Description:

"УДК 378.102(075):523.235,528.92 ББК 32.973.202 Г-27 УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ СОСТАВЛЕНО ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО МЕЖВУЗОВСКОЙ ПРОГРАММЕ "НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАЗОВАНИЯ" МИНОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы: Учебное пособие для вузов 2000, 222с.: ил. 28. Изложены теоретические и практические основы появления, создания и использования геоинформационных систем (ГИС). Показано, что ГИС является современной интегрированной информационной системой, наследующей свойства большинства информационных систем, работающих с пространственно-локализованной информацией. Развивая технологии этих систем, ГИС обеспечивает дополнительные возможности по обработке, анализу и использованию пространственно-временных данных. Рассматриваются статистические, маркетинговые, экологические информационные системы как предшественники ГИС. Даются основы интеграции информационных систем и рассматривается ГИС как интегрированная система. Излагаются теоретические положения ГИС и ГИС-технологий. Для пользователей и разработчиков подробно раскрывается главная особенность ГИС, позволяющая осуществлять глобальную интеграцию данных — математическая основа. Понятие математической основы необходимо для разработчиков программного обеспечения ГИС, а для пользователей необходимо знать специфику картографических проекций и особенности выбора геодезических систем координат при решении практических задач. Входной информацией в ГИС являются разные данные: картографическая информация является основной унифицированной информацией, обрабатываемой в ГИС. Поэтому пользователям необходимо знать основные методы использования и правильного создания картографической информации в ГИС для работы с электронными картами или создания на основе ГИС технологий обычных карт. Эти вопросы также отражены в предлагаемом пособии. Материал подготовлен следующим образом: введение написано совместно, главы 1-7 написаны В.Я. Цветковым, главы 8-9 написаны Л.М. Бугаевским. Для студентов, аспирантов, обучающихся по специальностям "Прикладная геодезия", "Исследование природных ресурсов с использованием космических средств", "Аэрофотогеодезия". Рецензенты: проф. д.т.н. Кулагин В.П., заместитель директора ГосНИИ информационных технологий и телекоммуникаций; проф. д.т.н. Матвеев С.И., заведующий кафедрой геодезии и геоинформатики Московской академии железнодорожного транспорта; канд. техн. наук Гречищев А.В., главный инженер ЗАО "Совинформспутник". 0403000000-128 Г 5Р4(03)-00 ISBN 5-7259-0057-3 (c) Л.М. Бугаевский, В.Я. Цветков 2000 Введение Геоинформационные системы (ГИС) являются классом информационных систем, имеющих свои особенности. Они построены с учетом закономерностей геоинформатики и методов, применяемых в этой науке. ГИС как интегрированные информационные системы предназначены для решения различных задач науки и производства на основе использования пространственно-локализованной информации об объектах и явлениях природы и общества. Неразрывно с ГИС связаны геоинформационные технологии. Геоинформационные технологии можно определить как совокупность программно-технологических средств получения новых видов информации об окружающем мире. Геоинформационные технологии предназначены для повышения эффективности процессов управления, хранения и представления информации, обработки и поддержки принятия решений. В книге дано краткое изложение особенностей ГИС, раскрывается их сущность и методы использования. Полное, на высокопрофессиональном научном уровне изложение всех основ создания и использования ГИС дано по геодезической и математической основе в работе [5]; по вопросам создания базовых карт и цифровых моделей, решения на их основе разнообразных задач и выполнения исследования по картам в работах [2-5], [7-11], [13]; по вопросам места ГИС среди технических систем, системного анализа, организации данных в ГИС, применения баз данных в ГИС в работах [20, 22-23], [25, 29-30], [40, 44, 45]; по вопросам многоаспектного применения ГИС, по инструментальным системам, элементам топологии данных в ГИС, качества информации, цифрового моделирования в работах [25, 29-35], [40, 46]. По вопросам интеграции данных ГИС и систем обработки данных дистанционного зондирования в работах [20, 22, 23], [30]; по вопросам стандартизации и тестирования в работах [27, 28], [39, 47]; по вопросам защиты информации в ГИС в работах [30, 36], [42, 4В]. ГИС имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при изучении этих систем. Одна из особенностей ГИС и геоинформационных технологий состоит в том, что они являются элементами информатизации общества. Это заключается во внедрении ГИС и геоинформационных технологий в науку, производство, образование и применение в практической деятельности получаемой информации об окружающей реальности. Геоинформационные технологии являются новыми информационными технологиями, направленными на достижение различных целей, включая информатизацию производственно-управленческих процессов. Другой особенностью ГИС является то, что как информационные системы они являются результатом эволюции этих систем и поэтому включают основы построения и функционирования информационных систем. ГИС как система включает множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно с каждым другим элементом, а два любых подмножества этого множества не могут быть независимыми без нарушения целостности и единства системы. Автоматизированной информационной системой (АИС) называют организационно-техническую систему, использующую автоматизированные