Геоинформационните технологии, основните характеристики на съвременните ГИС. Геоинформационни системи и технологии Геоинформационните технологии накратко

Геоинформационни системии технология

Географска информационна система (ГИС)е многофункционална информационна система, предназначена за събиране, обработка, моделиране и анализ на пространствени данни, тяхното показване и използване при решаване на изчислителни задачи, подготовка и вземане на решения. Основната цел на ГИС е да формира знания за Земята, отделни територии, релеф, както и своевременно да предоставя на потребителите необходимите и достатъчни пространствени данни, за да постигне най-голяма ефективност на тяхната работа.

Геоинформационни технологии (GIT)са информационни технологии за обработка на географски организирана информация.
Основната характеристика на ГИС, която определя нейните предимства в сравнение с други АИС, е наличието на геоинформационна основа, т. цифрови карти (ЦК), които предоставят необходимата информация за земната повърхност. В същото време Централният комитет трябва да гарантира:
точно обвързване, систематизиране, подбор и интегриране на цялата входяща и съхранявана информация (единно адресно пространство);
сложност и яснота на информацията за вземане на решения;
възможността за динамично моделиране на процеси и явления;
възможността за автоматизирано решаване на проблеми, свързани с анализа на характеристиките на територията;
способността за бърз анализ на ситуацията в спешни случаи.
Историята на развитието на GIT датира от работата на R. Tomleson по създаването на канадската GIS (CGIS), извършена през 1963-1971 г.
В широк смисъл GIT е набор от данни и аналитични инструменти за работа с координирана информация. GIT не е информационна технология в географията, а информационна технология за обработка на географски организирана информация.
Същността на GIT се проявява в способността му да свързва с картографски (графични) обекти някаква описателна (атрибутивна) информация (предимно буквено-цифрова и друга графична, звукова и видео информация). По правило буквено-цифровата информация е организирана под формата на таблици на релационни бази данни. В най-простия случай на всеки графичен обект (и обикновено се разграничават точки, линии и площни обекти) се присвоява ред от таблица - запис в базата данни. Използването на такава връзка всъщност отваря такава богата функционалност за GIT. Тези възможности се различават от система на система, разбира се, но има основен набор от функционалности, които обикновено се намират във всяка реализация на GIT, като например способността да се отговаря на въпроси "какво е това?". посочване на обекта на картата и "къде е?" селекция на картата на обекти, избрани по някакво условие в базата данни. Основното може да включва и отговора на въпроса "какво следва?" и различните му модификации. Исторически първият и най универсална употреба GIT е извличане на информация, помощни системи.
По този начин GIT може да се разглежда като един вид разширение на технологията на базата данни за координирана информация. Но дори и в този смисъл е така нов начининтегриране и структуриране на информацията. Това се дължи на факта, че в реалния свят по-голямата част от информацията се отнася до обекти, за които тяхната пространствена позиция, форма и относителна позиция играят важна роля и следователно GIT в много приложения значително разширява възможностите на конвенционалните СУБД, тъй като GIT е по-удобен и интуитивен за използване и предоставя на DL техния "картографски интерфейс" за организиране на заявка към базата данни, заедно със средствата за генериране на "графичен" отчет. И накрая, GIT добавя напълно нова функционалност към конвенционалните СУБД - използването на пространствени връзки между обекти.
GIT ви позволява да извършвате операции върху набори от картографски обекти, подобни на обикновените релационни (JOIN, UNION, INTERSECTION). Операциите от тази група се наричат ​​наслагвания, тъй като те използват в различни версии пространственото налагане на един набор от обекти върху друг. Всъщност наслагващите операции имат голям аналитичен потенциал и за много области на приложение GIT са основните, осигуряващи решаването на приложни проблеми (използване на земята, интегрирана оценка на територии и други).
GIT предлага изцяло нов път за развитие на картографията. На първо място се преодоляват основните недостатъци обикновени карти: статични данни и ограничен капацитет на "хартията" като носител на информация. През последните десетилетия не само сложни специализирани карти като екологичните карти, но и редица обикновени хартиени карти станаха "нечетими" поради претоварване с информация. GIT решава този проблем, като управлява изобразяването на информация. Става възможно да се показват на екрана или на хартиен носител само тези обекти или техните комплекти, от които потребителят се нуждае в момента. Тоест, всъщност се извършва преход от сложни сложни карти към поредица от взаимосвързани частни карти. Същевременно се предоставя по-добре структурирана информация, което позволява ефективното й използване (манипулация, анализ на данни и др.). Очевидно е, че има тенденция за нарастване на ролята на HIT в процеса на активиране информационни ресурси, защото огромни масиви от картографска информация могат да бъдат ефективно преобразувани в активна машинночетима форма само с помощта на GIT. Освен това в GIT картата става наистина динамичен обект.

Последното се дължи на следните нови функции на GIT:
мащабируемост;
трансформация на картографски проекции:
чрез промяна на обектния състав на картата;
"разпитване" чрез картата в реално време на множество бази данни, съдържащи променлива информация;
чрез промяна на символиката, т.е. начина, по който се показват обектите (цвят, тип линия и т.н.), включително дефинирането на символиката чрез стойностите на атрибутите на обектите, което ви позволява да синхронизирате визуализацията с промените в база данни.
Вече е широко разбрано, че GIT не е клас или тип софтуерни системи, но основната технология (технология-чадър) за много компютърни приложения (методи и програми), които работят с пространствена информация.
Тъй като DCM са набори от данни със сложна структура, препоръчително е те да бъдат представени в различни формати. Форматът DCM се разбира като специално въведена система за класификация и кодиране на данни за терена. Ефективността на решаването на функционални задачи (FL) във военните системи за управление до голяма степен зависи от възприетия формат на CCM. Така например, в случай на представяне на терена с контурни линии, изчисляването на профила на терена отнема хиляди пъти повече време, отколкото при представянето на терена под формата на матрица от височини.
Един от най-важните и най-често срещаните видове информационни нужди за геоинформация е изграждането на изображение на картографска секция на екрана на AWP (визуализация на карта). Но средствата за показване на MSC на екрана на работната станция, наред с горните изисквания към средствата за достъп, трябва да отговарят и на редица специфични изисквания поради необходимостта от човешко възприемане на информация. По същество това са следните ергономични изисквания, които трябва да се разглеждат заедно с други:
според "четимостта" на ситуацията (т.е. да има достатъчно високи характеристики на скоростта и надеждността на възприемането на информация от оперативната ситуация на фона на картата);
според "четимостта" на картата (т.е. да има достатъчно високи характеристики на скоростта и надеждността на възприемането на действителната картографска информация от човек);
според "комфорта" на възприемане (т.е. формата на показване на данни не трябва да причинява прекомерен стрес на човек при възприемане на информация и дразнене на сетивата му, за да се осигури необходимата продължителност на поддържане на неговата работоспособност).
Федералният закон изисква различни данни за терена за неговото решаване. Според авторите целият набор от тези задачи може да бъде разделен на четири основни класа според естеството на използване на CCM:
задачи, които изискват издаване на изображение на карта на устройства I/Oсредства за автоматизация и използването им като фон за изобразяване на оперативната обстановка (OCF);
задачи с използване на информация за характера и профилите на терена (OHPM);
задачи, използващи информация за пътната мрежа (RDS);
задачи, които използват информация за местоположението на обект на територията на държавата, зоната на отговорност или неутрална територия (WMO).
Задачите на ОКФ са всички задачи, които отразяват оперативната обстановка на място в процеса на диалог с потребителя. Тези задачи могат да показват "над картата" информация за групировките на приятелски и вражески войски, зони на радиоактивно, химическо, биологично замърсяване, непрекъснати разрушения, пожари, наводнения, посоки и линии на действие, райони на концентрация и т.н. за бързо показване на изображението на картата на екрана на AWS в различни мащаби.
Задачите на OHPM включват задачи по избор на място за разполагане на радиорелейни станции (RRS), тропосферни станции (TRS), радиолокационни станции (PJIC), електронно разузнаване, електронна война и др. Задачите за оценка на защитните свойства на терена в зоните на разполагане на командни пунктове (CP) и комуникационни центрове (CS), планиране на пожарно въздействие и др. също принадлежат към класа OHPM. Характеристика на проблемите на OHPM е необходимостта да се определят характеристиките на терена в близост до точка с произволни координати с висока скорост.
Задачите на RDS включват по-специално задачите за определяне на маршрута и планиране на реда за движение на военни формирования, оптимално планиране на транспортирането на доставки или поща и някои други. Тези задачи използват DSM данни за пътната мрежа, които трябва да бъдат представени в специална форма – под формата на графика, в която всички пресичащи се пътища имат общ връх в кръстовищата.
Задачите на MPO използват данни за държавни (сухопътни и морски) и други граници в MSC, които са посочени в специална форма - под формата на затворени контури.
Според вида на информационните нужди много федерални закони могат да бъдат приписани на няколко различни класа наведнъж. По-специално, задачата за определяне на оптималната зона за разполагане на RRS може да има свойствата на класовете OHPM и RDS, а в процеса на решаване за организиране на диалог с потребителя, свойствата на класа OKF.

Във връзка с дълбокото взаимно проникване на ГИС и други информационни технологии е препоръчително да се разгледа връзката на ГИТ с други технологии.

На първо място това графична технологиякомпютърно проектиране (CAD), вектор графични редактории, от друга страна, релационни СУБД технологии. Повечето реализации на съвременните GIT са в основата си интеграция на тези два вида информационни технологии. Следващият вид свързана информационна технология е технологията за обработка на изображения на растерни графични редактори. Някои реализации на GIT се основават на растерно представяне на графични данни. Поради това много съвременни ГИС с общо предназначение интегрират възможностите както на векторно, така и на растерно представяне. От своя страна редица технологии за обработка на изображения, предназначени да работят с данни от въздушни и космически проучвания, са много близо до GIT и понякога частично изпълняват функциите си. Но обикновено те допълват GIT и имат специални инструменти за взаимодействие с тях (ERDAS LiveLink към ARC / INFO)

Тясно свързани с GIT са картографските (геодезически) технологии, използвани при обработката на данни от полеви геодезически проучвания и изграждане на карти въз основа на тях (при изграждане на карти от въздушни снимки с фотограметрични техники и при работа с цифров модел на терена). И тук се наблюдава тенденция към интеграция, т.к По-голямата част от съвременните ГИС включват инструменти за координатна геометрия (COGO), които ви позволяват директно да използвате данните от полеви геодезически наблюдения, включително директно от инструменти с цифрова регистрация или от сателитни приемници. глобална системапозициониране (GPS). Фотограметричните пакети обикновено са ориентирани към работа с ГИС и в някои случаи са включени в ГИС като модули.

