2 Общее представление о гис

Обязательным элементом определения ГИС следует считать указание на пространственность, операционно-функциональные возможности и прикладную ориентацию системы.

Современные геионформационные системы (ГИС) представляют собой новый тип интегрированных информационных систем. Современная ГИС – это автоматизированная система, имеющая большое количество графических и тематических баз данных, соединенная с модельными и расчетными функциями для манипулирования ими и преобразование их в пространственную картографическую информацию для принятия на ее основе разнообразных решений и осуществления контроля.

География является связующим звеном информации, получаемой из многочисленных источников. ГИС может использоваться для научных исследований, управления природными ресурсами и планирования развития. ГИС, например, позволяет вычислить время отклика на аварию, катастрофу или природном бедствии. В строгом смысле ГИС это компьютерная система, позволяющая компоновать, сохранять, манипулировать и отображать справочную географическую информацию, т.е. данные идентифицируются в соответствии со своим положением. Практики также рассматривают общий ГИС как включающий персонал и данные, которые вводятся в систему.

ГИС - это информационная система, которая построена, чтобы работать с данными соотнесенными с пространственными и географическими координатами. Другими словами, ГИС - это и система базы данных со специфичными возможностями для пространственно соотнесенных данных, и множество операций для анализа этих данных.

Карты могут быть оцифрованы, или вручную отслежены с компьютерной мышкой, чтобы собрать признаки координат. Электронные сканирующие устройства будут преобразовывать линии карты и точки в цифры. ГИС можно использовать, чтобы подчеркнуть пространственные отношения между объектами, нанесенными на карту. В то время как картографические системы компьютерной помощи могут представлять дорогу просто как линию, ГИС может распознавать, что дорога - это граница между wetland и городским развитием, или связь между Главной улицей и тропинкой.

ГИС может быстро генерировать карту с линиями, которые показывают количество дождевых осадков. Карта может быть продумана как контурная ливневая карта. Многие сложные методы могут оценивать характеристики поверхностей из ограниченного числа точек измерений. 2-х мерная контурная карта, созданная из моделирования поверхности точек измерений количества осадков, может быть положена на и проанализирована с любой другой картой в ГИС покрытии той же области.

ГИС может распознать и проанализировать пространственные отношения между нанесенными на карту феноменами. Условия соседства (что находится рядом с чем), содержание (что окружено чем), и близость (как близко что-то находится к чему-то иному) может быть определено ГИС.

На нынешнем уровне развития роль геоинформатики не исчерпывается сбором, обработкой и хранением информации. ГИС стала основным инструментом моделирования природных и, хозяйственных, социальных процессов и ситуаций, прослеживания их связей, взаимодействий, прогнозирование дальнейшего развития в пространстве и во времени, а главное - средство обеспечения (поддержки) принятия решений управленческого характера.

ГИС-моделирование опирается на базы данных и базы знаний. Первые интегрируют цифровые картографические, аэрокосмические, статистические и другие данные, отражающие пространственные положения, состояния и отношения объектов, а вторые - содержат совокупности логических правил, сведений и концепций, необходимых для выполнения моделирования и принятия решений. Таким образом, геоинформатика охватывает науку, технику и производство.

С точки зрения научно- познавательного подхода геоинформатика - это научная дисциплина, изучающая природные и социально экономические геосистемы (их структуру, связи, динамику, функционирование, в пространстве и времени) посредством компьютерного моделирования на основе баз данных и географических знаний. ГИС - средство моделирования и познания геосистем.

С точки зрения технологического подхода геоинформатика - это технология (ГИС-технология) сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно-координированной информации, имеющая целью обеспечить решения задач инвентаризации, оптимизации, управления геосистемами. ГИС - техническое средство накопления и анализа информации в процессе принятия решений.

С точки зрения производственного подхода геоинформатика - это производство, имеющее целью изготовление аппаратных средств и программных продуктов, включая создания баз данных, систем управления.

Геоинформатика, как наука исследует те же объекты, что география и другие науки о Земле, картография, дистанционное зондирование, используя для этого свои особые методы и средства. Главным из них являются компьютерное моделирование и геоинформационное картографирование.

В структуре ГИС выделяются территориальный (позиционный) и отраслевой (тематический) блоки, называемые также соответственно метрическими и тематическими составляющими или идентификационной и классификационной, позиционной (геометрической или тополого - геометрической) и содержательной (таблично - атрибутивной), которые аналогичны метрическим характеристикам географической основы карт и их специальной или тематической нагрузке. Системе управления базами данных можно поставить в соответствие систему условных знаков на карте и т.д.

Карта - это один из наиболее важных источников массовых данных для формирования позиционной и содержательной части баз данных ГИС в виде цифровых карт-основ, образующих единую основу для позиционирования объектов, и набора тематических слоев данных., совокупность которых образует общую информационную основу ГИС. Послойное представление пространственных объектов прямые аналоги с поэлементным разделением тематического и обще географического содержания карт.

Многие процедуры обработки и анализа данных в ГИС основаны на методическом аппарате, ране разработанном в картографии. К ним принадлежат трансформации картографических проекций и другие операции на эллипсоиде, опирающиеся на математическую картографию, вычислительную математику (расчет площадей, периметров и т.д.)

В большинстве ГИС в качестве одного из основных элементов выступает блок визуализации данных, где важную роль играют графические и картографические построения. Высококачественная картографическая графика, имеющая мультипликационные и анимационные возможности, а также традиционные средства картографического изображения, стало неотъемлемой частью программного обеспечения ГИС.

Методический аппарат геоинформационных технологий прямо связан с различными областями прикладной математики (вычислительной геометрии, аналитической и дифференциальной геометрии), с машинной графикой, распознаванием образов, анализом сцен, цифровой фильтрацией и автоматической классификацией в блоке обработки цифровых изображений растровых ГИС, геодезии и топографии.

Минимальные набор критериев, позволяющих идентифицировать каждую конкретную геоинформационную систему, образует систему координат трехмерного пространства, осями которого являются: территориальный охват и связанный с ним функционально масштаб (или пространственное разрешение), проблемная область информационного моделирования и проблемная ориентация.