Географические информационные системы, их сущность, типы, принципы использования

Геоинформатика – научная дисциплина, изучающая геосистемы (их структуру, связи, динамику, функционирование в пространстве-времени) посредством компьютерного моделирования, а также ГИС-технологии сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственной информации для решения задачи управления геосистемами.

Географические информационные системы - особая информационная система, осуществляющую сбор, обработку, хранение, отображение и распространение географических данных, а также данных непространственного характера (Берлянт). ГИС обеспечивают процесс принятия решений по оп­тимальному управлению природными ресурсами, организации промышленности, с/х, транспорта, розничной торговли и др.

Был пройден путь от создания баз данных по отдельным регионам и прикладным направлениям отраслей гео­графии до формирования ГИС-технологий, позволяющих решать как приклад­ные (обеспечение менеджмента), так и теоретические задачи (прогнозное и ретроспективное моделирование, электронное кар­тографирование и т.д.).

Первые ГИС были созданы в 60-х годах в США и Канаде. В настоящее время существует огромное множество областей применения ГИС. В каждой из прикладных областей существуют свои специфические потребности и своя история внедрения ГИС-технологий. На начальном этапе эти технологии развивались независимо в разных прикладных областях, из-за этого сегодня в мире насчитывается уже очень много коммерческих пакетов программ для работы с ГИС, их функции часто в значительной степени совпадают, но при этом зачастую используется различная терминология для обозначения одинаковых элементов моделей данных.

ГИС используются для переработки геоинформационных потоков, которые формируются в пределах географической оболочки и геологической среды и представляют собой информационное отражение системы объектов географического и геологического изучения. В структурном отношении ГИС состоят из: 1) системно организационных баз данных со способностью к быстрой переработке и отражению всех изменений, происходящих в реальном объекте; 2) системно организованных множеством различных моделей, алгорит­мов и программ для переработки и преобразова­ния данных в семантическую пространственную инфор­мацию нового качества; 3) интерфейсов установленного доступа к системе с уче­том избранной технологии.

Выделяют также блоки ГИС: территориальный (ввод и пространственная организация данных), отраслевой (база темати­ческих данных) и программный (система управления базами дан­ных и аппаратно-программное обеспечение). Большинство современных ГИС состоят из следующих подсистем:

1) Подсистема обработки данных, предназначенная для получения данных (с карт, изображений или в ходе полевых исследований), ввода данных (создание цифровых баз данных), их хранения; 2) Подсистема анализа данных, включающая поиск и анализ данных, вывод информации в виде карт, таблиц, графиков и т. д.; 3) Подсистема использования информации. Пользователями являются научные работники, специалисты по планированию, управляющий персонал; 4) Подсистема управления, предоставляющая услуги по составлению баз пространственных данных и их анализу.

В настоящее время в мире функционируют тысячи ГИС, активно используемые во всех сферах человеческой деятельности. Вот лишь основные области применения ГИС-технологий:

- управление земельными ресурсами, земельные кадастры;

- проектирование, инженерные изыскания и планирование в градостроительстве, архитектуре, промышленном и транспортном строительстве;

- тематическое картографирование практически в любых областях его применения;

- морская картография и навигация;

- аэронавигационное картографирование и управление воздушным движением;

- навигация и управление движением наземного транспорта, дистанционное зондирование;

- управление природными ресурсами (водными, лесными и т.д.);

- представление и анализ рельефа местности;

- мониторинг состояния окружающей среды, реагирование на чрезвычайные ситуации;

- геология, минерально-сырьевые ресурсы и горнодобывающая промышленность;

- планирование и оперативное управление перевозками;

- маркетинг, анализ рынка;

- безопасность, военное дело и разведка;

- общее и специальное образование;

- сельское хозяйство.

Использование ГИС в качестве информационно-справочных систем начинает также широко использоваться в обучении. ГИС очень часто используются как средства поддержки принятия решений. Достигаемая здесь эффективность часто очень высока за счет наглядности картографической визуализации информации и удобства доступа к информации.

Источником информации для ГИС служат карты, данные дистанционных исследований (изображения, полученные с самолетов и спутников, результаты дистанционного зондирования), землемерной съемки.

В зависимости от назначения ГИС подразделяются на: Программно - ориентированные - предназначены для решения задач определенного типа и уровня. Среди них выделяются ресурсные, социально-экономические, муниципальные, а также учебные, информационно-поисковые ГИС. Многоцелевые ГИС способны комплексно решать задачи разного типа (экономические, социально-политические, экологические и др.). Интегральные ГИС создаются на основе синтеза данных дистанционного зондирования и картографических, интегрируют разновременные данные, архивные документы, материалы аэрокосмических съемок и т. д.

По пространственному охвату ГИС делятся на глобальные, общегосударственные (национальные), региональные, муниципальные, локальные.

По тематической ориентации они подразделяются на общегеографические, отраслевые, в том числе водных ресурсов, использования земель, лесопользования, туризма, рекреации и др.

Внедрение геоинформационных технологий способствовало развитию геоинформационного картографирования - информационно-картографическое моделирование природных и хозяйственных территориальных систем на основе ГИС-технологий и географических знаний.

Главными предпосылками формирования геоинформационного картографирования как научного направления являются: развитие геоинформатики; практическая потребность в картографическом обеспечении принятия решений; внедрение в картографию компьютерного картосоставления. Геоинформатика является перспективным и стремительно развивающимся научным направлением. В ближайшие годы все отрасли географических знаний будут развиваться под сильным воздействием геоинформационных технологий, компьютерной обработки пространственной информации..

Геоинформационная система - это информационная система, использующая географически координированные данные: Географические широта и долгота; Прямоугольные координаты X и Y; Почтовые адреса; Почтовые индексы и иные коды, идентифицирующие предварительно разграниченные участки территории; Местоположение, зафиксированное на карте

ГИС важны, потому что:

Ø интегрирует пространственную и любые иные типы информации;

Ø предлагает единую концептуальную, методическую и гехнологическую основу для организации географически координированных данных;

Ø позволяет рассматривать данные, основанные на признаках географического взаиморасположения объектов (близости/удаленности) в реальном окружающем нас мире;

Ø предлагает новые, более близкие к аналоговым и потому легко воспринимаемые, способы манипулирования и отображения данных (посредством картографических образов).

Появление и развитие ГИС стало возможным благодаря: геодезии, математики, географии, статистики, дистанционному зондированию Земли, теории управления, информатики, топографии, картографии, фотограмметрия.

Дата добавления: 2015-05-26