Основні задачі, що вирішують ГІС

Основи ГІС

Моделювання рельєфу в ГІС (Bently)

Геоінформаційні системи базуються на кількох основних компонентах: проекційні перетворення, класифікація даних, система управління базами даних та аналітичний апарат.

Основним компонентом будь-якої просторової інформації є дані про положення кожної точки контуру об'єкту на місцевості (метрика об'єктів). При цьому слід враховувати, що реальна місцевість не є плоскою, як екран монітору чи аркуш паперу. Для відтворення земної поверхні на площі в картографії застосовуються спеціальні проекційні перетворення, різні для різних за формою та місцезнаходженням ділянок місцевості. Тому ГІС, що зберігає дані на значні за площею території, має постійно виконувати операції перетворення метрики. Від швидкості та точності виконання операцій проекційних перетворень залежить якість роботи всієї системи в цілому.

На незначній за площею території знаходиться значна кількість різноманітних об'єктів. Вони мають різний тип локалізації: ліс займає певну площу, струмок може представлятися як лінійний об'єкт, окреме дерево - просто точка на карті і т.п. Для різних задач певний об'єкт може мати різний тип локалізації. Наприклад, якщо ГІС вирішує завдання по зберіганню та обробці даних про земельні ділянки, то дорога має описуватись площинним об'єктом, який характеризується певним контуром та площею, але якщо ГІС вирішує транспортну задачу, дорога може розглядатися як лінійний об'єкт з певною довжиною та шириною кожної ділянки. Крім того, різні об'єкти місцевості можна розділити за їх призначенням або відношенням до певної категорії (дорожня мережа, рослинність та інше). Тому важливим аспектом ГІС є спосіб класифікації об'єктів за різними ознаками, важливими для задач даної системи. Зазвичай інформація в ГІС поділяється на певні теми (топографічні дан, земельний кадастр...). А в межах теми об'єкти поділяються на шари (гідрографія, рельєф, рослинний покрів...). Крім того, для кожного об'єкта встановлюються: переліки ознак (семантик або атрибутів), якими він повинен або може характеризуватися; правила відображення об'єкту на екрані та при роздруку карти місцевості на папері; діапазон масштабів, в межах якого об'єкт при перегляді карти відображається на екрані. Також можуть призначатися певний набір правил цифрового опису, топологічних відносин та інші аспекти подання інформації про певний об'єкт місцевості.

Граф дорожньої мережі в ГІС "Карта" (Панорама)

Для зберігання, пошуку та вибору даних геоінформаційна система повинна мати розвинуті засоби роботи з базами даних. Просторова інформація, класифікована певним чином, структурується і зберігається в спеціалізованих базах даних. Враховуючи, що сформована база даних навіть для невеликої території може мати значні обсяги і при цьому пошук та вибірка інформації по атрибутах та місцерозташуванню мають певні відміни, ГІС часто спираються на власні спеціалізовані бази даних. Крім того геоінформаційна система обробляє не тільки дискретні дані, але й інформацію про безперервні явища, подану растрами, матрицями, різними моделями. Тому на швидкість роботи і можливості системи впливає спосіб зберігання різних за типами даних. Через це ГІС часто використовують власні формати для всіх типів інформації.

Під аналітичним апаратом ГІС слід розуміти набір алгоритмів і задач обробки просторових даних, що включили до складу програмного забезпечення розробники системи. Склад аналітичного апарату ГІС визначається її призначенням. Широкий набір розрахункових і аналітичних операцій розширює можливості ГІС, але ускладнює її інтерфейс і, відповідно, часто впливає на складність роботи користувача, особливо новачка. Тому сучасні геоінформаційні системи мають здебільшого модульний склад. Певна частина операцій включається до базового складу системи, а інші додаються за потреби.

Основні задачі, що вирішують ГІС

Моделювання рельєфу в ГІС Autocad Civil 3D

Інформація, що включає просторову складову, становить значну частину всіх даних, з якими мають працювати організації та установи. Тому сьогодні геоінформаційні системи вже давно вийшли за рамки поняття системи, що обробляє власно просторові дані. Сучасні ГІС дозволяють працювати не тільки з різними картами та атрибутами об'єктів на них, але і з різними типами документів (текстових, графічних, мультимедійних), пов'язаних з певними об'єктами, здійснювати складні запити до баз даних та перетворювати їх результати у карти, картограми чи діаграми, прив'язані до певних територій та багато інших операцій.

Нижче наведено перелік основних задач, що вирішують сучасні геоінформаційні системи:

1. Обробка матеріалів польових вимірювань та спостережень, оформлення їх у вигляді карт та схем.
2. Зберігання картографічних даних різних типів.
3. Відображення окремих картографічних даних та різних комбінацій даних.
4. Підготовка карт різних типів до друку.
5. Пошук даних за їх положенням, атрибутами, розташуванням відносно заданного об'єкту чи групи об'єктів.
6. Аналіз місцезнаходження об'єктів, топологічних відношень, наявності та щільності розподілу об'єктів.
7. Аналіз атрибутів об'єктів карт, класифікація даних.
8. Аналіз та відображення змін даних у часі.
9. Робота з різними типам баз даних по пошуку та виборці інформації, пов'язаної з певною територією чи об'єктами, формування звітів.
10. Побудова графових структур, мережевий аналіз, вирішення транспортних задач.
11. Моделювання рельєфу, місцевості, розвитку певних подій на місцевості.
12. Оформлення результатів аналізу даних у вигляді різних типів карт, картограм, діаграм, мультиплікацій.
13. Вирішення задач проектування об'єктів та територій.
14. Обмін даними з іншими ГІС та інформаційними системами.