Същността на GIT се проявява в способността му да свързва с картографски (графични) обекти някаква описателна (атрибутивна) информация (предимно буквено-цифрова и друга графична, звукова и видео информация). По правило буквено-цифровата информация е организирана под формата на таблици на релационни бази данни. В най-простия случай на всеки графичен обект (точка, линия или област) се присвоява ред от таблица - запис в базата данни. Използването на тази връзка осигурява богатата функционалност на GIT. Тези възможности се различават от система на система, разбира се, но има основен набор от функционалности, които обикновено се намират във всяка реализация на GIT, като например способността да се отговаря на въпроси "какво е това?". посочване на обекта на картата и "къде е?" селекция на картата на обекти, избрани по някакво условие в базата данни. Основното може да включва и отговора на въпроса "какво следва?" и различните му модификации. Исторически първата и най-универсална употреба на GIT е извличане на информация, референтни системи.

По този начин GIT може да се разглежда като един вид разширение на технологията на базата данни за координирана информация. Но дори и в този смисъл, той представлява нов начин за интегриране и структуриране на информация. Това се дължи на факта, че в реалния свят по-голямата част от информацията се отнася до обекти, за които тяхната пространствена позиция, форма и относителна позиция играят важна роля. Следователно GIT в много приложения значително разширява възможностите на конвенционалните СУБД.

GIT, както всяка друга технология, е фокусирана върху решаването на определен набор от задачи. Тъй като областите на приложение на ГИС са доста широки (военно дело, картография, география, градоустройство, организация на транспортните диспечерски служби и др.), Поради спецификата на проблемите, решавани във всяка от тях, и характеристиките, свързани с специфичен клас задачи, които се решават и с изисквания за входни и изходни данни, точност, технически средстваи така нататък, доста е проблематично да се говори за отделна ГИС технология.

В същото време всеки GIT включва редица операции, които могат да се считат за основни. Те се различават в конкретните реализации само в детайли, например софтуерната услуга за сканиране и последваща обработка на сканирането, възможностите за геометрична трансформация на оригиналното изображение в зависимост от първоначалните изисквания и качеството на материала и др.

Тъй като горният модел е обобщен, естествено е той или да не съдържа отделни блокове, характерни за дадена технология, или обратното, да включва онези блокове, които в някои случаи може да липсват.

Въз основа на резултатите от анализа на обобщения модел на ГИС технологията могат да се разграничат следните основни GIT операции:

• редакционна и подготвителна работа, т.е. събиране, анализ и подготовка на първоначална информация (картографски данни, въздушни снимки, данни от дистанционно наблюдение, наземни наблюдения, статистическа информация и др.) за автоматизирана обработка;
• проектиране на геодезически и математически основикартинг;
• дизайн на карти;
• изграждане на проект за цифрова тематична карта;
• конвертиране на изходни данни в цифров вид;
• разработване на оформлението на тематичното съдържание на картата;
• определяне на методи за автоматизирано изграждане на тематично съдържание;
• формиране на цифрова общогеографска основа на създаваната карта;
• създаване на цифрова тематична карта в съответствие с разработения проект;
• получаване на изходни картографски продукти.

За въвеждане на първоначалната информация се използват устройства за растерно сканиране, дигитайзери, скенери за полутонове на въздушни фотографски негативи. Получените масиви от цифрови данни се подават в комплекс от технически средства за обработка на растерни и векторни данни, изграден на базата на работни станции и персонални професионални компютри. На същата инструментална база се извършват всички етапи на проектиране, преобразуване на първоначалната информация и създаване на цифрова тематична карта.

Генерираният цифров картографски модел влиза в комплекса от технически средства за генериране на изходни картографски продукти, включващи плотери, принтери, специализирани устройства за извеждане на фотоносители и др.

Оригиналните и обработените цифрови данни се съхраняват в подсистемата за съхранение на архивни данни, която в момента е базирана на стримери или оптични дискове.

Областите на приложение на GIT в момента са изключително разнообразни.

На първо място, това са различни кадастри, системи за управление на разпределена икономика и инфраструктура. Тук се разработват специализирани приложения, например за системи: електрически мрежи на енергийна компания, кабелна мрежа на телефонна или телевизионна компания, сложни тръбопроводи на голям химически завод, поземлен регистър, оператори на недвижими имоти, както и приложения като сложни системи, които обслужват много компоненти от инфраструктурата на даден град или територия

и способни да решават сложни проблеми на управлението и планирането. Конкретните цели и задачи в такива системи са много разнообразни: от инвентаризация и счетоводни задачи, публични справочни системи до данъчно облагане, градоустройствено планиране и планиране на задачи, планиране на нови транспортни маршрути и оптимизиране на транспорта, разпространение на мрежа от ресурси и услуги (складове, магазини, помощ в линейки, коли под наем).

Друга развита област на приложение на GIT е отчитането, проучването и използването на природните ресурси, включително опазването на околната среда. Тук се срещат както комплексни системи, така и специализирани: за горско стопанство, управление на водите, проучване и опазване на дивата флора и фауна и др. Тази област на приложение е в непосредствена близост до използването на HIT в геологията, както в научни, така и в практически задачи. Не са само задачи информационна поддръжка, но също така, например, проблемът с прогнозирането на находищата на полезни изкопаеми, наблюдението на екологичните последици от развитието и др. В геоложките приложения, както и в екологичните, важна е ролята на приложенията, които изискват сложно програмиране или интегриране на GIT със специфични системи за обработка и моделиране. Особено в това отношение се открояват приложенията в областта на нефта и газа. Тук, на етапа на търсене и проучване, широко се използват сеизмични данни и много специфичен и разработен софтуер за тяхната обработка и анализ. Съществува голяма нужда от комплексни решения, които свързват геоложки и други проблеми, които не могат да бъдат решени без участието на универсална ГИС.

Отделно е необходимо да се отделят чисто транспортните задачи. Сред тях: планиране на нови транспортни маршрути и оптимизиране на транспортния процес с възможност за отчитане на разпределението на ресурсите и променящата се транспортна среда (ремонти, задръствания, митнически бариери). Особено обещаващи в стратегически план са навигационните системи, особено тези, базирани на сателитни навигационни системи, използващи цифрова картография.

Характерна особеност на внедряването на GIT в момента е интегрирането на системи и бази данни в национални, международни и глобални информационни структури. Глобалните проекти включват например GDPP - "Проект за глобална база данни", разработен в рамките на Международната програма за геосфера-биосфера. На национално нивоГИС има в САЩ, Канада, Франция, Швеция, Финландия и други страни. В момента в Русия се разработват регионални ГИС, по-специално за поддържане на поземления кадастър и общинска администрация, както и ведомствени ГИС, например в Министерството на вътрешните работи.

Анализът на настоящия опит в използването на GIT показва, че основната форма на използване на GIT е различна по отношение на целите, сложността, състава и възможностите на GIS.

Съвременните ГИС са нов тип интегрирани системи, които, от една страна, включват методи за обработка на данни от съществуващи автоматизирани системи, а от друга страна имат специфики в организацията и обработката на данните

Тъй като ГИС е сложна обработка на информация (от нейното събиране до съхранение, актуализиране и предоставяне), те могат да се разглеждат от следните различни гледни точки:

• ГИС като система за управление – предназначена да осигурява подкрепа за вземане на решения на базата на използване на картографски данни;
• ГИС като автоматизирана информационна система - съчетава редица технологии на известни информационни системи (CAD и други);
• ГИС като геосистема – включва технологии на фотометрия, картография;
• ГИС като система, която използва база данни, се характеризира с широк набор от данни, събрани чрез различни методи и технологии;
• ГИС като система за моделиране, система за предоставяне на информация - е разработването на системи за документооборот, мултимедийни системи и др.

ГИС с разширени аналитични възможности са близки до системите за статистически анализ и обработка на данни, а в някои случаи са интегрирани в унифицирани системи, Например:

внедряване на мощния статистически пакет S-PLUS в съвременната ГИС ARC/INFO;

добавяне на някои характеристики на пространствена статистика и картографска визуализация към групови статистически пакети (SYSTAT за Windows);

разработване на собствена ГИС в рамките на пакета SAS - лидер сред системите за числена обработка на информация.

Най-модерната ГИС (обикновено със силна поддръжка и растерни модели), която има добри средствапрограмиране, се използват широко за моделиране на природни и създадени от човека процеси, включително разпространение на замърсяване, горски пожари и т.н. Някои конвенционални СУБД, работещи в графични среди като MS Windows, също включват най-простите инструменти за картографска визуализация.

Наличието на широк спектър от тенденции на развитие в различни области на информационните технологии, чиито интереси се събират в областта на GIT, както и появата на универсални пакети с широко приложение, доведе до факта, че границите на дефиницията на GIT стават все по-малко ясни. Следователно в момента се е развила концепцията за напълно функционална ГИС (пълна ГИС).

Съвременната пълнофункционална ГИС е многофункционална информационна система, предназначена за събиране, обработка, моделиране и анализ на пространствени данни, тяхното показване и използване при решаване на изчислителни проблеми, подготовка и вземане на решения. Основната цел на пълнофункционалната ГИС е да формира знания за Земята, отделни територии, релеф, както и своевременно да предоставя необходимите и достатъчни пространствени данни на потребителите, за да постигне най-голяма ефективност на тяхната работа.

