Сферы применения геоинформационных системных технологий
Стр. 42
Понимание и осмысление
1. Как вы объясните понятие «геоинформационная система технологий»?
Геоинформационная система технологий (ГИС-технологии) — это совокупность аппаратных, программных и информационных средств, предназначенных для сбора, хранения, анализа и отображения пространственно-координированной (географической) информации.
Добавить текст Вернуть оригиналГИС объединяют карты, данные о местоположении объектов, их характеристиках и взаимосвязях. С их помощью можно не только создавать электронные карты, но и анализировать пространственные процессы, выявлять закономерности, моделировать развитие территорий.
Добавить текст Вернуть оригиналГИС — это не просто «карта в компьютере», а мощный инструмент для принятия управленческих решений в самых разных сферах — от городского планирования до экологии.
Добавить текст Вернуть оригинал2. В каких сферах применяется геоинформационная система технологий?
Сферы применения ГИС-технологий сегодня очень разнообразны и охватывают практически все отрасли:
Добавить текст Вернуть оригиналГосударственное управление и городское планирование — для составления генеральных планов городов, мониторинга инфраструктуры, управления земельными ресурсами.
Добавить текст Вернуть оригиналЭкология и охрана окружающей среды — для экологического мониторинга, отслеживания состояния природных ресурсов, контроля за загрязнением окружающей среды.
Добавить текст Вернуть оригиналСельское хозяйство — для управления посевными площадями, прогноза урожайности, мониторинга состояния почв и растений.
Транспорт и логистика — для оптимизации маршрутов, управления дорожным движением, навигации.
Строительство и геодезия — для проектирования зданий и сооружений с учётом геологических и климатических условий.
Бизнес и реклама — для анализа рынков, размещения объектов торговли и услуг.
Туризм и рекреация — для создания туристических карт, планирования маршрутов.
Историко-культурные исследования — для сохранения объектов культурного наследия.
Метеорология — для визуализации прогностических моделей погоды.
Таким образом, ГИС-технологии применяются практически везде, где важно учитывать пространственные аспекты информации.
Добавить текст Вернуть оригинал3. Продолжите предложения:
1. Геоинформационные системы — это ...
2. Два основных языка записи географической информации: ...
3. В настоящее время для поиска географической информации чаще всего используют ...
1. Геоинформационные системы — это компьютерные базы данных, в которых хранится и обрабатывается пространственно-координированная информация о территории и объектах, представляемая в виде карт, текстов, таблиц, графиков и других форм.
Добавить текст Вернуть оригинал2. Два основных языка записи географической информации: текстовые описания (справочники) и картографические изображения (карты, схемы, планы).
Добавить текст Вернуть оригинал3. В настоящее время для поиска географической информации чаще всего используют интернет-ресурсы, такие как онлайн-карты (Google Maps, Yandex Maps, OpenStreetMap и др.), а также геоинформационные системы (ГИС), встроенные в специализированные программы и приложения.
Добавить текст Вернуть оригинал
Стр. 42
Исследование и применение
1. Объясните, как происходит трансформирование аэроснимков в план или карту.
Трансформирование аэроснимков — это процесс приведения произвольного снимка, полученного с самолёта или спутника, к форме и точности, пригодным для использования в виде плана или карты.
Добавить текст Вернуть оригиналПервоначально аэроснимок представляет собой перспективное изображение поверхности Земли, сделанное с определённой высоты. На таком снимке присутствуют искажения — из-за неровностей рельефа, наклонов камеры, кривизны поверхности Земли. Чтобы устранить эти искажения и "выровнять" изображение по плоскости, проводится трансформирование.
Добавить текст Вернуть оригиналПроцесс включает несколько этапов:
1. Определение опорных точек — на снимке выделяются чётко узнаваемые объекты, координаты которых известны по картографической сети или по данным геодезических измерений. Это, например, пересечения дорог, углы зданий, мосты, геодезические пункты.
Добавить текст Вернуть оригинал2. Привязка снимка к системе координат — каждому пикселю изображения присваиваются географические координаты (широта и долгота или координаты прямоугольной системы).
Добавить текст Вернуть оригинал3. Коррекция масштаба — снимок приводится к единому масштабу, устраняются разницы в увеличении изображения по краям и в центре.
Добавить текст Вернуть оригинал4. Устранение геометрических искажений — с помощью специальных программ (например, GIS-программ) применяется математическая обработка (аффинные, полиномиальные трансформации), которая исправляет деформации и «распрямляет» изображение.
Добавить текст Вернуть оригиналПосле трансформирования результатом является ортокорректированный снимок (ортомозаика), который по своим свойствам становится аналогом карты — в нём можно точно измерять расстояния, площади, углы, строить планы местности. Такие снимки применяются в ГИС, кадастровых системах, для обновления карт.
