Размещено на http://www.allbest.ru/

Університет новітніх технологій

Кафедра "Землеустрою та кадастру, геоінформаційних систем і технологій"

Курсова робота

"Використання ГІС для створення соціально-економічних карт"

Виконала Стогній А.Л.

Перевірив Маленков Р.О.

Київ - 2014



Зміст

Вступ

1. Соціально-економічна картографія як важлива галузь картографічної науки

1.1 Суть соціально-економічного картографування

2. Можливості геоінформаційних систем в соціально-економічному картографуванні

2.1 Автоматизація соціально-економічного картографування

Висновок

Список використаної літератури



Вступ

Розгляд питань державної регіональної політики потребує залучення різних методів дослідження щодо обґрунтування довгострокових планів розвитку України в цілому та її регіонів. Тому розробка методики картографування соціально-економічних явищ, їх територіального розподілу та динаміки є актуальною проблемою не тільки для картографії як науки, але й взагалі - для держави як суб'єкта соціально-економічної діяльності. Фіксування закономірностей у розвитку територіально розосереджених суспільно-географічних комплексів стає пріоритетом для економічної географії та картографії, тому важливо виробити ефективні методи збору, обробки та використання даних. Саме таким інструментом є геоінформаційні системи. Актуальність даної проблеми посилюється необхідністю якісного забезпечення прийняття управлінського рішення.

Метою даної курсової роботи є висвітлення основних аспектів використання геоінформаційних систем для збору, аналізу і відображення інформації про соціально-економічні об'єкти.

Об'єктом дослідження роботи є соціально-економічні явища та особливості їх картографування.

Предметом дослідження роботи є характеристика можливостей використання геоінформаційних систем в соціально-економічному картографуванні.

Завданнями роботи є:

- викласти суть соціально-економічного картографування, особливості його розвитку в Україні;

- охарактеризувати можливості ГІС при обробці соціально-економічних даних в тому числі із застосуванням аерокосмічних знімків.



1. Соціально-економічна картографія як важлива галузь картографічної науки

1.1 Суть соціально-економічного картографування

Соціально-економічна картографія займається проблемами створення і використання таких карт, які відображають господарство, населення, культуру, економічну оцінку природних ресурсів. Соціально-економічні карти служать засобом аналізу різноманітних даних (про населення, економіку, соціальну структуру) у територіальному розрізі. Соціально-економічна картографія - проміжна наука між картографією та соціально-економічною географією. Сучасна соціально-економічна картографія одночасно являє собою великий самостійний науковий напрямок, що має власні теоретико-методичні основи, і важливу галузь практичної діяльності, що відає проектуванням та складанням соціально-економічних карт. Поряд з картографування природи і екологічним картографування вона входить до складу тематичної картографії, системного картографування природних і соціально-економічних комплексів. Головним елементом змісту економічних карт являється господарство. Соціально-економічна карта повинна відображати складні просторові системи, основу яких складають територіальні поєднання територіально-виробничих комплексів, природи і суспільства. Соціально-економічні карти являються важливим засобом аналізу та прогнозування, тому що наочно розкривають просторові диспропорції в розміщенні населення, економіки, невиробничої сфери, використання природних ресурсів, і дають можливість прогнозувати необхідні методи і заходи по їх усуненню. У зв'язку з великим значенням екології створюють екологічні карти, що включають комплексну оцінку середовища, впливу промисловості та життєдіяльності населення на середовище і заходи, що вживаються для його захисту. Соціально-економічна картографія тісно пов'язана з економічною і соціальною географією. Як складова частина соціально-економічної географії соціально-економічна картографія реалізує нагальну потребу комплексного розгляду економічних і соціальних процесів, що вивчаються в територіальному, географічному аспекті. Для цього дана галузь науки використовує особливий різновид картографічного методу дослідження, який спирається на досвід всебічного, системного аналізу і синтезу впорядкованих у просторі та часі даних про населення, економіку і соціальну сфері. У цьому плані соціально-економічна картографія збагачує економічну, соціальну і політичну географію, забезпечує їх інформаційні та методичні зв'язки з галузями фізичної географії, геоекології, країнознавством та іншими географічними науками.

Велике значення в соціально-економічному картографуванні набуло використання прийомів наукового аналізу та ситнезу. Вони знаходять своє застосування при створенні практично будь-якої соціально-економічної карти. Доцільність їх використання виділяють аналітичні, синтетичні і комплексні соціально-економічні карти. Найбільш прості аналітичні карти, які багато тисячоліть домінували у світовій картографії. Вони показують окремі сторони або властивості явищ і процесів абстрактно від цілого. Серед них є вузько аналітичні карти, що відображають, наприклад, тільки населені пункти або дорожню мережу, і карти, де комплексуються дві і більше характеристик об'єктів картографування, наприклад, людність поселень і щільність населення, характеристики тепла і вологи з показом врожайності сільськогосподарських культур. Вельми високим рівнем комплексування відрізняються, наприклад, загально географічні карти, що дають спільне аналітичне відображення різних об'єктів природи, населення і господарства. Якщо аналітичні карти перш за все фіксують наявність і особливості розміщення та окремі характеристики об'єктів картографування, то синтетичні карти покликані давати цілісну, інтегральну характеристику об'єктів, явищ і процесів, що розглядаються як територіальні системи певного ієрархічного рівня.

При такому підході перш за все враховується структура територіальної системи, її найважливіші складові частини, і головні зовнішні та внутрішні взаємозв'язки, що визначають функціонування і розвиток даної системи. Перехідну категорію складають комплексні карти, що показують спільно кілька властивостей явищ або ряд взаємозв'язаних явищ, але роздільно, кожне у своїх показниках. При цьому комплексуватися можуть як аналітичні, так і синтетичні характеристики, що й призводить до необхідності виділення комплексних аналітичних, комплексних синтетичних та комплексних аналітико-синтетичних карт. До числа останніх, що поєднують ознаки аналітичних і синтетичних карт, можна, наприклад, віднести карти синтетичного загальноекономічного районування, доповнені аналітичними характеристиками населених пунктів і транспортної мережі[5].

