Applicazione delle tecnologie informatiche dz e gis negli istituti di istruzione superiore. Sistemi di geoinformazione e telerilevamento Fornitura di dati telerilevati

NB Yaldygina

Gli ultimi anni sono stati contrassegnati dal rapido sviluppo e dalla diffusione delle tecnologie di telerilevamento terrestre (ERS) e di geoinformazione. Le immagini satellitari sono utilizzate attivamente come fonte di informazioni per risolvere problemi in vari campi di attività: cartografia, amministrazione comunale, silvicoltura e agricoltura, gestione delle risorse idriche, inventario e monitoraggio dello stato della produzione di petrolio e gas e delle infrastrutture di trasporto, valutazione ambientale, ricerca e previsione di depositi minerari, ecc. I sistemi di informazione geografica (GIS) e i geoportali vengono utilizzati per analizzare i dati per prendere decisioni di gestione.

Di conseguenza, per molti istituti di istruzione superiore, il compito di introdurre attivamente le tecnologie di telerilevamento e GIS nel processo educativo e nelle attività scientifiche è diventato molto rilevante. In precedenza, l'uso di queste tecnologie era richiesto, prima di tutto, dalle università che formavano specialisti nel campo della fotogrammetria e del GIS. Tuttavia, gradualmente, man mano che le tecnologie di telerilevamento e GIS vengono integrate con vari campi applicativi di attività, il loro studio è diventato necessario per una gamma molto più ampia di specialisti. Le università che forniscono formazione in specialità legate a silvicoltura, agricoltura, ecologia, edilizia, ecc., ora richiedono anche la formazione degli studenti sulle basi del telerilevamento e del GIS, in modo che i futuri laureati abbiano familiarità con metodi avanzati per risolvere problemi applicati all'interno della loro specialità.

Nella fase iniziale, un istituto scolastico che intende formare gli studenti in materia di telerilevamento e GIS deve risolvere una serie di problemi:

• Acquista software e hardware specializzati.
• Acquisire una serie di dati di telerilevamento da utilizzare per la formazione e il lavoro scientifico.
• Condurre la riqualificazione degli insegnanti su questioni di telerilevamento e GIS.
• Sviluppare tecnologie che consentiranno di risolvere problemi applicati corrispondenti alla specializzazione dell'università / dipartimento, utilizzando dati di telerilevamento.

Senza un approccio ponderato e sistematico, la soluzione di questi problemi potrebbe richiedere all'università tempi e costi materiali significativi. Il modo più semplice ed efficace per superare le difficoltà è interagire con aziende che forniscono tutto il software e l'hardware necessari per l'implementazione delle tecnologie di telerilevamento e GIS, che hanno esperienza nella realizzazione di progetti per vari settori dell'economia nazionale.

Un approccio integrato all'implementazione delle tecnologie di telerilevamento e GIS all'università sarà fornito da Sovzond, che offre una gamma completa di servizi, dalla fornitura di software e hardware, alla loro installazione e configurazione, alla fornitura di dati di telerilevamento, formazione di specialisti e sviluppo di soluzioni tecnologiche. La base della soluzione proposta è l'Earth Remote Sensing Data Processing Center (CODDZZ).

Che cos'è CODDZZ?

Questo è un complesso di strumenti e tecnologie software e hardware progettati per ricevere, elaborare e analizzare dati di telerilevamento, utilizzare informazioni geospaziali. TsODDZZ ti consente di risolvere i seguenti compiti principali:

• Ottenere dati di telerilevamento (immagini spaziali).
• Elaborazione primaria di immagini spaziali, preparazione per l'interpretazione automatizzata e interattiva, nonché presentazione visiva.
• Analisi automatizzata approfondita dei dati di telerilevamento per la preparazione di un'ampia gamma di materiali cartografici analitici su vari argomenti, la determinazione di vari parametri statistici.
• Preparazione di rapporti analitici, materiali di presentazione basati su dati di immagini satellitari.

Il componente chiave di TSODDZZ è un software e un hardware specializzati con un'ampia funzionalità per lavorare con dati di telerilevamento e GIS.

Software TsODDZZ

Il software come parte di TsODDZZ è progettato per eseguire il seguente lavoro:

Elaborazione fotogrammetrica di dati telerilevati (correzione geometrica delle immagini, costruzione di modelli digitali di elevazione, creazione di mosaici di immagini, ecc.). È una tappa necessaria nel ciclo tecnologico generale di elaborazione e analisi dei dati telerilevati, fornendo all'utente informazioni accurate e aggiornate.

Elaborazione tematica dei dati telerilevati (interpretazione tematica, analisi spettrale, ecc.). Fornisce interpretazione e analisi di materiali di immagini satellitari allo scopo di creare mappe e piani tematici, prendere decisioni di gestione.

Analisi e cartografia GIS (analisi dati territoriali e statistici, preparazione cartografica, ecc.). Fornisce l'identificazione di modelli, relazioni, tendenze in eventi e fenomeni del mondo circostante, nonché la creazione di mappe per presentare i risultati in una forma user-friendly.

Fornire l'accesso alle informazioni geospaziali tramite Internet e Intranet (organizzazione dell'archiviazione dei dati, creazione ragnatela-servizi con funzioni di analisi GIS per utenti di reti interne ed esterne). Prevede l'organizzazione dell'accesso degli utenti dalla rete interna e da Internet alle informazioni su un determinato argomento per un determinato territorio (immagini spaziali, mappe vettoriali, informazioni attributive).

A tavola. La figura 1 mostra lo schema per l'utilizzo del software proposto da Sovzond, che consente di implementare completamente tutti i tipi di lavoro elencati.

Tabella 1. Schema di utilizzo del software

Tipo di lavoro	Prodotti software	Caratteristiche principali
Elaborazione fotogrammetrica di dati telerilevati	Linea INPHO di Trimble INPHO	Triangolazione aerea automatizzata per tutti i tipi di fotogrammi ottenuti da fotocamere analogiche e digitali Costruzione di modelli digitali di elevazione (DEM) ad alta precisione basati su immagini aeree o satellitari, controllo qualità e editing DEM Ortorettifica dei dati telerilevati Realizzazione di rivestimenti in mosaico a sintesi cromatica utilizzando immagini ottenute da vari satelliti Vettorizzazione di oggetti del terreno mediante stereocoppie di immagini aeree e spaziali
		Visualizzazione dei dati di telerilevamento Correzione geometrica e radiometrica Creazione di un DTM basato su immagini stereo Creazione di mosaici
Elaborazione tematica dei dati telerilevati	Linea ENVI di ITT VIS	Decifrazione interattiva e classificazione Miglioramento interattivo dell'immagine spettrale e spaziale Calibrazione e correzione atmosferica Analisi della vegetazione utilizzando gli indici di vegetazione (NDVI) Ottenere dati vettoriali per l'esportazione in GIS
Analisi e mappatura GIS	Linea ArcGIS Desktop (ESRI Inc.)	Creazione e modifica di dati spaziali basati su un approccio orientato agli oggetti Creazione e progettazione di carte Analisi spaziale e statistica dei geodati Analisi della mappa, reportistica visiva
Fornitura di accesso a informazioni geospaziali tramite Internet	linea ArcGIS Server (ESRI Inc.)	CGestione centralizzata di tutti i dati territoriali e dei servizi cartografici Realizzazione di applicazioni web con funzionalità GIS desktop

Per gli istituti di istruzione superiore, Sovzond offre condizioni favorevoli per la consegna del software. Il costo delle licenze individuali per l'università è due o più volte ridotto rispetto alle licenze commerciali. Inoltre, vengono forniti speciali set di licenze per le attrezzature di classe (Tabella 2). Il costo di un pacchetto di licenze per la formazione per 10 o più posti è sostanzialmente paragonabile al costo di una licenza commerciale. La tabella seguente descrive i pacchetti di licenza disponibili da vari fornitori di software.

Tabella 2. Licenze software

Molte università russe hanno già un'esperienza positiva nell'utilizzo di prodotti software di ITT VIS, ESRI Inc., Trimble INPHO nell'ambito di attività didattiche e scientifiche. Tra questi ci sono l'Università statale di geodesia e cartografia di Mosca (MIIGAiK), l'Università statale di silvicoltura di Mosca (MGUL), l'Università tecnica statale di Mari (MarSTU), l'Accademia geodetica statale siberiana (SSGA), ecc.

Hardware TsODDZZ

L'hardware TsODDZZ include mezzi tecnici avanzati che consentono a un istituto di istruzione superiore di organizzare un processo di ricerca e istruzione, di implementare vari metodi di lavoro sia con le informazioni che con un pubblico qualificato. L'hardware viene selezionato tenendo conto dell'entità del lavoro pianificato, del numero di studenti formati e di una serie di altri fattori. CODDZZ può essere distribuito sulla base di uno o più locali e includere, ad esempio, un'aula, un laboratorio di telerilevamento e una sala riunioni.

Le seguenti attrezzature possono essere utilizzate come parte del TsODDZZ:

• Postazioni di lavoro per l'installazione di software specializzato (nelle aule e nei dipartimenti).
• Server per l'archiviazione e la gestione dei dati geospaziali.
• Video wall per la visualizzazione e la visione collettiva delle informazioni (Fig. 1).
• Sistemi di videoconferenza per lo scambio di informazioni audio e video in tempo reale tra utenti remoti (dislocati in stanze diverse).

Riso. 1. Aula con videowall

Questi strumenti non solo costituiscono una piattaforma hardware produttiva per l'elaborazione dei dati di telerilevamento, ma consentono anche un'interazione efficace tra gruppi di utenti. Ad esempio, utilizzando un sistema di videoconferenza e il complesso software e hardware TTS, i dati in tempo reale preparati dagli specialisti di laboratorio e le immagini video possono essere trasmessi direttamente allo schermo nella sala riunioni.

Fornitura dati telerilevati

Durante l'implementazione di TSODRS, una delle questioni importanti è l'acquisizione di una serie di dati di telerilevamento da vari satelliti, che verranno utilizzati per formare gli studenti e realizzare vari progetti tematici. Sovzond collabora con i principali operatori satellitari di telerilevamento e fornisce dati digitali ricevuti dai veicoli spaziali WorldView-1, WorldView-2, GeoEye-1, QuickBird, IKONOS, Resurs-DK1, RapidEye, ALOS, SPOT, TerraSAR-X, RADARSAT-1,2, ecc.

È anche possibile implementare un complesso di ricezione a terra presso l'università, creato con la partecipazione dell'Agenzia spaziale federale (Roscosmos), che fornisce la ricezione diretta dei dati dai satelliti Resurs-DK1, AQUA, TERRA, IRS-1C, IRS-1D, CARTOSAT-1 (IRS-P5), RESOURCESAT-1 (IRS-P6), NOAA, RADARSAT-1,2, COSMO-SkyMed 1–3, ecc. , nel caso dell'implementazione di TsODRSD, Sovzond fornisce a un istituto scolastico una serie di dati di telerilevamento gratuiti da diversi satelliti con caratteristiche diverse (risoluzione spaziale, gamma spettrale, ecc.), che possono essere utilizzati come campioni di prova per insegnare agli studenti.

L'implementazione del Centro per il telerilevamento della Terra in un istituto di istruzione superiore consente di risolvere il problema dell'introduzione delle tecnologie di telerilevamento e GIS nelle attività scientifiche ed educative dell'università e di fornire formazione a specialisti in un'area relativamente nuova e rilevante.

TSODDZZ è un sistema flessibile e scalabile. Nella fase iniziale della creazione, il CODDZZ può essere un piccolo laboratorio o anche singole postazioni di lavoro con la funzionalità di elaborazione dei dati di telerilevamento. In futuro, è possibile espandere TSODDZZ fino alle dimensioni di grandi laboratori e centri di formazione, le cui attività non si limitano all'insegnamento agli studenti, ma prevedono anche l'implementazione di progetti commerciali basati su dati di telerilevamento e la fornitura di servizi di informazione agli utenti di Internet.