Една напълно функционална ГИС трябва да осигурява:

• двупосочна комуникация между картографски обекти и таблични записи в база данни;
• управление на визуализацията на обекти, предоставяне на избор на композиция и форма на показване;
• работа с точкови, линейни и площни обекти;
• въвеждане на карти от дигитайзер или скенер и редактирането им;
• поддръжка на топологични връзки между обекти и проверка с тяхна помощ на геометричната коректност на картата, вкл. изолиране на площни обекти, свързаност, прилепване и др.;
• поддръжка на различни картографски проекции;
• геометрични измервания върху картата на дължина, периметър, площ и др., изграждане на буферни зони около обекти и изпълнение на други наслагващи операции;
• създаване на собствени обозначения, включително нови типове маркери, типове линии, видове щриховки и др., създаване на допълнителни елементи от дизайна на картата, по-специално подписи, рамки, легенди;
• издаване на висококачествени хартиени копия на карти;решаване на транспортни и други проблеми върху графики, например определяне на най-краткия път и др.;
• работа с топографската повърхност.

В допълнение към пълнофункционалните ГИС с общо предназначение се разграничават специализирани, които често имат размити граници със специализирани пакети, които не са ГИС в този смисъл. Например ГИС, ориентирани към задачите на комуникационното планиране, транспортните и навигационните задачи, задачите на инженерните проучвания и проектирането на конструкции.

Неспециализираните ГИС от по-ниско ниво от пълнофункционалните системи с общо предназначение обикновено се наричат ​​" лични системикартографска визуализация" (настолни системи за картографиране, настолни ГИС), понякога дори отделяйки този клас системи от самата ГИС. Тяхната отличителна черта е преди всичко ограничените аналитични възможности (например, няма операции с наслагване за площни обекти) и слаби възможности за въвеждане и редактиране на картографски основи Типичен пример за такава система е ГИС MapInfo, която поради по-ниската си сложност е по-лесна за изучаване и използване и по-достъпна за масовия потребител.

Към днешна дата броят на предлаганите на пазара ГИС пакети възлиза на няколко хиляди. Повечето от тях обаче са специализирани системи. На пазара има няколко десетки истински пълнофункционални GIS пакети с общо предназначение. По принцип ГИС софтуерът се разработва от специализирани компании, само в някои случаи това са продукти на големи компании, за които ГИС не е основен продукт (IBM, Intergraph, Computervision, Westinghouse Electric Corp., McDonnel Douglas, Siemens Nixdorf). Компютри (MS DOS, MS Windows) и UNIX работни станции преобладават по отношение на броя на известните пакети и броя на инсталациите.

Трябва да се отбележи, че понастоящем пълнофункционалните ГИС с общо предназначение са фокусирани главно върху работни станции с операционна система UNIX. На компютър, като правило, работят системи с намалени възможности. Това отчасти се определя от спецификата на потребителите на персонални компютри, за много от които простата ГИС е необходима само като допълнение към обикновения офис софтуер. Но основната причина са изискванията, които една мощна ГИС поставя върху компютърния хардуер.

Топологичните векторни структури от данни са по своята същност сложни и процесите на тяхното използване изискват интензивни изчисления, много повече от работата с конвенционален векторни графики, включително по отношение на операции с плаваща запетая. Сериозните приложения често изискват работа с дълги цели числа и реални числа с двойна точност. GIS изисква дисплеи с висока разделителна способност и бърза графична карта или ускорител, с по-строги изисквания към палитрата от CAD. Те са доста сходни с изискванията за професионални печатни издателски системи. Особено високи изисквания към скоростта на изобразяване се налагат от типичната за GIS (и по-малко типичната за CAD) задача за запълване с щриховки на голям брой затворени полигони (полигони) със сложна форма.

Сериозните проекти, използващи ГИС, изискват работа с големи количества данни, от стотици мегабайти до няколко десетки гигабайта. Особено високи изисквания към обема на диска и основната памет, както и към скоростта на компютъра, се налагат от ГИС с обработка на изображения под формата на растерни структури, например в проблемите на геометричната корекция на въздушни снимки, моделиране природни процеси, и при работа с релефа на земната повърхност. Една цветна въздушна снимка с висока разделителна способност в стандартен формат, ако се преобразува в цифров вид без загуба на "точност" (24 бита, 1200 dpi), отнема около 200 MB. При много проблеми от регионален характер е необходимо да се използва комбинирана и геометрично коригирана мозайка от много такива изображения, особено след като се счита за целесъобразно да се използва растерен субстрат от такава мозайка от въздушни или космически изображения (цифрова ортофото) като базов слой за векторни карти, т.е. снимките се "отпечатват" върху изображението на картата. Същата забележка важи и за работата с аерокосмически изображения, които по правило трябва да бъдат обработени различни начиниза селективно извличане на различна информация за тях (операции на различни видове филтриране, контрастни трансформации, операции, използващи бързото преобразуване на Фурие, алгоритми за класификация, дискриминант, клъстер и факторен анализ, както и методът на главните компоненти). Следователно, вместо да съхранявате десетки версии на обработка, което би изисквало до стотици GB на кадър, е по-рационално

изпълнявайте ги при поискване. Съвременните специализирани работни станции се справят с такава задача, но за компютър все още е трудно. Понякога една операция с един кадър на компютър отнема няколко минути. Когато е необходимо да се моделират сложни природни процеси, по-специално разпространението на замърсяване, горски пожари или да се приложат данни от аерокосмически изследвания, използването на специализиран работна станциянеизбежно.

Трябва да се отбележи, че скоростта на натрупване на обеми аерокосмически (особено космически) данни все още е със същото темпо или дори изпреварва темпа на нарастване на изчислителната мощност на компютрите и работните станции. Наистина, най-малко 800-1000 MB сателитни изображения се събират месечно върху всяка област на Земята с размерите на голям град. И дори ако вземем предвид, че половината от тях са неподходящи за използване в GIT приложения поради облачни условия, това все още представлява огромен поток. И още една забележка: разделителната способност на системите за събиране на отдалечена информация непрекъснато расте, а увеличаването на геометричната разделителна способност на земята от 20 на 10 м увеличава количеството данни 4 пъти. И така на всеки 2-4 години компютърна систематрябва да увеличи производителността си няколко пъти, за да се справи с темпото на развитие на устройствата за събиране на информация. Оттук става ясно, че специализираните работни станции ще останат техническата основа на мощна пълнофункционална ГИС с аналитични функции още дълго време.

Друг момент, който налага да се обърне значително внимание на работещите WVZY-станции, е фактът, че днес основните пакети на най-сериозните ГИС все още не са прехвърлени на компютъра.

Основните области на използване на компютър при работа с ГИС в момента са:

• използването на компютри като терминали във връзка с работни станции за работа с големи ГИС (ARC / INFO);
• използване на компютър като станции за въвеждане и модифициране на цифрови карти на терена от дигитайзер или скенер (PC ARC!INFO, ArcCAD);
• използване на компютър за GIT проекти с малко количество еднократна активна информация (PC ARC / INFO, ArcCAD, ArcView);
• използване на компютър за образователни цели, запознаване с методиката на GIT;
• използване на компютър в началните етапи на големи проекти, когато обемът на базата данни все още не е нараснал, не се изисква пълна функционалност при големи обеми и все още е необходимо да се докаже полезността на използването на GIT и необходимостта от сериозни инвестиции финансови средства.

Тъй като съвременните ГИС по правило са сложни софтуерни и информационни системи, предназначени специално за използване в конкретни области информационни дейностиили за решаване на специализирани задачи, тогава те включват:

• операционна система;
• приложно софтуерно ядро;
• модули за тематична обработка на данни;
• интерактивен потребителски интерфейс.

Тематични модули за обработка на данни включват:

• Софтуер за въвеждане и извеждане на данни;
• Приложен софтуер за анализ на векторна и растерна информация;
• СУБД;
• софтуер за разпознаване на образи;
• Софтуер за избор на проекция на карта;
• Софтуер за конвертиране на изображения;
• Софтуер за картографска генерализация;
• софтуер за генериране на символи и др.

Ключови думи

ГЕОГРАФСКИ ИНФОРМАЦИОННИ СИСТЕМИ / ЗАМЕСТВАНЕ НА ВНОСА / АНАЛИЗ НА ВЪТРЕШНИТЕ ГИС / СОФТУЕРНИ ПРОДУКТИ / ГЕОГРАФСКИ ИНФОРМАЦИОННИ СИСТЕМИ/ ЗАМЕСТВАНЕ НА ВНОСА / АНАЛИЗ НА ВЪТРЕШНИ ГИС / СОФТУЕРНИ ПРОДУКТИ

анотация научна статия по компютърни и информационни науки, автор на научна работа - Яроцкая Елена Вадимовна, Патов Али Мухамедович

В момента икономиката на страната в своето развитие е поела посока към заместване на вноса. Развитието на вътрешните информационни технологии и софтуер е една от приоритетните области. Статията анализира състоянието на вътрешния пазар на разработчици на географски информационни системи (ГИС). Възможността се разглежда заместване на вносачуждестранен софтуерни продукти обработка на пространствени данни чрез аналози на руско производство. Обектите на анализ бяха софтуерни продуктикато GeoGraph, InGeo, GeoMixer, ZuluGIS, IndorGIS, Panorama. В резултат на анализа се оказа, че има много проблеми по пътя на пълното заместване на вносачужди ГИС, като тясна специализация на местните ГИС, слаба маркетингова политика за разпространение на пазара софтуерни продукти, зле замислен интерфейс. Но потенциалът за развитие на вътрешни ГИС е много висок. Едно от основните предимства на руските информационни технологии при обработката на пространствени данни е, че разработчиците могат да реагират по-гъвкаво на променящите се пазарни условия.

Свързани теми научни трудове по компютърни и информационни науки, автор на научна работа - Яроцкая Елена Вадимовна, Патов Али Мухамедович

• Използването на географски информационни системи в управлението на земята и кадастъра за управление на земята на общинско ниво в Карачаево-Черкеската република

  2017 / Яроцкая Е.В., Патов А.М.

• Визуална интерактивна технология за CAD и GIS интеграция

  2010 / Дорофеев Сергей Юриевич, Зайцева Мария Александровна

• Организация на пространствени данни на базата на стандарти и безплатни софтуерни продукти

  2013 г. / Комоско Владимир, Серебряков Сергей

• Анализ на класови ГИС програми в транспортната логистика

  2013 г. / Плотко К.О., Долгова Т.Г.

