Геопространственные данные — это информация, которая идентифицирует географические объекты, местоположения и границы на Земле. Термин «геопространственный» — это термин, который только недавно набрал популярность и используется для определения коллективных данных, а связанная с ними технология имеет географический или локационный компонент.
Разработки, такие как Google Earth и ArcExplorer, позволяют людям просматривать и исследовать мир с помощью нескольких слоев данных в пространственной среде. Еще совсем недавно доступ к технологии и их использование были ограничены высокими затратами на оборудование,но в последнее время геопространственные технологии становятся все более популярными среди широкой публики в связи с ускоренным прогрессом развития и важности использования. Применение технологий позволяет создавать цифровые двойники для практически любой сферы.
Цифровые двойники: крупномасштабные и высокоточные цифровые модели которые дублированы в виртуальной среде. В таких близнецах могут быть все необходимые черты оригинального объекта, как например в случае города с точностью деталей, таких как температура, влажность воздуха, движение ветра и даже неровности дороги и так далее. А выражаясь научным языком это виртуальное представление объекта или системы, которое охватывает весь его жизненный цикл, обновляется на основе данных в реальном времени и использует моделирование, машинное обучение для помощи в принятии решений.
Говоря про систему данных надо обязательно упомянуть геоинформационную систему (ГИС) — система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных(географических) данных и связанной с ними информации о необходимых объектах.
ГИС позволяет интегрировать и коллективно анализировать геопространственные данные из нескольких источников, включая спутниковые изображения, записи GPS и текстовые атрибуты, связанные с конкретным пространством.
Это не полный список данных типов геопространственные данных.
1. Векторные данные — это данные, в которых точки, линии и полигоны представляют объекты, такие как недвижимость, города, дороги, горы и водоемы. Это определяет их основное преимущество — требование на порядки меньшей памяти для хранения и меньших затрат времени на обработку и представление. При построении векторных моделей объекты создаются путем соединения точек прямыми линиями, дугами окружностей, линиями. Векторные модели используются преимущественно в транспортных, коммунальных, маркетинговых приложениях. Что касается точности векторных данных, то здесь можно говорить о преимуществе векторных моделей перед растровыми, так как векторные данные могут кодироваться с любой мыслимой степенью точности, которая ограничивается лишь возможностями метода внутреннего представления координат.
2. Растровые данные представляют собой пиксельные ячейки, которые идентифицируются в соответствии со строкой и столбцом. По сравнению с векторными моделями растровые модели обладают следующими недостатками: географические объекты характеризуются менее точной информацией о местоположении и размерах; Они также требуют больших объемов памяти. Растровые данные создают значительно более сложные изображения, такие как фотографии и спутниковые изображения. Представление географических объектов растровыми моделями имеет следующие преимущества:растр отображает непрерывно охватываемую территорию; растровые данные проще для обработки и обеспечивают более высокое быстродействие; ввод растровых данных менее трудоемкий.
3. Изображения — такие, как данные дистанционного зондирования или от сканированные карты, или другие фотографии. Это «сетка», где число в каждой ячейке описывается, каким цветом закрашивать или спектральный характер изображения в этой ячейке.
4.TНС — треугольные нерегулярные сети — используются для дискретизации непрерывных данных.Менее доступны, чем растровые модели поверхности, и, как правило, их создание и обработка дороже. Стоимость получения правильных исходных данных может быть высокой, а обработка ТНС менее эффективна, чем обработка растровых данных, из-за сложной структуры данных. Обычно используются для высокоточного моделирования небольших площадей, например, в инженерных приложениях, где они полезны, поскольку позволяют вычислять планиметрическую площадь, площадь поверхности и объем. Максимально допустимый размер ТНС зависит от свободных непрерывных ресурсов памяти. При больших объемах лучше использовать наборы данных о местности(terrain dataset).
5. Наборы данных о местности(НДМ), созданные на основе лидара и других облаков точек, в базе гео-данных могут помочь эффективно управлять, обрабатывать и интегрировать массивные точечные 3D-данные, полученных в результате сбора наблюдений высот с высоким разрешением с использованием лидара, гидролокатора и других технологий. Наборы данных, используемые для их определения, хранятся и поддерживаются в наборе классов объектов в базе геоданных. Следовательно, преимущества управления данными базы геоданных доступны для НДМ.
