Зацерковний В.І. та ін. ГІС та бази даних

Рис. 5.22. Приклади кадастрових планів

Ідентифікація земельних ділянок виконується шляхом присвоєння кадастрових кодів (номерів).

Для унікальної ідентифікації земельних ділянок створюються індексні карти (рис. 5.23).

Рис. 5.23. Приклад індексної карти (Одеська область)

221

Управління використанням землі здійснюється системою, яка називається зонінгом. Основу зонінгу складають зонінгові карти (рис. 5.24) та зонінгові правила.

Рис. 5.24. Приклади зонінгових карт

Містобудівна документація – це затверджені текстові та графічні матеріали, якими регулюється планування, забудова та інше містобудівне використання території.

Документація обов’язково складається з текстових і графічних матеріалів (рис. 5.25).

В основу управління містобудівним розвитком території покладений ієрархічний підхід, який передбачає розробку в певній послідовності містобудівної документації на загальнодержавному, регіональному та місцевому рівнях.

Загальнодержавний рівень містобудівної документації включає розробку Генеральної схеми планування території України, головними

222

завданнями якої є визначення стратегії територіального розвитку нашої держави та її окремих регіонів.

Регіональний рівень містобудівної документації вирішує питання територіального розвитку окремих регіонів України, використовує схеми планування окремої частини території України, області та адміністративних регіонів.

Місцевий рівень містобудівної документації повинен ґрунтуватися на рішеннях регіонального рівня. На місцевому рівні створюються генеральні плани конкретних населених пунктів (рис. 5.26), схеми планування території сільрад, детальні плани забудови.

5.6. Статистичні джерела даних

Важливим джерелом даних, передусім атрибутивних, є різні статистичні матеріали. В Україні статистика досить добре розвинена та має розгалужену інфраструктуру державних управлінь зі статистики, до яких усі підприємства, юридичні особи, які працюють на території країни, повинні подавати статистичну звітність щодо діяльності своїх підприємств. Крім того, статистичні управління займаються збором і узагальненням іншої різноманітної інформації (чисельність населення, демографічна ситуація тощо).

Раніше дані зберігались у вигляді паперових документів, які необхідно було спочатку опрацювати (перевести в електронний вигляд) для використання в ГІС, зараз ситуація покращилася. Статистичні дані зберігаються в БД (в основному, найбільш поширеному форматі.dbf), і тому без попередньої обробки придатні для подальшого використання в ГІС. Особливий інтерес статистичні дані викликають у зв’язку з тим, що вони періодично збираються протягом тривалого часу і можуть слугувати джерелом для визначення динаміки процесів.

Крім структури державного статистичного управління, збором і обробкою статистичних даних займаються різні організації: галузеві, маркетингові, опитування громадської думки тощо. В залежності від предметної галузі використання ГІС і завдань, які ставляться перед нею, можна визначити перелік таких організацій.

Також джерелом атрибутивних даних для ГІС можуть бути стандартні звітні форми різних державних, комерційних і громадських організацій, наукові звіти та публікації, дані спостережень на гідрометеорологічних станціях тощо. Велика частина таких документів створюється і подається в цифровому вигляді, у форматах програмних пакетів обробки документів MS Word, MS Excel, MS Access, тому до складу більшості пакетів ГІС, які працюють із реляційними таблицями, для збереження атрибутивних даних входять спеціальні модулі імпортуй експорту даних із форматів MS Excel і MS Access.

223

5.7. Internet як джерело даних для ГІС

За останні роки комп’ютерні та разом із ними геоінформаційні технології значно просунулись у своєму розвитку: від локальних станцій, які працюють із картографічною довідковою інформацією, до найскладніших проектів, що включають передачу й обробку величезних масивів інформації, доступ і роботу з даними з будь-якої точки земної кулі. Мережа Internet цікава для ГІС як джерела даних (як просторових, так і атрибутивних). Робота в мережі зручна для будь-якого користувача, а відстані на земній поверхні не є перешкодою для отримання даних. Користувач може й не знати, з якої точки земної кулі надходить та чи інша інформація.

Раніше застосування Internet у ГІС було обмежене невисокою швидкістю передачі інформації. Зараз із появою високошвидкісних засобів телекомунікацій ця проблема вирішена.

Глобальні інформаційні мережі дозволяють не тільки швидко отримувати інформацію, але й забезпечують можливість двостороннього обміну даними. Базуючись на існуючих лініях комунікації, національних, комерційних, багатосторонніх і двосторонніх інформаційних системах, геоінформаційні проекти можуть поєднувати міжнародні, урядові, комерційні й інші організації. Одним із вдалих прикладів міжнародного співробітництва може слугувати створення в Глобальній інформаційній мережі небезпечних ситуацій.

Свої сервери в Internet мають різні організації, які займаються різноманітними видами діяльності в геоінформаційній галузі, тобто створюють, використовують і поширюють цифрові геопросторові дані на всіх рівнях управління, науки, освіти та приватного сектору.

Цифрові картографічні матеріали представлені в Інтернеті у різних видах (рис. 5.27). Найбільш цікавою є карта висот, що є матрицею, кожна точка якої характеризується координатами (широтою і довготою) та висотою.

Рис. 5.27. Приклад отримання даних з Інтернету

224

На основі такої матриці можлива побудова карт в ізолініях висот, псевдотримірних тіньових карт рельєфу та тривимірних карт або блокдіаграм.

На сервері NOAA National Data Centers представлені дані ETOPO5 –

п’ятимінутні, 30-секундні матриці для всієї Земної кулі, а також батиметрія дна та карти поверхні дна, побудовані за даними супутникової альтиметрії.

Важливими є просторові дані. Наведено нижче декілька адрес web-

сайтів, де можна знайти такі БД: http//mac.usgs.gov/mac/isb/pubs/forms/ nimapl.html – карти світу з береговою лінією масштабів 1:20000000; 1:22 000 000; 1:30 000 000; геологічної служби США: http//esri.com/data/ online/about.html ESRI Arc Atlas в масштабі 1:10000000; 1:25000000 в

растровому та векторному форматі (границі країн, щільність населення, транспортні мережі, аеропорти, мінеральні джерела, гори, льодовики, сніг,

опади тощо); http//nbi.ac.uk./bodc /gebcpo.html – цифрові карти GEBCO; http//tmpo.nima.mil.html – цифрова морська карта – векторна берегова лінія в масштабі 1:250 000; географічні назви (CD-ROM), друга редакція (без США й Антарктиди), геологічна служба США: http//edcsns17.cr.usgs.gov/ EarthExplorer – Query and order satellite images, aerial photographs, and cartographic products through the U.S. Geological Survey (табл. 5.1).

Таблиця 5.1

National Imagery and Mapping Agency Topographic Maps,

Publications, and Digital Products List, http//mac.usgs.gov/mac/isb/pubs/forms/nimapl.html

Достатньо багато просторових даних знаходиться на компакт-дисках, наприклад:

–векторна карта рівня 0. Цифрова карта світу (4-CD-ROM), Геологічна служба США;

–цифрова карта Світу в масштабі 1:1 000 000, 1992, CD-ROM, контурні лінії МО США;

–Світовий банк даних І та ІІ (кордони країн, головні річки, берегова лінія, острови, озера) в масштабі 1:3 000 000, 1987;

–БД глобальних екосистем. CD-ROM, ЕТОРО5, температура повітря,

опади, 1992.

5.8. Створення Internet-джерела даних

Створення інтернет-ГІС проекту є доволі складною і трудомісткою роботою. Однією з умов його успішного створення та функціонування є створення корпоративного проекту за участі групи компаній. При плануванні інтернет-ГІС проекту доводиться вирішувати низку практичних задач, від яких залежить успіх даної роботи:

•вибір джерел даних, що включають векторні та растрові формати, атрибутивну інформацію;

•вибір програмного забезпечення, на базі якого планується вести облік, обробку й аналіз даних;

•підготовка та вибір персоналу для роботи над проектом;

•визначення остаточної вартості проекту.

Щодо програмного забезпечення для передачі даних за допомогою інтернет / інтранет, то кожний розробник залежно від поставлених задач та наявної апріорної інформації вибирає його сам.

