ГИС-технологии: основные составляющие, функции и характеристики

Выбирая различные аспекты рассмотрения автоматизированных информационных систем можно дать их различные классификации. По принадлежности к конкретной предметной области можно подразделить информационные системы на три класса: технические, экономические, информационно-аналитические. К техническим относят автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР), гибкие производственные системы (ГПС), робототехнические комплексы (РТК)идр. Информационно-аналитические автоматизированные системы включают: автоматизированные справочно-информационные системы (АСИС), базы данных (БД), экспертные системы (ЭС), статистические информационные системы (СтИС) и т.п. Примером экономических систем могут служить автоматизированные системы управления (АСУ), бухгалтерские информационные системы (БУ-ИС), банковские информационные системы (БИС), биржевые информационные системы (БИС), маркетинговые информационные системы (МИС) и др. Особенностью ГИС как интегрированной системы является то, что она интегрирует технологии трех перечисленных выше классов систем: технических, информационно-аналитических и экономических. Следовательно, ГИС могут быть использованы как любая из этих систем.

Технология ГИС применима везде, где необходимо учитывать,обрабатывать и демонстрировать территориально распределенную информацию. Пользователями ГИС-технологии могут быть как организации, чья деятельность целиком базируется на земле владельцы нефтегазовых предприятий, экологические службы, жилищно-коммунальное хозяйство, так и многочисленные коммерческие предприятия - банки, страховые, торговые и строительные фирмы, чья успешная работа во многом зависит от правильного и своевременного учета территориального фактора.

В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: континенте, стране, городе, улице.

Реорганизуется в виде набора слоев информации. Основной шрифт содержит географически привязанную карту местности (топооснова). На него накладываются другие слои, несущие информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, в том числе линии электропередач, нефте- и газопроводы, водопроводы, промышленные объекты, земельные участки, почвы, коммунальноехозяйство, землепользование и др.

В процессе создания и наложения слоев друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных.

Как правило, информация представляется графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объем хранимой информации и упростить операции по визуализации. С графической информацией связана текстовая, табличная, расчетная информация, координатная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, БД с описанием объектов и их характеристик.

Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации.

Программное ядро ГИС можно условно разделить на две подсистемы: СУБД и управление графическим выводом изображения. В качестве СУБД используют SQL-серверы.

Рассмотрим типовую схему организации ГИС-технологии, в настоящее время сложился основной набор компонентов, составляющих ГИС. К ним относятся:

1) приобретение и предварительная  подготовка данных;

2) ввод и размещение данных;

3) управление данными;

4) манипуляция данными и их  анализ;

5) производство конечного продукта.

Функциональным назначением данных компонентов является:

Приобретение и подготовка исходных данных; включает манипуляции с исходными данными карт - материалами на твердой или бумажной основе, данными дистанционного зондирования, результатами полевых испытаний, текстовыми (табличными) материалами, с архивными данными.

Ввод и размещение пространственной и непространственной составляющих данных включает конвертирование информации во внутренние форматы системы и обеспечение структурной и логической совместимости всего множества порождаемых данных.

Управление данными предполагает наличие средств оптимальной внутренней организации данных, обеспечивающих эффективный доступ к ним.

Функции манипуляции и анализа представлены средствами, предназначенными для содержательной обработки данных в целях обработки и реорганизации данных. С точки зрения пользователя, эти функции являются главными в ГИС-технологиях, потому что позволяют получать новую информацию, необходимую для управления, исследовательских целей, прогнозирования.

Производство конечного продукта включает вывод полученных результатов для конечных потребителей ГИС. Эти продукты могут представлять карты, статистические отчеты, различные графики, стандартные формы определенных документов.

Кроме этого, каждый картографический объект может иметь атрибутивную информацию, в которой содержится информация, которая не обязательно должна отображаться на карте (например, число жильцов какого-либо дома и их социальный статус).

Подавляющее большинство ГИС-систем различают геометрическую и атрибутивную компоненты баз данных ГИС. Их часто называют также пространственными (картографическими, геометрическими) и непространственными (табличными, реляционными) данными.

Картографичекая информация представляется точками, кривыми и площадными объектами.

Атрибутивная информация содержит текстовые, числовые, логические данные о картографических объектах. Большинство современных ГИС-инструментариев позволяют хранить информацию в составе БД, как правило, реляционных.

