1.3 Место геоинформатики среди других наук

Геоинформатика — наука с ярко выраженным междисциплинарным характером. Наиболее устоявшимся на сегодня является такое определение: геоинформатика — это наука, изучающая информационные процессы, происходящие в природе, обществе, сознании, с целью раскрытия сути четырех крупных феноменов действительности — Космоса, Земли, Жизни и Человека в их неразрывной связи.

Своим появлением геоинформатика способствовала возникновению таких фундаментальных наук ХХ века, как кибернетика, теория информации, общая теория систем, информатика, глобальное моделирование, энергетика, оптимология, и многих других, ставших основой нового направления. Именно геоинформатика дает возможность, с одной стороны, объединить различные науки о Земле, а с другой — обеспечить их взаимосвязь с остальными науками как естественного, так и гуманитарного направления. О дедуктивном характере новой науки достаточно четко и сжато сказал вице-президент Национальной академии наук Украины академик Антон Наумовец: «…направление востребовано и … оно интересно и активно развивается, … сегодня растет понимание того, что для плодотворных научных поисков недостаточно быть специалистом в определенной достаточно узкой области, нужно больше знать и о других или смежных направлениях науки. Вы также демонстрируете эту конвергенцию в науке, которая находит отображение уже в самом названии — геоинформатика». [4]

Собственно термин «геоинформатика», насколько известно из научной литературы, впервые был употреблен в 1975 году известным украинским ученым-геофизиком Арнольдом Кулинковичем в одной из его работ. Это ознаменовало начало новой эры в изучении Земли — с использованием современных компьютерных технологий. Сегодня это направление активно развивается в Европе, США, России и в Украине.

Геоинформатика (нем. Geoinformatik, англ. GeoInformatics) имеет три аспекта развития и интерпретации.

1. Теоретическое направление, основанное на интеграции математики, информатики и наук о Земле, изучающее пространственно временные явления (структуру, связи, элементы, динамику) на Земле и применимое для аналогичных исследований других объектов космического происхождения.

2. Прикладное направление, связанное с разработкой технологий и систем для изучения и управления процессами и явлениями окружающего мира.

3. Производственное направление, связанное с созданием информационных продуктов специального и коммерческого назначения, используемых в картографическом производстве и в других сферах как инструмент анализа и поддержки принятия решений.

Центральным элементом геоинформатики является исследование и использование пространственных отношений. Согласно международному стандарту ISO OSI/TC 211: Geographic Information/ Geomatics, International Draft Standart геоинформатика направлена на развитие и приложение методов и концепций информатики для исследования пространственных объектов и явлений. Связующим элементом в геоинформатике являются пространственные отношения.

Как и всякая наука геоинформатика имеет основную область исследований и основной метод исследований. Определение области и метода содержится в названии геоинформатики. Термин "геоинформатика" состоит из двух частей "гео" и "информатика".

Первая часть "гео" определяет область исследования науки - объекты и явления, происходящие на земной поверхности. В геоинформатике используют пространственно-временные данные, в которых содержится информация о пространственном положении объектов, их свойствах и времени, для которого эти свойства имели место.

"Информатика" в составе термина "геоинформатика" определяет основной метод исследования: объектов исследования изучаются на основе компьютерных технологий, при этом привлекаются данные математики, картографии, геодезии и других наук. Не случайно одним из синонимов геоинформатики за рубежом является термин geocomputer science.

Геоинформатика занимается изучением и развитием систем сбора, передачи, обработки и хранения информации с помощью автоматизированных методов обработки и автоматизированных систем.

Геоинформатика ближе к информатике, чем, например, к географии. Подобно биоинформатике, информатике окружающей среды, экономической информатике геоинформатика оперирует с современными концепциями информатики и переносит их в прикладные области.

Геоинформатика основывается на знаниях и функциях геоинформации с ее представлением в форме геоданных и c последующими разнообразными приложениями. При этом полученные знания используются и реализуются в геоинформационных технологиях и геоинформационных системах. Существенное развитие и взаимный перенос знаний геоинформатики инициирует не только за счет методов информатики, но и за счет научных дисциплин, таких как геодезия, фотограмметрия, картография, география.

Таким образом, если информатика как составная часть геоинформатики дает инструментарий исследования, то методы математики, философии, логики дают основу для общего анализа.

Геодезия, фотограмметрия, картография и методы дистанционного зондирования дают основу для сбора информации, ее первичной обработки и организации в модели, а также основу для специальных видов анализа.

Геодезия - это основа точных расчетов и измерений в геоинформатике. Картографическая информация является основной формой представления объектов геоинформатики. Дистанционное зондирование и фотограмметрия составляют основу получения данных.

Методы искусственного интеллекта, теория управления дают основу для извлечения знаний и принятия решений с использованием методов геоинформатики.

Статистика и геостатистика дают основу изучения массовых явлений и обработки статистической информации. Это можно рассматривать как прикладной аспект

Теоретические основы геоинформатики базируются на науках, позволяющих формализовать и строить различные модели. Это теория множеств, теория графов, топология, системный анализ, структурный анализ, моделирование и др.

В прикладном аспекте теория геоинформатики базируется на: теории баз данных, программировании, компьютерной графике и др. [3]