Una caratteristica del processo di implementazione delle tecnologie di geoinformazione attualmente è l'integrazione di sistemi già esistenti in strutture informative nazionali, internazionali e globali più generali. Prima di tutto, passiamo a progetti che non sono nemmeno dei tempi più recenti. A questo proposito, è indicativa l'esperienza nello sviluppo di programmi e progetti di informazione globale nell'ambito del Programma internazionale geosfera-biosfera "Cambiamenti globali" (IGBP), che è stato implementato dal 1990 e ha avuto una grande influenza sul corso del lavoro geografico e ambientale su scala globale, regionale e nazionale [V. M. Kotlyakov, 1989]. Tra i vari progetti di geoinformazione internazionale e nazionale di grandi dimensioni, nell'ambito dell'IGBP, citiamo solo il Global Information Resource Database - GRID. È stato formato nella struttura del sistema di monitoraggio ambientale (GEMS) creato nel 1975 sotto gli auspici del Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente (UNEP). GEMS consisteva in sistemi di monitoraggio globale gestiti attraverso varie organizzazioni delle Nazioni Unite, come l'Organizzazione per l'alimentazione e l'agricoltura (FAO), l'Organizzazione meteorologica mondiale (OMM), l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS), i sindacati internazionali e i singoli paesi che partecipavano in un modo o nell'altro al programma. Le reti di monitoraggio sono organizzate in cinque blocchi relativi a clima, salute umana, ambiente oceanico, inquinamento da viaggio a lungo raggio e risorse naturali rinnovabili. Ciascuno di questi blocchi è caratterizzato nell'articolo [A. M.Trofimov et al., 1990]. Il monitoraggio relativo al clima ha fornito dati sull'impatto delle attività umane sul clima terrestre, comprese due aree relative al funzionamento della rete di monitoraggio dell'inquinamento atmosferico di fondo e dell'inventario glaciologico mondiale. La prima riguarda la determinazione delle tendenze nella composizione atmosferica (variazioni di anidride carbonica, ozono, ecc.), nonché le tendenze nella composizione chimica delle precipitazioni. Il Background Air Pollution Monitoring Station Network (BAPMON) è stato istituito dall'OMS nel 1969 ed è stato sostenuto dall'UNEP dal 1974 come parte di GEMS. Comprende tre tipi di stazioni di monitoraggio: base, regionale e regionale con un programma esteso. I dati vengono comunicati mensilmente a un centro di compensazione situato presso l'Agenzia intergovernativa per la protezione dell'ambiente (EPA) (Washington, USA). Dal 1972, i dati insieme ai materiali WMO ed EPA sono stati pubblicati ogni anno. L'Inventario Glaciologico Mondiale è collegato all'UNESCO e al suo Istituto Federale Svizzero di Tecnologia. Le informazioni che raccolgono sono molto importanti, poiché le fluttuazioni delle masse di ghiaccio e neve danno un'idea dell'andamento della variabilità climatica. Il programma di monitoraggio dell'inquinamento trasportabile a lungo raggio viene attuato in concomitanza con il lavoro della Commissione economica per l'Europa (ECE) e dell'OMM. Vengono raccolti dati sulle precipitazioni inquinate (in particolare ossidi di zolfo e loro prodotti convertiti, solitamente associati alle piogge acide) in relazione al movimento delle masse d'aria dalle fonti di inquinamento ai singoli oggetti. Nel 1977 l'ECE, in collaborazione con l'UNEP e l'OMS, ha formulato un programma congiunto per il monitoraggio e la valutazione del trasporto a lungo raggio di inquinanti atmosferici in Europa (Programma europeo di monitoraggio e valutazione). Il monitoraggio della salute umana raccoglie dati sulla qualità ambientale globale, le radiazioni, i cambiamenti nei livelli di radiazione ultravioletta (a seguito della riduzione dell'ozono), ecc. Questo programma GEMS è in gran parte associato alle attività dell'Organizzazione mondiale della sanità (OMS). Il monitoraggio congiunto della qualità dell'acqua è stato intrapreso da UNEP, OMS, UNESCO e WMO. L'enfasi del lavoro qui è sulle acque di fiumi, laghi e acque sotterranee, ad es. quelli che sono la principale fonte di approvvigionamento idrico per le persone, per l'irrigazione, alcune industrie, ecc. Il monitoraggio della contaminazione alimentare nell'ambito del GEMS esiste dal 1976 in collaborazione con l'OMS e la FAO. I dati sui prodotti alimentari contaminati forniscono informazioni sulla natura della diffusione dell'inquinamento, che, a sua volta, funge da base per decisioni gestionali di vario grado. Il monitoraggio dell'ambiente oceanico è stato considerato in due aspetti: monitoraggio dell'oceano aperto e dei mari regionali. Le attività del programma per il monitoraggio delle risorse terrestri rinnovabili si basano sulla preferenza per il monitoraggio delle risorse delle terre aride e semiaride, del degrado del suolo, delle foreste tropicali. Lo stesso sistema GRID, organizzato nel 1985, è un servizio di informazione che fornisce dati ambientali alle organizzazioni di gestione delle Nazioni Unite, nonché ad altre organizzazioni e governi internazionali. La funzione principale di GRID è riunire i dati, sintetizzarli in modo che i pianificatori possano assimilare rapidamente il materiale e metterlo a disposizione delle organizzazioni nazionali e internazionali che prendono decisioni che possono influenzare lo stato dell'ambiente. Nel suo sviluppo su vasta scala all'inizio del secolo, il sistema è implementato come una rete globale organizzata gerarchicamente, comprendente centri regionali e nodi a livello nazionale, con un ampio scambio di dati. GRID è un sistema disperso (distribuito), i cui nodi sono collegati tramite telecomunicazioni. Il sistema è suddiviso in due centri principali: GRID-Control situato a Nairobi (Kenya) e GRID-Processor a Ginevra (Svizzera). Il Centro, situato a Nairobi, supervisiona e gestisce le attività GRID in tutto il mondo. GRID-Processor è associato all'acquisizione, al monitoraggio, alla modellazione e alla distribuzione dei dati. Tra i problemi globali, il Centro di Ginevra è attualmente impegnato nella pubblicazione di una serie di pubblicazioni GEO (Global Environment Outlook), sviluppando una strategia e fornendo allerta precoce di varie minacce, in particolare per la biodiversità (soprattutto nell'ambito della nuova divisione di DEWA - Division of Early Warning and Assessment), l'uso del GIS per l'uso razionale delle risorse naturali, studi specifici, principalmente per l'Africa francofona, l'Europa centrale e orientale, il Mediterraneo, ecc. Oltre ai due centri sopra menzionati, il sistema comprende altri 12 centri situati in Brasile, Ungheria, Georgia , Nepal, Nuova Zelanda, Norvegia, Polonia, Russia, Stati Uniti, Tailandia, Svezia e Giappone. Anche il loro lavoro è svolto su scala globale, ma è in qualche modo specializzato a livello regionale. Ad esempio, il centro GRID-Arendal (Norvegia) implementa una serie di programmi nell'Artico, come AMAP - Arctic Monitoring and Assessment Program, la regione del Mar Baltico (BALLERINA - Progetti GIS per applicazioni ambientali su larga scala), ecc. Sfortunatamente, le attività del centro GRID-Mosca sono poco conosciute anche dagli specialisti. Tra gli esempi di cooperazione interetnica nella creazione di grandi banche dati, merita attenzione il sistema informativo della Comunità Economica Europea CORINE (Informazione Coordinata sull'Ambiente nella Comunità Europea). La decisione di crearlo è stata presa nel giugno 1985 dal Consiglio della Comunità Europea, che gli ha fissato due obiettivi principali: valutare il potenziale dei sistemi informativi della comunità come fonte per lo studio dello stato del suo ambiente naturale e garantire la strategia ambientale dei paesi dell'UE in aree prioritarie, tra cui la protezione dei biotopi, la valutazione dell'inquinamento atmosferico a seguito di emissioni locali e trasferimento transfrontaliero, una valutazione complessiva dei problemi ambientali nella regione mediterranea. Ad oggi, il progetto è stato completato, ma ci sono informazioni sulla possibilità della sua espansione nel territorio dei paesi dell'Europa orientale in futuro. Tra i progetti nazionali, ovviamente, vorrei rivolgermi agli esempi della Russia, anche se qui va subito riconosciuto che non è la posizione più avanzata al mondo. Pertanto, all'inizio degli anni '90, è stata attivamente esplorata la possibilità di collegare l'allora URSS al lavoro nell'ambito del sistema globale delle risorse naturali GRID UNEP. Segnaliamo solo una delle iniziative dell'epoca nell'ambito delle attività del Ministero delle risorse naturali e della protezione ambientale della Federazione Russa: il progetto per la creazione del Sistema informativo ecologico statale (GEIS), la cui fase iniziale è stata sviluppata dall'ex Goskompriroda dell'URSS. Era previsto che il GEIS fosse costituito da banche dati a lungo termine; database ottenuti durante esperimenti sub-satellite e misurazioni di controllo (apparentemente, archiviazione temporanea); database di un sottoinsieme di dati necessari per lo svolgimento di attività di ricerca da parte dei consumatori e dalla rete di informazioni che collega i componenti del sistema con i centri di controllo delle strutture di osservazione e con database di altri sistemi, compresi quelli internazionali. Lo scopo del GEIS, secondo il piano dei progettisti, era suddiviso nelle seguenti categorie principali: 1) controllo ambientale (per determinare lo stato dell'ambiente); 2) monitoraggio ambientale (per analizzare i cambiamenti nell'ambiente); 3) modellazione (per l'analisi causale). GEIS in generale doveva essere un sistema informatico in cui la principale fonte di input di informazioni sono database dettagliati di dati orientati geograficamente sullo stato dell'ambiente: immagini, dati di controllo operativo, statistiche osservative, serie di mappe (geologiche, del suolo, climatiche, della vegetazione, dell'uso del suolo, delle infrastrutture, ecc.). L'elaborazione congiunta di queste informazioni rappresenta un percorso diretto verso la modellazione ambientale. Il compito principale del GEIS pianificato era lo sviluppo della tecnologia di gestione dei database, l'integrazione di set di dati ambientali che esistono in una varietà di formati e presi da diverse fonti. I dati del GEIS avrebbero dovuto riguardare le seguenti aree tematiche: la geosfera (compresi i gusci della terra - atmosfera, idrosfera, litosfera, biosfera) e la tecnosfera; risorse naturali materiali (energia, minerali, acqua, terra, silvicoltura, ecc. ), nonché il loro utilizzo; cambiamento climatico; stato delle tecnologie di produzione; indicatori economici nella gestione della natura; stoccaggio e trattamento dei rifiuti; indicatori sociali e biomedici, ecc., prevedendo naturalmente la possibilità di successive sintesi di indicatori. Per certi aspetti, questo programma somigliava alla metodologia utilizzata nel sistema GRID dell'UNEP. Tra i programmi di livello federale va citato il progetto GIS dell'OGV (Autorità Statali), che ha iniziato ad essere implementato a livello regionale (vedi sotto) o trasformato per altre esigenze, ad esempio, il Federal Target Program "Electronic Russia" (2002 - 2010) che ha iniziato ad essere implementato. Come esempio di sistemi complessi, segnaliamo lo sviluppo dello "Sviluppo sostenibile della Russia" [V.S. Tikunov, 2002]. Una caratteristica della sua struttura è lo stretto legame tra i blocchi socio-politico, economico (industriale), delle risorse naturali e ambientale. In generale, caratterizzano socio-ecosistemi di vari ranghi territoriali. Per tutte le materie tematiche, è possibile caratterizzare la gerarchia dei loro cambiamenti - dal livello globale a quello locale, tenendo conto delle specificità della presentazione dei fenomeni alle diverse scale della loro visualizzazione. Qui viene implementato il principio della natura ipermediale del sistema, quando le trame sono collegate da collegamenti associativi (semantici), ad esempio, le trame di un livello gerarchico inferiore non solo mostrano qualsiasi trama tematica su una scala appropriata, ma anche, per così dire, la rivelano, la espandono e la dettagliano. Al livello più alto della gerarchia è stata creata una sezione "Il posto e il ruolo della Russia nella risoluzione dei problemi globali dell'umanità". Le mappe del mondo di questa sezione hanno lo scopo di visualizzare le riserve, nonché il bilancio della produzione e del consumo da parte dell'uomo delle più importanti tipologie di risorse naturali; dinamiche di crescita della popolazione; indice di carico antropico; il contributo della Russia e di altri paesi alla situazione ecologica planetaria, ecc. Anamorfosi, diagrammi, grafici, testo esplicativo e tabelle dovrebbero mostrare il ruolo della Russia nella risoluzione dei moderni problemi globali dell'umanità. È utile confrontare le regioni della Russia e dei paesi stranieri quando sono considerate come un unico array di informazioni. A tal fine sono state utilizzate classifiche multidimensionali basate su complessi di indicatori comparabili che, secondo alcune caratteristiche integrali, distribuiscono le regioni russe dal livello dell'Austria (Mosca) al Nicaragua (Repubblica di Tuva). Uno di questi esempi sulle caratteristiche della salute pubblica è mostrato in Fig. 24 colori incl. Qui vengono mostrate le caratteristiche della salute pubblica dei paesi del mondo e delle regioni della Russia, ma allo stesso modo le trame possono essere proseguite fino al livello municipale. Le sezioni del livello federale costituiscono il nucleo principale del sistema. Insieme a molte storie originali, viene fornita una descrizione abbastanza completa di tutte le componenti del sistema "natura-economia-popolazione" con un'enfasi sulla natura dei cambiamenti in atto. I blocchi si concludono con valutazioni integrali di stabilità socio-demografica, sostenibilità dello sviluppo economico, sostenibilità dell'ambiente naturale agli impatti antropici e alcune altre trame generalizzanti, inoltre, espresse quantitativamente. Come caratteristiche integrali, sono ampiamente noti l'indice di benessere economico sostenibile e l'indice di sviluppo umano, nonché l'indice di sostenibilità ambientale, progresso reale, "pianeta vivente", "impronta ecologica", ecc. [Indicators.., 2001]. Ma anche riferendosi a trame private, per non parlare delle caratteristiche complesse, il compito non è solo mostrare lo stato attuale, ma enfatizzare i modelli nello sviluppo dei fenomeni, mostrarli da diverse angolazioni. A titolo di esempio, segnaliamo le caratteristiche delle campagne elettorali condotte in Russia dal 1991. Quindi, oltre alle tradizionali trame raffiguranti i vincitori delle campagne elettorali e la percentuale di voti espressi per un determinato candidato o partito, vengono mostrati indici integrali di gestibilità territoriale [V.S. Un altro esempio di approccio non convenzionale è la combinazione di caratteristiche tipologiche e valutative, come la valutazione della salute pubblica, con tipologie di cause di morte nella popolazione (Fig. 26, col. inc.). La successiva sezione gerarchicamente inferiore del sistema è il blocco "Modelli di transizione delle regioni russe verso lo sviluppo sostenibile". Come in altre sezioni dell'Atlante, il contenuto principale di tutti i rami di questo blocco è finalizzato a determinare le componenti ambientali, economiche e sociali dello sviluppo sostenibile dei territori. Qui, ormai, si possono trovare esempi delle caratteristiche della regione del Baikal, della regione di Irkutsk, della regione amministrativa di Irkutsk e di Irkutsk. Nel caratterizzare una regione, essa sarà analizzata, da un lato, come parte integrante di una formazione più ampia - lo Stato, dall'altro - come un'integrità autosufficiente (entro certi limiti), capace di autosviluppo sulla base delle risorse disponibili. Sulla base delle mappe create, si prevede di sviluppare proposte per la strategia di sviluppo e l'attività innovativa della regione e dei suoi territori. È stata effettuata una tipologia di tutte le regioni della Russia e sono stati identificati rappresentanti tipici di diversi gruppi (industriali, agricoli, ecc.). Si prevede di creare diversi rami regionali del sistema, che rappresentino diversi tipi di territori del paese, in particolare per il Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug. Qui occorre prestare attenzione al principio del blocco del sistema, poiché i singoli blocchi logici possono essere modificati, reintegrati o espansi senza modificare la struttura dell'intero sistema. Gli argomenti relativi allo sviluppo sostenibile richiedono la considerazione obbligatoria di quasi tutti gli argomenti tematici in dinamica, che viene implementata secondo il principio dell'evoluzione e del dinamismo nel sistema informativo dell'Atlante. In sostanza, queste sono le caratteristiche dei fenomeni per periodi di tempo base o anni. Per una serie di argomenti, sono state sviluppate diverse animazioni tematiche per l'analisi retrospettiva: "Cambiamento dell'area arata e della copertura forestale delle regioni russe negli ultimi 300 anni", "Crescita della rete di città in Russia", "Dinamica della densità di popolazione in Russia, 1678-2011", "Sviluppo dell'industria metallurgica russa nei secoli XVIII-XX". e "Sviluppo della rete ferroviaria (crescita ed elettrificazione), secoli XIX-XX", che costituiscono la prima tappa nella preparazione della complessa animazione "Sviluppo dell'industria e dei trasporti" della Russia". L'applicazione più importante del sistema è lo sviluppo di scenari per lo sviluppo del paese e delle sue regioni. In questo caso, viene implementato il principio della multivarianza, quando all'utente finale viene offerta una serie di soluzioni di suo interesse, ad esempio scenari ottimistici, pessimisti e di altro tipo. E più questi scenari sono complessi, più ci sono è un'urgente necessità di intellettualizzazione del sistema, quando i sistemi esperti e l'uso di reti neurali aiutano in condizioni di grande complessità, spesso con una significativa confusione di compiti, per ottenere risultati accettabili. Promettente è l'uso di modelli significativi di fenomeni complessi all'interno del sistema informativo. La base di tale modellazione è un approccio sistematico integrato alla modellazione di socioecosistemi. nella loro sanità pubblica come risultato finale di molte trasformazioni con una valutazione dei costi necessari per raggiungere il risultato. Saranno sviluppati strumenti di modellizzazione, finalizzati principalmente allo sviluppo di vari scenari per la transizione delle regioni del paese verso modelli del loro sviluppo sostenibile. La fase finale del progetto, associata all'intellettualizzazione dell'intero sistema, consentirà la formazione di un sistema di supporto decisionale su vasta scala. Infine, va notato che il sistema in formazione dovrebbe essere basato anche sul principio della multimedialità (multimedia), che facilita il processo decisionale. La creazione di sistemi informativi geografici regionali in Russia è in gran parte associata all'attuazione del programma GIS dell'OGV (autorità statali) e del KTKPR (catasto territoriale completo delle risorse naturali). Lo sviluppo delle principali disposizioni per il programma GIS OGV è stato affidato al Centro statale "Priroda" - un'impresa del Servizio federale di geodesia e cartografia (Roskartography). In un certo numero di entità costituenti della Federazione Russa, sono stati creati e funzionano centri di informazione e analisi regionali, dotati di moderne tecnologie informatiche, comprese le tecnologie GIS. Tra le regioni in cui i risultati più significativi nella creazione di GIS OGV sono le regioni di Perm e Irkutsk. Nel 1995-1996 È stato svolto un lavoro significativo per creare un GIS per la regione di Novosibirsk. Il progetto più sviluppato nel campo del GIS regionale per l'OGV è senza dubbio attualmente in fase di attuazione nella regione di Perm. "Il concetto di questo sistema prevede l'uso delle tecnologie di geoinformazione nelle suddivisioni strutturali dell'amministrazione regionale e nelle suddivisioni strutturali delle autorità statali della Federazione Russa operanti nella regione di Perm. Nella fase di sviluppo, il concetto è stato preso in considerazione dal Servizio federale di geodesia e cartografia della Russia, nonché dal Centro GIS statale e dal Centro statale "Priroda". È stato concluso un accordo tra l'amministrazione della regione di Perm e il Servizio federale di geodesia e cartografia della Russia sulla formazione di una geoinformazione sistema della regione di Perm, che prevede la creazione e l'aggiornamento di mappe topografiche in scala 1:1000.000 e 1:200.000 sul territorio della regione.Il concetto di sistema di geoinformazione definito: le principali direzioni di creazione di un GIS;composizione degli utenti di GIS;requisiti per i database;questioni normative;sviluppatori di GIS, fasi di sviluppo, progetti prioritari, fonti di finanziamento. attività di gestione delle autorità della regione: sviluppo socio-economico; economia e finanza; ecologia, risorse e gestione della natura; trasporti e comunicazioni; servizi pubblici e costruzioni; Agricoltura; . assistenza sanitaria, istruzione e cultura; ordine pubblico, difesa e sicurezza; sviluppo socio-politico. Naturalmente, un posto importante nello sviluppo del sistema regionale è la fornitura del progetto con una base cartografica digitale. Il concept prevede l'utilizzo di mappe: una carta topografica di rilievo in scala 1:1000.000 per il territorio della Regione di Perm e territori limitrofi; carta topografica in scala 1:200.000 per il territorio della regione; carta geologica in scala 1:200.000; carte topografiche di aree agricole e forestali, fiumi navigabili in scala 1:100.000, 1:50.000, 1:25.000, 1:10.000; per la risoluzione di problemi ingegneristici e problemi di economia urbana mappe e planimetrie alle scale 1:5000, 1:2000, 1:500. Per le mappe viene adottato il sistema di coordinate del 1942. Le mappe realizzate nel sistema di coordinate del 1963 o nel sistema di coordinate locale, quando incluse nel GIS della regione, sono ridotte ad un unico sistema di coordinate. Per le mappe topografiche digitali viene utilizzato il classificatore UNI_VGM di Roskarto1rafiya, che offre la possibilità di lavorare con i sistemi di segnaletica convenzionali da una scala di 1:500 a una scala di 1:1.000.000 (classificatore di tutte le scale). La gamma di software utilizzati è piuttosto ampia: il progetto LARIS viene eseguito utilizzando il software della società Intergraph Sogr., il comitato fondiario fino al livello distrettuale utilizza MicroStation GIS, parte del lavoro viene eseguito in MapInfo Professional, le organizzazioni del Ministero delle risorse naturali della Federazione Russa utilizzano ArcInfo, ArcView, ArcGIS, le mappe geologiche vengono create nel GIS "PARK". Le decisioni sulla scelta del software sono state determinate dalla disponibilità di attività stabilite in vari GIS dipartimentali e dalle decisioni adottate dal settore. I formati cartografici digitali utilizzati sono stati determinati dal software GIS utilizzato. Tuttavia, è indicato che è necessario disporre di convertitori che convertano le mappe digitali da un formato all'altro per garantire il trasferimento delle informazioni ai vari pacchetti GIS. Nel novembre 1998, le mappe digitali della regione di Perm in scala 1:1000.000 e 1:200.000 sono state trasferite dal Centro GIS statale (Roskartografiya) alla regione.Il formato principale delle mappe ricevute è F20V. Le mappe sono state convertite nel formato E00 utilizzato in GIS da ESRI Inc. La saturazione delle informazioni delle mappe create da Roscartography non si adattava agli sviluppatori del GIS regionale. Nella prima fase, gli sviluppatori del sistema hanno prestato grande attenzione al suo miglioramento, riempiendo la semantica delle mappe e il legame territoriale dei database tematici esistenti e di nuova creazione. Durante la creazione di un GIS, sono stati realizzati diversi progetti pilota: la creazione di un GIS integrato del villaggio e del resort "Ust-Kachka" per elaborare soluzioni integrate in una piccola area, utilizzando l'esempio del GIS "Ust-Kachka" per dimostrare le capacità del GIS a gestori non sufficientemente formati; creazione di un modello di inondazione per le città di Perm e Kungur. Per creare un modello di piena è stata costruita una matrice di altezze della potenziale zona di piena, sono stati effettuati calcoli per modellare il livello di piena; sviluppo del controllo ambientale di progetti pilota GIS per la città di Berezniki e territori limitrofi. I principali risultati dell'attuazione del programma sono presentati dagli autori del concetto VL Chebykin, YuB Shcherbinin sotto forma dei seguenti sottosistemi (componenti): "GIS-geologia". È stato creato per una reale valutazione geologica ed economica del potenziale delle risorse della regione di Perm, lo sviluppo di soluzioni per l'uso efficiente delle risorse. Include una banca di dati geografici sui giacimenti minerari, l'ubicazione delle imprese minerarie e consumatrici, l'entità delle riserve, le dinamiche di produzione e consumo; "GIS del catasto fondiario". Fornisce le condizioni per la riscossione obiettiva delle imposte sui terreni e il rispetto delle norme in materia di proprietà, uso, passaggio di proprietà. Include una banca di dati geografici sui confini dei terreni nel contesto dei diritti di proprietà fondiaria e un registro dei proprietari; "Strade GIS". Consente di determinare e utilizzare efficacemente le condizioni tecniche ed economiche per il funzionamento e lo sviluppo della rete stradale di trasporto. Si basa su un database di geodati relativi alle strade della regione di Perm, alla qualità della pavimentazione, alle condizioni tecniche delle strade, alle caratteristiche tecniche di ponti, passi carrai, incroci, traghetti e attraversamenti di ghiaccio, segnaletica stradale. Include banche dati di dati economici sull'uso delle strade per il traffico merci e passeggeri, il costo della manutenzione delle strade, nonché il registro di proprietà e i confini di responsabilità; SIG ferroviario. Consente di determinare e utilizzare efficacemente le condizioni tecniche ed economiche per il funzionamento e lo sviluppo della rete ferroviaria di trasporto. Include una banca di dati geografici sulle ferrovie nella regione di Perm, ponti e incroci ferroviari, stazioni ferroviarie, siti, strutture, nonché database economici sull'uso delle strade per il traffico merci e passeggeri, il costo della manutenzione delle strade; "GIS dell'economia fluviale". Fornisce informazioni sui calcoli del lavoro delle draghe per approfondire l'alveo e calcoli sull'efficienza e lo sviluppo della navigazione. Supporto informativo - geoinformazioni sulla topografia del fondo dei fiumi navigabili e database sulle rotte fluviali merci e passeggeri; . "Inondazioni GIS". Fornisce il processo di modellazione delle inondazioni fluviali e l'esecuzione di calcoli delle misure di controllo delle inondazioni, perdite alluvionali, fornisce le informazioni necessarie per il lavoro delle commissioni di controllo delle inondazioni. Base informativa - geodati sul rilievo degli argini fluviali; "GIS delle strutture idrauliche". Serve per modellare le conseguenze degli impatti tecnogeni sui corpi idrici della popolazione e delle imprese. Banca dati geografici - informazioni su dighe, chiuse, prese d'acqua, impianti di depurazione e rifiuti liquidi di imprese industriali, basi informative di dati tecnici ed economici sulle strutture idrauliche; "GIS della gestione dell'acqua". Creato per una valutazione oggettiva e una pianificazione dell'uso delle risorse idriche nella regione. La banca di geodati contiene informazioni su fiumi, bacini artificiali, laghi, paludi, zone di protezione delle acque e fasce di protezione costiera, nonché informazioni sull'estensione, l'area, gli stock e la qualità delle risorse idriche, le caratteristiche degli stock ittici, il catasto e i confini di responsabilità; "GIS della silvicoltura". È necessario per una valutazione e una pianificazione obiettive dell'uso delle risorse forestali nella regione. Questa attività si basa su informazioni sulle aree forestali, le specie forestali e l'età, la sua valutazione economica, il volume di abbattimento, lavorazione, vendita di legname, l'ubicazione delle imprese di taglio e lavorazione, i diritti di proprietà e i limiti di responsabilità; "Catasto GIS delle risorse naturali". Combina le informazioni dei componenti "GIS-geologia", "GIS della silvicoltura", "GIS della gestione delle acque", nonché pesca, santuari della fauna selvatica, caccia, ecc., Collega le geobasi di questi componenti, crea una base informativa per una valutazione completa delle risorse naturali della regione di Perm; "ecologia-GIS". È creato con l'obiettivo di sviluppare misure per migliorare la situazione ambientale, determinando gli importi ragionevoli necessari per l'attuazione di tali misure; "SIG delle aree naturali a protezione speciale". Banca dati geografici su aree naturali particolarmente protette della regione; Ecopatologia GIS. Una banca di geodati sull'impatto della situazione ambientale sullo stato di salute e sulla mortalità della popolazione, che consente di dare una valutazione obiettiva delle condizioni di vita della popolazione nella regione; "GIS di oleodotti e gasdotti". Viene utilizzato per modellare e valutare le conseguenze di situazioni di emergenza, conducendo calcoli economici. La banca di geodati contiene informazioni su oleodotti e gasdotti, stazioni di pompaggio e altre strutture ingegneristiche sul territorio della regione, un registro dei proprietari, diritti di proprietà e limiti di responsabilità, una banca di geodati sul rilievo dei territori adiacenti, basi informative di caratteristiche tecniche ed economiche; Controllo e modellazione GIS delle manifestazioni naturali e artificiali delle deformazioni catastrofiche della superficie terrestre della regione di Perm sulla base dei risultati del monitoraggio, compreso il monitoraggio dello spazio; "Popolazione GIS". Geodatabase