• Иновации и информационни технологии в бизнеса: основни тенденции и перспективи за развитие

  2012 / Бутенко Яна Андреевна

• Софтуерен модул за конструиране и анализ на векторни полета

  2017 / Коробков Виктор Николаевич

• ПРИЛОЖЕНИЕ НА МЕТОДА ЗА СЕГМЕНТАЦИЯ НА ОБЕКТИ В Quantum GIS КАТО ЧАСТ ОТ ПОДГОТВИТЕЛНИЯ ЕТАП ЗА ИЗВЪРШВАНЕ НА КАДАСТРАЛНА ОЦЕНКА НА ЗЕМЕДЕЛСКИ ЗЕМИ

  2019 / Перов А. Ю., Шумаева К. В., Яриш С. С.

• Внедряване на ГИС подсистема в WSWS среда на информационно-телекомуникационния комплекс за предупреждение и комуникация

  2011 / Пономарев Андрей Александрович, Игумнов Артем Олегович

• Проект на интегрирана географска информационна система на Института за наука и технологии на Руската академия на науките за подпомагане на фундаменталните изследвания

  1998 / Бичков И. В., Василиев С. Н., Кузмин В. А., Ступин Г. В.

• Анализ на съществуващи софтуерни системи за изграждане на географска информационна система за управление на работата на структурните подразделения на Руските железници

  2017 / Никитчин Андрей Андреевич, Богданов Николай Александрович, Рибкин Владимир Сергеевич

РАЗВИТИЕ НА ВЪТРЕШНИ ГЕОГРАФСКИ ИНФОРМАЦИОННИ СИСТЕМИ В УСЛОВИЯТА НА ЗАМЕСТВАНЕ НА ВНОСА

Днес икономиката на страната е поела в развитието си посока към заместване на вноса. Развитието на местните информационни технологии и софтуер е един от приоритетите. Статията анализира състоянието на вътрешния пазар, развитието на системите за разработчици на географска информация. Разглежда се възможността за заместване на вноса на чужди софтуерни продукти с аналози на пространствени данни в Русия. Обекти на анализ станаха програми като GeoGraf, InGeo, GeoMixer, ZuluGIS, IndorGIS, Panorama. В резултат на анализа разкрихме, че има много проблеми по пътя на пълното заместване на вноса на чужди ГИС, като например специализацията на местните ГИС, слаба маркетингова стратегия за разпространение на пазара на софтуерни продукти, грубостта на интерфейс. Потенциалът за развитие на вътрешните ГИС обаче е много голям. Едно от основните предимства на руските информационни технологии при обработката на пространствени данни е, че разработчиците могат да реагират по-гъвкаво на променящите се пазарни условия

ГИС продуктите, произведени в Руската федерация, придобиха тегло и функционалност

Изминаха точно седем години, откакто PC Week/RE публикува преглед на перспективите за универсална руска ГИС (www.pcweek.ru/Year2000/N28/CP1251/GeoInfSystems/chapt1.htm) и се чудеше дали местните производители ще оцелеят или ще бъдат унищожени мощни поток от Запада. Като цяло авторът на статията се интересуваше от „кой печели?“, Но в действителност всичко се оказа доста добре: както руските, така и чуждестранните разработчици съжителстват мирно в нашата страна и намират своите клиенти. Радващо е, че по-голямата част от производителите на интересни и обещаващи продукти не са потънали в забрава - и Централният институт по география на Руската академия на науките (Център за геоинформационни изследвания на Института по география на Руската академия на науките, geocnt. geonet.ru), и уфимската компания "Integro" (www.integro.ru), и KB "Panorama" (www.gisinfo.ru) и фирма "RADOM-T" (www.objectland.ru) са добре и стабилни развиващи се. Вярно, не мина без загуби - компанията Laneco, разработчикът на GIS Park, напусна надпреварата, а компанията Trisoft (www.trisoftrus.com) вече не пуска нови версии на геоинформационния софтуер Sinteks ABRIS, въпреки че поддържа своите потребители и продължава да изпълнява ГИС проекти, но вече върху продуктите на ESRI. Предприятието от Санкт Петербург CSI Software (www.trace.ru), което се появи в прегледа преди седем години, в момента се фокусира върху издаването на софтуер за сложни IS, включително геоинформационен компонент; по-специално поддържа уебсайта Yellow Pages (www.yell.ru) и картографски търсачка Go2Map (www.go2map.ru). Това предприятие решава транспортни и мониторингови задачи с помощта на ГИС и създава интернет картографски приложения и софтуер за мобилни устройства.

ГИС ObjectLand

Като цяло появата на местни ГИС у нас не на последно място се дължи на бедността на потенциалните клиенти. Разбира се, тясната финансова ситуация сама по себе си все още не е гаранция за напредък, но в нашия случай беше точно така: почти всички известни и търсени днес руски ГИС са създадени през 90-те години, когато необходимостта от тях стана очевидна, но финансовите възможности на изследователските институти, университетите и градските администрации не позволиха закупуването на скъпи чуждестранни разработки. По-специално, TsGI IG RAS и KB "Панорама" пуснаха първите си продукти през 1991 г., компанията "RADOM-T" - през 1993 г., а компанията "Integro" - през 1998 г.

Крепост на геоинформационната стабилност в Русия

Що се отнася до CGI IG RAS, този институт абсолютно не се характеризира с никакви технологични или организационни хвърляния. Методично работи в областта на разработването на технологии за създаване и интегриране на пространствени данни, като разглежда пускането на софтуер като неразделна част от подготовката на нормативни документи, технологични процеси, обучение на персонал и помощ при стартиране на специализирани геоинформационни центрове. В момента CGI IG RAS произвежда професионална географска информационна система "GeoGraph GIS" (geocnt.geonet.ru/rus/gg20.html), ActiveX-компонентен пакет за създаване на приложен ГИС "GeoConstructor" (geocnt. geonet.ru/ rus/gc20. html) и инструмент за публикуване на карти в Интернет GeoConstructor Web (geocnt.geonet.ru/rus/gc_web.html). Николай Казанцев, ръководител на Централния географски институт на Руската академия на науките, каза за PC Week/RE, че през 2006 г. в продуктите на компанията е вграден механизъм за синхронизиране на нетопологични слоеве по време на тяхното многопотребителско редактиране в LAN и Функционалността на ГИС е разработена и допълнена, за да се осигури организацията и предоставянето на пространствени данни съгласно „Концепции за създаване и развитие на инфраструктурата за пространствени данни на Руската федерация“, приети с постановление на правителството на Руската федерация от 21 август 2006 N 1157-р. CGI IG RAS взема активно участие в развитието на нормативната уредба правни документив тази област, включително първите национални стандарти. Тази посока е изключително важна за решаване на практически проблеми - по-специално рационализиране на ситуацията с поземления данък, чието събиране, поради проблеми с надеждността и пълнотата на пространствените данни, е приблизително 10-20% от възможното. „Използването на геоинформационни технологии и увеличаването на пълнотата и надеждността на данните за поземлените парцели позволиха миналата година да се увеличи размерът на поземления данък в общинския район Митищи повече от четири пъти“, отбеляза Николай Николаевич. „Модерна ГИС Технологиите в Русия ще бъдат ефективни само ако са фокусирани върху широко разпространения проблем с непълнотата, ненадеждността и несъответствието на пространствените данни, предоставени от различни организации за едни и същи обекти, осигурявайки правния статут на тези данни и създавайки системи за разделяне на отговорността за тях.

ГИС “Карта 2005”

Нетривиален продукт, написан на Visual SmallTalk

ObjectLand GIS, създадена и разпространявана от RADOM-T, е многопотребителска система, която в допълнение към стандартните ГИС функции има широки възможности за интегриране на данни от външни източници, управление на правата за достъп до геоданни и възможности за програмиране за разработчици на трети страни, използващи ядрото на системния софтуер. ГИС ObjectLand се свързва предимно с поземления кадастър, въпреки че тази връзка е само историческа, всъщност ObjectLand е универсална ГИС за използване във всякакви предметни области. ObjectLand се използва най-интензивно в институциите на Rosnedvizhimost, като е част от софтуерния пакет "Единен държавен регистър на земите". В момента продуктът се управлява от приблизително 1700 поземлени кадастрални палати в Русия. Между другото, през 2005 г. сп PC Magazine/REотбеляза ObjectLand сред най-добрите софтуерни продукти в Русия и получи наградата "Best Soft 2005". От други индустрии ObjectLand се използва активно в АО "Руски железници", където с усилията на отдела за геоинформационни технологии на VNIIAS MPS беше завършен набор от дейности за събиране и подготовка на пространствени данни за руската железопътна мрежа.

Цената на програмата GIS ObjectLand за един потребител е 3000 рубли, за петима потребители - 7500 рубли. Както отбелязват ръководителите на проекта, да се предложат такива достъпни ценистана възможно след преминаването към онлайн метод на продажба. За оценка и некомерсиална употреба на софтуера се предлага специална версия, която няма функционални и количествени ограничения в сравнение с комерсиалната версия на продукта. Единствената разлика е, че при показване и отпечатване на карти в един от ъглите винаги се показва надпис, напомнящ за некомерсиалния характер на използваната версия. Тази версия на GIS ObjectLand може да се използва безплатно за обучение на всички образователни институции. Между другото, компанията "RADOM-T" е единствената в списъка, която активно се опитва да навлезе на световния пазар, предлагайки както руска, така и английска версия на продукта (www.gis-objectland.com).

Според разработчиците работата в момента е завършена нова версия ObjectLand 2.7, който ще осигури съхранение на пространствени данни във външни бази данни. Тази версия поддържа MS SQL, Oracle, DB2, Interbase, MS Access,

MSDE, MS SQL Сървър Експрес, MySQL, PostgreSQL и Firebird. Разбира се, съществуващите възможности за съхранение на геоданни във вътрешната СУБД също ще останат.

