1. Исторические этапы

- Начальный период (поздние 1950е — ранние 1970е гг.) Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы. Запуск первого искусственного спутника Земли Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах. Появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х. Создание программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров. Создание формальных методов пространственного анализа. Создание программных средств управления базами данных.

- Период государственных инициатив (нач. 1970е — нач. 1980е гг.) Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям: Автоматизированные системы навигации. Системы вывоза городских отходов и мусора. Движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях.

- Период коммерческого развития (ранние 1980е — настоящее время)

Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных.

- Пользовательский период (поздние 1980е — настоящее время)

Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и «открытость» программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских «клубов», телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры. Морфометрический анализ рельефа на основе ГИС-технологий новое направление в этой области

2. Практическое применение

Геоинформационные системы (ГИС) – это новые технологии работы с графической информацией и базами данных. Информация, представленная на картах, проще для понимания и интерпретации, чем таблицы, графики и рисунки. Электронные карты помогают пользователю в принятии решений, когда необходимо анализировать разнородную информацию. В последние годы все большее количество пользователей, работающих в самых разных областях, приходят к выводу, что использование геоинформационных систем (ГИС) становится неотъемлемой частью их профессиональной деятельности. Быстрота и простота отображения атрибутивных данных; возможность формировать запросы как по табличной, так и по графической информации; доступ к внешним базам данных и одновременно формирование и ведение внутренних баз данных; создание отчетов; построение топологии и “тематических карт”; возможность подгружать растровые изображения и выводить на печать карты, схемы или чертежи в требуемом виде и с высокой точностью – это еще не полный список преимуществ, которые получает пользователь, работающий с ГИС. Некоторые области их применения:

- Управление природными ресурсами, - Управление ресурсами предприятий, - Анализ преступлений, - Демографический анализ, - Анализ и управление чрезвычайными ситуациями, - Анализ распространения болезней, - Маркетинг, - Создание и оцифровка карт, - Планирование ландшафтов, - Планирование в различных областях хозяйства, - Проблемы распределения и управления грузопотоками.

3 Гис как совокупность взаимосвязанных подсистем

В соответствии с данным выше определением, ГИС имеют следующие подсистемы:

1. Подсистема сбора данных, которая собирает и проводит предварительную обработку данных из различных источников. Эта подсистема также в основном отвечает за преобразования различных типов пространственных данных.

2. Подсистема хранения и выборки данных, организующая пространственные данные с целью их выборки, обновления редактирования.

3. Подсистема манипуляции данными и анализа, которая, выполнив различные задачи на основе этих данных, группирует и разделяет их; устанавливает параметры и ограничения и выполняет моделирующие функции.

4. Подсистема вывода, которая отображает всю базу данных или часть ее в табличной, диаграммной или картографической форме.

Первая подсистема ГИС может быть соотнесена с первым и вторым шагом процесс картографирования - сбором данных и составление карт. Исходная информация берется из таких источников, как аэрофотосъемка, цифровое дистанционное зондирование, геодезические работы, словесные описания и зарисовки, данные статистики и т. д. Вторая подсистема - подсистема хранения и выборки полностью соответствует нашим представлениям о функциях компьютера, как хранителя информации. В общих словах, эта подсистема хранит либо явно, либо неявно, геометрические координаты точечных, линейных и площадных геометрических объектов и связанные с ними характеристики.

Подсистема анализа ГИС-анализ использует потенциал современных компьютеров, сравнения и описания информации, хранящейся в базах данных которые дают быстрый доступ к исходным данным и позволяют агрегировать и классифицировать данные для дальнейшего анализа.

Подсистема вывода позволяет компоновать результирующие данные в любой удобной для пользователя форме. Среди примеров выходных данных - печать адресов на конвертах по результатам поиска в базе данных потенциальных клиентов с целью распространения рекламы; базы данных некоторых служб могут быть подключены в единую систему, результатом чего будет максимальная информационная насыщенность данных на выдаче.

4. подготовка растрового изображения к переводу в векторный Перевод растрового изображения в векторное называется трассировкой. Практически все изображения в электронном виде находятся в растровом формате, т.е. разбитые на отдельные пиксели. Качество такой картинки будет зависеть от количества пикселей на единицу длины. Векторные изображения – это картинка, состоящая из отдельных элементов.Необходимодобавить в программу нужное изображение, которое нужно изменить из растра в вектор.Обычно мы имеем дело в растровыми изображениям: снимаем на цифровой фотоаппарат, сканирум рисунок или просто сохраняем картинку с сайта Интернета, все это - набор пикселов, то есть некая матрица точек, из которых составляется рисунок. А принципиальное отличие вектора - это то, что рисунок состоит не из точек, а из объектов - фигур, которые задаются математическими формулами. Отсюда разница, при увеличении растровой картинки рано или поздно рисунок будет распадаться на квадратики-пикселы. Вектор можно увеличивать сколь угодно, формула останется формулой, то есть граница в рисунках останется такой же четкой.Для того, чтобы перевести фотографию или рисунок в вектор, нужно создать в векторе объекты, которые соответствуют группам пикселов растрового изображения.

5 Ввод данных в ГИС. Этап ввода данных в гис является очень важным и, как правило, наиболее трудоемким. Ввод данных – процедура, связанная с кодированием данных в компьютерно - читаемую форму и их записью в базу данных ГИС. Можно выделить три этапа ввода данных: 1. Сбор данных. 2. Редактирование и очистка данных. 3. Географическое кодирование данных. Последние 2 этапа называются предобработкой данных. Существует несколько способов ввода данных в гис. 1 – ввод с помощью клавиатуры(используется для атрибутивных данных), 2 – сканирование картографических изображений. 3 – оцифровка(векторизация). При этом можно выделить 3 группы векторизации: ручная оцифровка бумажной карты с помощью дигитайзера; ручная обработка карты в растровом представление; автоматическая векторизация карты.

6. Трансформирование растра Основными источниками ошибок растрового изображения являются нели-нейная деформация основы, на которой отпечатан исходный материал (бумага, фотобумага, пластик и т.д.) и погрешности сканирующего устройства.Целью трансформирования растра является устранение этих ошибок.Под трансформированием понимается процесс преобразования изображения с целью приведения его к заданному масштабу и проекции. В результате процедуры трансформирования создается новое покрытие, координаты пикселов которого пересчитаны в координатной системе проекции и совпадают с реальными координатами на местности. При работе с пространственными данными часто возникает задача максимально точного их совмещения между собой и привязки к выбранной системе координат. Методы трансформации: сдвиг, масштабирование, аффинная и проективная трансформация, резиновый лист. Чтобы открыть изображение и зарегистрировать его вручную необходимо: 1. Выполнить команду файл/открыть таблицу 2. Из списка «типы файлов» выбрать растр 3ю Выбрать файл который нужно открыть. Затем необходимо зарегистрировать изображение. Необходимо выбрать проекцию и систему координат с помощью кнопки «проекции» и единицы измерения кнопкой «единицы». Регистрация выполняется минимум по 4 точкам