1.2. Основные определения геоинформатики

Из самого названия следует, что геоинформационная система (ГИС) - это система данных о территории или пространстве. Существует множество определений, каждое из которых по-своему отражает те или иные существенные черты такого емкого понятия как геоинформационные системы. Приведем некоторые из них.

ГИС – это информационная система, которая может обеспечить ввод, манипулирование и анализ географически определенных данных для поддержки принятия решений [6].

ГИС – это интерактивные системы, способные реализовать сбор, систематизацию, хранение, обработку, оценку, отображение и распространение данных, как средство получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях [7].

ГИС – это аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных географических задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества [8].

Достаточно ёмким и компактным является следующее определение ГИС. Геоинформационная система – это автоматизированная, информационно-аналитическая система, предназначенная для обработки пространственных, атрибутивных, временных данных, основой интеграции которых является географическая информация, т.е. взаимосвязанные данные о территории и пространстве.

Функциональная схема геоинформационной системы представлена на рис.1.1.

Рис. 1.1. Функциональная схема геоинформационной системы

Прежде чем приступить к изложению принципов построения геоинформационных систем (ГИС) необходимо дать объяснения базовым терминам, из которых составлена аббревиатура ГИС – это география, информация, система. Мы также рассмотрим понятия информационные процессы, модель, технология и управление, т.к. без них невозможно уяснить суть геоинформационных систем и аспектов их применения на практике. Все эти понятия могут трактоваться как с общенаучной философской точки зрения, так, и как базовые научные термины информационных технологий. Здесь они будут рассматриваться именно в последнем ключе.

Наиболее общим термином является система. Под системой понимают всё, что можно выделить обособленно, и что состоит из взаимосвязанных частей (элементов). Элементы и связи могут иметь физическую и абстрактную природу. Любая система является частью другой более общей системы. Например, любая рассматриваемая система по определению уже является элементом более общей системы – сама рассматриваемая система и внешняя среда. Поэтому термин система не имеет в нашем рассмотрении конкретной прикладной нагрузки и обозначает лишь то, что ГИС как понятие и как конкретный объект состоит из взаимосвязанных частей (элементов).

В области управления появился новый объект исследования, получивший название «большие системы». Принадлежность к большим системам того или иного объекта связывают главным образом со степенью его сложности, а не с реальными физическими размерами.

С наиболее общих позиций система – это организованное множество, образующее целостное средство, направленное на достижение определенной цели. Сложность изучения больших систем обусловлена необходимостью анализа огромного количества разнообразных взаимосвязей, элементов и явлений, присущих этим системам, необходимостью учитывать различный характер взаимодействия частей и целого, неопределенностью поведения системы, а также ее связей и взаимодействия с окружающей средой. Один из наиболее значительных классов больших систем объединяет системы административного, или организационного управления, т.е. систем, в основе функционирования которых лежат задачи управления отношениями, возникающими между людьми в процессе их производственно–хозяйственной деятельности.

Более подробно остановимся на понятиях данные, информация, знания, модель, технология и управление, как на базовых научных терминах информационной технологии.

Данные – основа, порождающая понятие «информация». Это информационные «кирпичики», из которых строится все «информационное здание». Можно также сказать, что данные – это сырье, которое можно превратить в информацию. Это объект обработки и основа для получения информации.

По существу это качественные и количественные характеристики (атрибуты), которые заносятся в поля базы данных и отвечают на вопрос «какой, сколько».

В каждой предметной области может быть свое определение данных. Например, можно дать такое определение «это факты, представленные в формализованном виде, позволяющем передавать и обрабатывать их при помощи некоторого процесса и соответствующих технических средств. Они могут быть получены либо наблюдением, либо посредством проведения эксперимента».

Основополагающим понятием является информация. Не смотря на то, что это общеупотребительный и часто встречающийся термин, дать ему однозначную формулировку крайне сложно и даже не возможно. Например, в юридических законах информация определяется как сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах не зависимо от формы их представления (федеральный закон РФ «Об информации, информатизации и защите информации» от 20.02.1995 г. № 24-ФЗ). Не смотря на кажущуюся ясность такого определения в нём один термин «информация» просто заменён другим – «сведения», который требует в свою очередь определения через элементарные понятия. Иначе говоря, понятия «информация» и «сведения» выступают как синонимы. Кроме того, такое определение информации мало что даёт в понимании её сущности как свойства окружающего мира, не позволяет оценивать её качественно и количественно.

Очевидно, информация является таким же фундаментальным понятием как вещество и энергия. В процессе освоения внешнего мира человек осваивал изготовление предметов, которое развилось в отдельную отрасль – материальное производство. В этом производстве энергия и информация играют вспомогательные роли. Энергию человек начал «приручать», видимо, с разжигания первого костра. Энергетическое производство развивалось более медленно. Но вот наступили эпоха пара и эра электричества. Сформировалась отдельная отрасль – энергетика, в которой уже вещество и информация играют вспомогательные роли. С появлением электронных вычислительных машин (компьютеров) информация стала, если можно так выразиться, самостоятельным «объектом» деятельности человека. На рубеже XX и XXI веков сформировалась новая технологическая отрасль – информатизация, в которой вещество и энергия играют вспомогательные роли. В современном обществе информационные технологии являются важной отраслью народного хозяйства наравне с отраслями материального производства и энергетического комплекса.

Понятие информация обычно предполагает наличие двух объектов – источника и потребителя информации. Информация, которая передается посредством сигнала, всегда имеет для потребителя определенный смысл, отличный от смысла самого факта поступления сигнала. Формирование информации происходит в момент передачи данных, причем нет гарантии, что переданная информация будет правильно распознана получателем: она разнородна, может иметь один и тот же смысл в разных представлениях и напрямую зависит от формата данных. Информация формируется лишь после выполнения двух функций – сбора и передачи данных, которые можно объединить в один процесс под названием обработка данных.

Канал передачи