ГИС звезда на хоризонта на Уфа

Изследователският център Integro System, известен някога като Albeya, е голям производител на универсален геоинформационен софтуер в Русия. IN последните годинипредприятието, разработено чрез изпълнение на комплексни проекти за автоматизиране на задачи за собственост, както и сферата на регулиране на градското развитие за общински и регионални организации. Продуктовата линия на компанията включва ГИС "InGEO" (www.integro.ru/projects/gis/main_gis.htm), която ви позволява да генерирате векторни топографски карти с правилната топологична структура, базирана на резултатите от инвентаризацията на земята и оборудвана с планове селища, генерални планове на предприятия, както и схеми на инженерни мрежи и комуникации. Софтуерът InGEO включва сървър за данни, който осигурява достъп до пространствена информация в многопотребителски режим, сървър за приложения, контролен елемент InGEO MapX OCX и уеб сървър InGEO MapW, който включва Java аплета InGEO MarJ. В допълнение, стандартният пакет за доставка съдържа помощна програма за конвертиране в различни формати и инструмент за оптимизиране на пространствени данни, който ви позволява да намалите размера на файловете, както и набор от софтуерни модули InGEO на езика VBScript, който по-специално, дават възможност за колективен контрол на видимостта на картите и слоевете. В ГИС "InGEO" има вградена програмна среда за разработване на софтуерни модули на VBScript и JavaScript.

В допълнение Integro доставя софтуера Monitoring-InGEO за създаване на кадастрални системи, базирани на интранет технологии и способни да съхраняват информация за съоръженията на градската инфраструктура в едно приложение. Продуктът е предназначен за органи по архитектура и градоустройство, поземлени комитети, комитети за управление на общинска собственост, BTI и жилищни организации. „Мониторинг-InGEO“ включва модули: „Ресурси“, предназначени за отчитане на обекти на движимо и недвижимо имущество, „Регулации“, което ви позволява да поддържате градоустройствени, екологични и архитектурно-исторически разпоредби на града, както и „ Мрежа“, която осигурява събиране на данни от отдалечени компютрипоставени в инженерните служби на града. "Интегро" предлага и софтуер "Имоти" за автоматизиране дейността на организации, които извършват счетоводство и управление на сгради и помещения, поземлени имоти, движими вещи и имуществени комплекси.

Ако говорим за плановете на предприятието, то, както каза неговият директор Вадим Горбачов, през 2007-2008 г. се очаква сериозна реконструкция на ГИС "InGEO" с цел разширяване на функционалността на системата и по-голяма интеграция с приложенията "Мониторинг" и "Имоти". Въпросът за трансфера през 2007-2009 г. се обсъжда активно. фирмени продукти по технология отворен код, по-специално на платформата Eclipse. Между другото, цената на мрежовия комплект InGEO GIS не се е променила от много години и е 48 хиляди рубли. без ограничение в броя на клиентските места. Ръстът на продажбите на продуктите на Integro през 2006 г. спрямо 2005 г. е 26%. Само общият брой на официално закупените копия мрежова конфигурацияГИС "InGEO" в началото на 2007 г. достигна 443 комплекта. Тази система е най-разпространена в Урал, Волга и Северозападните федерални окръзи на Русия.

Военни корени на гражданските ГИС

Първоначално ГИС "Панорама" е създадена от топографската служба на въоръжените сили на Руската федерация и е предназначена за военни цели, но по-късно придобива голяма популярност сред гражданските потребители. В момента Panorama CJSC, основана през 2001 г. чрез комбиниране на разработчици на продукти със същото име, се занимава с подобряване и популяризиране на решението. Компанията предлага най-широката гама от софтуер сред всички линии, споменати в този преглед. По-специално семейството включва универсалната ГИС "Карта 2005" с инструменти за създаване и редактиране на електронни карти в многопотребителски режим, измервания и изчисления, изграждане на триизмерни модели, обработка на растерни данни, генериране на ортомозайки и създаване на матрици на височината. Продуктът също има инструменти за тематично картографиране, осигурява подготовка на картата за публикуване и ви позволява да работите с GPS приемници и бази данни, като използвате инструменти за заявки и отчети.

В допълнение предприятието пуска сървърно ГИС приложение GIS WebServer, разработено с помощта на технологията ASP.NET и работещо под IIS в средата .NET Framework 2.0. Решението е предназначено за публикуване на електронни карти и информация от бази данни в мрежата и ви позволява да показвате данни за обекти, които имат териториална препратка върху топографска карта, да преглеждате и сортирате таблици. Софтуерът има функции за мащабиране, превъртане, преоразмеряване на изображението и осигурява търсене и избор на обекти на картата. Продуктовата гама включва още векторизатора "Панорама-Редактор", специализирания софтуер "Блок геодезически изчисления" за обработка на данни от теренни геодезически проучвания и софтуера "Навигатор 2005". Последният е предназначен за преглед и отпечатване на карти, растерни изображения, матрици и триизмерни модели, създадени в ГИС "Карта 2005", както и за свързване на GPS приемници. Има също GIS viewer и MapView решение за PDA, което ви позволява да работите с приемници на сателитна навигационна информация.

Портфолиото на "Панорама" включва и специализирано решение "Недвижими имоти", предназначено да автоматизира събирането, систематизирането и отчитането на информация за обекти на недвижими имоти с последващото им свързване с поземлени имоти, както и системата за регистриране и регистриране на собствеността върху земята. „Земя и право“, която осигурява събирането, натрупването, съхраняването и използването на поземлени кадастрални данни. Има и инструмент за разработване на ГИС приложения GIS Toolkit - набор от картографски компоненти за създаване на приложения в средата за визуално програмиране Delphi / Kylix, Builder C ++ и библиотеки за Microsoft Visual C++.

Интересното е, че продуктите на Panorama се използват от много руски държавни агенции. По-специално, на този софтуер се основава ГИС „Наркотици“, създадена в рамките на федералната целева програма „Комплексни мерки за борба със злоупотребата с наркотици и незаконния трафик“ и, наред с други неща, насочена към идентифициране на области с възможен растеж на култури, съдържащи наркотици.

Въведение……………………………………………………………………………...3

1. Геоинформационни технологии и системи…..……..…………………..4

2. Структура и функции на ГИС…………………………………………………...7

Заключение…………………………………………………………………………...9

Списък на използваните източници……………………………………………...10

ВЪВЕДЕНИЕ

Появата на географските информационни системи се отдава на началото на 60-те години на ХХ век. Тогава се появиха предпоставките и условията за информатизация и компютъризация на областите на дейност, свързани с моделирането на географското пространство и решаването на пространствени проблеми. Тяхното развитие е свързано с изследвания, провеждани от университети, академични институции, отдели по отбраната и картографски услуги.
За първи път терминът "географска информационна система" се появява в англоезичната литература и се използва в две версии, като географска информационна система и географска информационна система, много скоро получава и съкращението GIS. Малко по-късно този термин влезе в руския научен лексикон, където съществува в две еквивалентни форми: оригиналната пълна под формата на „географска информационна система“ и намалената под формата на „географска информационна система“. Първият от тях много скоро стана официален парад, а напълно разумно желание за краткост в речта и текстовете сведе последния от тях до съкращението "GIS".

Геоинформационни системи и технологии

Географската информационна система (ГИС) е многофункционална информационна система, предназначена за събиране, обработка, моделиране и анализ на пространствени данни, показването и използването им при решаване на изчислителни проблеми, подготовка и вземане на решения. Основната цел на ГИС е да формира знания за Земята, отделни територии, релеф, както и своевременно да предоставя на потребителите необходимите и достатъчни пространствени данни, за да постигне най-голяма ефективност на тяхната работа.
Геоинформационните технологии (GIT) са информационни технологии за обработка на географски организирана информация.
Основната характеристика на ГИС, която определя нейните предимства в сравнение с други АИС, е наличието на геоинформационна основа, т. цифрови карти (ЦК), които предоставят необходимата информация за земната повърхност. В същото време Централният комитет трябва да гарантира:
точно обвързване, систематизиране, подбор и интегриране на цялата входяща и съхранявана информация (единно адресно пространство);
сложност и яснота на информацията за вземане на решения;
възможността за динамично моделиране на процеси и явления;
възможността за автоматизирано решаване на проблеми, свързани с анализа на характеристиките на територията;
способността за бърз анализ на ситуацията в спешни случаи.
Историята на развитието на GIT датира от работата на R. Tomleson по създаването на канадската GIS (CGIS), извършена през 1963-1971 г.
В широк смисъл GIT е набор от данни и аналитични инструменти за работа с координирана информация. GIT не е информационна технология в географията, а информационна технология за обработка на географски организирана информация.
Същността на GIT се проявява в способността му да свързва с картографски (графични) обекти някаква описателна (атрибутивна) информация (предимно буквено-цифрова и друга графична, звукова и видео информация). По правило буквено-цифровата информация е организирана под формата на таблици на релационни бази данни. В най-простия случай на всеки графичен обект (и обикновено се разграничават точки, линии и площни обекти) се присвоява ред от таблица - запис в базата данни. Използването на такава връзка всъщност отваря такава богата функционалност за GIT. Тези възможности се различават от система на система, разбира се, но има основен набор от функционалности, които обикновено се намират във всяка реализация на GIT, като например способността да се отговаря на въпроси "какво е това?". посочване на обекта на картата и "къде е?" селекция на картата на обекти, избрани по някакво условие в базата данни. Основното може да включва и отговора на въпроса "какво следва?" и различните му модификации. Исторически първата и най-универсална употреба на GIT е извличане на информация, референтни системи. По този начин GIT може да се разглежда като един вид разширение на технологията на базата данни за координирана информация. Но дори и в този смисъл, той представлява нов начин за интегриране и структуриране на информация. Това се дължи на факта, че в реалния свят по-голямата част от информацията се отнася до обекти, за които тяхната пространствена позиция, форма и относителна позиция играят важна роля и следователно GIT в много приложения значително разширява възможностите на конвенционалните СУБД, тъй като GIT е по-удобен и интуитивен за използване и предоставя на DL техния "картографски интерфейс" за организиране на заявка към базата данни, заедно със средствата за генериране на "графичен" отчет. И накрая, GIT добавя напълно нова функционалност към конвенционалните СУБД - използването на пространствени връзки между обекти. Същността на GIT се проявява в способността му да свързва с картографски (графични) обекти някаква описателна (атрибутивна) информация (предимно буквено-цифрова и друга графична, звукова и видео информация). По правило буквено-цифровата информация е организирана под формата на таблици на релационни бази данни. В най-простия случай на всеки графичен обект (точка, линия или област) се присвоява ред от таблица - запис в базата данни. Използването на тази връзка осигурява богатата функционалност на GIT. Тези възможности варират от система до система, разбира се, но има основен набор от функционалности, които обикновено се намират във всяка GIT реализация, като например способността да се отговори „какво е това? "посочване на обекта на картата и "къде е?", подчертаване на картата на обекти, избрани според дадено условие в базата данни. Основните могат да включват и отговора на въпроса "какво следва?" и различните му модификации. Исторически първата и най-универсална употреба на GIT е - Това са системи за търсене и справка на информация.

