Геоінформаційні системи  та геоінформаційні технології  - що це таке і з чим їх їдять?

      Сьогодні чимало людей вважають, що людство переходить в нову, як її вже встигли охрестити, інформаційну еру, у вік електронної економічної діяльності, мережевих співтовариств і організацій без кордонів. Прихід нового часу радикально змінить економічні та соціальні аспекти життя суспільства. Подібні зміни прямим чином стосуються й географії.

            У всі часи люди намагалися передбачити подію на основі певних знань, сьогодні ж це робота ГІС.

ГІС-технології —це технологічна основа створення географічних інформаційних систем, що дозволяють реалізувати їхні функціональні можливості.

     Геоінформаційні системи — це інтегровані комп'ютерні системи, які знаходяться під управлінням спеціалістів аналітиків і здійснюють збір інформації, аналітичну обробку даних, а у більш складних випадках — моделювання реальних подій. Найбільш відомими ГІС-пакетами є:

             ·         OpenSource

             ·         Proprietary

     Наприклад, ви можете оперативно прогнозувати можливі місця розривів на трасі трубопроводу, прослідкувати на карті шляхи розповсюдження забруднень та оцінити ймовірні збитки природному середовищу, розрахувати об'єм коштів, потрібних для усунення наслідків аварії.

Окрім обробки даних та моделювання ГІС виконують багато інших функцій, наприклад : обробка матеріалів польових вимірювань та спостережень, оформлення їх у вигляді карт та схем, підготовка карт різних типів до друку, аналіз місцезнаходження об'єктів, топологічних відношень, наявності та щільності розподілу об'єктів, побудова графових структур, мережевий аналіз, вирішення транспортних задач, моделювання рельєфу, місцевості, розвитку певних подій на місцевості, оформлення результатів аналізу даних у вигляді різних типів карт, картограм, діаграм, мультиплікацій, вирішення задач проектування об'єктів та територій та інші.

        Завдяки такій кількості функцій ГІС значно полегшують роботу і економлять чимало часу. Однак чи так було завжди? Давайте на мить зануримося в історію створення перших ГІС.

            Геоінформатику сьогодні вже важко назвати новою сферою діяльності, хоча виникла вона не так давно. Існує кілька версій, звідки походять перші геоінформаційні системи: зі Сполучених Штатів, де метою їх створення було забезпечення точності ракетних стрільб, або ж з Канади, де перед державним департаментом природного середовища гостро постало питання систематизації великих обсягів накопичених картографічних та довідкових даних. Скоріше за все розробки такого роду почалися відразу після створення перших електронних засобів обчислювальної техніки, але на перших порах велися різними установами самостійно не тільки без жодної координації своїх зусиль з іншими, але й без виділення задач обробки просторових даних серед інших видів розрахункових задач.

             Перші ГІС були доступні лише для великих установ, оскільки вимагали значних площ для розміщення обчислювальної апаратури та банків просторових даних у вигляді перфокарт або перфострічок. Широковідомі сьогодні ГІС-продукти почали з'являтись у 80-х роках минулого століття: у 1982 році вийшли AutoCad та AcrInfo, наприкінці 80-х з'явилася MapInfo. Але тільки у 1994 році вийшла ГІС ArcView 2.0 компанії ESRI, що мала працювати на звичайних персональних комп’ютерах, і тому робила ГІС доступними і для невеличких компаній та організацій.

Усього за 30 з лишнім років ГІС в умовах сучасної «інформаційної революції» зробили величезний стрибок у розвитку.

Яка ж структура роботи ГІС?

Геоінформаційні системи базуються на кількох основних компонентах: проекційні перетворення, класифікація даних, система управління базами даних та аналітичний апарат.

Основним компонентом будь-якої просторової інформації є дані про положення кожної точки контуру об'єкту на місцевості (метрика об'єктів). При цьому слід враховувати, що реальна місцевість не є плоскою, як екран монітору чи аркуш паперу. Для відтворення земної поверхні на площині в картографії застосовуються спеціальні проекційні перетворення, різні для різних за формою та місцезнаходженням ділянок місцевості. Тому ГІС, що зберігає дані на значні за площею території, має постійно виконувати операції перетворення метрики. Від швидкості та точності виконання операцій проекційних перетворень залежить якість роботи всієї системи в цілому.

