Введение
В наши дни информатизация коснулась всех сторон жизни общества и трудно назвать какую-нибудь сферу деятельности, где не ощущалось бы влияния информатизации. Информатика развивается благодаря другим наукам и сама способствует их постоянному развитию.
В науках о Земле информационные технологии породили геоинформатику и географические информационные системы (ГИС), причем слово «географические» обозначает не столько «пространственность» или «территориальность», а скорее комплексность и системность, заложенные в ГИС. Развитие ГИС дает современной географии шанс стать основой передовых технологий в науках о Земле, концептуальной базой, на которую сможет опереться геоинформационная индустрия, одним из стержневых направлений информатизации общества на всех уровнях, начиная с малых научных лабораторий и кончая органами государственного управления.
Понятие о геоинформатике и ее связь с другими науками, технологиями и производством
Термин «геоинформатика» состоит из трех корней: география, информатика и автоматика. В англоязычной литературе есть термины informatics, Computer Science,обозначающих группу дисциплин, исследующих различные аспекты применения и разработки ЭВМ, включая программирование, прикладную математику, операционные системы, проблемы искусственного интеллекта и др. (Geographic(al) information system - GIS (geoinformation system) широко употребляется в англоязычной литературе. В конце 80-х годов появился термин Geoinformatics.
Под геоинформатикой принято понимать научно-технический комплекс, объединяющий геоинформатику, технологию и прикладную деятельность, которые связаны с разработкой и реализацией ГИС. Данный комплекс формируется на стыке географии, информатики, теории информационных систем, картографии и других дисциплин с привлечением системного подхода и новейших достижений в области вычислительной техники.
Геоинформатика изучает принципы, технику и технологию получения, накопления, передачи, обработки и представления данных и как средство получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях.
Сегодня геоинформатика предстает в виде системы, охватывающей науку, технику и производство. Геоинформатика - научная дисциплина, изучающая природные и социально-экономические геосистемы (их структуру, связи, динамику, функционирование в пространстве и времени) посредством компьютерного моделирования на основе баз данных, и географических знаний. С другой стороны, геоинформатика - это технология (ГИС-технология) сбора, хранения, преобразования, отображения и распространения пространственно -координированной информации, имеющая целью решения задач инвентаризации, оптимизации, управления геосистемами. Наконец, геоинформатика, как производство - это изготовление программных и аппаратных средств, включая создания баз данных, систем управления, стандартных, коммерческих ГИС различного целевого назначения и проблемной ориентации.
Немного терминологии. Геоинформатика в англоязычном мире не имеет большого распространения. Значительно чаще используется «GIS technology» (ГИС-технологии). ГИС - географические информационные системы, или просто геоинформационные системы.
Сфера деятельности геоинформатики связана с каратографией и дистанционным зондированием, а также затрагивает фотограмметрию, топографию. Геоинформатика располагается в одном ряду с методами (математическими, картографическими, дистанционного зондирования и др.) и связывается с науками о земле геологией, почвоведением, лесоведением, географией, экономикой, биологией и т.д.
Взаимосвязи картографии и геоинформатики проявляются в следующих аспектах:
1. тематические и картографические карты - главный источник пространственно-временной информации.
2. системы географических и прямоугольных координат и картографическая разграфка служат основой для координатной привязки (географической локализации) всей информации, поступающей и хранящейся в ГИС.
3. карты - основное средство географической интерпретации и организации данных дистанционного зондирования и другой используемой в ГИС информации (статистической, аналитической и т.п.)
4. картографический анализ - один из наиболее эффективных способов выявления географических закономерностей, связей, зависимостей при формировании баз знаний, входящих в ГИС.
5. математико-картографической и компьютерное - картографическое моделирование - главное средство преобразования информации в процессе принятия решений, управления проведения экспертиз, составление прогнозов развития геосистем и.т.п.
6. картографическое изображение - целесообразная форма представления информации потребителям.
