1.1. Что такое гис?

География является связующим звеном информации, получа­емой из многочисленных источников. Прежде всего, это различные типы карт: планы застроек, топографические и аналитические карты, карты растительности и экологии. Кроме того, данные могут поставляться с аэрокосмических снимков, они поступают из файлов на магнитных дисках, из отчетов и компьютерных систем.

Значительная часть географических данных быстро меняется с течением времени и поэтому неприемлемым становится использование бумажных карт: быстроту получения информации и ее актуальность может гарантировать только автоматизированная система. Первыми попытками применения автоматизации в географии стали банки географической информации. Однако с течением времени накапливался опыт сбора, хранения и управления дан­ными, нарабатывались библиотеки программ, решающих стан­дартные задачи.

Современная ГИС - это автоматизированная система, имеющая большое количество графических и тематических баз данных, соединенная с модельными и расчетными функциями для манипулирования ими и преобразования их в пространствен­ную картографическую информацию для принятия на ее основе разнообразных решений и осуществления контроля.

1.2. Составные части гис

Базы данных являются обязательными компонентами ГИС (рис. 21.1.1), всегда имеющей два их типа - графические и тематические. В графических базах данных хранится то, что принято называть топографической основой, тематические содержат в себе так называе­мую нагрузку карты и дополнительные данные, которые относятся к пространственным, но не могут быть прямо нанесены на карту - это описания территорий или информация, содержащаяся в отчетах.

Рис..1.1. Обязательные компоненты геоинформационной системы

Оба вида баз представляют собой файлы (наборы) данных, хранящиеся на магнитных носителях. Кроме них любая ГИС имеет систему визуализации данных, выводящую на экран имеющуюся информацию в виде карт, таблиц, схем и т. и., и систему управления данными, при помощи которой происходит их поиск, сортировка, удаление, добавление, исправление и анализ.

Также двумя необходимыми компонентами ГИС являются системы ввода и вывода информации.

Система ввода (рис. 21.1.2) - это программный блок, отвечающий за получение данных, источниками которых могут являться разнообразные электронные устройства, такие, как дигитайзер (цифрователь), на котором осуществляется цифрование карт, сканер, считывающий изображение в виде растровой картинки, электронные теодолиты и другие геодезические приборы. Информация может быть введена с клавиатуры вручную или получена из другой компьютерной системы. Ее источниками могут быть аэрокосмические снимки, обрабатываемые на специализированных рабочих станциях.

Рис..1.2. Источники ввода информации в ГИС

Система вывода ГИС предназначена для представления результатов работы в виде, удобном потребителю. При помощи плоттера (графопостроителя), например, можно получить очень качественные черно-белые и цветные изображения - практически готовую карту. Используются также разнообразные принтеры, в том числе и лазерные. Результаты работы могут быть представлены в виде видеофильмов, записаны на дисках, распечатаны в форме отчетов или отправлены по сети во внешние компьютерные системы (рис.1.3).

Рис. 1.3. Представление данных системой вывода ГИС

Обычно столь широким спектром возможностей ввода/вывода данных обладают лишь немногие крупные ГИС. Большинство систем имеют ограниченный набор вариантов ввода/вывода данных. Конкретный перечень устройств, поддерживаемый системой, часто формируется по заказу пользователя.

Однако все ГИС-технологии решают две основные задачи: это ввод и первичная обработка картографических материалов, что занимает до 90% временных и денежных ресурсов в электронной картографии, и создание интерфейса конечного пользователя, что может включать в себя разработку тематических карт, организацию электронного меню, разработку стандартных запросов по выборке элементов, компьютерных программ и запросов к базам данных для решения конкретных задач пользователя. ГИС-технологии служат для того, чтобы конечный пользователь-специалист (в нашем случае специалист-градостроитель) решал свои профессиональные задачи с привлечением ресурсов компьютера без посредников. Для этого существует «ГИС конечного пользователя». За счет разделения на две подсистемы – подсистему ввода информации и подсистему «конечного пользователя» – ГИС резко уменьшает требования к ресурсам компьютера, они становятся проще в освоении.

ГИС обладают способностью осуществлять специфические операции: сведение карт из разных источников, в том числе деформированных, преобразование географических координат, составление тематических карт, анализ топологии карты, выборка в реляционной базе данных с отображением результата на карте. Особенностью ГИС является то, что любой графический элемент, состоящий из графических примитивов (точечный объект, ломаная, полигон), отображается не только на карте, но и строкой в соответствующей таблице. Иначе говоря, Гис оперируют таблицами, которые могут быть не только таблицами в обычном смысле этого слова, но и множеством графических элементов. Это, и наличие встроенных языков программирования, позволяет конечному пользователю не только проводить границы на экране, но и решать разнообразные аналитические задачи.

Работа с картой опирается на векторный формат, но в некоторых случаях необходимо использовать растровые изображения (сканированные карты и аэрокосмические снимки), причем такие растровые изображения бывают с высоким разрешением и большой глубиной цвета. Поэтому ГИС осуществляет эффективную работу не только с векторами, но и с любым растровым изображением.