По този начин GIT може да се разглежда като един вид разширение на технологията на базата данни за координирана информация. Но дори и в този смисъл, той представлява нов начин за интегриране и структуриране на информация. Това се дължи на факта, че в реалния свят по-голямата част от информацията се отнася до обекти, за които тяхната пространствена позиция, форма и относителна позиция играят важна роля. Следователно GIT в много приложения значително разширява възможностите на конвенционалните СУБД.

GIT, както всяка друга технология, е фокусирана върху решаването на определен набор от задачи. Тъй като областите на приложение на ГИС са доста широки (военно дело, картография, география, градоустройство, организация на транспортните диспечерски служби и др.), Поради спецификата на проблемите, решавани във всяка от тях, и характеристиките, свързани с специфичен клас задачи, които се решават и с изисквания за изходни и изходни данни, точност, технически средства и др., е доста проблематично да се говори за каквато и да е отделна ГИС технология.

В същото време всеки GIT включва редица операции, които могат да се считат за основни. Те се различават в конкретните реализации само в детайли, например софтуерната услуга за сканиране и последваща обработка на сканирането, възможностите за геометрична трансформация на оригиналното изображение в зависимост от първоначалните изисквания и качеството на материала и др.

Структура и функции на ГИС

Географските информационни системи включват пет ключови компонента: хардуер, софтуер, данни, изпълнители и методи.

Хардуер. Това е компютърът, работещ с ГИС. В момента се работи по ГИС различни видовеизчислителни платформи, от централизирани сървъри до индивидуални или мрежови настолни компютри.

ГИС софтуерът съдържа функциите и инструментите, необходими за съхраняване, анализиране и визуализиране на географска (пространствена) информация. Основните компоненти на софтуерните продукти са:

Средства за въвеждане и работа на система за управление на географски информационни бази данни (СУБД или СУБД);

Инструменти за поддържане на пространствени заявки, анализ и визуализация (дисплей);

Графичен потребителски интерфейс(GUI или GUI) за лесен достъп до инструменти и функции.

Данните са може би най-много важен компонент. Данните за местоположение (географски данни) и свързаните таблични данни могат да бъдат събрани и подготвени от потребителя или закупени от доставчици. В процеса на управление на пространствени данни една географска информационна система комбинира (или по-скоро комбинира) географска информация с други видове данни. Например, вече натрупаните данни за населението, естеството на почвите, близостта на опасни обекти и т.н. (в зависимост от задачата, която ще трябва да се реши с помощта на ГИС) могат да бъдат свързани с конкретен фрагмент от електронна карта. Освен това, в сложни, разпределени системи за събиране и обработка на информация, често не съществуващите данни се свързват с обект на картата, а техният източник, което дава възможност да се следи състоянието на тези обекти в реално време. Този подход се използва например за справяне с извънредни ситуации като горски пожари или епидемии.

Изпълнителите са хора, които работят със софтуерни продукти и разработват планове за тяхното използване при решаване на реални проблеми. Може да изглежда странно, че хората, работещи с софтуер, се считат за неразделна част от ГИС, но това има собствено значение. Въпросът е, че за ефективна работаГеографската информационна система трябва да се придържа към методите, предоставени от разработчиците, следователно, без обучени изпълнители, дори и най-успешното развитие може да загуби всякакъв смисъл.

Потребителите на ГИС могат да бъдат както технически специалисти, които разработват и поддържат системата, така и обикновени служители (крайни потребители), на които ГИС помага да решават текущи ежедневни дела и проблеми.

Методи. Успехът и ефективността (включително икономическата) на използването на ГИС до голяма степен зависи от правилно изготвен план и правила за работа, които се изготвят в съответствие със специфичните задачи и работа на всяка организация.

Структурата на ГИС, като правило, включва четири задължителни подсистеми:

1) Въвеждане на данни, осигуряващо въвеждане и/или обработка на пространствени данни, получени от карти, материали за дистанционно наблюдение и др.;

2) Съхранение и извличане, което ви позволява бързо да получите данни за подходящ анализ, да ги актуализирате и коригирате;

3) Обработка и анализ, което позволява да се оценяват параметри, да се решават изчислителни и аналитични проблеми;

4) Представяне (издаване) на данни в различни форми (карти, таблици, изображения, блокови диаграми, цифрови модели на терена и др.)

По този начин създаването на карти в кръга от „задължения“ на ГИС далеч не е на първо място, тъй като за да получите хартиено копие на картата, повечето от функциите на ГИС изобщо не са необходими или се прилагат косвено. Въпреки това, както в световната, така и в родната практика, ГИС се използват широко именно за изготвяне на карти за публикуване и в по-малка степен за аналитична обработка на пространствени данни или управление на потока от стоки и услуги.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Използването на геоинформационните системи не само променя представите ни за начините на познаване на реалността, но и внася значителни корекции в теоретична основакартографиране. Както образно пише А.М. Берлянт, „електронните карти вече не миришат на печатарско мастило, а намигват от екрана с ярки светлини на икони и като хамелеон променят цвета си в зависимост от нашето желание и настроение.“ Синтезът на геоинформационните технологии и Интернет пространството дава основание да се говори за специално геоинформационно пространство.

По принцип основните етапи на компютърното картографиране съвпадат с етапите на конвенционалните исторически изследвания, но трябва да се подчертаят и някои специфични моменти. Преди всичко те са свързани с търсенето на източници и подготовката им за анализ. Пространственият анализ изисква, в допълнение към създаването на вече познати на историка бази данни (предимно статистически), подбор на картографски източници, а това от своя страна е невъзможно без разбиране на традиционните методи за създаване на карти, познаване на историята на картографията, идеи за проекции и др. Фундаментално нов за науката за компютърни източници е процесът на създаване на източник за анализ, тъй като включва .

Подобна информация.

Геоинформационните технологии могат да бъдат определени като набор от софтуерни и технологични, методологични средства за получаване на нови видове информация за света. Те са предназначени да подобрят ефективността на: процесите на управление, съхранение и представяне на информация, обработка и подпомагане на вземането на решения. Това се състои във въвеждането на геоинформационни технологии в науката, производството, образованието и практическото приложение на получената информация за заобикалящата действителност.

Геоинформационните технологии са нови информационни технологии, насочени към постигане на различни цели, включително информатизация на производствените и управленските процеси. Характеристика на географските информационни системи (наричани по-нататък ГИС) е, че като информационни системи те са резултат от еволюцията на тези системи и следователно включват основите за изграждане и функциониране на информационни системи. ГИС като система включва много взаимосвързани елементи, всеки от които е пряко или косвено свързан помежду си и всеки две подмножества от този набор не могат да бъдат независими, без да се наруши целостта, единството на системата.

Друга особеност на ГИС е, че тя е интегрирана информационна система. Интегрираните системи са изградени на принципите на технологичната интеграция различни системи. Те често се използват в толкова много различни области, че името им често не определя всичките им възможности и функции. Поради тази причина ГИС не трябва да се свързва с решаване на проблеми само от геодезия или география. „Гео“ в името на географските информационни системи и технологии определя обекта на изследване, а не предметната област на използване на тези системи.

Интегрирането на ГИС с други информационни системи води до тяхната многоизмерност. В ГИС се извършва сложна обработка на информация от събирането на данни до нейното съхранение, актуализиране и представяне, така че ГИС трябва да се разглежда от различни гледни точки.

как системи за управлениеГИС са предназначени да подпомагат вземането на решения за оптимално управление на земя и ресурси, градско развитие, транспорт и търговия на дребно, използване на океаните или други пространствени характеристики. За разлика от информационните системи, в ГИС има много нови технологии за анализ на пространствени данни, съчетани с електронни офис технологии и оптимизиращи решения, базирани на това. Поради това ГИС е ефективен метод за трансформиране и синтезиране на различни данни за целите на управлението.

как геосистемиГИС интегрират технологии за събиране на информация от системи като: географски информационни системи, картографски информационни системи, автоматизирани системи за картографиране, автоматизирани фотограметрични системи, поземлени информационни системи, автоматизирани кадастрални системи и др.

как системи от бази данниГИС се характеризират с широк набор от данни, събрани чрез различни методи и технологии. В същото време трябва да се подчертае, че те съчетават възможностите на текстови и графични бази данни.

как симулационни системиГИС използва максимална сумаметоди и процеси за моделиране, използвани в други информационни системи и предимно в CAD.

как системи за получаване на дизайнерски решенияГИС до голяма степен използват концепциите и методите на компютърно подпомаганото проектиране и решават редица специални проблеми при проектиране, които не се срещат в типичния компютърно подпомаган дизайн.

как системи за представяне на информацияГИС са разработването на автоматизирани системи за документиране, използващи модерни технологиимултимедия. Те разполагат със средства за бизнес графики и статистически анализи и в допълнение към това, инструменти за тематично картографиране. Именно ефективността на последното осигурява разнообразно решение на проблеми в различни индустрии при използване на интеграция на данни, базирана на картографска информация.

как приложни системиГИС е несравнима по широта, тъй като се използва в транспорта, навигацията, геологията, географията, военното дело, топографията, икономиката, екологията и др.

как системи за масово използванеГИС позволява използването на картографска информация на ниво бизнес графика, което ги прави достъпни за всеки ученик или бизнесмен, а не само за специалист географ. Ето защо приемането на много решения, базирани на ГИС технологиите, не се ограничава до създаването на карти, а използва само картографски данни.

Организация на данните в ГИС. Тематичните данни се съхраняват в ГИС под формата на таблици, така че няма проблеми с тяхното съхранение и организиране в бази данни. Най-големите проблеми са съхранението и визуализацията на графични данни.

Основният клас ГИС данни са координатни данни, съдържащи геометрична информация и отразяващи пространствения аспект. Основни типове координатни данни: точка (възли, върхове), линия (отворена), контур (затворена линия), полигон (обхват, област). На практика, за изграждане реални обектиизползване Повече ▼данни (например висящ възел, псевдовъзел, нормален възел, покритие, слой и т.н.). На фиг. 3.1 показва основните от разглежданите елементи на координатните данни.

