Друге питання:

2.1. Просторова інформація в гіс може бути представлена в растровому і векторному видах.

Стандартні формати існують як для растрової, так і для векторної форм представлення інформації. До растрових форматів відносяться, наприклад, PCX, TIFF, GIF, RLE, RLC.

Формат РСХ використовує найпростіший спосіб стиснення зображень, який дозволяє виконувати швидкий перепис з файлу у відеопам’ять і навпаки. Його використовують при роботі багато графічних редакторів.

Формат GIF при досить простій структурі файлу і наявності невеликого числа атрибутів зображень використовує більш ефективний, ніж РСХ, алгоритм стиснення.

GIF (англ. Graphics Interchange Format - формат для обміну зображеннями) - формат зберігання графічних зображень. Формат GIF здатний зберігати стислі без втрат зображення у форматі до 256 квітів з палітрою, і призначений, в основному, для креслень, графіків і так далі GIF широко використовується на сторінках Усесвітньої Павутини.

Формат TIFF має безліч атрибутів, які дозволяють описувати складні зображення. Крім графічних редакторів, він використовується в програмах, які поставляють разом зі сканерами.

Формат RLE оснований на першому з двох описаних вище способів стиснення інформації, він підтримує збереження даних про розширення сканера, дозволяє швидко переміщатися від однієї частини зображення до іншої. RLE був створений для сірої шкали і підтримує до 256 відтінків сірого кольору.

Формат RCL, на відміну від попереднього, не тримає інформацію про сканер. Він також не дозволяє здійснювати швидкі переходи, тому не можливо відновити частину зображень, воно обов’язково повинно бути відновлене повністю.

До векторних обмінних форматів відносяться формати dxf, dx90, pic,dwg і багато інших.

Поширений формат DXF з’явився з пакету AutoCAD і став стандартом в зв’язку з його популярністю.

Існує декілька способів вводу інформації в інформаційну систему з використанням традиційних карт і планів. Це цифрування з використанням дигітайзера (дигіталізація) і цифрування растрового зображення на екрані комп’ютера (векторизація). Дигіталізація має два різновиди: по точках і потоком, а векторизація – три: ручна, інтерактивна і автоматична.

Дигіталізація по точках – цей спосіб є найстарішим із всіх перерахованих. Оператор обводить курсором дигітайзера контури, натискаючи при цьому необхідні клавіші. При кожному натисненні в комп’ютер посилається код кнопки і/або координати точки перетину ниток курсору

Дигіталізація потоком – цей метод практично нічим не відрізняється від попереднього, це скоріше просто інший режим роботи дигітайзера, при якому з планшета дигітайзера, що являє собою дротяну сітку, сигнал буде подаватися не при натисненні на клавіші курсору, а при перетині курсором ліній сітки, що позбавляє оператора від необхідності постійно натискати на клавішу.

Ручна і інтерактивна векторизація по “підложці” – ці методи також називають цифрування на екрані. Вони потребують спеціалізованого, складного програмного забезпечення і потужної апаратури, так як потребують великої швидкодії комп’ютера і значних об’ємів пам’яті. Оператор “допомагає” програмі вирішити ці питання і векторизація продовжується до появи наступних. В основі методу лежить “вміння” програми розпізнавати напрям “обходу” об’єкта в його поточковому зображенні.

Автоматичне цифрування - коли про цей метод було заявлено вперше, він розцінювався багатьма як панацея від всіх бід. Під автоматичним цифруванням розуміється невелике, в порівнянні зі всіма решта способами, втручання оператора в роботу системи. Карта спочатку сканується, а потім автоматично переводиться у векторний формат.

2.2. Створення сумісної бази даних (просторових і атрибутивних) досі є в більшій мірі ручною, ніж автоматизованою роботою. Це часто трудомісткий процес, що вимагає обізнаності щодо характеристик джерел інформації і сфери її застосування. Щоправда останнім часом чимало зусиль було прикладено по створенню сумісної бази даних за допомогою засобів програмного забезпечення, що можуть мати форму як модулів загальноцільової ГІС чи як програми спеціального використання. В числі останніх прикладів можна перелічити програмне забезпечення для зшивки листів по рамках, геокодування та ін, та конвертацію векторних даних у растрову форму.

ГІС — сервери, призначені для управління даними ГІС з метою інтеграції різних розробок, взаємодією з централізованим сховищем даних, використанням довгих трансакцій, підтримки просторових типів даних і інтеграції мультимедійної інформації, доступу багатьох користувачів, розподіленої доставки даних і дуже великих їх об'ємів.

До програмних продуктів цієї серії належать Spatial Database Engine (SDE) — універсальний сервер просторових даних разом із ARC/INFO — відкритою професійною ГІC, ArcSDE — універсальним сервером просторових даних ARC/INFO, MapObjects Internet Map Server — компонентно-базовані динамічні карти, Arc View Internet Map Server — динамічна публікація карт в Інтернеті

2.3. ГІС — сервери, призначені для управління даними ГІС з метою інтеграції різних розробок, взаємодією з централізованим сховищем даних, використанням довгих трансакцій, підтримки просторових типів даних і інтеграції мультимедійної інформації, доступу багатьох користувачів, розподіленої доставки даних і дуже великих їх об'ємів.

До програмних продуктів цієї серії належать Spatial Database Engine (SDE) — універсальний сервер просторових даних разом із ARC/INFO — відкритою професійною ГІC, ArcSDE — універсальним сервером просторових даних ARC/INFO, MapObjects Internet Map Server — компонентно-базовані динамічні карти, Arc View Internet Map Server — динамічна публікація карт в Інтернеті.

2.4. Система управління базами даних (СУБД) - сукупність програмних і лінгвістичних засобів загального або спеціального призначення, що забезпечують управління створенням і використанням баз даних.

Основні функції СУБД

• управління даними у зовнішній пам'яті (на дисках);

• керування даними в оперативній пам'яті з використанням дискового кеша;

• журнализация змін, резервне копіювання і відновлення бази даних після збоїв;

• підтримка мов БД (мова визначення даних, мова маніпулювання даними)

У більшості випадків запити використовуються для відбору даних з таблиці або декількох повязаних полів наступним чином: визначаються таблиці, дані з яких використовуються для створення запиту, заповнюється послідовно бланк запиту – поля, сортування, формується умова відбору.

2.5. Міжнародна організація по стандартизації, ІSО (International Organization for Standardization, ISO) - міжнародна організація, що займається випуском стандартів.

Міжнародна організація по стандартизації створена в 1946 році двадцятьма п'ятьма національними організаціями по стандартизації, на основі двох організацій: ISA (International Federation of the National Standardizing Associations), заснованої в Нью-Йорку в 1926 році (розформована в 1942) і UNSCC (United Nations Standards Coordinating Committee), заснованої в 1944 році. Фактично її робота почалася з 1947 року. [2] СРСР був одним із засновників організації, постійним членом керівних органів, двічі представник Держстандарту обирався головою організації. Росія стала членом ІSО як правонаступник СРСР. 23 вересня 2005 Росія увійшла до Ради ІSО.

При створенні організації та виборі її назви враховувалася необхідність того, щоб абревіатура найменування звучала однаково на всіх мовах. Для цього було вирішено використовувати грецьке слово ισος - рівний, ось чому на всіх мовах світу Міжнародна організація по стандартизації має коротку назву «ISO».

Сфера діяльності ІSО стосується стандартизації у всіх областях, крім електротехніки та електроніки, що відносяться до компетенції Міжнародної електротехнічної комісії (МЕК, IEC). Деякі види робіт виконуються спільними зусиллями цих організацій. Крім стандартизації ІСО займається проблемами сертифікації.

ІSО визначає свої завдання наступним чином: сприяння розвитку стандартизації та суміжних видів діяльності у світі з метою забезпечення міжнародного обміну товарами і послугами, а також розвитку співробітництва в інтелектуальній, науково-технічної та економічної областях.

Офіційними мовами є англійська, французька і російська

OpenGIS - Open Geospatial Consortium (OGC), організація міжнародних добровільних стандартів консенсусу, виникла у 1994 році. У OGC, більше 400 комерційних, урядових, некомерційних та наукових організацій по всьому світу співпрацювати в процесі досягнення консенсусу заохочення розробки і реалізації відкритих стандартів для геопросторових контенту та послуг, обробки даних ГІС та обміну даними.