Основні принципи створення соціально-економічних карт та їх наукове значення

Створення соціально-економічних карт в цілому проходить з дотриманням усіх основних етапів, характерних для загально географічних і фіз.-геогр. карт: це редакційні, авторські, укладальницькі і видавничі роботи. Серед них особливо важливі редакційні роботи, під якими в картографії розуміється вся система науково-технічного керівництва створенням карти. Тому редагування являє собою безперервний процес, який пронизує всі етапи створення соціально-економічної карти - від підготовчих робіт до її видання. При створенні будь-якого картографічного твору соціально-економічної тематики основні підготовчі роботи проводиться на першому етапі - етапі проектування карти. До складу робіт цього етапу входять: формулювання вимог до карти, складання попередньої програми, збір, аналіз і оцінка джерел, вивчення об'єктів і території, складання програми карти.

Розробці програми карти передує ще один розділ робіт - вибір і аналіз наявних джерел. У результаті виконання всього обсягу робіт на етапі проектування створюється програма карти, з належною детальністю і повнотою характеризує всі основні параметри створюваної карти, її легенду і методику розробки. Розробка математичної основи карт включає в загальному випадку вибір масштабу, проекції, координатних сіток та компонування. При розробці компонування передбачається наявність місця для розміщення додаткової інформації, необхідної для більш повного розуміння картографованих явищ. Це можуть бути різні діаграми, графіки і просто текстові пояснення або кількісні дані. Вибір способів зображення на картах соціально-економічної тематики обумовлений особливостями просторової локалізації інформації, що міститься в джерелах, і показників соціально-економічного картографування. Розробка легенди - це початок створення карти та авторської роботи. Разом з тим остаточна систематизація легенди можлива тільки при завершенні авторського оригіналу, тому що в процесі використання джерел виникають доповнення і зміни. В результаті авторських робіт автор готує різні за точністю і якістю картографічні матеріали - ескіз або макет, рідше - оригінал карти. Значна частина авторських робіт входить в другий етап - етап складання карти. На цьому етапі проводиться: підготовка і обробка джерел, перенесення змісту з джерел на карту, його генералізація, складання та оформлення елементів змісту. Підсумок етапу складання - первинний оригінал карти, який служить для підготовки карти до видання - третьому завершального етапу. До складу робіт на цьому етапі входять: виготовлення видавничого оригіналу, допоміжні роботи з обслуговування поліграфічних процесів, виготовлення штрихових і кольорових проб. Після цього проводиться друк карти в рамках видавничих робіт.

Загальні принципи проектування і складання соціально-економічних карт склалися при великому впливі географічних та інших наук, що визначають сутність і тих, хто вивчає просторово-часові характерні особливості розміщення та розвитку соціально-економічних явищ і процесів і озброюють картографів і інших фахівців, що беруть участь у створенні соціально-економічних карт необхідними знаннями. Соціальна, політична та економічна географія, економіка, соціологія, демографія, етнологія та інші наукові дисципліни озброюють творців карти інформацією про закономірності суспільного розвитку та їх конкретному прояві на картографованій території, а самі отримують, використовуючи картографічний метод дослідження соціально-економічних картографічних моделей, нову інформацію, необхідну для вирішення завдань науки і практики. Поглиблення запитів споживачів, зростаюча новизна завдань, що вирішуються за допомогою соціально-економічних карт, робить все більш необхідним картографування поточних соціальних і політичних процесів, обумовленості погіршення екологічної обстановки і умов життя населення негативними наслідками індустріалізації, урбанізації та іншими аспектами господарювання. Тому виникає необхідність розширення взаємних контактів соціально-економічної картографії з різними географічними, картографічними, економічними та іншими науковими дисциплінами.

Розвиток економічного картографування в Україні

Вперше на карті всі українські землі були вказані переписувачами "Географії" Клавдія Птолемея, починаючи з XIII ст. Ці карти були надруковані як Восьма карта Європи (Європейська Сарматія) і Друга карта Азії (Азіатська Сарматія) в ульмських виданнях 1482 і 1486 рр. і потім входили до всіх 57-ми видань цієї "Географії" аж до 1730 р. включно. Оглядові карти України чи її окремих регіонів, на яких зображались і деякі господарські об'єкти, у ті часи складались польськими, литовськими, німецькими, московськими, італійськими, голландськими, французькими авторами. Серед них на особливу увагу заслуговують праці французького інженера Г.Л. де Боплана. Окрім книги "Опис України..."(1650 р.), ним видано кілька середньомасштабних карт України та її окремих територій. Оригінальною картою тих часів була карта "Чертеж украинским й черкасским городам от Москвы до Крыма", на якій зображено розташування міст і містечок, а також - гідромережу і шляхи сполучення. Певну роль у розвитку методичних основ економічного картографування відіграли програми атласу Європейської Росії І. Кирилова і словника-довідника "Економічний лексикон російських продуктів" М. Ломоносова.

З кінця XVIII ст. відповідними службами Росії, Австрії і почасти Польщі виконувались військово-топографічні знімання в Україні. Карти тих часів ще не були багаті змістом у сучасному розумінні. На них зображувались переважно населені пункти, річки, а також досить умовно позначались ліси, гори, інші об'єкти та особливості. Більшість природних і соціально-економічних об'єктів на карти не наносились, а описувались у письмових додатках до відповідних аркушів карт.

Розвиток промисловості і торгівлі, зростання товарності сільського господарства, розширення ринків збуту породило інтенсивний розвиток економічного картографування. Більша частина території України була відображена на першій російській друкованій економічній "Карті промисловості Європейської Росії" (1842 р.). Ця карта охоплювала також сільське господарство і транспорт. В 1872 р. видана "Карта важливіших галузей продуктивності Європейської Росії" В. Семенова-Тян-Шанського. Видавались вузькогалузеві спеціальні, економічні карти, зокрема "Етнографічна карта" (1851 р.) П. Кеппена, "Поштова карта Київської губернії" (1827 р.), група карт цукрової промисловості (1862, 1877, 1884, 1886, 1895, 1910рр.), "Карта соляної промисловості Європейської Росії" (1878 р.), "Гірничопромислова карта Донецького кам'яновугільного басейну" (1890 р.) А. Мевіуса, численні карти сільського господарства, транспорту, торгівлі. Значну групу становлять карти, що відображають різні досвіди економічного районування.

