ГІС Карти: Види Та Застосування Цифрової Картографії

Що Таке ГІС Картографія?

ГІС (GIS) розшифровується як геоінформаційна система, тоді як картографія означає візуальне представлення кількісних даних. На противагу традиційним картам, цифрові ГІС карти — динамічні та інтерактивні. Вони допомагають виділяти раніше непомічені ознаки та показують їх зміни з часом на основі заданих параметрів.

Принципи Роботи ГІС Карт

Оскільки людське око звикло розпізнавати різні кольори і форми, ГІС карти зазвичай трансформують реальні геопросторові дані у кольорові шаблони та фігури. Це прискорює обробку інформації, а також дозволяє швидше та легше приймати обґрунтовані рішення.

З технічного погляду, карти GIS прив’язують геопросторову точку, що містить широту і довготу, до певного елемента даних. Потім за допомогою просторового аналізу можна виміряти відстані і визначити відношення між цими точками.

ГІС технологія дозволяє географам та інші фахівцям візуалізувати різні види статистичних відомостей, включно з розподілом клієнтської бази, попитом на продукти та послуги, демографічними даними тощо. Так ми вчимося краще розуміти нашу планету.

Види Електронних Карт ГІС

Існує величезна кількість способів ГІС картографування залежно від того, що саме потрібно візуалізувати. Насправді, це може бути будь-що: від густоти населення до розподілу рослинних культур. Основними видами ГІС карт є класифікаційні, теплові, кластерні, бульбашкові та кількісні.

Класифікаційні Карти

Коли потрібно зрозуміти, як саме певні частини на карті співвідносяться з сегментами даних, немає кращого способу, ніж класифікаційні ГІС карти. Це найпростіший у створенні і, відповідно, чи не найпоширеніший вид цифрової картографії. Різним групам чи параметрам присвоюються свої кольори. Зрештою, отримуємо зручну карту із кольорових латок, кожна з яких відображає певну категорію.

Теплові Карти

Термін “теплові ГІС карти” часто хибно застосовується до кількісних карт. Однак це окремий вид візуалізації, що добре підходить для відображення дуже щільних або змішаних даних у вигляді “гарячих” та “холодних” зон на карті. Тобто “найгарячіші” точки означатимуть найбільшу щільність певного параметра.

Загальноприйнято позначати червоним кольором тепло, а синім — холод. Це не надто точно, але дає хороше загальне розуміння кількісного розподілу.

Кластерні Карти

Цей тип картографії вдало поєднує використання кольорів, форм і міток для групування щільно розміщених точок даних. Інакше кажучи, надто велике скупчення точок, які на карті GIS недоцільно показувати окремо, для зручності будуть об’єднані в одну кластерну точку.

Бульбашкові Карти

Бульбашкова ГІС карта є прикладом використання форм та різниці у їх розмірах, щоб спростити групування складних числових даних. Скажімо, вам потрібно порівняти кількість людей, які використовують певні сленгові слова у різних місцях. Більші і менші бульбашки на GIS карті представлятимуть більше та менше людей відповідно. Замість нудних рядків та стовпчиків чисел маємо бульбашки. Так можна з першого погляду отримати загальне розуміння зв’язків між частотою вживання та місцевістю, заощаджуючи час та зусилля.

Кількісні Карти

Щоб показати різницю у кількості певного параметра, цей вид цифрових карт використовує кольорове кодування з різними відтінками одного кольору. Кількісні ГІС карти легко вирішують проблему візуалізації дуже деталізованих даних, розподілених по великій площі.

Як Працюють Шари На ГІС Картах

Суперсила шарів карт GIS полягає у тому, що на одному екрані легко накладати різні типи карт одна на одну. Отже, шари перетинаються і об’єднуються, що дає значно більше інформації. Користувач також може миттєво перемикатися між окремими шарами, не плутаючи їх.