Більшість стандартів OGC залежить від узагальненої архітектури, захоплених в комплект документів під загальною назвою Анотація специфікація, яка описує базову модель даних для представлення географічних об'єктів. На вершині Анотація членів Специфікація розробили і продовжують розробляти все більше число специфікацій або стандартів, щоб служити конкретні потреби в сумісність розташування та геопросторових технологій, у тому числі ГІС. Базові стандарти OGC включає в себе більше 30 стандартів, в тому числі:

CSW - Каталог Сервіс для Web: доступ до інформації каталогу

 GML - Geography Markup Language: XML-формат для географічної інформації

GeoXACML - Geospatial розширюваний Access Control Markup Language (станом на 2009 рік в процесі стандартизації)

KML - Keyhole Markup Language: XML-схем на основі мови для вираження географічних анотації та візуалізації на основі існуючих (або майбутніх) веб-, двох-мірних карт і тривимірних браузерів Землі    

WCS - Веб-покриття послуги: забезпечує доступ, підмножини і обробки по освітленню об'єктів

WCPS - Web покриття Послуги з обробки: забезпечує мовою растрових запит для спеціальної обробки та фільтрації растрового покриття

WFS - Web Feature Service: для отримання або зміни опису характеристик

WMS - Web Map Service: забезпечує зображення карти

WMTS - Web Map Tile послуги: забезпечує плитки зображення карти

Специфікація OpenGIS на практиці виявляється не так вже й складна. До її недоліків, мабуть, можна приписати тільки те, що потрібно витратити годину на її вивчення.

2.6. Географічна інформація в сучасних умовах перетворилася у важливий стратегічний ресурс державного управління та загальносуспільний продукт споживання, у вагомий чинник сталого соціально-економічного розвитку країни та інтегрування в глобальний інформаційний простір. Геопросторові дані створюються переважно в цифровій формі з використанням сучасних інформаційних та супутникових технологій, дистанційного зондування Землі та цифрових методів картографування і складають основу широкого застосування геоінформаційних технологій в кадастрових та моніторингових системах, в навігації, транспорті, аграрному комплексі та обороні.

Розширюється міжнародне співробітництво та інтеграція національних інфраструктур геопросторових даних у загальні міжнаціональні та глобальні інформаційні інфраструктури. Зокрема, Європейським парламентом і Радою ЄС затверджена програма INSPIRE зі створення у 2005-2013 рр. європейської інфраструктури геопросторових даних, за сприяння ООН реалізуються проекти Глобального картографування та створення Глобальної інфраструктури просторових даних (GSDI).

В Україні у різних галузях, в державних адміністраціях різного рівня, в органах місцевого самоврядування, в кадастрових та інформаційних центрах започатковані та реалізуються проекти створення геоінформаційних систем різного проблемного спрямування і територіального охоплення. Об’єктивно зростають обсяги геопросторових даних та суспільні витрати на їхнє виробництво, супроводження і використання.

Україна приймає участь в міжнародних геоінформаційних проектах та глобального картографування, має значний науково-технічний та виробничо-технологічний потенціал для створення геопросторових даних з застосуванням сучасних методів дистанційного зондування землі, цифрових методів геодезичних вимірювань, заснованих на супутникових технологіях.

2.7. Основною метою створення національної інфраструктури геопросторових даних України є забезпечення зростаючих потреб суспільства у всіх видах географічної інформації, підвищення ефективності застосування геопросторових даних та геоінформаційних технологій в інтересах сталого розвитку суспільства.

Формування національної інфраструктури геопросторових даних України спрямовано на вирішення таких основних завдань:

• удосконалення нормативно-правового та організаційного забезпечення геоінформаційної діяльності в країні, втому числі на рівні прийняття Закону України “Про національну інфраструктуру геопросторових даних”, спрямованого на посилення координації та взаємодії державних установ, органів місцевого самоврядування, підприємств і організацій усіх форм власності в сфері виробництва та використання геоінформаційних ресурсів з метою мінімізації дублювання робіт із збирання та реєстрації геопросторових даних, досягнення сумісності даних від різних виробників, усунення необґрунтованих бар’єрів і обмежень в інформаційній взаємодії виробників і споживачів даних;

• створення міжвідомчого координаційного органу з формування та розвитку національної інфраструктури геопросторових даних з широкими повноваженнями у сфері методичного забезпечення проблеми та налагодження міжвідомчої взаємодії;

