госы_1 / 42-43

42. Структура ГИС

Состав (объективный состав) и структура данных ГИС определяются объектами информационного моделирования, какими являются как собственно феномены реальности (лес, земля, вода, население, хозяйство), так и процессы (наводнения, загрязнения окружающей среды, миграционные процессы), а также нематериальные объекты или идеи.

ГИС различаются предметной областью информационного моделирования; среди предметно-ориентированных, как правило, ведомственных ГИС бывают природоохранные, земельные информационные системы (ЗИС), городские или муниципальные ГИС (МГИС), ГИС для целей предотвращения и локализации расследования чрезвычайных ситуаций. (ГИС для целей ЧС) и др.

Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней научными и прикладными задачами. Они могут быть выстроены в ряд в размере усложнения и наращивания возможностей управления моделируемыми объектами и процессами: инвентаризация (кадастр, паспортизация) объектов и ресурсов, анализ и оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений.

Классификация ГИС по их функциональности связана с программным обеспечением ГИС. Самые общие функции ГИС: это получение данных, их ввод в компьютерную (точнее цифровую) среду, хранение (в том числе обновление, или актуализация), обработка, вывод (например в форме карт), распространение и использование данных, включая принятие решений на их основе. Классическая схема функций ГИС приведена на рисунке в примечании. Соответственно этим обобщённым функциям выделяются структурные единицы ГИС: её подсистемы (блоки, модули), включая подсистему ввода и тд.

Известна также классификация ГИС по уровню управления. Например в зависимости от уровня органов государственного управления, использующие ресурсы геоинформационной системы, различают ГИС федерального, регионального и специального назначения, причём под последними понимаются системы, используемые для обслуживания информационных потребностей конкретных отраслей народного хозяйства.

ГИС как система проектируется, создаётся и эксплуатируется в комплексе составляющих их компонентов (блоков, подсистем, функциональных модулей), обеспечивающих функциональную нагрузку, адекватную решаемым задачам, возможность расширения функций и модификации системы.

Реализация ГИС – многоэтапный процесс, включающий исследование предметной области и требований пользователя к системе, её технико-экономическое обоснование (анализ соотношения "затраты – прибыль"), системное проектирование, детальное проектирование на уровне научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, тестирование и прогнозирование, опытную и штатную эксплуатацию.

При рассмотрении объектов информационного (геоинформационного) моделирования в ГИС предполагалась достаточность их описания в терминах пространственных координат. Решение многих задач предусматривает необходимость координирования пространственных объектов во времени.

Задание четвёртой координаты объекта-времени позволяет ввести понятие пространственно-временных данных.

Ими оперируют пространственно-временные ГИС.

Резюмируя вышеизложенное, под географической информационной системой будем понимать аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственных данных, интеграцию данных, информации и знаний для их эффектного использования при решении научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества. Иногда этот этап сбора данных, осуществляемый методами дистанционного зондирования, глобального позиционирования и другими, сводят к технологии их ввода в ГИС.

Наконец, необходимо отметить второе значение термина "ГИС", как синонима программных средств, программного обеспечения ГИС, реализующего функциональные возможности ГИС в первом (основном) его значении.

Приложение:

Наблюдения

Измерение

Описание

Объяснение

Предсказание

Решение

ПРОЦЕСС ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ

ОБРАБОТКА ДАННЫХ

КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ И ФОРМАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ АНАЛИЗА ДАННЫХ

СБОР ДАННЫХ

Функции ГИС

43. Области применения ГИС

Географические Информационные Системы (ГИС) – известны с начала 60-х годов 20 века. Идеи, зародившиеся в университетах и академиях, выросли в науку, называемую геоинформатикой. Сегодня они реализованы в тысячах технологических лабораториях, технологических решениях и программных продуктах, объединённых понятием геоинформационных технологий.

С их помощью решаются стратегические государственные и глобальные задачи устойчивого развития территорий, охраны окружающей среды и обеспечения национальной безопасности.

На их основе и в тесном взаимодействии со смежными науками и технологиями – картографией, дистанционным зондированием – сформировалась особая индустрия, рынок пространственных данных и геоинформационных услуг.

По темпам роста они намного опережают среднестатистические показатели других отраслей национальных экономик, включая развитие новых информационных технологий в целом. Практикой доказана быстрая и многократная окупаемость инвестиций в разные геоинформационные проекты. Производство пространственных данных стимулирует развитие смежных отраслей и формирование новых рабочих мест.

Несмотря на стремительное расширение образовательных услуг в сфере геоинформатики, специальности, связанные с проектированием, созданием и использованием ГИС, во многих развитых странах не покидают национальных перечней остродефицитных профессий.

В настоящее время во многих ВУЗах страны открыты кафедры со специализациями по геоинформатике; экологам, географам, геологам, почвоведам и студентам других специальностей, читается курс «Геоинформатика». Более того, стали появляться не только средние учебные заведения, но и даже общеобразовательные школы. С геоинформационной специализацией. В связи с этим динамичного развития геоинформатики требуются учебники, содержащие фундаментальные знания, а также специализированные пособия.

Кратко ГИС определялись как информационные системы, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, а также получение на их основе информации и знаний.

Множество задач, решаемых современными ГИС – научных, прикладных, общеобразовательных, наконец – бытовых – поддаётся исчислению, складываясь из необозримого числа достойных внимания и описания объектов реальности, помноженных на разнообразие мотивов и целей человеческой деятельности. При всём многообразии типов ГИС возможна их классификация по нескольким основаниям: пространственному охвату, объекту и предметной области информационного моделирования, проблемной ориентации, функциональным возможностям, уровню управления и некоторым другим критериям.

По пространственному охвату различных ГИС глобального или планетарного уровня, субконтинентальные, национальные (государственные), межрегиональные, региональные; субрегиональные и локальные (местные), в том числе муниципальные и ультралокальные. ГИС способны моделировать объекты и процессы, локализованные или протекающие не только на суше (территории), но и на акваториях морей, океанов и внутренних водоёмах. Средство ГИС давно и успешно используется в морской навигации. Менее известны системы, распространяющие область своего влияния на воздушное пространство (аэроторию): авиа навигационные системы, системы планирования и выполнения аэросъёмок и решения других задач, связанных с воздухоплаванием.

Наконец для обеспечения деятельности в космическом пространстве ГИС способна решать задачи баллистики и управления полётами, и другими передвижениями и действиями космических аппаратов, изучения внеземных объектов.