Одним з перших галузевих економічних атласів був "Господарсько-статистичний атлас Європейської Росії", що видавався в 1851, 1852, 1857, 1866рр. і присвячувався характеристиці сільського господарства. Детальна характеристика українських земель дана у випусках (1869, 1870, 1873 рр.) "Статистичного атласу головніших галузей фабрично-заводської промисловості Європейської Росії..." Д. Тімірязєва, у комплексному атласі "Досвід статистичного атласу Російської імперії" (1874 р.) А. Ільїна, у його ж "Детальному атласі Російської імперії..." (1886р.), "Фінансово-статистичному атласі Росії" (1898 р.) П. Антропова, альбомі-атласі "Сільськогосподарський промисел в Росії" (1914 р.) та ін.

Перші україномовні навчальні карти були створені у Львові. Це карти І. Шараневича ("Львів за часів панування руських князів" - 1861 р., "Галицько-волинська Русь і її важливі історичні місцевості" - 1863 р.), В. Ільницького ("Царство Данила Галицького" - 1862 р., "Русь, Польща і Литва в XIV ст." - 1875 р.) та ін. Серед навчальних картографічних матеріалів зазначимо російський "Атлас, створений на користь і споживання юнацтва..." (1737 р.), "Навчальний атлас Росії" І. Піддубного, "Карту Європейської Росії з картинним зображенням типів народів та їх промислів" (1901 р.), "Ілюстровану карту Європейської Росії" (1896 р.), "Мандрівник по Росії", "Навчальну карту Європейської Росії" (1881 р.) та ін.

Сучасна економічна картографія набула розвитку в Україні в наш час, особливо в 20-х роках. У 1919 р. видано карту залізниць України, у 1920 р. - карту сільськогосподарського районування Криму і перший регіональний "Статистико-економічний атлас Криму". "Атлас електрифікації України" (1922 р.) був тематичним науково-довідковим атласом, карти якого розкривали план електрифікації України. Він складався з 6 науково-довідкових економічних карт у масштабі 1 : 680 000 і 1 : 420 000 (для Донбасу) і 10 графіків. У 1927 р. було видано карти вантажопотоків донецького вугілля на 1925-1926 рр. (порівняно з 1913 р.). У 1928 р. вийшов друком перший комплексний "Географічний атлас України" Л. Кльованого. Атлас включає 33 карти, пояснювальний текст, довідкові цифрові матеріали. Карти згруповані у три розділи: природних умов (фізична, геологічна, корисних копалин, кліматичні та ін.), соціально-політичні (населення, адміністративно-територіального поділу та ін.), господарства (сільського господарства, промисловості, внутрішньої торгівлі, кооперації та ін.). Основний масштаб карт 1: 3 380 000.

Україна знайшла відображення на багатьох економічних картах і в атласах СРСР ("Карта ГОЕРЛО" - 1920 р.; "Атлас промисловості СРСР", у 5 вип. - 1929р.; "Великий Радянський Атлас Світу", т.1. - 1937 р.; "Економічна карта Європейської частини СРСР" - 1926 р.), а також на спеціальних картах ("Шкільна географічно-економічна карта Української РСР". - 1928 р., масштаб 1:1 000 000; "Економічна карта УРСР" - 1928 р., масштаб 1: 3 000 000; "Мапа Первомайської округи" - 1928р. та ін.).

Важливу роль у розвитку економічної картографії, як і всієї української географічної науки, у передвоєнні роки відіграло заснування в 1927 р. у м. Харкові Українського науково-дослідного інституту географії і картографії на чолі з академіком С. Рудницьким. У числі першочергових завдань інституту було створення великого атласу України. Ці роботи не було завершено, інститут в 1934 р. переведено до Києва, а в 1937 р, - закрито.

У Львівському університеті в передвоєнний час дослідження в галузі економічної картографії виконував професор Є. Ромер, який заснував при університеті географічний інститут, видав ряд наукових праць і карт, зокрема географо-статистичний атлас Польщі, на картах якого було відображено і західноукраїнські землі.

Із визначних комплексних атласів України 30-40-х років, або тих, де Україна дістала всебічне висвітлення, назвемо перш за все "Атлас України й сумежних країв" (1937 р.) В. Кубійовича, який охопив усі українські етнічні землі. У 1940 р. вийшов друком великий комплексний "Атлас Світу", проте незабаром він був вилучений з ужитку. У цей же час вийшов "Великий радянський атлас світу" (БСАМ), в якому Україні присвячено окремі фізичну та економічні карти, карти Донбасу, на всіх інших картах зображена наша територія. Значного розвитку набула економічна картографія в 30-ті рр., що було пов'язано з виконанням господарських завдань ("Торфовища і торфорозробки", "Картограми густоти населення Києва", "Досягнення колгоспного виробництва" - 1931.; "Районування та спеціалізація сільського господарства", "Карта системи "Укрм'ясо", "Карта розміщення радгоспів УРСР" - 1932 р.; "Карта розташування радгоспів та МТС" - 1933 р.; "Схематична карта районів бурякосіяння УРСР" - 1934 р.; "Економічна карта Харківської області", "Карта розміщення радгоспів та МТС по Кримській АРСР" - 1935 р.); а також з енциклопедичними виданнями (1930 р. - 4 карти, 1934 р. - 2 карти, 1935 р. - 5 карт, 1936р. - 1 карта, 1938 р, - 2 карти, 1939 р. - 1 карта, 1940 р. - 2 карти).

Традиційно потужним напрямом є розробка комплексних і синтетичних карт, які базуються на принципах системного картографування. Це перш за все карти, що відображають об'єкти картографування різної складності та організації (інтегральних агропромислових комплексів, оцінки стану компонентів природи та охорони середовища загалом, оцінки орних земель для вирощування окремих сільськогосподарських культур, медико-географічної оцінки території тощо).