• модернізації існуючої системи виробництва геопросторових даних та картографічної продукції на основі всебічного застосування цифрових методів, супутникових методів визначення координат, дистанційного зондування Землі, баз геопросторових даних та геоінформаційних технологій;

• забезпечення постійно діючого пооб’єктного топографічного та геоінформаційного моніторингу території, за якого бази геопросторових даних актуалізуються синхронно змінам ситуації на місцевості;

• створення національної системи технічних регламентів та стандартів в сфері геоінформатики, гармонізованих з міжнародними стандартами;

• формування інтегрованих баз геопросторових даних та метаданих загальнодержавного, регіонального і місцевого рівнів;

• розгортання мережі геоінформаційних центрів, геоінформаційних порталів та спеціалізованих підприємств, що охоплює органи державного управління, місцевого самоврядування, основні галузі економіки і сфери діяльності, в яких виробляється та використовується географічна інформація;

• забезпечення рівноправного, широкого та відкритого доступу споживачів до геопросторових даних на основі застосування телекомунікаційних технологій, глобальних інформаційних мереж та інтегрування України в європейську і глобальну інфраструктури геопросторових даних;

• підтримка та розвиток національного виробництва геопросторових даних, засобів отримання і розповсюдження даних;

• подальше розширення ринкових відносин у сфері топографо-геодезичної, картографічної, кадастрової та геоінформаційної діяльності.

2.8. Першою реально працюючою геоінформаційною системою у світі вважається ГІС Канади (Canada Geographic Information System, CGIS), розроблена в середині 60-х років XX ст на базі перших ЕОМ і пакетної системи обробки даних. Основне призначення ГІС Канади полягало в обробці і аналізі даних, накопичених Канадською службою земельного обліку (Canada Land Inventory), для використання при розробленні планів землеустрою величезних площ переважно сільськогосподарського призначення. Розробка перших геоінформаційних систем (Канадської ГІС, Інформаційної системи природних ресурсів штату Техас (1976), Австралійської ресурсної інформаційної системи (ARIS, 1979-1982) та ін.) було результатом реалізації цілком очевидного прагнення застосувати унікальні і все зростаючі можливості ЕОМ, які з'явилися в 50-х роках XX ст., для зберігання і маніпулювання великими масивами накопиченої на той час різнорідної інформації про природні і соціально-економічні умови і ресурси територій. Проте створення таких складних автоматизованих інформаційних систем зумовило необхідність вирішення цілого комплексу проблем, пов'язаних з особливостями кодування просторової інформації, необхідністю розробки програмного забезпечення для її зберігання і обробки, створення відповідної апаратури для введення і представлення просторових даних. Географічні інформаційні системи, здатні реалізовувати функції, близькі до тих, що вони реалізують сьогодні (безумовно, з поправкою на технічний і технологічний рівні), виникли у 80-х роках минулого сторіччя. При цьому сучасні ГІС з'явилися як результат спочатку паралельного, а потім все більш тісного спільного розвитку геоінформаційних технологій в цілому ряді моно-дисциплінарних галузей. Серед таких галузей слід назвати автоматизоване картографування, комп'ютерне проектування (Computer Aided Designing — CAD), комп'ютерні науки, у тому числі комп'ютерну графіку, теорії і технології баз даних, мови програмування, а також дистанційне зондування і обробку методів дистанційного зондування, просторовий аналіз, географічне і картографічне моделювання.

У межах вже майже п'ятдесятилітнього періоду історії розвитку геоінформаційних технологій можна з певною мірою умовності виділити такі етапи: 1) кінець 1950-х - кінець 1970-х років; 2) 80-ті роки та 3) 90-ті роки XX століття — початок XXI століття.

2.9. Для цифрування паперових картографічних матеріалів в умовах офісу призначені дигітайзери (ручне введення даних) і сканери (автоматичне введення даних). При цифруванні за допомогою дигігайзера картографічні об'єкти обводяться по зовнішньому контуру чи осьовій лінії (векторне представлення).

Сканер повністю копіює всю поверхню вихідного графічного джерела, площина карти розбивається на окремі елементи певного розміру (растрове представлення), кожному елементу присвоюється код кольору. Скановане зображення може відразу перетворюватися в растрові дані формату якогось ГІС-пакета чи використовуватися для розпізнавання і векторного цифрування об'єктів ручним (екранне дигітизування) або автоматизованим способом (векторизація).