sulla distribuzione della popolazione, che consentono di analizzare il territorio per composizione per sesso ed età, età militare, occupazione, gruppi socialmente protetti, migrazione della popolazione, necessari per sostanziare i programmi sociali, nonché supporto informativo per le campagne elettorali (formazione dei collegi elettorali e analisi dell'elettorato); "GIS ATC". E' suddiviso in componenti: "GIS della protezione antincendio"; "Polizia stradale GIS"; "SIG per la tutela dell'ordine pubblico"; "GIS ES". Si stanno creando basi: oggetti potenzialmente pericolosi, caratteristiche tattiche e tecniche di questi oggetti, forze e mezzi di protezione civile e forze attratte e mezzi del sottosistema regionale delle situazioni di emergenza, caratteristiche tattiche e tecniche di forze e mezzi; un geodatabase dell'ubicazione delle zone e dei percorsi di evacuazione per le imprese e la popolazione della regione, basi informative delle caratteristiche tattiche e tecniche delle zone e dei percorsi di evacuazione; "GIS della medicina dei disastri". Crea, in particolare, una geobase di localizzazione e basi informative dello stato delle istituzioni mediche; "SIG per garantire la sicurezza della vita della popolazione". Geobase di posti di osservazione per oggetti potenzialmente pericolosi, geobasi di rilievo e altre caratteristiche del terreno sulla scala necessaria per risolvere i problemi di modellazione di situazioni di emergenza nei siti di osservazione e nei territori adiacenti, database informativi di dati tattici e tecnici per l'organizzazione del lavoro e la registrazione dei risultati del lavoro dei posti di osservazione; "GIS di sviluppo sociale ed economico della regione". È necessario per l'analisi delle attività dei governi locali, il suo confronto con attività simili nei territori adiacenti sia al momento attuale che in dinamica per periodi di raccolta delle informazioni da parte degli organi statali di contabilità statistica. Inoltre, questa componente viene utilizzata per sviluppare misure per la gestione dei territori. La geobase GIS dello sviluppo socio-economico della regione contiene informazioni sulla divisione amministrativa della regione, sui passaporti dei territori, il database del Comitato regionale di statistica statale di Perm sugli indicatori dello stato dello sviluppo socio-economico e il dipartimento principale dell'economia dell'amministrazione regionale sugli indicatori della previsione dello sviluppo socio-economico. Come risultato dell'attuazione del programma, dovrebbero essere sviluppate e implementate misure legali, economiche, organizzative e tecniche per adempiere ai compiti di creazione di un OGV GIS, dovrebbero essere formati database di mappe digitali della regione di Perm di varie scale per visualizzare le dinamiche dello sviluppo socio-economico della regione. Le strutture di gestione regionale saranno fornite di informazioni spazio-temporali reali sull'infrastruttura e lo sviluppo sociale della regione, che consentiranno di formare un meccanismo per la gestione dell'economia della regione su base geo-informativa. Il concetto sviluppato di un sistema di informazione geografica e il programma per la creazione di un GIS si basano sulla significativa esperienza di imprese e organizzazioni della regione di Perm in questo campo di attività. Vari progetti sono in corso di realizzazione presso il Comitato del catasto fondiario della regione di Perm, la Perm State Geological Survey Enterprise "Geokarta", il Comitato delle risorse naturali della regione di Perm, l'Istituto clinico di ricerca di ecopatologia pediatrica e altre organizzazioni. Sotto la guida del Comitato del catasto fondiario della regione di Perm, sono in corso lavori per condurre indagini catastali, preparare materiali di pianificazione e cartografici, fare un inventario dei terreni e registrare i proprietari terrieri. Il cliente del sistema statale automatizzato del catasto fondiario nella regione di Perm (GAS ZK) è il Comitato regionale per il catasto fondiario. Nei comitati distrettuali regionali e cittadini sono stati creati appositi gruppi di lavoro per la gestione operativa dell'attuazione del progetto LARIS. Presso l'impresa statale unitaria "Ural Design and Survey Enterprise of Land Catastral Surveys" ("Uralzemkadastrsemka"), è stata creata una produzione specializzata basata su tecnologie catastali digitali. Vengono utilizzati GIS di Intergraph Co., MicroStation e MapInfo Professional. La Perm State Geological Survey Enterprise "Geokarta" esegue lavori nell'ambito del programma di mappatura geologica statale. Ad ogni lotto dell'impresa viene assegnato il compito su uno o due fogli di nomenclatura della mappa della regione di Perm in scala 1: 200.000, i risultati del lavoro sono redatti in forma grafica e digitale. L'azienda utilizza il GIS "Geomap", che fornisce la tecnologia per la creazione di mappe digitali, nonché ArcInfo, ArcView, PARK 6.0. Sono stati realizzati in formato digitale i seguenti documenti geologici: Carta geologica delle formazioni pre-quaternarie basata su un ulteriore studio ed elaborazione della carta geologica dello stato in scala 1:200.000 Carta geologica dei depositi quaternari. Schema di zonizzazione geomorfologica. Mappa delle strutture portanti di petrolio e gas produttivo. Schema di divisione amministrativa con vie di trasporto e principali comunicazioni. La mappa delle formazioni prequaternarie è integrata da informazioni storiche: su rame, ferro, cromiti, bauxiti, manganese, titanio, piombo, stronzio, oro; ’ per materiali da costruzione (gabbro-diabasi, calcari, dolomie, marmi, arenarie), quarzo, fluorite, Volkonsko-ite; petrolio, gas, carbone, sali di potassio, acqua potabile. La mappa dei depositi quaternari riflette la distribuzione areale degli oggetti contenenti: oro, platino, diamanti; agro-minerale (torba, tufo calcareo, marna), argille, miscele di sabbia e ghiaia, sabbie, ecc. In ottemperanza all'ordinanza del Governatore della Regione di Perm del 9 novembre 1995 n. regione. ETSEM è stato creato allo scopo di supportare l'informazione per l'adozione di decisioni gestionali nel campo della protezione ambientale per garantire lo sviluppo sostenibile e sicuro dal punto di vista ambientale del territorio ed è parte integrante del sistema informativo e geografico della regione di Perm. Il lavoro per la creazione e la manutenzione del GIS dell'assistenza sanitaria è stato svolto dall'Istituto clinico di ricerca di ecopatologia pediatrica (NIKI DEP). A livello regionale, l'utilizzo del GIS è stato sviluppato per risolvere i problemi di supporto informativo al sistema di gestione sanitaria della regione: individuazione dei territori con andamento sfavorevole degli indicatori medici, demografici e medico-ambientali; sostanziazione degli investimenti regionali nella sanità territoriale sulla base di analisi geoinformative di indicatori medici e demografici (sia individuali che complessi); analisi della sufficienza dei servizi sanitari alla popolazione per territori e valutazione della gravità dei problemi dei singoli territori; fondatezza e posizionamento di una rete di centri interdistrettuali per la fornitura di cure mediche specialistiche, ecc. È stato svolto un lavoro per collegare informazioni spaziali e database sull'assistenza medica per la popolazione, indicatori medico-demografici, igienico-sanitari e ambientali su un unico schema cartografico della regione di Perm. Sono state raccolte informazioni su oltre 260 indicatori. Il sistema utilizza mappe vettoriali su piccola scala (1:1000000). Il software consente di riprodurre una serie di scenari e selezionare le opzioni per l'utilizzo ottimale del fondo del letto e della base di laboratorio e diagnostica delle istituzioni mediche. Per risolvere i problemi medici e ambientali utilizzando il GIS, sono state identificate aree prioritarie per una combinazione di fattori di rischio per la salute pubblica e indicatori ambientali individuali, ed è stato eseguito il riferimento spaziale di database a lungo termine sulle fonti di effetti dannosi sull'ambiente. È stato implementato un progetto ecologico nell'ambito del GIS municipale di Perm, che è un componente del GIS regionale. Sulla base della mappa vettoriale 1:25.000, sono stati creati i livelli: l'incidenza della popolazione nei distretti della città di Perm, l'area di copertura delle istituzioni mediche. Il sistema consente di tracciare la dinamica della morbilità negli ultimi 6 anni utilizzando 68 indicatori. Nell'ambito del progetto, sono stati formati strati che riflettono vari aspetti dello stato dell'ambiente (zone di inquinamento del suolo con metalli pesanti, contenuto di sostanze nocive nell'aria atmosferica sulla base dei risultati delle osservazioni sul campo, fonti fisse di emissioni di sostanze nocive nell'aria atmosferica con caratteristiche dettagliate di ciascuna fonte, appezzamenti di terreno di imprese industriali con informazioni sull'impresa come fonte di inquinamento ambientale, contenuto di impurità nocive nell'ambiente biologico della popolazione infantile, ecc.). I livelli con una ricca base di attributi vengono utilizzati nelle attività analitiche. Il sistema creato fornisce uno sbocco per risolvere i problemi di formazione di una rete ottimale per posizionare i posti di controllo della qualità dell'aria atmosferica secondo i criteri della salute pubblica, sviluppare programmi per la riabilitazione medica e ambientale dei bambini, ecc. Il progetto ecologico del GIS comunale è stato realizzato sulla base di ArcView. Il GIS viene utilizzato in combinazione con programmi di modellazione e analisi, che consentono di ottenere valutazioni complete di vari livelli territoriali. Nel 1994-1997 NIKI DEP ha pubblicato un atlante medico e ambientale della regione di Perm. Nel 1998, NIKI DEP, insieme al centro regionale per le nuove tecnologie dell'informazione dell'Università tecnica statale di Perm e al dipartimento di istruzione e scienza dell'amministrazione regionale, ha pubblicato un atlante della sfera sociale ed educativa della regione di Perm (un progetto pilota nell'ambito del programma scientifico e tecnico interuniversitario "Sviluppo di basi scientifiche per la creazione di sistemi informativi geografici"). Con decisione dell'Assemblea legislativa del 6 aprile 1998, n. 78, è stato adottato e attuato un programma territoriale globale "Sicurezza della vita e organizzazione dei sistemi di monitoraggio per la previsione delle emergenze naturali e naturali-tecnogeniche nella regione di Perm per il periodo 1998-2000", che prevede: Sviluppo e miglioramento del sistema informativo geografico per l'allarme e l'azione in situazioni di emergenza (GIS ES); 2. Creazione di un sottosistema di azioni in condizioni di situazioni di emergenza nell'ambito del sistema di geoinformazione dell'ATC della regione di Perm. Il sistema di geoinformazione delle situazioni di emergenza viene creato sulla base degli sviluppi della ricerca dell'Istituto minerario del ramo degli Urali dell'Accademia delle scienze russa (Mosca, Russia). Permiano). Sviluppo di "Requisiti tecnici per mappe topografiche digitali in scala 1:1000.000 e 1:200.000 per il territorio della regione di Perm", "Metodi per il controllo della qualità delle mappe topografiche digitali in scala 1:1000.000 e 1:200.000 per il territorio della regione di Perm", il lavoro sul controllo di qualità e l'accettazione di questi carrelli digitali è stato effettuato dall'Impresa unitaria statale di Perm "Ufficio di ricerca speciale" El brus" "(SNIB "Elbrus"). SNIB "Elbrus" è titolare di mappe topografiche digitali delle scale indicate ed esegue lavori sull'implementazione di mappe in conformità con il "Regolamento temporaneo sulla procedura per l'utilizzo di mappe elettroniche digitali della regione di Perm alle scale di 1:1000.000 e 1:200.000". SNIB "Elbrus" utilizza diversi strumenti software GIS: INTELKART, INTELVEK, Panorama, GIS RSChS, MapInfo Professional, ArcView, ArcInfo, ecc. SUE SNIB "Elbrus" mantiene un classificatore unificato di informazioni cartografiche per l'intera gamma di GIS OGV della regione di Perm, ha sviluppato un sistema di convertitori per garantire la compatibilità delle mappe in vari software GIS. Presso la Facoltà di Geografia dell'Università statale di Perm è in fase di sviluppo il GIS "Territori naturali protetti della regione di Perm"; sono in corso lavori per la realizzazione di strati tematici fisico-geografici, socio-economici ed ecologico-geografici (idrografia, orografia, geomorfologia, suoli, vegetazione, clima, insediamenti, rete dei trasporti, industria, agricoltura, infrastrutture industriali e sociali, ecc.). I propri sistemi sono in fase di sviluppo per le regioni di Irkutsk, Nizhny Novgorod, Ryazan, Primorsky Territory, ecc. Esistono numerosi esempi di implementazione GIS a livello locale. Nell'ambito del programma Ubsu-Nur, è stato creato un sistema di geoinformazione per caratterizzare le dinamiche di stock e di età del popolamento forestale nelle foreste della depressione di Ubsu-Nur, per una caratterizzazione completa del luogo per le pratiche di formazione estiva della Facoltà di geografia dell'Università statale di Mosca, GIS-Satino e altri (Rier, 2002). 0. I dati degli studi sul campo degli studenti sono ampiamente utilizzati I fondi di informazione geografica vengono acquisiti come set di dati sistematici sulle proprietà e le relazioni di oggetti e processi geografici sul territorio. Per studiare gli stati dinamici del geosistema naturale vengono utilizzati vari livelli temporali e di scala - a lungo termine (mappe multitemporali, immagini aeree e spaziali, materiali di indagini sul campo a lungo termine del territorio del poligono), nonché stagionali (principalmente fotografie aeree e speciali studi fenologici del paesaggio). È in fase di sviluppo un complesso di decodifica e navigazione per la ricerca sul campo automatizzata. Puoi anche fornire esempi di sistemi creati per controllare la situazione ambientale all'interno di un singolo impianto chimico, ecc. Dai progetti implementati o attualmente in fase di implementazione, segnaliamo anche numerosi esempi di applicazioni specifiche del settore delle tecnologie GIS a varie aree tematiche: geologia, catasto fondiario, silvicoltura, ecologia, governo municipale, funzionamento delle comunicazioni ingegneristiche, attività delle forze dell'ordine. Essi sono discussi in dettaglio in [E. G. Kapralov, AV Koshkarev, VS Tikunov et al., 2004]. Lista di controllo Qual è il ruolo del GRID Global Information Resource Database? Qual è la caratteristica principale del sistema GRID? I progetti russi erano coerenti con i metodi internazionali? Un tale accordo è appropriato? Descrivere le caratteristiche del previsto sistema di ecoinformazione dello Stato; È opportuno attuare questo progetto in condizioni moderne? Elenca le caratteristiche principali del sistema "Sviluppo sostenibile della Russia". Valutare l'ottimalità del sistema creato per la regione di Perm. È consigliabile creare sistemi locali? Pianifica un possibile progetto GIS per la tua zona.