Нового поштовху зазнало картографування промисловості, зокрема її галузевої і територіальної концентрації як складних процесів, що відбуваються в промисловому комплексоутворенні (Л. Корецький, В. Поповкін, Я. Жупанський, О. Шаблій, Т. Козаченко та ін.). і Завдання досліджень виробничо-територіальних і суспільно-територіальних комплексів розв'язується створенням серій карт, які відображають їх структуру, особливості функціонування і різні види зв'язків.

Комплексні географічні дослідження проблем раціонального природокористування створили фундаментальну експериментальну базу для розробки нових типів карт природокористування, населення, господарства, виробничо-територіальних, територіальних та інших комплексів. Процес цих досліджень сприяє розробці досконаліших методик створення і використання карт з метою забезпечення потреб науки і практики. Опрацьовані в Інституті географії НАН України теоретичні основи природоохоронного картографування (А. Золовський, Г. Пархоменко та ін.) є базою, на якій в Україні розгорнулись практичні роботи зі створення карт для ТерКСОПів різних рангів (Донецька область, мм. Дніпропетровськ, Дніпродзержинськ, Кривий Ріг та ін.).

Значно розширилась тематика картографічних творів. У 1958 р. вийшов друком перший "Атлас сільського господарства України". Це - комплексний тематичний атлас, карти якого відображають розміщення і спеціалізацію сільського господарства в Україні. На 47 кольорових картах (основний масштаб 1 : 4 000 000) і в пояснювальному тексті розкрито особливості соціально-економічних і природних умов розвитку сільського господарства, зональні зміни виробничої спеціалізації рослинництва і тваринництва, виробництво найважливіших видів сільськогосподарської продукції тощо. Значним досягненням був вихід "Атласу Української РСР і Молдавської РСР" (1962 р.). Це комплексний науково-довідковий атлас, де вміщено серії карт, що характеризують природні умови і ресурси, населення, господарство, культуру, освіту, охорону здоров'я в Україні і Молдові. В атласі вміщено 51 карту природи і 70 соціально-економічних карт. Основний масштаб карт 1 : 3 000 000, а для економічних районів 1 : 1 500 000. Для багатьох карт дано пояснення і додаткові відомості.

Територія України отримала відображення і на багатьох спеціальних картах, а також на картах сільського господарства у книзі "Нариси економічної географії УРСР" (т.1, 1949 р.), в атласі "Україна. Східна діаспора" (1992 р.) та ін. Видатною подією було видання серії тематичних карт України в масштабі 1 : 750 000, розроблених у 80-х рр. в Інституті географії АН України під керівництвом члена-кореспондента НАН Л.Г. Руденка (Населення, Земельних ресурсів, Рекреаційних територій. Агропромислового комплексу та ін.).

Розробка тематики карт науки, освіти, культури, охорони здоров'я, обслуговування, споживання, тобто карт соціального змісту, дала підставу поступової зміни уявлень про предмет і об'єкт дослідження економічної картографії, утвердження її назви як "соціально-економічної".

Поряд з атласним картографуванням в Україні розробляються проблеми системного комплексного картографування (Л. Руденко, Г. Пархоменко та ін.), теоретичні питання картографії. Значного розвитку набули дослідження з окремих напрямів тематичного картографування, зокрема історичного (О. Маркова, В. Павлова), сільськогосподарського (А. Золовський, І. Левицький, А. Шулейкін, Т. Козаченко), промислового і виробничо-територіальних комплексів (Я. Жупанський та ін.), рекреаційного та ін. Розвиваються і нові напрями тематичного картографування - медико-географічне (В. Шевченко); картографічного забезпечення окремих видів планування та управління господарством, дослідження АПК, природно-ресурсного потенціалу тощо. Українські картографи беруть участь у розробці проблем космічної картографії. Науково-дослідна робота в галузі картографії ведеться в закладах системи Укргеодезкарта, в Інституті географії НАН України, у Харківському, Київському, Чернівецькому, Львівському, Волинському університетах та ін.

Серед українських економіко-картографів наших днів зазначимо передусім праці відомих і за межами України дослідників у галузі тематичної картографії. Професор А. Золовський, який тривалий час (1970-1979 рр.) очолював Відділення географії НАН, відомий своїми працями з теоретичних і практичних проблем комплексного тематичного картографування, зокрема соціально-економічного, створення карт охорони природи, картографічного забезпечення досліджень економіки сільського господарства та агропромислових комплексів, планування господарства. Професор Харківського університету І. Левицький доклав чимало зусиль до організації і координації роботи навчальних і виробничих картографічних закладів в Україні. Він опрацював теорію комплексного сільськогосподарського картографування, а саме зміст, принципи проектування і методику складання окремих сільськогосподарських карт та атласів. Ним розроблено ряд нових типів картографічних творів, зокрема атласи сільськогосподарських і лісогосподарських підприємств, районні атласи земельних ресурсів, республіканські атласи земельного кадастру, серії карт сучасного і перспективного використання, охорони і поліпшення земель адміністративних районів, областей, республік. І. Левицький є ініціатором та організатором соціологічних досліджень з картографії. Проблеми комплексного картографічного моделювання і дослідження господарства, господарських комплексів обгрунтовані і детально розроблені в працях директора Інституту географії НАН України, члена-кореспондента НАН України професора Л. Руденка. Методика картографування виробничо-територіальних комплексів розроблена в Чернівецькому університеті (Я. Жупанський). Значна увага картографів приділяється комплексному атласному картографуванню (Л. Руденко, О. Шаблій, І. Левицький, Я. Жупанський, Ф. Зузук та ін.). Розробляються питання картографічного моделювання галузевих виробничо-територіальних систем і комплексів (Т. Козаченко, О. Шаблій та ін.), впливу виробництва на довкілля (Г. Пархоменко. В. Барановський та ін.).

