ГИС как предметная область. Смежные дисциплины и технологии

ГИС является наукой, изучающей все аспекты сбора, обработки и представления информации о свойствах объектов, процессов и явлений, происходящих на Земле.

В наиболее общем смысле, ГИС это инструменты для обработки пространственной информации, обычно явно привязанной к некоторой части земной поверхности и используемые для управления ею. "Информатика" в составе термина "геоинформатика" определяет основной метод исследования: объекты исследования изучаются на основе компьютерных технологий, при этом привлекаются данные математики, картографии, геодезии и других наук.

Обычно выделяются два основных аспекта геоинформатики: научный и технологический аспект. Научный аспект связан с разработкой концепций, теоретических основ, методов моделирования, организацией моделей и структур данных. Технологический аспект геоинформатики связан с обработкой и передачей информации с помощью компьютерных технологий. Из этого следует, что геоинформатика является своеобразным синтезом наук, занимающимися изучением процессов и явлений, происходящих на Земле

К числу основообразующих наук относятся геодезия, картография, география, фотограмметрия. Геодезия - это основа точных расчетов и измерений. Картографическая информация является основной формой представления объектов геоинформатики. Другую группу наук составляют науки, позволяющие формализовать и строить инф.модели. Это теория множеств, теория графов, топологоя и др. Еще один блок составляют науки, связанные с инф.системами: теория баз данных, программирование, компьютерная графика и др. Следующий блок составляют науки, обеспечивающие анализ в геоинформатике: системный анализ, структурный анализ, моделирование, теория принятия решений. Объединяющими науками являются новые инф.технологии, теория автоматизированных инф.систем.
Все это осуществляется в рамках необходимости защиты информации и инф.безопасности.

Основными частями геоинформатики являются "общая геоинформатика", "специальная гсоинформатика", "прикладная геоинформатика"

1. Общая-это раздел, занимающийся исследованием и разработкой научных основ, концепций, обобщенным анализом геоинформатики и ГИС.

2. Прикладная-изучает практические методы работ с ГИС.

3. Специальная-служит основой для дополнительного анализа систем и методов обработки пространственно-временных данных, и оценки качества.

Также на основе ГИС создают системы экологического мониторинга,
маркетинговые информационные системы, экономические информационные системы, статистические информационные системы, системы пространственных сетей (транспорт, коммуникации).

2.Карты и таблицы. Модели пространственно–распределенных данных

Карта явл-ся моделью пространственных явлений, абстракцией. Дает инф-ию о точном расположении объекта и его свойствах. Карты бывают разных и типов и на разные темы. Два осн.типа – общегеографические и тематические. При отображении карт, использ-ся набор символов для их представления и легенда для пояснения.

Табличная форма дает представление модели или се характеристик в
виде одной или совокупности взаимосвязанных таблиц. Она применяется
при описании атрибутов и при сборе статистической информации. Таблица, содержащая атрибуты объектов, называется таблицей атрибутов. Каждому пространственному объекту соответствует строка таблицы, каждому тематическому признаку - столбец таблицы. Каждая клетка таблицы отражает значение определенного признака для определенного объекта.

Пространственно-распределенные данные могут быть представлены в базе данных при помощи векторной или растровой моделей данных.

Растровая модель основана на хранении графической информации в виде матрицы или сети ячеек. Для привязки пиксела растрового изображения к пространственным координатам используется один из углов пиксела или его центроид. Разрешение изображения зависит от размера ячеек. Каждая ячейка растра имеет дискретные атрибуты.

Растровая ГИС представляет природные феномены соответствующими ячейками матрицы. Эта ячейка является наименьшей единицей информации, и ее размеры могут в зависимости от приложения варьироваться от нескольких микрон до километров.

Примерами использования растровой модели в ГИС являются:

§ Данные дистанционного зондирования, полученные с ИСЗ;

§ Цифровые модели местности (DEM);

В векторной модели пространственных данных графические данные представлены в виде объектов - точек, линий и территорий - с которыми связаны атрибутные данные. Координатами точек являются декартовы координаты в некоторой прямоугольной системе координат (например, в системе координат проекции Гаусса-Крюгера) или пара географических координат - широта и долгота. Линии или дуги представляются последовательностью точек. В векторной модели ПРД имеются средства для передачи топологических отношений между объектами.

Растровые модели имеют более простую структуру данных и более простые методы для пространственного анализа, чем векторные, но требуют больших размеров памяти в ЭВМ и ограничены в точности представления географических сущностей.

Любая реальная географическая ситуация может быть представлена и векторной, и растровой модели. Данные из растровой могут быть конвертированы в векторную модель и наоборот.