Основним шаром є так звана базова карта ГІС. Найімовірніше, ви вже бачили приклад — класичну базову супутникову карту. Однак, залежно від конкретної цілі, можна використати будь-який тип даних як базову карту, на яку надбудовуватимуться інші шари.

Інтерактивна ГІС Картографія

Зараз ми навіть не помічаємо наскільки середньостатистична ГІС карта інтерактивна, приймаючи це як належне. Традиційні карти можуть бути ретельно продуманими, та їм бракує динаміки. Вони поводяться як знімок, що фіксує обмежений простір та не змінюється із часом. Це не витримує ніякого порівняння із, скажімо, Google Картами, де ми можемо:

• перетягувати карту у будь-яке місце;
• наближати зображення аж до одного будинку;
• зменшувати масштаб, щоб побачити всю планету одночасно;
• перемикатися між шарами (політична карта, рельєф, перегляд вулиць);
• натискати на різні об’єкти, щоб ідентифікувати та більше дізнатися про них.

Середньостатистична інтерактивна ГІС карта містить значно більше інформації, ніж здається на перший погляд. Вона може надати користувачеві безліч додаткових детальних, актуальних та точних даних. Наприклад, сучасні сільськогосподарські технології часто послуговуються ГІС картографією. Розглянемо найцікавіші інтерактивні функції ГІС карт.

Пошукові Запити

Більшість картографічних геоінформаційних систем мають функцію створення пошукових запитів, які по своїй суті є фільтрами даних. Вони показують ділянки на карті всередині певної зони інтересу (AOI) з однаковою кількістю певного показника або іншими спільними рисами. Для виконання запиту користувач вводить питання, таким чином повідомляючи системі, які ознаки слід виділити.

Інформація Про Обрану Зону Інтересу

Якщо інтерактивна ГІС карта світу здається надто великою і заплутаною, варто звузити радіус пошуку до певної зони інтересу (AOI). Приміром, можна намалювати на карті контур, що охопить визначену ділянку зацікавленості. Також користувач може ввести певні параметри для того, щоб система автоматично окреслила зону інтересу. Так чи інакше, працювати лише з визначеною ділянкою значно зручніше, ніж з усією картою.

Інструменти Для Вимірювання Величин Та Відстаней

Пам’ятаєте, як вам доводилося прикладати лінійку до карти і напружено вдивлятися, щоб за цими крихітними поділками точно виміряти відстань між двома точками? Так от зараз можна про це забути. У сучасних цифрових картах є багатий вибір зручних інтерактивних інструментів для вимірювання величин і відстаней.

Пошук По Шарах

Перемикатися між шарами, звісно, буває корисно, але інколи на це бракує часу. Подекуди, значно швидше шукати конкретні ознаки або значення, які вас цікавлять. Добре продумані системи ГІС карт, зазвичай, мають функцію пошуку по шарах і автоматично візуалізують шар з потрібними даними.

Друк ГІС карт

Навіть цифрові карти часом доводиться роздруковувати із PDF або іншого підходящого формату, щоб надати користувачам паперову копію. Однак, схоже, ця функція скоро відійде у минуле, адже електронні карти стають все більш доступними у мобільних та веб застосунках.

Щось Іще?

Звісно, картографічні геоінформаційні системи не обмежуються корисними інтерактивними функціями, перерахованими вище. Інструменти картографії завжди можна налаштувати під конкретну нішу та вирішення вузькоспеціальних проблем. У цьому сенсі інтерактивні цифрові карти мають дійсно широкий спектр застосування. До того ж технологія ГІС продовжує розвиватись.

Основні Елементи Програмного Забезпечення ГІС

Ми вже згадували, що інструменти ГІС картографії різняться залежно від сфери застосування та проблем, які вони вирішують. Однак усі цифрові карти мають три основні складові:

• легенда;
• інформаційне вікно;
• панель інструментів.

Ефективне програмне забезпечення для GIS картографії мусить включати всі перераховані компоненти, і ось чому.

