Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Применение ГИС для создания земельно-информационной системы (ЗИС)





Земельно-информационные системы предназначаются для сбора и обобщения (интеграции) правовых, пространственных, социально-экономических данных, представляющих поток информации, необходимый для эффективного управления, планирования и принятия решений в развитии районов.

Примерами применения таких систем являются проблемы использования ресурсов для производства сельскохозяйственной продукции, развития городского, сельского и поселкового строительства. Эти системы используются для отображения и анализа земельного рынка и правового положения земель Изучения экологического состояния почв на предмет их загрязнения радиоактивными, химическими и другими веществами. В задачи, решаемые с помощью земельно-информационных систем, входят рациональное использование лесных и водных ресурсов, регулирование плотности урбанизации территорий, планирование развития промышленного производства.

Рассмотрим модель, структуру и технологию создания ЗИС.

а) Модель ЗИС

К настоящему времени Хрисманом, Ньюменом (1985) [11] предложена следующая модель земельно-информационной системы: определенная организация имеет разрешение на сбор данных определенного вида в виде одного информационного слоя (оверлея). При этом она полностью несет ответственность за информацию этого слоя. Соответствующее математическое обеспечение устанавливает связь между этими отдельными слоями. Характерной чертой этой модели является полная децентрализация сбора данных. Уровень децентрализации зависит от числа информационных слоев, закрепленных за конкретной организацией или ведомством по сбору информации.

Баланс между централизацией и децентрализацией сбора информации устанавливается в каждой стране по-разному. Например, пусть в условиях страны все основные топографо-геодезические и земельно-информационные работы проводятся некоторым комитетом или агентством (министерством, управлением и т.д.) по земельным ресурсам, геодезии и картографии. Поэтому основную часть работы по созданию земельно-информационной системы должен выполнять названный комитет. Он является и основным пользователем ЗИС. Кроме названного комитета пользователем земельно-информационной системы являются другие ведомства: строительства и архитектуры, сельского хозяйства и продовольствия, транспорта, обороны, внутренних дел, авиации и др.



б) Структура ЗИС

Земельно-информационная система состоит из двух компонентов.

1. Текстовая земельно-ресурсная информация, собираемая различными регистраторами. Она включается в земельно-ресурсную базу данных.

2. Пространственная земельно-ресурсная информация в виде географических баз данных. Связь этих двух компонентов информации осуществляется для элементарного участка земли (парцеля).

Географические базы данных включают следующие слои информации:

- населенные пункты;

- дороги;

- растительность;

- гидрография;

- границы;

- геодезические опорные пункты;

- картографическая основа;

- рельеф (гипсография);

- кадастровые данные;

- пункты локальных геодезических построений.

. При пользовании земельно-информационной системой должны соблюдаться следующие правила.

1. Кроме названных слоев информации могут быть и другие (геологические, коммунального хозяйства и др.). Но соответствующие ведомства должны вести ответственность за создание и поддержку этих слоев.

2. Все ведомства должны информировать земельно-информационный центр (комитет) о всех изменениях в топографическом и пользовательском отношении. При этом вносятся соответствующие изменения в центральной базе данных.

3. Соответственно и обратно – центр должен информировать ведомства об изменениях в центральной базе данных, с тем чтобы привести в соответствие ведомственные базы данных.

4. Процедуры обмена данными между центром и ведомствами должны быть таким образом стандартизированы, чтобы обеспечивать эффективный обмен данными.

5. Для обмена данными следует развивать локальные сети, которые в последующем монтируются в единую глобальную сеть.

6. Стоимость ведения земельно-информационной системы должна распределяться по заинтересованным ведомствам в соответствии с объемом представляемой ими информации в центральную базу данных.

в)Технология создания ЗИС

Технология создания земельно-информационных систем включает следующие этапы:

- определение потребностей пользователя в системе;

- организация центрального координируещего органа по созданию системы;

- проектирование системы;

- обучение обслуживающего персонала;

- запуск системы в эксплуатацию.

Определение потребностей пользователя в системе включает оценку и анализ требований, определение потенциальных пользователей, постановку целей, которым служит система и определение возможностей ее интеграции в единое целое. Результат такого изучения является основой для проектирования системы.

Центральный координирующий орган необходим для определения национальной политики и стратегии развития ЗИС с учетом развития подсистем отдельных заинтересованных ведомств. Такой орган должен выработать программу и методические указания по проектированию системы, по ее запуску в эксплуатацию, планированию работы, исследованию, обучению персонала, финансированию.

Специальное бюро при этом органе должно быть администратором системы, включающим представительство различных пользователей. Такой администратор является связующим звеном между соответствующими подсистемами.

Специальное бюро должно состоять из нескольких групп: проектирования системы, разработки баз данных, обучения персонала и др. Эти группы должны готовить информацию по проблемам развития ЗИС, их возможностям и представлять соответствующие рекомендации. На основе такой информации координирующий орган разрабатывает национальную политику развития ГИС. Все группы работают под руководством координирующего органа, а бюро лишь направляет их работу, обобщает информацию групп в виде отчетов для представления в координирующий орган. Обязанностью групп является учет потребностей различных пользователей при создании системы.

Группа проектирования системы заботится о создании гибкой системы, включающей новых пользователей. Ею развивается план аппаратного и программного обеспечения системы, ее установки, составление календарного графика решения различных задач.

Обучение персонала осуществляется с помощью специальных пакетов и стационарно. Для пользователей, уже знающих работу с подобными системами, достаточно использование обучающих пакетов. Для недоподготовленных пользователей необходима планомерная стационарная подготовка для изучения работы компьютера, аппаратного и программного обеспечения на всех стадиях работы ЗИС.

Ввод системы в эксплуатацию включает три этапа:

1. Ввод подсистемы центрального ведомства, ведущего работы по созданию ЗИС. Названная подсистема обеспечивает это ведомство аппаратурой, штатом и программными средствами, необходимыми для приобретения данных и создания баз данных.

При запуске центральной подсистемы группа проектирования должна гарантировать ее совместимость с системами, созданными в других ведомствах. Это необходимо для их интеграции в дальнейшем. Центральная подсистема должна быть введена в эксплуатацию самой первой, так как центральное ведомство является единственным источником топографо-геодезического обеспечения всей страны.

2. Ввод в эксплуатацию подсистем, разрабатываемых другими ведомствами.

Группа проектирования систем и группа разработки баз данных несут ответственность за совместимость этих подсистем между собой и с центральной подсистемой. При этом должно исключаться дублирование данных и должна обеспечиваться возможность интеграции этих систем в дальнейшем.

3. Интеграция различных подсистем в общую систему.

Интеграция осуществляется в двух уровнях: на уровне данных и на уровне аппаратного обеспечения.

На уровне данных интеграция включает стандартизацию картографической проекции, регистрацию координат, стандартизацию кодирования различных данных.

На аппаратном уровне интеграция включает совместимые аппаратные и программные средства, стандартные формы данных для обмена ими.

Приоритетной является интеграция на уровне данных, так как на ее основе осуществляется комбинирование и совмещение данных и на больших пространствах. Интеграцию системы осуществляют группы проектирования и разработки баз данных.

 

Качество ГИС

К настоящему времени установлено, что аппаратные средства, программные средства и данные различаются как по стоимости, соответствию требованиям потребителей, сроку годности и актуальности.

Срок годности и актуальность понятия однотипны. Срок годности более подходит для характеристики аппаратных и программных средств, а актуальность характеризует данные. Этим понятием определяется соответствие (адекватность) данных моделируемой предметной области.

Установлено, что стоимость аппаратных средств составляет 25% стоимости ГИС, программных средств – 10%, а данных – 65%.

Цикл необходимой и достаточной годности аппаратных средств составляет 2 года, программных – 4 года, а цикл необходимой и достаточной информативности данных т.е. срок их актуальности составляет 10 лет.

Из такого соотношения следует вывод, что к качеству данных следует предъявлять наибольшие требования. Вопрос оценки качества данных ГИС является актуальным как по выработке методики такой оценки так и по охвату всех данных.

К мероприятию по управлению качеством ГИС можно отнести следующее.

1. Определение свойств отдельных компонентов ГИС.

2. При выполнении определенных этапов ГИС должен осуществляться системный контроль качества.

3. Разработчик ГИС должен подвергаться контролю в отношении качества продукции проведением ее сертификации.

4. Пользователь должен составлять каталог требований, которым должна удовлетворять ГИС.

5. Степень соответствия свойств компонентов и требований к ним устанавливается пользователем и разработчиком ГИС.

Качество данных ГИС определяется следующими факторами:

- соответствием модели предметной области (адекватность модели);

- точностью геометрических параметров модели предметной области (геометрическая точность);

- правильностью атрибутов семантической информации.

Рассмотрим эти факторы.

Адекватность модели

Геоинформационная система является цифровой моделью предметной области, которая обеспечивает качество ответов по всем запросам данной предметной области. Если ранее необходимая информация снималась с планов, карт, снимков, то в среде ГИС она получается по определенным алгоритмам. При этом неизбежны определенные ограничения формирования запросов.

Предметная область представляет собой трехмерное пространство. Оно может быть выражено исполнителем в виде плоскости, на которой размещены различные объекты. Эти объекты характеризуются местоположением, вытянутостью, значением, свойствами. Они могут перекрываться и проникать друг в друга. Искусственные объекты характеризуются четкими границами, естественные – нечетными. В связи с этим при разработке модели должны приниматься в расчет следующие факторы.

1. В начале создания модели необходимо определить запросные связи в виде каталога. При этом модель должна быть такой, чтобы в будущем ее можно было изменить (модифицировать) для новых запросов.

2. Структура модели должна наиболее полно отражать объективную реальность. К настоящему времени в основу положена двухмерная пространственная модель, в которой третье измерение – высота – выступает в качестве атрибута. Исходя из такой структуры необходимо оценивать качество ГИС.

3. Разрешающая способность модели определяется ее масштабами. Связанный с масштабом процесс генерализации определяет точность ГИС.

Геометрическая точность

В данном случае понимается точность положения граничных точек объектов. Она может описываться различными характеристиками: средней квадратической ошибкой общего положения, средними квадратическими ошибками по осям X и Y и др.

Для характеристики точности определения границы применяется интервальное оценивание. В образном выражении граница может быть представлена в виде двух линий, ограничивающих доверительную полосу, в которой находится истинное положение границы.

В соответствии с предложениями Барроу неопределенность информации, как мера качества ГИС пропорциональна площади, занятой линиями на карте, ограничивающими объект местности. Например, если линиями карты определенного масштаба занято 10% площади места, то неопределенность преобразованной в цифровую форму информации (дигитализированной информации) составляет 10%.

Правильность атрибутов

В растровой модели данных, построенной на основе аэрофотоснимков и данных дистанционного зонирования оценки правильности атрибутов, соответствующих участках (ареалам) одного цвета или фона осуществляется по результатам полевых обследований.

В векторной модели различают два подхода оценки атрибутов. В первом случае ограничивается полигон и ему присваивается конкретный атрибут или атрибуты. Во втором случае имеется каталог атрибутов. И по определенным признакам – тону, цвету, текстуре и т.д. создается полигон, которому в соответствии с определенным признаком присущ определенный атрибут.

Первый случай характерен для земельных участков, административных единиц и т.д., второй – для растительного покрова, типа почв. Если первый случай характеризуется лишь геометрической точностью, то во втором имеется два вида ошибок.

Первый вид ошибок заключается в том, что неверно может быть определен атрибут. Значения сравнения с объектами местности могут быть ложь или истина.

Второй вид ошибок связан с тем, что граница между двумя атрибутами в информационной системе не соответствует границе, определенной на местности. Это вызывается тем, что между двумя объектами не существует четкой границы. В этом случае значение атрибута каждого объекта может быть лишь частично неверным.

Для оценки точности правильности атрибута строится информационная матрица

В ней вероятность того, что n-му участку соответствует атрибут с номером m. Эти вероятности определяются опытным путем. Если атрибуты безошибочно, то приведенная матрица будет единичной. Если же имелись ошибки, вызванные размытостью границ, то матрица на примере трех атрибутов и трех участков будет иметь примерно такой вид

0,87 0,12 0,01

0,12 0,78 0,10

0,01 0,10 0,89

В этой матрице свидетельствует о том, что в информационной системе 12% точек первого атрибута находятся на втором участке. В идеальном случае эта матрица должна быть единичной.

1 0 0

0 1 0

0 0 1

Атрибуты могут вычисляться. Например, если принять высоты в качестве атрибутов, то их средние квадратические ошибки можно определить используя теорию ошибок.

Для оценки параметров качества ГИС применяется метод сравнения наличных данных с данными более высокой точности.

При этом изготавливается пробный чертеж, который сравнивается с создаваемой картой. В результате исправляются различные недостатки: разрывы линий, незамкнутость полигонов ошибочные атрибуты.

Полученные в результате такой обработки оценки характеристик качества включаются в качестве данных, описывающих точность базовых данных.

 

Контрольные вопросы

 

1.Приведите структуру ГИС для земельного кадастра.

2.Как применяются ГИС для создания ЗИС?

3. Определите понятие управления качеством ГИС.

4. Какими факторами определяется качество ГИС?

 

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2019 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.