Sistem de informare geografic

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Exemplu de GIS în care sunt încărcate nivelurile liniare și punctuale.

Sistemul de informații geografice ( GIS ) (denumit și sistem de informații geografice sau sistem de informații teritoriale ) este un sistem informatic computerizat care permite achiziționarea, înregistrarea, analiza, afișarea, returnarea, partajarea și prezentarea informațiilor derivate din datele geografice (georeferite) [1] .

Prin urmare, este un sistem informatic capabil să asocieze datele cu poziția lor geografică pe suprafața pământului și să le prelucreze pentru a extrage informații.

Utilizarea sa principală este în cartografia digitală, în grafice și în studiul fenomenelor terestre umane și naturale.

Principalele caracteristici ale sistemelor GIS

Tehnologia GIS integrează într-un singur mediu cele mai frecvente operațiuni legate de utilizarea bazelor de date (interogări și analize statistice) cu analiza geografică permisă de hărți numerice , atât raster cât și vectoriale. GIS permite analiza unei entități geografice atât pentru natura sa completă geometrică (și simbolică), cât și pentru conținutul său total de informații. Acest lucru este posibil prin integrarea a două sisteme separate anterior: sisteme de proiectare computerizate ( CAD - Computer Aided Design) și baze de date relaționale ( DBMS - Data Base Management System). Implementarea GIS are loc prin intermediul sistemelor de informații teritoriale (GIS).

Modelul de date

Pentru reprezentarea datelor într-un sistem informatic este necesar să se formalizeze un model reprezentativ flexibil care să se adapteze la fenomenele reale. În GIS avem trei tipuri de informații:

  • geometric: legat de reprezentarea cartografică a obiectelor reprezentate; precum forma (punctul, linia, poligonul), dimensiunea și poziția geografică;
  • topologic: referindu-se la relațiile reciproce dintre obiecte (conexiune, adiacență, incluziune etc.);
  • informații: referitoare la datele (numerice, textuale etc.) asociate fiecărui obiect.
Harta pregătită de EW Gilbert (1958) folosind descrierile și statisticile John Snow (1855), indicând cazurile de holeră din districtul Soho din Londra 1854

GIS asigură gestionarea acestor informații într-o bază de date relațională.

Aspectul care caracterizează GIS este cel geometric: memorează poziția datelor folosind un sistem de proiecție real care definește poziția geografică a obiectului. GIS gestionează simultan date din diferite sisteme de proiecție și referință (de exemplu, UTM sau Gauss Boaga)

Spre deosebire de cartografia pe hârtie, scara într-un GIS este un parametru al calității datelor și nu al vizualizării. Valoarea scalei exprimă cifrele semnificative care trebuie considerate valide pentru coordonatele de georeferențiere. Atunci când un sistem de informații teritoriale poate fi utilizat prin intermediul web, acesta este considerat un webgis .

Tipul datelor geografice

Datele pot fi legate de locația lor geografică în două tipuri principale: vector și raster .

Datele vectoriale sunt formate din elemente simple, cum ar fi puncte, linii și poligoane, codificate și stocate pe baza coordonatelor lor. Un punct este identificat prin coordonatele sale reale ( x1 , y1 ); o linie sau poligon prin poziția nodurilor sale ( x1 , y1 ; x2 , y2 ; ...). Fiecare element are o înregistrare de bază de date asociată care conține toate atributele obiectului reprezentat.

Datele raster permit reprezentarea lumii reale printr-o matrice de celule, în general de formă pătrată sau dreptunghiulară, numite pixeli . Fiecare pixel este asociat cu informații referitoare la ceea ce reprezintă pe teritoriu. Dimensiunea pixelilor (numită și dimensiunea pixelilor ), exprimată în general în unitatea de măsură a hârtiei (metri, kilometri etc.), este strict legată de acuratețea datelor.

Datele vectoriale și datele raster sunt potrivite pentru diferite utilizări. Cartografia vectorială este potrivită în special pentru reprezentarea datelor care variază într-un mod discret (de exemplu, amplasarea coșurilor de deșeuri într-un oraș sau reprezentarea străzilor sau a unei hărți de utilizare a terenului), cartografia raster este mai potrivită pentru reprezentarea datelor cu variabilitate continuă ( de exemplu un model digital de elevație sau o hartă a pantei pantei).

