Геоинформационные системы в экологии.

Курсовая работа

“Применение ГИС в природопользовании и экологии”

по дисциплине “Территориальные информационные системы”

 

Выполнил: студент 2441 гр. Тишуков А.В.

Принял: доцент,

КолупаевА.В.

 

 

Воронеж 2017

Содержание:

Введение.

1. История ГИС

2. Принципы и функции ГИС

3. Геоинформационные системы в экологии

4. Роль и место ГИС в природоохранных мероприятиях.

5. Информационное обеспечение управления природопользованием.

6. Мониторинг с помощью ГИС-систем.

7. Основные результаты работы, связанные с ГИС и обработкой данных ДЗЗ.

Вывод.

 

 

Объем информации, существующий в современном мире, не может сравниться с тем, который был получен в прошлых веках. Темпы жизни стремительно растут, методы получения информацииприобретают все более индустриальный характер. Для организованного хранения, поиска нужной информации, ее обработки и анализа требуются современные, основанные на компьютерных технологиях, средства.

Информатизация коснулась сегодня всех сторон жизни общества, и трудно, пожалуй, назватькакую-либо сферу человеческой деятельности - от начального школьного образования до высокойгосударственной политики, - где не ощущалось бы ее мощное воздействие. Информатика дышит взатылок всем наукам, догоняя и увлекая их за собой, преобразуя, а порой и порабощая в стремлениик бесконечному компьютерному совершенству.

В науках о Земле информационные технологии породили геоинформатику и географические информационные системы (ГИС), причем слово "географические" обозначает в данном случае нестолько "пространственность" или "территориальность", а скорее комплексность и системностьисследовательского похода.

История ГИС.

Описать историю ГИС подробно - весьма сложная задача. Хотя бы потому, что факты, очевидцы и результаты исследований часто противоречат друг другу. Кроме того, ранние годыгеоинформационных систем слабо документированы и требуются значительные усилия, чтобыпонять, как все происходило на самом деле. Тем не менее, историю некоторых открытий проследитьможно.

Идея изображать данные с помощью различных слоёв на серии базовых карт и соотносить предметы пространственно, географически, возникла задолго до появления компьютеров. Ещё вовремена войны за независимость в США французский картограф Луи-Александр Бертье присоздании карты битвы при Йорктауне (1781 г.) использовал прозрачные откидные накладки, накоторых были представлены перемещения войск. В середине XIX века в «Атласе ко Второмудокладу представителей Ирландских железных дорог» на одну базовую карту были наложены картынаселения, транспортных потоков, геологического строения и рельефа. В сентябре 1854 г. врач Джон

Шоу использовал карту мест летальных исходов холеры, наложенную на карту центральной части Лондона, для поиска источника эпидемии, которым оказался зараженный колодец – это один изпервых примеров географического анализа.

Возникновение и бурное развитие ГИС было предопределено богатейшим опытомтопографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попыткамиавтоматизировать картосоставительский процесс, а также революционным достижениями в областикомпьютерных технологий, информатики и компьютерной графики.

Особо следует отметить идеи и опыт комплексного тематического картографирования, убедительно продемонстрировавшего эффект системного использования разнохарактерных данныхдля извлечения новых знаний о географических объектах. Комплексность и интегративность до сихпор остается важнейшим свойством ГИС, привлекающим пользователей.

Географическая информационная система (ГИС) - программно-аппаратный комплекс, способный хранить и использовать (показывать, анализировать, управлять) данные описывающиеобъекты в пространстве, управляемый специальным персоналом.

ГИС использует особый тип информации - пространственную (географическую) и связанные с ней базы данных, эта информация может быть социальной, политической, экологической илидемографической, то есть любой информацией, которая может быть отображена на карте.

ГИС - является лучшим способом хранить информацию об участке суши или моря. ГИС может помочь сделать управление более эффективным, способствовать научной работе и охранетерритории, которая проводится во всех особо охраняемых природных территориях (ООПТ),независимо от их площади.

Принципы и функции ГИС

Комплексность (системность) - ГИС, как следует из определения, это не только данные и не только программное обеспечение, хотя и то и другое является важной частью ГИС. ГИС – комплекспрограммного, аппаратного, информационного обеспечения управляемый специальным персоналом.

Пространственность - ГИС - инструмент, работающий с любыми данными распределенными в пространстве и имеющими свою систему координат, начиная от колониймикроорганизмов и заканчивая целиком планетой Земля. ГИС также позволяет осуществлятьоперации с данными, не имеющими пространственной привязки, но основная функциональностьГИС ориентирована именно на работу с пространственными данными.

Связанность - наличие тесной взаимосвязи между пространственной и атрибутивнойинформацией. В рамках ГИС впервые эти два типа информации были тесно объединены, во многомэто определило появление ГИС в виде отдельной области программного обеспечения. Часто ГИСназывают системой управления базами данных (СУБД) с возможностью создания карт или системойцифровой картографии с расширенной поддержкой баз данных.

Функции

Визуализация - ГИС мощное средство представления данных. Это качество ГИС обычно используется первым, с помощью ГИС создаются наглядные иллюстративные карты и схемы.Современные ГИС уделяют много внимания легкости и производительности именно этой своейфункции из-за чего часто рассматриваются лишь как средство создания карт. Эта функция ГИСунаследована от картографии, которую вполне можно считать прародительницей ГИС и которая досих пор является основной функцией ГИС.

Организация - одной из основных функций ГИС является организация и управление информацией. Современные ГИС - удобный инструмент помогающий управлять информациейиспользуя пространственный принцип.

Обработка и анализ - функции ГИС, превращающие ее из инструмента по работе с готовыми данными (визуализатора) в инструмент по созданию новых данных на их основе, моделирования ипрогнозирования.

Результаты работ

Примеры реализации

1. Создана геоинформационная база данных особо охраняемых природных территорий (ООПТ).

База данных содержит комплекс основной информации об ООПТ регионального значения Пермского края.

2. Созданы геоинформационные базы данных ООПТ муниципальных районов.

Базы данных содержат полную информацию об ООПТ, включая результаты исследований.

 

 

3. Форма просмотра основных характеристик ООПТ

 

4. Пример создания цифровой модели геолкарты и построения геологического разреза

5. Результаты районирования по первой группе факторов приведены на рис. 5 а, на котором выделены ландшафты четырех типов: крайне уязвимые, уязвимые,малоуязвимые и условно неуязвимые.

 

6. Работа позволила выделить области частичного и полного запрета на разработку недр.

 

Вывод

ГИС реализуют задачу в целях диагностики и обеспечения сохранности здоровья человека и окружающей среды.

Влияние информационных технологий на человека и окружающую среду носит двунаправленный характер. С одной стороны, информационные технологии - это один из наиболее перспективных инструментов сбора данных и научного познания, в том числе в медицине и экологии. С другой - это важный фактор, влияющий на здоровье человека и окружающую среду.

Несмотря на эти препятствия, информационные технологии получают все более широкое распространение в сферах медицины и экологии. На данный момент разработаны общие принципы и структуры глобальных информационных систем, решающих проблемы охраны здоровья человека и окружающей среды. Однако потенциал в данной области намного превышает наши возможности.

 

 

Список литературы:

1. Солнцев, Л.А. Геоинформационные системы как эффективный инструмент поддержки экологических исследований. учебно-методическое пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012. – 54с.

2. Геоинформационные системы в экологии и природопользовании. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL:https://otherreferats.allbest.ru/programming/00030490_0.html (дата обращения 12.11.2017)

3. Геоинформационные системы в управлении природопользованием. studme.org[Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL:https://studme.org/1356061518761/ekologiya/geoinformatsionnye_sistemy_upravlenii_prirodopolzovaniem(дата обращения 12.11.2017)

4. Применение ГИС и ДЗЗ в экологии и природопользовании. kafbop.psu.ru[Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL:http://kafbop.psu.ru/primenenie-gis-i-ddz-v-ekologii-i-prirodopolzovanii/(дата обращения 12.11.2017)

 

 

Курсовая работа

“Применение ГИС в природопользовании и экологии”

по дисциплине “Территориальные информационные системы”

 

Выполнил: студент 2441 гр. Тишуков А.В.

