Данные гис что это
Зачем людям нужны ГИС-сервисы: координация беспилотников, 3D-цифровые копии рельефа и умные фермы
Геоинформационные системы упрощают жизнь — помимо ставших уже нормой навигатора и цифровых карт с информацией о зданиях, компаниях и дорогах, ГИС используют для создания экологических карт, мониторинга стройплощадок, логистики ритейла и коммуникации между беспилотными автомобилями. А в будущем ГИС появятся на опасных производствах, изменят иншуртех и сельское хозяйство. Спикеры конференции Университета Иннополис по геоинформационным технологиям в науке, бизнесе, городских сервисах и процессах управления регионами GIS Tech Russia рассказали, как ГИС-сервисы помогают человеку, что им мешает развиваться у нас, и какое место Россия занимаем на мировом рынке.
Читайте «Хайтек» в
Конференция GIS Tech Russia организована Университетом Иннополис и дочерней компанией вуза «ИнноГеоТех» при поддержке аналитического центра «Аэронет». В его задачи входят подготовка рыночной и технологической аналитики, разработка предложений по правовому и техническому регулированию новых рынков, развитие профессионального сообщества, содействие продвижению технологических товаров и услуг на глобальный рынок.
ГИС-сервисы в жизни людей сегодня
Виктор Рудой, директор департамента по привлечению контента и взаимодействию с сообществами RU&CIS компании HERE Technologies: «Люди пользуются ГИС-сервисами каждый день, хотя порой даже об этом не догадываются: заказывают еду, такси, ищут адрес того или иного объекта на карте, а без навигатора многие сейчас уже не представляют езду на автомобиле. Все эти примеры и являются иллюстрацией того, что такое ГИС-технологии и как они используются в нашем быту. Но это не все. Они часто помогают шире взглянуть на мир вокруг: мы можем оценить район, в котором живем, получить комплексную оценку инфраструктуры и составить экологические карты».
Геоинформационная система (географическая информационная система, ГИС) — система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о необходимых объектах. Также инструмент поиска, анализа и редактирования цифровой карты местности и информации об объектах.
Искандер Бариев, проректор, начальник управления проектной и научно-исследовательской деятельности Университета Иннополис: «Геоинформационные технологии — комплекс ИТ, отвечающих на любой вопрос в контексте местоположения, а именно — где. Где происходят незаконные вырубки, где не поставлены объекты на кадастровый учет, где открыть магазин, где могут возникнуть экологические проблемы. ГИС-технологии помогают общаться, быстро ориентироваться в пространстве и находить ответы на любые вопросы с позиции “где”.
За счет интеграции с мировыми ИТ-трендами — ИИ, big data, VR, дронами и роботами — геоинформационные технологии отходят от классического понимания карты и превращаются в многоцелевые решения, охватывая почти все сферы человеческой деятельности: от девелопмента до индустрии развлечений. Высокоточные 3D-модели территорий и VR-технологии активно используются архитекторами, дизайнерами и разработчиками игр».
ГИС-технологии — попытка смоделировать Землю, как можно точнее приближаясь к реальным характеристикам.
Алексей Кучейко, генеральный директор компании «Рискат»
Вадим Кузнецов, заместитель директора по инновациям компании «Финко»: «Наша компания оказывает услуги по беспилотному мониторингу нефте- и газопроводов. В России огромное количество этих труб, и они нуждаются в постоянном контроле. Кто-то может сделать врезку в трубу и воровать бензин, начать копать траншею в охранной зоне. Раз в неделю или в месяц, в зависимости от потребностей заказчика, мы летаем по всему маршруту. Над этим трудятся 50 бригад, в среднем у нас выходит 70 тыс. км налета в месяц. После полета данные обрабатываются специалистами-дешифровщиками. Но мы внедряем технологии обработки данных с помощью искусственных нейронных сетей, которые в автоматическом режиме находят автомобили, здания, и прочие нарушения. Обработка 2 тыс. фотографий занимает 25–30 минут, после чего отчет передается заказчику».
