ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.09.2020
Просмотров: 1114
Скачиваний: 5
4. Общие понятия и термины информатики. Данные, информация, знания: различия между ними. Источники данных и их типы.
К базовым понятиям, которые используются информатике, относятся: данные, информация и знания. Эти понятия часто используются как синонимы, однако между этими понятиями существуют принципиальные различия.
Данные - это совокупность сведений, зафиксированных на определенном носителе в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и обработки. Преобразование и обработка данных позволяет получить информацию.
Информация - это результат преобразования и анализа данных. Отличие информации от данных состоит в том, что данные - это фиксированные сведения о событиях и явлениях, которые хранятся на определенных носителях, а информация появляется в результате обработки данных при решении конкретных задач. Например, в базах данных хранятся различные данные, а по определенному запросу система управления базой данных выдает требуемую информацию.
Знания – это зафиксированная и проверенная практикой обработанная информация, которая использовалась и может многократно использоваться для принятия решений.
Формальные знания могут быть в виде документов (стандартов, нормативов), регламентирующих принятие решений или учебников, инструкций с описанием решения задач.
Неформальные знания – это знания и опыт специалистов в определенной предметной области.
Необходимо отметить, что универсальных определений этих понятий (данных, информации, знаний) нет, они трактуются по-разному.
В качестве источников данных для создания ГИС служат:
- картографические материалы (топографические и общегеографические карты, карты административно-территориального деления, кадастровые планы и др.). Так как получаемые с карт данные имеют пространственную привязку, они используются в качестве базового слоя ГИС;
- данные дистанционного зондирования (ДДЗ), прежде всего, материалы, получаемые с космических аппаратов и спутников. При дистанционном зондировании изображения получают и передают на Землю с носителей съемочной аппаратуры, размещенных на разных орбитах. Полученные снимки отличаются разным уровнем обзорности и детальности отображения объектов природной среды в нескольких диапазонах спектра (видимый и ближний инфракрасный, тепловой инфракрасный и радиодиапазон). Благодаря этому с применением ДДЗ решают широкий спектр экологических задач. К методам дистанционного зондирования относятся также аэро- и наземные съемки, и другие неконтактные методы, например гидроакустические съемки рельефа морского дна. Материалы таких съемок обеспечивают получение как количественной, так и качественной информации о различных объектах природной среды;
- результаты геодезических измерений на местности, выполняемые нивелирами, теодолитами, электронными тахеометрами, GPS приемниками и т. д.; - данные государственных статистических служб по самым разным отраслям народного хозяйства, а также данные стационарных измерительных постов наблюдений (гидрологические и метеорологические данные, сведения о загрязнении окружающей среды и т. д).
- литературные данные (справочные издания, книги, монографии и статьи, содержащие разнообразные сведения по отдельным типам географических объектов). В ГИС редко используется только один вид данных, чаще всего это сочетание разнообразных данных на какую-либо территорию.
5. Понятие об информационных системах (ГИС). Геоинформационная индустрия. Функции и классификация ГИС
Геоинформационные системы (ГИС) – это автоматизированные системы, основными функциями которых являются сбор, хранение, интеграция, анализ и графическая визуализация в виде карт или схем пространственно-временных данных, а также связанной с ними атрибутивной информации о представленных в ГИС объектах.
Геоинформатика, как производство (или геоинформационная индустрия) - это изготовление аппаратных средств и программных продуктов, включая создание баз и банков данных, систем управления, стандартных (коммерческих) ГИС разного целевого назначения и проблемной ориентации.
“Геоинформационная индустрия“ включает разнообразные приложения технологий ГИС, реализованных в стандартных коммерческих программных продуктах, т. е. проектирование, создание (разработку) и эксплуатацию ГИС в рамках выполнения территориально-, проблемно- и предметно- конкретных геоинформационных проектов.
В настоящее время ГИС - это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены сотни тысяч людей во всем мире. ГИС изучают в школах, колледжах и университетах. Эту технологию применяют практически во всех сферах человеческой деятельности - будь то анализ таких глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи.
ГИС охватывает все пространственные уровни - глобальный, региональный, национальный, локальный, муниципальный - интегрируя самую разнообразную информацию о нашей планете: картографическую, данные дистанционного зондирования, статистику и переписи, кадастровые сведения, гидрометеорологические данные, материалы полевых экспедиционных наблюдений, результаты бурения и подводного зондирования и т.п. В создании ГИС участвуют международные ассоциации (ООН, ЮНЕП, ФАО и др.), крупнейшие государственные учреждения, министерства и ведомства, картографические, геологические и земельные службы, статистические управления, частные фирмы, научно-исследовательские институты и университеты. На разработку ГИС ассигнуются значительные финансовые средства, в деле участвуют целые отрасли промышленности, создается разветвленная геоинформационная инфраструктура, сопряженная с телекоммуникационными сетями.
