2194

связи с этим существует несколько классификаций, позволяющих более полно понять сущность ГИС.

5.1. Виды ГИС по пространственному охвату

Виды ГИС по пространственному охвату (рис. 19):

–глобальные (планетарные),

–субконтинентальные,

–межнациональные,

–национальные (государственные),

–региональные (областные, краевые, республиканские),

–субрегиональные (районы или иные регионы внутри субъектов Российской Федерации),

–локальные (местные, муниципальные, городские, поселко-

вые),

–ультралокальные (ГИС отдельных промышленных предприятий и любых ограниченных территорий).

5.2. Виды ГИС по уровню управления

Виды ГИС по уровню управления в Российской Федерации:

–федеральные,

–региональные,

–муниципальные,

–корпоративные.

5.3. Виды ГИС по области деятельности

Виды ГИС по области деятельности, в которой она применяется:

–управление (федеральное, региональное, муниципальное, корпоративное; планирование развития);

–землепользование (земельные кадастры, инвентаризация земельных участков, межевание земель);

–управление недвижимостью (кадастр недвижимости);

–градостроительство (генеральные планы развития, дежурные планы, планирование развития);

–архитектура (проектирование генеральных планов; ландшафтное проектирование);

–бизнес (оценка инвестиций и планирование бизнеса);

43

Рис. 19. Виды ГИС по пространственному охвату (от глобальных до ультралокальных)

–инженерные сети (управление и эксплуатация городских, поселковых и корпоративных инженерных сетей: электрических, водопроводных, водоотведения, тепловых, газовых, телефонных, кабельных, телевизионных, специальных и др.);

–инженерно-геодезические изыскания (ввод и обработка дан-

ных геодезических изысканий; уравнивание геодезических сетей);

–инженерно-геологические изыскания (ввод и обработка дан-

ных по геологическим колонкам);

–геология (моделирование геологических пластов; обработка

44

данных бурения, сейсморазведки);

–картография (составление географических и топографических карт);

–проектирование и строительство (проектирование автомо-

бильных и железных дорог, генеральных планов, электрических и трубопроводных сетей);

–экстренные службы (диспетчеризация выездов милиции, пожарных, скорой помощи);

–ГИБДД (управление инженерным обустройством автомобильных дорог: светофорами, знаками и др.; диспетчеризация выездов);

–навигация (навигация на местности и выбор маршрутов движения);

–транспорт (управление и эксплуатация автомобильных и железных дорог; управление речными, морскими и воздушными перевозками);

–логистика (планирование и управление транспортными перевозками);

–оборона (планирование войсковых операций; тыловое обеспечение);

–чрезвычайные ситуации (анализ и предсказание чрезвычайных ситуаций; планирование и осуществление мероприятий по ликвидации последствий);

–экология (оценка и прогнозирование воздействия на окружающую среду);

–метеорология (предсказание погоды; управление сетью метеорологических пунктов и станций);

–недропользование (управление месторождениями полезных ископаемых);

–природопользование (управление природными ресурсами);

–нефтегазовая отрасль (управление нефтегазодобычей; управление промысловыми площадками; управление магистральными трубопроводами);

–демография и статистика (демографический и статистический анализ);

–образование (обучение, управление набором студентов);

–бытовое использование (получение справки по объектам).

45

5.4. Виды ГИС по функциональности

1.Полнофункциональные (инструментальные) ГИС. Такие про-

граммы обладают максимальной функциональностью, присущей современным системам. Эти программы обычно обеспечивают практически полный цикл работы с пространственными данными от ввода и обработки до анализа и принятия решения. Полнофункциональные ГИС, как правило, позволяют работать со всеми основными моделями данных геоинформатики: векторными, растровыми, сетями и моделями поверхностей. Такие системы, с одной стороны, обладают большой универсальностью и мощью, перекрывающей возможные применения. С другой стороны, эта универсальность зачастую мешает их применению для решения конкретных прикладных задач, т.к. универсальные инструменты не очень удобны для конечных пользователей, а избыток ненужных в данной задаче функций мешает начинающим. Именно поэтому для реального применения инструментальные ГИС обладают богатыми средствами настройки на предметную область, начиная с настройки меню и панелей инструментов и заканчивая возможностью написания дополнительных функций на встроенном языке программирования (обычно Microsoft Visual Basic for Applications) или подключения внешних модулей (обычно по технологии

ActiveX).

2.ГИС для просмотра данных (ГИС-вьюеры). Функциональ-

ность таких систем обычно ограничена просмотром и анализом существующих наборов пространственных данных. Многие ГИСвьюеры позволяют вообще только просматривать данные и получать краткую информацию о выбранных на карте объектах. В настоящее время многие фирмы-производители предлагают свои ГИСвьюеры бесплатно, зарабатывая деньги только на продаже более функциональных ГИС.

3.ГИС для ввода и обработки данных. К этой категории отно-

сят программы, предназначенные для подготовки исходных данных для ГИС с помощью векторизации и обработки данных дистанционного зондирования.

4.Специализированные ГИС. К этой категории относят ГИС, предназначенные для применения в конкретной отрасли.

46

5.5. Виды ГИС по используемой модели данных

Векторные ГИС. Такие системы работают с топологическими и нетопологическими моделями данных, а также иногда с триангуляционными моделями поверхностей.

Растровые ГИС. Эти системы позволяют работать только с растровыми моделями данных и иногда с регулярными моделями поверхностей.

Гибридные ГИС. Такие системы совмещают в себе возможности векторных и растровых ГИС.

5.6. Виды ГИС по компьютерной платформе

Виды ГИС по компьютерной платформе, на которой функционирует ГИС:

1.Настольные ГИС. К этой категории относятся большинство известных ГИС. Используемые в них данные, как правило, сохраняются в файлах, а компьютеры как серверы пространственных данных если и используются, то только в качестве файл-серверов.

2.Клиент-серверные ГИС. В этих системах пространственные данные хранятся полностью в базе данных, обслуживаемой особой программой – сервером пространственных данных. Этот сервер обычно является высокоуровневой надстройкой над некоторой промышленной системой управления базами данных (СУБД типа Microsoft SQL Server, Oracle, DB2, Sybase и др.). Многие современные кли-

ент-серверные ГИС могут работать не только с серверами, но также и напрямую с данными в файлах, т.е. эти ГИС также можно отнести к категории настольных.

5.7.Организация данных в ГИС

В основе геоинформационных систем лежит концепция послой-

ной организации пространственных данных, когда однотипные данные на земной поверхности группируются в слои (иногда называемые темами). Совокупность всех слоев в ГИС образует карту.

Деление объектов на слои производится так, чтобы в одном слое:

47

а) объекты были одной природы происхождения (дороги, реки, здания);

б) объекты желательно имели одинаковую топологическую структуру и размерность (их можно описать точками, линиями или полигонами).

В то же время чрезмерно большое количество слоев нежелательно. Например, нет смысла создавать отдельные слои для автомобилей разных марок, лучше сделать один слой с автомобилями, при этом каждому объекту, описывающему автомобиль, следует сопоставить код марки автомобиля.

На рис. 20 представлен пример городской застройки, на которой изображены жилые дома, фабрики, заправки, склады, различные автомобили, лесопарковая зона, река, улица, мост, тоннель. Для геоинформационной системы создаются 5 основных слоев:

1.Слой автомобилей. Каждый автомобиль должен представляться в виде точки и дополнительно описываться параметрами цвета и марки.

2.Слой автомобильных дорог. В зависимости от решаемых задач автомобильные дороги могут быть представлены в виде осевых линий либо в виде многоугольников, точно описывающих проезжую часть. В некоторых случаях имеет смысл иметь два отдельных слоя для осевых линий дорог и для проезжих частей.

3.Слой деревьев. Деревья можно представить в ГИС в виде точечных объектов, для каждого из которых заданы атрибуты типа дерева, высоты, диаметра. Альтернативно крупные лесопарковые массивы могут быть описаны в виде многоугольников, окаймляющих сплошные зоны насаждений. Для каждого такого массива деревьев в атрибутах следует указать плотность посадки, среднюю высоту деревьев.

4.Слой зданий. Здания представляются в виде многоугольников, описывающих контур здания на уровне земли. Для зданий в атрибутах следует указать тип здания (жилое, промышленное, коммерческое), адрес, высоту, количество этажей и др.

5.Слой рек. Реки на карте города обычно представляются в виде многоугольников. На других более мелких картах (картах области или всей страны) реки часто моделируют с помощью ломаных.

Деление данных на слои позволяет работать в ГИС только с теми данными, которые необходимы для решения поставленных задач. В

48

самом простом случае можно «выключить» те слои, которые нам не нужны, и увидеть на карте оставшиеся.

Рис. 20. Общая схема деления пространственных данных ГИС на отдельные

слои – наборы однотипных данных

49

5.8. Объектные модели автомобильных дорог

Для глубокого понимания сущности информационного описания автомобильных дорог, предлагаемого в рамках данной системы, необходимо представление о моделях, лежащих в ее основе (рис. 21). Базовой методологией, используемой при решении задачи построения информационной системы, является системный анализ. Введем несколько определений:

Объект – некоторая ограниченная сущность реального мира, которая может быть рассмотрена самостоятельно и для которой могут быть выделены присущие ей характеристики и методы действий (поведения). Так, например, объектом может быть мост, светофор, автобусная остановка. Объект при необходимости можно рассматривать как совокупность деталей (подобъектов), что называется анализом, либо как составную часть более крупного объекта (суперобъекта), что называется синтезом.

Класс – абстрактное правило для группировки однотипных объектов. Класс определяет, какие характеристики и методы действий должны быть у представителей (экземпляров) данного класса. Так, например, класс дорожных знаков определяет, что у его представителей должны быть следующие характеристики: принадлежность к титулу; расположение; тип знака; техническое состояние.

Наследование – механизм повторения правил между классомпотомком и классом-предком. Этот механизм позволяет строить иерархию классов, выделяя обобщенный базовый класс и более частные случаи. Данный подход позволяет сделать структуру классов более логичной и избежать многократного дублирования. Пример наследования представлен на рис. 22.

Необходимость отслеживания состояния моделируемого объекта во времени приводит к использованию объектно-ориентированного подхода с элементами темпоральности.

Темпоральность (от англ. tempora – временные особенности) – временная сущность явлений, порожденная динамикой их особенного движения, в отличие от тех временных характеристик, которые определяются отношением движения данного явления к историческим, астрономическим, биологическим, физическим и другим временным координатам. При этом появляется возможность отслеживания не только состояния параметров объекта, его элементов и мо-

50

ментов их изменения, но и поведения объектов, изменения его внутренней структуры.

Рис. 21. Реальная дорога и ее модель

51

Рис. 22. Наследование

Объекты представляют собой особый блок или сущность (реальную или абстрактную), имеющую важное функциональное назначение в данной предметной области. Классы и объекты являются базовыми строительными блоками при использовании объектноориентированной методологии для создания сложных программных систем.

Контрольные вопросы

1.Как происходит классификация ГИС?

2.Назвать составляющие ГИС по пространственному анализу.

3.Перечислить виды ГИС по области деятельности.

4.Как виды ГИС различаются по функциональности?

5.Перечислить виды ГИС по используемой модели данных.

6.Как происходит организация данных в ГИС?

7.Что представляет собой объектная модель автомобильных до-

рог?

52