ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.09.2020
Просмотров: 1111
Скачиваний: 5
1. Место геоинформатики в системе наук. Цели, задачи геоинформатики. Единство географии и геоинформатики.
Геоинформатика - научная дисциплина, изучающая геосистемы (их структуру, связи, динамику, функционирование в пространстве и во времени) посредством компьютерного моделирования.
Геоинформатика ближе к информатике, чем, например, к географии. Подобно биоинформатике, информатике окружающей среды, экономической информатике геоинформатика оперирует с современными концепциями информатики и переносит их в прикладные области.
Геодезия, фотограмметрия, картография и методы дистанционного зондирования дают основу для сбора информации, ее первичной обработки и организации в модели, а также основу для специальных видов анализа.
Геодезия - это основа точных расчетов и измерений в геоинформатике. Картографическая информация является основной формой представления объектов геоинформатики. Дистанционное зондирование и фотограмметрия составляют основу получения данных.
Методы искусственного интеллекта, теория управления дают основу для извлечения знаний и принятия решений с использованием методов геоинформатики.
Статистика и геостатистика дают основу изучения массовых явлений и обработки статистической информации.
Предметом изучения геоинформатики являются геообъекты, геосреда, геопроцессы (природные и техногенные).
Цель геоинформатики – создание компьютерных технологий (геоинформационных и автоматизированных систем) геологоразведочной деятельности по изучению строения и эволюции Земли, прогнозу и поискам месторождений полезных ископаемых с дальнейшей их разработкой, охране и (экологии?) мониторингу окружающей среды.
Основные задачи геоинформатики:
– разработка технических средств сбора, регистрации и передачи геоинформации с использованием вычислительной техники и вычислительных сетей;
– разработка методов хранения и многократного использования геоинформации на основе баз данных и систем управления базами данных;
– создание автоматизированных и геоинформационных систем по обработке и интерпретации геоданных с дальнейшим их развитием в экспертные системы;
– разработка методов интегрированного системного анализа многоуровневой и разнопараметровой геоинформации;
– построение информационно-аналитических систем.
География и геоинформатика – это науки, связанные историко-генетическими и функциональными связями, единством объектов исследования, методологических принципов, подходов и методов исследования.
В тематическом (содержательном) аспекте для географии и геоинформатики характерно единство объектов исследования, к которым относятся разнообразные природные, общественные и природно-общественные геосистемы различного пространственно-временного масштаба и уровня иерархии.
Следует отметить тематическую многоликость географии и геоинформатики. Один их лик обращен к изучению природы (природных или естественных систем) и связан с системой физико-географических наук, геологией и другими науками о Земле и живой природе. Второй лик обращен к обществу (общественным системам) и связан с общественными отраслями географии (экономическая география, социальная география, политическая география), а также с общественными науками (историей, политологией, экономикой и др.). Третий лик обращен к изучению взаимодействий в системе «природа-общество» и связан с науками в области территориального планирования, проектирования и экспертизы рационального природопользования, преобразования и охраны природы.
Для географии и геоинформатики характерен единый подход исследования, который принято назвать географическим, пространственным, территориальным, хорологическим и т.п., а также противопоставлять его негеографическим подходам.
2. Математико-геоиконическое моделирование.
Геоиконика – научная дисциплина, разрабатывающая общую теорию геоизображений, методы их анализа, преобразования и использования в научно-практической деятельности. Геоиконика объединяет картографию, геионформатику, дистанционное зондирование и другие дисциплины, которые заняты разработкой методов моделирования (отображения) геоизображений.
На современном этапе «математико-картографическое моделирование» фактически трансформировалось в «математико-геоиконическое моделирование». Данное научное направление опирается на использование комплексных методик моделирования геосистем, сочетающих большое разнообразие математических и геоиконических методов моделирования, реализованных на базе современных информационных технологий, соответствующем оборудовании и программном обеспечении (электронных базах данных, статистических пакетов анализа данных, ГИС-программах, спутниковой навигации, дистанционном зондировании и др.). Поскольку подобного рода математико-геоиконическое моделирование реализуется на основе ГИС-программ, то его зачастую именуют просто «геоинформационным моделированием».
Геоиконические модели – Информация представляется для дальнейшего анализа в сжатом, синтетическом виде, а карта рассматривается как аналитическое средство. Электронное хранение в ГИС геоиконических моделей позволяет буквaльно зa минуту отобрaзить и проaнaлизировaть несколько рaзличных ЭСЭ-показателей. В итоге оперaтивность aнaлизa возрaстaет во много рaз.
Геоиконические модели:
1. Ранговые картограммы. Регионы, относящиеся к одному классу, выводятся на карту однотипно (одним цветом или одинаковой штриховкой).
2. Картодиаграммы – карты, отражающие распределение какого-либо явления посредством диаграмм: линейных и столбчатых, площадных или объемных, локализованных по единицам территориального деления; обычно используется для показа абсолютных статистических ЭСЭМ-данных.
3. Аналитические карты, показывающие не обобщенные или малообобщенные показатели какого-либо явления.
4. Комплексные карты, показывающие совместно несколько разных взаимосвязанных явлений (или несколько свойств одного явления), но каждое в своей системе показателей.
5. Синтетические карты – дают интегральное представление явления в единых синтетических показателях (обычно отражают типологическое районирование территории по комплексу показателей), создаются на основе интеграции множества частных показателей или аналитических и комплексных карт. При их создании применяются методы факторного, кластерного анализа, главных компонент.
6. Геоиконические модели региональной генерализации. Пространственный аспект генерализации связан с отображением формы, размера и положения картографических объектов, атрибутивный аспект генерализации связан с обобщением количественных и качественных характеристик, агрегированием территориальных единиц при различных классификациях.
7. Интегральные геоиконические модели регионального анализа. Интегрированию показателей в ГИС соответствует логическое сложение их картограмм.
8. Динамические геоиконические модели учитывают фактор времени, используются для наглядного представления динамики изменения ЭСЭ-показателей.
Для ГИС-анализа используется топологическая модель территории, когда важны не картометрические характеристики, а аспекты распределения тематических признаков (соседство, сочлененность, форма, характер распределения кластеров). Электронные карты в ГИС являются базами данных, обеспечивающими интерактивное выполнение информационно-поисковых и аналитических процедур путем непосредственных указаний на объекты карты.
3. Периодизация развития информатики.
Всю историю информатики принято разбивать на два больших этапа: предыстория и история. Предыстория информатики такая же древняя, как и история раз вития человеческого общества. В предыстории выделяют (весьма приближенно) ряд этапов. Каждый из этих этапов характеризуется по сравнению с предыдущим резким возрастанием возможностей хранения, передачи и обработки информации.
Начальный этап предыстории — освоение человеком развитой устной речи. Членораздельная речь, язык стал специфическим социальным средством хранения и передачи информации.
Второй этап — возникновение письменности. Прежде всего резко возросли (по сравнению с предыдущим этапом) возможности по хранению информации. Человек получил искусственную внешнюю па мять. Организация почтовых служб позволила использовать письменность и как средство для передачи информации. Кроме того, возникновение письменности было необходимым условием для начала развития наук (вспомним Древнюю Грецию, например). С этим же этапом, по всей видимости, связано и возникновение понятия натуральное число. Все народы, обладавшие письменностью, владели понятием числа и пользовались той или иной системой счисления.
Третий этап — книгопечатание. Книгопечатание можно смело на звать первой информационной технологией. Воспроизведение ин формации было поставлено на поток, на промышленную основу. По сравнению с предыдущим этот этап не столько увеличил возможно сти по хранению (хотя и здесь был выигрыш: письменный источник — часто один-единственный экземпляр, печатная книга — целый тираж экземпляров, а следовательно, и малая вероятность потери информации при хранении (вспомним «Слово о полку Игореве»)), сколько повысил доступность информации и точность ее воспроизведения.
Четвертый и последний этап предыстории связан с успехами точных наук (прежде всего математики и физики) и начинающейся в то время научно-технической революцией. Этот этап характеризуется возникновением таких мощных средств связи, как радио, телефон и телеграф, к которым по завершению этапа добавилось и телевидение. Кроме средств связи появились новые возможности по получению и хранению информации — фотография и кино. К ним также очень важно добавить разработку методов записи информации на магнит ные носители (магнитные ленты, диски).