Тикунов В. С. Геоинформатика. Классификация ГИС

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

При всем 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 различают глобальные, или планетарные, ГИС, субконтинентальные, национальные (зачастую имеющие статус государственных), межнациональные, региональные, субрегиональные и локальные (местные), в том числе муниципальные, и ультралокальные ГИС.
ГИС способна моделировать объекты и процессы, локализованные или протекающие не только на суше (территории), но и на акваториях морей, океанов и внутренних водоемов. Средства ГИС давно и успешно используются в морской навигации.
Гораздо менее известны системы, распространяющие область своего влияния на воздушное пространство (аэроторию); это авианавигационные системы, системы планирования и выполнения аэросъемок и решения других задач, связанных с воздухоплаванием и др.
Наконец, для обеспечения деятельности в космическом пространстве ГИС способна решать задачи баллистики и управления полетами и другими передвижениями и действиями космических аппаратов, изучения внеземных объектов.
Состав (объектовый состав) и структура данных ГИС определяются объектами информационного моделирования, какими являются как собственно феномены реальности (лес, земля, вода, население, хозяйство), так и процессы (наводнения, загрязнение 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 ГИС, земельные информационные системы (ЗИС), городские, или муниципальные, ГИС (МГИС), ГИС для целей предотвращения и локализации последствий 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 по мере усложнения и наращивания возможностей управления моделируемыми объектами и процессами: инвентаризация (кадастр, паспортизация) объектов и ресурсов, анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений.
Классификация ГИС по их функциональности связана с программным обеспечением ГИС и будет подробно рассмотрена далее. Пока же уместно выделить самые общие функции ГИС, вынесенные в ее определение выше: 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, предложенная «патриархом» канадской и мировой геоинформатики Р. Томлинсоном и неоднократно воспроизведенная в отечественных и зарубежных монографиях и учебниках, приведена на рис. 2. Соответственно этим обобщенным функциям выделяются структурные единицы ГИС: ее подсистемы (блоки, модули), включая подсистему ввода и т.д.

Рис. 2. Функции географической информационной системы (доступно при скачивании полной версии книги)

Известна также классификация ГИС по уровню управления . Например, в зависимости от уровня органов государственного управления, использующих ресурсы геоинформационной системы, различают ГИС федерального, регионального и специального назначения, причем под последними понимаются системы, используемые для обслуживания информационных потребностей конкретных отраслей народного хозяйства.
ГИС как системы проектируются, создаются и эксплуатируются в комплексе составляющих их компонентов (блоков, подсистем, функциональных модулей), обеспечивающих функциональную полноту, адекватную решаемым задачам, возможность расширения функций и модификации системы.
Реализация ГИС — многоэтапный процесс, включающий исследование предметной области и требований пользователя к системе, ее технико-экономическое обоснование (анализ соотношения «затраты-прибыль»), системное проектирование, детальное проектирование на уровне научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, тестирование и прототипирование, 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 четвертой 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 пространственно-координированных данных, интеграцию данных, информации и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества. Иногда 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 продукта, программного обеспечения ГИС, реализующего функциональные возможности ГИС в первом (основном) его значении.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается основное отличие ГИС от иных информационных систем?
2. Является ли слово «географический» в наименовании ГИС признаком их принадлежности к предметной области профессиональной географии?
3. Не нарушает ли слово «географический» в составе термина «географические информационные системы» принцип системности терминологии геоинформатики, поскольку объекты и данные в ГИС носят наименование «пространственных», а «географические объекты» и «географические данные» чаще всего считаются допустимыми синонимами нормализованных терминов? Не следует ли ввести термин «пространственные информационные системы»?
4. Определите понятия «данные», «информация» и «знания». В чем их различие?
5. Дайте собственное определение ГИС.
6. Какие критерии используются при классификации ГИС?
7. Сформулируйте одну из задач, в решении которой целесообразно использование ГИС.
8. Пользуясь самыми общими представлениями о функциях ГИС, предложите пути решения следующих задач, основанных на использовании пространственных данных:
а) оценка возможной зоны затопления в случае наводнения и его прямых последствий (затопление строений жилого и хозяйственного назначения);
б) подтверждение или опровержение гипотезы о негативном влиянии на здоровье жителей жилого массива выбросов в атмосферу отходов крупного химического предприятия;
в) проектирование оптимальной (с точки зрения затрат на строительство) трассы подводного нефтепровода, соединяющего два заранее не заданных пункта на побережье крупного внутреннего водоема, с учетом рельефа и грунтов дна, природно-охранных (распределение нерестилищ, памятников природы и заказников) и других ограничений;
г) оценка числа жителей, обеспеченных устойчивым приемом телепрограмм, транслируемых вновь построенной телевышкой, в условиях горной залесенной местности;
д) создание электронного атласа в Интернет, отражающего оперативные результаты обработки данных Всероссийской переписи населения 2002 г.;
е) выбор места строительства нового супермаркета с учетом конкурентного торгового окружения.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу