1.Определение, и задачи ГИС. Геоинформационные системы— системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Другими словами, это инструменты, позволяющие пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например высоту здания, адрес, количество жильцов.

ГИС включают в себя возможности СУБД, редакторов растровой и векторной графики и аналитических средств и применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, транспорте, экономике, обороне.

По территориальному охвату различают глобальные, субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС , субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС.

ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС , природоохранные ГИС; среди них особое наименование, как особо широко распространённые, получили земельные информационные системы. Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами, среди них инвентаризация, анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработкив единой интегрированной среде.

Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных, обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов ,создание ГИС в широком смысле слова, включает этапы: предпроектных исследований, в том числе изучение требований пользователя и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения «затраты/прибыль» ; системное проектирование ГИС , включая стадию пилот-проекта , разработку ГИС ; её тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке, прототипирование, или создание опытного образца, или прототипа внедрение ГИС; эксплуатацию и использование. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.

Задачи ГИС

Ввод данных. Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат (оцифрованы). В современных ГИС этот процесс может быть автоматизирован с применением сканерной технологии, либо, при небольшом объеме работ, данные можно вводить с помощью дигитайзера.

Манипулирование данными (масштабирование).

Управление данными. В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов, а при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными применяются СУБД.

Запрос и анализ данных — получение ответов на различные

Визуализация данных. Например, представление данных в виде карты или графика.

2. Пространственные данные и пространственная информация.

Пространственные данные — данные о пространственных объектах и их наборах. Пространственные данные составляют основу информационного обеспечения геоинформационных систем.

Совокупность пространственных данных, записанных тем или иным образом, называется пространственной базой данных . Современные пространственные БД организовываются на платформе специализированного программного обеспечения, позволяющего сохранять, накапливать и обрабатывать все компоненты пространственных данных в виде логически единой БД.

Большинство современных СУБД поддерживают т.н. пространственные расширения — геометрические типы данных и пространственные индексы.

Пространственные данные обычно состоят из двух взаимосвязанных частей: координатных и атрибутивных данных. Установление связи между этими частями называется геокодированием.

Координатные данные определяют позиционные характеристики пространственного объекта. Они описывают его местоположение в установленной системе координат.

Атрибутивные данные представляют собой совокупность непозиционных характеристик (атрибутов) пространственного объекта. Атрибутивные данные определяют смысловое содержание (семантику) объекта и могут содержать качественные или количественные значения.

Пространственная информация, и ее свойства

Первый тип информации называют метрической информацией, а второй тип семантической (описательной, атрибутивной, смысловой).

Виды пространственно-распределенной информации можно разделить на три большие группы: семантическую, метрическую и топологическую.

Источником семантической информации является способность человека распознавать некоторые части пространства и предметы.

Источником метрической информации является способность человека отличать друг от друга различные части пространства, и осуществлять измерения расстояний, площадей, объемов. Метрическая информация, таким образом, отражает свойство предметов располагаться в определенной части пространства и занимать некоторую его часть.

Топологическая информация отражает топологические свойства пространства, то есть такие свойства, которые не изменяются при любых линейных деформациях пространства производимых без разрывов и склеиваний. К топологической информации относятся: точки пересечений объектов, информация о примыканиях объектов друг к другу (или общих границах). Простейшими топологическими свойствами являются характеристики относительного положения объектов друг относительно друга.

Итак, для того, чтобы информационное представление объектов можно было назвать «пространственным», к нему как минимум, необходимо добавить атрибут, однозначно описывающий область пространства, в которой локализован, расположен объект. Добавление такого атрибута к обычной базе данных превращает ее в геоинформационную систему.

Задать такие атрибуты можно двумя путями: указать абсолютное расположение объекта через его координаты (координаты его границы), или указать относительное расположение объекта относительно другого объекта.

В соответствии с этим мы можем определить две модели хранения пространственной информации: векторная (абсолютное расположение) и растровая (относительное расположение).