Функциональные возможности систем публикации геопространственных данных в Internet

Функциональные возможности, предоставляемые системами публикации геопространственных данных в Internet, принципиально мало отличаются от тех, которые доступны при использовании самих базовых ГИС. Традиционными задачами, решаемыми в ГИС, являются обработка и анализ геопространственных данных с целью отображения на карте, плане или схеме местности. Результатами анализа, как правило, являются параметры относительного сравнения тех или иных участков земной поверхности по каким-либо характеристикам (плотности населения, вероятности загрязнения промышленными отходами, устойчивости зоны приема радиосигналов, качеству обслуживания клиентов). Проведение такого сравнения и получение в качестве результата наглядного представления о превалировании или просто об отличии одних объектов и другими называется построением тематических карт (thematic mapping). Другой важной задачей, решаемой при помощи геоинформационных систем, является геокодирование - связывание записей базы данных, содержащих некоторую информацию о географическом положении того или иного объекта с реальным векторным элементом (точкой, линией или полигоном), т. е. нахождение их местоположения на земной поверхности. Геокодирование проводят по трем основным параметрам:

· по адресу: базовый набор данных содержит направленную сеть улиц с присвоенными названиями и номерами домов;

· по границам: базовый набор данных содержит информацию по странам, областям, природным образованьям и пр. Результатом геокодирования будет центральная приблизительная точка, характеризующая площадной элемент;

· по Zip-коду: актуальный для США способ геокодирования по почтовым центроидам.

Родственной геокодированию является задача поиска графического объекта по известным атрибутивным данным. На установленном масштабе система отображает найденный объект, позиционируя центральную точку окна отображения таким образом, чтобы она совпадала с центроидом геометрического объекта.

Важной вопросом при задании символизации геопространственных объектов является выборка некоторого подмножества из исходного набора данных. Основой для выбора являются либо значения атрибутивных данных, либо пространственное взаиморасположение одного или нескольких объектов (выборка всех объектов, пересекающих заданный). Также, как правило, пользователю дается возможность выбрать объекты путем прямого указания, путем охвата определенного набора объектов круговым, квадратным или произвольным площадным контуром.

Немаловажным аспектом полноценного функционирования ГИС является возможность подключения к существующему набору векторных данных растровой или матричной информации. Сканированные растровые изображения или фотографии часто используются в качестве подложки для оцифрованных векторных данных. Матрицы, как правило, представляющие собой цифровые модели рельефа местности, служат как основа для других данных в процессе присвоения им третьей пространственной координаты - высоты. Результатом такого присвоения является реальная трехмерная модель участка местности с наложенными поверх информационными слоями (гидрография, растительность, дорожная сеть, населенные пункты, линии связи).

Для решения вышеперечисленных задачи в рамках подсистемы публикации данных в Internet, разработчикам приходится создавать программные интерфейсы с базовыми элементами управления ГИС. Немаловажным фактором является также разработка пользовательского интерфейса для представления элементов управления на HTML-странице.

Одним из важнейших вопросов, решаемым при начале работы с геоинформационной подсистемой в Internet, является локализация некоторой области интересов во всем множестве предоставляемых данных. Решением этой задачи является грамотная организация процедуры поиска географических объектов. Варианты выдаваемых пользователем запросов поиска весьма разнообразны. Поэтому от того, насколько грамотно будет организована поисковая система геоинформационного сервера, во многом зависит его популярность, а следовательно и окупаемость. Для построения картографических поисковых систем на базе Internet можно предложить два подхода:

· постепенная детализация отображаемой информации путем уменьшения масштаба карт. При этом локализация нужного участка земной поверхности производится пользователем вручную, путем указания нового центра очередного участка изображения;

· задание пользователем имени объекта (целиком или частично) и выбор одного из найденных вариантов. Для выбранного объекта автоматически вычисляется центр и масштаб отображения (центральная точка выводимого участка карты, как правило, совпадает с центроидом объекта, а масштаб вычисляется на основе минимального ограничивающего прямоугольника).

Преимуществом первого варианта является простота реализации, однако он малоэффективен, так как пользователь далеко не всегда знает, где географически расположен интересующий его объект. Тем не менее, этот подход используется в том случае, когда требуется получить четко определенный уровень детализации отображаемый информации на определенном масштабе. При этом подбирается дискретный ряд масштабов и для каждого из них выбирается тематическая насыщенность слоев карты и символизация каждого слоя.

Второй вариант наиболее универсален. Он позволяет на основе атрибутивной информации осуществлять поиск практически любого географического объекта. Построение системы поиска на его основе ведет к увеличению количества запросов к базе геопространственных данных. Первоначально выдается некоторый пробный список вариантов, удовлетворяющий введенному пользователем шаблону поиска. При этом для сужения круга предоставляемых вариантов, тематика предоставляемых объектов, как правило, выбирается перед началом поиска: нет смысла в выводе в едином списке названий городских улиц и морских заливов. Далее пользователем выбирает из предоставленного списка объект, наиболее полно удовлетворяющий критерию поиска. Для этого объекта строится еще один геопространственный запрос, определяющий его центроид и Minimum Boundary Rectangle (MBR) - минимальный ограничивающий прямоугольник. Сложность подобной операции заключается в том, что зачастую географический объект представляет собой топологически сложный комплексный векторный элемент, состоящий из нескольких более простых. Поэтому задача определения границ видимости объекта и их соотнесение с параметрами окна отображения (размерами элемента <IMG> на HTML-странице) достаточно сложна.

Основная задача, встающая перед пользователем при работе в Internet - это получение интересующих его данных. Потребность в геоинформационных данных день ото дня растет, поскольку необходимость в соотнесении семантических данных и геопространственной информации о них все время увеличивается. Ежедневно в мире происходит множество событий, имеющих конкретную географическую привязку. Обеспечение возможности визуализации картографической информации на требуемый участок земной поверхности становится насущной задачей в WWW. Помимо простого получения информации о географическом местоположении некоторого объекта зачастую у пользователя возникают задачи качественной оценки геопространственной информации. Подобные задачи решаются с помощью тематического картографирования: визуализации объектов с использованием различной символизации (размер, цвет, тип заливки) на основе ассоциированных с ними атрибутивных данных. Часто возникают задачи обнаружения ближайшего объекта по отношению к заданной точке или нахождения кратчайшего пути по дорожной сети. Такие задачи требуют построения сложных геопространственных запросов к базе данных с целью выборки тех объектов, которые наиболее полно удовлетворяют критерию поиска.

Литература

1. Основы геоинформатики: В 2-х кн. Кн. 1: Учеб. пособие для студ. вузов / Е.Г.Капралов, А.В.Кошкарев, В.С.Тикунов и др.; под ред. В.С.Тикунова. – М.: Изда-тельский центр "Академия", 2004.

2. Основы геоинформатики: В 2-х кн. Кн. 2: Учеб. пособие для студ. вузов / Е.Г.Капралов, А.В.Кошкарев, В.С.Тикунов и др.; под ред. В.С.Тикунова. – М.: Изда-тельский центр "Академия", 2004.

3. Майкл де Мерс, Географические информационные системы. М.: "Дата+", 2000.

4. А.М.Берлянт. Геоинформатика: наука, технология, учебная дисциплина. -- Вестник Моск. ун-та. Сер. географич., 1992, 2, с. 16--23.