických informačních webových služeb. Na americkém portálu ArcGIS online tedy najdete tisíce bezplatných a komerčních služeb a Rosreestr prostřednictvím svého portálu poskytuje bezplatný přístup k elektronickým mapám ruského území a katastrálním informacím.

To vše a mnohem více lze vzít a použít v podnikání, aniž byste museli vytvářet jakoukoli infrastrukturu. Vše, co potřebujete, je prohlížeč a dobré připojení k internetu. Cloudové služby jsou vždy dostupné, mají takové důležité vlastnosti, jako je téměř neomezená škálovatelnost, snadné připojování a odpojování konkrétních informačních polí a u komerčních služeb možnost platit pouze za použité zdroje. Navíc můžete svá data přenést do cloudu a v případě potřeby k nim omezit přístup. Z webových služeb, stejně jako z kostek, můžete velmi rychle poskládat požadovanou specializovanou obchodní aplikaci a není k tomu potřeba žádná speciální kvalifikace. Můžete si například vzít mapu požadované oblasti, překrýt na ni mapu silnic a dopravy, míst, kde se shromažďují spotřebitelé, a umístění svých vlastních a konkurenčních maloobchodních prodejen. A aplikujte údaje o prodeji na výsledný „koláč“. Důležité je, že s takovou aplikací můžete pracovat nejen na běžných počítačích či noteboocích, ale i na mobilní zařízenířekněme na tabletech iPad.

Výhody nového cloudového paradigmatu orientovaného na služby – absence zpoždění a nekontrolovatelných nákladů na implementaci, riziko nesprávně zvolené hardwarové a softwarové konfigurace – jsou natolik zřejmé a výrazné, že jej začaly využívat velké organizace (obvykle v kombinaci s klasickým schéma nasazení GIS). Skutečnou revolucí v cloudovém GIS však byly malé a střední podniky, které mají poprvé přístup k technologiím poskytujícím obrovské konkurenční výhody.

Dynamika prodeje GIS technologií

	Struktura obratu, %	Rychlosti růstu 2010/2009
		Rychlosti růstu 2010/2009
Prodej licencí desktopových produktů
Serverové produkty
Projekční práce
Software od jiných vývojářů
Objemy prodeje, celkem