Принял: доцент,

КолупаевА.В.

 

 

Воронеж 2017

Содержание:

Введение.

1. История ГИС

2. Принципы и функции ГИС

3. Геоинформационные системы в экологии

4. Роль и место ГИС в природоохранных мероприятиях.

5. Информационное обеспечение управления природопользованием.

6. Мониторинг с помощью ГИС-систем.

7. Основные результаты работы, связанные с ГИС и обработкой данных ДЗЗ.

Вывод.

 

 

Объем информации, существующий в современном мире, не может сравниться с тем, который был получен в прошлых веках. Темпы жизни стремительно растут, методы получения информацииприобретают все более индустриальный характер. Для организованного хранения, поиска нужной информации, ее обработки и анализа требуются современные, основанные на компьютерных технологиях, средства.

Информатизация коснулась сегодня всех сторон жизни общества, и трудно, пожалуй, назватькакую-либо сферу человеческой деятельности - от начального школьного образования до высокойгосударственной политики, - где не ощущалось бы ее мощное воздействие. Информатика дышит взатылок всем наукам, догоняя и увлекая их за собой, преобразуя, а порой и порабощая в стремлениик бесконечному компьютерному совершенству.

В науках о Земле информационные технологии породили геоинформатику и географические информационные системы (ГИС), причем слово "географические" обозначает в данном случае нестолько "пространственность" или "территориальность", а скорее комплексность и системностьисследовательского похода.

История ГИС.

Описать историю ГИС подробно - весьма сложная задача. Хотя бы потому, что факты, очевидцы и результаты исследований часто противоречат друг другу. Кроме того, ранние годыгеоинформационных систем слабо документированы и требуются значительные усилия, чтобыпонять, как все происходило на самом деле. Тем не менее, историю некоторых открытий проследитьможно.

Идея изображать данные с помощью различных слоёв на серии базовых карт и соотносить предметы пространственно, географически, возникла задолго до появления компьютеров. Ещё вовремена войны за независимость в США французский картограф Луи-Александр Бертье присоздании карты битвы при Йорктауне (1781 г.) использовал прозрачные откидные накладки, накоторых были представлены перемещения войск. В середине XIX века в «Атласе ко Второмудокладу представителей Ирландских железных дорог» на одну базовую карту были наложены картынаселения, транспортных потоков, геологического строения и рельефа. В сентябре 1854 г. врач Джон

Шоу использовал карту мест летальных исходов холеры, наложенную на карту центральной части Лондона, для поиска источника эпидемии, которым оказался зараженный колодец – это один изпервых примеров географического анализа.

Возникновение и бурное развитие ГИС было предопределено богатейшим опытомтопографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попыткамиавтоматизировать картосоставительский процесс, а также революционным достижениями в областикомпьютерных технологий, информатики и компьютерной графики.

Особо следует отметить идеи и опыт комплексного тематического картографирования, убедительно продемонстрировавшего эффект системного использования разнохарактерных данныхдля извлечения новых знаний о географических объектах. Комплексность и интегративность до сихпор остается важнейшим свойством ГИС, привлекающим пользователей.

Географическая информационная система (ГИС) - программно-аппаратный комплекс, способный хранить и использовать (показывать, анализировать, управлять) данные описывающиеобъекты в пространстве, управляемый специальным персоналом.

ГИС использует особый тип информации - пространственную (географическую) и связанные с ней базы данных, эта информация может быть социальной, политической, экологической илидемографической, то есть любой информацией, которая может быть отображена на карте.

ГИС - является лучшим способом хранить информацию об участке суши или моря. ГИС может помочь сделать управление более эффективным, способствовать научной работе и охранетерритории, которая проводится во всех особо охраняемых природных территориях (ООПТ),независимо от их площади.

