Принципы функционирования ГИС

Принципы создания и функционирования географических информационных систем

Понятие географической информационной системы

Впервые термин «Географическая информационная система» (geographical information system) появился в англоязычной литературе и получил сокращенное наименования GIS. Чуть позже он появился и в русском языке как «географическая информационная система» или «геоинформационная система», или в сокращенной форме «ГИС».

Географические информационные системы – это информационные системы, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение пространственно-распределенных данных, а также получение на их основе новой информации и знаний о пространственно-координированных явлениях[1].

Данные – это термин, который наиболее часто используется при изучении дисциплины «Географические и земельные информационные системы».

Данные – совокупность фактов и сведений, представленных в каком-либо формализованном виде для использования в в науке или других сферах человеческой деятельности.

Элемент данных содержит три главных элемента: атрибутивные сведения (семантические данные), которые описывают сущность (семантику), характеристики, переменные, значения и тому подобные его квалификации; географические сведения, характеризующие его положение в пространстве относительно других данных; временные сведения, описывающие момент или период времени, для которого предоставляются данные.

Принципы функционирования ГИС

Функционирование ГИС должно быть основано на применении следующих принципов [1]:

1) соответствия структуры ГИС, ее характеристик и возможностей предъявляемым к ней требованиям пользователей. Этот принцип реализуется в результате разработки вариантов структуры ГИС, их анализа и выбора лучшего варианта;

2) системности, то есть использование системного подхода при создании и использовании ГИС. Этот принцип заключается в рассмотрении объекта исследования как целостной системы, состоящей из набора подсистем, взаимосвязанных между собой;

3) комплексности системы, этот принцип заключается в возможностях совместного анализа больших групп параметров в их взаимной связи, что важно для изучения сложных природных и антропогенных процессов;

4) эффективности системы, суть этого принципа заключается в повышении эффективности функционирования ГИС и решения задач на их основе, причем под эффективностью понимают соотношении затрат на создание и эксплуатацию системы и получаемых результатов;

5) полноты информационного обеспечения управлением территории в процессе эксплуатации системы;

6) открытости системы, то есть обеспечение возможности модернизации, доработки, наладки и настройки системы для решения различных типов задач.

Классификация ГИС

Классификация ГИС возможна по нескольким критериям: пространственному охвату; объекту и предметной области информационного моделирования; проблемной ориентации; функциональным возможностям; уровню управления [1].

По пространственному охвату различают глобальные, субконтинентальные, национальные, межнациональные, региональные, локальные, муниципальные ГИС.

В зависимости от предметной областиинформационного моделирования бывают природоохранные, земельные, муниципальные ГИС, ГИС для целей предотвращения и локализации последствий чрезвычайных ситуаций.

По проблемной ориентацииГИС бывают инвентаризационные, издательские, учебные, справочные, исследовательские.

По функциональным возможностямГИС делят на универсальные и специализированные.

По уровню управления ГИС бывают федерального, регионального и отраслевого уровня.

Структура ГИС

Структурно ГИС состоит из следующих подсистем:

- ввода данных;

- хранения данных;

- пространственного анализа;

- выдачи данных.

Подсистема ввода данных.Исходными данными для ГИС служат карты, планы и фотоснимки, а также другие внешние источники, позволяющие получить цифровые данные – статистические, результаты полевых исследований и съемок, данные стационарных измерительно-наблюдательных сетей. Ввод данных осуществляется с помощью специализированных программ через обменные форматы, что будет рассмотрено далее, или непосредственно средствами самой ГИС.

Подсистема хранения данныхзависит от варианта работы пользователя с системой. Чаще всего для хранения данных используются возможности СУБД, в которую входят две составляющие, одна из которых предназначена для хранения позиционных данных (координат), а другая для атрибутивных (описательных) данных.

Подсистема пространственного анализапредназначена для анализа близости (окрестности), расчета зон видимости/невидимости, анализа сетей (топологий), расчета и построения буферных зон, анализ и расчет наложений. Кроме того подсистема решает задачи по выбору объектов в зависимости от ряда критериев.

В ряде геоинформационных систем в рамках подсистемы пространственного анализа реализовано цифровое моделирование рельефа и анализ поверхностей.

Подсистема выдачи данныхпредназначена для представления различных данных ГИС и результатов анализа в удобной для потребителя форме. Технические средства этой системы включают плоттеры, принтеры, мультимедиапроекторы, программное обеспечение для публикации в интернет, а также другие устройства, позволяющие наглядно демонстрировать результаты проделанной в ГИС работы.