1.2 Понятие географических информационных систем

^{Термины «данные», «информация» и «знания» стали общеупот-ребительными, постоянно встречаясь в газетах, теле- и радиопередачах, научных и научно-популярных публикациях. Смысл их кажется предельно ясным, и они легко заменяются не только в быту, но и науке такими словами, как «сообщения», «сведения», «сигнал», «материалы» и др. При этом не обращают внимания на то, что эти понятия, имея много общего, заметно разнятся по своей сути.}

^{Под «данными» понимается совокупность фактов и сведений, представленных в каком-либо формализованном виде (в количественном или качественном выражении) для их использования в науке или других сферах человеческой деятельности. Иначе говоря: «Данные соответствуют дискретным зарегистрированным фактам относительно явлений, в результате чего мы получаем информацию о реальном мире... Слово «данные» происходит от латинского «datum», буквально означающего «факт». Тем не менее данные не всегда соответствуют конкретным или действительным фактам. Иногда они неточны или описывают нечто, не имеющее место в реальной действительности (идею). Будем называть «данными» описание любого явления (или идеи), которое представляется достаточно ценным для того, чтобы его сформулировать и точно зафиксировать» [7].}

^{Применительно к характеризуемой нами сфере «данные» можно рассматривать и определять в трех контекстах: вне автоматизированной среды использования, внутри ее и в среде ГИС. В первых двух контекстах под «данными» понимаются либо факты, некие известные вещи (из которых могут быть выведены заключения), либо сведения, подготовленные для компьютерной обработки. Под «данными» в среде ГИС понимаются «объекты о явлениях реального мира; результаты наблюдений и измерений этих объектов. Элемент данных содержит три главные компоненты: атрибутивные сведения, которые описывают сущность (семантику), характеристики, переменные, значения и тому подобные его квалификации; географические сведения, характеризующие его положение в пространстве относительно других данных; временные сведения, описывающие момент или период времени, для которого предоставляются данные» [The 1990-GIS Sourcebook, 1990. -— P. А10]. «Данные», по определению М. Конечного и К. Раиса [М. Копеспу, К. Rais, 1985], выступают как сырье, которое путем обработки можно превратить в информацию, т. е. данные — это как бы строительный элемент в процессе создания информации. Они рассматриваются как объект обработки и основа для получения информации.}

^{В практическое понимание «информации» в настоящее время в основном включаются «процессы обмена разнообразными сведениями между людьми, человеком и автоматом — актуальная информация, процессы взаимодействия объектов неживой природы потенциальная информация, степень сложности, организованности, упорядоченности той или иной системы» [Краткий словарь..., 1979 - С. 114-115] Такое понимание основывается на существовании в современной науке нескольких парадигм, которые с разных сторон стараются объяснить факты и явления информационного порядка. Кратко рассмотрим основные из них.}

^{К первой (по времени возникновения) надо отнести теорию К Шеннона, согласно которой количество информации определяют по формуле:}

^{I= -Е Pi log2Pj}

^{где I - количество информации; р, — вероятность появления 1-го сигнала; п — количество всех возможных сигналов. У этой теории есть значительный недостаток — она не учитывает содержательную сторону информации. Как отмечал Л.Бриллюен: «совокупность из 100 букв, выбранных случайным образом..., фраза в 100 букв из газеты, пьесы Шекспира или теоремы Эйнштейна имеют в точности одинаковое количество информации» [7].}

^{Сторонники других (физических) концепций считают, что информация — фундаментальная категория (понятие) [Д. И. Блюме- нау, 1989. С. 15], т.е. такая же основа мироздания, как вещество или энергия. Подобные воззрения характерны, например, для Н. Винера: «...информация есть информация, а не материя и не энергия» (цит. по [М. Мазур, 1974.—С. 18]).}

^{Также по-разному представляют основные принципы понятия «информация» и философы. По мнению одних, информация существует лишь при коммуникативных процессах с участием человека [Д. И. Блюменау, 1989]. Другие полагают существование и потенциальной информации (при взаимодействии между собой объектов неживой природы) [Краткий словарь..., 1979. —С. 114—115].}

^{Необходимо отметить, что количество концепций и парадигм довольно велико. Тем не менее складывается парадоксальная ситуация — разработаны количественные методы вычисления информации, имеется множество определений понятия «информация», но при этом существующие теории не дают адекватного, качественного понимания ее смысловой сущности, когда производят расчет количества информации. Иными словами, количественная сторона проблемы относительно развита, но не обеспечена качественным пониманием объекта вычисления.}