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• introduzione
• 1. Caratteristiche generali del GIS
• 2. Caratteristiche dell'organizzazione dei dati nei GIS
• 3. Metodi e tecnologie di modellazione nei GIS
• 4. Sicurezza delle informazioni
• 5. Applicazioni e applicazione dei GIS
• Conclusione
• Bibliografia
• Applicazione

introduzione

I sistemi informativi geografici (GIS) sono alla base della geoinformatica, una nuova disciplina scientifica moderna che studia i geosistemi naturali e socio-economici di vari livelli gerarchici attraverso l'elaborazione informatica analitica dei database creati e delle basi di conoscenza.

La geoinformatica, come altre scienze della terra, ha lo scopo di studiare i processi e i fenomeni che si verificano nei geosistemi, ma per questo utilizza i propri mezzi e metodi.

Come accennato in precedenza, la base della geoinformatica è la creazione di computer GIS che simulano i processi che si verificano nel geosistema in esame. Ciò richiede, prima di tutto, informazioni (di regola, materiale fattuale), che sono raggruppate e sistematizzate in database e basi di conoscenza. Le informazioni possono essere molto diverse: cartografiche, puntuali, statiche, descrittive, ecc. A seconda dell'obiettivo, può essere elaborato utilizzando prodotti software esistenti o utilizzando tecniche originali. Pertanto, nella teoria della modellazione del geosistema e nello sviluppo di metodi per l'analisi spaziale nella struttura della geoinformatica, viene attribuita grande importanza.

Esistono diverse definizioni di GIS. In generale, si riducono a quanto segue: un sistema informativo geografico è un sistema informativo interattivo che fornisce la raccolta, l'archiviazione, l'accesso, la visualizzazione di dati organizzati spazialmente ed è focalizzato sulla possibilità di prendere decisioni di gestione scientificamente fondate.

Lo scopo della creazione di un GIS può essere un inventario, valutazione catastale, previsione, ottimizzazione, monitoraggio, analisi territoriale, ecc. Il compito più complesso e responsabile nella creazione di un GIS è la gestione e il processo decisionale. Tutte le fasi - dalla raccolta, archiviazione, trasformazione delle informazioni alla modellazione e al processo decisionale, insieme a software e strumenti tecnologici, sono combinate sotto il nome generale - tecnologie di geoinformazione (tecnologie GIS).

Pertanto, le tecnologie GIS sono un moderno metodo sistematico per studiare lo spazio geografico circostante al fine di ottimizzare il funzionamento dei geosistemi naturali e antropici e garantire il loro sviluppo sostenibile.

L'abstract considera i principi di creazione e aggiornamento dei sistemi informativi geografici, nonché la loro applicazione e applicazione. informazioni geografiche economiche sociali

1 . Caratteristiche generali del GIS

I moderni sistemi informativi geografici (GIS) sono un nuovo tipo di sistemi informativi integrati, che, da un lato, includono metodi di elaborazione dei dati di molti sistemi automatizzati preesistenti (AS), dall'altro, hanno specificità nell'organizzazione e nell'elaborazione dei dati. In pratica, questo definisce i GIS come sistemi multiuso e multi-aspetto.

Sulla base dell'analisi degli scopi e degli obiettivi dei vari GIS attualmente operativi, la definizione di GIS come sistemi informativi geografici, e non come sistemi informativi geografici, dovrebbe essere considerata più accurata. Ciò è dovuto anche al fatto che la percentuale di dati puramente geografici in tali sistemi è insignificante, le tecnologie di elaborazione dei dati hanno poco in comune con l'elaborazione tradizionale dei dati geografici e, infine, i dati geografici servono solo come base per risolvere un gran numero di problemi applicati i cui obiettivi sono lontani dalla geografia.

Quindi, il GIS è un sistema informativo automatizzato progettato per elaborare dati spaziali e temporali, la cui integrazione si basa su informazioni geografiche.

Nel GIS viene eseguita un'elaborazione complessa delle informazioni - dalla sua raccolta all'archiviazione, aggiornamento e presentazione, a questo proposito, il GIS dovrebbe essere considerato da varie posizioni.

Come i sistemi di gestione GIS sono progettati per supportare il processo decisionale sulla gestione ottimale del territorio e delle risorse, la gestione urbana, la gestione dei trasporti e della vendita al dettaglio, l'uso degli oceani o altre caratteristiche spaziali. Allo stesso tempo, per il processo decisionale, tra l'altro, vengono sempre utilizzati i dati cartografici.

A differenza dei sistemi di controllo automatizzati (ACS), nel GIS compaiono molte nuove tecnologie per l'analisi dei dati spaziali. Per questo motivo, il GIS funge da potente strumento per trasformare e sintetizzare una varietà di dati per attività di gestione.

In quanto sistemi informativi automatizzati, i GIS combinano una serie di tecnologie o processi tecnologici di sistemi informativi noti come sistemi di ricerca scientifica automatizzati (ASRS), sistemi di progettazione assistita da computer (CAD), sistemi di riferimento e informazione automatizzati (ASIS), ecc. Le tecnologie CAD costituiscono la base per l'integrazione delle tecnologie GIS. Poiché le tecnologie CAD sono state sufficientemente testate, questo, da un lato, ha fornito un livello qualitativamente più elevato di sviluppo GIS, dall'altro ha notevolmente semplificato la soluzione del problema dello scambio di dati e la scelta dei sistemi di supporto tecnico. In questo modo, il GIS è diventato alla pari con sistemi automatizzati generici come CAD, ASNI, ASIS.

In quanto geosistemi, i GIS includono tecnologie (principalmente tecnologie di raccolta delle informazioni) di sistemi quali i sistemi informativi geografici, i sistemi informativi cartografici (CIS), i sistemi di mappatura automatizzati (ASC), i sistemi fotogrammetrici automatizzati (APS), i sistemi informativi territoriali (LIS), i sistemi catastali automatizzati (ACS), ecc.

In quanto sistemi che utilizzano basi di dati, i GIS sono caratterizzati da un'ampia gamma di dati raccolti con metodi e tecnologie differenti. Allo stesso tempo, va sottolineato che combinano sia database di informazioni ordinarie (digitali) che database grafici. A causa della grande importanza dei compiti esperti risolti con l'aiuto del GIS, il ruolo dei sistemi esperti che fanno parte del GIS è in aumento.

Come i sistemi di modellazione GIS utilizzano il numero massimo di metodi e processi di modellazione utilizzati in altri sistemi automatizzati.

Come sistema per ottenere soluzioni progettuali, i GIS utilizzano in gran parte metodi di progettazione assistita da computer e risolvono una serie di problemi di progettazione speciali che non si trovano nella tipica progettazione assistita da computer

In quanto sistemi di presentazione delle informazioni, i GIS sono lo sviluppo di sistemi automatizzati di supporto ai documenti (ASDO) che utilizzano moderne tecnologie multimediali. Ciò determina la maggiore visibilità dei dati di output GIS rispetto alle mappe convenzionali. Le tecnologie di output dei dati consentono di ottenere rapidamente una rappresentazione visiva delle informazioni cartografiche con vari carichi, passare da una scala all'altra e ottenere dati di attributi in forma tabellare o grafica.

Come i sistemi GIS integrati sono un esempio di combinazione di vari metodi e tecnologie in un unico complesso, creato integrando tecnologie basate su tecnologie CAD e integrando dati basati su informazioni geografiche.

Poiché i sistemi GIS di uso di massa consentono l'uso di informazioni cartografiche a livello di grafica aziendale, il che le rende accessibili a qualsiasi scolaretto o uomo d'affari, non solo a un geografo specializzato. Ecco perché quando prendono decisioni basate su tecnologie GIS, non sempre creano mappe, ma utilizzano sempre dati cartografici.

Come già accennato, GIS utilizza i progressi tecnologici e le soluzioni applicabili in tali sistemi automatizzati come ASNI, CAD, ASIS, sistemi esperti. Di conseguenza, la modellazione in GIS è la più complessa rispetto ad altri sistemi automatizzati. Ma d'altra parte, i processi di modellazione nel GIS e in uno qualsiasi dei suddetti AS sono molto vicini al sistema di controllo automatizzato, completamente integrato nel GIS e possono essere considerati come un sottoinsieme di questo sistema.

A livello di raccolta di informazioni, le tecnologie GIS includono metodi per la raccolta di dati spaziali e temporali che non sono disponibili in ACS, tecnologie per l'utilizzo di sistemi di navigazione, tecnologie in tempo reale, ecc.

A livello di archiviazione e modellazione, oltre all'elaborazione di dati socio-economici (come in ACS), le tecnologie GIS includono un insieme di tecnologie di analisi spaziale, l'uso di modelli digitali e database video, nonché un approccio integrato al processo decisionale.

A livello di presentazione, il GIS integra le tecnologie ICS con l'uso di grafica intelligente (rappresentazione di dati cartografici sotto forma di mappe, mappe tematiche o a livello di grafica aziendale), che rende il GIS più accessibile e comprensibile rispetto all'ICS per uomini d'affari, dirigenti, funzionari governativi, ecc.

Pertanto, in un GIS, tutte le attività precedentemente eseguite in un sistema di controllo automatizzato vengono sostanzialmente risolte, ma a un livello superiore di integrazione e aggregazione dei dati. Pertanto, il GIS può essere considerato come una nuova versione moderna di sistemi di controllo automatizzati che utilizzano più dati e più metodi di analisi e processo decisionale e utilizzano principalmente metodi di analisi spaziale.

2 . Caratteristiche dell'organizzazione dei dati nei GIS

Il GIS utilizza una varietà di dati su oggetti, caratteristiche della superficie terrestre, informazioni sulle forme e le relazioni tra oggetti e varie informazioni descrittive.

Per visualizzare completamente gli oggetti geografici del mondo reale e tutte le loro proprietà, sarebbe necessario un database infinitamente grande. Pertanto, utilizzando le tecniche di generalizzazione e astrazione, è necessario ridurre molti dati a un volume finito, facile da analizzare e gestire. Ciò si ottiene utilizzando modelli che preservano le proprietà principali degli oggetti di studio e non contengono proprietà secondarie. Pertanto, la prima fase nello sviluppo di un GIS o di una tecnologia per la sua applicazione è la logica della scelta dei modelli di dati per creare la base informativa di un GIS.

La scelta di un metodo per organizzare i dati in un sistema informativo geografico e, prima di tutto, un modello di dati, es. metodo di descrizione digitale degli oggetti spaziali, determina molte delle funzionalità del GIS creato e l'applicabilità di alcune tecnologie di input. Il modello determina sia l'accuratezza spaziale della presentazione della parte visiva delle informazioni, sia la possibilità di ottenere materiale cartografico di alta qualità e organizzare il controllo delle mappe digitali. Il modo in cui i dati sono organizzati in un GIS influisce notevolmente sulle prestazioni del sistema, ad esempio, durante l'interrogazione di un database o il rendering (visualizzazione) sullo schermo di un monitor.

Errori nella scelta di un modello di dati possono avere un impatto decisivo sulla possibilità di implementare le funzioni necessarie in un GIS e di ampliarne l'elenco in futuro, l'efficacia del progetto dal punto di vista economico. Il valore dei database generati di informazioni geografiche e attributive dipende direttamente dalla scelta del modello di dati.