6. Аэрофотосъемка — остается важным приложением дистанционного зондирования, при этом для сбора информации о геологии, землепользовании, управлении сельским хозяйством, лесном хозяйстве, загрязнении воды, стихийных бедствиях, городском планировании, управлении дикой природой и оценке воздействия на окружающую среду используется широкий спектр камер.Гибкость является преимуществом аэрофотосъемки, а это означает, что самолеты могут быть развернуты в идеальных условиях, предоставляя наборы данных высокого качества изображения, на которые не влияют атмосферные условия или условия местности, а пилоты могут при необходимости адаптировать траектории полета.
7. Спутникова дата — требуются при необходимости частых повторных посещениях, например, в ситуации наблюдения, преимущества спутниковых изображений заключаются в автоматическом сборе, который гарантирует, что спутник проходит над одной и той же областью каждые несколько дней без дополнительных рабочих часов по сравнению с традиционными проектами аэрофотосъемки, включающие затраты на мобилизацию, задержки погоды, пилоты и съемочные группы.
Бывают 2D и 3D методы визуализации геопространственных данных которые имеют различные преимущества и недостатки, связанные с различными аспектами восприятия и техническими аспектами, такими как окклюзия, помехи, искажения или масштабируемость.
Существует ряд передовых практик применения геопространственных данных. Геопространственные данные часто используются в научных или государственных целях, но число платных приложений для них также растет. Геопространственная разработка позволяет отслеживать изучаемый объект и привязывать его к определенному пространству. Эта функция может помочь людям выполнять научные или ненаучные задачи, правительственные и неправительственные, военные и гражданские. Важность геопространственных технологий в равной степени признается и обычными людьми, и крупными корпорациями. Он работает для выполнения как стратегических, так и второстепенных задач, таких как слежение за атомными подводными лодками или замена информации о собственном местонахождении на другую.
Одним из наиболее распространенных примеров использования геопространственных данных является визуализация области. Будь то контуры зданий, транспортные маршруты или другие достопримечательности, точно составленная карта, основанная на точных данных о местоположении, может быть чрезвычайно мощным инструментом. И не только для путешественников, которые могут не знать, как ориентироваться в той или иной местности.
Сфера использования геопространственных данных огромна: она охватывает все сферы и отрасли, где имеет значение географическое положение. Это лишь небольшой список примеров применения по отраслям:
Логистика. Отслеживание товаров и контроль качества.
Перевозки. Определение места и времени прибытия, прокладка маршрута и навигация.
Метеорология. Прогноз погоды по конкретным территориям.
Лесное хозяйство. Обнаружение и предотвращениелесных пожаров и обезлесения
Сельское хозяйство. Оценка состояния растительности на выбранной местности.
Здравоохранение. Мониторинг районов у которых есть потенциал эпидемических вспышек.
Экология. Отслеживание популяций диких видов
Маркетинг и реклама. Таргетинг рекламы на необходимыерегионы.
Недвижимость. Визуализация и анализ объектов недвижимости дистанционно.
Страхование. Управление рисками (например, посредством анализа исторических данных с географической привязкой).
аряду с федеральными и государственными организациями использование данных полезно также для местных органов власти, в мэриях городов, исполнительных областях округов и районов. Вот лишь небольшой список почему для государства важно использование данной информации:
Планирование действий во время чрезвычайных ситуаций. Чиновники в развитых странах используют геопространственные данные для планирования реагирования, потому что это помогает им наиболее эффективно и быстро координировать усилия различных групп и ресурсов. Данные могут генерировать карты путей эвакуации и альтернативные варианты. Принимающие решения видят, какие области затронуты в режиме реального времени, поэтому они знают, куда направить ресурсы, а общественность может видеть, каких областей следует избегать. Например, в США существует система которая, предоставляет лицам, принимающим решения, генерирует решения в нескольких местах, чтобы видеть места угроз или потенциальной активности. База данных помогает идентифицировать, отслеживать и защищать местонахождение важных людей, инфраструктуру и другие активы., например атомные станции или другие важные объекты государственного характера.
Используются данные для правильного составления маршрутов например эффективная маршрутизация вывоза мусора, сбора листьев, уборки снега и других услуг снижает затраты и расходы на топливо и на человеко-часы. Геопространственные данные в таком случае могут повысить эффективность не только в Гос секторе, но также в любом бизнесе, требующим своевременных поставок, четкого времени прибытия и координации.
Системы геопространственных данных могут использоваться для развития туристического сектора, так как последний требует четких карт на которых указаны все маршруты, ключевые локации, указаны правильные координаты, что облегчает жизнь туристам или экспатам, повышая привлекательность города.