Важливим завданням перспективного розвитку української соціально-економічної картографії є дальші теоретичні пошуки з метою дослідження компонентних (галузевих) систем реальних об'єктів і територіальних геосистем, а також їх картографічних аналогів, що призначені для розв'язання завдань управління природокористуванням та охороною природи, господарством, соціальними проблемами. Теоретичні розробки необхідні для того, щоб відповісти на питання практики - як за допомогою карт досліджувати й пізнавати реальну дійсність, її об'єктивну системну організацію, а картографічні аналоги реальних систем - як приймати науково-обгрунтовані рішення в регулюванні та оперативному господарюванні. Зокрема, істотними є розробки наукових основ системного картографування і картоірафічного моделювання, пошуки нових видів і типів карт, які б глибоко і повно відображали взаємозв'язки і динаміку систем явищ та об'єктів. Створення цих карт потрібне для вирішення таких гострих проблем сучасності, як раціональне використання природних і трудових ресурсів, охорона і покращення середовища, господарське регулювання, територіальна організація виробництва тощо. У зв'язку з цим необхідно подолати розрив, який існує між досить високим теоретичним рівнем картографічних досліджень проблем природокористування та охорони природи і явно недостатнім рівнем картографічної практики. Слід мати методику створення карт першочергової важливості для кожного відомства і запроваджувати їх у проектних організаціях, які виконують і картографічні роботи.

Дуже важливою є розробка пакетів програм для автоматичного створення інвентаризаційних карт, які базуються на використанні статистичних даних, зокрема медичних, сільськогосподарських, промислових тощо. З метою інвентаризації природних об'єктів, а також територіальної організації господарства перспективними є цифрування топографічної карти масштабу 1 ; 200 000 як спеціальної карти-основи для наступного автоматизованого складання інвентаризаційних карт і перетворення їх змісту, тобто створення геоінформаційної системи (ГІС). Така технологія відкриває нові перспективи створення і використання карт багатьма галузями виробничої і невиробничої сфери. В умовах формування і функціонування різноманітних банків геоінформації в картографії виникла складна проблема розробки методології автоматизованого створення систем карт, на підставі яких здійснюється аналіз змін фізико-географічної чи економіко-географічної ситуації, оцінюються чинники і наслідки змін ситуації. прогнозується її майбутній стан. З цією метою слід інтенсивно освоювати методики автоматизованої побудови карт, ширше застосовувати методи аналізу та оцінки зв'язків між картографованими явищами. У цьому відношенні заслуговує на увагу метод складання карт полів.

При дослідженні і моделюванні господарства головну увагу слід звернути на вивчення і картографування рівнів економічного розвитку, територіальної і галузевої структур господарства України та окремих регіонів, моделювання визначальних для розвитку держави галузей та інфраструктури, аналіз стану і тенденцій трансформації господарства України в нових умовах, а також його багатоукладності, територіально-галузевих відмін в інвестиційній політиці. Дослідження населення і соціальної сфери потребує звернути увагу на картографічне моделювання демографічної структури, проблем стану здоров'я і генофонду населення, руху населення, розселення і трансформації поселенської мережі, процесів урбанізації, соціальної інфраструктури. На окрему увагу заслуговує розробка картографічних моделей еколого-географічного плану, зокрема умов життя населення, що сформувалися у процесі взаємодії суспільства і природи.



2. Можливості геоінформаційних систем в соціально-економічному картографуванні

2.1 Автоматизація соціально-економічного картографування

Вся інформація - бази даних - можуть бути представлені в трьох форматах: растровому, векторному та змішаному. У результаті використання її в автоматизованому режимі виникло таке поняття, як картографічні банки даних (КБД). Їх структура досить складна, але в них обов'язково входять автоматизовані системи обробки даних, бази даних та системи управління, пакети прикладних програм для вирішення конкретних тематичних завдань та ін Вся інформація, яка збирається для створення карти, розміщується в базах даних - це фактично цифрова геоінформаційна модель об'єкта досліджень. Коли КБД створений, обробка інформації може відбуватися двома шляхами. Перший - переробка даних, що подаються в числовій формі в похідні, що також мають числову форму - не вимагають візуалізації результату. Інакше відбувається другий шлях - переробка числових даних в графічну форму карти. Складність полягає в тому, що необхідно враховувати весь різноманітний комплекс явищ, взаємозв'язків між ними і всередині них. Для виконання такої ж роботи в експертну систему входить: база фактів, що містить опис властивостей об'єктів соціально-економічної карти, значень факторів генералізації і етапу складання; база правил, яка містить основні закономірності складання; блок логічного висновку, який здійснює підбір адекватних ситуацій правил складання і забезпечує їх виконання; блок діалогу з користувачем, який дозволяє картографові в процесі роботи доповнювати і виправляти зміст правил та дає по його запиту пояснення по ходу логічного висновку про причини складання того чи іншого об'єкту.

У результаті використання вищевказаних блоків експертна система дозволяє проводити складання карт автоматизованим способом, але під постійним контролем фахівця-картографа. Різке збільшення обсягів моніторингової інформації, особливо екологічної, дасть плановане в майбутньому приєднання України до міжнародних проектів ГІС, а також створення ГІС аналогічної тематики і всередині країни.

Відносно даних дистанційного зондування, то значення та роль аерокосмічних джерел в соціально-економічному картографуванні постійно розширюється, особливо в умовах розвитку і вдосконалення цифрових методів фотограмметрії та автоматизації тематичного дешифрування. Для створення соціально-економічних карт найчастіше використовуються сканерний і фотографічні космічні зображення. Матеріали аерозйомки залучаються помітно рідше, перш за все при створенні великомасштабних карт. Хоча в основному застосовуються знімки у видимій частині спектру, постійно зростає роль радіометричних і теплових знімків. Це пояснюється тим, що матеріали зйомки в радіодіапазонах не залежить від погоди, що дозволяє використовувати їх для картографування територій, закритих хмарністю. Матеріали теплової зйомки особливо контрастно виділяють місця зі змінами режиму тепла і вологи, їх можна використовувати для зйомки в нічний час. Кожен спосіб отримання аеро-і космічних зображень має свої особливості. Приміром, космічні фотографії мають роздільну здатність на місцевості до 5 метрів, але їх отримання менш оперативно, ніж сканерних зображень.