Obchodní případy

	Firemní GIS v energetice GIS společnosti JSC MOESK (Moskevská regionální společnost elektrické energie). V roce 2009 padlo rozhodnutí aktivně zavádět a využívat moderní informační technologie ke zlepšení produktivity, kontroly a účetnictví ekonomická zařízení, efektivita výkonu produkčních funkcí. Pro implementaci byly vybrány systémy 1C finanční účetnictví, elektronická certifikace zařízení elektrické distribuční sítě a technologie GIS. Předpokládalo se, že systémy budou implementovány současně s přihlédnutím k nutnosti jejich interakce při využívání dat. V první fázi jsme shromáždili veškeré informační zdroje v centru na jediném firemním serveru - s možností organizace regionálních uzlů. Mělo zajistit funkci veřejného přístupu k informačnímu zdroji. Po určení potřebných funkcí GIS jsme zvolili softwarovou platformu (ArcGIS) se sadou prvků serverových a klientských komponent pro vytvoření podnikového GIS. Využití systému ve výrobních činnostech je spojeno s analytickými schopnostmi GIS. Například úkol vypočítat možnost přidání nových uživatelů do stávající sítě výrazně zkrátil dobu hledání možností. Dalším příkladem je analýza opotřebení rozvoden v porovnání s harmonogramy plánování oprav. Ukládání dat podle systému: technické informace pro výrobní zařízení by měly být uloženy v elektronickém certifikačním systému a informace o uživatelích by měly být udržovány v systému 1C. GIS si zachová integrační funkci konsolidace, prezentace a analýzy výrobních informací společnosti v jediném zdroji. Vznikla divize GIS, byli vyškoleni specialisté, byly získány první výsledky, formují se plány na rozsáhlé využití jedinečných schopností GIS technologií zaměstnanci společnosti: vývoj různých alternativních scénářů a příprava zpráv a dokumentace doplněné podrobnými kartografickými materiály.
	GIS ve výrobním procesu výzkumného centra TNK-BP Vývoj a implementace GIS byly zaměřeny na pokrytí úzkých míst při práci v obecné informační oblasti společnosti. Při průzkumu různých skupin uživatelů byly mezi očekávanými výsledky práce v prostředí GIS identifikovány obecné požadavky na systém a informační zdroje. Nejdůležitější z nich: struktura dat, organizace ukládání a přístupu k nim, protože polovinu pracovní doby specialisty strávil vyhledáváním a ověřováním informací; úplnost údajů s přihlédnutím k veškerému historickému materiálu; kvalita dat, spolehlivost a relevance. Instrumentální možnosti GIS umožnily organizovat efektivní ukládání různých typů dat a zajistit jejich využití v různé systémy a projekty v režimu přístupu pro více uživatelů a offline. Bylo také vytvořeno prostředí GIS pro zadávání, prohlížení a úpravu různých informačních zdrojů. Tento požadavek byl splněn pomocí funkčnosti GIS, jako je použití převodníků pro čtení a převod heterogenních formátů. Režim digitalizace umožnil převádět rastrové obrázky na vektorové objekty. Kvalitu dat, jejich spolehlivost a relevanci zajišťuje koordinace databází různých softwarů (technologií zpracování dat) s prostorovou geodatabází v rámci jediného centralizovaného zdroje. Další zárukou kvality informací je vizuální posouzení a ověření polohy objektů v souřadnicovém prostoru.
	Optimalizace přepravních toků pomocí GIS systémů v malém velkoobchodě Optimalizace dopravních tras při doručování zboží po městě v cukrářském podniku (Volzhsky Biscuit LLC) povolena: zaručit včasné dodání zboží zákazníkovi; snížit náklady na palivo; poskytnout racionální použití prostředky vozového parku. Implementovali jsme systém řízení dopravy na bázi GIS. Na základě analýzy silniční sítě jsme vybudovali elektronickou dopravní mapu města ve formátu shapefile, umístili na ni maloobchodní prodejny a vymodelovali optimální trasy pro rozvoz zboží. Výsledky: doba dodání byla zkrácena o 15 minut a délka trasy v průměru o 2,67 km zkrácením doby strávené ve frontách vozů na vykládku a návštěvu více maloobchodních prodejen ve městě. Úspora nákladů na pohonné hmoty a maziva činila cca 7 % oproti obvyklému období. Snížení počtu najetých kilometrů je minimálně o 9 %, což vedlo ke snížení nákladů na palivo a údržbu vozidla díky prodloužení servisních intervalů a také ke snížení opotřebení. Dopravní dispečink a minutové sledování provozu vozidel umožnilo eliminovat odbočení doleva, snížit prostoje, optimalizovat přepravu a přepravní trasy. Implementace systému umožnila efektivně organizovat obchodní procesy - odmítnout přilákat další zaměstnance a ulehčit stávajícím, výrazně zlepšit kvalitu jejich práce a efektivitu připravovaných dat a výrazně snížit počet telefonátů. rozhovory s řidiči.
	GIS technologie v obchodních procesech lékárenského řetězce společnosti 36.6 Ke GIS jsme se dostali z tabulkové analýzy řešení různých problémů a použili jsme jej v workflow lékárenského řetězce jako analytický nástroj pro včasné stanovení potřeb spotřebitelů. Cesta nebyla jednoduchá. Od vzniku seriálu elektronické karty síť lékáren pro vizuální posouzení umístění lékáren ve městě a analýzu konkurenční prostředí přešli na sledování územního rozložení svých zákazníků. Současné zobrazení několika charakteristik území umožnilo na základě multifaktorové analýzy určit ekonomicky výhodné faktory pro umístění nových podniků obchodu a služeb, identifikovat zóny vlivu, dostupnost atd. Rychle a přehledně zhodnotit konkurenční situaci v teritoriích pomocí několika ukazatelů a porovnat ekonomická účinnost lékárny (podíl aktivních uživatelů checkpointů, jejich spokojenost se zbožím a službami, zisky, sortiment lékáren) se umožnily pomocí statistik a konstrukce grafů a diagramů. Do budoucna - řešení logistických problémů spojených s doručováním léků domů. Zkušenosti ukazují, že když je dosaženo kritického množství klientů využívajících takovou službu, je použití GIS nezbytné.

Systémy počítačově podporovaného navrhování (CAD) jsou hlavním pracovním nástrojem používaným projekčními a konstrukčními organizacemi. Často se používají ve spojení s geografickými informačními systémy (GIS). Správná volba systémů a schopnost je efektivně využívat má významný vliv na konkurenceschopnost firmy.

Poměrně často je název CAD považován za ruský překlad anglické zkratky CAD (computer-aided design), což je však nesprávné, protože redukuje funkčnost CAD pouze na automatizaci konstrukčních prací (tvorba výkresů, 3D modely). Počítačem podporované konstrukční systémy jsou ve skutečnosti souborem subsystémů, které zajišťují automatizaci pracovního cyklu návrhu. Může zahrnovat např. automatizační systémy pro inženýrské výpočty a analýzy (CAE - computer-aided engineering), technologickou přípravu výroby (CAM - computer-aided production), ale i servisní subsystémy pro řízení procesu navrhování, konstrukční data, atd.

