ГИС, геоинформатика, их связь с другими науками и производством

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Географические информационные системы (ГИС), являются частью геоинформатики, науки, которая основывается на экологии, геогра­фии, картографии, информатике, теории информационных систем, вычислительной технике и программировании, а также на общена­учных дисциплинах и методах познания окружающей среды. Суще­ствует более 40 определений понятия ГИС, среди которых самое про­стое (хотя и ненаучное) - это "советующая компьютерно-картографи­ческая система". Одним из научных определений является следующее.

ГИС - это проблемно-ориентированная вычислительная интерак­тивная система обработки пространственно-распределенной инфор­мации, включающая средства сбора, преобразования, хранения и представления картографической информации, для выработки управ­ленческих решений в области природопользования и охраны ОС.

Функции ГИС вытекают из четырех решаемых технологических задач:

- сбор данных об окружающей природной среде и ее состоянии;

- передача, тематическая обработка и организация хранения Данных;

- обеспечение моделирования и анализа данных в пределах обос­нованных масштабов карт и временных рядов наблюдений;

- выработка рекомендованных решений на основе анализа смы­слового ряда информации:

«наблюдение-измерение-описание-объяснение-предсказание-решение» как основного набора функций ГИС.

Геоинформационная система - это технологическое отражение науки геоинформатики. Ее специфика заключается в том, что каждая реальная ГИС организуется для управления информацией, описы­вающей пространство, т.е. картографической и другой информации, изображающей состояния окружающей природной среды в привязке к её географическим характеристикам.

Существует несколько видов задач, успешно решаемых ГИС. Для них может быть предложена следующая классификация:

- пространственная, при которой задачи подразделяются на ло­кальные (источники загрязнения), региональные (крупный город или географический регион), глобальные (территориальный природно-хозяйственный комплекс - например, Приморье, Верхневолжский регион, Москва, или территория России);

- по времени, когда задачи могут быть подразделены на опера­тивные - только "сегодняшние" (наблюдение за конкретным разовым выбросом и подготовка данных для выработки прогноза распро­странения загрязнения в реальном масштабе времени), режимные -опирающиеся на длительные наблюдения "не только сегодняшнего дня" (обеспечивают систематический мониторинг и прогноз состоя­ния длительно существующего объекта: реки, лесного массива, го­родского района и т.д.), прогностические - дающие "будущую" ин­формацию об объекте, в т.ч. и пока не существующем (оценка и прогноз развития планируемого или предсказываемого состояния при­родного или создаваемого искусственно объекта);

- организационно-практическая, т.е. когда задачи подразделяют­ся на кадастровые (земельный кадастр, кадастр ледников и т.д.), ин­формационно-справочные (библиографические, этнографические и др.), научно-исследовательские и др.

Операционные возможности ГИС определяются минимальным на­бором критериев, позволяющих идентифицировать систему коорди­нат трехмерного пространства, обеспечивать территориальный ох­ват и связанный с ним функционально масштаб (или пространствен­ное разрешение), предметную область информационного моделиро­вания, системы сбора информации и ее вывода.

Таким образом, геоинформационная система (ГИС) является кар­тографической вычислительной системой, создаваемой для решения задач в области исследования, охраны и регулирования параметров ок­ружающей природной среды, состоящей из подсистем сбора, обработ­ки, хранения и выдачи информации в виде тематических карт и других изображений.

Вывод и визуализация данных.

Результаты обработки данных должны неминуемо трансформи­роваться в документ, воспринимаемый человеком. Технические и программные средства ГИС обычно включают широкий набор средств вывода данных, включая их картографическую визуализацию как наиболее технологически сложный вид окончательной или про­межуточной документации. К таким документам принадлежат таб­личные, графические и картографические материалы. Два последних типа материалов требуют достаточно развитых технических уст­ройств, обслуживающих эти функции. К ним относятся средства ма­шинной графики общего назначения, средства программной под­держки их работы.

Для визуализации данных, прежде всего в картографической форме, используются специальные технические средства: графопо­строители для пассивной машинной графики и дисплеи для интерак­тивной (с непосредственным участием человека) графики.

При выборе средств визуализации следует обращать внимание на некоторые основные характеристики этих устройств: максимальный размер листа карты, который может выдать устройство; точность нанесения картографических знаков и разрешение прибора; возмож­ности цветовой гаммы (количество оттенков передаваемых цветов); возможности работы с разнообразными материалами (бумага, пла­стик, фотооснова, металдооснова и т.д.); скорость выдачи копий (при параллельной и последовательной распечатке); программное обеспе­чение устройства для генерации воспроизведения и другие характери­стики.

При обсуждении технических средств визуализации данных ГИС возникает вопрос о методах визуализации данных. Эта проблема Может быть отнесена скорее к идеологии чистой картографии, чем к Идеологии ГИС. Методы работы с геоинформацией обеспечивают реализацию целей, в то время как ГИС есть средство, сложное, хоро-

организованное, но средство, и не более того.

Для общего понимания эколого-географической специализации ГИС приведем перечень ее базовых информационных модулей:

- цифровая карта-основа по намеченному масштабному ряду;

- цифровые модели высот местности, гидросети, населенных пунктов, транспортной сети, административно-территориального деления;

- база данных использования земель - с/х, лесохозяйственные, ле­сопромышленные, иные формы использования, земли с особым ре­жимом, водохозяйственные;

- население - реестр населенных пунктов, демографическая база данных;

- база данных объектов и предприятий, их реестр, паспорта;

- база данных экологического состояния территории - природ­ные ресурсы, состояние земель, лесных ресурсов, водных ресурсов, недр, рекреационных ресурсов, селитебных территорий;

- база данных экологического состояния природной среды - ка­чественное состояние поверхностных вод, подземных вод, атмосферы, радиационный и шумовой режим, состояние стабилизирующих эле­ментов.

В настоящее время в России ведутся работы по созданию геоин­формационных систем на всех уровнях управления природопользо­ванием от местного до федерального, а также по отдельным отрас­лям природопользования и компонентам окружающей среды. Их отличия заключаются в степени "генерализации" (обобщения) ин­формации, содержащейся в базах данных, а также в характере кон­кретно решаемых задач. По степени использования технологии ГИС в управлении Россия отстала от экономически развитых стран Запа­да по разным оценкам на 15-20 лет. Однако развитие данного на­правления является прогрессивным, требующим ускорения, которое прогнозируется с высокой долей вероятности.

Дата добавления: 2013-12-13