дезических работ (ППГР) и подготавливаются разбивочные данные. Далее процесс переходит в стадию полевых разбивочных работ, ис-

полнительных съемок и обновления геоинформационного пространства

Следует особо подчеркнуть, что стадия обновления ГИП возникает при работах, связанных с мониторингом территорий.

Схема информационного процесса, представленная на рис.1, СибАДИявляется информационной технологией по формированию ге-

оинформационного пространства. С помощью автоматизированных информационных систем ГИП может совершенствоваться, преобразовываться из одной формы (аналитической, графической, табличной и др.) в другую. Цифровые модели могут использоваться для решения задач инвентаризации, проектирования, навигации и управления. Работы, связанные с созданием и использованием Г П с применением ГИС, составляют т. н. ГИС-технологии.

Все работы на этапах информационного процесса по созданию геоинформационного пространства входят в сферу геоинформаци-

онных технологий, в том числе и ГИС-технологии.

Таким образом, технологии электронной тахеометрии, спутниковых определений, технологий дистанционного аэрокосмического зондирования, лазерного сканирования и др., безусловно, входят в

сферу геоинформационных технологий.

1.2. Геоинформатика: наука, технология и производство

В гео нформат ке пр нято различать три направления − это нау-

ка, технолог я про зводственная деятельность по научному обос-

нован ю, проект рован ю, созданию, эксплуатации и использованию географ ческ х нформац онных систем, по разработке геоинформа- ц онных технолог й, по пр ложению ГИС для практических или научных целей [1]. Рассмотрение геоинформатики как науки, технологии и производственной деятельности требует того, чтобы в первом случае она имела свой объект или предмет и систему методов исследования для получения новых знаний. Во втором акцент делается на совокупности технологических схем и приемов их реализации. В третьем это, прежде всего, прикладные аспекты, обеспечивающие производственный процесс в самых разнообразных практических приложениях.

точки зрения авторов учебника [1], геоинформатика − самостоятельная наука, но она тесно переплетена не только с семейством геогра-

10

фических, но и многих других (геологических, почвенных и т.д.) наук, изучающих пространственно-временные отношения объектов и процессов; предметом ее изучения являются цифровые модели, создаваемые для адекватного представления и изучения объектов реального мира. Роль цифровых моделей в картографии выполняют карты, а в дистанционном зондировании −снимки. Геоинформатика не обязательно

имеет дело с картографическими моделями и поэтому не может быть ча-

СибАДИуправления базами данных, методология создания баз данных ГИС продолжает оставаться в числе важных задач при их проектировании. Единая цифровая среда существования объединяет ГИС с гло бальными системами позиционирования автоматизированными (цифровыми) технологиями съёмок местности (например, с использованием электронных тахеометров или лазерных сканирующих устройств и циф-

стью картографии. Основной метод геоинформатики − геоинформационное или цифровое моделирование, с помощью которого получается новое знание, аналогично с математическим, картографическим и др у- гими видами моделирования.

В основе теории геоинформатики лежит несколько базовых поня-

тий. К ним относятся пространственные объекты, пространственные данные, модели пространственных данных, функции их обработки, включая базовые функции пространственного анализа и моделирова-

ния как ядра ГИС. О них речь пойдет далее при обсуждении моделей пространственных данных и функционалъных возможностей ГИС.

Структурно в геоинформатике предлагается выделять общую геоинформатику, подразделяя ее на теоретическую и прикладную. «Горизонталь» в структуре геоинформатики соответствует ее делению по предметным о ластям информационного моделирования и специализа-

ции создаваемых ГИС: экогеоинформатика, методология создания и использования геоинформационных систем экологической, природоохранной, радиоэкологической, земельно-кадастровой и другой спе- ц ал зац .

выделяют д станц онное зондирование картографию. Алгоритмы и методы гео нформат ки бл зки вычислительной геометрии и компьютерной (маш нной) граф ке, системам автоматизированного проектирования ( АПР). Непозиционная (атрибутивная) часть пространствен-

ных данных традиционно хранилась управлялась средствами систем

11

ровой фотосъёмки) и системами их обработки (например, методами

цифровой фотограмметрии).

Аппаратная среда реализации геоинформационных технологий − вычислительная техника, а именно компьютеры с периферийными устройствами ввода, хранения и вывода данных − вовлекает в орбиту интересов и условий существования геоинформатики новейшие ин-

прикладных возможностей, структурными перестроениями, что способствует их самоидентификации более точному позиционированию в системе наук на фоне сложного переплетения и взаимопроникновения новых информационных технологий.

12

При всей своей самостоятельности и коренных различиях для картографии и геоинформатики неизбежно прочное и длительное взаимодействие. В этом взаимодействии традиционно выделяют две стороны (карты и другие картографические изображения), которые принадлежат к числу основных источников массовых исходных данных для ГИС. Карты являются наиболее эффективной (или, по крайней мере, наиболее распространенной) формой представления ре-

СибАДИзультатов ее функционирования с использованием методов картографической визуализации данных в форме компьютерных карт и видеоэкранных электронных карт. Тем не менее характер их взаимодействия, сложившийся к настоящему моменту, не вечен.

