Файл: Ципилева Т.А_Геоинформационные системы_Учебное пособие_Томск_ТМЦДО_2004.pdf

32

Для проведения анализа близости объектов относительно друг друга в ГИС применяется процесс, называемый буферизацией. Он помогает ответить на вопросы типа: Сколько домов находится в пределах 100 м от заданного водоема? Сколько покупателей живет не далее 1 км от данного магазина? Какова доля добытой нефти из скважин, находящихся в пределах 10 км от здания управления данного НГДУ? Процесс наложения включает интеграцию данных, расположенных в разных тематических слоях. В простейшем случае это операция отображения, но при ряде аналитических операций данные из разных слоев объединяются физически. Наложение, или пространственное объединение, позволяет, например, интегрировать данные о почвах, уклоне, растительности и землевладении со ставками земельного налога.

Визуализация. Для многих типов пространственных операций конечным результатом является представление данных в виде карты или графика. Карта – это очень эффективный и информативный способ хранения, представления и передачи географической информации. Раньше карты создавались на столетия. ГИС предоставляет новые удивительные инструменты, расширяющие и развивающие искусство и научные основы картографии. С ее помощью визуализация самих карт может быть легко дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками, таблицами, диаграммами, фотографиями и другими средствами, например, мультимедийными.

Многие организации, применяющие ГИС, обнаружили, что ГИС-технология позволила улучшить управление собственной организацией и ее ресурсами на основе географического объединения имеющихся данных и возможности их совместного использования с другими подразделениями. Возможность коллективного использования и постоянного наращивания и исправления баз данных позволила повысить эффективность работы как каждого подразделения, так и организации в целом. Например, компания, занимающаяся инженерными коммуникациями, смогла четко спланировать ремонтные или профилактические работы, начиная с получения полной информации и отображения на экране компьютера соответствующих участков (например, водопровода) и заканчивая автоматическим определением жителей, на которых эти работы повлияют, и уведомлением

33

этих жителей о сроках предполагаемого отключения или перебоев с водоснабжением.

ГИС, как и другие информационные технологии, подтверждает известную крылатую фразу о том, что лучшая информированность помогает принять лучшее решение. Однако, ГИС – это не только инструмент для выдачи решений, ГИС – это средство, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений. Она позволяет дать ответы на запросы и представление результатов анализа в наглядном и удобном для восприятия виде.

С помощью ГИС, например, можно решать задачи предоставления разнообразной информации по запросам органов планирования, разрешать территориальные конфликты, выбирать оптимальные (с разных точек зрения и по разным критериям) места для размещения объектов и другие задачи. Требуемая для принятия решений информация может быть найдена в лаконичной картографической форме с дополнительными текстовыми пояснениями, графиками и диаграммами. Наличие доступной для восприятия и обобщения информации позволяет ответственным работникам сосредоточить свои усилия на поиске решения, не тратя значительного времени на сбор и осмысливание доступных разнородных данных. Можно достаточно быстро рассмотреть несколько вариантов решения и выбрать наиболее эффектный, эффективный или экономически целесообразный.

Картам в ГИС отведено особое место. Процесс создания карт в ГИС намного более прост и гибок, чем в традиционных методах ручного или автоматического картографирования. Процесс начинается с создания базы данных. В качестве источника получения исходных часто пользуются оцифровкой обычных бумажных карт. Основанные на ГИС картографические базы данных могут быть непрерывными (без деления на отдельные листы и регионы) и не связанными с конкретным масштабом или картографической проекцией. На основе таких баз данных можно создавать карты (в электронном виде или твердые копии) на любую территорию, любого масштаба, с нужной тематической нагрузкой, с выделением и отображением требуемых символов. В любое время база данных может пополняться новыми данными (например, из других баз данных), а имеющиеся

34

в ней данные можно корректировать и тут же отображать на экране по мере необходимости. В крупных организациях созданная топографическая база данных может использоваться в качестве основы другими отделами и подразделениями, при этом возможно быстрое копирование.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ТЕМЕ 1

1.Какова роль информационной системы в обобщенной системе управления объектом?

2.Назовите основные компоненты информационной системы?

3.Какие функции выполняет организационная компонента информационной системы?

4.Какие блоки входят в систему обработки информации?

5.Из каких двух крупных подразделов состоит блок «Программное обеспечение»?

