Microsoft Word 03062014 Пушкин

ВВЕДЕНИЕ В ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

1. Понятие геоинформационной системы и история развития геоинформационных технологий

Первые географические информационные системы (ГИС) отно- сятся к 60-м годам XX века. Именно в это время возникли предпосыл- ки появления данных систем, обусловленные развитием компьютер- ной техники и внедрением информационных технологий в различные сферы деятельности, в том числе – связанные с цифровым картогра- фированием и решением пространственных задач. При этом разработ- ка ГИС основывалась на исследованиях, проведенными университе- тами, академическими учреждениями, оборонными ведомствами и картографическими службами.

Термин «географическая информационная система» впервые был использован в 1963 году Р. Ф. Томлинсоном при создании информа- ционной системы земельных ресурсов Канады (T. C. Walker,
R. K. Miller, 1990) [1, 2]. В общем смысле под ГИС понимают инстру- менты для обработки и управления пространственной информацией некоторой части земной поверхности.
Таким образом, геоинформационные системы используются в от- раслях народного хозяйства, связанных с использованием пространст- венной картографической информации: землеустройство, транспорт, сельское и лесное хозяйство, природоохранная деятельность и др. В отрасли экологического туризма на геоинформационные системы воз- лагают задачи ведения специализированных баз данных туристиче- ских объектов, проектирования туристических маршрутов и объектов, решения задач навигации на местности, создания туристических пла- ново-картографических материалов, информационно-рекламных кар- тографических Интернет-приложений.
В связи с бурным развитием геоинформационных технологий и широким спектром их применения, а также относительно коротким периодом развития геоинформатики, разные авторы дают разные оп- ределения ГИС.
ГИС – информационная система, обеспечивающая сбор, хране- ние, обработку, доступ, отображение и распространение пространст- венно-координированных данных [2].

4
Существует определение ГИС как реализованных с помощью автоматических средств хранения системы знаний о территориаль- ном аспекте взаимодействия природы и общества, а также про- граммного обеспечения, использующего функции поиска, ввода, моделирования и др. [2].

Одно из самых полных определений ГИС дают исследователи классической геоинформатики. Под геоинформационной системой они понимают аппаратно-программный человеко-машинный ком- плекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распростра- нение пространственных данных, интеграцию данных, информации и знаний для их эффективного использования при решении научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моде- лированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества [3].
С позиций краткости и емкости наиболее удачное определение ГИС дали R. Bil и D. Fritsch (1991), которое было взято за основу: геоинформационной системой называется система, состоящая из аппаратных средств, программного обеспечения, данных и пользо- вателей, которая обеспечивает ввод, управление, анализ и пред- ставление пространственных и атрибутивных (символьных) дан- ных об объектах на земной поверхности. Это определение отражает не только структуру ГИС, но и функции, которые она выполняет, хо- тя не конкретизирует, что информация связана с участками поверх- ности земли. Такое определение можно дать любой пространствен- ной информационной системе, содержащей пространственные дан- ные. Поэтому, чтобы выделить геоинформационные системы из ряда пространственных информационных систем, целесообразно уточ- нить, что геоинформационная система (Geo – земля) содержит про- странственную информацию об участках территории земли. Нагляд- но классификацию информационных систем и положение ГИС в ней представил М. ДеМерс (рис. 1.1) [4].
Эта классификация показывает разделение между пространствен- ными и непространственными информационными системами и ГИС, в данном случае, относится к категории пространственных информа- ционных систем.
Выделяются также два общих класса пространственных инфор- мационных систем: географические и негеографические. Последние, хотя и имеют дело с некоторой частью пространства, обычно не свя- заны с земной поверхностью и геодезическими координатами. Такие

5
классы систем, как системы для компьютерного черчения, относятся к негеографическим пространственным информационным системам.

Негеографические
	САПР / АСУТП

Рис. 1.1. Классификация информационных систем
ГИС могут делиться на земельные и прочие информационные системы. Несмотря на то, что такое разделение во многом искусст- венно, оно иногда полезно, поскольку разграничивает области приме- нения ГИС. Примером прочих информационных систем являются де- мографические, основные объекты которых – население, жилищное строительство, экономическая активность, а не территория, на кото- рой находятся данные объекты.
Земельные информационные системы (ЗИС) главным образом предназначены для учета, управления и анализа распределения зе- мельных участков. ЗИС, в свою очередь, подразделяются на системы, учитывающие распределение территории по землевладельцам, и сис- темы, которые такого деления не используют. Последние включают информационные системы по природным ресурсам, национальным паркам, лесному фонду и т. п. Задачи, решаемые этими ЗИС, могут включать отчуждение земли для заповедников, наблюдение за живой природой, прогноз чрезвычайных ситуаций, управление лесами и зо- нами обитания диких животных, научные исследования.
Применение ЗИС на основе разбиения территории на участки обычно сосредоточено вокруг землевладения и других вопросов када- стровой оценки земель. Для таких приложений необходимы материа- лы натурной геодезической съемки и развитая геодезическая сеть, по которой возможно точное описание участков. При этом для сбора ин- формации могут применяться как традиционные геодезические мето-

6
ды, так и возможности систем глобального позиционирования (NAVSTAR GPS, ГЛОНАСС). После создания точной геодезической ос- новы и кадастровой системы возможны различные виды анализа изме- нений в землепользовании с гарантией высокой точности измерений.

Следует также отметить второе значение термина «ГИС» как си- нонима программных средств, программного продукта, программного обеспечения, реализующего функциональные возможности геоин- формационной системы в первом и основном ее значении.
С понятием «геоинформационная система» тесно связан термин
«геоинформационная технология». Под геоинформационной техноло- гией понимают технологическую основу создания и использования географических информационных систем, позволяющую реализовать функциональные возможности ГИС в форме программных средств.
Развитие геоинформационных систем и технологий привели к по- явлению новой, особой области информатики, связанной с обработкой и анализом пространственной, координатно-привязанной информа- ции, – геоинформатики. Несмотря на относительно короткий срок своего развития, геоинформатика прошла путь от отдельных научных исследований до производства. Геоинформатика – наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проек- тированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, разработке геоинформационных технологий и применению ГИС для практических или научных целей. Совокуп- ность методов и приемов практического использования достижений геоинформатики для работы с пространственными данными, управле- ния ими, их представления и анализа, составляют основу геоинфор- мационных технологий.
Основными предпосылками развития геоинформационных тех-
нологий являются развитие и широкое распространение компьютер- ной техники, накопление обширных аэрокосмических и картографи- ческих данных, потребность упорядочения сведений в базах данных и др. Следует отметить, что история развития геоинформационных технологий укладывается в малый отрезок времени – 40–45 лет. Можно выделить четыре периода развития геоинформационных сис- тем и технологий: пионерный, государственный, коммерческо- профессиональный, массовый.