Дозвіл сканерних зображень, одержуваних, наприклад, із супутників СПОТ і Ландсат, помітно нижче, але зате їх регулярне отримання дозволяє використовувати для моніторингу природних і соціально-економічних територіальних утворень. У цілому для дешифрування соціально-економічних об'єктів (наприклад, промислових вузлів, електростанцій, транспортної мережі тощо) більш інформативними є зображення з високою роздільною здатністю, але їх використання для картографування великих територій ускладнюється величезною трудомісткістю дешифровочних робіт. Великомасштабні дані дистанційного зондування детально відображають внутрішню структуру поселень, вони забезпечують картографування антропогенного впливу, наприклад, впливу електростанцій, автодоріг, трубопроводів, освоєння мінеральних ресурсів і будівництва дачних селищ на рослинний покрив. Великомасштабні знімки відображають вплив сільського господарства, транспорту, населених пунктів на екологію, дозволяють вивчати використання міських земель.

Знімки найбільших масштабів-1:500, 1:1 000 - чудовий матеріал для еколого-географічного районування, вивчення лісогосподарських територій. Знімки в тепловому ІЧ та радіодіапазоні, незважаючи на низький дозвіл багатьох з них (сотні метрів і кілометри), вважаються перспективними, тому що дозволяють визначити вологість грунтів, засоленість грунтів, теплове забруднення населених пунктів і водойм тощо.

Поєднання ГІС та даних ДЗЗ є найбільш ефективним рішенням для аналізу суспільно-географічних комплексів та прийняття відповідного рішення[5].

Геоінформаційне картографування як новітній напрям в картографії

Опрацювання питань державної регіональної політики потребує активізації залучення різних методів дослідження щодо обґрунтування стратегічних планів розвитку України та її регіонів. Тому розробка методики картографування динаміки соціально-економічних явищ і її детальна апробація на змінах чисельності, демографічних характеристиках населення України, як найбільше динамічному і найважливішому об'єкті, є проблемою давно назрілою, яка з різних причин в тематичному картографуванні України розглядалася мало. Актуальною є розробка шляхів та методів створення динамічних моделей проблемно-практичної орієнтації з широкими можливостями оперативної електронної обробки і поновлення інформації.

Геоінформаційне картографування - це автоматизоване створення і використання карт на основі ГІС і баз картографічних даних і знань. Суть геоінформаційного картографування складає інформаційно-картографічне моделювання геосистем.

Геоінформаційне картографування може бути галузевим і комплексним, аналітичним і синтетичним. У відповідності з прийнятими класифікаціями, виділяютьвиди і типи картографування, основні з яких такі:

- Соціально-економічне

- Екологічне

- Оціночне

Даний напрям сформувався не зненацька і не на пустому місці. Він інтегрував ряд галузей картографії, піднявши їх на більш високий технологічний рівень. Його витоки прослідковуються і в комплексному, потім в синтетичному і оціночно-прогнозному картографуванні. Наступним кроком став розвиток системного картографування, при якому увага концентрується на цілісному відображенні геосистем та їх елементів (під геосистем), ієрархії, взаємозв'язків, динаміки, функціонування. Це потребувало ґрунтовної опори на математичні методи і автоматизовані технології, а звідси був уже один крок до створення автоматичних картографічних систем і ГІС. Інакше кажучи, геоінформаційне картографування виникло і розвивається як пряме продовження комплексного, систематичного і далі - системного картографування в новому геоінформаційному середовищі.

Серед характерних рис цього виду картографування найбільш важливі наступні:

- високий рівень автоматизації, опора на бази цифрових картографічних даних і бази географічних знань;

- системний підхід до відображення і аналізу геосистем;

- інтерактивність картографування, тісна взаємодія методів створення і використання карт;

- оперативність, що наближається до реального часу, в тому числі з широким використанням даних дистанційного зондування;

- багатоваріантність, що допускає різносторонню оцінку ситуацій і спектр альтернативних рішень;

- мультимедійність, яка дозволяє суміщати іконічні, текстові, звукові відображення;

- застосування комп'ютерного дизайну і нових графічних зображуваних засобів;

- створення зображення нових видів і типів (електронні карти, 3-мірні комп'ютерні моделі, анімації);

- проблемно-практична орієнтація картографування, націлена на забезпечення прийняття рішень.

Геоінформаційне картографування акумулює досягнення дистанційного зондування, космічного картографування, картографічного методу дослідження і математико-картографічного моделювання.

В свому розвитку геоінформаційне картографування використовує досвід комплексних географічних досліджень і системного картографічного моделювання. Завдяки цьому в кінці ХХ століття геоніформаційне картографування стало одним із магістральних напрямків розвитку картографічної науки і виробництва[1].

Соціально-економічне картографування методами ГІС

Крім оглядових загальногеографічних і топографічних карт у практиці географічного аналізу і подання даних широко використовуються тематичні карти, створені на основі аналізу атрибутивних даних, пов'язаних з тим чи іншим набором просторових об'єктів (наприклад, кількість населення в містах або адміністративних одиницях). Тематичні карти і картодіаграми використовуються для візуального аналізу просторово-розподіленої інформації, у зв'язку з цим сприйняття й аналіз таких карт людиною значною мірою залежать від методики їхньої побудови і візуальних характеристик.

Побудова тематичних карт і картодіаграм із використанням просторової основи у вигляді точкових, лінійних і полігональних об'єктів і пов'язаних з ними записів з табличних баз даних є однієї з найбільш поширених функцій ГІС. При побудові картодіаграми пов'язана з об'єктом інформація візуалізується у вигляді картографічних знаків, що відбивають якісні або кількісні характеристики кожного об'єкта. Процедура побудови тематичної карти або картодіаграми звичайно реалізована у вигляді спеціального програмного модуля, виклик якого здійснюється за допомогою спеціального пункту меню. У більшості програмних продуктів ГІС реалізована побудова декількох типів карт за тематичними шаблонами.