CAD systémy jsou komplexní platformy, které zahrnují nejen softwarovou a informační podporu, ale také výkonný matematický aparát nezbytný pro vývoj fyzických objektů. Široká funkčnost zabudovaná do CAD umožňuje jejich použití v různých odvětvích ekonomiky. Samotné systémy obsahují určitou specializaci, která umožňuje jejich nejefektivnější využití pro plnění zadaných úkolů. Výběr konkrétního softwarového produktu závisí na tom, co přesně se navrhuje: budovy, infrastrukturní zařízení nebo mechanismy, části.

Průmyslové spektrum použití CAD je velmi široké. Jejich aplikace je nejvíce rozvinutá v architektuře a strojírenství. Navíc se nepoužívají jen zahraniční (např. od Autodesku), ale i ruské systémy vyvíjené společnostmi jako Compass, CSoft, nanoCAD atd. Navíc si můžete vybrat jak proprietární, tak volně distribuovaná řešení.

V oblasti návrhových systémů pro stavebnictví dochází k výraznému vývoji. Jedním z rysů architektonických projektů je nutnost propojení objektů s terénem, k čemuž se využívají i nástroje GIS. Kromě toho, protože vývoj objektů provádí skupina specialistů a někdy je do toho zapojen celý konstrukční ústav, musí jim CAD poskytnout nástroje pro spolupráci.

Také v posledních letech všechno velkou roli V automatizaci strojírenství a stavebnictví hraje roli informační modelování objektů (BIM - building information modeling). Návrhářův přístup BIM umožňuje efektivnější obchodní rozhodnutí, která mají být přijímána na základě komplexních dat obsažených v informačním modelu.

Dnes všichni konstruktéři ve stavebnictví používají CAD a vysoká konkurence mezi dodavateli urychluje pokrok a vede ke vzniku nových, efektivnějších verzí systémů. Organizace, které používají zastaralé verze, se ocitají v dohánění. Proto musí sledovat trendy na softwarovém trhu. Jako příklad uveďme společnost „PB Vertical“, která byla postavena před úkol optimalizovat práci konstrukčních oddělení – snížit časové náklady a chyby v návrhu. Řešením byl přechod na Autodesk Building Design Suite Premium 2014, která zahrnuje jak AutoCAD 2014, tak produkt Revit 2014 založený na BIM. Příležitost sdílení informace o stavebním projektu ve všech jeho fázích životní cyklus nám umožnilo vyhnout se ztrátě důležitých dat a chybám během procesu návrhu.

V palivovém a energetickém sektoru, klíčovém odvětví pro ruskou ekonomiku, se také výstavba zařízení provádí pomocí moderních konstrukčních nástrojů. Samotná průmyslová zařízení jsou různorodá: dílny ropných rafinérií, potrubí, vrtné plošiny, pobřežní plošiny, nádrže atd.

V ropném a plynárenském průmyslu jsou velmi žádané geografické informační systémy, které se používají jak pro sondování půdy, tak pro modelování objektů. V poslední době se konstruktéři stále častěji začínají uchylovat k použití bezpilotních letadlo(drony) pro letecké snímkování a vytváření 3D modelů na základě fotografií. Drony jsou výrazně levnější než použití satelitu nebo letadla a jsou schopny poskytovat podrobnější informace o zařízení ve všech fázích práce: od průzkumu oblasti pro sestavení generelu až po monitorování výstavby a dalšího provozu.

Letecká fotografie a 3D modelování našlo své uplatnění také při výstavbě infrastrukturních zařízení. Rozšířili využití CAD a GIS pomocí dat z jiných systémů. Například je nutné navrhnout komunikaci s přihlédnutím k terénu a její umístění na území objektů ve vlastnictví jiných vlastníků je vyloučeno. Nástroje CAD se také používají na infrastrukturních zařízeních, jako jsou elektrické a vodovodní sítě.

Bez CAD si nelze představit moderní výrobu. Příklad firmy KamAZ je ilustrativní. Zvláštností vozíků je, že se dodávají ve velkém množství modifikací ovlivňujících jak celkové rozměry, tak vnitřní komponenty. A každý z nich s sebou nese nutnost přepracovat jednotlivé systémy vozidla. Návrháři potřebují zejména provést změny v konfiguraci kabelových svazků pro instalaci elektrických a elektronických systémů. Zpoždění v návrhu obvykle znamená ušlý zisk, proto KamAZ implementoval CAD systém E3.series, který má odpovídající funkcionalitu. V důsledku toho se náročnost projektování podle odhadů společnosti snížila o 300 %.