Важнейшая черта взаимодействия геоинформатики с её окружением − интеграция. Одно из ее следствий − возникновение и развитие пограничных дисциплин. Интеграционные процессы затрагивают не только отношения классической триады «дистанционное зондирование − геоинформатика − картография» или их попарных отношений. Современная практика дает немало примеров интегрированных решений, основанных на существовании единой технологической цифровой среды.

Интерактивная картографическая графика в Интернете, появление и развитие «Интернет-ГИС» (точнее, веб-ГИС) могут служить примерами интеграции информационных и телекоммуникационных

средств. Интеграция ГИС и иных информационных геотехнологий − характерная черта и условие дальнейшего развития геоинформатики.

Гео нформат ка рассматривается как интегратор многих наук и технолог й, опер рующ х пространственными данными. На эту роль претендует еще одна д сц плина − геоматика (от англ. geomatics от

GEO+InforMATICS, франко-канадский оригинал − gematique). Под гео-

мат кой обычно пон мают область деятельности, связанную с с- пользован ем с стемного подхода к выбору средств сбора, интегра- ц , обработки распространения пространственных данных в непрерывной среде потоков цифровой информации. Иногда геоматика рассматривается как синоним геоинформатики; по другой, более распространенной точке зрения, геоинформатика входит составной частью в геоматику.

При разграничении двух понятий следует иметь в виду три особенности геоматики в приведенном толковании:

• оперирует пространственными данными в самом широком смысле этого слова;

13

• осуществляет сбор данных, который, по одной из точек зрения, лежит за пределами геоинформационных технологий;

• является средой технологической интеграции всех дисциплин, связанных с пространственными данными, которые недавно начали обозначать термином «геотехнологии».

На взгляд авторов учебника [1], за геоматикой разумно закрепить смысл технологии, интегрирующей частные (гео)технологии получения СибАДИи обработки пространственных данных, включая геоинформатику как

инструмент такой интеграции.

Одновременно геоинформатика − технология, отличная от иных информационных технологий, технологическая основа создания и эксплуатации ГИС. В самом общем виде суть геоинформационных технологий составляют ввод, обработка и вывод пространственных данных. В более развёрнутом виде они определены при рассмотрении основных функций ГИС (рис. 3). В технологическую схему ГИС не всегда включается сбор первичных (измерительных) данных, поскольку получение, или сбор данных, − дело смежных индустрий и технологий (например, дистанционного зондирования), однако в определения ГИС до настоящего времени он чаще всего входит.

Р с. 3. Функц ональные подсистемы (блоки и модули) ГИС

Общая технолог ческая схема ввода, обработки и вывода данных в ГИС, поддерживаемая соответствующими программными средствами, может быть представлена в виде набора обобщенных функций (функциональных групп), среди которых принято выделять следующие:

1. Ввод и редактирование данных.

2. Поддержка моделей пространственных данных.

3. Хранение данных.

4. Преобразование систем координат трансформация картографических проекций.

14

5. Растрово-векторные операции.

6. Измерительные операции и операции аналитической (координатной) геометрии.

7. Полигональные операции.

8. Пространственно-аналитические операции.

9. Пространственное моделирование (геомоделирование).

10. Цифровое моделирование рельефа и анализ поверхностей.

СибАДИциалистов в области геоинформатики ГИС. В проблематику ГИС-образования входят образовательные стандарты, программы

11. Вывод данных.

Выделенные базовые функциональные группы не исчерпывают всего разнообразия операций, образующих технологическую основу ГИС. Конкретные универсальные и тем более специализированные программные средства ГИС могут содержать и поддерживать многие другие операции, в том числе выходящие далеко за пределы чисто геоинформационного функционалитета. Например, известны растровые ГИС, позволяющие выполнять операции «алгебры карт», сходные с матричными операциями, и даже достаточно развитые функции цифровой обработки данных дистанционного зондирования. С учетом активных интеграционных процессов базовый набор функций может быть значительно расширен. К таким функциональным расширениям можно отнести аппарат экспертных систем и баз знаний, нейросети,

интеллектуальный (содержательный) анализ данных (data mining), мето-

ды искусственного интеллекта в целом, методы виртуальной реаль-

ности, веб-картографирование и создание веб-ГИС.

Для о означения геоинформатики как производственной дея-

тельности спользуют термин геоинформационная индустрия

(ГИСндустр я). Ядро отрасли составляют разработка, продажа и сопровожден е программных средств ГИС и выполнение геоинформационных проектов (ГИС-проектов) на их основе. Сюда же относят разнообразный серв с, ли геоинформационные услуги по внедрению (пр ложен ям) гео нформационных технологий в целом или отдельных

ее операц й этапов. Они включают цифрование и векторизацию бу-

мажных картографических источников, конвертирование данных из одного формата в другой, системную интеграцию с иными информационными системами и технологиями (дистанционного зондирования, глобального позиционирования и т.п.).

К геоинформационным услугам относится геоинформационное образование (ГИС-образование) − профессиональная подготовка спе-

15