Атрибутивная информация хранится в виде отдельных табличных файлов, как правило, в форматах реляционных баз данных систем DBF, PARADOX, ORACLE, INGRESS. Такой способ характерен как для западных коммерческих продуктов, так и современных отечественных разработок.

 

 

2.3 Отраслевое  использование ГИС-технологий

 

Возможности ГИС-технологий могут быть задействованы в самых различных областях деятельности. Вот лишь некоторые примеры использования ГИС-технологий:

административно-территориальное управление

· городское планирование и проектирование объектов;

· ведение кадастров инженерных коммуникаций, земельного, градостроительного, зеленых насаждений;

· прогноз чрезвычайных ситуаций техногенно-экологического характера;

· управление транспортными потоками и маршрутами городского транспорта;

· построение сетей экологического мониторинга;

· инженерно-геологическое районирование города.

телекоммуникации

· транковая и сотовая связь, традиционные сети;

· стратегическое планирование телекоммуникационных сетей;

· выбор оптимального расположения антенн, ретрансляторов и др.;

· определение маршрутов прокладки кабеля;

· мониторинг состояния сетей;

· оперативное диспетчерское управление.

инженерные коммуникации

· оценка потребностей в сетях водоснабжения и канализации;

· моделирование последствий стихийных бедствий для систем инженерных коммуникаций;

· проектирование инженерных сетей;

· мониторинг состояния инженерных сетей и предотвращение аварийных ситуаций.

транспорт

· автомобильный, железнодорожный, водный, трубопроводный, авиатранспорт;

· управление транспортной инфраструктурой и ее развитием;

· управление парком подвижных средств и логистика;

· управление движением, оптимизация маршрутов и анализ грузопотоков.

нефтегазовый комплекс

· геологоразведка и полевые изыскательные работы;

· мониторинг технологических режимов работы нефте- и газопроводов;

· проектирование магистральных трубопроводов;

· моделирование и анализ последствий аварийных ситуаций.

силовые ведомства

· службы быстрого реагирования, вооруженные силы, милиция, пожарные службы;

· планирование спасательных операций и охранных мероприятий;

· моделирование чрезвычайных ситуаций;

· стратегическое и тактическое планирование военных операций;

· навигация служб быстрого реагирования и других силовых ведомств.

экология

· оценка и мониторинг состояния природной среды;

· моделирование экологических катастроф и анализ их последствий;

· планирование природоохранных мероприятий.

лесное хозяйство

· стратегическое управление лесным хозяйством;

· управление лесозаготовками, планирование подходов к лесу и проектирование дорог;

· ведение лесных кадастров.

сельское хозяйство

· планирование обработки сельскохозяйственных угодий;

· учет землевладельцев и пахотных земель;

· оптимизация транспортировки сельскохозяйственных продуктов и минеральных удобрений.

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Рынок ГИС, начиная с момента появления первых коммерческих продуктов во второй половине прошлого века, постоянно развивается и растет. Растет оборот как непосредственных разработчиков базового программного ГИС обеспечения, так и их партнеров, предлагающих готовые наборы геоданных и собственные разработки, дополняющие возможности базовых продуктов полезными, в том числе специализированными функциями и инструментами. Рынок ГИС растет и в периоды экономического подъема, и даже в трудные времена. Эта технология очень ценна для улучшения производственного процесса, при принятии решений, для общения и налаживания контактов между людьми, повышения их знания об окружающем мире, для общего повышения эффективности работы и расширения взаимодействия внутри и между организациями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1 Электронный ресурс: http://mosmap.ru – сайт информативных карт. 
        2 Электронный ресурс: http://gis-tech.ru– информационный сайт о ГИС-технологиях.

3 Журкин И. Г., Шайтура С. В. Геоинформационные системы. — М., «КУДИЦ-ПРЕСС», 2009.

4 Крючков А.Н., Самодумкин С.А., Степанова М.Д., Гулякина Н.А. Под науч. ред. В.В. Голенкова Интеллектуальные технологии в геоинформационных системах: Учеб. пособие, с изм. - Мн.: БГУИР, 2006

5 Алешин Л.И. Информационные технологии. -Учебное пособие.  М: Московская финансово-промышленная академия -2008.

6 Лопандя А.В., Немтинов В.А. Основы ГИС и цифрового тематического картографирования/ Лопандя А.В., Немтинов В.А. - Учебно-методическое пособие - Тамбов -2007.