Геоинформационные системы и технологии

Геоинформационные системы (ГИС) и ГИС-технологии объединяют компьютерную картографию и системы управления базами данных. Концепция технологии ГИС состоит в создании многослойной электронной карты, опорный слой которой описывает географию территории, а каждый из остальных слоев – один из аспектов состояния территории. Тем самым ГИС-технологии определяют специфическую область работы с информацией.

Особый интерес к этой области работы с информацией объясняется тем, что сейчас наиболее остро стоят проблемы оперативного анализа пространственно распределенных данных, а в России это более актуально, чем где-либо в мире и объясняется перестройкой экономических отношений и приватизацией недвижимости и земельных участков.

Технология ГИС применяется везде, где необходимо учитывать, обрабатывать и демонстрировать территориально распределенную информацию. Пользователями ГИС-технологии могут быть как организации, чья деятельность целиком базируется на земле – владельцы нефтегазовых предприятий и экологические службы, жилищно-коммунальное хозяйство, так и многочисленные коммерческие предприятия – банки, страховые, торговые и строительные фирмы, чья успешная работа во многом зависит от правильного и своевременного учета территориального фактора.

Особенно эффективно применение ГИС-технологии в торговых и обменных операциях с недвижимостью. По прогнозам Европейских служб. Занимающихся оценкой различных секторов рынка, в конце ХХ и начале XXI века пакет ГИС будет таким же неотъемлемым атрибутом рабочего места бизнесмена или управленца, какими сегодня являются текстовые и графические редакторы, статистические пакеты и БД.

В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: континенте, стране, городе, улице. БД организуется в виде набора слоев информации. Основной шрифт содержит географически привязанную карту местности (топооснова). На него накладываются другие слои, несущие информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации (в том числе линии электропередачи, нефте- и газопроводы, водопроводы), промышленные объекты, земельные участки, почвы, коммунальное хозяйство, землепользование и др. В процессе создания и наложения слоев друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных. Как правило, информация представляется графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объем хранимой информации и упростить операции по визуализации. С графической информацией тесно связана текстовая, табличная, расчетная информация, координатная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, БД с описанием объектов и их характеристик. Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации.

Программное ядро ГИС можно условно разделить на две подсистемы: СУБД и управление графическим выводом изображения. В качестве СУБД используют SQL-серверы: Sybase SQL Server, MS SQL Server, Watson SQL Server, Borland Interbase.

Уже существуют и используются ГИС для различных служб муниципального хозяйства, для контроля экологической обстановки, активно развиваются системы, ориентированные на ликвидацию последствий стихийно-разрушительных явлений, наконец существуют ГИС справочного направления для крупнейших городов России и мира.

Рассмотрим типовую схему организации ГИС-технологии. В настоящее время сложился основной набор компонент, составляющих ГИС. К ним относятся:

1. Приобретение и предварительная подготовка данных. Включает манипуляцию с исходными карт – материалами на твердой или бумажной основе, данными дистанционного зондирования, результатами полевых испытаний, текстовыми (табличными) материалами, с архивными данными. Эксперты предостерегают от опасности финансовой и организационной (временной) недооценки данной компоненты или фазы функционирования ГИС, потому что точность и корректность функционирования ГИС ограничивается точностью и корректностью исходных данных.

2. Ввод и размещение данных. Ввод и размещение пространственной и непространственной составляющей данных включает конвертирование информации во внутренние форматы системы и обеспечение структурной и логической совместимости всего множества порождаемых данных. Имеющийся опыт говорит о большой стоимости и временной протяженности мероприятий данной фазы.

3. Управление данными. Управление данными предполагает наличие средств оптимальной внутренней организации данных, обеспечивающей эффективный доступ к ним. Для большинства пользователей эта компонента явно не представлена и при удачной реализации системы или (пользователями) не замечается.

4. Манипуляция данными и их анализ. Функции манипуляции и анализа представлены средствами, предназначенными для содержательной обработки данных в целях обработки и реорганизации данных. С точки зрения пользователя эти функции являются главными в ГИС-технологиях, потому что позволяют получать новую информацию, необходимую для управления, исследовательских целей, прогнозирования.

5. Производство конечного продукта. Производство конечного продукта включает вывод полученных результатов для конечных потребителей ГИС. Эти продукты могут представлять карты, статистические отчеты, различные графики, стандартные формы определенных документов (например, уведомлений для владельцев участков) и многое другое. При работе с электронными картами на практике различают абстрактную геометрическую форму картографических объектов (например, шоссейная дорога представляется в виде кривой линии не имеющей толщины), и ее графическое представление (шоссейная дорога может обозначаться двойной линией коричневого цвета).

Кроме этого, каждый картографический объект может иметь атрибутивную информацию, в которой содержится информация, которая не обязательно должна отображаться на карте (например, число жильцов какого-либо дома и их социальный статус).

Подавляющее большинство ГИС-систем различают геометрическую и атрибутивную компоненту без данных ГИС. Их часто называют также пространственными (картографическими, геометрическими) и непростраственными (табличными, реляционными) данными. Геометрическая информация представляется точками, кривыми и площадными объектами.

Атрибутивная информация содержит текстовые, числовые и логические данные о картографических объектах. Большинство современных ГИС-инструментариев позволяют хранить атрибутивную информацию в составе БД, как правило, реляционных. ГИС обычно включают в состав атрибутивной информации также способы картографического (графического) отображения объектов, тем самым достигается большая гибкость при формировании выходных карт.

Классические программные средства ГИС обычно используют понятия слоя (покрытия), определяемого как множество пространственных объектов одного типа (дорог, водных потоков и т. д.) – но, по сути, однотипность объектов определяется возможностью задания одинакового набора атрибутов и построения той или иной топологии. Например, в городских информационных системах типичными являются следующие слои данных: административное деление, земля (лесные угодья, пастбища, сенокосы, пашня, залежи, земли населенных пунктов, промышленные зоны), водные пространства, животный мир, месторождения полезных ископаемых, недвижимость, население, промышленность, строительство, транспорт, связь, энергетика, инженерные сети и сооружения, экология.

Атрибутивная информация хранится в виде отдельных табличных файлов, как правило в форматах реляционных баз данных систем – DBF, PARADOX, ORACLE, INGRESS. Такой способ характерен для западных коммерческих продуктов и современных отечественных разработок и является более продвинутым, предоставляя пользователю большую гибкость при формировании, конвертировании и реорганизации.

Дата добавления: 2015-06-04