Лекции по "Информатика и ГИС в экологии и природопользовании"

Перечень вопросов к государственному экзамену по направлению 05.03.06 «Экология и природопользование»

БАЗОВАЯ ЧАСТЬ

Информатика и ГИС в экологии и природопользовании

1. Концептуальные модели представления пространственной информации в ГИС.

Для интерпретации и анализа объектов, процессов и явлений на земной поверхности в ГИС используют три концептуальных модели представления пространственной информации, которые отражают разные свойства реальности:

1.        Объектно-ориентированная модель

2.        Сетевая модель

3.        Модель географических полей.

Эти модели тесно связаны с традиционными моделями, применяемыми в картографии для анализа и визуализации географических данных и информации.

1. Объектно-ориентированная модель представляет реальность дискретно в виде отдельных объектов, покрывающих все пространство, без пробелов (объектно-ориентированное представление).

Эта модель подчеркивает индивидуальность явлений. Размеры и форма объектов определяются их происхождением (почвенный или растительный покров, ландшафты и т.п.) и степенью генерализации в заданном масштабе исследования. Границы объектов фиксируют смену их свойств. В пределах одного объекта свойства следует считать постоянными.

В таких моделях возникает проблема определения положения границ: для антропогенных и некоторых природных объектов они определяются четко, для большинства же природных объектов они нечетки и часто отражают постепенный переход от одного объекта к другому. Некоторых границ в природе не существует, например, административных.

Для объектно-ориентированной модели существует два главных топологических правила: объекты не должны накладываться друг на друга и не должны иметь пробелов.

Примеры: почвенная карта, ландшафтная карта, карта растительности – любая карта, где объекты представлены в виде полигонов.

2. Сетевая модель отображает географические объекты в линейно-узловом или сетевом виде, когда важно отображение связей между ними или путей перемещения в пространстве вещества и энергии.

Сетевая модель используется для анализа и представления данных в гидрологии, при оптимизации транспортных потоков, изучении коммуникаций, трубопроводов, связи и т. п.

Пространственные объекты или процессы представлены в виде связанных геометрических сетей, для анализа которых используют различные топологические отношения, например, «вверх по течению», «приток», «впадает справа» и т. п.

3. Модель географических полей используются для отображения и анализа непрерывно распространенных объектов, процессов или явлений, параметры которых могут быть измерены и оценены в любой точке пространства с заданными координатами.

К числу непрерывно распределенных географических данных относятся, например, высота земной поверхности, температура воздуха, атмосферное давление, толщина снежного покрова и т.п. Такие модели дают возможность представлять объекты и явления «сплошного» распространения, но они целиком зависят и от дискретности снятия отсчетов, и от выбранного метода интерполяции показателя.

Для показа непрерывности изменения используют разные способы, например:

•        вычерчивание линии профиля, изолинии или псевдоизолинии;

•        построение сеточных цифровых моделей (гридов).

Выбор концептуальной модели пространственной информации связан с генетическими свойствами объектов. Например, для решения транспортных задач и для природно-ресурсных приложений необходимы разные модели.

География

1. Основные тенденции развития современной географии.

Одним из современных направлений географии является экономическая география. Это направление в географии работает над тем, чтобы изучить экономическое устройство общественной жизни на определенной территории. Объектом изучения географии по-прежнему являются биосфера, гидросфера, атмосфера и так далее. Ее же предметом есть все то, что может оказать на объект изучения существенное влияние: промышленность, транспорт, услуги и сельское хозяйство – любая деятельность человека, направленная на создание благоприятной жизни. Экономическая география имеет несколько теорий: