Метод геоинформационных систем в географической науке

3) Для космических и аэрофотоснимков важно то, что ГИС могут выявлять участки поверхности с заданным набором свойств, отраженных на снимках в разных участках спектра. Но на самом деле эта технология может с успехом применяться и в других областях. Например, в реставрации: снимки картины в разных областях спектра (в том числе и в невидимых).

4) В связи с развитием мобильных компьютеров, ГИС все в большей мере перемещаются из офиса прямо на место выполнения полевых работ. Беспроводные мобильные устройства с поддержкой системы глобального позиционирования (GPS) широко используются для доступа к наборам данных полевых измерений и другой ГИС-информации. Мобильные ГИС как один из важных рабочих инструментов используется пожарными службами, туристическими фирмами для прокладки маршрутов, инженерно-техническими бригадами, геодезистами, землемерами, коммунальными службами, военными и другими [27, с.199-200].

Области применения программных средств и ГИС-технологий ЦГИ ИГ РАН (Центр геоинформационных исследований Института географии РАН):

Муниципальные ГИС. На первом этапе проекта решаются вопросы, связанные с созданием городской инфраструктуры, включая реконструкцию геодезической сети, GPS-станций, ввод технологий, обеспечивающих высококачественные измерения на местности в кадастровых, топографических, проектно-изыскательских и строительных работах с оперативным согласованием результатов в среде ГИС, созданием центра для ведения городского цифрового геофонда, координацией работы различных служб в городе, разработку нормативной базы и финансово-экономического плана функционирования.

Геология и недропользование. Региональные информационно-компьютерные центры и комитеты по геологии Министерства природных ресурсов являются одними из наиболее заслуженных пользователей программных продуктов ГИС. Немало пользователей в нефтегазовых компаниях.

Инженерные сети. Помощь организациям топливно-энергетического комплекса, управление топливно-энергетическим хозяйством, освоении и эффективном использовании ГИС, программных средств и организации технологий информационного взаимодействия между организациями и общегородскими службами.

Лесоустройство и лесное хозяйство. В результате внедрения ГИС, по расчетам предприятий, повышена оперативность и качество работы, снижены затраты на ряд технологических операций, практически осуществлен переход к производству материалов лесоустройства и частично производных от них в системе географических координат, что позволяет интегрировать материалы лесоустройства в работы других отраслей и выполнять необходимые согласования на новом качественном уровне.

Дорожные комитеты. С 1994 г. реализованы или находятся в процессе создания ГИС по автодорогам, связываемые с базами паспортов автодорог. Цифровые карты автодорог непосредственно использовались из ГИС для издания автодорожных карт и атласов в ряде регионов, что позволило существенно сократить сроки и затраты на их издание и частично или полностью покрыть затраты на создание ГИС за счет реализации тиража. Разработаны приложения по использованию GPS-ГИС-технологий для съемок при проектировании, строительстве и эксплуатации дорог и определении зон земельного отвода.

ГИС-GPS и цифровая картография. Создаются и реализуются прикладные ГИС-GPS-технологии для обеспечения работ по реконструкции геодезических сетей, топографических съемок, кадастровых работ, проектирования, строительства, эксплуатационно-ремонтных задач.

Выборы. Разработаны и используются приложения ГИС, осуществляемые совместно с Центризбиркомом РФ и Федеральным центром информатизации (электронный электоральный атлас России, работающий с базами данных по выборам федерального и регионального уровней).

Оборона. В течение 2 лет ведется активная работа по программам внедрения ГИС совместно с рядом ведущих организаций Минобороны РФ.

Бизнес и массовая продукция. Активно используются организациями в сфере бизнеса и рекламы.

Образование. Программные продукты ГИС используются в ВУЗах. [14]

Перечислить все области возможного применения ГИС затруднительно. Наибольшее распространение они получили в следующих отраслях:

• землеустройство (земельные кадастры)

• муниципальное хозяйство

• энергетика

• транспорт и связь

На отечественном рынке создание ГИС сдерживается дороговизной специализированных программных средств, длительными сроками разработки и высокими требованиями к "компьютерной" квалификации персонала.

2.5. Рынок геоинформатики России: состояние, проблемы, перспективы.