Добавить текст Вернуть оригиналТаким образом, трансформирование аэроснимков — это важнейший этап подготовки аэро- и спутниковых данных для практического использования в картографии и управлении территориями.
Добавить текст Вернуть оригинал2. Какое будущее у беспилотных летательных аппаратов в дистанционном зондировании Земли?
Будущее беспилотных летательных аппаратов (БПЛА, или дронов) в дистанционном зондировании Земли очень перспективно. Уже сегодня БПЛА активно используются для получения актуальной, высокодетализированной информации о поверхности Земли. В ближайшие годы их роль будет только возрастать по нескольким причинам.
Добавить текст Вернуть оригиналВо-первых, БПЛА позволяют выполнять быструю и гибкую съёмку нужных территорий по запросу, без необходимости ждать спутниковых пролётов. Их можно оперативно направить на любую точку, например, для съёмки последствий стихийных бедствий, мониторинга сельхозугодий или инфраструктуры.
Добавить текст Вернуть оригиналВо-вторых, дроны обеспечивают высокое пространственное разрешение снимков — вплоть до сантиметров на пиксель, что недоступно большинству спутников. Это важно для задач кадастровой съёмки, проектирования строительства, мониторинга малых объектов.
Добавить текст Вернуть оригиналВ-третьих, стоимость использования БПЛА постепенно снижается. Современные дроны становятся более доступными, а программное обеспечение — более автоматизированным, что позволяет использовать БПЛА даже небольшим организациям и муниципалитетам.
Добавить текст Вернуть оригиналКроме того, в будущем развитие технологий БПЛА пойдёт по следующим направлениям:
Добавить текст Вернуть оригинал— повышение времени автономного полёта и дальности;
Добавить текст Вернуть оригинал— внедрение искусственного интеллекта для автоматической обработки и дешифрирования снимков прямо на борту;
Добавить текст Вернуть оригинал— развитие сетей дронов (роевых систем) для одновременного мониторинга больших территорий;
Добавить текст Вернуть оригинал— интеграция с ГИС и системами управления территориями в режиме реального времени.
Добавить текст Вернуть оригиналБПЛА будут активно использоваться не только в традиционных сферах (сельское хозяйство, строительство, экология), но и в новых — например, для мониторинга городской среды, инспекции промышленных объектов, контроля за транспортной инфраструктурой, мониторинга климатических изменений.
Добавить текст Вернуть оригиналТаким образом, БПЛА становятся важнейшим дополнением к спутниковому и авиационному зондированию Земли. В будущем они будут играть всё более значимую роль в оперативном, точном и доступном мониторинге Земли, как на локальном, так и на региональном уровне.
Добавить текст Вернуть оригинал
Стр. 42
Оценивание и прогноз
1. Объясните, почему необходимо знать традиционные формы геоинформации.
Знание традиционных форм геоинформации — таких как географические карты, атласы, справочники, словари, текстовые описания — очень важно, несмотря на развитие современных геоинформационных систем (ГИС).
Добавить текст Вернуть оригиналВо-первых, именно на основе этих традиционных источников формировались научные знания о географии. Карты, справочники и текстовые описания до сих пор содержат обобщённые, проверенные временем сведения о природных и социально-экономических объектах, которые могут отсутствовать в автоматизированных базах.
Добавить текст Вернуть оригиналВо-вторых, умение читать и интерпретировать бумажные карты, понимать картографические знаки и текстовую географическую информацию формирует географическую грамотность человека. Это важно для того, чтобы осмысленно использовать современные ГИС и правильно интерпретировать их данные.
Добавить текст Вернуть оригиналВ-третьих, традиционные формы геоинформации остаются востребованными в практической деятельности — при подготовке отчётов, научных публикаций, в сфере образования, в правовых документах (например, кадастровые карты, официальные справочники).
Добавить текст Вернуть оригиналКроме того, знание традиционных форм помогает лучше понять методы сбора, обработки и систематизации географических данных, которые легли в основу создания современных ГИС. Именно поэтому в образовательном процессе необходимо сочетать изучение как современных, так и традиционных форм представления географической информации.
Добавить текст Вернуть оригинал2. Объясните по схеме 2 геоинформационную цепочку.
По схеме 2 «Геоинформационная система (ГИС)» можно проследить полную цепочку создания и использования геоинформации: от сбора данных до принятия решений.
Добавить текст Вернуть оригиналЦепочка начинается с сбора данных дистанционными методами исследования. Эти данные поступают с спутников и с аэросъёмки (аэрофотоснимков), которые позволяют получать актуальную информацию о состоянии поверхности Земли.
Добавить текст Вернуть оригиналСледующий этап — цифровая обработка данных. Полученные снимки обрабатываются с помощью компьютеров: устраняются искажения, корректируются масштабы, снимки трансформируются в карты или планы.
Добавить текст Вернуть оригиналЗатем данные поступают в банк информации, где они хранятся, систематизируются и становятся доступными для дальнейшего анализа.
Добавить текст Вернуть оригиналНа этапе анализа данных специалисты используют различные ГИС-программы для выявления закономерностей, создания моделей, прогнозов и картографических продуктов.
Добавить текст Вернуть оригиналНа основе проанализированных данных формируются карты и отчёты, которые передаются пользователям. Эти материалы применяются в управлении природными ресурсами — для принятия решений в сфере экологии, градостроительства, сельского хозяйства, мониторинга природных процессов.
Добавить текст Вернуть оригиналПри этом важную роль играет обратная связь — потребители информации (например, представители муниципалитетов, бизнеса, сельского хозяйства) формулируют новые требования к информации — что именно необходимо дополнительно исследовать или уточнить. Эти требования снова запускают процесс сбора новых данных.
Добавить текст Вернуть оригиналТаким образом, схема отражает замкнутую геоинформационную цепочку: сбор данных → обработка → хранение → анализ → принятие решений → новые требования → новый сбор данных.
Добавить текст Вернуть оригиналЭта цепочка обеспечивает непрерывное обновление и совершенствование геоинформационной системы, позволяя своевременно реагировать на изменения в окружающей среде и эффективно управлять территориями.
Добавить текст Вернуть оригинал
Стр. 42
Задание 1
Опишите работу ГЛОНАСС.
Дескрипторы:
1. Рассмотрите рисунок.
2. Составьте цепочку взаимодействия объектов на рисунке.
3. Сделайте вывод о значимости работы системы ГЛОНАСС.
4. Найдите дополнительные сведения о работе ГЛОНАСС.
1. На рисунке изображены спутники, которые движутся по орбитам вокруг Земли и передают сигналы. Также изображены различные объекты на поверхности Земли: самолёт; корабли; автомобиль; лодка; радиоприёмные станции на берегу.
Добавить текст Вернуть оригиналВидно, что от спутников к этим объектам идут направленные линии — это передача навигационных сигналов.
Добавить текст Вернуть оригинал2. Цепочка взаимодействия в системе ГЛОНАСС выглядит следующим образом:
Спутники ГЛОНАСС (на орбите) → передают навигационные сигналы → приёмные устройства на объектах (самолётах, кораблях, автомобилях, наземных станциях) → обработка данных в приёмниках → определение точного местоположения объектов на местности (координаты, скорость, направление движения).
Добавить текст Вернуть оригиналТаким образом, спутники ГЛОНАСС непрерывно вещают сигналы. Любой приёмник, настроенный на эти сигналы, может определить своё положение с высокой точностью.
Добавить текст Вернуть оригинал3. Система ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) имеет огромное значение в современном мире. Она обеспечивает:
Добавить текст Вернуть оригиналточное определение местоположения людей, транспорта, судов, воздушных судов и других объектов;
Добавить текст Вернуть оригиналнавигацию в реальном времени — используется в автомобильных навигаторах, авиации, морском флоте;
Добавить текст Вернуть оригиналповышение безопасности движения — позволяет строить оптимальные маршруты, избегать аварийных зон;
Добавить текст Вернуть оригиналмониторинг передвижения техники в промышленности, сельском хозяйстве;
Добавить текст Вернуть оригиналподдержку геодезических работ и картографирования;
Добавить текст Вернуть оригиналиспользуется в службах спасения и при ликвидации последствий ЧС для быстрой координации действий.
Добавить текст Вернуть оригиналГЛОНАСС — это не только система для «навигации на автомобиле», а важный инструмент для экономики, науки, обороны и повседневной жизни.
Добавить текст Вернуть оригинал4. Система ГЛОНАСС была разработана в России.
Первый спутник системы был запущен в 1982 году.
Добавить текст Вернуть оригиналС 1993 года ГЛОНАСС начала работать в тестовом режиме.
Добавить текст Вернуть оригиналСейчас система полностью развёрнута: на орбите действует созвездие из 24 спутников, которое обеспечивает покрытие всей поверхности Земли.
Добавить текст Вернуть оригиналГЛОНАСС является глобальной системой — аналогом американской GPS, европейской Galileo и китайской BeiDou.
Добавить текст Вернуть оригиналСегодня ГЛОНАСС используется не только в России, но и в других странах. Приёмники ГЛОНАСС встроены в смартфоны, планшеты, навигаторы. Кроме того, ГЛОНАСС активно используется в: авиации (управление полётами); морской навигации; железнодорожном транспорте; наземном транспорте; сельском хозяйстве (например, для точного вождения тракторов — «точное земледелие»).
Добавить текст Вернуть оригиналВ настоящее время идёт развитие новых поколений спутников ГЛОНАСС-К, которые будут обеспечивать ещё более высокую точность (до нескольких сантиметров) и более устойчивый сигнал в сложных условиях (например, в городах среди высотных зданий).
Добавить текст Вернуть оригинал