Samostatně je třeba říci o schopnostech GIS zohlednit demografickou situaci, kterou společnosti začínají využívat k výběru lokalit pro svá zařízení. Telekomunikační společnosti a obchodní řetězce ukládají v GIS zejména údaje o hustotě osídlení v určitých oblastech, hlavních pěších i dopravních trasách, přítomnosti konkurenčních společností v oblasti a dostupnosti prostor k pronájmu. To vám umožní získat mapu, jejíž analýza vám pomůže vybrat nejvhodnější místo pro pronájem servisní kanceláře, prodejny nebo instalaci mobilní základnové stanice. Díky tomu se lze vyhnout mnoha chybám, například bez takové mapy může být prodejna umístěna mimo hlavní pěší trasy, což povede k poklesu počtu zákazníků.

Prostorová data jsou data o
prostorové (zeměpisné) objekty, o nich
umístění a vlastnosti. Téměř všechny předměty
lokality lze klasifikovat jako prostorové. Tyto objekty
charakterizované přítomností určitého souboru vlastností,
z nichž nejdůležitější je označení místa.

Infrastruktura prostorových dat

* Pojem IPD může znamenat komplex
včetně technologií, společné strategické
iniciativy, společné standardy, finanční a lidské
zdrojů, jakož i souvisejících akcí nezbytných pro
sběr, zpracování, distribuce, použití,
udržování a ukládání prostorových dat.
* Infrastruktura prostorových dat Ruské federace je
geograficky distribuovaný systém, což znamená
schopnost vytvářet prostorové produkty a,
podle toho IPD uzly oba na základě stavu
instituce na federální, regionální a obecní úrovni
úrovně a IPD uzly komerčních podniků.

Geografické informační systémy

* Geografické informační systémy (GIS) jsou automatizované
systémy, jejichž hlavní funkcí je sběr,
ukládání, integrace, analýza prostorových geodat a
jejich grafická vizualizace ve formě map nebo diagramů.
* V současné době je GIS integrován s automatizací
inventární systémy, design, navigace,
řízení atd.
* Moderní GIS jsou informační management
systémů, jejichž funkčnost je výrazně
širší než geografické informační systémy
* GIS je nástroj pro práci s velkým množstvím
informace a databáze.

Geografické informační systémy

Geoportály

* Geoportál je elektronický geografický zdroj,
nacházející se v lokální síť nebo internetu. Často pod
geoportál rozumí všem zveřejněným
kartografický dokument. Pojem geoportál je ale mnohem víc
v širším měřítku jde o katalog geodat (kartografických a
popisné informace), doplněné základními popř
rozšířené možnosti geografických informačních systémů
(prohlížení, editace, analýza prostorových dat),
přístupné uživatelům prostřednictvím webového prohlížeče.
*

Geoportály

* Následují hlavní fáze práce při tvorbě
geoportály:
* Sběr potřebného souboru geodat (kartografických
informace, data atributů, satelitní snímky,
průvodní dokumentace ve formě zpráv, grafů,
tabulky atd.).
* Příprava dat pro integraci do specializovaných
software pro publikování na internetu.
* Návrh a tvorba webového rozhraní budoucnosti
geoportál, stejně jako přímou integraci
připravená data.
* Umístění geografického zdroje na internet.

Geoportály Měřítko geoportálů

Na základě územního pokrytí se geoportály dělí na globální (GoogleEarth),
státní (federální), krajské a municipální.
* Federální geoportály v Rusku
Geoportál Infrastruktura prostorových dat Ruské federace, Veřejný katastr
mapa, federální území GIS
Plánování, Geoportál ROSCOSMOS, Informační systém
vzdálené monitorování Federální lesnické agentury
farmy, Geoportál Ministerstva přírodních zdrojů, Atlas půdy
zemědělské účely, Státní program K dispozici
Středa, Epidemiologický atlas volžského federálního okruhu,
Federální geografický informační systém průmyslových parků.
* Regionální geoportály v Rusku
Archangelská oblast, Belgorodská oblast, Burjatská republika, Voroněž
region, region Kaluga, region Kirov, republika Komi, Krasnojarsk
oblast, oblast Nižnij Novgorod, oblast Novosibirsk, oblast Omsk,
Samarská oblast, Tatarstán, Ťumeňská oblast, Uljanovsk
oblast, Čeljabinská oblast, Čuvašská republika, Republika Sacha, Jamalonecký autonomní okruh, Jaroslavlská oblast.
* Městské (městské) geoportály Ruska
Kartografický fond Volgogradu, Elektronický atlas Moskvy, Městský úřad
portál Novosibirsk, městský portál Samara, oblastní
geografický informační systém Petrohradu, Elektronický atlas Petrohradu, Geografický informační systém městské části Togliatti

