GIS Інструмент для кожного

ГІС — це комп’ютерна система, яка дозволяє користувачам отримувати, аналізувати та обробляти спеціальні та географічні дані. ГІС означає географічні інформаційні системи, де:

• Географічне стосується фізичного розташування або положення на поверхні Землі.
• Інформація стосується даних і деталей, які можна використовувати для представлення та забезпечення кращого розуміння конкретного місця.
• Системи стосуються інструменту, який змушує багато компонентів працювати разом для досягнення спільної мети. Це допомагає нам зрозуміти дані в географічному контексті, що дає змогу приймати більш обґрунтовані рішення в різних сферах, таких як міське планування, управління навколишнім середовищем і охорона здоров’я та інші.Інакше кажучи, ГІС поєднує географічні дані (такі як карти, супутникові зображення та геопросторові бази даних) з іншими типами даних (такими як демографічні, економічні та екологічні дані), щоб надати розуміння різноманітних явищ і закономірностей.

ГІС відіграє важливу роль на світовому ринку – зрештою, вона використовується у більшості галузей. Згідно з даними Data Bridge Market Research , ринок геоінформаційних систем оцінювався у 9160,02 млн доларів у 2021 році та, як очікується, досягне 22518,38 млн доларів до 2029 року.

Компоненти ГІС

ГІС — це не просто програмне забезпечення для створення карт, це набагато більше, ГІС складається з п’яти основних компонентів.

1. Дані

1.1 Просторові дані

Просторові дані є фундаментальним елементом ГІС

Це відноситься до будь-якого типу даних, які мають географічний компонент або компонент розташування. Це може включати такі дані, як карти, супутникові зображення, аерофотознімки, дані GPS та інформацію про географічні дослідження. Просторові дані можуть бути представлені різними способами та використані для створення різних типів просторового аналізу та візуалізації.

Терміни просторові дані та геоінформація часто використовуються як синоніми, але є суттєва різниця. У той час як просторові дані надають інформацію про просторові зв’язки між об’єктами чи явищами, геоінформація поєднує просторові дані з іншими типами даних, щоб забезпечити більш повне розуміння навколишнього світу.

У геоінформаційних системах просторові дані зазвичай зберігаються у форматі, який дозволяє інтегрувати їх з іншими типами даних і аналізувати за допомогою спеціальних інструментів і програмного забезпечення. Існує три типи моделі просторових даних: векторні дані, растрові дані та табличні дані, також відомі як атрибутивні дані.

1.2 Векторні дані

Найпоширеніший тип даних, які завантажуються у програмне забезпечення ГІС і представляють дані у формі:

1.2.1 Точки – представляють географічні об’єкти як окремі точки на карті, наприклад стовпи, дерева тощо. Кожна точка визначається парою координат, як правило, широтою та довготою, які визначають її розташування на земній поверхні.

1.2.2 Лінії – лінійні дані використовуються для представлення просторових об’єктів, таких як дороги, річки, залізниці та інші лінійні об’єкти. Наприклад, дані ліній можна використовувати для пошуку найкоротшого маршруту між двома точками на карті або для аналізу схем руху вздовж певної дороги чи шосе.

1.2.3 Полігони – географічні об’єкти, представлені на карті у вигляді замкнутих форм або областей. Полігони використовуються для представлення атрибутів у географічній інформаційній системі, таких як землекористування, ділянки, адміністративні кордони, озера чи ліси.

1.2.4 Трикутна нерегулярна мережа (Triangular irregular network) – ці дані дозволяють створювати складні поверхні, які точно відображають рельєф місцевості. Їх можна використовувати для різних, застосувань таких як моделювання водного потоку, визначення нахилу поверхні та аналіз оглядового простору.

1.3 Растрові дані

Растрові дані, або дані сітки, або дані поверхні представляють ландшафт у вигляді прямокутної матриці квадратних комірок і пікселів. Кожен піксель у растрі представляє невелику ділянку земної поверхні та може містити різноманітну атрибутивну інформацію, таку як висота, температура або колір.

Існує три типи растрових даних: тематичні дані, спектральні дані та зображення.

Растрові дані можна використовувати в різноманітних інструментах  ГІС, таких як аналіз рельєфу, моделювання середовища та планування землекористування. Наприклад, растрові дані можна використовувати для створення цифрової моделі рельєфу (ЦМР) регіону, яку можна використовувати для аналізу нахилу та аспекту рельєфу. Растрові дані також можна використовувати для створення карт температури чи опадів у регіоні.

1.4 Табличні дані (атрибутні дані)

Табличні дані або дані таблиці атрибутів зберігаються та обробляються в реляційних базах даних. Він використовується для опису характеристик географічних об’єктів. Кожен рядок у таблиці представляє географічний об’єкт, а кожен стовпець – певний атрибут або характеристику цього об’єкта. Наприклад, таблиця міст може мати стовпці для назви міста, населення, висоти над рівнем моря та координати широти/довготи.