Дата должна и может использоваться в развитии муниципальных услуг. Муниципалитет должен внимательно следить за своей инфраструктурой, включая все километры канализационных, водопроводных и ливневых труб, а также за насосами и перерабатывающими предприятиями. Добавьте к этому водопропускные трубы, решетки и другое оборудование, и вы получите тысячи элементов которые надо контролировать. ГИС и геопространственные данные эффективно отображают все коммуникации. Карты и служебная база данных могут улучшить обслуживание населения, поскольку они помогают планировать и определять приоритеты таких проектов, как будущее расширение и возможные усовершенствования.
Геопространственные данные и ГИС лежат в основе авиационной отрасли с картами воздушного пространства, схемами полетов и другими данными, необходимыми авиационным планировщикам, авиадиспетчерам и пилотам. Правильное использование данных также позволяет аэропортам находить и идентифицировать объекты вокруг своих взлетно-посадочных полос и по периметру. Анализ на основе данных выявит все, от заборов и зданий до коммуникаций и других скрытых препятствий.
Одна из возможностей ГИС и геопространственных данных заключается в том, как они отображают географические и временные закономерности. Правоохранительные органы всех уровней используют его для картирования мест совершения преступлений, а это позволяет правильно распределять ресурсы правоохранительных органов. Полиция обычно использует ГИС для анализа моделей преступлений. Например, они могут выявлять и отслеживать проблемные области, а также профилировать правонарушителей.
Данные важны для понимания рынка в бизнесе, определения правильной стратегии и могут использоваться в широком спектре как уже отмечалось выше.
«Как правило, наибольшего успеха добивается тот, кто располагает лучшей информацией.»(Бенджамин Дизраэли)
До недавнего времени геопространственные данные в Азербайджане получали в основном с помощьюустаревших технологий. Технологии которые давно применяются даже в соседних странах здесь до недавнего времени практически не применялись. Обновление земельного кадастра, пахотных земель и глобальной инфраструктуры происходило за счет фото и аэросъёмке. В нынешнее время при 3D моделировании или технологии LİDAR на местном уровне найти нужное решение было достаточно сложно, ввиду отсутствия массовости применения. Даже 3D моделирование простых объектов небольшого размера на основании опыта автора было достаточно проблематичным занятием ввиду не только малого количества оборудования, но и необходимых квалифицированных специалистов.
Но изменения начали уже происходить в лучшую сторону и например, ОАО «Азеришыг» в январе 2021 года объявило, о сотрудничестве с немецкой компанией EKM Global Consulting GmbH которое внедряет в Азербайджане технологию мобильного картографирования 3D. Сам проект, заключается в перенесении инфраструктуры электросетей на мобильную карту путем ее сканирования в 3D-мультидиректорном формате. Применение этой технологии позволяет увидеть на дисплее компьютера 360-градусную панораму объекта со всеми его координатами на 3D-карте без необходимости выезжать в районы расположения объектов для оценки на месте инфраструктуры электросетей. И это только начало в серии проектов которые будут применяться на местном рынке.
Потенциал использования технологий и сбора данных невероятно огромен. Только для Баку создание цифрового двойника открывает возможности во многих различных областях применения: мониторинге, моделировании, анализе, оптимизации и прогнозировании. Технологии могут синхронизировать цифровой и реальный мир и наоборот. Моделирование на первом этапе позволит упреждающе решать вопросы транспортно-пересадочных узлов, а также решать проблемы с городским освещением, прокладкой трубопроводов и другими жизненно важными коммуникациями с использованием готовой мета модели и анализа информации. И это при нынешней ситуации решит множество задач.
Цифровые двойники являются одним из основных строительных блоков метавселенной ,будущего которое уже наступило. Хотя метавселенная может помочь нам создавать виртуальные миры и жизнь за пределами наших мечтаний, она также будет полезна для создания точных копий реальности. И это метадата и моделирование это ответ на множество вопросов будущего.
Вовсе не секрет также , что геопространственные данные и их правильное истолкование могут поспособствовать развитию «умных городов» в Карабахском экономическом районе , при строительстве и застраивании новых поселений данные будут необходимы для принятия будущих стратегических решений. Также это поможет сократить сопредельных дополнительных расходов.
В целом ускоренное применение технологий по всем предыдущем научным исследованиям только стимулирует экономику, а в случае с правильно использованной геопространственной информацией дает толчок для новых и уникальных решений.
Discussion about this post