Предисловие
Ни одна публикация не нуждается в предисловии, нежели эта, ибо в ней сделана попытка глубже проникнуть в проблематику одного из приоритетных направлений глобального геоинформационного картографирования — информационного обеспечения геоинформационных систем (ГИС). У нас не было такого труда с обстоятельным изложением современного понимания сути информационного обеспечения ГИС и основных проблем его разработки.
Разработка любой автоматизированной системы (АСУ) и ее применение немыслимы без эффективного использования геопространственной информации, содержащейся в электронных картах, аэрокосмических, цифровых ортофотопланах и других источниках сведений о местности, которые интегрируются в ГИС. По этой причине ГИС служит важнейшей функциональной частью современных и перспективных АСУ.
В настоящее время ГИС нередко применяется самостоятельно для решения задач топографического и тематического картографирования, сбора, анализа, обработки, моделирования и отображения геопространственной информации.
Но всегда основным назначением ГИС следует считать подготовку и формирование знаний о Земле, отдельных регионах, местности, то есть решение задач глобального геоинформационного картографирования.
Новым, наиболее мощным средством информационного обеспечения АСУ и ГИС, является Система электронных карт. Для ее описания целесообразно использовать метаданные электронных карт в соответствии с принятым в 1999 году Государственным стандартом Российской Федерации ГОСТ Р 51353-99 «Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание», в разработке которого участвовал автор, известный исследователь в области новых технологий.
Глава 1
Понятие информационного обеспечения и его место в геоинформационных системах
§ 1. Картографическая информация — основа функционирования геоинформационных систем
Процессы управления всегда связаны с переработкой
информации.
Комплексное использование технических средств получения, передачи, обработки информации и, в первую очередь, использование быстродействующей электронно-вычислительной техники в условиях создаваемых автоматизированных систем управления (АСУ), важной составной частью которых являются геоинформационные системы (ГИС), способствует развитию и широкому применению информатики, кибернетики, системотехники, математических методов, играющих важную роль в решении теоретических и прикладных проблем управления. На современном этапе научным инструментом совершенствования управленческой работы является системный подход, рассматривающий любую область управления как систему динамичную, вероятностную, сложную, состоящую из функционально и структурно обособленных подсистем, образующих ряд уровней управления для достижения общей конечной цели. Важным преимуществом системного подхода является возможность моделирования информационных процессов с последующей реализацией этих моделей на компьютерной технике, что позволяет углубить анализ изучаемых процессов, а в дальнейшем использовать технические средства для синтеза систем на стадии их проектирования.
Функционирование ГИС в любой АСУ основывается на взаимодействии основных ее подсистем. Наиболее важной составляющей частью ГИС является ее информационное обеспечение (ИО). Под информационным обеспечением ГИС понимается вся совокупность информации о картографических объектах местности, способы ее представления, хранения, преобразования и передачи.
Раскроем подробнее смысл приведенного определения.
Топографическая карта представляет собой некое условное отображение большого количества разнообразных, тесно связанных между собой объектов местности и является сложной многоуровневой системой картографических объектов (на карте), каждое звено которой — система определенного уровня — имеет свою структуру, постоянно расширяется и развивается. Так, в условиях деятельности природных сил и человека любой объект на местности и, следовательно, его отображение на карте (картографический объект) изменяет свое местоположение и свои свойства (характеристики). Под местоположением и характеристикой картографического объекта понимаются данные об отображении конкретного объекта местности на карте. Формализованная информация о картографических объектах, их описание объединяются в картографические данные, которые являются обязательной составной частью любой ГИС.
Автоматизированная система управления, использующая для своего функционирования ГИС, с одной стороны, осуществляет управление на основе данных об объектах местности, а с другой — управляет этими объектами. Однако управление объектами местности в АСУ выполняется посредством управления картографическими объектами в ГИС, а через них и самими объектами на местности. Кибернетический подход допускает рассмотрение процессов управления картографическими объектами, прежде всего, как процессов преобразования информации.
§ 2. Структура ГИС и ее информационное обеспечение
При разработке ИО ГИС учитываются общие свойства систем: система представляет собой набор определенных компонентов; составные компоненты логически взаимосвязаны между собой и системой в целом. Наряду с общими свойствами ГИС, необходимо учитывать ее специфические особенности:
• общее предназначение ГИС в АСУ и ее отдельных подсистем;
• сложная модель и структура ГИС;
• наличие большого количества составных элементов, взаимосвязанных между собой потоков посредством данных;
• функционирование ГИС в условиях взаимодействия с внешней средой;