Učebnice je věnována základům geografických informačních systémů a technologií (GIS technologií). Zvažována je historie vzniku a vývoje GIS technologií, oblasti použití, klasifikace a trh GIS, otázky jejich využití k řešení různých aplikačních problémů souvisejících s managementem a podnikáním. Zobrazeno funkční organizace software instrumentálních GIS platforem. Přehled technologií pro vstup a zpracování prostorových informací nastiňuje nejdůležitější zdroje dat, jako jsou: existující mapy, data dálkového průzkumu Země (ERS), data globálních polohových systémů (GPS), data ve výměnných formátech jiných systémů. Jsou uvedeny běžné výměnné formáty pro prostorová data. Strukturální organizace GIS je uvažována na základě tematických vrstev, map a projektů a také datových modelů, které tvoří základ technologií GIS. Za matematický základ mapy jsou považovány oblíbené geografické souřadnicové systémy a jejich projekce do roviny, včetně Gauss-Krugerovy projekce a UTM. Je uveden rozsah úloh prostorové analýzy, metody práce s daty: SQL dotazy, tematické mapování, diagramy, dialogové formuláře a makra (na příkladu GIS GeoGraph). Příručka je určena pro studenty vyššího pregraduálního studia, studenty magisterského studia nebo postgraduální studenty ekonomických vysokých škol; může být užitečná i pro učitele vysokých škol, kteří se chtějí seznámit se základy geografických informačních technologií a uplatnit je ve své činnosti.

Níže uvedený text je získán automatickou extrakcí z originálního PDF dokumentu a je určen jako náhled.
Nejsou zde žádné obrázky (obrázky, vzorce, grafy).

