Территориальные уровни ГИС

ГИС подразделяются и по проблемной ориентации (тематике). Созданы специализированные земельные информационные системы (ЗИС), кадастровые (КИС), экологические (ЭГИС), учебные, морские, и многие другие системы.

К обязательным признакам ГИС относятся:

§ географическая пространственная привязка данных;

§ генерирование новой информации на основе синтеза имеющихся данных;

§ отражение пространственно-временных связей объектов;

§ обеспечение принятия решений;

§ возможность оперативного обновления баз данных за счет вновь поступающей информации.

Любая ГИС базируется:

§ на аппаратных средствах – различных типах компьютеров;

§ программном обеспечении – программных продуктах, обеспечивающих хранение, анализ, визуализацию пространственной информации и т. п.;

§ информационном обеспечении – данных о географическом положении, включая материалы дистанционного зондирования, кадастра и т. д.

Управление ГИС осуществляют пользователи, которые разрабатывают и поддерживают систему или просто решают поставленные задачи.

Структуру ГИС обычно представляют как набор информационных слоев. Слой – это совокупность однотипных пространственных объектов, относящихся к одной теме или классу объектов в пределах некоторой территории и в системе координат, общих для набора слоев. Геоинформационнаяструктура данных в ГИС представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Геоинформационная структура данных в ГИС

Основу любой ГИС составляет автоматизированная картографическая система – комплекс приборов и программных средств, обеспечивающих создание и использование карт, которая состоит из ряда подсистем, важнейшие из которых являются подсистемы ввода, обработки и вывода информации. Функциональные возможности ГИС многообразны, основные из них:

§ ввод в компьютер цифровых данных;

§ преобразование данных, трансформация картографических проекций, конвертирование данных в различные форматы;

§ хранение и управление данными;

§ картометрические операции и др.

Функции ГИС представлены на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Функции ГИС

В ГИС все объекты представлены пространственными объектами, которые подразделяются на четыре типа: точки, линии, области и поверхности. Вместе они могут представлять большинство природных и социальных феноменов, которые мы встречаем каждый день. В рамках ГИС объекты реального мира явно представляются тремя типами объектов из указанных. Точки, линии и области могут представляться соответствующими символами, поверхности же представляются чаще всего либо высотами точек, либо контурами рельефа или другими компьютерными средствами.

Точечные объекты – это такие объекты, каждый из которых расположен только в одной точке пространства, например, деревья, отметки высот и мн. др. О таких объектах говорят, что они дискретные, в том смысле, что каждый из них может занимать в любой момент времени только определенную точку пространства. В целях моделирования считают, что у таких объектов нет пространственной протяженности, длины или ширины, но каждый из них может быть обозначен координатами своего местоположения. Говорят, что точки имеют нулевое количество пространственных измерений. В действительности, конечно, все точечные объекты имеют некоторую пространственную протяженность, пусть самую малую, иначе мы просто не смогли бы их увидеть.

Линейные объектыпредставляются как одномерные в нашем координатном пространстве. Такими «одномерными» объектами могут быть дороги, реки, границы, любые другие объекты, которые существенно длинны и узки.

Полигоны или площадные объектыпредставляются как двумерные в координатном пространстве, т. е. у них есть длина и ширина. Ими могут быть озера, поля, здания и т. д.

Карты предназначены для того, чтобы представлять не только объекты на ее поверхности, но и форму Земли. Глобус – традиционный способ отображения формы Земли. Картографы разработали набор методов, называемых картографическими проекциями, которые предназначены для изображения с приемлемой точностью сферической Земли на плоском носителе. Каждый из этих методов, как первоначально представлялось, создает так называемое семейство проекций. Сегодня процесс проецирования сферической поверхности на плоский носитель выполняется с использованием методов геометрии и тригонометрии, которые воспроизводят физический процесс проецирования света через глобус.

Наиболее широко распространенной в ГИС системой проекций и координат является универсальная поперечная Меркатора. Она используется в большинстве работ с дистанционным зондированием, подготовке топографических карт, построении баз данных природных ресурсов, так как она обеспечивает точные измерения в метрической системе, принятой в большинстве стран и научным сообществом в целом. В ней основной единицей измерения длины является метр.

Однако для описания картографической информации недостаточно только метрических параметров-координат. Поэтому для указания тематических и временных характеристик применяется атрибутивная информация.

Атрибут – это элементарное данное, описывающее свойство какого-либо элемента модели (объектами понятия). Атрибутами могут быть символы (названия), числа (отражающие статистические характеристики), графические признаки (цвет, рисунок, графическая структура контура и т. п.). Ими также удобно отражать временные параметры. Обычно атрибуты группируют в виде специальных таблиц, что весьма удобно для организации взаимосвязанного координатного и атрибутивного описаний. Это обусловлено тем, что именно в таблице могут храниться как координаты объектов (координатные данные), так и описательные характеристики-атрибуты. С помощью атрибутов можно упорядочивать и типизировать данные, проводить анализ баз данных с использованием различных алгоритмов. Таблицы производят строгое ранжирование параметров, определяющих различные признаки объектов, поскольку каждому объекту соответствует строка в таблице, а каждому тематическому признаку отводится свой столбец.

Точность вычисления в ГИС может быть очень высока, т. е. значительно превосходить точность самих данных. Поэтому важное значение должно быть уделено получению первоначальных, исходных данных - именно они прежде всего требуют достоверности, полноты.