Иван Иванов, исполнительный директор BST Digital: «Информация поступает в ГИС-сервисы на основе данных мобильных операторов, которые по сигналам сотовой связи определяют, работаете вы в данном месте, живете или просто проезжаете мимо, ваш пол, возраст и доход.
С помощью GPS-сигналов приходят данные по объему пешеходного или автомобильного трафика и предпочтениям людей. Распознавание космических снимков дополняет традиционные источники данных по домохозяйствам, количеству магазинов, парковок и объектов притяжения трафика, вплоть до удаленных территорий. Данные ОФД (оператор фискальных данных — «Хайтек») сообщают, сколько люди тратят на разные категории продуктов и услуг в разных микрорайонах. ГИС-технологии на базе ИИ помогают бизнесу точно спрогнозировать выручку алгоритмами машинного обучения, определить, в каком конкретном здании в городе лучше всего открыть их магазин, ресторан, заправку или любую торговую точку, сколько точек всего оптимально открыть в районе и городе с учетом уже открытых точек в сети».
Артур Хасиятуллин, коммерческий директор компании Trace Air: «ГИС — карты в оцифрованном виде, которые помогают ориентироваться в пространстве. Чтобы эти данные попали на карту, используется много технологий: беспилотники, оцифровка изображений, создание 3D-цифровой копии территории.
Мы делаем 3D-цифровые копии территории для строительных компаний. По ним компании могут понять, какую работу они уже сделали, что еще предстоит сделать, что идет не так. Это можно посмотреть с любого гаджета удаленно. Благодаря такому контролю застройщики быстро исправляют ошибки и составляют план по дальнейшей работе, это сокращает издержки производства и сроки сдачи объектов».
ГИС-отрасль в России и в мире
Вадим Кузнецов: «На нашу работу серьезно влияет текущее законодательство по получению разрешений на полеты и рассекречиванию материалов аэрофотосъемки. Это проблема, так как мы не можем сразу отдать всю информацию заказчику, ее сначала проверяет Генштаб, что задерживает результат на месяц-два. Плюс перед съемками надо получить разрешение на использование воздушного пространства от управляющих органов. Из-за этого дорожает и усложняется весь процесс. В США с точки зрения законодательства использовать беспилотники намного легче».
Виктор Рудой: «Российская ГИС-отрасль не сильно отстает от зарубежной, но есть проблема с продвижением самой технологии для внутреннего рынка. Часто людям сложно объяснить, что такое ГИС, для чего необходимо ее внедрение в производственные процессы и какой экономический эффект от этого получит бизнес. При этом есть много примеров успешных отечественных ГИС-продуктов, востребованных за рубежом».
Искандер Бариев: «По оценкам Geospatial Industry Outlook & Readiness Index 2018 Edition, Россия входит в топ-20 стран с высокой готовностью внедрять и развивать геоинформационные технологии. В стране есть сильные научные школы и инфраструктура. Но мы отстаем от лидирующих стран Европы и Северной Америки. ГИС-технологии — наукоемкая отрасль, и на ее развитие и внедрение требуются значительные финансовые вложения.
По сравнению с мировым рынком, в России заметны глобальные тренды. Но это пока частные проявления, которые реализуются локально в регионах или для какой-то одной отрасли и даже одного сегмента потребителей. Сильные позиции наша страна занимает в развитии беспилотных летательных аппаратов и сервисов фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования Земли. Компания «Ракурс», входящая в консорциум масштабного проекта Университета Иннополис «Цифровая модель Республики Татарстан», работает в 80 странах мира. На мировом рынке лидерами являются Digital globe, Airbus и недавний стартап Planet, позволяющий получать данные о Земле в ежедневном режиме».
Для создания базы различных ГИС-проектов используются данные дистанционного зондирования Земли (ДДЗ). Измеряемой величиной в них является электромагнитная энергия, излучаемая исследуемым объектом.
Используется широкий диапазон излучений от 0,4 мкм до 30 м. В связи с этим используются различные средства съемки: фотографические, телевизионные, сканирующие и радиолокационные. Для ведения кадастровых банков данных практический интерес представляют изображения, которые регистрируются на фотопленке.