Легенда

Будь-яка GIS карта, з усіма її кольорами і відтінками, різними формами та розмірами одразу притягує погляд. Позначки на онлайн-картах тішать око, але як зрозуміти, що вони означають? Для цього сервіси ГІС картографії повинні містити легенду з переліком усіх числових і словесних параметрів, що є на карті, разом із відповідними візуальними представленнями, такими як символи та поділ на класи.

Інформаційне Вікно

Часом однієї легенди недостатньо, щоб повністю зрозуміти вміст карти. Знову ж таки, інтерактивність ГІС карт є величезною перевагою порівняно з їх паперовими аналогами: достатньо клацнути на будь-який елемент на карті, щоб отримати додаткову детальну інформацію про нього у спливаючому вікні.

Панель Інструментів

Остання, але не менш важлива складова цифрових карт — панель інструментів. Вона надає користувачам доступ до різноманітних інтерактивних функцій ГІС і цифрової картографії, як, скажімо, збільшення та зменшення масштабу, пошук тощо.

ГІС Картографія На Практиці

Для прийняття обґрунтованих рішень слід покладатися лише на актуальну та повну інформацію. Програмне забезпечення для ГІС картографії дає можливість максимально доступно візуалізувати дані, забезпечуючи користувачів потрібними відомостями. ГІС карта може показувати розташування, кількість, щільність і докладну інформацію про об’єкти у межах ділянки інтересу, допомагати відстежувати зміни та багато іншого.

Більше, Hіж Просто Точка На Карті

Найочевиднішим застосуванням ГІС карт є виділення конкретних об’єктів як точок, щоб показати їх розташування. Дивлячись на розподіл об’єктів на карті, ми здатні виявляти певні закономірності і тенденції, що допоможуть краще зрозуміти динаміку зміни даних. Скажімо, цифрова карта показує, де у Південно-Африканській Республіці добуваються різні види алмазів, позначаючи кожен вид своїм кольором. Гірничодобувна промисловість є однією із багатьох галузей, які виграють від використання ГІС технологій.

Що, Де, Скільки?

Статистичні та числові дані зазвичай агрегуються у величезних таблицях, один вигляд яких може налякати. Візуалізація табличних даних на ГІС картах за допомогою різних кольорів, відтінків та форм може значно оптимізувати процес прийняття рішень. На карті нижче порівнюється кількість студентів у різних штатах. Це, по суті, кількісна цифрова карта з використанням відтінків коричневого, де темніші ділянки означають більше значення показника.

Вся Справа У Щільності

Чим більше даних потрібно обробити, тим складніше у них розібратися. Водночас для загального розуміння іноді буває достатньо спрощеного відображення на ГІС карті більш або менш щільного розподілу людей, об’єктів чи будь-яких інших показників. Агентства нерухомості часто використовують теплові карти для аналізу розподілу цін, доходів та інших даних на великій території.

Найважливіше — Всередині

Після визначення зони інтересу, картографічна GIS програма здатна виявляти окремі об’єкти всередині цієї ділянки. Приміром, можна окреслити маршрут руху урагану як зону інтересу на ГІС карті штормів. Далі логічно буде виділити на карті об’єкти, які мали нещастя опинитися на шляху буревію. Вочевидь, будівлі, що знаходяться у межах зони інтересу, могли постраждати внаслідок стихії.

Зв’язок На Відстані

Інструменти ГІС для картографування допомагають виявляти зв’язки між обраною точкою на карті та територією на певній відстані від неї. Вимірювання впливу землетрусу, що трапився за 47 км від міста Хенчунь, Тайвань — вдалий приклад визначення взаємозв’язків між різними місцями. Чим територія ближча до епіцентру, тим вища магнітуда і більші руйнування.

Що Більше, То Краще

Тематичні карти ГІС зазвичай складаються із декількох шарів, кожен з яких відображає певний аспект об’єкта дослідження. Багатошаровість може бути корисною, наприклад, для метеорологічних спостережень та прогнозування погоди. Синоптичні карти часто складаються із таких шарів:

• карта температур;
• ГІС карта хмарності;
• карта вітрів;
• карта відносної вологості;
• ГІС карта опадів.

