для чего используется гис
Геоинформационные системы (ГИС)
ГИС используют для решения научных и прикладных задач инфраструктурного проектирования, городского и регионального планирования, рацион
ГИС появились в 1960 гг при появлении технологий обработки информации в СУБД и визуализации графических данных в САПР, автоматизированного производства карт, управления сетями.
Назначение ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), такими как инвентаризация ресурсов, управление и планирование, поддержка принятия решений.
Этапы создания ГИС:
предпроектные исследования, в тч изучение требований пользователя и функциональные возможности используемого ПО,
технико-экономическое обоснование (ТЭО)
системное проектирование ГИС, включая стадию пилот-проекта, разработку ГИС;
тестирование ГИС на небольшом территориальном фрагменте или тестовом участке или создание опытного образца,
эксплуатация и обслуживание ГИС.
Источники данных для создания ГИС:
данные дистанционного зондирования (ДДЗ): в тч, получаемые с космических аппаратов и спутников материалы, Изображения получают и передают на Землю с носителей съемочной аппаратуры, размещенных на разных орбитах. Полученные снимки отличаются разным уровнем обзорности и детальности отображения объектов природной среды в нескольких диапазонах спектра (видимый и ближний инфракрасный, тепловой инфракрасный и радиодиапазон), что позволяет решать широкий спектр экологических задач. К методам дистанционного зондирования относятся также аэро- и наземные съемки, и другие неконтактные методы, например гидроакустические съемки рельефа морского дна. Материалы таких съемок обеспечивают получение как количественной, так и качественной информации о различных объектах природной среды;
результаты геодезических измерений на местности, выполняемые нивелирами, теодолитами, электронными тахеометрами, GPS приемниками и др;
данные государственных статистических служб по самым разным отраслям народного хозяйства, а также данные стационарных измерительных постов наблюдений (гидрологические и метеорологические данные, сведения о загрязнении окружающей среды и пр).
литературные данные (справочные издания, книги, монографии и статьи, содержащие разнообразные сведения по отдельным типам географических объектов). В ГИС редко используется только один вид данных, чаще всего это сочетание разнообразных данных на какую-либо территорию.
Эффективное использование ГИС для решения разнообразных пространственно-локализованных задач требует от пользователя достаточного объема знаний о геодезических системах координат, картографических проекциях и других элементах математической основы карт ГИС, знаний о методах получения по карте различной информации, математических и других методов использования этой информации для решения пространственно-локализованных задач ГИС.
Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.
Данные, собираемые в геоинформатике, выделяют в особый класс данных, называемых геоданными.
Геоданные описывают объекты через их положение в пространстве непосредственно (например, координатами) или косвенно (например, связями).
В целом следует выделить следующие технологии сбора данных в геоинформатике:
воздушная съемка, которая включает аэросъемку, съемку с мининосителей;
глобальная система позиционирования (GPS);
космическая съемка, которая является одним из важнейших источников данных для ГИС при проведении природоресурсных исследований, экологического мониторинга, оценки сельскохозяйственных и лесных угодий и т. д.;
карты или картографическая информация, которая является основой построения цифровых моделей ГИС;
данные, поступающие через всемирную сеть Internet;
наземная фотограмметрическая съемка служит источником информации для ГИС при анализе городских ситуаций, экологического мониторинга за деформацией и осадками;
цифровая фотограмметрическая съемка основана на использовании цифровых фотограмметрических камер, которые позволяют выводить информацию в цифровом виде непосредственно на компьютер;
видеосъемка, как источник данных для ГИС, используется в основном для целей мониторинга;
документы, включая архивные таблицы и каталоги координат, служат основным источником данных для ввода в ГИС так называемой предметной или тематической информации, к которой относятся экономические, статистические, социологические и другие виды данных;
геодезические методы (автоматизированные и не автоматизированные) используются для уточнения координатных данных,
источником данных для ГИС являются также результаты обработки в других ГИС;
фотографии, рисунки, чертежи, схемы, видеоизображения и звуки;
статистические таблицы и текстовые описания, технические данные;
почтовые адреса, телефонные книги и справочники;
геодезические, экологические и любые другие сведения.
ГИС используют для решения научных и прикладных задач инфраструктурного проектирования, городского и регионального планирования, рационального использования природных ресурсов, мониторинга экологических ситуаций, принятия оперативных мер в условиях ЧС и тд.
ГИС классифицируются по следующим признакам:
1. По функциональным возможностям:
полнофункциональные ГИС общего назначения;
специализированные ГИС, ориентированные на решение конкретной задачи в какой либо предметной области;
информационно-справочные системы для домашнего и информационно-справочного пользования. Функциональные возможности ГИС определяются также архитектурным принципом их построения:
2.По пространственному (территориальному) охвату ГИС подразделяются на глобальные (планетарные), общенациональные, региональные, локальные (в том числе муниципальные).
Структура ГИС включает комплекс технических средств (КТС) и программное обеспечение (ПО), информационное обеспечение (ИО).
Рабочая станция используется для управления работой ГИС и выполнения процессов обработки данных, основанных на вычислительных и логических операциях.
