Комплексирование ГИС с другими типами систем

Классификации и области применения ГИС.

Основные понятия геоинформатики.

Введение в геоинформатику (ГИ)

В разделе рассматриваются следующие темы:

1.1. Основные понятия ГИ.

1.2. Структуры и функции ГИС; картографические элементы и возможности ГИС.

1.3. Классификации и области применения ГИС.

1.4. Комплексирование ГИС с другими типами информационных систем (ИС).

ГИ – раздел информатики, специализирующийся на разработке, применении и развитии геоинформационных систем (ГИС) и технологий (ГИТ).

ГИС – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для автоматизированной и автоматической обработки геоданных и создания различных геоинформационных продуктов.

Геоинформация – пространственно распределённые сведения об объектах Земли; она имеет пространственную и атрибутивную составляющие.

Геоданные – геоинформация, представленная в цифровом виде в памяти компьютера или на внешнем носителе.

ГИТ – последовательность операций, выполняемых средствами ГИС с геоданными, позволяющая получить определённый результат или продукт.

Цифровая карта (ЦК) – аналог традиционной карты, представленной в виде структур геоданных в памяти компьютера или на внешнем носителе.

Электронная карта (ЭК) – это ЦК, обеспеченная программными средствами для работы с ней пользователей.

1.2 Структуры и функции ГИС. Картографические элементы и возможности ГИС.

Одна структура ГИС вытекает непосредственно из её определения, согласно которому она состоит из трёх взаимодействующих компонентов: аппаратной базы, программных средств и геоданных. Четвёртый и главный «компонент» ГИС – это специалисты (разработчики проектов, администраторы, программисты, операторы и др.), обеспечивающие работу системы и в ней непосредственно участвующие.

Другая структура вытекает из того представления, что все системы состоят из взаимосвязанных элементов (подсистем), специализирующихся на определённых функциях или технологических операциях, в совокупности образующих функциональные и технологические возможности систем. Обобщённая функциональная структура ГИС имеет в своём составе следующие основные подсистемы: 1) ввода, 2) хранения 3) отображения 4) обработки и анализа 5) вывода (рис.1.2.1).

Рис.1.2.1

Отличие подсистем ГИС от других типов информационных систем заключается в том, что все они ориентированы для работы не только с атрибутивными, но и с пространственными данными, к которым относятся координаты, геометрические характеристики и отношения. Последние называют позиционной и геометрической составляющими пространственных данных. Это отличие особенно заметно в подсистеме хранения данных, которая состоит из двух типов БД – соответственно пространственной и атрибутивной (рис 1.2.1).

Полный перечень функциональных возможностей различных видов ГИС слишком большой, чтобы его давать целиком. Обобщённо его можно представить в виде следующих функциональных групп:

1. Формирование разнообразных структур геоданных: слоёв, растров, пространственных БД, атрибутивных БД.

2. Преобразования геоданных: координатные, проекционные, структурные, модельные, форматные и некоторые другие.

3. Отображение, управление данными и редактирование.

4. Обработка, измерения, анализ и моделирование пространственных данных.

5. Создание и обработка ЦМР.

6. Составление цифровых и бумажных карт, подготовка других видов документов.

7. Хранение геоданных, ЦК и документов

О картографических элементах и возможностях ГИС можно сказать следующее.

В связи с тем, что ГИС имеет дело с геоинформацией, основным носителем которой является географическая карта, то многое в содержании, организации и отображении геоданных в системе заимствовано из классической картографии, а также многие технические и программные средства специально приспособлены для работы с картографическими данными. Очень часто ГИТ начинаются с карт и картами заканчиваются. Можно назвать следующие основные заимствования геоинформатики из картографии: размещённые на плоскости данные, или т.н. слои, масштаб, картографические проекции, способы изображения, условные обозначения, генерализация, макет компоновки, издательский оригинал, методы картометрии, морфометрии и анализа карт.

Что касается картографических возможностей, то они различны как по отношению к разным этапам и видам картографических работ, так и в отношении разных классов ГИС. Ограничены возможности ГИС на этапах проектирования и издания карты (в частности, многотиражного издания). На этапе составления практически все работы, за исключением генерализации, которая поддаётся лишь частичной автоматизации, выполняются средствами ГИС. Полностью может быть автоматизирован этап подготовки карт к изданию. А из всего видового разнообразия ГИС, применяемых для автоматизации картографических работ, наибольшими возможностями обладают системы, специализированные для картографических работ, а также системы так называемого полнофункционального класса, о которых речь пойдёт в следующем параграфе.

В геоинформатике предложено множество различных классификаций ГИС, основанных на их назначении, территориальном охвате, сферах применения, функциональных возможностях, архитектуре, структурах данных и других признаках.

Наиболее ёмкой и показательной из всех перечисленных классификаций ГИС является их подразделение по функциональным возможностям. По этому признаку они подразделяются на полнофункциональные, или универсальные, специальные, или профессиональные и простые, или непрофессиональные. Первые обладают полным набором возможных функций и базируются на рабочих станциях и компьютерных сетях. Вторые обладают наборами функций, ориентированными на определённые задачи (например, создание БД или ЦК) и сферы применения (например, научные исследования, проектирование, планирование, кадастр). Они, как правило, базируются на персональных компьютерах и потому иногда их называют настольными ГИС. Третью группу составляют небольшие системы преимущественно справочного назначения для широкого круга непрофессиональных пользователей.

При выборе системы важно знать с каким видом пространственных данных – векторными или растровыми и в каком режиме – активном и полном или пассивном и частичном она работает. Системы, работающие только с одним из этих видов пространственных данных, называют соответственно либо векторной, либо растровой. Если в системе предусмотрено пассивное и частичное использование другого вида данных, то её относят к смешанному классу: растрово-векторной или векторно-растровой.

Немаловажное значение также имеет архитектурный класс системы – открытый или закрытый, указывающий на возможности изменения, дополнения состава и функций системы.

Функциональные возможности ГИС позволяют решать пространственные задачи в следующих областях:

- научные исследования объектов природы, населения, экономики.

- общегеографическое и тематическое картографирование

- навигация (морская, авиационная, наземная).

- инженерные изыскания и проектирование (дорог, инженерных сетей и сооружений, городов и т.д.).

-разведка полезных ископаемых.

- отраслевое и территориальное планирование ресурсного, социального и экономического комплексов.

- управление хозяйством отраслей, регионов и городов.

- кадастры (земельный, других природных ресурсов, недвижимости, территориальной, городской, градостроительный).

- инвентаризация земель и других ресурсов и объектов.

- мониторинг земель и других ресурсов и объектов.

- экология и охрана природы.

- гидрометеослужба.

- служба по чрезвычайным ситуациям.

- налоговые, юридические и правоохранительные службы.

- здравоохранение, образование, социальное обслуживание населения.

- коммерческая деятельность.

В практике информационных работ, кроме геоинформационных систем, применяются другие типы автоматизированных систем: проектирования, обработки изображений, фотограмметрические, геодезические, навигационные, картографические, управления, планирования, экспертные, аналитические, справочные и другие. Многие службы и организации, использующие геоинформационные системы, зачастую имеют дело с задачами, с которыми данный тип систем не справляется. При этом нередко бывает необходимость использования двух или более различных типов информационных систем. В таких случаях привлекаемые информационные системы для совместного и согласованного решения задач могут объединяться в системные комплексы. Как показывает опыт создания и применения системных комплексов, в состав большинства из них входит ГИС, т.к. большинство решаемых задач связано с территориями или территориальными объектами.

Дата добавления: 2013-12-12