Будь-яка інтернет-ГІС має складну архітектуру та включає декілька основних блоків:

–клієнтська (демонстраційна) частина, призначена для перегляду та роботи з картографічною інформацією;

–серверна програма, яка використовується для об’єднання всієї інформації з численних джерел, її прийому і передачі по мережі Інтернет;

–додаток, який забезпечує налагодження й управління.

Клієнтська частина забезпечує доступ, візуалізацію, формування запитів і прийом інформації при аналізі картографічних даних. Як клієнтські додатки можуть використовувати динамічні HTML-сторінки, JAVA-додатки, ActiveX-об’єкти, які потребують попередньої установки.

Прикладом такого клієнтського додатка може служити MapGuide Viewer компанії Autodesk, призначений для перегляду карт із використанням звичайного Internet-браузера.

226

Серверна програма – багатозадачний додаток, який функціонує на картографічному сервері й опрацьовує запити, що надходять. У відповідь на запити формується растрове (JPEG, GIF, PNG) або векторне зображення, яке відсилається клієнтському додатку. Одночасно виконується функція вибірки атрибутивних даних за табличним або просторовим запитом.

Налагодження й управління здійснюється окремим додатком, який дозволяє визначити тип, форму і вид вихідної інформації, кількість і тип доступних шарів карти. Також виконується адміністрування та розмежування прав доступу до картографічної інформації.

Однією з найбільш важливих проблем успішного функціонування інтернет-ГІС проекту є система захисту інформації. Як правило, безпека забезпечується механізмом закриття інформації на сервері, використання протоколу S-HTTP (Secure HyperText Transport Protocol), системою адміні-

стрування. Таким чином, адміністратор визначає доступні клієнту шари й атрибутивні дані.

Найбільш відомими та повнофункціональними на сьогодні інтернет / інтранет додатками для геоінформаційних систем є:

•Autudesk MapGuide 6 компанії Autodesk – відомого розробника програмного забезпечення для автоматизованого проектування, яка спеціалізується на програмних продуктах для ГІС;

•ArcIMS компанії ESRI, яка спеціалізується на випуску програмних геоінформаційних продуктів і засобів картографування;

•MapXtreme компанії MapInfo, яка просуває на ринку програмних інструментів свою лінійку геоінформаційних інструментів, на чолі якої стоїть повнофункціональна ГІС MapInfo.

Заслуговують на увагу CSI-MAP Server фірми "КСІ-Технологія" із Санкт-Петербурга і WebMap російської фірми "Резидент" (м. Москва). За своїми функціональними можливостями та сервісом дані програми поступаються відомим світовим продуктам, але з поставленими для них завданнями вони впевнено справляються, крім того, вартість їх є істотно меншою.

Подальший розвиток інтернет-ГІС, на думку авторів, найбільш імовірно, буде здійснюватися за такими напрямами:

– нарощуванням функціональних можливостей зі збільшенням інструментальних засобів з одночасним спрощенням інтерфейсу і процесом створення та включенням додаткових модулів, що призведе до розмивання границь між віддаленими клієнтами і локальними робочими станціями;

– розширенням сфер застосування, включаючи інтеграцію з новими технічними та мобільними пристроями;

– появою нових аналітичних можливостей із використанням нових джерел інформації.

227

5.9. Текстові матеріали як джерело даних для ГІС

Текстові матеріали використовуються в ГІС як описова інформація. Поряд зі спеціалізованим програмним забезпеченням ГІС можуть використовувати різні офісні пакети (наприклад, Microsoft Office), може бути створений так званий гарячий зв’язок (hot line) між просторовими об’єктами, їхніми атрибутивними та текстовими даними, які повністю і всебічно описують певний об’єкт. Наприклад, при виборі будь-якої будівлі на електронній карті буде виведена атрибутивна інформація про фірми, що орендують приміщення в цьому будинку, а при виборі певної фірми буде виведено все ділове листування (угоди, листи, рахунки тощо).

Важливим джерелом даних також може бути різна довідкова література, результати лабораторних досліджень тощо.

Для обробки текстових даних розробляються методи їх групування, формалізації, переведення в табличну форму. При обробці паперових джерел можуть використовуватися методи автоматизованогорозпізнаваннятексту.

