Анализ и моделирование Общие вопросы

Перейдем к рассмотрению функций ГИС, которые предназначены для анализа и моделирования.  Анализ и моделирование являются одной из основных целей для которых создается ГИС, поскольку позволяет автоматизировать трудоемкие операции по различным измерениям и расчетам которые традиционно выполнялись при помощи обычных карт. Все разнообразие аналитических операций которые можно выполнять при помощи ГИС, сводятся в конечном итоге к нескольким основным операциям анализа и моделирования. Эти основные операции сложились в результате многочисленных реализаций конкретных ГИС, т.е. признание их в качестве основных имеет опытное обоснование.

Основные операции ГИС можно разделить на следующие группы:

1. Операции по поиску объектов. Поиск данных может быть простым, когда в нем участвует только семантическая информация, либо комбинированным, когда налагаются дополнительные ограничения на метрические характеристики искомых объектов, т.е. в комбинации с расчетными операциями, связанными с метрическими характеристиками объектов. К таким операциям относится: расчет длин, площадей, определение факта принадлежности определенной точки внутренней области полигона и т.д. Операции по поиску данных часто реализуются в виде специализированного языка запросов.

2. Операции для работы с системой координат. Предназначены для изменения систем координат, в которых представлены цифровые карты путем их сдвига, вращения и т.д. Эта группа функций включает также преобразование цифровых карт из одной картографической проекции в другую.

3. Оверлейные операции. Оверлейными операциями называется процесс генерации новых и изменения существующих объектов путем наложения (совмещения) различных цифровых карт, содержащих разнотипные объекты, при этом созданные или модифицированные  объекты могут иметь семантическую информацию являющуюся производной от семантики исходных объектов. Оверлейные операции являются одними из самых мощных функций ГИС и далее мы рассмотрим их более подробно.

4. Буферизация. Операция буферизации заключается в построении вокруг объекта определенной окрестности содержащей исходный объект. Далее буферизация ввиду ее важности для решения задач ГИС будет рассмотрена более подробно.

5. Графо-аналитические операции. Используется в ГИС которые поддерживают топологическую модель данных. Предназначены для решения задач на графах: транспортной задачи, задачи о максимальном потоке и т.д. Рассматриваются далее.

Не каждый программный продукт ГИС содержит основные операции в полном объеме, поскольку это значительно увеличивает стоимость программного продукта ГИС и увеличивает сложность работы с ним. По этой причине большинство полнофункциональных программ-ГИС имеют модульную структуру. Каждый отдельный модуль включает в себя только один определенный набор функций например: трансформацию проекций, решение транспортной задачи и т.д. Модули являются полностью функционально независимыми друг от друга и могут быть приобретены раздельно. Существуют также программы-ГИС реализующие только определенный минимальный набор функций, различный для каждой конкретной программы, который впрочем позволяет решать многие достаточно сложные задачи.

При проектировании ГИС необходимо решить а) будет ли достаточно общих операций для решения поставленных перед ГИС задач, б) не будет ли применение общих операций слишком сложно или громоздко. В случае, если окажется, что общих операций явно недостаточно или их применение сопряжено с рядом трудностей можно принять решение о доработке программного средства ГИС. Такую возможность предоставляют большинство из распространенных программных продуктов ГИС в виде встроенного или интегрированного языка программирования, который имеет доступ к большинству функций предоставляемых ГИС и имеет возможность в определенных пределах эти функции модифицировать, объединять, добавлять новые и т.д. При помощи такого языка можно разработать подсистему или модуль, решающий специализированные задачи и имеющий специализированный, понятный специалисту, работающему в данной области интерфейс.

Перейдем теперь к более подробному рассмотрению основных аналитических и моделирующих операций ГИС: оверлея, буферизации, графо-аналитических операций.