Большинство современных ГИС осуществляют комплексную обработку информации, используя ниже приведенные функции:
1. Ввод и редактирование данных;
2. Поддержка моделей пространственных данных;
3. Хранение информации;
4. Преобразование систем координат и трансформация картографических проекций;
5. Растрово-векторные операции;
6. Измерительные операции;
7. Полигональные операции;
8. Операции пространственного анализа;
9. Различные виды пространственного моделирования;
10. Цифровое моделирование рельефа и анализ поверхностей;
11. Вывод результатов в разных формах.
Широкий спектр решаемых с использованием ГИС задач привел к большому разнообразию самих геоинформационных систем. Появились узкоспециализированные с различными функциональными возможностями ГИС. В связи с этим для их классификации выделяется несколько оснований:
1. По пространственному охвату ГИС подразделяются на: глобальные (планетарные); субконтинентальные; национальные (часто со статусом государственные); межнациональные; региональные; субрегиональные; локальные (те местные).
2. ГИС классифицируют по объектам информационного моделирования, таковыми являются: феномены реальности (лес, земля, вода, население, хозяйство и др.); процессы (наводнения, загрязнения окружающей среды, миграционные процессы и др.); нематериальные объекты, идеи.
3. ГИС классифицируют по предметной области информационного моделирования. Например: природоохранные; земельные информационные системы (ЗИС); городские или муниципальные (МГИС); ГИС для целей предотвращения и локализации последствий ЧС и т. д.
4. ГИС различают по проблемной ориентации, которая определяется решаемыми в ГИС научными и прикладными задачами. определяется решаемыми в ней научными и прикладными задачами.
5. Классификация ГИС по их функциональности. уместно выделить самые общие функции ГИС, вынесенные в ее определение выше: это получение данных, их ввод в компьютерную (точнее цифровую среду), хранение (в том числе обновление, или актуализация), обработка, вывод (например, в формекарт), распространение и использование данных, включая принятие решений на их основе
6. Географическая информация и ее представление в базах данных ГИС. Пространственные данные и объекты
Различает следующие формы представления цифровой географической информации:
1. растровая модель данных (матричная); регулярно-ячеистая модель; квадротомическая модель;
2. векторная модель: векторная топологическая (линейно-узловая) модель; векторная не топологическая модель.
А) Растровая модель данных. Растровая модель данных предполагает разбиение пространства с вмещающими ее пространственными объектами на аналогичные пикселам дискретные элементы, упорядоченные в виде прямоугольной матрицы.
Пикселу присваивается цифровое значение, определяющее имя или семантику (атрибут) объекта.
Регулярно-ячеистая модель данных. Формальное сходство абсолютно в случае квадратной (прямоугольной) формы ячеек. При этом сеть может строиться на плоскости в условных прямоугольных координатах некоторой картографической проекции или на поверхности шара или эллипсоида; в последнем случае регулярными ячейками обычно являются сферические трапеции фиксированного или переменного углового размера.
Квадротомическая модель данных. В его основе лежит разбиение территории или изображения на вложенные друг в друга пикселы или регулярные ячейки с образованием иерархической древовидной структуры с разбиением пространства на квадратные участки, каждый из которых делится рекурсивно на 4 вложенных до достижения некоторого уровня пространственного разрешения.
Б) Векторное представление – это цифровое представление точечных, линейных и полигональных пространственных объектов в виде набора координатных пар с описанием только геометрии объектов, что соответствует не топологическому векторному представлению и линейных полигонометрических объектов или геометрических и топологических отношений в виде векторно-топологического представления, в машинной реализации векторному представлению соответствует векторный формат пространственных данных.
Модель данных для описания точечных, линейных и полигональных объектов носит наименование модели «спагетти» (векторная не топологическая модель).
Она не является эффективной с т.з. неизбыточности хранимых данных и возможностей использования аналитических операций ГИС и поддерживается недорогими программными средствами настольного картографирования и ГИС.
Линейно-узловая модель (векторная топологическая модель). Главные ее элементы: промежуточная точка; сегмент (линейный сегмент); узел; дуга; полигон; в том числе: простой полигон; внутренний полигон; составной полигон; универсальный полигон.
В русскоязычной терминологии геоинформатики пространственным данным соответствуют два разных понятия:
1. пространственные данные в широком смысле слова, включающие описания объектов реальности, цифровые изображения, цифровые карты, каталоги координат пунктов опорной геодезической сети и т. п.;