228

VI.ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО МОДЕЛІ ДАНИХ У ГІС

Існує лише те, що можна виміряти. М. Планк

Організація подання даних у ГІС визначає можливість застосування тих або інших технологій введення даних, від якої залежить просторова точність подання графічної частини інформації, можливість отримання якісного картографічного матеріалу й організація контролю якості карт. Спосіб організації даних у ГІС визначає також швидкість системи, наприклад, при виконанні запиту або візуалізації на екрані.

Можливість роботи з великими об’ємами даних або з точними даними щодо великих територій також безпосередньо пов’язана зі способами й формами організації даних.

Зручність редагування й оновлення даних, можливості організації багатокористувацької роботи в режимі редагування, створення розподілених мережевих баз даних у першу чергу визначається організацією даних, і тільки потім – конкретним програмним забезпеченням.

6.1. Класифікація моделей даних у ГІС

Усі ГІС будуються на основі формальних моделей, які описують розміщення об’єктів (процесів, явищ) у просторі.

Формальна модель є узагальненою та чіткою системою понять, яка може бути застосована для опису й моделювання об’єктів (процесів, явищ), що відбуваються на певній території. Моделі є тим підґрунтям, на якому будуються ГІС.

Вибір моделі організації даних (способу цифрового опису просторових об’єктів) у ГІС є надзвичайно важливим етапом. Це зумовлене тим, що модель даних безпосередньо визначає більшість функціональних можливостей ГІС і можливість застосування тих або інших технологій введення даних. Від моделі залежить як просторова точність подання візуальної частини інформації, так і можливість одержання якісного картографічного матеріалу й організація контролю цифрових карт. Від способу організації даних в ГІС суттєво залежить продуктивність системи, наприклад, при виконанні запиту до бази даних або рендерингу на екрані монітора.

Рендеринг, комп’ютерна візуалізація (англ. rendering – візуалізація, вимальовування, подання) – це процесотримання зображення за моделлю

за допомогою комп’ютерної програми.

229

Термін рендеринг в Україні вживають для вказівки процесу візуалізації, що виконується за допомогою програмного забезпечення, а рендер – для позначення готового зображення, тобто як синоніми до словосполучень: комп’ютерна візуалізація – комп’ютерний рендеринг, візуалізований об’єкт – рендер.

Можливість працювати з великими об’ємами даних великих територій, зручність редагування й оновлення даних, можливості організації багатокористувацької роботи в режимі редагування, створення розподілених по мережі баз даних – усе це пов’язано, по-перше, з організацією даних і вже, по-друге, – з конкретним програмним забезпеченням.

Помилки у виборі моделі можуть істотно вплинути в подальшому на можливість реалізації в ГІС необхідних функцій і розширення їх списку, і, як наслідок, на ефективність проекту з економічної точки зору. Від вибору моделі даних напряму залежить цінність баз даних просторової й атрибутивної інформації, що формуються в процесі створення ГІС.

Виділяють чотири моделі даних:

–концептуальні моделі подання реальності, що ґрунтуються на різних властивостях реальності, необхідних для її інтерпретації й аналізу;

–моделі просторових об’єктів, що визначають процес перетворення реального розмаїття в набір дискретних об’єктів, способи опису просторових об’єктів і організації просторових даних у комп’ютерних середовищах – побудові цифрових моделей просторових об’єктів, які засновані на поняттях геометрії та просторової розмірності;

–моделі просторових даних – цифрові подання даних у базах геоданих, що відбивають логічні правила формалізованого цифрового опису об’єктів (векторного, растрового, пошарового);

–моделі системи керування базою даних (СКБД) – комплекс програм і мовних засобів, призначених для створення, ведення і використання баз даних, що розроблені в інформатиці.

Рівні організації даних утворюють ієрархію, яку можна представити

увигляді піраміди (рис. 6.1).

Моделі даних – це найвищий, концептуальний рівень організації даних, що визначає організацію даних у ГІС, які є створеними та готовими до відображення та перетворення на результат даними.

Другий рівень, більш детальний, – рівень структури даних. Зазвичай це матриці перетворення, векторні дані, посилання, списки та інші специфічні для кожної з ГІС способи структурування даних.

На третьому рівні представлені структури файлів і форматів. Цей рівень максимально деталізує модель даних та уможливлює нормалізацію даних. До цього рівня слід віднести структури файлів, баз даних і типи даних.

230