Користувач має можливість вибрати тип створюваної карти, вибрати з атрибутивної бази дані характеристики, за якими буде будуватися карта, вибрати стиль оформлення карти (колір, тип символу та ін.).

Атрибутивна інформація, на основі якої будується карта (одне чи кілька полів бази даних), називається тематичною змінною. Як тематична змінна може використовуватися вираз, що обчислює нове значення на підставі значень одного чи кількох полів з використанням математичних, логічних і просторових операторів або функцій [3].

У більшості програмних ГІС-пакетів доступні такі тематичні шаблони:

- ранжовані діапазони;

- стовпчасті картодіаграми;

- кругові картодіаграми;

- ранжовані символи;

- точки з заданими вагами;

- індивідуальні значення.

Шаблон "Ранжовані діапазони" ("Градуйовані кольори") відображає одну тематичну змінну у вигляді розбитого на визначені діапазони набору числових значень обраної змінної (наприклад, чисельності населення по країнах світу). Кількість і межі діапазонів установлюються користувачем, виходячи з поставленого завдання. У той самий час кількість діапазонів істотно впливає на сприйняття карти і можливість проведення аналізу взагалі. Велика кількість діапазонів (понад 10) утруднює загальне сприйняття карти, колірне розходження між сусідніми діапазонами може бути занадто малим. Мала кількість діапазонів (менше 5-4) значною мірою узагальнює значення між сусідніми діапазонами, багато окремих груп значень можуть бути нівельованими. Найбільш часто рекомендується використовувати 5-7 діапазонів. картографія геоінформаційний економічний

Залежно від призначення карти для визначення меж діапазонів можуть бути використані різні методи розбиття вибірки числових даних на діапазони. У більшості ГІС-пакетів доступні такі методи поділу усієї вибірки значень картографованої тематичної змінної на діапазони (за кількістю або розмом діапазонів).

Метод рівної кількості значень (Equal Count) - у кожний діапазон входить рівна кількість записів з табличної бази даних. Якщо число записів не кратне кількості діапазонів, спірні записи визначаються в той діапазон, до якого ближче значення запису.

Метод рівних інтервалів (Equal Ranges) - кожний діапазон має приблизно рівну різницю між верхнім і нижнім значеннями діапазону (рис. 6.4).

Метод природного розбиття (Natural Break) - діапазони створюються на основі розривів між групами близьких числових значень.

Метод розбиття з використанням середньоквадратичного відхилення (Standard Deviation) - середина середнього діапазону відповідає середньому значенню усієї вибірки значень; верхній діапазон містить значення, що перевищують суму середнього і середньоквадратичного відхилення; нижній діапазон містить значення, що не перевищують різниці середнього і середньоквадратичного відхилення.

Метод ручного розбиття (Custom) - довільно встановлювані користувачем верхні і нижні межі діапазонів.

Кожному діапазону присвоюється визначена графічна змінна залежно від типу картографічного об'єкта (точка, лінія або полігон). Графічні характеристики (тип, колір і розмір символу; колір, тип і товщина лінії; заповнення і колір полігона) вибираються з відповідних бібліотек, так само користувачу може бути запропонована деяка кількість готових шаблонів оформлення карти.

Різні діаграми є найбільш поширеним способом візуалізації числових даних, показуючи кількісні розбіжності або вагові внески в загальну суму числових значень. За наявності в базі даних однотипних числових значень, що характеризують більш загальну тематичну характеристику (наприклад, чисельність вікових або національних груп у загальному населенні країни), стає можливою побудова відповідних картодіаграм.

Шаблон "Стовпчаста картодіаграма" відображає кілька однотипних тематичних змінних. Кожна змінна відображається у вигляді ранжированого стовпця в діаграмі, що дозволяє візуально порівнювати числові значення різних змінних. При виборі групи змінних слід враховувати порівнянність числових значень (відсотки, частки, абсолютні значення).

Для екранного подання можуть бути задані параметри стовпців: висота залежно від відображуваного значення, ширина стовпця, колір або штрихове заповнення. Може використовуватися різне розміщення стовпців (поруч або накладення зверху, нахил уліво чи вправо, різні варіанти прив'язування до центра базового об'єкта). Так само задаються пояснювальні заголовки і підписи стовпців.

Шаблон "Кругова картодіаграма" також відображає кілька тематичних змінних. Кожна змінна відображається у вигляді ранжованого кругового сектора в діаграмі, що дозволяє візуально порівнювати числові значення різних змінних. При виборі групизмінних необхідно враховувати порівнянність числових значень (відсотки, частки, абсолютні значення).

При оформленні зовнішнього вигляду кругових картодіаграм використовуються такі настроювання: встановлення залежності діаметра значка картодіаграми від сумарного числового значення окремих сегментів або встановлення рівного розміру для всіх значків, застосування напівкруглої діаграми. Установлюється колір для сегментів картодіаграми, основні підписи і підписи сегментів. Так само визначаються прив'язування картодіаграми до центра базового об'єкта, кут початку першого сегмента та ін.

Шаблон "Ранжовані символи" відображає одну тематичну змінну у вигляді символів, розмір чи колір яких пропорційний абсолютним числовим значенням картографованого атрибута. Задається розмір (колір) символу для мінімальних і максимальних (іноді і для декількох фіксованих проміжних) значень атрибута. Зовнішній вигляд значків береться з бібліотек точкових символів.

Шаблон "Точки із заданими вагами" відображає одну тематичну змінну у вигляді поля точок, де кожна точка відповідає певному числовому значенню (наприклад, одна точка відповідає одному мільйону чоловік при картографуванні чисельності населення країн світу). Звичайно цей шаблон використовується для полігонів; загальна кількість точок, виведених у межах полігона, пропорційна величині відображуваного значення змінної.

