Основные структурные элементы геоинформационных систем. Картографическая основа. Базы данных СУБД

Структура ГИС – послойное хранение пространственной информации

Топооснова-сканерные многозональные аэроснимки-аэрофотоснимки разных залётов

Структура ГИС состоит из нескольких частей, которые должны выполняться последовательно и взаимосвязано. Первая часть – это непосредственно пространственные данные, которые делятся на позиционные (географические) и непозиционные (атрибутивные). Пространственные данные обычно состоят из двух взаимосвязанных частей: координатных и атрибутивных данных. Установление связи между этими частями называется геокодированием. Координатные данные определяют позиционные характеристики пространственного объекта. Они описывают его местоположение в установленной системе координат. Атрибутивные данные представляют собой совокупность непозиционных характеристик (атрибутов) пространственного объекта. Атрибутивные данные определяют смысловое содержание (семантику) объекта и могут содержать качественные или количественные значения. Вторая – это аппаратное обеспечение (ЭВМ, сети, накопители, сканер, дигитайзеры и т. д.). Третья часть – программное обеспечение (ПО) и четвертая часть – технологии (методы, порядок действий и т. д.).

Картографическая база данных - совокупность взаимосвязанных картографических данных по определенной предметной области, представленная в цифровой форме при соблюдении общих правил описания, хранения и манипулирования данными. Картографическая база данных доступна многим пользователям, не зависит от характера прикладных программ и управляется системой управления базами данных (СУБД).

Геоинформационные системы включают в себя пять основных компонентов

·аппаратные средства;

·программное обеспечение;

·данные;

·исполнителей;

·методы.

Аппаратные средства- это компьютер, на котором функционирует ГИС, и все периферийные устройства, которые используются для получения информации, ввода ее в ЭВМ и предоставление пользователю ГИС результатов. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров.

Программное обеспечениеГИС содержит инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются:

средства ввода и оперирования географической информацией;

система управления базой данных;

инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения);

графический пользовательский интерфейс для легкого доступа к инструментам и функциям.

Данные- это наиболее важный компонент ГИС. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные или атрибутивные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться различным образом. В процессе обработки данных ГИС интегрирует пространственные данные с другими типами и источниками данных, а также может использовать СУБД, применяемые многими организациями для упорядочивания и поддержки имеющихся в их распоряжении данных.

Исполнители - люди, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач. Пользователями ГИС могут быть как технические специалисты, разрабатывающие и поддерживающие систему, так и обычные сотрудники (конечные пользователи), которым ГИС помогает решать текущие каждодневные дела и проблемы.

Методы. Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.

Существующие и разрабатываемые ГИС могут значительно отличаться друг от друга по возможностям, основным технологиям обработки информации, по требуемой технической конфигурации, по вычислительным ресурсам и др.

Данные являются важным элементом ГИС. Структура ГИС, в основу которой положена компонента, которая играет ключевую роль в функционировании ГИС, представлена на рис 1.1 ГИС любого уровня в системе представляет собой набор следующих функциональных компонентов:

подсистема сбора данных;

подсистема базы данных (БД), включающая систему управления базой данных (СУБД);

подсистема представления, генерации и обработки картографических данных;

пользовательский интерфейс и подсистема анализа данных [4].

Всякая прикладная программа является отображением какой - то части реального мира и поэтому содержит его формализованное описание в виде данных. Крупные массивы данных размещают, как правило, отдельно от исполняемого программы, и организуют в виде Базы данных [ 7]. Начиная с 60-х годов для работы с данными, стали использовать особые программные комплексы, называемые системами управления базами данных (СУБД) [8]. Системы управления базами данных отвечают за:

·физическое размещение данных и их описаний;

·поиск данных;

·поддержание баз данных в актуальном состоянии;

·защиту данных от некорректных обновлений и несанкционированного доступа;

·обслуживание одновременных запросов к данным от нескольких пользователей (прикладных программ).