Итак, ГИС - автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация
В ГИС осуществляется комплексная обработка информации - от ее сбора до хранения, обновления и представления, в связи с этим следует рассмотреть ГИС с различных позиций.
Как системы управления ГИС предназначены для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению землями и ресурсами, городским хозяйством, по управлению транспортом и розничной торговлей, использованию океанов или других пространственных объектов. При этом для принятия решений в числе других всегда используют картографические данные.
В отличие от АСУ в ГИС появляется множество новых технологий пространственного анализа данных. В силу этого ГИС служат мощным средством преобразования и синтеза разнообразных данных для задач управления.
Как автоматизированные информационные системы ГИС объединяют ряд технологий или технологических процессов известных информационных систем типа автоматизированных систем научных исследований (АСНИ), систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированных справочно-информационных систем (АСИС) и др. Основу интеграции технологий ГИС составляют технологии САПР. Поскольку технологии САПР достаточно апробированы, это, с одной стороны, обеспечило качественно более высокий уровень развития ГИС, с другой - существенно упростило решение проблемы обмена данными и выбора систем технического обеспечения. Этим самым ГИС стали в один ряд с автоматизированными системами общего назначения типа САПР, АСНИ, АСИС.
Как геосистемы ГИС включают технологии (прежде всего технологии сбора информации) таких систем, как географические информационные системы (ГИС), системы картографической информации (СКИ), автоматизированные системы картографирования (АСК), автоматизированные фотограмметрические системы (АФС), земельные информационные системы (ЗИС), автоматизированные кадастровые системы (АКС) и т.п.
Как системы, использующие базы данных, ГИС характеризуются широким набором данных, собираемых с помощью разных методов и технологий. При этом следует подчеркнуть, что они объединяют в себе как базы данных обычной (цифровой) информации, так и графические базы данных. В связи с большим значением экспертных задач, решаемых при помощи ГИС, возрастает роль экспертных систем, входящих в состав ГИС.
Как системы моделирования ГИС используют максимальное количество методов и процессов моделирования, применяемых в других автоматизированных системах.
Как системы получения проектных решений ГИС во многом применяют методы автоматизированного проектирования и решают ряд специальных проектных задач, которые в типовом автоматизированном проектировании не встречаются.
Как системы представления информации ГИС являются развитием автоматизированных систем документационного обеспечения (АСДО) с использованием современных технологий мультимедиа. Это определяет большую наглядность выходных данных ГИС по сравнению с обычными географическими картами. Технологии вывода данных позволяют оперативно получать визуальное представление картографической информации с различными нагрузками, переходить от одного масштаба к другому, получать атрибутивные данные в табличной или графовой форме.
Как интегрированные системы ГИС являют собой пример объединения различных методов и технологий в единый комплекс, созданный при интеграции технологий на базе технологий САПР и интеграции данных на основе географической информации.
Как прикладные системы ГИС не имеют себе равных по широте применения, так как используются на транспорте, в навигации, геологии, географии, военном деле, топографии, экономике, экологии и т.д. Благодаря широким возможностям ГИС на их основе интенсивно развивается тематическое картографирование.
Как системы массового пользования ГИС позволяют применять картографическую информацию на уровне деловой графики, что делает их доступными любому школьнику или бизнесмену, не только специалисту географу. Именно поэтому при принятии решений на основе ГИС-технологий не всегда создают карты, но всегда используют картографические данные. В последнее время более 100 организаций и фирм распространяют в России зарубежные системы для создания ГИС-технологий. При этом базой создания ГИС служат так называемые инструментальные пакеты, представляющие программно-технологические комплексы.
Основу процессов обработки составляет цифровое моделирование. Оно позволяет осуществлять векторно-топологическое моделирование, буферизацию объектов, анализ сетей, построение цифровых моделей местности и т.д.
В инструментальных системах поддерживается набор моделей (цифровых представлений) пространственных данных (векторная, топологическая и нетопологическая модели, квадродерево, растровая модель, линейные сети) для ввода данных, их анализа, моделирования и представления.
ГИС нового поколения отличает ориентация на пользовательские модели данных с учетом предметной области и особенностей приложений. Их модели данных определяются классами объектов, наборами атрибутов, расширенными возможностями реализации запросов и операций над объектами по сравнению с предыдущим поколением. Они позволяют обрабатывать геоинформационные данные по распределенной технологии, что повышает гибкость и производительность систем.
Как правило, модули и приложения образуют единую пользовательскую среду инструментальных ГИС. К ядру подключаются тематически ориентированные модули, дополняемые приложениями для управления моделями данных, построения цифровых моделей, обработки растровых изображений, выполнения расчетов, анализа и проектирования, организации интерфейсов. При этом имеется возможность подключения модулей, разработанных конкретным пользователем. Это повышает универсальность систем и эффективность при решении нетиповых задач.
Возрастает значение модулей для трехмерного (3D) проектирования, генерации планов, автоматического документирования проектов и выбора оптимальных вариантов.
Инструментальные ГИС-системы могут включать набор модулей для формирования и ведения банков земельных данных о состоянии жилого и нежилого фондов, информационного обеспечения администрации города, ведения кадастра недвижимости, анализа, оценки и планирования городских территорий, управления коммунальным хозяйством и т.д.
Разнообразие ГИС порождает необходимость их анализа и выбора для решения практических задач в конкретной области. В данной книге освещена эта проблема. В ней дается анализ ГИС как современной информационной системы и приводятся варианты решения практических задач в управлении, экологии, контроле и учете и т.д.
Часто даже большое количество информации не может помочь решить проблему, пока она не будет визуализирована на географической карте. Например, данные о количестве дорожно-транспортных происшествий тесно связаны с другими факторами: опасными перекрестками, плохим качеством дорожного покрытия, большой интенсивностью дорожного движения и т.п. В большинстве случаев, будучи представленными на карте, они позволяют определить критические участки и способствуют быстрому принятию решений по ликвидации предпосылок таких происшествий. Необходимость проанализировать географическое расположение явлений и объектов, их количественные и качественные характеристики при помощи карты возникает прежде всего у управляющих структур, владеющих большими массивами информации, на основе которой принимаются решения. В картографической информации также нуждаются специалисты, оценивающие и прогнозирующие состояние какой-либо области человеческой деятельности, например, рынков сбыта продукции, загрязнения территорий и т.п.
География является связующим звеном информации, получаемой из многочисленных источников. Прежде всего, это различные типы карт: планы застроек, топографические и разнообразные тематические карты. Кроме того, данные могут поставляться с космических и аэрофотоснимков. Они поступают из файлов на магнитных дисках, из отчетов и компьютерных систем, из результатов полевых измерений. Значительная часть географической информации быстро стареет и поэтому неприемлемым становится использование бумажных карт: быстроту получения информации и ее актуальность может гарантировать только автоматизированная система.
География является частью повседневной жизни; почти каждое решение, которое мы принимаем, ограничивается или связывается с тем или иным географическим фактом. Пожарные машины посылают на пожар по самому быстрому из доступных маршрутов, субсидии центрального правительства часто выделяются местным властям в соответствии с численностью населения, а заболевания изучаются путем определения местности, в которой они преобладают и скорости распространения. Возможность использования ГИС сочетается с потребностью в них, следствием чего является быстрый рост их популярности. Таким образом, можно определить ГИС как компьютерную систему, способную хранить и использовать данные, описывающие места на земной поверхности, а также систему знаний о территориальном аспекте взаимодействия природы и общества.