Наиболее совершенными технологиями фотограмметрической обработки материалов съемок в настоящее время являются аналитическая и цифровая.
Алексей Кучейко: «В России ГИС-отрасли мешает развиваться общая неразвитость малого и среднего бизнеса, из-за чего у нас нет конкуренции на рынке. Сегмент B2C в картографическом контенте развивается, но там фигурируют только крупные игроки, с которыми сложно соревноваться ГИС-стартапам. У нас огромная страна со сложным климатом, и мы только на шестом месте по числу спутников с аппаратной съемкой Земли.
Всю территорию России невозможно снять за целый год из-за больших размеров, снега и облаков, для полной картины приходится использовать архивные снимки. Далеко вперед в области геоинформационных систем ушли Япония и Сингапур, потому что это маленькие государства, контролировать территорию которых гораздо легче. Их, скорее всего, мы не сможем догнать по точности съемки всей страны».
Иван Иванов: «У нас есть свои технологии, у которых, как мне известно, нет полноценных зарубежных аналогов. Наша компания разработала BDM-платформу (business development management — «Хайтек») по развитию бизнеса, которая помогает сетевому ритейлу определять, в каких местах выгоднее открываться и за какие товары на данной точке люди готовы отдавать деньги. Весь процесс автоматизирован, информацию обрабатывают роботы».
Артур Хасиятуллин: «В России рынок ГИС-технологий созрел, мы не сильно отстаем от США, Китая и Европы. За рубежом больше компаний, у них больше опыта, технологии приживаются лучше — там уровень зрелости клиентов выше. У нас те области, которые можно было быстро оцифровать, уже диджитализировались. Но есть области-динозавры, которые в виду нашего менталитета, сложности процессов и погодных условий сложно перевести в цифровой вид. Одна из таких областей — строительство. Нам приходится лично ездить на все стройки, чтобы посмотреть, как работает компания и чем конкретно ей сейчас можно помочь. Людей приходится приучать к новым технологиям».
ГИС-отрасль в будущем
Вадим Кузнецов: «В будущем планируется сделать беспилотные аппараты абсолютно беспилотными, потому что сейчас в их запуске все равно участвуют два оператора. Мы работаем над системой, которая обеспечивает автоматические взлет и посадку, и в дальнейшем в составлении полетных заданий будет активно использоваться ИИ».
Виктор Рудой: «Сейчас много говорят про технологии автономного вождения автомобилей. Мы считаем, что в основе беспилотного транспорта должна лежать высокоточная карта, получаемая из облака. Это поможет автомобилю видеть, что происходит за 100, 200, 500, 1 000 м от него, и делиться информацией с другими участниками дорожного движения. Автомобили научатся общаться друг с другом, смогут предупреждать об опасностях на дорогах и на основе этого планировать свое поведение. Это снизит уровень ДТП и пробок, загрязнение воздуха, в целом повысит безопасность.
Основные вызовы, которые стоят перед индустрией геолокации сегодня, — возможность объединения данных из самых разных источников информации и своевременное обновление карты. Именно для этого нам нужно научиться работать с big data.
Одним из интересных вариантов применения ГИС-технологий в будущем может стать рынок страхования. Страховые компании могут отслеживать поведение водителей на дорогах и в зависимости от полученной информации оценить стоимость предоставляемых услуг. Например, если человек склонен к агрессивному типу вождения, то стоимость страховки вырастет. Что касается медицинского страхования, то можно оценивать условия проживания и работы человека, исследовать карту распространенных заболеваний».
Искандер Бариев: «Сегодня мы находимся на стадии трансформации рынка ГИС и ДЗЗ, в точке перехода к новым бизнес-моделям и ориентации на иные задачи. Глобально можно выделить тренды на автоматизацию обработки и анализа геоданных, на дальнейшую интеграцию ГИС-технологий с другими решениями для бизнес-анализа, обороны и безопасности, маркетинга, беспилотного транспорта, где сервис выступает подсистемой. И развитие облачных технологий, переход к моделям, предлагающим пользователям самим выбрать необходимый набор решений, — потребитель выбирает только нужную ему технологию в нужное ему время».