Принципы и функции ГИС

Комплексность (системность) - ГИС, как следует из определения, это не только данные и не только программное обеспечение, хотя и то и другое является важной частью ГИС. ГИС – комплекспрограммного, аппаратного, информационного обеспечения управляемый специальным персоналом.

Пространственность - ГИС - инструмент, работающий с любыми данными распределенными в пространстве и имеющими свою систему координат, начиная от колониймикроорганизмов и заканчивая целиком планетой Земля. ГИС также позволяет осуществлятьоперации с данными, не имеющими пространственной привязки, но основная функциональностьГИС ориентирована именно на работу с пространственными данными.

Связанность - наличие тесной взаимосвязи между пространственной и атрибутивнойинформацией. В рамках ГИС впервые эти два типа информации были тесно объединены, во многомэто определило появление ГИС в виде отдельной области программного обеспечения. Часто ГИСназывают системой управления базами данных (СУБД) с возможностью создания карт или системойцифровой картографии с расширенной поддержкой баз данных.

Функции

Визуализация - ГИС мощное средство представления данных. Это качество ГИС обычно используется первым, с помощью ГИС создаются наглядные иллюстративные карты и схемы.Современные ГИС уделяют много внимания легкости и производительности именно этой своейфункции из-за чего часто рассматриваются лишь как средство создания карт. Эта функция ГИСунаследована от картографии, которую вполне можно считать прародительницей ГИС и которая досих пор является основной функцией ГИС.

Организация - одной из основных функций ГИС является организация и управление информацией. Современные ГИС - удобный инструмент помогающий управлять информациейиспользуя пространственный принцип.

Обработка и анализ - функции ГИС, превращающие ее из инструмента по работе с готовыми данными (визуализатора) в инструмент по созданию новых данных на их основе, моделирования ипрогнозирования.

Геоинформационные системы в экологии.

Среди всего многообразия традиционных областей использования геоинформационных систем заметно доминирует новая её отрасль – экологическая.

Использование геоинформационных систем позволяет оперативно получать информацию по запросу и отображать её на картооснове, оценивать состояние экосистемы и прогнозировать её развитие.

Возможности ГИС, применимые в экологии:

· ввод, накопление, хранение и обработка цифровой картографической и экологической информации,

· построение на основании полученных данных тематических карт, отражающих текущее состояние экосистемы,

· исследование динамики изменения экологической обстановки в пространстве и времени, построение графиков, таблиц, диаграмм,

· моделирование развития экологической ситуации в различных средах и исследование зависимости состояния экосистемы от метеоусловий, характеристик источников загрязнений, значений фоновых концентраций,

· получение комплексных оценок состояния объектов окружающей природной среды на основе разнородных данных.

Экологические проблемы часто требуют незамедлительных и адекватных действий, эффективность которых напрямую связана с оперативностью обработки и представленияинформации. При комплексном подходе, характерном для экологии, обычно приходится опиратьсяна обобщающие характеристики окружающей среды, вследствие чего, объемы даже минимальнодостаточной исходной информации, несомненно, должны быть большими. В противном случаеобоснованность действий и решений вряд ли может быть достигнута. Однако простого накопленияданных тоже, к сожалению, недостаточно. Эти данные должны быть легкодоступны,систематизированы в соответствии с потребностями. Хорошо, если есть возможность связать разнородные данные друг с другом, сравнить, проанализировать, просто просмотреть их в удобном инаглядном виде, например, создав на их основе необходимую таблицу, схему, чертеж, карту,диаграмму. Группировка данных в нужном виде, их надлежащее изображение, сопоставление ианализ целиком зависят от квалификации и эрудированности исследователя, выбранного им подходаинтерпретации накопленной информации. На этапе обработки и анализа собранных данныхсущественное, но отнюдь не первое, место занимает техническая оснащенность исследователя,включающая подходящие для решения поставленной задачи аппаратные средства и программноеобеспечение. В качестве последнего во всем мире все чаще применяется современная мощнаятехнология географических информационных систем.