I livelli di organizzazione dei dati possono essere rappresentati come una piramide. Un modello di dati è un livello concettuale di organizzazione dei dati. Termini come "poligono", "nodo", "linea", "arco", "identificatore", "tabella" si riferiscono solo a questo livello, così come i concetti di "tema" e "livello".

Uno sguardo più attento all'organizzazione dei dati viene spesso definita struttura dei dati. Nella struttura compaiono termini matematici e di programmazione, come “matrice”, “lista”, “sistema di riferimento”, “puntatore”, “metodo di compressione delle informazioni”. Al livello di dettaglio successivo nell'organizzazione dei dati, gli specialisti si occupano della struttura dei file di dati e dei loro formati immediati. Il livello di organizzazione di un particolare database è unico per ogni progetto.

Il GIS, tuttavia, come qualsiasi altro sistema informativo, ha sviluppato mezzi per l'elaborazione e l'analisi dei dati in arrivo allo scopo della loro ulteriore implementazione in forma reale. Sulla fig. 3. Viene presentato un diagramma del lavoro analitico del GIS. Nella prima fase si effettua la “raccolta” di informazioni sia geografiche (mappe digitali, immagini) che attributive. I dati raccolti sono il contenuto di due database. Il primo database memorizza i dati cartografici, mentre il secondo è pieno di informazioni descrittive.

Nella seconda fase, il sistema di elaborazione dei dati territoriali accede ai database per elaborare e analizzare le informazioni richieste. L'intero processo è controllato dal sistema di gestione del database (DBMS), che può essere utilizzato per cercare rapidamente informazioni tabulari e statistiche. Naturalmente, il risultato principale del lavoro del GIS è una varietà di mappe.

Per organizzare la connessione tra informazioni geografiche e attributi, vengono utilizzati quattro approcci di interazione. Il primo approccio è georelazionale o, come viene anche chiamato, ibrido. Con questo approccio, i dati geografici e di attributo sono organizzati in modo diverso. La relazione tra i due tipi di dati avviene tramite un identificatore di oggetto. Come si può vedere dalla figura. 3., le informazioni geografiche sono memorizzate separatamente dalle informazioni attributive nel suo database. Le informazioni sugli attributi sono organizzate in tabelle sotto il controllo di un DBMS relazionale.

Il prossimo approccio è chiamato integrato. Questo approccio prevede l'utilizzo di strumenti DBMS relazionali per la memorizzazione di informazioni sia spaziali che attributive. In questo caso, il GIS funge da add-on per il DBMS.

Il terzo approccio è chiamato oggetto. Il vantaggio di questo approccio è la facilità di descrivere strutture di dati complesse e relazioni tra oggetti. L'approccio ad oggetti consente di costruire catene gerarchiche di oggetti e risolvere numerosi problemi di modellazione.

Di recente, l'approccio oggettuale-relazionale più utilizzato, che è una sintesi del primo e del terzo approccio.

Va notato che nei GIS esistono diverse forme di rappresentazione degli oggetti:

Sotto forma di una rete irregolare di punti;

Sotto forma di una rete regolare di punti;

sotto forma di isolinee.

La rappresentazione sotto forma di una rete irregolare di punti è costituita da oggetti punto posizionati arbitrariamente che hanno un certo valore in un dato punto del campo come attributi.

Una rappresentazione sotto forma di una rete regolare di punti è costituita da punti di densità sufficiente equidistanti nello spazio. Una rete regolare di punti può essere ottenuta per interpolazione da punti irregolari o effettuando misurazioni su una rete regolare.

La forma più comune di rappresentazione in cartografia è la rappresentazione isoline. Lo svantaggio di questa rappresentazione è che di solito non ci sono informazioni sul comportamento degli oggetti situati tra le isolinee. Questo modo di rappresentazione non è il più conveniente per l'analisi. Consideriamo i modelli di organizzazione dei dati spaziali nei GIS.

Il modello di organizzazione dei dati più comune è il modello a strati, la cui essenza è che gli oggetti sono divisi in strati tematici e oggetti appartenenti allo stesso strato. Si scopre che gli oggetti di un livello separato vengono salvati in un file separato, hanno il proprio sistema di identificatori, a cui è possibile accedere come un determinato set. Come si può vedere dalla figura. 6, aree industriali, centri commerciali, linee di autobus, strade, aree di registrazione della popolazione sono collocate in livelli separati. Spesso anche uno strato tematico è diviso orizzontalmente, per analogia con fogli separati di mappe. Questo viene fatto per comodità dell'amministrazione del database e per evitare di lavorare con file di dati di grandi dimensioni.

All'interno del modello a strati, ci sono due implementazioni specifiche: modelli vettoriali-topologici e vettoriali-non-topologici.

La prima implementazione è topologica vettoriale, fig. 7. Questo modello ha dei limiti: è possibile posizionare oggetti di non tutti i tipi geometrici contemporaneamente in un foglio di un livello tematico. Ad esempio, nel sistema ARC/INFO, in una copertura, puoi posizionare o solo oggetti punto, o solo oggetti linea, oppure oggetti poligono, o combinazioni di questi, eccetto il caso di “punto poligono” e tre tipi di oggetti contemporaneamente.

Il modello di organizzazione dei dati vettoriale non topologico è un modello più flessibile, ma spesso solo gli oggetti dello stesso tipo geometrico vengono posizionati in un livello. Il numero di livelli nell'organizzazione dei dati a più livelli può essere piuttosto elevato e dipende dall'implementazione specifica. Con l'organizzazione dei dati a più livelli, è conveniente manipolare grandi gruppi di oggetti rappresentati da livelli come un'unica entità. Ad esempio, puoi attivare e disattivare i livelli per il rendering, definire operazioni basate sulle interazioni tra i livelli.

Va notato che il modello di organizzazione dei dati a strati prevale assolutamente nel modello di dati raster.

Insieme al modello di livello, viene utilizzato un modello orientato agli oggetti. Questo modello utilizza una griglia gerarchica (classificatore topografico

In un modello orientato agli oggetti, l'enfasi è sulla posizione degli oggetti in un complesso schema di classificazione gerarchica e sulle relazioni tra gli oggetti. Questo approccio è meno comune del modello a strati a causa della difficoltà di organizzare l'intero sistema di relazioni tra gli oggetti.

Come accennato in precedenza, le informazioni in un GIS sono memorizzate in database geografici e di attributi. Considera i principi dell'organizzazione delle informazioni sull'esempio di un modello vettoriale per rappresentare i dati spaziali.

Qualsiasi oggetto grafico può essere rappresentato come una famiglia di primitive geometriche con determinate coordinate di vertice, che possono essere calcolate in qualsiasi sistema di coordinate. Le primitive geometriche in diversi GIS sono diverse, ma quelle di base sono punto, linea, arco, poligono. La posizione di un oggetto punto, come una miniera di carbone, può essere descritta da una coppia di coordinate (x, y). Oggetti come un fiume, una conduttura dell'acqua, una ferrovia sono descritti da un insieme di coordinate (x1, y2; …; xn, yn), fig. 9. Oggetti areali come bacini fluviali, terreni agricoli o seggi elettorali sono rappresentati come un insieme chiuso di coordinate (x1, y1; … xn, yn; x1, y1). Il modello vettoriale è più adatto per descrivere singoli oggetti e meno di tutti per riflettere parametri in continua evoluzione.

Oltre a coordinare le informazioni sugli oggetti, il database geografico può memorizzare informazioni sul design esterno di questi oggetti. Questo può essere lo spessore, il colore e il tipo di linee, il tipo e il colore del tratteggio di un oggetto poligonale, lo spessore, il colore e il tipo dei suoi bordi. Ad ogni primitiva geometrica sono associate informazioni attributive che ne descrivono le caratteristiche quantitative e qualitative. È memorizzato nei campi dei database tabulari, progettati per memorizzare informazioni di vario tipo: testo, numerico, grafico, video, audio. Una famiglia di primitive geometriche e i suoi attributi (descrizioni) formano un oggetto semplice.

I moderni GIS orientati agli oggetti funzionano con intere classi e famiglie di oggetti, il che consente all'utente di ottenere un quadro più completo delle proprietà di questi oggetti e dei loro modelli intrinseci.

La relazione tra l'immagine di un oggetto e le sue informazioni sugli attributi è possibile attraverso identificatori univoci. Esistono in forma esplicita o implicita in qualsiasi GIS.

In molti GIS, le informazioni spaziali sono presentate sotto forma di strati trasparenti separati con immagini di oggetti geografici. Il posizionamento degli oggetti sui layer dipende in ogni singolo caso dalle caratteristiche di un particolare GIS, nonché dalle caratteristiche delle attività da risolvere. Nella maggior parte dei GIS, le informazioni su un livello separato sono costituite da dati provenienti da una tabella di database. Succede che gli strati siano formati da oggetti composti da primitive geometriche omogenee. Questi possono essere layer con caratteristiche geografiche puntuali, lineari o di area. A volte gli strati vengono creati in base a determinate proprietà tematiche degli oggetti, ad esempio strati di linee ferroviarie, strati di serbatoi, strati di risorse naturali. Quasi tutti i GIS consentono all'utente di gestire i livelli. Le principali funzioni di controllo sono la visibilità/invisibilità del layer, la modificabilità, l'accessibilità. Inoltre, l'utente può aumentare il contenuto informativo della mappa digitale visualizzando i valori degli attributi spaziali. Molti GIS utilizzano immagini raster come strato di base per i feature layer, il che aumenta anche la visibilità dell'immagine.

3 . Metodi e tecnologie di modellazione nei GIS

Ci sono quattro gruppi principali di modellazione in GIS:

Semantico - a livello di raccolta di informazioni;

Invariante - la base per la presentazione delle mappe, attraverso l'uso di librerie speciali, come librerie di simboli convenzionali e librerie di elementi grafici;

Euristica: comunicazione dell'utente con un computer basata su uno scenario che tiene conto delle caratteristiche tecnologiche del software e delle caratteristiche dell'elaborazione di questa categoria di oggetti (prende un posto di primo piano nell'elaborazione interattiva e nei processi di controllo e correzione)

Informativo: la creazione e la trasformazione di varie forme di informazioni in una forma specificata dall'utente (è la principale nei sottosistemi di supporto alla documentazione).

Nella modellazione in GIS si possono distinguere i seguenti software e blocchi tecnologici:

Operazioni di conversione formato e presentazione dati. Sono importanti per il GIS come mezzo per lo scambio di dati con altri sistemi. La conversione del formato viene eseguita utilizzando speciali programmi di conversione (AutoVEC, WinGIS, ArcPress).

Trasformazioni di proiezione. Eseguire la transizione da una proiezione cartografica a un'altra o da un sistema spaziale a una proiezione cartografica. Di norma, gli strumenti software stranieri non supportano direttamente le proiezioni comuni nel nostro paese ed è abbastanza difficile ottenere informazioni sul tipo di proiezione e sui suoi parametri. Ciò determina il vantaggio degli sviluppi GIS domestici contenenti insiemi di trasformazioni di proiezione richieste. D'altra parte, è necessario analizzare e classificare vari metodi di lavoro con i dati spaziali, diffusi in Russia.

Analisi geometrica. Per i modelli GIS vettoriali si tratta delle operazioni di determinazione delle distanze, delle lunghezze delle linee spezzate, della ricerca dei punti di intersezione delle linee; per raster - operazioni di identificazione delle zone, calcolo delle aree e perimetro delle zone.

Operazioni di sovrapposizione: sovrapposizione di diversi layer con generazione di oggetti derivati ​​ed ereditarietà dei loro attributi.

Operazioni di modellazione funzionale:

calcolo e costruzione di zone cuscinetto (utilizzate nei sistemi di trasporto, silvicoltura, durante la creazione di zone cuscinetto attorno ai laghi, durante la determinazione delle zone di inquinamento lungo le strade);

analisi di rete (consente di risolvere problemi di ottimizzazione sulle reti: ricerca di percorsi, allocazione, suddivisione in zone);

generalizzazione (progettata per selezionare e visualizzare oggetti cartografici in base alla scala, al contenuto e al focus tematico);

modellazione digitale del terreno (consiste nella costruzione di un modello di database che rispecchi al meglio il rilievo dell'area oggetto di studio).

4 . Informazioni di sicurezza

Dovrebbe essere costruito un sistema di sicurezza delle informazioni integrato tenendo conto dei quattro livelli di qualsiasi sistema di informazione (IS), incl. e sistema di geoinformazione:

Il livello del software applicativo (software) responsabile dell'interazione dell'utente. Un esempio di elementi IS che operano a questo livello è l'editor di testo WinWord, l'editor di fogli di calcolo Excel, il programma di posta Outlook, il browser Internet Explorer, ecc.

Il livello del sistema di gestione del database (DBMS), che è responsabile della memorizzazione e dell'elaborazione dei dati del sistema informativo. Un esempio di elementi IS che operano a questo livello è Oracle DBMS, MS SQL Server, Sybase e persino MS Access.

Il livello del sistema operativo (OS) responsabile della manutenzione del DBMS e del software applicativo. Un esempio di elementi IS che operano a questo livello è Microsoft Windows NT, Sun Solaris, Novell Netware.

Il livello di rete responsabile dell'interazione dei nodi del sistema informativo. Esempi di elementi IS che operano a questo livello sono i protocolli TCP/IP, IPS/SPX e SMB/NetBIOS.