6.Какие функции выполняются блоком «Информационное обеспечение»?

7.Дайте определение информационной системе.

8.Приведите классификацию информационных систем по сфере их применения.

9.Дайте определение геоинформационной системы.

10.Из скольки этапов состоит схема построения обобщенной ГИС?

11.На каких этапах формируется логическая модель ГИС?

12.Что такое «инфологическая модель ГИС»?

13.Какая система считается неоднородной?

14.На какие группы, как правило, делятся информационные потоки в ГИС?

15.На какие основные уровни разбивается обобщеннная схема ГИС?

16.Что такое «цифровая модель местности»?

17.Чем являются нормативные требования на моделирование для уровня УСО?

18.Чем является ЦММ для уровня УП?

19.На каком уровне реализации ГИС приводится унификация данных?

35

20.На каком уровне реализации ГИС формируется тематическая карта?

21.В каких режимах могут работать системы обработки

данных?

22.Является ли должностная инструкция элементом информационной системы?

23.Когда появилось в печати первое сообщение о геоинформационной системе?

24.Когда отмечается Международный День ГИС?

25.На каком уровне строится цифровая модель местности?

36

Тема 2. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ ДАННЫХ В ГИС

2.1 Основные понятия моделей данных

В ГИС используются разнообразные данные об объектах реального мира: характеристики земной поверхности, свойства геологических объектов, информация о формах и связях между объектами, описательные характеристики объектов предметной области. Чтобы полностью отобразить геологические объекты и их свойства в ГИС, потребовалась бы бесконечно большая база данных. Поэтому, создавая ГИС, используют приемы генерали-

зации и абстракции.

Генерализация представляет собой набор процедур классификации и обобщения, предназначенный для отбора и отображения картографических объектов, соответственно масштабу, содержанию и тематической направленности создаваемой цифровой карты, т.е. процедуры, позволяющие сохранить информативность при уменьшении объема данных. Одни и те же объекты или их свойства по-разному оцениваются для различных ландшафтов (колодцы, например, исключаются в топологических картах центральных районов, но очень важны для районов пустыни). Генерализация проявляется в обобщении количественных и качественных характеристик объектов, в отборе значимых картографических объектов для отображения, в переходе от простых объектов к их собирательным значениям. Иными словами, при генерализации сохраняется только значимая для данной задачи информация, детальная информация опускается. Картографическая генерализация – это отбор главного, существенного и его целенаправленное обобщение, имеющее в виду изображение на карте той или иной части действительности в ее основных, типических чертах и характерных особенностях соответственно назначению, тематике и масштабу карты.

Абстракция – процедура типизации данных. При этой процедуре данные преобразуются таким образом, чтобы из большого количества данных получить новые более емкие по значению данные. Чаще всего первым этапом является класси-

37

фикация данных с последующей заменой элементов группы элементом-представителем.

При генерализации и абстракции множество исходных данных сводится к разумному конечному объему. Это производится путем применения математических моделей, сохраняющих основные свойства объектов, но при этом не сохраняющих их второстепенных свойств. Поэтому первым этапом разработки ГИС является обоснование выбора модели данных для создания информационной основы ГИС.

В ГИС используются несколько видов моделей, каждая модель бывает более пригодной для определенных типов данных и для определенных областей применения. В процессе разработки, создания и функционирования ГИС все многообразие исходных данных преобразуется в единую обобщенную модель (иногда совокупность моделей) данных, которая и сохраняется в базе данных ГИС и является информационной основой базы данных. При выборе модели учитывается требование достижения следующих свойств информационных массивов:

1)целостность;

2)непротиворечивость;

3)оптимальность хранимой информации.

Выделяют два уровня моделей: более высокий – модель объектов и более низкий – модель данных. Модели объектов состоят из композиции моделей данных, организованных в многоуровневую структуру, на нижнем уровне находятся элементарные (атомарные) модели данных. Из элементарных моделей конструируются более сложные в зависимости от типов связей в сложной системеиот качественныххарактеристик атомарныхмоделей.

Ниже приведены основные определения, свойственные информационным структурам ГИС.

Предметная область. Подмножество (часть реального мира), на котором определяется набор данных и методов манипулирования ими для решения конкретных задач.

Информационные единицы – это элементы, из которых создаются информационные модели. Основу информационных моделей составляют следующие единицы.