3.2. Геоинформационные системы (гис)

Важным специфическим классом АИС, специализирующимся на определенном виде информации, являются географические информационные системы, или геоинформационные системы (ГИС).

Согласно некоторым оценкам, 80 % всех существующих данных являются географическими (пространственными) - достаточно упомянуть терабайты информации, получаемой со спутников при фотографировании земной поверхности. Эти данные широко используются многочисленными группами пользователей для достижения разнообразных целей - в исследованиях, принятии решений, в быту; их изучением занимаются ученые из разных областей науки - биологи используют их при описании распространения растений, метеорологи - при изучении закономерностей выпадения осадков, экологи - для уточнения зон риска, где есть угроза исчезновения каких-либо видов животных, и т. п.

В число организаций, работающих с ГИС, входят промышленные предприятия, использующие природные ресурсы, предприятия коммунальной сферы, органы местного управления занимающиеся учетом землепользования и сбором налогов, органы образования, пожарной охраны и охраны общественного порядка и т. д. Ранее основным видом информационных продуктов с использованием географических данных были карты. Сейчас автоматизированные ГИС способны обеспечить глобальный доступ к накопленным данным по информационным сетям.

По определению ГИС - это система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных. По территориальному охвату различают глобальные, региональные, локальные или местные ГИС. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них - инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка при.НЯ1Ю:\ решений.

Могут быть выдвинуты следующие принципы функционирования ГИС:

• географическая информация должна собираться и обрабатываться признанными публичными агентствами, имеющими опыт и длительный стаж работы, а не специально создаваемыми группами или организациями;

• ГИС должна удовлетворять децентрализованной структуре, отвечающей

независимым требованиям, которые выдвигаются всеми агентствами-участниками, причем наблюдение за деятельностью агентств должно осуществляться в рамках действующих законодательных установок и обеспечивать стандарты качества;

• ГИС должна базироваться на равноправном и справедливом участии всех заинтересованных в использовании информации, а также тех, интересы которых оно затрагивает.

ГИС можно рассматривать как модель изучаемого объекта и промежуточное звено между объектом и исследователем. Базовым компонентом любой ГИС является географическая или пространственная информация, представленная в виде цифровых данных о пространственных объектах и включающая сведения об их местоположении и свойствах, пространственных и непространственных атрибутах. Полное описание пространственных данных складывается из взаимосвязанных описаний топологии, геометрии и атрибутики.

Важной компонентой ГИС являются цифровые модели: ЦММ - цифровая модель местности; ЦМР - цифровая модель рельефа; ЦМКМ - цифровая модель карты местности; ЦМКД - цифровая модель кадастрового деления и др.

31

Цифровые модели оперируют с различными типами информации.

Метрическая информация передает измерительные характеристики объекта, т. е. координаты, размеры. Она относительно проста и однородна по структуре, в силу чего является сильно типизированной. Метрическая информация в ГИС содержит координатные к некоторые (числовые) атрибутивные данные.

Качественным отличием цифровых моделей, полученных по реальным измерениям, является точностная характеристика модели. Она обусловлена ошибками измерений и последующих вычислений при геометрическом моделировании. Этот параметр определяет применимость цифровой модели, в частности, при получении графических реализаций в разных масштабах.

Атрибутивная информация - информация о свойствах и связях объектов. В ГИС она включает атрибутивные данные и метаданные и может подразделятся на семантическую, технологическую и другие виды.

Этот тип информации определяет принадлежность точек или объектов к определенному классу или объекту (сложный или простой объект), описывает свойства объектов и их частей, задает взаимосвязи и условия обработки, условия воспроизведения и т. п.

В исходном виде эта информация неоднородна, сложна по структуре и является слабо типизированной, поэтому для создания ЦММ требуются анализ, классификация и типизация.

Для хранения в базах данных эта информация должна быть типизирована, т. е. разбита на более мелкие группы, имеющие достаточное число сходных признаков.

Синтаксическая информация определяет последовательности работы при

корректировке или обновлении ЦММ, правила строения и представления ЦММ. Эта информация типизирована.

Первые два типа информации определяются логической структурой ЦММ и не зависят от выбора СУБД. В силу этого их можно назвать внутренними по отношению к ЦММ.

Синтаксическая информация зависит от технологии использования ЦММ с учетом конкретных технических средств и их возможностей. Например, она определяется разрешающей способностью монитора и его цветовой палитрой, разрешением принтера или плоттера, погрешностью оцифровывания или обработки и т. Д. Синтаксическая информация является внешней по отношению к ЦММ, зависит от выбора технических и программных средств.

Логическая и физическая структура ЦММ

Понятия логической и физической структуры ЦММ [14] являются развитием и расширением соответствующих моделей данных.

Логическая структура ЦММ определяется как совокупность схем и логических записей, описывающих данную ЦММ. Такая характеристика относится к описательным. Схемы, составляющие логическую структуру ЦММ, могут быть различными в зависимости от назначения и принципов построения.

Логическая структура обусловливается концепцией и методологией моделирования.

Она может включать схемы взаимосвязи частей ЦММ, соответствующих реальным связям объекта на местности, в базе данных, схемы взаимосвязи свойств ЦММ и построения ЦММ. Она содержит логические записи, составляющие информационную основу. Элементом логической структуры ЦММ является логическая запись.

Физическая структура ЦММ определяется способом реализации логической ЦММ на конкретной технической основе. В частности, она задается форматом записи данных. хранимых на носителях информации. Элементом физической структуры ЦММ является физическая запись.

32