Тема 10. Технологии геоинформационных систем.

Геоинформационные системы появились как практическая потребность обобщения таких систем на основе интеграции. Этот подход позволяет определить ГИС как многоаспектную автоматизированную интегрированную информационную систему с пространственной локализацией данных. ГИС обобщает в себе общие свойства информационных систем этого класса и является развитием таких систем. В связи с нечеткой терминологией употребляемой рядом авторов и в первую очередь географов, следует уточнить некоторые понятия. При изучении геоинформационных систем не следует путать два ряда родственных понятий. Первый ряд понятий образуют более общие термины, связанные с геоинформатикой и ГИС:

Геоинформатика, геоинформационная система, геоинформационная технология, геоинформационное моделирование, геоинформационный объект, геоинформационные данные

Второй ряд понятий образуют термины, связанные с географией:

География, географическая информационная система, географическая технология, географическое моделирование, географический объект, географические данные.

Эти два ряда понятий не эквивалентны. Замена понятий геоинформатики географическими терминами - ошибочна. В некоторых случаях эти понятия близки, но имеют и различия. Например, геоинформационная система (ГИС) является более общим понятием по отношению к географической информационной системе (ГИС). Геоинформационная система в общем случае является интегрированной системой, направленной на поддержку принятия решений в различных предметных областях

ГИС как географическая информационная ситема является специализированной системой. Она функционально направлена на решение задач в области географии.

ГИС как геоинформационная система является обобщением автоматизированных информационных систем с прострнственной локализацией данных, большинство из которых к географии и картографии отношения не имеют.

Следует различать ГИС-систему и ГИС-технологию.ГИС технология это технология обработки информации, включающая применение систем, которые к ГИС не относятся. Сфера действия ГИС - технологий шире, чем ГИС - систем. Это обусловлено тем, что ГИС как инструментальная система работает с унифицированными данными, а ГИС-технологии включают сбор неунифицированных разнородных данных, их первичную обработку, унификацию и последующую обработку и представление с помощью ГИС-систем.

Основой связи между объектами ГИС является позиционирование в системе координат земной поверхности. Это дает основание говорить о том, что основой интеграции данных в ГИС являются географические координаты. Одним из основных отличий ГИС от других АС с пространственной локализацией следует считать применение теории графов для создания топологии линейных и ареальных объектов и использование криволинейных систем координат и картографических проекций для связи пространственных объектов с точками земной поверхности.

Геоинформационные системы (ГИС) являются классом информационных систем, имеющим свои особенности. Они построены с учетом закономерностей геоинформатики и методов, применяемых в этой науке. ГИС как интегрированные информационные системы предназначены для решения различных задач науки и производства на основе использования пространственно - локализованных данных об объектах и явлениях природы и общества. Неразрывно с ГИС связаны геоинформационные технологии.

Геоинформационные технологии можно определить как совокупность программно-технологических средств получения новых видов информации об окружающем мире. Геоинформационные технологии предназначены для повышения эффективности: процессов управления, хранения и представления информации, обработки и поддержки принятия решений.

ГИС имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при изучении этих систем.

Одна из особенностей ГИС и геоинформационных технологий состоит в том, что они являются элементами информатизации общества. Это заключается во внедрении ГИС и геоинформационных технологий в науку, производство, образование и применение в практической деятельности получаемой информации об окружающей реальности. Геоинформационные технологии являются новыми информационными технологиями, направленными на достижение различных целей, включая информатизацию производственно-управленческих процессов.

Другой особенностью ГИС является то, что как информационные системы они являются результатом эволюции этих систем и поэтому включают в себя основы построения и функционирования информационных систем. ГИС как система включает множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно с каждым другим элементом, а два любые подмножества этого множества не могут быть независимыми не нарушая целостность, единство системы.

Автоматизированной информационной системой (АИС) называют организационно-техническую систему, использующую автоматизированные информационные технологии в целях обучения, информационно-аналитического обеспечения научно-инженерных работ и процессов управления. В соответствии с данным определением ГИС попадает в класс автоматизированных информационных систем.

Еще одной особенностью ГИС является то, что она является интегрированной информационной системой. Интегрированные системы построены на принципах интеграции технологий различных систем. Они зачастую применяются настолько в разных областях, что их название часто не определяет все их возможности и функции. По этой причине не следует связывать ГИС с решением задач только геодезии или географии. "Гео" в названии геоинформационных систем и технологий определяет объект исследований, а не предметную область использования этих систем.

Необходимо рассмотреть место ГИС среди других автоматизированных систем, что требует дать краткую классификацию этих систем. Выбирая различные аспекты рассмотрения автоматизированных информационных систем можно дать различные их различные классификации.

По принадлежности к конкретной предметной области можно подразделить информационные системы на три класса: технические, экономические, информационно-аналитические.

К техническим относят автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР), гибкие производственные системы (ГПС), робототехнические комплексы (РТК) и др.

Информационно-аналитические автоматизированные системы включают: автоматизированные справочно-информационные системы (АСИС), базы данных (БД), экспертные системы (ЭС), статистические информационные системы (СтИС) и т.п.

Примером экономических систем могут служить автоматизированные системы управления (АСУ), бухгалтерские информационные системы (БУ-ИС), банковские информационные системы (БИС), биржевые информационные системы (БИС), маркетинговые информационные системы (МИС) и др.

Особенностью ГИС как интегрированной системы является то, что она интегрирует технологии трех перечисленных выше классов систем: технических, информационно-аналитических и экономических. Следовательно, ГИС могут быть использованы как любая из этих систем.

По аспекту применения АИС их подразделяют для разных уровней управления на:

•АИС операционного управления (оперативное управление);

•АИС для менеджеров среднего звена (тактическое управление);

•АИС руководящего персонала (стратегическое управление).

Как система управления ГИС применима на всех трех уровнях.

Основными внутренними данными ГИС являются базовые цифровые карты и цифровые модели, теоретической основой которых являются положения и методы создания и использования их геодезической и математической основы, все элементы которых построены в единой геодезической системе координат, проекции, размерности и системе мер. При создании и использовании карт, являющихся базой построения данных ГИС, рассматривают и используют геодезическую систему координат и плоские прямоугольные координаты картографических проекций исходных материалов, геодезические координаты и проекции создаваемых базовых карт, на основе которых осуществляется построение цифровых моделей в ГИС и практически реализуются все задачи ГИС.

Эффективное использование ГИС для решения разнообразных пространственно - локализованных задач требует от пользователя достаточного объема знаний о геодезических системах координат, картографических проекциях и других элементов математической основы карт ГИС, теоретических положениях о составлении, подготовке к изданию и изданию базовых карт, знаний о методах получения по карте различной информации, математических и других методов использования этой информации для решения пространственно-локализованных задач ГИС.