Базы данных и геоинформационные технологии в водном хозяйстве

УДК 626/627
ББК 26.191
          Г54
Авторы:
М.В. Берлинов, Е.Н. Дегаев, Ю.О. Кустикова, А.А. Давидюк
Рецензенты:
кандидат физико-математических наук Н.М. Борисова,
ст. науч. сотр. лаборатории численного гидродинамического моделирования 
отдела гидрологии речных бассейнов ИВП РАН;
доктор технических наук, профессор Д.В. Козлов,
заведующий кафедрой гидравлики и гидротехнического строительства НИУ МГСУ
 
Глотко, Анна Владимировна.
Г54	 	 Базы данных и геоинформационные технологии в водном хозяйстве [Электронный 
ресурс] : учебно-методическое пособие / А.В. Глотко ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, кафедра гидравлики и гидротехнического строительства. — Электрон. дан. и прогр. (6,2 Мб). — Москва : Издательство 
МИСИ – МГСУ, 2023. — URL: http://lib.mgsu.ru/ — Загл. с титул. экрана.ISBN 978-5-7264-3338-7 (сетевое)
ISBN 978-5-7264-3339-4 (локальное)
Учебно-методическое пособие содержит основные сведения для практических занятий и выполнения компьютерных практикумов. Приведены примеры решений задач.
Для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство.
Учебное электронное издание
	
©  ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ», 2023

Учебное электронное издание
Глотко Анна Владимировна
БАЗЫ ДАННЫХ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ 
ТЕХНОЛОГИИ В ВОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Учебно-методическое пособие
Редактор Т.Н. Донина
Корректор В.К. Чупрова
Компьютерная правка и верстка О.Г. Горюновой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesign CS5.5, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 15.11.2023. Объем данных 6,2 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет».
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ. 
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 14-23, (499) 183-91-90, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................ 5
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Практическое занятие 1. Общие понятия о геоинформационных системах...................... 6
Практическое занятие 2. Информационное обеспечение для создания ГИС.................. 10
Практическое занятие 3. Структура данных в ГИС............................................................ 16
Практическое занятие 4. Пространственный анализ данных в ГИС................................ 21
Практическое занятие 5. Цифровые модели рельефа........................................................ 22
КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ
1. Привязка растрового изображения................................................................................. 24
2. Формирование структуры данных в ГИС....................................................................... 26
3. Ввод и редактирование данных в ГИС............................................................................ 29
4. Использование данных дистанционного зондирования Земли..................................... 32
5. Создание атрибутивной информации к оцифрованным данным.................................. 35
6. Пространственный анализ данных в ГИС...................................................................... 38
7. Построение цифровой модели рельефа.......................................................................... 40
Основные термины.............................................................................................................. 45
Библиографический список................................................................................................ 47

ВВЕДЕНИЕ
Эффективное управление водным хозяйством требует использования новейших информационных технологий. Наиболее удобным и современным инструментом для анализа и оперативного принятия решения специалистом (инженером, исследователем и т.п.) 
являются геоинформационные системы (ГИС), качество и полнота информации которых 
также зависят от профессионализма специалистов, их создавших.
В учебно-методическом пособии рассматриваются общие вопросы технологии создания ГИС. Разделы пособия подготовлены в следующем порядке: вначале кратко изложены некоторые теоретические основы ГИС-технологий, а далее — материал для проведения практических занятий и компьютерных практикумов. Разделы сформированы по 
основным задачам, наиболее часто встречающимся при работе с ГИС. Предлагаемые задачи (упражнения) построены по принципу накопления знаний путем решения главной 
задачи (проекта). Поэтому выполнение должно происходить от первой задачи (регистрации растрового изображения) к последней (пространственные операции). Задача построения цифровой модели рельефа рассматривается отдельно, ввиду того, что данная работа 
может быть использована студентами для ВКР, и пример, приведенный в пособии, может 
быть заменен объектом дипломного проектирования. 
Задания составлены для начинающего уровня пользователей, т.е. студентов, которые 
впервые знакомятся с технологией создания данных в ГИС и обучаются по направлению 
подготовки 08.03.01 Строительство.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 1.
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
1.1. История возникновения геоинформационных систем
Геоинформационная система (географическая информационная система — ГИС) — 
информационная система, оперирующая пространственными данными [1]. Ее используют для сбора данных (пространственных и атрибутивных), их хранения, анализа и графической визуализации.
Человеческая цивилизация прошла долгий путь накопления и систематизации информации (рис. 1). В докомпьютерную эпоху географическая информация была представлена в бумажном варианте в виде топографических карт.
Рис. 1. Классификация информационных систем
Само понятие «географические информационные системы» возникло в 1960-х гг. и 
непосредственно связано с появлением компьютера в жизни и деятельности человека. 
В этот период были сформулированы первые концепции количественной и вычислительной географии. Работы по ГИС начинались в Национальном центре географической информации и анализа под руководством М. Гудчайлда. Вначале это были отдельные задачи 
глобального характера. Позже, по мере накопления опыта, были выделены направления, 
по которым возможно развитие геоинформационных технологий. Это стало поворотным 
моментом в развитии технологии ГИС. 
Первой «компьютеризированной ГИС» принято считать канадскую географическую 
информационную систему, которую разработали в 1963 г. специалисты, возглавляемые 
Р. Томлинсоном по поручению правительства Канады, с целью инвентаризации природных ресурсов страны и в частности лесного хозяйства. Выполнение данной работы потребовало от разработчиков создания системы, которая хранила и обрабатывала огромные 
массивы данных.
Известный разработчик Ховард Фишер в 1964 г. в период учебы в университете создал одну из первых программ — SYMAP. Годом позже он основал Гарвардскую лабораторию компьютерной графики, в которой проводились исследования в области разработки 
программного обеспечения (ПО), а также визуализации данных и пространственных опера