^{В чем же все-таки заключается проблема определения и понимания информации? Исходя из принципа Винера, предположим, что информация действительно присуща всему в нашем мире. В подтверждение того, что информация может быть по значению сравнима с веществом и энергией, приведем следующие аналогии [ В.С.Тикунов, 1992].}

^{Информацию, как и вещество, и энергию, можно передавать и принимать, накапливать, использовать.}

^{1. Предположим также, что существование информации объективно, не зависит от наших знаний, а восприятие — субъективно и определяется умением пользоваться той или иной знаковой системой (или хотя бы знаниями о ее существовании).}

^{2. Физические объекты и явления (например, материальное тело имеют множество характеристик: высота, длина, плотность, упругость, масса, вес и т.д., но нет}

^{Одной универсальной. Можно предположить ,что и информация может описываться самыми разнообразными характеристиками и нельзя ограничиваться только вычислениями ее количества.}

^{3. Вполне вероятно (пока это не более, чем гипотеза) наличие двух основных законов: а) закона сохранения информации, который должен формулироваться аналогично законам сохранения массы и энергии; б) закона взаимодействия двух объектов, обладающих информацией (возможно, он будет иметь такую же алгебраическую формулу, как и законы Ньютона и Кулона).}

^{Анализируя и обобщая многие определения информации, сделаем следующий вывод-определение: информация — все, что может быть сообщено. При этом основное различие внутри этого понятия состоит не в информации живой (и неживой) природы и человека, а в существующей (наличествующей) и передаваемой информации. Существующая информация — сведения, которые можно сообщить о каком-то объекте (явлении), некоторое подобие потенциальной энергии. Передаваемая информация — сообщаемые по каналу информации сведения, это в определенной степени аналог кинетической энергии (рис. 1). Хотя потенциальная энергия Ер может перейти полностью в кинетическую Ею а существующая информация по-иному связана с передаваемой, все же некоторая аналогия между энергией и информацией просматривается. Передаваемая информация зависит от более или менее удачно подобранных знаковых систем и отдельных знаков, существующая же информация объективна и определяется только тем объектом или явлением, в котором заключена. Перейдем теперь к понятию «знание». Определений «знания» также много, как и определений «информации». Так, Л. Бриллюен считает, что информация отлична от знания' «Для которого у нас нет количественной потенциальной меРы>> [л Бриллюен, 1960. — С. 30]. Д. И.Блюменау энергии в кине- приводит 10 (!) определений понятия «знание» тическую различных авторов, и сам определяет информацию как знание, включенное непосредственно в коммуникативный процесс [Д. И. Блюменау, 1989. — С. 28]. Последнее предложение необходимо дополнить: включенное субъективно в субъективный процесс, т е. знания — это интерпретация информации. Однако интерпретация в известном смысле не ограничивается знанием и этот ряд полностью будет, вероятно, выглядеть следующим образом: информация — знание — мысль (гипотеза).}

^{«Знания» в философском их понимании — отражение семантических аспектов окружающей действительности в мозгу человека или даже в технической системе . Отметим также историческую последовательность привлечения данных, информации и знаний в геоинформатике. Так, вначале появились банки данных, позднее оформились географические информационные системы и, наконец, появились системы, основанные на знаниях, - интеллектуальные системы.}

^{Возвращаясь непосредственно к геоинформационным системам, важно подчеркнуть их способность хранить и обрабатывать пространственные, или географические, данные, что и отличает ГИС от иных информационных систем. Распространено мнение, утверждающее тождественность понятий «географические информационные системы» и «пространственные (пространственно-координированные, пространственно распределенные) информационные системы», т.е. слово «географические» в данном контексте имеет смысл не обозначения науки, а характеристики пространственно-сти. При таком подходе нельзя поставить в один ряд с географическими системами геологические, геофизические и другие системы, что также встречается в литературе. Они все являются пространственными, а следовательно, и географическими. Естественно и то, что ГИС объединяет в единую систему пространственную информацию и информацию других типов для решения пространственных задач.}

^{ГИС различаются предметной областью информационного моделирования; среди предметно-ориентированных, как правило, ведомственных ГИС бывают природоохранные ГИС, земельные информационные системы (ЗИС), городские, или муниципальные, ГИС (МГИС), ГИС для целей предотвращения и локализации последствий чрезвычайных ситуаций (ГИС для целей ЧС) и др.}

^{Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней научными и прикладными задачами. Они могут быть выстроены в ряд по мере усложнения и наращивания возможностей управления моделируемыми объектами и процессами: инвентаризация (кадастр, паспортизация) объектов и ресурсов, анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. [7]}