информационные технологии в целях обучения, информационноаналитического обеспечения научно-инженерных работ и процессов управления [21]. В соответствии с данным определением ГИС попадает в класс автоматизированных информационных систем. Еще одной особенностью ГИС является то, что она является интегрированной информационной системой. Интегрированные системы построены на принципах интеграции технологий различных систем. Они зачастую применяются в разных областях, что их название часто не определяет все их возможности и функции. По этой причине не следует связывать ГИС с решением задач только геодезии или географии. "Гео" в названии геоинформационных систем и технологий определяет объект исследований, а не предметную область использования этих систем. Необходимо рассмотреть место ГИС среди других автоматизированных систем, что требует дать краткую классификацию этих систем. Выбирая различные аспекты рассмотрения автоматизированных информационных систем можно дать различные их классификации. По принадлежности к конкретной предметной области можно подразделить информационные системы на три класса: технические, экономические, информационно-аналитические. К техническим относят автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР), гибкие производственные системы (ГПС), робототехнические комплексы (PTK) и др. Информационноаналитические автоматизированные системы включают: автоматизированные справочно-информационные системы (АСИС), базы данных (БД), экспертные системы (ЭС), статистические информационные системы (СтИС) и т.п. Примером экономических систем могут служить автоматизированные системы управления (АСУ), бухгалтерские информационные системы (БУИС), банковские информационные системы (БИС), биржевые информационные системы (БИС), маркетинговые информационные системы (МИС) и др. Особенностью ГИС как интегрированной системы является то, что она интегрирует технологии трех перечисленных выше классов систем: технических, информационно-аналитических и экономических. Следовательно, ГИС могут быть использованы как любая из этих систем." Ключевые слова: нормальный функционирование, должный, таблица, искажение длина, измерение, геоинформационный моделирование, структура, интегрировать, класс, плотность распределение, процесс, математический, населенный пункт, применение, редакционный документ, обработка, временной, аспект рассмотрение, элемент, территория, локализация, особенность, мелкомасштабный карта, автоматизированный, линейный, масштаб компоновка, площадь, точечный линейный, дискретный модель, геодезический координата, масштаб, атрибут, взаимосвязь, деловой графика, длина, получение, связанный, управляющий система, прогнозирование, изменяемый объект, информационный документ, разновременный карта, структурный избыточность, переменный, изображение, данный, параметр, уровень, показатель, математический статистика, система координата, растровый формат, растровый, использование, форма, технология, фактор, информационный обмен, теория, описание, образ, иной алгоритм, положение, характер искажение, точка полюс, временной характер, картографический произведение, картографический генерализация, частный, оценка, космический снимок, организовывать запрос, координатный, пространственный, модель создаваемый, система, следующий, псевдоцилиндрический проекция, помощь, анализ, область, графический, проекция шар, картографический проекция, эксплуатация модель, часть, тип, число, связь, проверяться действие, элементарный модель, уровень локализация, цветков, геоинформационный технология, координата, цепочка переполнение, соответствующий, информационный, территориальный единица, процедура, соответствие, недра, представление, меридиан, управление сода, динамический модель, информационный система, обобщенный характеристика, определённый, геоинформационный система, подсистема подсистема, визуальный, карта, компьютерный графика, отношение, поверхность геоид, создание, интеграция, земной шар, результат, модель, совокупность, признак, нормальный форма, векторный, прогноз, картографический сетка, азимутальный проекция, теория вероятность, сетка, картографический, построение, управление, система работающий, коэффициент вариация, понятие, пространственный локализация, образ собственный, нормаль, атрибутивный, преобразование, кластерный анализ, внешний источник, обобщение, значение, слой, теснота связь, вид, картографический литература, поверхность, статистический, геодезический, симметричный относительно, бугаевский, величина, исходный, машиностроение, цифровой модель, прогнозный оценка, реальный поверхность, зависимость, эллипсоид, формула, регрессионный анализ, иной объект, явление, способ, убывающий порядок, интеграция технология, гис, принятие решение, моделирование, основа, точка, вариационный ряд, геоинформационный, информационный модель, параллель, организация, статический модель, подход, путь, результат запрос, свойство, системный уровень, характеристика, исследование, точность, динамический характеристика, решение, набор, пространственно локализованный, задача, иной элемент, определение, информация, время, масштабный ряд, растровый модель, проекция, группа, временной интервал, временной модель, искажение, выбранный объект, градация представляющий, изменение, выполнение, ареальный объект, работа, возможность, экономический показатель, отображение, объект, сапр, распознавание образ, база, цифровой, случай, экономический регион, линия, знак, коэффициент, аэрофотосъемка, сфероидическа трапеция, ряд, поликонический проекция, собственный значение, единица, разработка, равновеликий, значение ключ, степень свобода