Основы информационных технологий

Курсовая работа аспиранта 2-го года кафедры интеллектуальных систем Костюкевича А.В.

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Минск 2000

Различные применения информационных систем для работы с пространственной информацией.

Областей применения географических информационных систем (ГИС) существует великое множество и, по всей видимости, число их и еще будет расти. В каждой из прикладных областей существуют свои специфические потребности и своя специфическая терминология, своя история внедрения геоинформационных технологий. На начальном этапе эти технологии развивались в значительной степени независимо в разных прикладных областях. Это является одной из причин того, что сегодня в мире насчитывается уже очень много коммерческих пакетов программ для работы с ГИС (может быть, даже слишком много), их функции часто в значительной степени совпадают, но при этом зачастую используется различная терминология для обозначения одинаковых или сходных функций и элементов моделей данных. Иногда напрямую терминология конкретной прикладной области проникает в терминологию пакета для обозначения тех функций и понятий, которые, в принципе, имеют отношение к общей геоинформатике, но в практике применения данного пакета имеют конкретное более узкое и специфическое назначение. Например, абсолютно одна и та же функция проведения изолиний равных значений числовой величины по регулярной сетке наблюдений в одном пакете может называться функцией построений изогипс (имея в виду рельеф местности), а в другом — функцией построения изолиний концентрации (имея в виду данные по геохимическим полям). Подобные терминологические проблемы, естественно, затрудняют понимание и обсуждение многих вопросов, связанных с геоинформатикой, равно как и сравнение и освоение пакетов программ.

1. Сферы применения ГИС.

Из приведенного выше описания назначения геоинформатики ясно, что и построенные на ее базе геоинформационные технологии и геоинформационные системы, хотя они и называются часто географическими информационными системами, никак нельзя трактовать в общем случае как информационные технологии и информационные системы для географии (или геологии, геодезии). Они имеют значение и применение значительно более широкое, чем только в указанных дисциплинах. Приставка "гео" означает только использование "географического", то есть пространственного принципа организации информации, только то, что это технологии и системы, предназначенные для работы с пространственной информацией. Поэтому области применения ГИС и геоинформатики сегодня находятся почти во всех сторонах человеческой деятельности. Можно сказать, что перечислить сферы применения ГИС не проще, чем перечислить сферы применения СУБД.

Сегодня можно назвать, оставляя в стороне сугубо научные приложения, следующие крупные области применения ГИС, причем этот список далеко не полный, и приводится просто для примера:

Управление земельными ресурсами, земельные кадастры.

Инвентаризация и учет объектов распределенной производственной инфраструктуры и управление ими.

Проектирование, инженерные изыскания и планирование в градостроительстве, архитектуре, промышленном и транспортном строительстве.

Тематическое картографирование практически в любых областях его применения.

Морская картография и навигация.

Аэронавигационное картографирование и управление воздушным движением.

Навигация и управление движением наземного транспорта. Дистанционное зондирование.

Управление природными ресурсами (водными, лесными и т.д.).

Представление и анализ рельефа местности.

Моделирование процессов в природной среде, управление природоохранными мероприятиями.

Мониторинг состояния окружающей среды. Реагирование на чрезвычайные и кризисные ситуации.

Геология, минерально-сырьевые ресурсы и горнодобывающая промышленность.

Планирование и оперативное управление перевозками.

Планирование развития транспортных и телекоммуникационных сетей.

Маркетинг, анализ рынка. Археология.

Комплексное управление и планирование развития территории, города.

Безопасность, военное дело и разведка. Общее и специальное образование. Сельское хозяйство [1].

Никакого особенного порядка в этом списке нет. Отметим только, что в нем присутствуют как термины, относящиеся к предмету активности (земельные ресурсы), так и относящиеся к задачам или дедам (планирование развития, управление перевозками), а также и к методам и средствам (дистанционное зондирование).

В этой большой области приложений можно выделить несколько основных типов. Одни связаны с задачами учетно-инвентаризационного типа, акцент делается на данных и измерениях (например, задачи земельного кадастра или управления распределенной производственной инфраструктурой большого предприятия). Другие связаны с задачами управления и принятия решений. В третьих акцент делается на моделировании и сложном анализе данных. Первый тип имеет наиболее важное значение, хотя бы в силу того, что на этот тип задач приходится максимальное число реализованных и находящихся в режиме эксплуатации систем, в том числе крупнейшие по числу пользователей и объемам собранных данных. (Для приложений этого типа вообще характерна работа с большим числом объектов и высокая детальность изучения территории.) Использование ГИС в качестве информационно-справочных систем начинает также широко использоваться в обучении. Отметим также, что вне зависимости от того, используются ли при работе с данными мощные аналитические процедуры и сложные запросы, ГИС очень часто используются как средства поддержки принятия решений. Достигаемая здесь эффективность, даже при использовании минимальных средств, доступных геоинформатике, часто очень высока за счет высокой наглядности картографической визуализации информации и удобства доступа к информации.

Знание конкретных потребностей той или области применения, той или иной задачи, является важным для рационального выбора программных средств и построения эффективной структуры базы данных. Например, для одних применений наиболее эффективной является послойная организация данных, для других — Объектная "бесслойная" модель данных. Часто оптимальным решением оказывается комбинирование этих двух подходов.