1. Общие сведения о геоинформатике

1.1. Понятие о геоинформатике

Геоинформатика – дисциплина, изучающая средства и методы ввода, хранения, поиска, обработки и вывода геоинформации.

Геоинформация – пространственная информация о природных и социально-экономических объектах и явлениях Земли в ее наиболее общих структурах, формах, взаимоотношениях и связях, полученная методами всех наук, связанных с пространственным положением объектов.

Термин «геоинформатика» заимствован с французского и немецкого языков и соответствует терминам informatique, informatik. В англоязычном мире он соответствует термину ГИС-технология – GIS-teсhnology. GIS – это аббревиатура следующего названия – geographical information system – географическая информационная система (ГИС).

Под информацией следует понимать – систему сведений о предметной области, которая уменьшает имеющуюся о ней степень неопределенности полноты знаний. Сведения могут представляться в виде данных или фактов. Слово «данные» происходит от латинского datum и означает «факт».

Предметная область – это пространство, содержащее совокупность объектов, каждый из которых может быть описан с точки зрения систем ввода, хранения, обработки, поиска и вывода информации и взаимосвязей данного объекта с другими объектами рассматриваемой предметной области. В самом широком смысле под предметной областью можно понимать совокупность объектов реального мира. Однако для каждой отрасти народного хозяйства имеется своя специфическая предметная область. Например, в геодезии под предметной областью можно понимать совокупность пунктов государственной геодезической сети. В качестве объекта здесь выступает пункт, который описывается его прямоугольными координатами, высотой над уровнем моря, методом создания геодезической сети, типом наружного знака и центра.

Следующим примером является предметная область топографических объектов местности. Эта область выделяется на основе признаков вещественности (материальности), связности, ограниченности в трехмерном пространстве, стационарности относительно земной поверхности.

Топографические объекты описываются топографическими свойствами, выражающими форму, пространственные размеры объектов и их содержание, а также топографическими отношениями, устанавливающими связь объектов между собой или положение одного объекта относительного другого.

В предметной области управления земельными ресурсами объектами будут сами земельные ресурсы, функции и задачи управления ими для достижения поставленных целей.

Систему сведений можно определить также как пространственно-временной информационный поток. Этот поток определяется географической или топографической средой. Он может определяться также как предмет геоинформатики. Примером такого потока является процесс геодезической съемки, при котором процесс набора съемочных пикетов можно интерпретировать как поток в пространстве и времени.

1.2. Метод геоинформатики

Методом геоинформатики является метод моделирования пространственно-временных потоков.

Под моделью следует понимать мысленно представляемую или материально реализованную систему, которая, отображая или воспроизводя объект, способна заменить его так, что ее изучение дает новую информацию об объектах, процессах.

Моделируемой системой называют систему, подлежащую моделированию. Ею в геоинформатике является земная поверхность.

Моделирующая система – это система (оператор), реализующая отображение предметной области в виде модели. Ею является топографическая съемка.

Модели бывают математические, образно-графические, вероятностно-статистические.

Примером математической модели является математическая зависимость высот точек земной поверхности от их плановых координат: H=f (X, Y).

Примером образно-графической модели является абрис теодолитной съемки, план, карта.

Вероятностно-статистическая модель используется при математической обработке геодезических измерений. В частности при уравнивании геодезических сетей.

С моделированием тесно связано понятие адекватности информации – определенного уровня соответствия модели, создаваемой с помощью информации, реальному объекту.

По форме адекватность бывает: синтаксическая, семантическая и прагматическая.

Синтаксическая адекватность определяется лишь данными, не затрагивая смысловой модели реального объекта. Здесь оцениваются: скорость передачи и обработки информации, размеры кодов представления информации, точность и надежность преобразования кодов.

Семантическая адекватность определяется степенью соответствия модели реальному объекту. На этом уровне устанавливаются смысловые связи между кодами.

Прагматическая адекватность отражает отношение потребителя к информации, соответствие информации целям, которые реализуются на ее основе.