Разглежданите типове данни имат по-голям брой различни връзки, които могат да бъдат разделени на три групи:

• връзки за изграждане на сложни обекти от прости елементи;
• връзки, изчислени по координатите на обектите;
• връзки, определени от конкретно описание и семантика при въвеждане на данни.

В общия случай пространствените (координатни) модели на данни могат да имат векторно или растерно (клетъчно) представяне, да съдържат или да не съдържат топологични характеристики. Този подход позволява да се класифицират моделите в три типа: растерен модел; векторен нетопологичен модел; векторен топологичен модел. Всички тези модели са взаимно конвертируеми. Въпреки това, при получаването на всеки от тях е необходимо да се вземат предвид техните характеристики. Във формата на ГИС за представяне на координатни данни има два основни подкласа модели: вектор и растер (клетъченили мозайка). Възможен е клас модели, които съдържат характеристики както на вектори, така и на мозайки. Те се наричат хибридни модели.

Ориз. 3.1.

Графичното представяне на ситуация на екрана на компютъра включва показване на различни графични изображения на екрана. Генерираното графично изображение на екрана на компютъра се състои от две различни части от гледна точка на средата за съхранение - графичен "субстрат" или графичен фон и други графични обекти. По отношение на тези други графични изображения, "изображението-субстрат" е "ареално" или пространствено двуизмерно изображение. Основният проблем при внедряването на геоинформационни приложения е трудността на формализирано описание на конкретна тематична област и нейното изобразяване на електронна карта.

По този начин геоинформационните технологии са предназначени за широкото въвеждане в практиката на методи и средства за информационно взаимодействие върху пространствено-времеви данни, представени под формата на система от електронни карти и предметно-ориентирани среди за обработка на разнородна информация за различни категории потребители .

Нека разгледаме по-подробно основните графични модели.

Векторни моделишироко използвани в ГИС. Те се изграждат върху вектори, които заемат част от пространството, за разлика от растерните модели, които заемат цялото пространство. Това определя основното им предимство - изискването за порядъци по-малко памет за съхранение и по-малко време за обработка и представяне, и най-важното - по-висока точност на позициониране и представяне на данните. При изграждане на векторни модели обектите се създават чрез свързване на точки с прави линии, дъги от кръгове, полилинии. Площни обекти - областите се определят от набори от линии.

Векторните модели се използват предимно в транспортни, комунални, маркетингови ГИС приложения. ГИС системите, които работят предимно с векторни модели, се наричат ​​векторни ГИС. В реалните ГИС те не се занимават с абстрактни линии и точки, а с обекти, съдържащи линии и области, заемащи пространствена позиция, както и със сложни връзки между тях. Следователно, пълен векторен ГИС модел на данни показва пространствени данни като колекция от следните основни части: геометрични (метрични) обекти (точки, линии и многоъгълници); атрибути - характеристики, свързани с обекти; връзки между обекти. Векторните модели (на обекти) използват като елементарен модел последователност от координати, образуващи линия. Линията е граница, сегмент, верига или дъга. Основните типове координатни данни в класа векторни модели се дефинират чрез линията на базовия елемент, както следва. Точка се дефинира като изродена линия с нулева дължина, линия се дефинира като линия с крайна дължина, а област е представена от последователност от свързани сегменти. Всеки участък от линията може да бъде граница за две области или две пресечни точки (възли). Общият граничен сегмент между две пресечни точки (възли) има различни имена, които са синоними в домейна на ГИС. Теоретиците на графите предпочитат термина "ръб" пред думата "линия" и използват термина "върх", за да обозначат пресичане. Националният стандарт на САЩ официално санкционира термина "верига". В някои системи ( Arcinfo, GeoDraw) се използва терминът "дъга". За разлика от обикновените вектори в геометрията, дъгите имат свои собствени атрибути. Атрибутите на дъгата обозначават полигоните от двете им страни. Във връзка с дъговото последователно кодиране тези полигони се наричат ​​ляв и десен. Концепцията за дъга (верига, ръб) е фундаментална за векторната ГИС.

Векторните модели се получават по различни начини. Една от най-разпространените е векторизацията на сканирани (растерни) изображения.

Векторизация- процедурата за избор на векторни обекти с растерно изображениеи да ги получите във векторен формат. За векторизация е необходимо високо качество(различни линии и контури) растерни изображения. За да осигурите необходимата яснота на линиите, понякога трябва да подобрите качеството на изображението.

По време на векторизацията са възможни грешки, чиято корекция се извършва на два етапа:

• 1) корекция на растерно изображение преди векторизацията му;
• 2) корекция на векторни обекти.

Векторните модели показват непрекъснати обекти или явления, използвайки отделни набори от данни. Следователно можем да говорим за векторна дискретизация. В същото време векторното представяне дава възможност да се отрази по-голяма пространствена променливост за някои региони, отколкото за други, в сравнение с растерното представяне, което се дължи на по-ясното показване на границите и тяхната по-малка зависимост от оригиналното изображение (изображение), отколкото с растерен дисплей. Това е характерно за социални, икономически, демографски явления, чиято изменчивост е по-интензивна в редица региони.

Някои обекти са векторни обекти по дефиниция, като границите на съответния парцел, границите на областите и т.н. Следователно векторните модели обикновено се използват за събиране на данни за координатна геометрия (топографски записи), данни за правни граници и т.н.

Характеристики на векторните модели:във векторните формати наборът от данни се дефинира от обекти на база данни. Векторният модел може да организира пространството във всяка последователност и дава "произволен достъп" до данните. По-лесно е да се извършват операции с линейни и точкови обекти, например мрежов анализ - разработване на маршрути за движение по пътната мрежа, подмяна на символи. В растерните формати точковият елемент трябва да заема цяла клетка. Това създава редица трудности, свързани със съотношението между размера на растера и размера на обекта.

Що се отнася до точността на векторните данни, тук можем да говорим за предимството на векторните модели пред растерните, тъй като векторните данни могат да бъдат кодирани с всякаква възможна степен на точност, която е ограничена само от възможностите на метода за вътрешно представяне на координати . Обикновено 8 или 16 знака след десетичната запетая (единична или двойна точност) се използват за представяне на векторни данни. Само някои класове данни, получени по време на процеса на измерване, съответстват на точността на векторните данни: това са данни, получени чрез прецизно измерване (координатна геометрия); карти на малки територии, базирани на топографски координати и политически граници, определени чрез прецизна геодезия.

Не всички природни явления имат характерни ясни граници, които могат да бъдат представени под формата на математически дефинирани линии. Това се дължи на динамиката на явленията или начините за събиране на пространствена информация. Почви, видове растителност, склонове, местообитания на диви животни - всички тези обекти нямат ясни граници. Обикновено линиите на картата са с дебелина 0,4 mm и често се смята, че представляват несигурността на позицията на обекта. В растерна система тази несигурност се определя от размера на клетката. Следователно трябва да се помни, че в ГИС размерът на растерната клетка и несигурността в позицията на векторния обект, а не точността на координатите, дават истинската индикация за точност. За да се анализират връзките във векторните модели, е необходимо да се вземат предвид техните топологични свойства, т.е. разгледайте топологичните модели, които са вид векторни модели на данни.

IN растерни моделидискретизация се извършва най-много по прост начин- целият обект (областта на изследване) се показва в пространствени клетки, които образуват правилна мрежа. Всяка клетка от растерния модел съответства на еднаква по размер, но с различни характеристики (цвят, плътност) повърхност. Моделната клетка се характеризира с една стойност, която е средната характеристика на повърхността. Тази процедура се нарича пикселизация.Растерните модели се делят на редовен, нередовенИ вложени(рекурсивни или йерархични) мозайки. Има три типа плоски правилни плочки: квадрат (Фигура 3.2), триъгълник и шестоъгълник (Фигура 3.3).

Ориз. 3.2.

Ориз. 3.3.

Квадратната форма е удобна за обработка на големи количества информация, триъгълната е за създаване на сферични повърхности. Триъгълни мрежи с неправилна форма се използват като неправилни мозайки ( Триангулирана неправилна мрежа - TIN)и многоъгълници на Тисен (Фигура 3.4). Те са удобни за създаване на цифрови модели на теренни маркировки от даден набор от точки.

Така векторният модел съдържа информация за местоположението на обекта, а растерният модел съдържа информация за това какво се намира в една или друга точка на обекта. Векторните модели са двоични или квазидвоични.

Ориз. 3.4.

Ако векторният модел предоставя информация за това къде се намира този или онзи обект, тогава растерният модел предоставя информация за това какво се намира в една или друга точка на територията. Това определя основната цел на растерните модели - непрекъснатото изобразяване на повърхността. В растерните модели като атомен модел се използва двуизмерен елемент от пространството, пиксел (клетка). Подреден набор от атомни модели образува растер, който от своя страна е модел на карта или гео обект. Векторните модели са двоични или квазидвоични. Растерните изображения ви позволяват да показвате полутонове и цветови нюанси. Обикновено всеки растерен елемент или всяка клетка трябва да има само една стойност на плътност или цвят. Това не важи във всички случаи. Например, когато границата на два типа покритие може да премине през центъра на растерен елемент, на елемента се дава стойност, която характеризира по-голямата част от клетката или нейната централна точка.

Някои системи позволяват множество стойности за един растерен елемент. За растерните модели има редица характеристики: резолюция, стойност, ориентация, зони, позиция.

разрешение- минималният линеен размер на най-малката част от изобразеното пространство (повърхност), показана с един пиксел. Пикселите обикновено са правоъгълници или квадрати, по-рядко се използват триъгълници и шестоъгълници. Растер с по-малък размер на клетката има по-висока разделителна способност. Високата разделителна способност предполага изобилие от детайли, много клетки, минимален размер на клетката.

