9. Составные части гис

Работающая географическая информационная система включает в себя пять ключевых составляющих: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители и методы.

Аппаратные средства представляют собой собственно компьютер, на котором запущена ГИС. В настоящее время такие системы работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров. Любая ГИС имеет систему визуализации данных, выводящую на экран имеющуюся информацию в виде карт, таблиц, схем и т.п. К техническим средствам, используемым для генерации документов, принадлежат средства машинной графики, конверторы данных, позволяющие преобразовывать данные из одних форматов в другие без потерь их геометрических и семантических атрибутов, графопостроители (плоттеры), графические дисплеи с высоким разрешением, полутоновые и цветные лазерные или струйные принтеры. Кроме того, данные могут представляться посредством магнитных носителей, видеофильма или слайдов, внешних систем.

Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются инструменты для ввода и оперирования географической информацией, система управления базой данных (DMBS или СУБД), инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения) и, наконец, графический пользовательский интерфейс (GUI или ГИП) для легкого доступа к инструментам.

Данные – это, вероятно, наиболее важный компонент. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем либо приобретаться у поставщиков. В процессе управления пространственными данными географическая информационная система объединяет (а лучше сказать – совмещает) географическую информацию с данными других типов. Например, с конкретным кусочком электронной карты могут быть связаны уже накопленные данные о населении, характере почв, близости опасных объектов и т. д. (в зависимости от задачи, которую придется решать при помощи ГИС). Причем в сложных, распределенных системах сбора и обработки информации часто с объектом на карте связывают не существующие данные, а их источник, что позволяет в реальном времени отслеживать состояние этих объектов. Такой подход применяется, например, для борьбы с чрезвычайными ситуациями вроде лесных пожаров или эпидемий.

Исполнителями именуют людей, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Пользователями геоинформационных систем могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные пользователи, которым ГИС помогает решать текущие дела и проблемы. Может показаться странным, что люди, работающие с программным обеспечением, рассматриваются как составная часть ГИС, однако в этом есть свой смысл. Дело в том, что для эффективной работы географической информационной системы необходимо соблюдение методов, предусмотренных разработчиками, поэтому без подготовленных исполнителей даже самая удачная разработка может утратить всякий смысл.

Методы. Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.

На основе методологии развивается технология комплексного моделирования в ГИС. Концепция моделирования в ГИС базируется на интеграции, которая предусматривает, переход от автоматизации отдельных задач к комплексному решению проблемы. На схеме представлен ряд общих технологических подходов:

Процедура – элементарная операция обработки информации

Задача – совокупность процедур для получения одного вида проектной продукции

Процесс – совокупность задач, обеспечивающих реализацию типового цикла преобразования данных

Функция – группы специализированных задач, выполняющих взаимосвязанные работы для производства проектной документации

Комплекс работ – совокупность работ для выпуска проектной документации

Интегрированные работы – выпуск проектной документации; поддержка и обновление базы данных; внесение данных в экспертную систему; выдача прогнозов, рекомендаций, экспертных оценок проекта; информационный обмен с сетями баз данных и ГИС

Перечислим некоторые из основных видов моделирования, применяющихся в ГИС:

• семантическое моделирование взаимосвязано с задачами кодирования и лингвистического обеспечения;

• инвариантное моделирование, эффективность которого доказана опытом применения в САПР и других автоматизированных системах. В ГИС этот подход выражается в виде создания некоей основы для графического представления информации (карт) на базе специальной библиотеки условных значков и графических примитивов;

• эвристическое моделирование применяется при необходимости экспертных решений и реализуется при интерактивной работе. Этот подход в ГИС имеет высокий уровень реализации, тем самым повышает актуальность применения экспертных систем в ГИС;

• информационное моделирование связано с созданием и преобразованием разных форм данных. Оно эффективно только при предварительной разработке интегрированной информационной основы и использования баз данных.

• имитационное моделирование – один из путей выбора оптимальных решений. В ГИС практическое использование этого метода обеспечивается системами имитационного моделирования (СИМ).

При моделировании в ГИС можно выделить следующие программно–технологические блоки:

• операции преобразования форматов и представлений данных;

• проекционное преобразование;

• геометрический анализ;

• оверлейные операции;

• функционально–моделирующие операции.