Funcționalitate

GIS face posibilă legarea diferitelor date între ele, pe baza referințelor geografice comune, pentru a crea informații noi pornind de la datele existente. GIS oferă posibilități largi de interacțiune cu utilizatorul și un set de instrumente care facilitează personalizarea și adaptarea la problemele specifice ale utilizatorului.

GIS are în mod normal funcționalități de analiză spațială sau transformare și procesare a elementelor geografice ale atributelor. Exemple ale acestor elaborări sunt:

  • suprapunerea topologică: în care se face o suprapunere între elementele celor două teme pentru a crea o nouă temă (de exemplu pentru a suprapune tema granițelor unui parc cu granițele municipalităților pentru a determina domeniile de competență ale fiecărei administrații sau procentul ariei protejate municipale);
  • interogări spațiale, adică interogări din baze de date pornind de la criterii spațiale (proximitate, incluziune, suprapunere etc.)
  • tamponare: dintr-o temă punctuală, liniară sau poligonală, definiți un poligon de respect la o distanță fixă ​​sau variabilă în funcție de atributele elementului
  • segmentare: algoritmi aplicați de obicei pe teme liniare pentru a determina un punct la o anumită lungime de la începutul temei;
  • analiza rețelei: algoritmi care dintr-o rețea de elemente liniare (de exemplu, rețea rutieră) determină căile minime între două puncte;
  • analiza spațială: algoritmi care, utilizând modele de date raster, efectuează analize spațiale de diferite tipuri, de exemplu: analiza vizibilității;
  • analiza geostatistică : algoritmi pentru analiza corelației spațiale a variabilelor georeferențiate.

WebGIS

Aplicațiile webGIS permit distribuirea datelor geo-spațiale, în rețelele de internet și intranet, exploatând analizele derivate din software-ul GIS și prin intermediul funcțiilor clasice de aplicații bazate pe web publică informații geografice pe World Wide Web. Un sistem webGIS se bazează pe funcționalitate normală client-server, cum ar fi o arhitectură web clasică. [2]

Arhitectura unui serviciu WebGis

Software

Elementele fundamentale ale unui GIS sunt:

  • Instrumente pentru introducerea și gestionarea elementelor geografice
  • O bază de date relațională (RDBMS)
  • Instrumente care acceptă interogări, analize și vizualizări
  • Interfață grafică de utilizator (GUI) pentru a permite accesul ușor

Principalele programe GIS proprietare sunt:

Principalele software open source GIS sunt:

Licențe și GIS FLOSS

Dezvoltarea și diseminarea formatului ESRI Shapefile

De la sfârșitul anilor optzeci, odată cu extinderea utilizării computerelor , piața programelor desktop se extinde; din această perioadă, printre instrumentele de desen tehnic și planificare teritorială, Sistemele de Informații Geografice sunt al doilea în ceea ce privește notorietatea și se utilizează doar instrumentelor CAD. [ fără sursă ]

Printre companiile de dezvoltare software interesate de dezvoltarea sectorului GIS, difuzarea și marketingul său în lume este ESRI ; această companie, în iulie 1998, a dezvoltat formatul de vector geometric non-topologic numit Esri shapefile și a permis utilizarea acestuia și pentru software-ul dezvoltat de terți. [3] Licența formatului .shp este în continuare proprietatea Esri astăzi, deși multe dintre componentele care alcătuiesc standardul au licențe deschise , cum ar fi formatul de fișier .dbf utilizat atât de shapefile, cât și de alte programe, cum ar fi LibreOffice , pentru a administra informațiile în baze de date tabulare simple.

Lansarea formatului shapefile este esențială pentru difuzarea în lume a sistemelor GIS care au văzut o creștere a utilizării, dezvoltării și aplicării de către alte case de software și grupuri individuale de programare. [ fără sursă ]

De la software gratuit la Fundația OSGeo

Din 1998, un pas important în difuzarea instrumentelor GIS a fost lansarea GRASS GIS de către Corpul de Ingineri al Armatei SUA , în domeniul public în 1996, și din 1999 lansată sub licența publică generală GNU . GRASS GIS, în sistemul său de vizualizare, citire și modificare vectorială, a implementat și posibilitatea utilizării standardului .shp.