На незначній за площею території знаходиться значна кількість різноманітних об'єктів. Вони мають різний тип локалізації: ліс займає певну площу, струмок може представлятися як лінійний об'єкт, окреме дерево — просто точка на карті і так далі. Для різних задач певний об'єкт може мати різний тип локалізації. Наприклад, якщо ГІС вирішує завдання по зберіганню та обробці даних про земельні ділянки, то дорога має описуватись площинним об'єктом, який характеризується певним контуром та площею, але якщо ГІС вирішує транспортну задачу, дорога може розглядатися як лінійний об'єкт з певною довжиною та шириною кожної ділянки. Крім того, різні об'єкти місцевості можна розділити за їх призначенням або відношенням до певної категорії (дорожня мережа, рослинність та інше). 

Тому важливим аспектом ГІС є спосіб класифікації об'єктів за різними ознаками, важливими для задач даної системи. Зазвичай, інформація в ГІС поділяється на певні теми (топографічні дані, земельний кадастр тощо). А в межах теми об'єкти поділяються на шари (гідрографія, рельєф, рослинний покрив тощо). Крім того, для кожного об'єкта встановлюються:

·  переліки ознак (семантик або атрибутів),  якими  він повинен або може  характеризуватися;

·         правила відображення об'єкта на екрані та при друванні карти місцевості на папері;

·         діапазон масштабів, у межах якого об'єкт при перегляді карти відображається на екрані.

Також можуть призначатися певний набір правил цифрового опису, топологічних відносин та інші аспекти подання інформації про певний об'єкт місцевості.

Для зберігання, пошуку та вибору даних геоінформаційна система повинна мати розвинуті засоби роботи з базами даних. Просторова інформація, класифікована певним чином, структурується і зберігається в спеціалізованих базах даних. Враховуючи, що сформована база даних навіть для невеликої території може мати значні обсяги і при цьому пошук та вибір інформації по атрибутах та місцерозташуванню мають певні відміни, ГІС часто спираються на власні спеціалізовані бази даних.

           Крім того геоінформаційна система обробляє не тільки дискретні дані, але й інформацію про безперервні явища, подану растрами, матрицями, різними моделями. Тому на швидкість роботи і можливості системи впливає спосіб зберігання різних за типами даних. Через це ГІС часто використовують власні формати для всіх типів інформації.

Під аналітичним апаратом ГІС слід розуміти набір алгоритмів і задач обробки просторових даних, що включили до складу програмного забезпечення розробники системи. Склад аналітичного апарату ГІС визначається її призначенням. Широкий набір розрахункових і аналітичних операцій розширює можливості ГІС, але ускладнює її інтерфейс і, відповідно, часто впливає на складність роботи користувача, особливо новачка. Тому сучасні геоінформаційні системи мають здебільшого модульний склад. Певна частина операцій включається до базового складу системи, а інші додаються за потреби.

У наш час ГІС знаходять застосування в найрізноманітніших сферах діяльності, де потрібно зберігати та обробляти інформацію, що характеризується просторовою складовою.

Найбільш поширені сьогодні ГІС в напрямках географії:

·   геодезія та картографія: ГІС використовуються для обробки матеріалів польового знімання, зберігання та оновлення картографічних матеріалів, підготовки до друку та видання карт;

·  навігаційні системи та системи моніторингу транспорту: можливості ГІС по відображенню значних обсягів різнотипних картографічних даних дозволяють в реальному часі відстежувати місцезнаходження та рух транспортних засобів;

·  муніципальні системи: на ГІС покладаються завдання зберігання різноманітної просторової інформації та пов'язаних з об'єктами документів (плани території, земельно-кадастрова інформація, інформація по об'єктах нерухомості, комунікації та пов'язані з об'єктами креслення, дозволи, рішення й інші документи);

·  моніторинг навколишнього природного середовища: саме спеціалісти цієї сфери першими розпочали роботи по створенню ГІС для зберігання значних масивів просторової інформації та її аналізу — тому в цій сфері ГІС відіграють дуже важливу роль;

·  військова справа: діяльність військових формувань завжди вимагали максимально точних та детальних відомостей про місцевість, на якій плануються або проводяться військові та спеціальні операції, тому геодезія та картографія завжди були на службі військовій справі — сьогодні як для підготовки військово-топографічних карт, так і безпосередньо для прийняття рішень використовують ГІС.

Тетяна  Торчило             

                                                                                                                                                         учениця НВК "Нововолинська                                                                                                                                                      спеціалізована школа І-ІІІ cтупенів                                                                                                                                                                        №1 - колегіум"

Читайте також

Програмні пакети геоінформаційних систем

                                                                                                                             На головну                  

Залишайте коментарі! Мені надзвичайно важлива саме Ваша думка!