Vědecká a vzdělávací laboratoř kvantitativní analýzy a ekonomického modelování V.E Turlapov GEOINFORMAČNÍ TECHNOLOGIE V EKONOMICE Vzdělávací a metodická příručka Nižnij Novgorod NF SU-HSE 2007 UDC 332.1 BBK 65.04 T 61 Turlapov V.E. Geografické informační systémy v ekonomii: Vzdělávací a metodická příručka. – Nižnij Novgorod: NF GU-HSE, 2007. – 118 s. Učebnice je věnována základům geografických informačních systémů a technologií (GIS technologií). Zvažována je historie vzniku a vývoje GIS technologií, oblasti použití, klasifikace a trh GIS, otázky jejich využití k řešení různých aplikačních problémů souvisejících s managementem a podnikáním. Je ukázána funkční organizace softwaru pro instrumentální platformy GIS. Přehled technologií pro vstup a zpracování prostorových informací nastiňuje nejdůležitější zdroje dat, jako jsou: existující mapy, data dálkového průzkumu Země (ERS), data globálních polohových systémů (GPS), data ve výměnných formátech jiných systémů. Jsou uvedeny běžné výměnné formáty pro prostorová data. Strukturální organizace GIS je uvažována na základě tematických vrstev, map a projektů a také datových modelů, které tvoří základ technologií GIS. Za matematický základ mapy jsou považovány oblíbené geografické souřadnicové systémy a jejich projekce do roviny, včetně Gauss-Krugerovy projekce a UTM. Je uveden rozsah úloh prostorové analýzy, metody práce s daty: SQL dotazy, tematické mapování, diagramy, dialogové formuláře a makra (na příkladu GIS GeoGraph). Příručka je určena pro studenty vyššího pregraduálního studia, studenty magisterského studia nebo postgraduální studenty ekonomických vysokých škol; může být užitečná i pro učitele vysokých škol, kteří se chtějí seznámit se základy geografických informačních technologií a uplatnit je ve své činnosti. UDC 332.1 BBK 65.04 © V.E. Turlapov, 2007 © NF SU-HSE, 2007 2 Obsah 1. Vznik a rozvoj GIS technologií................................. .............................5 1.1. Historie vzniku GIS ................................................................ ............................................................. ......5 1.2. Oblasti použití a příklady aplikací GIS technologií................................7 1.3. Obecné funkční komponenty GIS ................................................ ................... ..............11 1.4.Software moderních GIS platforem....... ............................ ..........13 2. Ruský geoinformatický trh: stav, problémy, vyhlídky . ...............15 2.1 Stav trhu geoinformatiky v Ruské federaci v roce 2006 ...................... ........................................15 2.2. Hlavní trendy a problémy vývoje trhu ................................................ ........ ....21 3.Principy organizace GIS...................................... ......................................................23 3.1 . Vrstva, mapa a projekt, jako základ pro organizování informací v GIS...................23 3.2.Prostorové objekty vrstev a jejich modely...... . ...................................25 3.2. 1.Vektorové modely. ...................................................... ..................................................... ........... ............ 26 3.2.2.Vektorové topologické modely................... ................................................................. ....................... 27 3.2.3.Rastrové modely...................... ................................................................. ...................................................... .... 29 3.2.4. Modely DIČ...................................... ...................................................... ...................................................... 31 3.3. Problémy prostorové analýzy řešené moderním GIS...................31 4.Matematický základ mapy............. ....................................................... .............................33 4.1. Mapa, její význam a informační složitost ................................................ ......... ......33 4.2. Koncept mapových projekcí. Klasifikace projekcí podle metod zkreslení a projekce................................................ ..........................................34 4.2.1.Promítání elipsoidu do roviny a související zkreslení...... ............... 35 Vztah mezi zkresleními a rozložením zkreslení na mapě ................. ........... 37 4.2.2 .Klasifikace průmětů podle typu poledníků a rovnoběžek normální sítě..... 37 4.3. Výběr souřadnicového systému ................................................................ ............................................................. 41 4.3.1.Zeměpisný souřadnicový systém ...................................... ............... ........................... 41 4.3.2 systémy a mapové projekce............................................................ ................................................................... ...................... .................. 42 4.3 .3 Porovnání Gauss-Krugerovy projekce s UTM ....................... ............................ 45 4.4 . Uspořádání a nomenklatura topografických map......... ........................................47 5. Transformace souřadnicových systémů pro vrstvy a mapy ..................................49 5.1.Rovinové transformace . ...................................................... ......................................52 5.1.1.Posun a rotace o dva body ................................................. ........... ........................... 52 5.1.2.Afinní transformace..... ....................................................... ............. ........................... 53 5.1.3. ............................................................ ...................................................... 53 5.1. 4.Kvadratická transformace................................................................. ............................................. 54 5.1.5.Transformace polynomy 5. stupně.................................................. ................................... 54 5.1.6. Lokální afinní transformace............................................................ .................................................. 55 5.2. Převod mapových projekcí ................................................................ ..................... .....55 6.Zdroje a prostředky vstupu/výstupu prostorových informací........... .....58 6.1. Data dálkového průzkumu Země (RSD) ................................................ ................ ............59 6.2.Data přijímače GPS................ ...................................................................... ........................... ..........59 6.2.1 Princip činnosti přijímačů GPS.... ................................................................. ...................................... 59 6.2.2. Protokol NMEA pro výměnu dat GPS ................................................................... ................. 63 6.2.3.Používání zařízení GPS v GIS...... ................. ...................................................................... ... 66 6.3 Formáty zdrojových dat v GIS GeoGraph.................................... .. ........................68 3 7.Vytvoření projektu a geodatabáze. Dotazy, tematické mapy, formuláře, diagramy, makra............................................ ........................................................ ................... ...............71 7.1.Projekt a geodatabáze........... ...................................................................... ........................ ..............71 7.2.Vytvoření databáze vrstev. ................................................................... ...................................77 7.2.1.Tabulky....................... ............................................................ ...................................................... .......................... 77 7.2.2.Žádosti........... ...................................................... ...................................................... ............... 80 7.2.3. Tematické mapování................................................................ ................... ...................... 80 7.2.4.Formuláře... ................................................................... ...................................................................... ................................................... 81 7.2.4. Makra ................................................................ ....................................................... ............. ........................ 83 7.2.5. Diagramy ................................................. ....................................................... ............. ...................... 85 8. Databázové nástroje........... ...................................................................... ............................. ......87 8.1.DOTAZY jako implementace vztahu "prostorový objekt - objekt atributy".................................. .............. ................................................................. ...................................87 8.2. POŽADAVKY QBE................................................................ ...................................................... ......... .......89 8.2.SQL DOTAZ................................. ....................................................... ............. ...................98 8.3.Příklady problémů prostorové analýzy......... ............................................................. .............104 8.3.1.Výstavba ochranných pásem..... ...................... ................................................................. ................... 104 8.3.2.Logické překrytí vrstev...... ................ ............................................................. .......................... 107 9. Formáty výměny dat v GIS..... ........... ............................................................ ...............109 9.1. Výměnný formát VEC (GIS IDRISI) .................................................. ......................109 9.2. Formát výměny MOSS (Map Overlay and Statistic System) ................................................ .....109 9.3. Výměnný formát GEN (ARC/INFO GENERATE FORMAT - GIS ARCI/NFO) ................................... ...................................................... ...................................................................... ............................ ....110 9.4. Výměnný formát MIF (MapInfo Interchange Format - GIS MAPINFO) .......... 111 Otázky pro sebekontrolu ....................... ..................................................... ........... .................115 Literatura...................... ............................................................ ...................................................................... ...........116 4 1. Vznik a rozvoj GIS technologií 1.1. Historie GIS Zkratka GIS doslova znamená geografický informační systém nebo geografický informační systém. GIS lze chápat jako soubor hardwarových a softwarových nástrojů používaných k zachycení, uložení, manipulaci, analýze a zobrazení prostorových (původně geografických) informací. Termín geoinformace nyní znamená něco víc než jeho rozšířená verze. Proč, to si vyjasníme později. Za první GIS je považován systém vytvořený v roce 1962 v Kanadě Alanem Tomlinsonem, který byl nazván Canadian Geographic Information System. První GIS se skládal z celých místností obsazených výpočetní technikou a mnoha polic naplněných děrnými štítky s prostorovými a popisnými informacemi o objektech (souřadnicích). Kvůli vysokým nákladům bylo takových GIS málo a byly dostupné pouze velkým vládním organizacím a také organizacím řídícím využívání přírodních zdrojů. Rozvoj GIS v jeho moderním chápání a roli technologie je nepochybně spojen s rychlým rozvojem informačních technologií obecně a především s rozvojem hardwarové základny. Tři zdroje zrodu GIS technologií. Technologie GIS jsou navrženy tak, aby pracovaly s jakýmikoli daty, která mají časoprostorovou referenci, což vedlo k jejich rychlému rozšíření a širokému využití v mnoha odvětvích vědy a techniky a především v oblastech souvisejících s používáním map a plánů. Hodnotu karty lze jen stěží přeceňovat v různých oblastech lidské činnosti a společnosti jako celku. Digitální geodézie a digitální kartografie (Automated Mapping, AM) se staly přirozeným rozšířením tradičních věd a prvním ze tří zdrojů GIS technologií. Naučili se dobře popisovat, strukturovat, ukládat a zpracovávat prostorové geodetické a kartografické informace a řešit problémy kartografické algebry. Druhým zdrojem byl vývoj systémů pro správu databází (DBMS), které poskytovaly racionální metody pro ukládání všech typů informací a přístup k datům v reálném čase i s a někdy i díky distribuovanému úložišti. Běžná (neprostorová) data, která nějak souvisí s prostorovými daty, se v GIS nazývají atributové informace. Již tyto dvě složky mají silný potenciál, který umožnil efektivně rozvíjet digitální kartografii a automatizaci správy inženýrských sítí a komunikací (Facility Management, FM). Prostorové informace systémů FM byly z velké části založeny na informacích o návrzích inženýrských sítí zabudovaných v systémech počítačově podporovaného projektování (CAD). Koncem 80. let se ve Spojených státech objevil první environmentální GIS. Během této doby provedla společnost Wilderness Society a Sierra Biodiversity Institute první mapování starých lesů pomocí technologií GIS, leteckých a vesmírná fotografie. Počátkem 90. let minulého století zahájila