Геоинформационная система

Геоинформационная система - современная компьютерная технология, позволяющая соединить модельное изображение территории (электронное отображение карт, схем, космо-, аерозображень земной поверхности) с информацией табличного типа (разнообразные статистические данные, списки, экономические показатели и т.д.). Также во геоинформационной системой понимают систему управления пространственными данными и ассоциированными с ними атрибутами. Конкретнее, это компьютерная система, обеспечивающая возможность использования, сохранения, редактирования, анализа и отображения географических данных.

Геоинформационные технологии, ГИС-технологии - технологическая основа создания географических информационных систем, позволяющих реализовать их функциональные возможности.

Информационно-вычислительная система, предназначенная для фиксации, сохранения, модификации, управления, анализа и отображения всех форм географической информации. ГИС используется многими исследователями в области изучения проблем окружающей среды, для определения различных показателей на географической сетке.

По территориальному делению ГИС делятся на глобальные ГИС, субконтинентальни ГИС, национальные ГИС чаще имеют статус государственных, региональных ГИС, субрегиональных ГИС и локальных или местных ГИС.

ГИС различаются по предметной областью информационного моделирования, например, городские ГИС, или муниципальные ГИС, природоохранные ГИС. Распространенными ГИС - земельно-информационные системы. Проблема ориентации ГИС определяется решаемыми задачами в ней, среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений. Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (данных дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.

Полимасштабни, или масштабно-независимые ГИС основаны на множественных, или полимасштабних представлениях пространственных объектов, обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из выбранных уровней масштабного ряда на основе единого набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов, создания ГИС в широком смысле слова, включает этапы:

  • предпроектных исследований в том числе изучение требований пользователя и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения ?затраты / прибыль";
  • системное проектирование ГИС, включая стадию пилот-проекта, разработку ГИС;
  • тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке, прототипирования, или создание опытного образца, или прототипа;
  • внедрение ГИС;
  • эксплуатацию и использование.

Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатики.


1. Особенности

  • визуализация информации в виде электронных карт.
  • автоматическая смена изображенного образа объекта в зависимости от изменения его характеристик.
  • изменение масштаба и детализация картографической информации.

2. Применение

Применение ГИС является эффективным в различных предметных областях, где важны знания о взаимном расположении и форму объектов в пространстве ( экология, сельское хозяйство, управление природными ресурсами, земельные и имущественные кадастры, коммуникации, градостроительства и ландшафтное проектирования).


3. Данные в ГИС

Данные в ГИС описывают реальные объекты, такие как дороги, здания, водоемы, лесные массивы. Реальные объекты можно разделить на две абстрактные категории: дискретные (дома, территориальные зоны) и непрерывные (рельеф, уровень осадков, среднегодовая температура). Для представления этих двух категорий объектов используются векторные и растровые данные.

  • Растровые данные

Растровые данные хранятся в виде наборов величин, упорядоченных в форме прямоугольной сетки. Ячейки этой сетки называются пикселями. Наиболее распространенным способом получения растровых данных о поверхности Земли является дистанционное зондирование, проведенное с помощью спутников. Хранения растровых данных может осуществляться в графических форматах, например TIF или JPEG, или в бинарном виде в базах данных.

  • Векторные данные

Наиболее распространенными типами векторных объектов являются:

  1. Точки - используются для обозначения географических объектов, для которых важно расположение, а не их форма или размеры. Возможность обозначения объекта точкой зависит от масштаба карты. В то время как на карте мира города целесообразно обозначать точечными объектами, то на карте города сам город представляется в виде множества объектов. В ГИС точечный объект изображается в виде некоторой геометрической фигуры небольших размеров (квадратик, кружок, крестик), или значок, который передает тип реального объекта.
  2. Полилинии - Служат для изображения линейных объектов. Полилиния - ломаная линия, составленная из отрезков прямых. Полилинию изображаются дороги, железнодорожные пути, реки, улицы, водопровод. Допустимость изображения объектов полилинию также зависит от масштаба карты. Например, большая река в масштабах континента вполне может изображаться линейным объектом, тогда как уже в масштабах города нужно ее изображать пространственным объектом. Характеристикой линейного объекта является длина.
  3. Многоугольники (полигоны) - Служат для обозначения пространственных объектов с четкими границами. Примерами могут служить озера, парки, здания, страны, континенты. Характеризуются площадью и длиной периметра.

В ГИС в векторных объектов могут быть привязаны семантические данные. Например, на карте территориального зонирования в пространственных объектах, представляющих зоны, может быть привязана характеристика типа зоны. Структуру и типы данных определяет пользователь. На основе численных значений, присвоенных векторным объектам на карте, может строиться тематическая карта, на которой эти значения обозначены цветами соответствии с цветовой шкалой, или кругами разного размера.

Векторные данные также могут описывать непрерывные поля величин. Поля при этом изображаются в виде изолиний или контурных линий. Одним из способов представления рельефа является нерегулярная триангуляционных сетка. Такая сетка формируется множеством точек с привязанными значениями (в данном случае высота). Значение в произвольной точке внутри сетки получаются путем интерполяции значений в узлах треугольника, в который попадает эта точка.

Векторные данные обычно имеют гораздо меньший размер, чем растровые. Их легко трансформировать и проводить над ними бинарные операции. Векторные данные позволяют проводить различные типы пространственного анализа, например поиск кратчайшего пути в дорожной сети.


См.. также

Братский проект Википедия имеет книгу на тему