Табличні дані можна використовувати в різноманітних програмах ГІС, таких як демографічний аналіз, планування землекористування та управління ресурсами.

2. Програмне забезпечення

Усі ГІС вимагають програмного забезпечення, яке збирає, аналізує, зберігає, управляє та візуалізує просторові та атрибутивні дані разом.

Програмне забезпечення Географічної інформаційної системи використовується у широкому діапазоні програм, таких як міське планування, управління природними ресурсами, управління надзвичайними ситуаціями та планування транспорту.

Програмне забезпечення ГІС зазвичай забезпечує інтерфейс користувача, який дозволяє користувачам завантажувати та відображати географічні дані, виконувати просторовий аналіз і створювати карти та інші візуалізації. Деяке програмне забезпечення ГІС може також містити спеціалізовані інструменти для певних застосувань, наприклад картографування повеней або аналіз середовища існування дикої природи.

На ринку доступно багато програмних пакетів ГІС, починаючи від програмного забезпечення з відкритим кодом, такого як QGIS і GRASS GIS, і закінчуючи комерційним програмним забезпеченням, таким як ArcGIS і MapInfo.

3. Обладнання

Програмне забезпечення ГІС працює на програмному забезпеченні для обробки географічних даних. Деякі приклади обладнання, яке зазвичай використовується у програмах ГІС

• Настільні комп’ютери або робочі станції – найпоширеніший тип апаратного забезпечення, що використовується у ГІС, і зазвичай включає центральний процесор (CPU), пам’ять (RAM), накопичувач (жорсткий або твердотільний накопичувач) і графічний процесор (GPU), для відображення карт і візуалізацій.
• Пристрої введення – використовуються для збору географічних даних, включаючи цифрові пристрої, сканери, пристрої GPS та інші датчики.
• Пристрої виведення – використовуються для відображення та спільного використання своєї роботи, наприклад принтери, плотери, проектори та монітори.
• Сервери – використовуються для зберігання даних і обслуговування з виділеного серверного обладнання, що дозволяє кільком користувачам отримувати доступ до даних і маніпулювати ними одночасно.
• Мобільні пристрої – такі як смартфони та планшети, все частіше використовуються для програм ГІС, особливо у польових роботах і зборі даних. Ці пристрої часто мають вбудовані датчики GPS і камери для захоплення геолокованих даних.
  

4. Методи

Деякі поширені методи ГІС включають

• Просторовий аналіз – передбачає використання інструментів ГІС для аналізу географічних даних і отримання уявлень про різні явища, такі як спалахи захворювань, моделі руху та розподіл природних ресурсів.
• Картографія – наука та мистецтво створення карт, що включає проектування та представлення географічних даних у візуально привабливий та інформативний спосіб.
• Дистанційне зондування — це процес збору інформації про земну поверхню за допомогою датчиків, які не мають прямого контакту з поверхнею. Це може включати аерофотозйомку, супутникові зображення та інші форми збору даних. Дані дистанційного зондування зазвичай використовуються у програмах ГІС для створення карт, аналізу моделей землекористування та моніторингу змін навколишнього середовища з часом.
• Геостатистика – набір статистичних методів, які використовуються для аналізу геопросторових даних, наприклад інтерполяція, кластеризація та регресійний аналіз.
• Аналіз мережі – набір методів, які використовуються для аналізу транспортних і комунальних мереж, таких як маршрутизація, аналіз найкоротшого шляху та аналіз зони обслуговування.
• Візуалізація даних – процес використання діаграм, графіків та інших наочних посібників для передачі інформації та розуміння, отриманих із даних ГІС.
• Управління даними – процес збору, зберігання та підтримки географічних даних у ГІС, включаючи такі завдання, як очищення даних, організація та створення метаданих.
• 3D моделювання – створення тривимірних зображень географічних даних, які можна використовувати для візуалізації, моделювання та аналізу.

5. Люди

Фахівці з ГІС відіграють вирішальну роль в успішному впровадженні та використанні ГІС-технологій. Вони відповідають за розробку та реалізацію ГІС-проектів, збір та керування просторовими даними, виконання просторового аналізу, створення карт та інших візуалізацій, а також передачу результатів своєї роботи різноманітним зацікавленим сторонам.

ГІС застосовуються у багатьох галузях промисловості, а це означає, що спеціалісти з ГІС можуть працювати у різних галузях, включаючи уряд, управління навколишнім середовищем, міське планування, транспорт, охорону здоров’я та багато інших. Вони також можуть працювати у приватних консалтингових фірмах або як незалежні підрядники.

Що таке ГІС-карти?

Карти геоінформаційної системи – це цифрові карти, які використовують географічні дані та просторовий аналіз, оброблені та проаналізовані за допомогою програмного забезпечення ГІС для відображення та аналізу інформації про поверхню Землі. На відміну від традиційних табличних карт, ГІС-карти є динамічними та інтерактивними.

Існують різні типи ГІС-карт, зокрема: карти категорій, теплові карти, кластерні карти, бульбашкові карти, кількісні карти.

Одним із фундаментальних елементів будь-якої ГІС є шари карти. Кожен шар представляє інший аспект географічних даних, що аналізуються, і шари даних можна вмикати або вимикати, щоб відображати лише релевантну інформацію для конкретного аналізу або карти.

Яка різниця між GIS і GPS?

ГІС (географічна інформаційна система) і GPS (глобальна система позиціонування) — це дві різні технології, які використовуються в області управління геопросторовими даними, але вони служать різним цілям.

GPS — це супутникова навігаційна система, яка дозволяє користувачам визначати своє точне місцезнаходження на поверхні Землі. Він використовує мережу супутників і GPS-приймачів для надання точної інформації про місцезнаходження у режимі реального часу.

З іншого боку, ГІС — це система, яка дозволяє користувачам зберігати, керувати, аналізувати та візуалізувати географічні дані, як згадувалося раніше. Він поєднує різні джерела даних, такі як карти, аерофотознімки та супутникові зображення, для створення детальних просторових баз даних, які можна використовувати для відповідей на складні запитання про навколишнє середовище, демографію та інфраструктуру.

У той час як GPS надає інформацію про місцезнаходження, ГІС забезпечує структуру для організації та аналізу даних на основі місцезнаходження. Геоінформаційні системи можуть включати дані GPS, але також можуть використовувати інші джерела географічної інформації.

Загалом, GPS — це інструмент для отримання даних про місцеположення, тоді як ГІС — це система для керування та аналізу цих даних, щоб отримати уявлення про просторові зв’язки та моделі.

Як використовується ГІС?

Процес ГІС зазвичай починається з визначення проблеми , яку необхідно вирішити. Це може бути що завгодно: від визначення найкращого місця для нового об’єкта до аналізу впливу нової забудови на навколишнє середовище.

Після визначення проблеми необхідно визначити критерії для аналізу ГІС. Це може включати такі фактори, як географічне розташування, відстань і землекористування.

Далі потрібно імпортувати або створити необхідні набори даних. Це може включати такі дані, як супутникові зображення, демографічні дані або топографічні карти.

Потім набори даних аналізуються за допомогою шарів, які є окремими фрагментами даних, які разом утворюють таку карту. Аналізуючи шари разом, можна отримати уявлення про наявну проблему. Наприклад, аналізуючи шари, можна визначити розташування об’єктів, щільність об’єктів у певному просторі та зв’язки між об’єктами.

Результатом аналізу ГІС може бути карта, звіт або інше візуальне представлення даних.

Зрештою, на основі результатів аналізу ГІС можна прийняти рішення щодо вирішення поточної проблеми. Наприклад, якщо аналіз показує, що запропонований проект матиме негативний вплив на навколишнє середовище, можна прийняти рішення про розміщення проекту в іншому місці.

Реальні приклади використання ГІС

• Ліквідація –  під час урагану «Гарві» у 2017 році ГІС використовувалася для нанесення на карту постраждалих територій і визначення місцезнаходження людей, які застрягли. Потім дані ГІС використовувалися для координації рятувальних робіт і розподілу ресурсів для тих, хто їх потребує.
• Охорона дикої природи – у Південній Африці ГІС використовується для відстеження переміщень видів, що знаходяться під загрозою зникнення, таких як носороги та слони, допомагаючи запобігти браконьєрству та захистити популяції диких тварин.
• Транспортне планування у містах –  ГІС використовується для аналізу схем руху та оптимізації автобусних маршрутів, допомагаючи покращити громадський транспорт і зменшити затори.
• Пандемія – ГІС використовувалася для створення карт у режимі реального часу, які показують поширення коронавірусу на місцевому, національному та глобальному рівнях. Ці карти використовувалися для відстеження кількості випадків, смертей і одужання, а також для визначення територій, де вірус поширюється швидше. ГІС також використовувалася для підтримки зусиль відстеження контактів. ГІС використовувалася для створення карт, які показують місця, де перебували інфіковані особи, що може допомогти ідентифікувати потенційних контактів, які могли піддатися впливу вірусу.
• Відновлювальна енергія – ГІС використовується для визначення територій з високим потенціалом для виробництва сонячної та вітрової енергії, допомагаючи спрямовувати інвестиції в інфраструктуру відновлюваної енергії.

ГІС є потужним інструментом для тих, хто працює з просторовими даними. Це дозволяє отримувати, зберігати, аналізувати та подавати інформацію про світ новими та інноваційними способами. Використовуючи ГІС-карти, ми можемо створювати детальні візуалізації всього, починаючи від моделей руху до управління природними ресурсами.

Якщо вам потрібні ГІС-рішення, ми можемо обговорити з вами деталі, щоб знайти найкращі варіанти для вашого бізнесу. Зв’яжіться з нами для отримання додаткової інформації!

Джерело: Stratoflow