US Fish and Wildlife Service projekt analýzy systému chráněných oblastí pomocí GIS (analýza GAP) a jeho korespondence s rozmanitostí ekosystémů ve všech státech USA. Tyto GIS však stále vyžadovaly poměrně drahý software a hardware (výkonné pracovní stanice) a nedosahovaly úrovně masové technologie. Třetí a poslední krok k dosažení úrovně masové technologie umožnil rozvoj výpočetních a síťových schopností masmédií. osobní počítač na úroveň možností pracovní stanice. První veřejně dostupný, plně funkční GIS schopný běžet na osobních počítačích se objevil v roce 1994 (ArcView 2.0). Od té doby začal rychlý rozvoj GIS jako masové technologie. Technologie GIS udělaly velké pokroky v životě a různé masové úkoly: řízení; obchod, doprava a skladování; Zemědělství; ekologie a environmentální management; zdravotní péče; cestovní ruch; konstrukce; optimální investice atd. Základem atraktivity GIS technologií je: přehlednost prostorové reprezentace výsledků databázové analýzy; výkonné schopnosti integrace dat, včetně možnosti společného výzkumu atributivních informačních faktorů, které mají prostorový průnik; možnost změny prostorových informací na základě výsledků společné analýzy atributových a prostorových databází. Pokud mluvíme o počátcích digitální kartografie, první digitální model terénu na světě (DTM, Digital Terrain Model) vytvořil v roce 1957 profesor MIT Miller. Byl to digitální model terénu a byl určen pro návrh silnic. Následně se DMM začaly používat i v jiných oblastech. Kartografové a geodeti si uvědomili, že mohou sloužit jako základ pro automatizaci mapování. V SSSR byly první pokusy o vytvoření DEM učiněny v 60. letech 20. století. Ale již na počátku 70. a 84. let byly vypuštěny satelity, které poskytovaly globální pokrytí zeměkoule stereo zobrazováním, aby se vytvořily mapy v měřítku 1:50 000 nepřekonatelné kvality. 6 Vstupujeme do druhé dekády informační revoluce GIS, jeden z nejzákladnějších požadavků uživatelů na prostorová data – vysoce kvalitní 3D data – stále zůstává nejnáročnějším. Lidé zabývající se trojrozměrným modelováním a vývojem softwaru pro simulaci pohybu objektů v prostoru potřebují digitální modely reliéfu a terénu (DEM a DTM) a stále větší počet specialistů zvažuje možnost přechodu z dvourozměrného na trojrozměrný. dimenzionální geografické informační systémy. 1.2. Oblasti použití a příklady využití technologií GIS Rozsah použití technologií GIS sahá až do řešení problémů využívajících kartografické a prostorové informace. Dnes se plně rozvinuly tyto oblasti použití: 1. kartografie a inženýrská geodézie (tvorba a aktualizace map a plánů); 2. správa inženýrských sítí a komunikací; 3. řízení ochrany (ekologie) a rozvoje přírodních zdrojů; 4. podnikové a obchodní řízení (včetně dopravy a nákladní dopravy, územní a ekonomické analýzy atd.); 5. správa území (včetně využití půdy, majetku); 6. prostorová navigace; 7. informační komunikace ve společnosti. První oblast použití slouží jak vlastním potřebám, tak poskytuje prostorový základ pro všechny ostatní oblasti. Prostorová navigace a informační komunikace jsou oblasti dostupné dnes téměř každému, zbývající oblasti obsluhuje management. Navigace a informační komunikace ve společnosti. Použití webových služeb GIS podobných stránkám Google (www.maps.google.com) Obr. 1.1. Měření v Google délky cesty po ulicích na mapě N. Novgorod. 7 Obr.1.2. Střed N. Novgorodu v podobě satelitního snímku v systému Google Earth Obr. 1.3. Část města s přesnými souřadnicemi jeho topografické reference ve správě Google Earth Business. Západní obchodní firmy používají GIS k výběru umístění nových supermarketů: umístění skladu a oblast služeb jsou určeny modelováním dodávek a vlivem konkurenčních skladů. GIS se také používá pro řízení dodávek. 8 Správa území. Úkoly řízení okresního, krajského nebo obecního hospodářství jsou jednou z největších oblastí GIS aplikací. V jakékoli oblasti správní činnosti (zeměměřictví, územní řízení, výměna technologie kancelářských prací, řízení zdrojů, účtování stavu majetku, obr. 1.5. Příklad analýzy dynamiky příjmů z majetku a nemovitostí, před použitím negativního a pozitivního barevného rozsahu (GIS MapInfo) dálnice) jsou použitelné technologie GIS. Používají se na velitelských stanovištích monitorovacích středisek a Ministerstva pro mimořádné situace. GIS je dnes nedílnou součástí každého městského nebo krajského manažerského informačního systému. Pro ochranu životního prostředí byla v jednotlivých subjektech federace vytvořena speciální centra environmentální bezpečnosti (ESC), vybavená moderními technologiemi GIS. GIS těchto služeb využíval digitální mapy vytvořené leteckými geodetickými podniky Roskartografie a někdy samy takové mapy připravovaly na základě existujících papírových map. Zvláště efektivní v oblasti životního prostředí Obr. 1.6. GIS (na základě GeoGraph) Centra pro bezpečnost životního prostředí GIS aparát pro konstrukci nárazníkových zón a úkolů regionu Nižnij Novgorod: více než 80 kartografických algebr. Ekologické obecně geografické a více než 60 ekologických vrstev; objem neustále GIS jsou dnes schopny vyřešit mnoho problémů s aktualizovanými informacemi, více než 30 soubory, včetně asi 500 polí životně důležitých pro region, včetně problémů s využitím trojrozměrného terénu. Služby lesního hospodářství Ruské federace, oddělení geologického průzkumu a environmentálního managementu jsou rovněž pokročilé v oblasti GIS. 9 Inženýrské sítě. Organizace poskytující veřejné služby nejaktivněji využívají GIS ke správě inženýrských sítí (potrubí, kabelů, transformátorů, rozvoden atd.). Podobné problémy řeší inženýrské služby velkých podniků. Mezi úkoly GIS v této oblasti aplikace často patří predikce chování inženýrských sítí v reakci na odchylky - obr. 1.7. GIS pro správu inženýrských komunikací na bázi AutoCAD Map se liší od normy, stejně jako nástroje pro navrhování sítí v terénu a mapování pokládání komunikací. Uznávanými lídry v oblasti inženýrských GIS jsou výkonné systémy nástrojů AutoCAD Map a AutoCAD Civil od společnosti Autodesk. Problémy urbanismu a jeho investiční atraktivity. Posouzení možnosti výstavby, věcných břemen, imisních zón, rekreačních oblastí, stavebních nákladů a prodejních cen bydlení na základě informací o území integrovaném do GIS - výstavba zón pro kombinaci faktorů a regulací na základě ochranných pásem a překryvů. Doprava. GIS má obrovský potenciál pro plánování a podporu dopravní infrastruktury. Dnes je to obzvláště efektivní, protože je možné použít GPS přijímače pro sledování pohybu těžkých vozidel a jiných vozidel. Je zřejmé, že pro všechny moderní organizace, zejména pro organizace, které přímo spravují území, je GIS tím nejlepším způsobem, jak ukládat informace o, nad a pod oblastí pevniny nebo moře. 10