Геоматика
Стремление к интеграции знаний столь велико, что привело к появлению новых направлений, одно из которых «геоматика». Термин этот объединяет геонауки, математику и информатику. Геоматику французский глоссраий трактует как «совокупность применений информатики для обработки географических данных, в частотности, картографии».
Часто ставится знак равенстве между геоматикой и геоинформатикой. Геоматика по определению - это научно-техническая дисциплина, имеющая целью решение задач реальной действительности на основе геоинформации, т.е. информации, связанной с геоматической (геоинформационной) системой. Геоматика включает такие дисциплины как математика, физика, информатика, картография, геодезия, фотограмметрия и дистанционное зондирование. Геоматика - это область научно-технической деятельности, которая на основе системного подхода интегрирует все средства сбора и управления пространственно-координированными данными, используемыми для производства и управления пространственно-координированной информацией. Геоматика - это сфера деятельности в науке и технике, имеющая дело с использованием информационных технологий и средств коммуникаций для сбора, хранения, анализа, представления, распространения и управления пространственно-координированной информацией, обеспечивающей принятие решений. Геоматика - это наука и технология, изучающая характер и структуру пространственной информации, методы ее сбора, организации, классифицирования, оценки, анализа, управления, отображения и распространения, а также - инфраструктуру, необходимую для оптимального использования этой информации.
Учебная программа по геоматике включает 4 основных раздела:
1. Сбор данных - полевые съемки, фотограмметрия, составление производных карт, координатная привязка данных, дистанционное зондирование, глобальные позиционные системы.
2. Обработка - вычисления, оценка, интерпретация, анализ, контроль качества, хранение данных
3. Управление - объединение данных, редактирование, моделирование, планирование, принятие решений, маркетинг, анализ качества, правовые основы, взаимодействие с клиентом (пользователем), стандарты передачи данных, авторские права
4. Распространение - создание карт, планов, диаграмм, отчетов, цифровых моделей, получение координированной социально-экономической информации, экранное отображение, дизайн, распределение данных и др.
Что такое ГИС?
Обязательным элементом определения ГИС следует считать указание на пространственность, операционно-функциональные возможности и прикладную ориентацию системы.
Современные геионформационные системы (ГИС) представляют собой новый тип интегрированных информационных систем. Современная ГИС – это автоматизированная система, имеющая большое количество графических и тематических баз данных, соединенная с модельными и расчетными функциями для манипулирования ими и преобразование их в пространственную картографическую информацию для принятия на ее основе разнообразных решений и осуществления контроля.
География является связующим звеном информации, получаемой из многочисленных источников. Прежде всего это различные типы карт: планы застроек, топографические и аналитические карты, карты растительности и экологии. Кроме того, данные могут поставляться с аэрофото – и космических снимков.
ГИС может использоваться для научных исследований, управления природными ресурсами и планирования развития. ГИС, например, позволяет вычислить время отклика на аварию, катастрофу или природном бедствии. В строгом смысле ГИС это компьютерная система, позволяющая компоновать, сохранять, манипулировать и отображать справочную географическую информацию, т.е. данные идентифицируются в соответствии со своим положением. Практики также рассматривают общий ГИС как включающий персонал и данные, которые вводятся в систему.
ГИС - это информационная система, которая построена, чтобы работать с данными соотнесенными с пространственными и географическими координатами. Другими словами, ГИС - это и система базы данных со специфичными возможностями для пространственно соотнесенных данных, и множество операций для анализа этих данных. (Star and Estes, 1990)
Система для захвата, запоминания, проверки, объединения, манипуляции, анализа и отображения данных, которые пространственно соотнесены к Земле. (Chorley, 1987)
Автоматизированная система для захвата, исправления, анализа и отображения пространственных данных (Clarke, 1990). ГИС - это аппаратно-программная система и процедуры построенные для обеспечения сбора, управления, манипуляции, анализа, моделирования и отображения пространственно соотнесенных данных для решения сложных задач планирования и управления. (NCGIA lecture by David Cowen, 1989)
Интегрированный пакет для ввода, хранения, анализа и вывода пространственной информации.... анализ самое важное. (Gaile and Willmott, 1989)
ГИС - это одновременно телескоп, микроскоп, компьютер и ксерокс регионального анализа и синтеза пространственных данных. (Abler, 1988). ГИС может преобразовать цифровую информацию. Например, цифровые изображения со спутника, перепись или гидрологические табличные данные могут быть проанализированы и преобразованы в карту.
