20. Гис: классификация, функциональные возможности, прикладные аспекты.

Геоинформатика - научно-технический комплекс, объединяющий одноименную отрасль научного знания, технологию и прикладную деятельность, которые связаны с разработкой и реализацией ГИС. ГИС - это технология сбора, хранения преобразования, отображения и распространения пространст­венно ком6инировшной информации, имеющая целью обеспечить решение задач оптимизации и управления геосистемами. Также под ГИС понимается изготовление аппаратных средств и про­граммных продуктов, включая создание баз и банков данных, систем управления разного целевого назначения и проблемной ориентации. Задача ГИС заключается в связывании информации с место­положением (где + что = решение). Основные сферы применения ГИС: 1) мониторинг и охрана при­родной среды; 2) поиск и добыча минеральных ресурсов (от разведки до рекультивации); 3) транс­портные, инженерные, коммуникационные сети; 4) городское хозяйство и региональное управление (ведение кадастров, застройка); 5) службы безопасности, правопорядка и спасения (МЧС); 6) военное дело (разведка и анализ местности); 7) бизнес; 8) выборы; 9) сельское и лесное хозяйство (оценка зе­мельного фонда). Таким образом, ГИС - такая система, в состав которой входят компоненты для сбора, передачи, хранения, обработки и выдачи информации о территории. База данных - совокуп­ность данных, организованных по определенным правилам, задающим порядок хранения и манипу­лирования данными, не зависящих от использующих базы данных прикладных программ. Банк данных - упорядоченная совокупность данных или баз данных о некоторой предметной области (карто­графический банк данных в ГИС - набор цифровых карт).

Классификация ГИС. Все ГИС классифицируются по 3 аспектам: 1) по охвату территории; 2) по целям; 3) по тематике. По охвату территории ГИС подразделяются на:

- локальные (крупнее 1:25 000);

- ландшафтные (от 1:25 000 до 1:2 500 000);

- региональные (от 1:2 500 000 до 1:25 000 000);

- глобальные (менее 1:25 000 000).

По целям ГИС подразделяются на:

- многоцелевые;

- специализированные (информационно-справочные, инвентаризационные, планировоч­ные, управленческие и др.).

По тематике ГИС делятся на:

- общегеографические;

- отраслевые (водные ресурсы, использование земель, сельское хозяйство, лесопользование, туризм и т.д.).

В общем виде структура ГИС представлена следующими блоками:

- диалоговая система пользователя;

- программно-технический комплекс;

- базы данных (информационный блок);

- блок моделей;

- блок оценки и принятия решений.

Построение ГИС выполняется по модульному принципу. Это дает возможность расширять систему за счет добавления новых блоков. Многоцелевые ГИС могут быть использованы для решения раз­личных задач. Выполнение их связано с выполнением особых функций, таких как подготовка и веде­ние банков данных, информационно-справочных, имитационное моделирования, экспертного моде­лирования, автоматизированная картография. ГИС может рассматриваться как информационная ос­нова для изучения природных особенностей региона и как инструмент исследования динамики или прогноза явлений и процессов. ГИС представляет возможности для решения задач физической географии, т.е. изучение морфоструктуры ландшафта, физико-географического районирования и т.д.

Кроме этого ГИС может использоваться как информационно-справочная система, выполняющая поиск и выборку данных по определенному запросу. ГИС осуществляет разработку математических моделей или системы экспертных оценок с помощью анализа динамики экосистем.

Функции ГИС вытекают из 4 типов решаемых ею задач:

- сбор данных,

- обработка данных,

- моделирование и анализ данных,

- использование в процессах принятия решений.

ГИС состоит из 4 компонентов (подсистем): управление, обработка, анализ, использование данных. Основные источники информации для ГИС:

- картографическая информация на основе имеющихся топографических и тематических карт;

- дистанционная аэро- и космическая информация;

- информация полевых обследований;

- литературная, фондовая и архивная информация и др.;

ГИС широко используются при картографическом моделировании. Под картографическим моде­лированием следует понимать создание, анализ и преобразование картографических произведений как моделей объектов и процессов с целью их использования для приобретения новых знаний об этих объектах и процессах. Модели делятся на две большие категории: материальные (вещественные) и идеальные. Материальные модели, в свою очередь, подразделяются на пространственно подобные, физически подобные и математически подобные, а идеальные — на образные, образно-знаковые и знаковые. Картографическое моделирование основывается на трех принципах: 1) математической формализации, обеспечивающей переход от сферической поверхности земного шара к плоскости по­ средством особых картографических проекций; 2) картографической символизации, т.е. на использо­вании систем условных знаков; 3) картографической генерализации, проявляющейся в отборе глав­ного, существенного и его целенаправленном обобщении сообразно назначению, тематике и масшта­бу карты.