Punctul de cotitură pentru comunitatea Free Source și Open Source Software ( FLOSS ) vine odată cu programarea Quantum Gis ( QGIS din 2013), programată inițial de Gary Sherman ca vizualizator de nivel al puternicului DBRMS PosrgreSQL în extensia sa PostGIS . Web 2.0 și dezvoltarea colaborativă au dat naștere în 2006 la Open Source Geospatial Foundation OSGeo , o organizație non-profit care vizează sprijinirea și promovarea tehnologiilor deschise și a datelor geospațiale. În 2007, OSGeo a recunoscut Quantum GIS (QGIS), care în ultimul deceniu a devenit cel mai răspândit și utilizat software GIS din lume. [ neclar ]

Motive pentru răspândirea globală a GIS-ului FLOSS în anii 2000

Difuzarea și utilizarea GRASS GIG, QGIS și a altor software-uri FLOS GIS (precum Marble și gvSIG ) au crescut lent până în 2008 și în anii următori exponențial.

Comparativ cu produsele dezvoltate de ESRI, un mare impuls pentru software-ul recunoscut de OSGeo a fost succesiunea crizelor economice din anii 2000 , 10 și 20 ai secolului 21 , precum și disponibilitatea gratuită a software-ului FLOSS.

La aceasta se adaugă răspândirea sistemelor de operare UNIX și LINUX începând cu anii 2000, în detrimentul monopolului deținut de sistemul Microsoft Windows până în anii nouăzeci . Sistemele ESRI, care dețin cea mai mare parte a pieței globale a sistemelor GIS până în 2013, sunt dezvoltate în principal pentru utilizatorii Windows.

Alte proiecte dezvoltate de case software proprii și de Fundația OSGeo, în ordinea difuzării și utilizării, sunt enumerate mai jos:

  • Cartare Web ;
  • Baze de date spațiale ;
  • Biblioteci Geospațiale ;
  • Sisteme de management al conținutului (CMS) ;
  • Cataloage de metadate .

Situația actuală și perspectivele

La începutul anilor '20 ai secolului 21, software-ul recunoscut de Fundația OSGeo acoperea peste 50% din descărcările globale de software GIS și 32 de capitole naționale [4] .

Versatilitatea, utilitatea și gratuitatea software-ului recunoscut de OSGeo au avut o difuzie decisivă în anii 2010, chiar și în rândul utilizatorilor de sisteme CAD proprietare. Creșterea în acest domeniu a fost atenuată la începutul anilor 2020 cu dezvoltarea și implementarea sistemelor BIM proprietare și este acum într-o fază descendentă, având în vedere dezvoltarea lentă a vizualizării 3D și a sistemelor de analiză a sistemelor Open GIS.

Folosesc GIS în astronomie

Deși studiul fenomenelor terestre este în medie cel mai răspândit motiv pentru utilizarea sistemelor GIS, nu este singurul: pe cele mai răspândite platforme GIS există, de fapt, posibilitatea utilizării sistemelor de referință ale principalelor planete ale sistemului solar și sateliții lor principali, colectați împreună cu sistemele de coordonate ale pământului în baza de date SRID a European Petroleum Survey Group ( EPSG ).

Utilizarea GIS permite agențiilor spațiale și astronomilor să planifice și să studieze suprafața planetelor sistemului solar folosind aceleași metodologii terestre.

Notă

  1. ^ Worboys și Duckham , p. 2 .
  2. ^ WebGIS și mapare web: ce înseamnă acești termeni? , pe geomappando.com . Adus la 13 iunie 2018 (Arhivat din original la 13 iunie 2018) .
  3. ^ Descriere tehnică Esri shapefile ( PDF ), pe esri.com .
  4. ^ Capitole locale OSGeo , la osgeo.org .

Bibliografie

  • Michael Worboys și Matt Duckham, GIS: a computing perspective , Boca Raton, Londra, New York, Washington, CRC Press, 2004, ISBN 978-0-203-48155-4 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 31760 · LCCN (EN) sh2003007733 · GND (DE) 4261642-6 · NDL (EN, JA) 00.933.031