Карты могут быть оцифрованы, или вручную отслежены с компьютерной мышкой, чтобы собрать признаки координат. Электронные сканирующие устройства будут преобразовывать линии карты и точки в цифры. ГИС можно использовать, чтобы подчеркнуть пространственные отношения между объектами нанесенными на карту. В то время как картографические системы компьютерной помощи могут представлять дорогу просто как линию, ГИС может распознавать, что дорога - это граница между wetland и городским развитием, или связь между Главной улицей и тропинкой.
ГИС может быстро генерировать карту с линиями, которые показывают количество дождевых осадков. Карта может быть продумана как контурная ливневая карта. Многие сложные методы могут оценивать характеристики поверхностей из ограниченного числа точек измерений. 2-х мерная контурная карта, созданная из моделирования поверхности точек измерений количества осадков, может быть положена на и проанализирована с любой другой картой в ГИС покрытии той же области.
ГИС может распознать и проанализировать пространственные отношения между нанесенными на карту феноменами. Условия соседства (что находится рядом с чем), содержание (что окружено чем), и близость (как близко что-то находится к чему-то иному) может быть определено ГИС.
Еще некоторые определения ГИС:
ГИС - это такая система, в состав которой входят компоненты для сбора, передачи, хранения, обработки и выдачи информации о территории.
ГИС - это динамически организованное множество данных (динамическая база данных или банк данных), соединенное с множеством моделей, реализованных на ЭВМ для расчетных, графических и картографических преобразований этих данных в пространственную информацию в целях удовлетворения специфических потребностей определенных пользователей в пределах структуры точно определенных концепций и технологий.
ГИС - это пространственно определенная система для сбора, хранения, поиска и манипулирования данными, средство анализа и управления пространственно определенными данными.
ГИС - информационная система, которая может обеспечить ввод, манипулирование и анализ географически определенных данных для поддержки принятия решений. ГИС это особый случай информационных систем, где база данных состоит из наблюдений за пространственно определенными явлениями, процессами или событиями, которые могут быть определены как точки, линии и контуры.
ГИС - система, проектируемая для сбора, хранения, манипулирования, поиска и отображения географически определенных данных, система которая манипулирует и управляет данными, хранящимися в виде тематических слоев, географически определенных относительно карты - основы. ГИС - это комплекс аппаратно-программных средств и деятельности человека по хранению, манипулированию и отображению географических (пространственно соотнесенных) данных. ГИС включает базу данных, аппаратуру, специализированное мат обеспечение и пакеты программ, предназначенных для расширения базы данных, для манипулирования данными, их визуализации в виде карт или таблиц и, в конечном итоге, для принятия решений о том или ином варианте хозяйственной деятельности.
ГИС - это интерактивные системы, способные реализовать сбор, систематизацию, управление, анализ, отображение и распространение данных и как средство получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях.
Вывод
Геоинформационные технологии являются ключевыми технологиями, с помощью которых решается – обеспечение устойчивого развития страны, ее социальной, экономической, экологической и военной безопасности в современном мире с его многочисленными и разнообразными проблемами. Вот почему во всем мире они активно используются и развиваются.
Список использованной литературы
1) Картография и гнеоинформатика – их взаимодействие / под ред. В.А. Садовничевого. - М.: Изд-во Московского университета, 1990. - 159 с.
2) Тикунов В.С. Основы геоинформатики: В 2кн. Кн1: учебное пособие для вузов – М.: Академия, 2004. – 352с.
3) Геоинформатика: учебное пособие / Лайкин В.И., Упоров Г.А. – Комсомольск-на-Амуре: Изд-во АмГПГУ, 2010. – 162 с.
4) Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: учебное пособие – М.: ГИС-Ассоциация, 1997. - 160с.