Значение- елемент от информация, съхранявана в растерен елемент (пиксел). Тъй като по време на обработката се използват въведени данни, т.е. необходимостта от дефиниране на типове стойности на растерния модел. Видът на стойностите в растерните клетки се определя както от реалното явление, така и от характеристиките на ГИС. По-специално, различните системи могат да използват различни класове стойности: цели числа, реални (десетични) стойности, буквални стойности. Целите числа могат да служат като характеристики на оптичната плътност или кодове, показващи позиция в приложена таблица или легенда. Например, възможна е следната легенда, указваща името на класа на почвата: O - празен клас, 1 - глинеста, 2 - пясъчна, 3 - чакълеста и др.

Ориентация- ъгълът между посоката на север и позицията на колоните на растера.

Зонарастерният модел включва клетки, съседни една на друга, които имат еднаква стойност. Зона може да бъде отделни обекти, природни явления, диапазони от видове почви, елементи на хидрография и др. За обозначаване на всички зони с една и съща стойност се използва понятието "клас на зона". Естествено, не всички слоеве на изображението може да имат зони. Основните характеристики на зоната са нейното значение и местоположение.

буферна зона- зона, чиито граници са отстранени на известно разстояние от всеки обект на картата. Буферни зони с различни ширини могат да бъдат създадени около избрани обекти въз основа на таблици със свързани характеристики.

Позицияобикновено се дава от подредена двойка координати (номер на ред и номер на колона), които уникално определят позицията на всеки елемент от показаното пространство в растера. Когато сравняваме векторни и растерни модели, отбелязваме удобството на векторните модели за организиране и работа с обектни връзки. Въпреки това, като използвате прости трикове, като например включване на релации в атрибутивни таблици, можете да организирате релации и в растерни системи.

Въпросите трябва да бъдат разгледани точностпоказване в растерни модели. При растерните формати в повечето случаи не е ясно дали координатите се отнасят към централната точка на пиксел или към един от неговите ъгли. Следователно точността на закрепване на растерен елемент се определя като 1/2 от ширината и височината на клетката.

Растерните модели имат следното предимства:

• Растерът не изисква предварително запознаване с явленията, данните се събират от равномерно разпределена мрежа от точки, което позволява в бъдеще да се получат обективни характеристики на изследваните обекти въз основа на методи за статистическа обработка. Благодарение на това растерните модели могат да се използват за изследване на нови явления, за които не е натрупан материал. Поради своята простота, този метод е най-широко използван;
• растерните данни се обработват по-лесно с помощта на паралелни алгоритми и по този начин осигуряват по-висока производителност в сравнение с векторните данни;
• някои задачи, като например създаване на буферна зона, са много по-лесни за решаване в растерна форма;
• много растерни модели ви позволяват да въвеждате векторни данни, докато обратната процедура е много трудна за векторни модели;
• процесите на растеризация са много по-прости алгоритмично от процесите на векторизация, които често изискват експертна преценка.

Една цифрова карта може да бъде организирана в множество слоеве (карти с наслагване или подложки). Слоевете в ГИС представляват набор от цифрови картографски модели, изградени на базата на асоцииране (типизиране) на пространствени обекти, които имат общи функционални характеристики. Наборът от слоеве формира интегрираната основа на графичната част на ГИС. Пример за интегрирани ГИС слоеве е показан на фиг. 3.5.

Ориз. 3.5.

Важен момент при проектирането на ГИС е размерът на модела. Използват се двумерни координатни модели (2D) и тримерни (3D). Двумерните модели се използват за изграждане на карти, докато тримерните модели се използват за моделиране на геоложки процеси, проектиране на инженерни съоръжения (язовири, резервоари, кариери и др.), моделиране на газови и течни потоци.

Има два вида 3D модели:

• 1) псевдо-триизмерен, когато третата координата е фиксирана;
• 2) истинско триизмерно представяне.

Повечето съвременни ГИС извършват сложна обработка на информация:

• събиране на първични данни;
• натрупване и съхранение на информация;
• различни видовемоделиране (семантично, симулационно, геометрично, евристично);
• автоматизирано проектиране;
• документална поддръжка.

Многото задачи, които възникват в живота, доведоха до създаването на различни ГИС, които могат да бъдат класифицирани според следните критерии:

• 1) от функционалност :
  • пълнофункционална ГИС с общо предназначение,
  • специализираните ГИС са фокусирани върху решаването на конкретен проблем във всяка предметна област,
  • информационно-справочни системи за домашно и информационно-справочно ползване.

Дефинирана е и функционалността на ГИС архитектурен принциптехните конструкции:

• затворени системи - нямат опции за разширение, те могат да изпълняват само набор от функции, който е уникално дефиниран в момента на покупката,
• отворени системите са лесни за адаптиране, разширяване, тъй като могат да бъдат попълнени от самия потребител с помощта на специален апарат (вградени езици за програмиране);
• 2) пространствен (териториален) покритие:
  • глобален (планетарен),
  • в цялата страна,
  • регионален,
  • местни (включително общински);
• 3) проблемно-тематична насоченост:
  • общогеографски,
  • управление на околната среда и природата,
  • секторни (водни ресурси, управление на горите, геоложки, туризъм и др.);
• 4) начина, по който са организирани географските данни:
  • вектор,
  • растер,
  • векторно-растерна ГИС.

Като източници на данниза формиране на ГИС са:

• картографски материали(топографски и общогеографски карти, карти на административно-териториално деление, кадастрални планове и др.). Информацията, получена от карти, е геореферирана, така че е удобно да се използва като основен ГИС слой. Ако няма цифрови карти за района на изследване, тогава графичните оригинали на картите се конвертират в цифров изглед;
• данни от дистанционно наблюдение(наричани по-нататък RSD) все повече се използват за формиране на ГИС бази данни. ERS включва предимно материали, получени от космически носители. За дистанционно наблюдение се използват различни технологии за получаване на изображения и предаването им на Земята, носителите на оборудване за изображения (космически кораби и сателити) се поставят в различни орбити и са оборудвани с различно оборудване. Благодарение на това се получават изображения, които се различават по различни нива на видимост и детайлност при изобразяване на обекти от природната среда в различни спектрални диапазони (видим и близък инфрачервен, топлинен инфрачервен и радиодиапазон). Всичко това води до широк спектър от екологични проблеми, решени с използването на дистанционно наблюдение. Техниките за дистанционно наблюдение включват въздушни и наземни проучвания и други безконтактни методи като хидроакустични изследвания на морското дъно. Материалите от такива проучвания предоставят както количествена, така и качествена информация за различни обекти на природната среда;
• материали от теренни проучвания на териториивключват данни от топографски, инженерни и геодезически проучвания, кадастрални проучвания, геодезически измервания на природни обекти, извършени по нива, теодолити, електронни тотални станции, GPS приемници, както и резултатите от проучвания на територии с помощта на геоботанически и други методи, например проучвания относно движението на животни, анализ на почвата и др.;
• статистически даннисъдържа данни от държавните статистически служби за различни сектори на националната икономика, както и данни от стационарни измервателни наблюдателни пунктове (хидрологични и метеорологични данни, информация за замърсяването на околната среда и др.));
• литературни данни(справочни издания, книги, монографии и статии, съдържащи разнообразна информация за определени видове географски обекти).

В ГИС рядко се използва само един тип данни, най-често това е комбинация от различни данни за всяка територия.

Основните области на използване на ГИС:

• електронни карти;
• градска икономика;
• държавен поземлен кадастър;
• екология;
• дистанционно наблюдение;
• икономика;
• специални военни системи.

На практика ГИС като напр ArcinfoИ ArcView GIS.И двете системи са разработени от американска компания ESRI(www.esri.com, www.dataplus.ru) и са много разпространени в света.

От сравнително прости западни ГИС, които започнаха своето родословие с анализ на територии в размер, необходим за бизнеса и относително прости приложения, можем да извикаме системата mapinfo,което също е много разпространено в света. Тази система се развива много бързо и днес може да се конкурира с най-модерните ГИС.

корпорация Intergraph(www.intergraph.com), предоставен от GIS mge,базиран на система, подобна на AutoCAD микростанция,произведени на свой ред от компанията Бенди.Система MGEе цяло семейство от различни софтуерни продукти, които помагат за решаването на най-голям брой проблеми, които съществуват в областта на геоинформатиката.

Всички тези продукти имат и интернет ГИС сървъри, които ви позволяват да публикувате цифрови карти в интернет. Вярно е, че трябва да говорим само за зрители, тъй като днес е невъзможно да се осигури редактиране на топологични карти от страна на отдалечен интернет клиент поради недостатъчното развитие както на ГИС, така и на интернет технологиите.

Съвсем наскоро навлезе на ГИС пазара и майкрософт,като по този начин се потвърждава, че в близко бъдеще ГИС ще се превърне в такава система, която всеки потребител, който има най-малко уважение към себе си, трябва да има на своя компютър, както има днес превъзходенили дума. Microsoftпусна продукт mappoint (Microsoft MapPoint 2000 Софтуер за бизнес картографиране), които ще бъдат включени в офис 2000 г. Този компонент на офис продукта ще се фокусира предимно върху бизнес планиране и анализ.

Повторение на концепцията Arcinfo,но много по-ниска от последната по функционална пълнота е битовата система GeoDraw,разработен в ЦГИ ИГРАН (Москва). Неговите възможности днес са ограничени главно от дребномащабни карти. От наша гледна точка „старейшината“ на местната геоинформатика, ГИС, изглежда много „по-силна“ тук Синтекс АБРИС.В последния са добре представени функциите за анализ на пространствена информация.

В геологията силни са позициите на ГИС ПАРК (Ланеко, Москва), който прилага и уникални методи за моделиране на съответните процеси.

Две вътрешни системи могат да се считат за най-напредналите в областта на представянето и изпълнението на широкомащабни наситени карти на градове и генерални планове на големи предприятия: GeoCosm(GEOID, Геленджик) и InGeo (CSI Integro, Уфа, www.integro.ru). Тези системи са сред най-младите и затова са разработени веднага с помощта на най-модерните технологии. А системата InGeo е разработена не толкова от геодезисти, колкото от специалисти, които се смятат за професионалисти в областта на симулационното моделиране и кадастралните системи.

Като цяло почти всяка организация в Русия създава своя собствена ГИС. Този процес обаче е много труден и вероятността за неуспешното му завършване е несравнимо по-висока от вероятността за безпроблемно внедряване, да не говорим за възможността за търговски продукт, който позволява отчуждаване от разработчиците.