Il sistema di protezione deve funzionare efficacemente a tutti questi livelli. In caso contrario, un utente malintenzionato sarà in grado di implementare l'uno o l'altro attacco alle risorse GIS. Ad esempio, per ottenere l'accesso non autorizzato alle informazioni sulle coordinate della mappa in un database GIS, gli aggressori possono tentare di implementare una delle seguenti possibilità:

Invia pacchetti sulla rete con richieste generate per ricevere i dati necessari dal DBMS o intercettare questi dati durante la sua trasmissione sui canali di comunicazione (livello di rete).

Al fine di impedire l'attuazione di questo o quell'attacco, è necessario rilevare ed eliminare tempestivamente le vulnerabilità del sistema informativo. E su tutti e 4 i livelli. I sistemi di valutazione della sicurezza o gli scanner di sicurezza possono aiutare in questo. Questi strumenti possono rilevare e correggere migliaia di vulnerabilità su decine e centinaia di host, incl. e remota per distanze considerevoli.

La totalità dell'uso di vari mezzi di protezione a tutti i livelli del GIS consentirà di costruire un sistema efficace e affidabile per garantire la sicurezza delle informazioni di un sistema informativo geografico. Tale sistema tutelerà gli interessi sia degli utenti che dei dipendenti del fornitore di servizi GIS. Ridurrà, e in molti casi preverrà completamente, possibili danni da attacchi ai componenti e alle risorse del sistema di elaborazione delle informazioni cartografiche.

5 . Applicazioni e applicazione dei GIS

Gli scienziati hanno calcolato che l'85% delle informazioni che una persona incontra nella sua vita ha un riferimento territoriale. Pertanto, è semplicemente impossibile elencare tutte le aree di applicazione del GIS. Questi sistemi possono essere utilizzati in quasi tutti i campi dell'attività umana.

I GIS sono efficaci in tutte le aree in cui viene effettuata la contabilità e la gestione del territorio e degli oggetti su di esso. Si tratta praticamente di tutte le aree di attività degli organi di governo e delle amministrazioni: risorse territoriali e immobili, trasporti, comunicazioni ingegneristiche, sviluppo aziendale, forze dell'ordine e sicurezza, gestione delle emergenze, demografia, ecologia, sanità, ecc.

Il GIS consente di tenere conto con precisione delle coordinate degli oggetti e delle aree dell'area. Grazie alla possibilità di un'analisi completa (tenendo conto di molti fattori geografici, sociali e di altro tipo) delle informazioni sulla qualità e il valore del territorio e degli oggetti su di esso, questi sistemi consentono la valutazione più obiettiva di siti e oggetti e possono anche fornire informazioni accurate sulla base imponibile.

Nel campo dei trasporti, il GIS ha da tempo dimostrato la sua efficacia grazie alla capacità di costruire percorsi ottimali sia per singole spedizioni che per interi sistemi di trasporto, alla scala di una singola città o di un intero Paese. Allo stesso tempo, la possibilità di utilizzare le informazioni più aggiornate sullo stato della rete stradale e sul throughput consente di costruire percorsi davvero ottimali.

La contabilizzazione delle infrastrutture municipali e industriali non è di per sé un compito facile. Il GIS non solo consente di risolverlo efficacemente, ma anche di aumentare la restituzione di questi dati in caso di emergenza. Grazie al GIS, specialisti di vari dipartimenti possono comunicare in una lingua comune.

Le possibilità di integrazione del GIS sono davvero infinite. Tali sistemi consentono di tenere traccia delle dimensioni, della struttura e della distribuzione della popolazione e, allo stesso tempo, di utilizzare tali informazioni per pianificare lo sviluppo delle infrastrutture sociali, della rete dei trasporti, la collocazione ottimale delle strutture sanitarie, dei vigili del fuoco e delle forze dell'ordine.

I GIS consentono di monitorare la situazione ecologica e tenere conto delle risorse naturali. Possono non solo dare una risposta su dove si trovano ora i "punti sottili", ma anche, grazie alle possibilità di modellazione, suggerire dove dirigere forze e mezzi in modo che tali "punti sottili" non sorgano in futuro.

Con l'aiuto di sistemi informativi geografici, vengono determinate le relazioni tra vari parametri (ad esempio, suoli, clima e raccolti) e vengono individuati i punti di interruzione della rete elettrica.

Gli agenti immobiliari utilizzano il GIS per trovare, ad esempio, tutte le case in una determinata area che hanno tetti in ardesia, tre stanze e cucine di 10 metri, e quindi restituiscono una descrizione più dettagliata di queste strutture. La richiesta può essere affinata introducendo parametri aggiuntivi, ad esempio parametri di costo. È possibile ottenere un elenco di tutte le case situate a una certa distanza da una particolare autostrada, parco forestale o luogo di lavoro.

Una società di servizi pubblici può chiaramente pianificare un lavoro di riparazione o manutenzione, dall'ottenere informazioni complete e visualizzare sullo schermo di un computer (o copie cartacee) le sezioni pertinenti, ad esempio una tubatura dell'acqua, all'identificazione automatica dei residenti che saranno interessati da questi lavori, notificando loro i tempi dell'interruzione prevista o dell'interruzione dell'approvvigionamento idrico.

Per le fotografie satellitari e aeree, è importante che il GIS possa identificare aree di superficie con un dato insieme di proprietà riflesse nelle immagini in diverse parti dello spettro. Questa è l'essenza del telerilevamento. Ma in realtà, questa tecnologia può essere applicata con successo in altre aree. Ad esempio, nel restauro: immagini di un dipinto in diverse aree dello spettro (comprese quelle invisibili).

Un sistema di informazioni geografiche può essere utilizzato per visualizzare sia grandi aree (il panorama di una città, uno stato o un paese) sia uno spazio limitato, ad esempio una sala da casinò. Con l'aiuto di questo prodotto software, il personale di gestione del casinò riceve carte con codice colore che riflettono il movimento del denaro nei giochi, le dimensioni delle scommesse, il prelievo della "banca" e altri dati dalle slot machine.

Il GIS aiuta, ad esempio, a risolvere problemi come fornire una varietà di informazioni su richiesta delle autorità di pianificazione, risolvere conflitti territoriali, scegliere luoghi ottimali (da diversi punti di vista e secondo diversi criteri) per posizionare oggetti, ecc. Le informazioni necessarie per il processo decisionale possono essere presentate in una forma cartografica concisa con spiegazioni di testo aggiuntive, grafici e diagrammi.

I GIS vengono utilizzati per costruire graficamente mappe e ottenere informazioni su singoli oggetti e dati spaziali su aree, come l'ubicazione delle riserve di gas naturale, la densità delle comunicazioni di trasporto o la distribuzione del reddito pro capite in uno stato. Le aree segnate sulla mappa in molti casi riflettono le informazioni richieste in modo molto più chiaro di decine di pagine di report con tabelle.

Conclusione

Riassumendo, va affermato che il GIS è attualmente un tipo moderno di sistema informativo integrato utilizzato in diverse direzioni. Soddisfa i requisiti dell'informatizzazione globale della società. Il GIS è un sistema che contribuisce alla soluzione di problemi gestionali ed economici basato sui mezzi e sui metodi dell'informatizzazione, ad es. contribuire al processo di informatizzazione della società nell'interesse del progresso.

Il GIS come sistema e la sua metodologia vengono migliorati e sviluppati, il suo sviluppo viene effettuato nelle seguenti direzioni:

Sviluppo della teoria e della pratica dei sistemi informativi;

Studiare e riassumere l'esperienza di lavoro con i dati spaziali;

Ricerca e sviluppo di concetti per la creazione di un sistema di modelli spazio-temporali;

Migliorare la tecnologia della produzione automatizzata di carte elettroniche e digitali;

Sviluppo di tecnologie di elaborazione dei dati visivi;

Sviluppo di metodi di supporto alle decisioni basati su informazioni territoriali integrate;

intellettualizzazione GIS.

Bibliografia

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3 Andreeva V.I. Lavoro d'ufficio nel dipartimento del personale. Una guida pratica con documenti di esempio. 3a edizione, corretta e integrata. - M.: CJSC "Business School" Intel-Synthesis ", 2000.

4 Verkhovtsev A.V. Lavoro d'ufficio nel servizio del personale - M.: INFRA -M, 2000.

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6 Pechnikova TV, Pechnikova A.V. La pratica di lavorare con i documenti nell'organizzazione. Esercitazione. - M.: Associazione Autori ed Editori "Tandem". Casa editrice EKMOS, 1999.

7 Stenyukov M.V. Manuale del lavoro d'ufficio -M.: "Prior". (Versione 2, riveduta e ampliata). 1998.

8 Trifonova T.A., Mishchenko N.V., Krasnoshchekov A.N. Sistemi di geoinformazione e telerilevamento nella ricerca ambientale: libro di testo per le università. - M.: Progetto accademico, 2005. 352 p.

Applicazione

Applicazione

Descrizione del lavoro del capo contabile

Il Capo Contabile svolge le seguenti mansioni:

1. Supervisiona i dipendenti del reparto contabilità dell'organizzazione.

Regolamento interno del lavoro

Capo contabile contabile

2. Coordina la nomina, il licenziamento e il trasferimento delle persone finanziariamente responsabili dell'organizzazione.

Lettera di licenziamento/assunzione

Reparto Risorse Umane Capo Contabile Contabilità

3. Dirige i lavori sulla preparazione e l'adozione di un piano contabile di lavoro, moduli di documenti contabili primari utilizzati per elaborare transazioni commerciali per le quali non sono forniti moduli standard, sviluppo di moduli di documenti per i rendiconti finanziari contabili interni dell'organizzazione.

Conti, documenti contabili primari

Capo contabile contabile

4. Coordina con il direttore la direzione della spesa dei fondi dal rublo dell'organizzazione e dai conti in valuta estera.

Spesa

direttore capo contabile

5. Effettua un'analisi economica delle attività economiche e finanziarie dell'organizzazione in base ai dati contabili e di rendicontazione al fine di identificare le riserve intra-economiche, prevenire perdite e spese improduttive.

Indicatori per la contabilità contabile contabile

Dipartimento finanziario, capo contabile del dipartimento economico

6. Partecipa alla preparazione di misure del sistema di controllo interno che prevengano la formazione di carenze e spese illegali di fondi e articoli di inventario, violazioni della legislazione finanziaria ed economica.

Rapporto sul flusso di cassa

capo contabile contabile

7. Firma, insieme al capo dell'organizzazione o alle persone autorizzate, i documenti che fungono da base per l'accettazione e l'emissione di fondi e articoli di inventario, nonché obblighi di credito e liquidazione.

Ordine di emissione di fondi Ordine di emissione di fondi

Direttore capo ragioniere contabile

8. Controlla il rispetto della procedura per l'elaborazione di documenti primari e contabili, liquidazioni e obblighi di pagamento dell'organizzazione.

Documenti contabili primari

Capo contabile contabile

9. Monitora il rispetto delle regole stabilite e delle scadenze per lo svolgimento di un inventario di fondi, voci di inventario, immobilizzazioni, liquidazioni e obblighi di pagamento.

Programma di inventario

Capo contabile contabile

10. Controlla l'incasso dei crediti e il rimborso dei debiti in modo tempestivo, il rispetto della disciplina di pagamento.

Atti di riconciliazione del piano di rimborso del debito

Capo contabile contabilità clienti e organizzazioni fornitori

11. Controlla la legalità delle cancellazioni dai conti contabili di ammanchi, crediti e altre perdite.

Conti, atti di conciliazione, lettere di vettura

Capo contabile contabile

12. Organizza una riflessione tempestiva sui conti delle transazioni relative al movimento di proprietà, passività e transazioni commerciali.

Rapporti sul movimento di proprietà

Capo contabile contabile

13. Organizza la contabilità delle entrate e delle spese dell'organizzazione, l'esecuzione di stime dei costi, la vendita di prodotti, l'esecuzione di lavori (servizi), i risultati delle attività economiche e finanziarie dell'organizzazione.

Preventivi, relazioni sui servizi (lavori) eseguiti

Capo contabile contabile

14. Organizza audit dell'organizzazione della contabilità e della rendicontazione, nonché audit documentali nelle divisioni strutturali dell'organizzazione.

Programma di controllo contabile della nota di servizio

Capo Contabile Direttore, Vice Contabile

15. Assicura la preparazione di una rendicontazione affidabile dell'organizzazione sulla base di documenti primari e registrazioni contabili, la sua presentazione entro i termini stabiliti agli utenti della segnalazione.

Rapporti contabili

Capo contabile contabile

16. Garantisce il calcolo corretto e il trasferimento tempestivo dei pagamenti ai bilanci federali, regionali e locali, dei contributi all'assicurazione sociale, medica e pensionistica statale, degli accordi tempestivi con gli appaltatori e dei salari.