Що Змінилось?

Світ безперервно змінюється, але ми можемо відстежувати динаміку цих змін на ГІС картах. Порівнюючи зображення за різні дати за допомогою автоматичного аналізу серії знімків, можна виявляти тенденції та приймати більш обґрунтовані рішення. Такий підхід добре працює у лісовому господарстві, коли потрібно, наприклад, проконтролювати вирубку лісів. EOSDA LandViewer надає супутникові знімки ділянки, що зазнала вирубки. Серія таких знімків, де зафіксовані зміни, ілюструє процес знеліснення.

ГІС У Сільському Господарстві

Зараз досить складно уявити часи, коли ще не застосовувалися GIS технології у сільському господарстві. Сучасні фермери та аграрії просто не можуть підтримувати стабільне виробництво продуктів харчування без використання сервісів цифрової картографії, поряд з GPS та розумним сільськогосподарським обладнанням.

Сьогодні є безліч застосувань різних видів дистанційного зондування Землі та ГІС в аграрному секторі:

• ідентифікація та класифікація різних видів сільськогосподарських культур;
• візуалізація стану посівів за значенням вегетаційного індексу;
• формування ГІС карти ґрунтів та моніторинг стану полів;
• візуалізація даних, зібраних сільськогосподарською технікою;
• використання кількох шарів на одному екрані.

EOSDA Crop Monitoring виконує все вищезазначене. Ця потужна платформа за допомогою сервісів ГІС картографії інтегрує різні типи даних і відображає їх на одному екрані у зручному та зрозумілому форматі. Поєднання растрових та векторних зображень надає аграріям додаткову корисну інформацію, полегшуючи процес прийняття рішень. Приклади нижче ілюструють, як в EOSDA Crop Monitoring реалізовані інструменти цифрової картографії.

Для відображення щільності рослинності EOSDA Crop Monitoring використовує теплові карти, де насичений червоний колір сигналізує про найменше можливе значення показника. Вибір червоного кольору зумовлений його психологічним ефектом: таке забарвлення привертає увагу та стимулює емоційну реакцію. Платформа розраховує одразу декілька індексів, зокрема NDVI, MSAVI і ReCl, що дозволяє створити повну картину здоров’я культури на кожній стадії росту. Користувач може завантажити карту індексів у растровому або векторному форматах.

Ще одна цікава функція платформи — створення карт на основі даних, зібраних сільськогосподарською технікою. Користувачі EOSDA Crop Monitoring можуть завантажити на платформу бази даних із техніки, включно з інформацією про щільність посіву, рельєф поля, обприскування, температуру верхнього шару ґрунту тощо. Відмінності у кількості та щільності зручно візуалізуються на екрані у формі різних ГІС карт.

Також користувачі EOSDA Crop Monitoring мають можливість відстежувати зміни рівня зволоження полів за допомогою теплових карт зі шкалою значень NDMI (нормалізований різницевий індекс вологості) від синього до блакитного. Таким чином аграрії можуть виявляти нестачу вологи ще до того як це стане проблемою.

Багатообіцяльне Майбутнє ГІС Картографії

Якщо придивитися, ми вже зараз ледь не щодня використовуємо ГІС карти у побуті та роботі. Можливості застосування незліченні:

• пошук місцезнаходження;
• отримання додаткової інформації про об’єкти на карті: магазини, ресторани та місця відпочинку;
• спостереження за природними явищами на ГІС картах погоди;
• моніторинг стану посівів;
• контроль вирубки лісів;
• спостереження за гірничими родовищами.

Фермери та виробники сільськогосподарської продукції постійно потребують свіжих та точних даних про стан полів. Тому GIS карти, що агрегують такі відомості та представляють їх у зручному форматі, і надалі відіграватимуть важливу роль в управлінні аграрними підприємствами.