Дигітайзери. Дигітайзер (digitizer, digitiser, tablet, table digitizer, digitizer tablet, digital tablet, graphic tablet, - синоніми - цифрувач, графічний планшет, графічний пристрій введення даних, графопов-торювач - іноді використовуються терміни «сколка», «таблетка») - пристрій для ручного цифрування картографічної і графічної документації у вигляді послідовності точок, положення яких описується прямокутними декартовими координатами площини. Дигітайзер складається з плоскої панелі (tablet) з мережею горизонтальних і вертикальних провідників і магнітно- індукційного курсора. Залежно від призначення може комплектуватися курсорами двох типів: курсором з індукційним кільцем (за розмірами і конфігурацією подібний до курсора миші) для високоточного введення або пером (stylus, pen stylus) – для низькоточного введення координат.

Технічні характеристики дигітайзерів визначаються:

- розмірами робочої області;

- загальними габаритами, приблизно відповідними форматам А4- А0;

- просторовою точністю курсора;

- просторовою точністю поля дигітайзера, закладеною в його конструкцію, тобто величиною мінімального кроку між сусідніми провідникам.

2.10. Під ГІС - технологіями в даний час розуміють комплекс методів і підходів, заснованих на точному географічному позиціонуванні різних об'єктів і даних на ділянці земної поверхні. ГІС вміщує дані про просторові об'єкти у формі їх цифрових уявлень (векторних, растрових та ін.), включає відповідний задачам набір функціональних операцій геоінформаційних технологій, підтримується програмним, апаратним, інформаційним, нормативно- правовим, кадровим і організаційним забезпеченням.

По територіальному охвату розрізняються ГІС: глобальні або планетарні (global GIS), субконтинентальні ГІС (клімат, погода, сейсмічні умови тощо); національні ГІС (екологічний стан, характеристики родючості ґрунтів тощо), які часто мають статус державних; ГІС регіональні (regional GIS) (наприклад, характеристики ландшафтів Сухого Степу України: грунти, тренованість, гідрогеолого-меліоративні умови, клімат, районування сільськогосподарських культур тощо); субрегіональні ГІС та локальні або місцеві ГІС (local GIS).

ГІС розрізняються предметною областю інформаційного моделювання, наприклад міські ГІС, або муніципальні ГІС (urban GIS), природоохоронні ГІС (environmental GIS) тощо. Широке розповсюдження одержали земельні інформаційні системи.

Проблемна орієнтація ГІС визначається задачами, що в них вирішуються, (науковими і прикладними), серед них інвентаризація ресурсів (в тому числі земельний кадастр, житловий фонд тощо), аналіз, оцінка, моніторинг, управління і планування, підтримка прийняття управлінських рішень. Можливо тільки пофантазувати, якщо б впродовж минулого століття в нашій Батьківщині управлінські рішення спиралися б на наукові обґрунтування, в тому числі і ГІС, скількох неоптимальних управлінських рішень і широкомасштабних "експериментів" "державних мужів" можливо було запобігти – від суцільного виснаження природних ресурсів, поголовної колективізації, розпашки всієї цілини до розповсюдження кукурудзи в північних районах і широкомасштабної боротьби з виноградниками.

Інтегровані ГІС, ІГІС (integrated GIS, IGIS) суміщують функціональні можливості ГІС і системи цифрової обробки зображень (дані дистанційного зондування) у єдиному інтегрованому середовищі:

Просторово-часові ГІС (spatio-temporal GIS) оперують просторово-часовими даними (наприклад, процеси підтоплення зрошуваних ландшафтів мають розповсюдження підйому рівня підгрунтових вод в просторі і в часі).

Реалізація впровадження проектів ГІС (GIS project), створення ГІС в широкому розумінні, включає етапи:

- перед проектних досліджень (feasibility study), в т.ч. вивчення вимог користувачів (user requirements) та функціональних можливостей програмних засобів ГІС, які використовуються, техніко-економічне обґрунтування, оцінку співвідношення "витрати"/"прибуток" (costs/benefits);

- системне проектування ГІС (GIS designing), включаючи стадію пілот-проекта (pilot-project), розробку ГІС (GIS development); її тестування на невеликому територіальному фрагменті, або тестовій ділянці (test area), прототипування, або створення дослідного зразка (prototype);

- впровадження (реалізація) ГІС (GIS implementation); експлуатацію і використання об'єкта.