Алексей Кучейко: «В будущем мы перейдем от работы с одиночными снимками к работе с покрытиями. Тогда заказчикам покупать надо будет не снимок, а доступ к базам. Также развивается технология глубокой переработки данных, когда можно оценить глубину водоемов, спрогнозировать урожайность на основе информации с полей и отправить дроны поливать пересохшие участки, дав команду с планшета или телефона. Эту технологию еще можно использовать в судоходстве, отслеживая нелегальные судна на территории, следить за месторождениями и свалками. Глубокая переработка данных даст полное администрирование территорий».
Иван Иванов: «Для ритейлеров мы видим развитие сервиса в части наполнения точек наилучшим ассортиментом по оптимальным ценам с учетом местных конкурентов и профиля локального спроса. Например, мангалы лучше продаются рядом с парками или по дороге на дачу. Если вы продуктовый супермаркет, а рядом с вами открылся магазин фермерского молока, нужно учесть это при планировании ассортимента по молочным продуктам и в ценовой политике».
Артур Хасиятуллин: «Мы видим несколько путей развития ГИС-отрасли в будущем. Геотрекинг людей, чтобы работодатель на опасном производстве видел, где находятся его работники, в каком они сейчас физическом состоянии. В этом помогут умные каски с GPS-датчиками. Вторая тема, над которой мы работаем, — беспилотная строительная техника. Человеку нужно просто дать задание технике с планшета, например, вырыть яму за два дня, и на этом его роль будет заканчиваться. Еще в перспективе использование в ГИС-отрасли ИИ для работы с большими массивами данных. Он будет предлагать самые дешевые и оптимальные решения для строительства, например, прокладывать маршруты для дорог. В итоге мы видим появление маркетплейсов в ГИС-отрасли для строительства, где мы сможем ввести данные объекта, который нам нужен, собрать его как конструктор и запустить это все в работу. Система сама подберет участок и поставщиков».
Геоинформационная система
Геоинформационные системы (также ГИС — географическая информационная система) — системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Другими словами, это инструменты, позволяющие пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например высоту здания, адрес, количество жильцов.
Каталог ГИС-систем и проектов доступен на TAdviser
Содержание
По территориальному охвату различают глобальные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС (local GIS).
ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), природоохранные ГИС (environmental GIS) Шаблон:Nobr; среди них особое наименование, как особо широко распространённые, получили земельные информационные системы. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.
Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale representation), обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС (spatio-temporal GIS) оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов (GIS project), создание ГИС в широком смысле слова, включает этапы: предпроектных исследований (feasibility study), в том числе изучение требований пользователя (user requirements) и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения «затраты/прибыль» (costs/benefits); системное проектирование ГИС (GIS designing), включая стадию пилот-проекта (pilot-project), разработку ГИС (GIS development); её тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке (test area), прототипирование, или создание опытного образца, или прототипа (prototype); внедрение ГИС (GIS implementation); эксплуатацию и использование. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.
Задачи ГИС
Возможности ГИС
ГИС включают в себя возможности СУБД, редакторов растровой и векторной графики и аналитических средств и применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, транспорте, экономике, обороне. ГИС позволяют решать широкий спектр задач — будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.
Классификация ГИС
По территориальному охвату:
По уровню управления:
По предметной области:
Если помимо функциональных возможностей ГИС в системе присутствуют возможности цифровой обработки изображений, то такие системы называются интегрированными ГИС (ИГИС). Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов, обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС оперируют пространственно-временными данными.
Области применения ГИС
Сельское хозяйство
Перевозки и логистика
Перемещение людей и вещей часто сопряжено с огромными логистическими трудностями. Представьте себе больницу, которая хочет предоставить своим пациентам в определенное время лучший и самый быстрый маршрут до дома, или орган местного самоуправления, который хочет организовать оптимальные маршруты автобусов и скоростных трамваев, или производителя, который хочет как можно эффективнее и экономичнее доставлять свои продукты, или нефтяную компанию, которая планирует прокладку трубопроводов. В каждом из этих случаев для принятия бизнес-решений на основе полной информации необходим анализ данных о местополождении.
Энергетика
В разведке запасов энергоносителей для определения экономической целесообразности добычи в той или иной местности используются спутниковые фотографии, геологические карты поверхности земли и дистанционное зондирование пластов. Энергетические компании используют огромный объем географических данных, поскольку промышленные сенсоры сейчас устанавливаются везде: лазерные сенсоры на самолетах, датчики на поверхности земли при бурении скважин, мониторы трубопроводов и т. д. Картографирование и пространственный анализ дают необходимые знания для принятия решений с соблюдением требований регуляторов о выборе площадок и локализации ресурсов.
Розничная торговля
В связи с тем, что потребители все шире используют смартфоны и носимые устройства, традиционные продавцы могут использовать геопространственную технологию для получения более полной картины поведения покупателей в прошлом и настоящем. Потому что геопространственные данные не сводятся к определению местоположения, а охватывают связанные с этим положением данные, такие как демографические характеристики покупателей или информацию о том, где в магазине люди проводят больше всего времени. Все эти данные можно использовать при выборе места для магазина, определении набора товаров и их размещении и т. д.
Оборона и разведка
Геопространственная технология изменила военные и разведывательные операции в любой части мира, где размещены воинские контингенты. Командование, аналитики и другие специалисты нуждаются в точных данных ГИС для решения своих задач. ГИС помогает оценивать ситуацию (создает полное визуальное представление тактической информации), проводить операции на суше (показывает условия местности, высоты, маршруты, растительный покров, объекты и населенные пункты), в воздухе (передает данные о погоде и видимости пилотам; направляет войска и снабжение, дает целеуказание) и на море (показывает течения, высоту волн, приливы и погоду).
Федеральное правительство
Своевременная и точная геопространственная разведка имеет важнейшее значение для принятия решений федеральными агентствами, которые отвечают за охрану и безопасность, инфраструктуру, управление ресурсами и качество жизни. ГИС позволяет организовать охрану и безопасность с операционной поддержкой, координировать оборону, реагирование на природные катастрофы, действия правоохранительных органов, органов национальной безопасности и экстренных служб. Что касается инфраструктуры, то ГИС помогает управлять ресурсами и активами, предназначенными для автомагистралей, портов, общественного транспорта и аэропортов. Федеральные агентства также используют ГИС для лучшего понимания актуальных и исторических данных, необходимых для управления сельским и лесным хозяйством, горнодобывающей промышленностью, водными и другими природными ресурсами.
Местные органы власти
Местные органы ежедневно принимают решения, напрямую затрагивающие жителей и приезжих. Начиная с ремонта дорог и коммунальных услуг и заканчивая оценкой стоимости земли и развитием территорий — везде картографические приложения применяются для анализа и интерпретации данных ГИС. Кроме того, население и ландшафт городов и поселков может сильно измениться за сравнительно короткое время. Чтобы адаптироваться к этим изменениям и обеспечить людям тот уровень обслуживания, которого они ожидают, местные органы власти широко применяют современную технологию ГИС для наблюдения за дорожным движением и дорожными условиями, качеством окружающей среды, распространением заболеваний, распределением предприятий коммунального хозяйства (например, электро- и водоснабжения и канализации), для управления парками и другими общественными участками земли, а также для выдачи разрешений на создание кемпингов, на охоту, рыбалку и т. д.
Структура ГИС
ГИС-система включает в себя пять ключевых составляющих:
История ГИС
Пионерский период (поздние 1950е — ранние 1970е гг.)
Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы.
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:
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.
Структура ГИС
Вопросы на которые может ответить ГИС
ГИС в России
Наибольшее распространение в России имеют программные продукты ArcGIS и ArcView компании ESRI, семейство продуктов GeoMedia корпорации Intergraph и MapInfo Professional компании Pitney Bowes MapInfo.Шаблон:Источник?
Используются также другие программные продукты отечественной и зарубежной разработки: Bentley’s MicroStation, IndorGIS, STAR-APIC, Zulu, ДубльГИС и пр.