Ввод данных реализуется с помощью разных технических средств и методов: непосредственно с клавиатуры, с помощью дигитайзера или сканера, через внешние компьютерные системы. Пространственные данные могут быть получены с электронных геодезических приборов, с помощью дигитайзера или сканера, либо с использованием фотограмметрических приборов.
Базовое ПО включает операционные системы (ОС), программные среды, сетевое программное обеспечение, системы управления базами данных, и модули управления средствами ввода и вывода данных, систему визуализации данных и модули для выполнения пространственного анализа.
Многослойная организация электронной карты, при наличии гибкого механизма управления слоями, позволяет объединить и отобразить гораздо большее количество информации, чем на обычной карте.
Информация, представленная в виде отдельных слоев, и их совместный анализ в разных комбинациях позволяет получать дополнительную информацию в виде производных слоев с их картографическим отображением (в виде изолинейных карт, совмещенных карт различных показателей и тд).
ГИС-технология объединяет разрозненные данные в единый вид, что упрощает принятие управленческих решений информационного обеспечения на различных уровнях планирования и получать, анализировать и принимать решения в науке, управлении хозяйствовании.
Рынок ГИС, отличающихся по функциональным возможностям, требованиям к КТС, ПО и ИО, довольно развит.
Государственные информационные системы (ГИСы): практические вопросы защиты информации
Взаимодействие с государством активно переводится в интернет. Это не только упрощает многие процессы, но и накладывает определенную ответственность на пользователей, так как большинство государственных информационных систем обрабатывает персональные данные.
Защита ГИС — не равно защите персональных данных
В РФ существует порядка 100 государственных информационных систем, они подразделяются на федеральные и региональные. Организация, работающая с какой-либо из этих систем, обязана выполнять требования к защите данных, которые в ней обрабатываются. В зависимости от классификации, к разным информационным системам предъявляются разные требования, за несоблюдение которых применяются санкции — от штрафа до более серьезных мер.
Работа всех информационных систем в РФ определяется Федеральным законом от 27.07.2006 № 149-ФЗ (ред. от 21.07.2014) «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» (27 июля 2006 г.). В статье 14 этого закона дается подробное описание ГИСов. К операторам государственных ИС, в которых ведется обработка информации ограниченного доступа (не содержащей сведений, составляющих государственную тайну), предъявляются требования, изложенные в Приказе ФСТЭК России от 11 февраля 2013 г. № 17 «Об утверждении требований о защите информации, не составляющей государственную тайну, содержащейся в государственных информационных системах».
Напомним, что оператор — гражданин или юридическое лицо, осуществляющие деятельность по эксплуатации информационной системы, в том числе по обработке информации, содержащейся в ее базах данных.
Если организация подключена к государственной информационной системе, то приказ ФСТЭК № 17 обязывает аттестовать систему, а для защиты информации должны применяться только сертифицированные средства защиты информации (имеющие действующие сертификаты ФСТЭК или ФСБ).
Нередки случаи, когда оператор информационной системы ошибочно относит ее к ГИСам, в то время как она таковой не является. В итоге к системе применяются избыточные меры по защите. Например, если по ошибке оператор информационной системы персональных данных классифицировал ее как государственную, ему придется выполнить более жесткие требования к безопасности обрабатываемой информации, чем того требует закон. Тем временем требования к защите информационных систем персональных данных, которые регулирует приказ ФСТЭК № 21, менее жесткие и не обязывают аттестовать систему.
На практике не всегда понятно, является ли система, к которой необходимо подключиться, государственной, и, следовательно, какие меры по построению защиты информации необходимо предпринять. Тем не менее план проверок контролирующих органов растет, планомерно увеличиваются штрафы.
Как отличить ГИС от неГИС
Государственная информационная система создается, когда необходимо обеспечить:
Понять, что информационная система относится к государственной, можно, используя следующий алгоритм:
Если система подразумевает обмен информацией между госорганами, она также с высокой долей вероятности будет государственной (например, система межведомственного электронного документооборота).
Защитить информацию в ГИС и провести аттестацию помогут специалисты
Контур-Безопасность.
Это ГИС. Что делать?
Приказ ФСТЭК 17 предписывает проведение следующих мероприятий по защите информации к операторам ГИС:
Организации, которые подключены к государственным информационным системам, должны выполнить следующие действия:
1. Провести классификацию ИС и определить угрозы безопасности.
Классификация ИС проводится в соответствии с пунктом 14.2 17 приказа ФСТЭК.
Угрозы безопасности информации определяются по результатам
2. Сформировать требования к системе обработки информации.
Требования к системе должны содержать:
3. Разработать систему защиты информации информационной системы.
Для этого необходимо провести:
4. Провести внедрение системы защиты информации информационной системы, а именно:
5. Аттестовать ИСПДн:
Олег Нечеухин, эксперт по защите информационных систем, «Контур-Безопасность»
Не пропустите новые публикации
Подпишитесь на рассылку, и мы поможем вам разобраться в требованиях законодательства, подскажем, что делать в спорных ситуациях, и научим больше зарабатывать.
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.
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».
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».