Fondo pensione del piano di trasferimento dei pagamenti, compagnia di assicurazioni

Capo contabile Contabilità Ispettorato fiscale

17. Sviluppa e attua attività volte a rafforzare la disciplina finanziaria nell'organizzazione.

Norme per il rafforzamento della disciplina finanziaria

Capo contabile contabile

N. p / p	Funzioni di gestione	NecessarioOsti	ReciprocoOdivisioni	Documento	SpettacoloUNcorpi
			Entrata	Uscita	Entrata	Uscita	Entrata	Uscita
	pianificazione		capo contabile, contabilità	direttore, capo contabile	spesa di fondi, relazione sul flusso di cassa, regole per rafforzare la disciplina finanziaria	nota spese
	organizzazione	2, 3, 7, 12, 13, 14, 15, 16	Dipartimento risorse umane, dipartimento contabilità, direttore, capo contabile	capo contabile, contabile, ufficio delle imposte, fondo pensione, compagnia di assicurazioni	provvedimento di licenziamento/assunzione, fatture, documenti contabili primari, ordinanza di emissione fondi, verbali di movimentazione immobili, preventivi di spesa, verbali di lavori eseguiti (servizi), promemoria, verbali contabili, piano di cessione dei pagamenti	ordine per l'emissione di fondi, un programma per il controllo delle scritture contabili, una relazione sul trasferimento dei pagamenti
	controllo		capo contabile, contabile, capo contabile	reparto contabilità, capo contabile, clienti e fornitori dell'organizzazione	normativa interna del lavoro, documentazione contabile primaria, programma di inventario, piano di rimborso del debito, fatture, certificati di conciliazione, fatture	atti di riconciliazione
			dipartimento finanziario, dipartimento economico, dipartimento contabilità	Capo contabile	indicatori per la contabilità

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E. A. Rosyaikina, N. G. IVlieva

ELABORAZIONE DEI DATI DI TELESENSORE DI TERRA

NEL PACCHETTO GIS ARCGIS1

Annotazione. L'articolo discute le possibilità di utilizzare il pacchetto ArcGIS GIS per l'elaborazione dei dati di telerilevamento terrestre. Particolare attenzione è rivolta alla definizione e all'analisi dell'indice di vegetazione NDVI.

Parole chiave: telerilevamento, immagine satellitare, pacchetto ArcGIS GIS, indice di vegetazione NDVI.

ROSYAIKINA E.A., IVLIEVA N.G.

TRATTAMENTO DEI DATI RILEVATI A DISTANZA TRAMITE SOFTWARE ARCGIS

astratto. L'articolo considera l'uso del software ArcGIS per l'elaborazione di dati telerilevati. Gli autori si concentrano sul calcolo e l'analisi dell'indice di vegetazione (NDVI).

Parole chiave: telerilevamento, immagine satellitare, software ArcGIS, indice di vegetazione (NDVI).

L'elaborazione dei dati di telerilevamento (RSD) è un'area che è stata sviluppata attivamente per molti anni ed è sempre più integrata con il GIS. Recentemente, le informazioni spaziali sono state ampiamente utilizzate nelle attività di ricerca degli studenti.

I dati raster sono uno dei principali tipi di dati spaziali in un GIS. Possono rappresentare immagini satellitari, fotografie aeree, regolari modelli digitali di elevazione, griglie tematiche ottenute a seguito di analisi GIS e modellazione geoinformativa.

Il pacchetto ArcGIS GIS dispone di una serie di strumenti per lavorare con dati raster, che consente di elaborare RSD direttamente in ArcGIS, nonché di eseguire ulteriori analisi utilizzando le funzioni analitiche del GIS. La piena integrazione con ArcGIS consente di convertire rapidamente i dati raster coordinati spazialmente da una proiezione cartografica a un'altra, eseguire la trasformazione dell'immagine e il riferimento alle coordinate, convertire dal formato raster al formato vettoriale e viceversa.

Nelle versioni precedenti di ArcGIS, l'elaborazione professionale delle immagini raster richiedeva l'estensione Image Analysis. Nelle ultime versioni

1 L'articolo è stato sostenuto dalla Russian Foundation for Basic Research (progetto n. 14-05-00860-a).

ArcGIS aggiunge una serie di funzioni raster al set standard, molte delle quali sono disponibili nella nuova finestra Analisi immagine. Comprende quattro elementi costruttivi: una finestra con un elenco di layer raster aperti; Pulsante Opzioni per impostare le opzioni predefinite per alcuni strumenti; due sezioni con strumenti ("Visualizzazione" e "Elaborazione").

La sezione "Display" riunisce le impostazioni che migliorano la percezione visiva delle immagini sullo schermo del monitor e la sezione "Elaborazione" presenta una serie di funzioni per lavorare con i raster. La ricerca ha dimostrato che il pannello Window Processing nella finestra Image Analysis rende molto più facile lavorare con i raster in ArcMap. ArcGIS supporta anche la classificazione delle immagini digitali supervisionate e non supervisionate. Per l'analisi è inoltre possibile utilizzare le funzioni dei moduli aggiuntivi Spatial Analyst e 3D Analyst.

Per lo studio, abbiamo utilizzato immagini Landsat 4-5 TM: un multi-zona (insieme di immagini archiviate in formato GeoTIFF) e un'immagine sintetizzata in colori naturali in formato JPEG con coordinate di riferimento. La risoluzione spaziale delle immagini satellitari è di 30 M. Le immagini sono state ottenute tramite il servizio EarthExplorer dell'US Geological Survey. Il livello di elaborazione dell'immagine satellitare multizona originale è L1. Questo livello di elaborazione delle immagini Landsat fornisce la loro correzione radiometrica e geometrica utilizzando modelli digitali di elevazione (correzione “terra”). Uscita mappa proiezione UTM, sistema di riferimento coordinate WGS-84.

Per formare un'immagine sintetizzata, una trasformazione della luminosità ampiamente utilizzata di un'immagine multizona, è stato utilizzato lo strumento "Unisci canali" del gruppo di strumenti "Raster". A seconda delle attività da risolvere, le combinazioni di canali possono essere diverse.

Quando si elabora un'immagine multispettrale, vengono spesso eseguite trasformazioni che creano immagini "indice". Sulla base di operazioni matematiche con matrici di valori di luminosità in determinati canali, viene creata un'immagine bitmap, l '"indice spettrale" calcolato viene assegnato ai valori dei pixel. Ulteriori ricerche vengono condotte sulla base dell'immagine ottenuta.

Per studiare e valutare lo stato della vegetazione sono ampiamente utilizzati i cosiddetti indici di vegetazione. Si basano sulle differenze nella luminosità dei pixel nelle immagini nelle parti visibili e nel vicino infrarosso dello spettro. Attualmente esistono circa 160 varietà di indici di vegetazione. Sono selezionati sperimentalmente

dalle caratteristiche note delle curve di riflettanza spettrale della vegetazione e dei suoli.

L'attenzione principale nel nostro studio è stata rivolta allo studio della distribuzione e della dinamica dell'indice di vegetazione NDVI. L'area di applicazione più importante di questo indice è la determinazione della condizione delle colture agricole.

Utilizzando il pulsante NDVI della finestra Image Analysis è possibile convertire le immagini nelle zone di ripresa del vicino infrarosso (NIR) e del rosso (RED) e calcolare il cosiddetto indice di vegetazione NDVI come differenza normalizzata tra i loro valori.

La formula per il calcolo dell'NDVI utilizzata in ArcGIS è stata modificata: NDVI = (NIR - RED) / (NIR + RED)) * 100 + 100 .

Ciò si traduce in un'immagine intera a 8 bit, poiché l'intervallo di valori delle celle calcolate è compreso tra 0 e 200.

NDVI può essere calcolato manualmente utilizzando lo strumento Raster Calculator in Spatial Analyst. In ArcGIS, l'equazione di calcolo NDVI utilizzata per generare l'output è la seguente:

NDVI = float (NIR - ROSSO) / float (NIR + ROSSO)).

Il lavoro ha indagato i valori multitemporali dell'indice NDVI calcolato sui terreni agricoli della fattoria Krasinskoye nel distretto di Dubensky della Repubblica di Mordovia. Il sondaggio è stato effettuato dal satellite Landsat 4-5 TM nel 2009. Date delle riprese: 24 aprile, 19 maggio, 4 giugno, 5 luglio, 23 agosto, 29 settembre. Le date sono selezionate in modo tale che ciascuna di esse cada in un diverso periodo di vegetazione vegetale.

I valori NDVI sono stati calcolati utilizzando lo strumento Raster Calculator in Spatial Analyst. La figura 1 mostra il risultato delle operazioni eseguite in una scala di colori appositamente selezionata in tutto il territorio del distretto di Dubensky.

L'indice è calcolato come la differenza tra i valori di riflessione nelle regioni del vicino infrarosso e del rosso dello spettro, divisa per la loro somma. Di conseguenza, i valori NDVI variano da -1 a 1. Per la vegetazione verde, che è altamente riflettente nella regione del vicino infrarosso dello spettro e assorbe bene le radiazioni nella gamma rossa, i valori NDVI non possono essere inferiori a 0. I valori negativi sono principalmente causati da nuvole, corpi idrici e manto nevoso. Valori NDVI molto bassi (inferiori a 0,1) corrispondono ad aree prive di vegetazione, valori da 0,2 a 0,3 rappresentano arbusti e praterie e valori alti (da 0,6 a 0,8) rappresentano foreste. Nell'area di studio, secondo i raster ottenuti, rappresentando

valori NDVI, è facile identificare corpi idrici, fitta vegetazione,

nuvole ed evidenziare gli insediamenti.

Scala di valori SHU1

Riso. 1. Distribuzione raster sintetizzata di KOU1.

I campi occupati da alcune colture agricole sono più difficili da determinare, soprattutto a causa del fatto che la stagione di crescita varia per le diverse colture e la massima fitomassa cade in date diverse. Pertanto, lo schema dei campi di colture agricole della fattoria Krasinskoye del distretto di Dubensky per il 2009 è stato utilizzato come fonte nel lavoro. Per studiare le variazioni dei valori dell'indice KOC1 durante la stagione di crescita, sono stati individuati dei test plot.

Il software dei sistemi raster consente l'analisi statistica delle serie di distribuzione compilate da tutti i valori degli elementi raster o dai singoli valori (ricadenti in qualsiasi area di studio).

Inoltre, utilizzando lo strumento "Zonal Statistics to Table" del modulo "Spatial Analyst", utilizzando i valori delle celle che si trovano all'interno delle zone selezionate (aree con colture diverse), sono state ottenute statistiche descrittive dell'indice: valore massimo, minimo e medio, dispersione, deviazione standard e somma (Fig. 2). Tali calcoli vengono effettuati per tutte le date delle riprese.

Riso. 2. Determinazione dei valori NDVI utilizzando lo strumento Spatial Analyst "Zonal Statistics to Table".

Sulla loro base, è stata studiata la dinamica dell'uno o dell'altro indicatore statistico calcolato per le singole colture. Quindi, la tabella 1 mostra la variazione dei valori medi dell'indice di vegetazione studiato.

Valori medi dell'indice NDVI delle colture agricole

Tabella 1

Grano invernale 0,213 0,450 0,485 0,371 0,098 0,284

Mais 0,064 0,146 0,260 0,398 0,300 0,136

Orzo 0,068 0,082 0,172 0,474 0,362 0,019

Orzo da birra 0,172 0,383 0,391 0,353 0,180 0,147

Graminacee perenni 0,071 0,196 0,443 0,474 0,318 0,360

Erbe annuali 0,152 0,400 0,486 0,409 0,320 0,404

Vapore pulito 0,174 0,233 0,274 0,215 0,205 0,336

L'immagine della variazione di varie caratteristiche statistiche numeriche dei valori dell'indice K0Y1 per la stagione di crescita è più chiaramente visualizzata dalle immagini grafiche. La figura 3 mostra i grafici costruiti sui valori medi dell'indice per le singole colture.

Grano invernale

agosto settembre

Riso. Fig. 3. Dinamica dei valori di KOI1 nel territorio occupato da: a) frumento invernale; b) orzo; c) mais.

Si può vedere che i minimi e i massimi del KBU! cadono in date diverse a causa della diversa durata del ciclo vegetativo di ciascuna coltura e della quantità di fitomassa. Ad esempio, il più grande valore di KBU! il grano invernale cade nella seconda decade di giugno e il mais all'inizio di luglio. Nell'orzo e nelle graminacee annuali si osserva un graduale aumento della quantità di fitomassa. I valori pari di puro maggese durante la stagione di crescita sono dovuti al fatto che si tratta di un terreno coltivato aperto e un aumento del valore di KBU! a settembre può essere teoricamente associato alla semina delle colture invernali.

Valori KBU! associato all'ubicazione dell'area di studio, in particolare, all'esposizione e all'angolo di pendenza. Per chiarezza, il raster sintetizzato con i valori di KBU! il 23 agosto è stato combinato con l'hillshade, costruito sulla base del modello digitale globale del terreno del BYATM (Fig. 4). Si può vedere che in luoghi di depressioni (valli fluviali, burroni) i valori di KBU! Di più.

Riso. 4. Corrispondenza del raster con i valori KBU! e ombra di luce e ombra.

Oltre alle immagini di LaneBa1 per il calcolo dei valori del KBU! possono essere utilizzati anche altri dati di telerilevamento, ad esempio i dati dello spettroradiometro MOBC.

Sulla base dei valori multitemporali calcolati del KBU! possono essere costruite varie mappe, ad esempio mappe per la valutazione delle risorse agricole della regione, il monitoraggio delle colture, la valutazione della biomassa della vegetazione non legnosa, la valutazione dell'efficacia del miglioramento, la valutazione della produttività dei pascoli, ecc.

Gli studi condotti hanno chiaramente dimostrato la possibilità di utilizzare il pacchetto ArcGIS GIS per l'elaborazione dei dati di telerilevamento della Terra, anche per il calcolo e l'analisi dell'indice di vegetazione NDVI, il cui campo di applicazione più importante rimane la determinazione dello stato delle colture.

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