ГИС-Ассоциация РФ с 2002 систематизирует и анализирует информацию на геоинформационном рынке России [14].

Согласно обзору за 2006 год, наш геоинформационный рынок характеризуется следующими показателями: [37, с. 24].

2.5.1. Состояние рынка геоинформатики РФ в 2006 году.

Объем рынка. Благодаря стабильной экономической ситуации в стране с 2006 г. наблюдался устойчивый рост рынка геоинформатики (рис.1).

Рис.1 Объем продаж оборудования, программного обеспечения, данных и услуг в различных предметных сферах (млн. дол.).

Рост объема продаж, по оценкам ГИС-Ассоциации, составил 15–17%, как и в 2004–2005, при этом наиболее высокие темпы развития продемонстрировал сектор продаж навигационного оборудования и услуг — 34% (2005 - 60 млн. дол., 2006 - 90 млн. дол.). Бюджетное финансирование увеличено с 19% в 2005 до 22% в 2006. Неуклонно растет объем работ и услуг в таких сферах деятельности, как землеустройство, техническая инвентаризация и строительство, их рост составляет 70–90% в год [14].

В 2006 г. увеличился объем финансирования из бюджетов субъектов Федерации и муниципальных бюджетов, что связано с обязательностью разработки градостроительной документации. Это приведет к обновлению картографического материала, и постепенному созданию и обновлению автоматизированных систем обеспечения градостроительной деятельности. Объем финансирования на эти цели, по оценкам ГИС-Ассоциации, увеличился в 2006 г. в 5– 6 раз и достиг 50–70 млн. дол. [см. там же].

Л. М. Бугаевский особо выделяет рынок труда. В 2006 г. проявилась тенденция увеличения численности работающих на рынке геоинформатики России. Около половины занятых в отрасли специалистов трудятся в государственных структурах. Активизация на рынке труда в сфере геоинформатики подтверждается стабильным ростом числа выданных лицензий на осуществление геодезической, картографической, изыскательской и космической деятельности, которое превысило 9000 в 2006 г. (рост составил 21%) [8, с. 214-215].

По оценке ГИС-Ассоциации, в 2006 г. в сфере геоинформатики было занято около 61,6 тыс. чел. По информации раздела «Биржа труда», портала ГИС-Ассоциации, наиболее востребованными на рынке труда являются специалисты по ГИС, землеустройству и геодезии. [14].

Рынок пространственных данных развивается более динамично, чем другие технологические секторы рынка геоинформатики — программного и аппаратного обеспечения и оборудования. Основной источник пространственных данных геодезические измерения (45%), далее следуют картографические материалы (30%), затем - данные дистанционного зондирования Земли (25%), доля которых постоянно растет [37, c.67].

Рынок цифровых картографических материалов. Картографическое обеспечение страны в 2006 несколько улучшилось, хотя в целом обеспеченность актуальными картографическими материалами остается на крайне низком уровне. Улучшение ситуации с обеспеченностью территории Российской Федерации государственными топографическими картами в 2006 произошло благодаря актуализации карт масштаба 1:100000, проведенной предприятиями Роскартографии (11000 номенклатурных листов), и созданию Роснедвижимостью ортофотопланов масштабов 1:2000-1:10000 на территорию пилотных регионов (Тверская, Самарская, Кемеровская области). Благодаря повышению спроса на услуги навигации активизировалось создание навигационных карт. Стабильным было производство справочных картографических систем массового пользования [14].

Рынок данных ДЗЗ (дистанционное зондирование Земли). Л. И. Василевский акцентирует внимание на усиливающийся конкуренции на рынке данных ДЗЗ в мире, она в России привела к снижению стоимости материалов космической съемки и их более активному использованию. Так, с 2003 объем продаж космических данных в России превышает объем продаж данных, полученных при проведении аэрофотосъемочных работ  [11, с.34].

Согласно прогнозам ведущих американских экспертов, общий объем продаж космических данных ДЗЗ в мире увеличится с 4 млрд дол. в 2006 до 6,5 млрд в 2012. В России, по данным ГИС-Ассоциации, объем продаж в 2006 вырос на 50% и составил 5 млн дол. (для сравнения в 2002 - 1; 2003 - 1,5; 2004 - 2,5; 2005 - 3,2 млн дол 2006 характеризуется также существенным ростом объема аэросъемочных работ (1,9 млн дол. в 2005 и 3,7 млн дол. в 2006), выполненных с помощью цифровых камер и технологий лазерного сканирования [14].

