Геоінформаційна система

Геоінформаці́йна систе́ма — сучасна комп'ютерна технологія, що дозволяє поєднати модельне зображення території (електронне відображення карт, схем, космо-, аерозображень земної поверхні) з інформацією табличного типу (різноманітні статистичні дані, списки, економічні показники тощо). Також, під геоінформаційною системою розуміють систему управління просторовими даними та асоційованими з ними атрибутами. Конкретніше, це комп'ютерна система, що забезпечує можливість використання, збереження, редагування, аналізу та відображення географічних даних.

Геоінформаційні технології, ГІС-технології — технологічна основа створення географічних інформаційних систем, що дозволяють реалізувати їхні функціональні можливості.

Інформаційно-обчислювальна система, призначена для фіксації, збереження, модифікації, керування, аналізу і відображення усіх форм географічної інформації. ГІС використовується багатьма дослідниками в галузі вивчення проблем навколишнього середовища, для визначення різних показників на географічній сітці.

За територіальним поділом ГІС поділяються на глобальні ГІС, субконтинентальні ГІС, національні ГІС частіше мають статус державних, регіональних ГІС, субрегіональних ГІС та локальних або місцевих ГІС.

ГІС розрізняють за предметною областю інформаційного моделювання, наприклад, міські ГІС, або муніципальні ГІС, природоохоронні ГІС. Найбільш поширеними ГІС – земельно-інформаційні системи. Проблема орієнтації ГІС визначається розв’язуваними задачами в ній, серед них інвентаризація ресурсів (в тому числі кадастр), аналіз, оцінка, моніторинг, управління і планування, підтримка прийняття рішень. Інтегровані ГІС, ІГІС (integrated GIS, IGIS) поєднують функціональні можливості ГІС і систем цифрової обробки зображень (даних дистанційного зондування) в єдиному інтегрованому середовищі.

Полімасштабние, або масштабно-незалежні ГІС засновані на множинних, або полімасштабних уявленнях просторових об'єктів, забезпечуючи графічне або картографічне відтворення даних на будь-якому з обраних рівнів масштабного ряду на основі єдиного набору даних з найбільшим просторовим дозволом. Просторово-часові ГІС оперують просторово-часовими даними. Реалізація геоінформаційних проектів, створення ГІС в широкому сенсі слова, включає етапи:

• передпроектних досліджень у тому числі вивчення вимог користувача і функціональних можливостей використовуваних програмних засобів ГІС, техніко-економічне обгрунтування, оцінку співвідношення «витрати / прибуток»;
• системне проектування ГІС, включаючи стадію пілот-проекту, розробку ГІС;
• тестування на невеликому територіальному фрагменті, або тестовій ділянці, прототипування, або створення дослідного зразка, або прототипу;
• впровадження ГІС;
• експлуатацію та використання;

Наукові, технічні, технологічні та прикладні аспекти проектування, створення та використання ГІС вивчаються геоінформатики.

Особливості

• візуалізація інформації у вигляді електронних карт.
• автоматична зміна зображеного образу об'єкта в залежності від зміни його характеристик.
• зміна масштабу та деталізація картографічної інформації.

Застосування

Застосування ГІС є ефективним в різноманітних предметних областях, де важливі знання про взаємне розташування та форму об'єктів у просторі (екологія, сільське господарство, управління природними ресурсами, земельні та майнові кадастри, комунікації, містобудування та ландшафтне проектування).

Дані в ГІС

Дані в ГІС описують реальні об'єкти, такі як дороги, будівлі, водойми, лісові масиви. Реальні об'єкти можна розділити на дві абстрактні категорії: дискретні (будинки, територіальні зони) і безперервні (рельєф, рівень опадів, середньорічна температура). Для представлення цих двох категорій об'єктів використовуються векторні і растрові дані.

• Растрові дані

Растрові дані зберігаються у вигляді наборів величин, упорядкованих у формі прямокутної сітки. Осередки цієї сітки називаються пікселями. Найбільш поширеним способом отримання растрових даних про поверхню Землі є дистанційне зондування, проведене за допомогою супутників. Зберігання растрових даних може здійснюватися в графічних форматах, наприклад TIF або JPEG, або в бінарному вигляді в базах даних.

• Векторні дані

Найбільш поширеними типами векторних об'єктів є:

1. Точки - Використовуються для позначення географічних об'єктів, для яких важливо розташування, а не їхня форма або розміри. Можливість позначення об'єкта точкою залежить від масштабу карти. У той час як на карті світу міста доцільно позначати точковими об'єктами, то на мапі міста саме місто представляється у вигляді безлічі об'єктів. У ГІС точковий об'єкт зображується у вигляді деякої геометричної фігури невеликих розмірів (квадратик, гурток, хрестик), або піктограмою, що передає тип реального об'єкта.
2. Полілінії - Служать для зображення лінійних об'єктів. Полілінія - ламана лінія, складена з відрізків прямих. Полілінію зображуються дороги, залізничні колії, річки, вулиці, водопровід. Допустимість зображення об'єктів полілінію також залежить від масштабу карти. Наприклад, велика річка в масштабах континенту цілком може зображуватися лінійним об'єктом, тоді як вже в масштабах міста потрібно її зображати просторовим об'єктом. Характеристикою лінійного об'єкта є довжина.
3. Багатокутники (полігони) - Служать для позначення просторових об'єктів з чіткими кордонами. Прикладами можуть служити озера, парки, будівлі, країни, континенти. Характеризуються площею і довжиною периметра.

У ГІС до векторних об'єктів можуть бути прив'язані семантичні дані. Наприклад, на карті територіального зонування до просторових об'єктах, які становлять зони, може бути прив'язана характеристика типу зони. Структуру і типи даних визначає користувач. На основі чисельних значень, присвоєних векторним об'єктам на карті, може будуватися тематична карта, на якій ці значення позначені кольорами відповідно до колірної шкалою, або колами різного розміру.

Векторні дані також можуть описувати безперервні поля величин. Поля при цьому зображуються у вигляді ізоліній або контурних ліній. Одним із способів подання рельєфу є нерегулярна тріангуляціонна сітка. Така сітка формується безліччю точок з прив'язаними значеннями (в даному випадку висота). Значення в довільній точці всередині сітки виходять шляхом інтерполяції значень у вузлах трикутника, в який потрапляє ця точка.

Векторні дані зазвичай мають набагато менший розмір, ніж растрові. Їх легко трансформувати і проводити над ними бінарні операції. Векторні дані дозволяють проводити різні типи просторового аналізу, наприклад пошук найкоротшого шляху в дорожній мережі.

Див. також

• Картографія
• Геоінформаційні технології
• Практична розробка геоінформаційних систем
• Mapserver
• GRASS GIS
• Геотегування