Специализированный
анализ
Далеко не все ГИС снабжены возможностями специализированного анализа, например, ориентированного на вопросы собственно экологии, геологии или географии. Связано это с тем, что четкой схемы проведения таких работ не существует и организации, занимающиеся ими, предпочитают производить анализ по собственным методикам и правилам. Работа со специфическими данными является характерной чертой этого типа анализа.
Кроме того, нельзя не учитывать, что взгляды на приемы его ведения могут меняться с течением времени. Поэтому такие возможности в ГИС зачастую дополняются средствами создания приложений самими пользователями. Однако некоторые фирмы, такие, как Intergraph Corp., ESRI, Inc., предоставляют пользователям возможность укомплектовать систему фирменными модулями, реализующими специализированные анализы, в частности геологический и геофизический, гидрогеологический, экологический и др. В пакет фирмы Intergraph Corp., посвященный геологическому анализу, входят: работа с сейсмическими данными, анализ геологического разреза, интерпретация геофизических данных и т.п.
Рассмотрим некоторые методы анализа, каждый из которых обладает широкими возможностями в области формализации и моделирования.
1.Метод размытых (нечетких) множеств – метод «размытой» классификации, в которой каждый из показателей характеризуется различной степенью принадлежности ко всем классам. В широком смысле применим для моделирования процессов взаимодействия в условиях размытости географического пространства.
2.Метод нейронных сетей – самообучающая система, позволяющая классифицировать многомерные явления при недостаточной, а в ряде случаев и искаженной информации. Метод позволяет выделить и моделировать различные ситуации, оценивать время их «жизни» и давать прогностическую картину развития.
3.Метод теории хаоса – позволяет определить, насколько хаотичное поведение отдельных звеньев пространственных структур способно повлиять на пределы нормальных вариаций их параметров.
4.Метод теории катастроф – один из основных для изучения прерывных изменений, качественных скачков, позволяет оценить не только стабильность форм, но и их появление, развитие и исчезновение.
5.Метод фрактального анализа – удобный инструмент для описания и моделирования географических процессов и явлений, порождающих структуры, обладающие в полной мере свойствами самоподобия и представляющие сходные закономерности в различных пространственных и временных масштабах.
Классификации
Объектом классификации, как правило, являются операционно- территориальные единицы (ОТЕ). В качестве ОТЕ могут выступать, например, административно-территориальные единицы, населенные пункты, ячейки регулярной или нерегулярной сетки, наложенной на исследуемую территорию, ячейки растра.
Целью классификаций является получение некоторого заранее заданного или незаданного количества групп ОТЕ (классов ОТЕ). В пределах каждого класса ОТЕ должны быть максимально «похожи» друг на друга в некотором смысле, однородны, а ОТЕ из разных классов
— максимально «отличаться». Синонимами группы и класса являются также понятия кластера и таксона, а методы получения классов называют методами классификации, кластер-анализа (кластерного анализа), числовой таксономии или распознавания образов.
В пространственном отношении ОТЕ описываются различными показателями и метриками, основными из которых можно считать способы расчета расстояния между ОТЕ (т.е. коэффициентов «сходства» или «отличия» ОТЕ).
Помимо географического пространства, исследуемая совокупность ОТЕ фиксирована и в пространстве М атрибутивных показателей (или в пространстве М атрибутивных признаков). В этом пространстве ОТЕ теряют свою географичность и независимо от своей первоначальной природы становятся N-мерными точками.
Цифровое моделирование рельефа
Цифровое моделирование рельефа как одна из важных моделирующих функций геоинформационных систем включает две группы операций, первая из которых обслуживает решение задач создания модели рельефа, вторая – ее использование.
Под цифровой моделью рельефа (ЦМР) принято понимать средство цифрового представления трехмерных пространственных объектов (поверхностей или рельефов) в виде трехмерных данных, образующих множество высотных отметок (отметок глубин) и иных значений аппликат (координаты Z ) в узлах регулярной или нерегулярной сети или совокупность записей горизонталей (изогипс, изобат) или иных изолиний.
Первые эксперименты по созданию ЦМР относятся к самым ранним этапам развития геоинформатики и автоматизированной картографии первой половины 60-х годов XX в. С тех пор разработаны методы и алгоритмы решения различных задач, созданы программные средства моделирования, крупные, в том числе национальные и глобальные, массивы данных о рельефе, накоплен опыт решения с их помощью разнообразных научных и прикладных задач.