Рынок программного обеспечения. Согласно исследованиям С.А. Миллера, ведущие разработчики и продавцы программного обеспечения для обработки пространственных данных в 2006 называют следующие цифры роста продаж:

• Московское представительство Autodesk Corp. (США) — 100%;

• компания «ДАТА+», поставляющая ESRI, Inc. (США) и Leica Geosystems

(Швейцария) — 14%;

• компания «СиСофт» — программное обеспечение собственной разработки,

Autodesk Corp. и Intergraph Corp. — 300%;

• компания «Геокад плюс» (Новосибирск) — программное обеспечение

собственной разработки — 50%;

• группа компаний «ЭСТИ» — в основном программное обеспечение MapInfo Corp. (США), а также широкого круга зарубежных поставщиков — 25%. [37, с.76].

Появление больших проектов, требующих профессионального сопровождения, привело к тому, что в 2006 практически все крупные поставщики программного инструментария обзавелись проектными подразделениями, численность которых из года в год растет. Отмечен рост интереса к программному обеспечению трехмерной визуализации и Интернет-картографирования. Требование обеспечения интеграции ГИС в корпоративные информационные системы (ERP) стало обязательным [14].

2.5.2. Основные тенденции и проблемы развития рынка.

Производство данных. В 2007 запланирован вывод на орбиту космических аппаратов (КА) всепогодной радарной съемки (TerraSAR-X, COSMO-Skymed), который позволит получать данные с разрешением 1м, а их интерферометрическая обработка — цифровую модель рельефа (ЦМР) с сантиметровой точностью по высоте. Новое поколение КА ДЗЗ — GeoEye-1 и WorldView-1 — предоставят возможность получать данные с разрешением до 0,4 м и точностью до 2 м без наземных точек привязки. [14].

Программное обеспечение. Рынок заинтересован в создании ГИС, интегрированных в корпоративные информационные системы, которые оперируют единым массивом данных. Выбор программ становится вторичным моментом при реализации проекта.

Большинство потребителей, по словам Л.М. Бугаевского, «осознает ценность данных в информационных проектах и необходимость организации их правильного хранения и обновления. Рынок требует разработки универсального инструментария, способного напрямую работать с ранее созданными данными в различных форматах». Поставщики «коробочных» ГИС уступают место поставщикам комплексных решений. Продолжится развитие подходов, стирающих границы между ГИС и САПР [8, с. 184-185].

Для эффективной коллективной работы все шире используются серверные технологии и Web-сервисы. При проведении проектных работ чаще будут возникать технологические альянсы компаний и организаций, специализирующихся в разных областях информационных технологий.

Как ожидает ГИС-Ассоциация, продолжится рост количества небольших компаний, предоставляющих Web-сервисы с акцентом на пространственные данные и метаданные. Пример сервисов, предоставляемых Google, наглядно демонстрирует возможность интеграции любых видов информации с ее локализованной привязкой: Google Map —  прототип глобальной тенденции развития рынка геоинформатики [14].

3. Метод геоинформационных систем. Функциональные возможности ГИС.

Сайт Академии САПР и ГИС вводит следующее определение функциональных возможностей ГИС: «(Англ.: GIS functionality, GIS functions)  - набор функций географических информационных систем и соответствующих программных средств» [2].

Интернет-словарь «Финам» выделяет следующие функциональные возможности:

- ввод данных в машинную среду путем импорта из существующих наборов цифровых данных или с помощью цифрования источников;

- преобразование данных, включая конвертирование данных из одного формата в другой, трансформацию картографических проекций, изменение систем координат;

- хранение, манипулирование и управление данными во внутренних и внешних базах данных;

- картометрические операции;

- средства персональных настроек пользователей; [53].

Широчайший спектр функциональных возможностей ГИС приводит Web-сайт ГИС-ассоциации. Эти возможности включают операции геоинформационных технологий и группы операций, отдельные функции и функциональные группы; в их числе: