Геоинформационные системы

Дмитрий Владимирович Курбатский старший преподаватель каф. ихтиологии и гидробиологии, научный сотрудник ЛМБ

Сайт GIS-Lab gis-lab.info - лучший русскоязычный сайт по ГИС и всему,

☹ Зачем это всё нужно изучать мне, студенту Биологического института???

Создание иллюстраций

И да, напоминаю…

Растр – картинка из маленьких квадратиков (пикселов).
Вектор – картинка

Блок 1

Что такое ГИС?
Зачем они нужны?

ГИС

географическая информационная система
предназначена для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных

Геоинформатика

наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации

ГИС

включают возможности
систем управления базами данных (СУБД)
редакторов растровой
и векторной графики
аналитических средств

Практические аспекты использования ГИС

философия и развитие
программное обеспечение
установка и настройка
особенности работы
программирование
взаимодействие с

Уровни ГИС

глобальные ГИС (global GIS)
субконтинентальные ГИС
национальные ГИС
региональные ГИС (regional GIS)
субрегиональные ГИС
локальные

КОТР Новосибирской области

По предметной области

городские или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS)
ГИС недропользователя
горно-геологические ГИС
природоохранные

Дубль-ГИС

Публичная кадастровая карта

Ответы ГИС

Что находится в…? (определяется место).
Где это находится? (пространственный анализ).
Что изменилось

Затопление местности

Применение

картография
геология
метеорология
землеустройство
экология
муниципальное управление
транспорт
экономика
оборона
и др.
а также..

Сведения о пожарах

ГИС в биологии, почвоведении, лесоведении и экологии

разумеется, применяется

Моделирование распространения видов

Моделирование распространения видов

MaxEnt

Краснокнижные виды животных Томской области

Генеральные направления перемещений шилохвости по территории Томской области

Аэрощуп

Оценка (картирование) загрязненности донных отложений;
комплексная очистка водоемов от нефти и нефтепродутов;
проведение

К кому обратиться?

Данил Сергеевич Воробёв
Андрей АнатольевичТрифонов

Подробнее – на каф. ихтиологии

Блок 2

Дистанционное зондирование Земли

Дистанционное зондирование Земли

ДЗЗ
наблюдение поверхности Земли авиационными и космическими средствами, оснащёнными различными

Аэрофотосъёмка

Ручная дешифровка

Характеристики ДЗЗ

по типу зондирования
активное
пассивное
по ширине
трассовые
панорамные
разрешение
пространственное
спектральное
радиометрическое
временное
подробнее: Константиновская Л. В. Дистанционные методы контроля

Космоснимки

Уровни обработки ДЗЗ

Уровень Описание
0 Данные, поступающие непосредственно от устройства, без служебных данных (синхронизационные

Ортотрансформация

Покрытие

Пространственное разрешение

Секретность в РФ – от 2 м/пикс. :(
(Зато можно 2.1

Радиометрическое разрешение

Временно́е разрешение

Спектральное разрешение

Спектральное разрешение

Спектральные каналы (bands):
1 – побережный или аэрозольный
2, 3, 4 –

каналы
7+5+1

видимый
диапазон

Устье Томи

ВКальбом:
Получение, обработка и интерпретация спутниковых снимков Landsat

Дешифровка ДЗЗ

растительность:
классификация типа культур
оценка состояния
мониторинг сельскохозяйственных культур
оценка ущерба
оценка урожайности

Дешифровка ДЗЗ

Дешифровка ДЗЗ

Статья «Выделение гнездовых местообитаний гаршнепа в большеземельской тундре по материалам

NDVI

Normalized Difference Vegetation Index
Нормализованный Относительный Индекс Растительности
NDVI = (NIR-VIS) / (NIR+VIS)

Блок 3

О форме Земли
или
Как правильно чистить картофель

Форма Земли и её приближения

шар
эллипсоид
геоид

1. Мировой океан
2. Земной эллипсоид
3.