Шаблон "Індивідуальні значення" відображає одну тематичну змінну, величина числових значень не враховується. Кожен об'єкт на карті одержує індивідуальне графічне відображення (символ, колір або штрихування полігона), основна увага приділяється підкресленню візуальних розбіжностей між об'єктами. Цей шаблон використовується, як правило, для створення карт адміністративних одиниць (країн, провінцій, районів та ін.) За необхідності графічні змінні кожного об'єкта можуть редагуватися користувачем вручну[4].

Картометричні операції як аналітична можливість ГІС

Аналітичні можливості сучасних інструментальних ГІС досить різноманітні. До складу блока аналізу пакетів з так званими розвинутими аналітичними можливостями (до яких належать пакети ARC/INFO, IDRISI, MGE, PCRaster і деякі інші) входить декілька десятків різних аналітичних процедур, які в сукупності складають могутній арсенал просторово-часового аналізу і моделювання. У той самий час слід відзначити, що набір аналітичних процедур, реалізованих у різних ГІС-пакетах, досить близький за складом. Це надає можливість розглянути методи ГІС-аналізу, який є основою аналітичного потенціалу технології географічних інформаційних систем, не прив'язуючи до особливостей конкретних ГІС-пакетів.

Сукупність аналітичних процедур, що звичайно входять до складу блоків аналізу ГІС-пакетів з розвинутими аналітичними можливостями, можна поділити на такі групи:

- картометричні операції;

- операції вибору;

- рекласифікація;

- картографічна алгебра;

- статистичний аналіз;

- просторовий аналіз;

- оверлейний аналіз;

- мережний аналіз.

Наведена класифікація є умовною, проте вона досить повно відображає спектр аналітичних процедур, які входять до складу сучасних інструментальних ГІС. Крім зазначених, у пакетах, орієнтованих на завдання, пов'язані з проблемами навколишнього середовища, у тому числі й екологічними, в окрему групу виділяють:

- аналітичні процедури, що базуються на цифровій моделі рельєфу;

- операції просторової інтерполяції, завданням яких є побудова безперервних поверхонь на основі наборів дискретних просторово-координованих даних.

Більшість аналітичних процедур ґрунтується на растровій моделі просторових даних. їх реалізація здійснюється з використанням операцій картографічної алгебри (Tomlin, 1983a, 1990) (див. п. 7.5). У рамках векторної моделі аналітичні процедури реалізуються з використанням алгоритмів аналітичної геометрії.

Картометричні операції, тобто вимірювання по картах та інших геозображеннях з використанням програмних засобів, є одним із найбільш розповсюджених типів аналітичних операцій у ГІС. Можливість і точність виконання вимірювань багато в чому визначається моделлю даних (векторна або растрова), методами вимірювань і точністю цифрування даних (просторова похибка для векторних об'єктів, розмір комірки растра та ін.). Найбільш часто вимірювальні операції в ГІС-пакетах реалізовані у вигляді спеціальних функцій і подані у вигляді окремого пункту меню. До таких функцій відносять:

- вимірювання (визначення) координат точки;

- вимірювання відстаней між двома зазначеними координатами (з урахуванням або без урахування системи тривимірних координат);

- вимірювання довжини прямої чи ламаної лінії;

- вимірювання довжини периметра полігона;

- вимірювання площі полігона;

- вимірювання об'ємів з використанням поверхні і січної площини.

Звичайно користувач має можливість вибору якого-небудь еліпсоїда і готової картографічної або топографічної проекції, так само в деякі пакети ГІС входять функції створення користувальницьких систем координат і проекцій. При використанні стандартних проекцій і еліпсоїдів користувач має можливість переводити свої цифрові карти з однієї системи координат в іншу.

Координати точок у векторному поданні виміряються і подаються користувачу у певному форматі - шестидесятеричні градуси, десятичні градуси, метри із заданою кількістю знаків після коми. Для полігональних об'єктів визначаються крайні значення координат X і У, координати геометричного центра (центроїда) полігона. При растровому поданні просторових даних визначаються координати центральної точки комірки растра.

Вимірювання відстаней. Вимірювання відстаней може проводитися:

- за найкоротшою прямою з урахуванням або без урахування сферичності земної поверхні ("по повітрю");

- за заданим маршрутом з використанням точок повороту;

- за заданим маршрутом з урахуванням нерівностей рельєфу ("по землі").

До складу більшості ГІС-пакетів входить спеціальний інструмент "Лінійка" або "Рулетка", що дозволяє проводити вимірювання найкоротшою прямою або за складним маршрутом.

У складі растрових ГІС-пакетів вимірювання відстаней реалізовано у вигляді аналітичної функції Distance, яка дозволяє будувати карти полів рівної далекості комірок растра відносно одного або декількох об'єктів. Вимірювання відстаней з урахуванням нерівностей рельєфу може бути реалізоване при спільному використанні карти поля рівних відстаней і цифрової моделі рельєфу.

Вимірювання довжин ліній і периметрів полігонів. Вимірювання довжини лінії або периметра полігона багато в чому подібне до вимірювання відстаней між двома і більше точками. Процедура вимірювання довжини лінії або периметра звичайно реалізована у вигляді окремої функції (Object Lenght, Perimeter), доступної при побудові просторових запитів (див. п. 7.3) або при виконанні розрахункових операцій у картографічних базах даних. За допомогою цієї функції можливий пошук лінійних об'єктів певної довжини, а також автоматичне визначення довжини або периметра в заданих одиницях вимірювання і поміщення результату в зазначене поле бази даних. Визначення довжин ліній і периметрів може виконуватися як з урахуванням, так і без урахування сферичності поверхні Землі.

Вимірювання довжин ліній у растровому поданні виконується через центри комірок, що містять відповідні ідентифікатори. Вимірювання виконується по вертикалі, горизонталі і діагоналі комірки; вертикальна і горизонтальна відстань дорівнює розміру сторони комірки растра, діагональна відстань збільшується на коефіцієнт 1,44, отримані довжини сумуються. Периметри растрових полігонів підраховуються за сумою вертикальних і горизонтальних сторін суміжних комірок растра з однаковими числовими значеннями.

...