Разница между геоидом и эллипсоидом

Системы координат

Координаты – угловые или линейные величины, определяющие положение точки на

Географическая СК

ГСК
неспроецированная
долгота
восточная и западная
+/-180°
от нулевого меридиана
широта
северная и южная
+/- 90°
от экватора
высота
в градусах,

Проекции

Географическая СК

Проективная СК

long, °

x, км

y, км

lat, °

Плоская СК

спроецированная, плоская, прямоугольная, декартовая
в любых единицах длины
бывает локальная (файловая)

Датум Datum

- набор параметров, используемых для смещения и трансформации референц-эллипсоида

Искажения при проецировании

искажения длин
искажения углов
искажения площадей
искажения форм

Типы проекций

Равноугольные проекции
Равновеликие (равноплощадные) проекции
Равнопромежуточные проекции
масштаб сохраняется вдоль определённых линий
Произвольные проекции

Виды проекций

цилиндрическая
проекция Меркатора
равноугольная

Движение по сфере

ортодромия локсодромия

Кратчайший путь между двумя точками на планете

Локсодрома: 7865.42 км
Ортодрома: 6797.94 км

Москва

Петропавловск-Камчатский

Калькулятор

Пример с углами

Искажения площадей

Почему Австралия – континент, а Гренландия – остров

Виды проекций

псевдоцилиндрическая

Виды проекций

коническая

Виды проекций

азимутальная

Виды проекций

стереографическая
равноугольная

Стереографическая проекция

Произвольные проекции

Произвольные проекции

Популярные проекции

UTM

Гаусса-Крюгера

Километровая сетка

Разграфка карт

Разграфка карт

Спутниковая навигация

GPS
ГлоНАСС

Как работает спутниковая навигация

Как работает спутниковая навигация

Как работает спутниковая навигация

Как работает спутниковая навигация

GPS

NAVSTAR
структура
спутники
наземное оборудование
пользовательское оборудование
24 (31) спутник, 6 орбит по 4 спутника
2 оборота

Блок 4

Форматы хранения данных, приложения для работы с ГИС и прочее

Объекты ГИС

растровые
грид
изображение (снимок)
векторные
точка
полилиния
полигон
правила топологии
объёмные
тин (триангуляционная сетка, TIN, triangulated irregular network)
символы и

Способы описания рельефа

точечный слой с атрибутом высоты (Z-value)
растр или грид
TIN

Грид (grid)

TIN (Triangulated irregular network)

Правила топологии

(Много их…)

Аппаратные требования

Процессор – важен
Оперативная память – очень важна
Видеокарта – практически не

Программное обеспечение

Комплексы
ESRI ArcGIS
ArcView
MapInfo Professional
GRASS
QuantumGIS (QGIS)
бесплатно, под Linux и Windows
рекомендуется для персонального

Google.Earth

Географические игры

GeoGuessr – угадай место высадки
SSeterra – страны, флаги, столицы и

SAS.Planet

Источники данных

космоснимки
сервисы Google и Яндекс
существенные лицензионные ограничения
сведено в RGB, нет спектральных

Landsat 8

мультиспектральный (11 каналов)
400..12500 нм + панхроматический
30 (15 м) / пикс.
свежий

Проблема с Landsat 7

Качественные снимки доступны до мая 2003 г.

Vmap0

Масштаб: 1:1000000 (в одном сантиметре - 10 километров)
Географический охват: глобальный
Дата публикации:

Vmap0

Границы субъектов
Границы государств
Вспомогательные слои (качество данных, разграфка и т.д.)
Рельеф и высоты
Гидросеть

OpenStreetMap

OpenStreetMap

Описание
Точки интереса
Железнодорожные, трамвайные пути и метро
Населенные пункты
Железнодорожные станции
Землепользование
Железнодорожные платформы
Дорожная сеть
Охраняемые природные

WorldClim

WorldClim

Сведения о погоде (вся планета)
средняя минимальная температура месяца
средняя максимальная температура месяца
суммарные

WorldClim

Переменные BIOCLIM
BIO1 = Annual Mean Temperature
BIO2 = Mean Diurnal Range (Mean

SRTM

Shuttle radar topographic mission (SRTM) - радарная топографическая съемка [рельеф]
до 60°

Единый государственный реестр почвенных ресурсов России

Единый государственный реестр почвенных ресурсов России

цифровая почвенная карта РФ масштаба 1 : 2 500 000

Единый государственный реестр почвенных ресурсов России

Поле Описание данных
POLIGON_ID Уникальный номер полигона почвенной карты
SOIL0_ID Индекс

Единый государственный реестр почвенных ресурсов России

SOIL1_ID Индекс 1 сопутствующей почвы (почвенный комплекс,