1.3. Связь геоинформатики с другими науками и технологиями

Геоинформатика базируется на пространственной информации, представляемой геодезией. С помощью геодезических измерений определяются плановые координаты точек местности и их высоты. Эти величины характеризуют пространственное положение любого объекта предметной топографической области.

Информация о пространственном положении объектов может представляться в виде фотоснимков, карт. А поскольку методы обработки фотоснимков изучаются фотограмметрией, то отсюда следует тесная связь геоинформатики с этой дисциплиной и картографией, в которой изучаются методы построения и использования карт.

Пространственную информацию о природных и социально-экономических объектах и явлениях получают на основе методов дистанционного зондирования, т.е. изучения земной поверхности неконтактным способом. В связи с этим результаты дистанционного зондирования, выполненного с воздушного пространства и из космоса, также являются базовыми при создании геоинформационных систем.

Создание ГИС включает построение ее математической основы в виде картографической проекции, системы координат и геодезических опорных пунктов. На математической основе строится географическая и картографическая основа. При этом выполняется пространственное моделирование, т.е. моделирование ситуации и рельефа, выполняются различные метрические операции.

Методы выполнения названных работ разработаны геодезией и картографией и являются инструментальным средством ГИС. Выполнение всех функций ГИС базируются на программировании с использованием аппаратных средств компьютера, ввода и вывода информации. При этом важной особенностью ГИС является теснейшая ее связь с машинной графикой.

Программирование всех функций ГИС тесно связано с прикладной математикой. Этой наукой представляются алгоритмы решения большинства задач ГИС. Методы геоинформатики связаны с приемами теории распознавания образов, анализа сцен, цифровой фильтрации и классификации цифровых изображений. Источником данных для географических информационных систем являются также и глобальные позиционные системы.

К настоящему времени в геоинформатике выделяются следующие специальности:

а) общее и местное управление ГИС; информационное обеспечение;

б) разработка ГИС (системные аналитики, которые моделируют информационные потребности заказчика, программисты и проектировщики);

в) использование ГИС (пользователи ГИС различного профиля).

Геоинформация может отображаться различными методами: образно-графическим, аналитическим, статистическим.

Метод моделирования геоинформатики определяет построение земельно-информационных и кадастровых систем, так как ГИС является базой для их развития.

1.4. Краткий исторический очерк развития гис

Следуя приведенному ранее определению ГИС, эти системы существуют также давно, как геодезия и картография. Их автоматизированное развитие начинается с конца 50-х годов XX века, в связи с появлением ЭВМ.

Уже в начале 60-х годов для целей обороны выполнялось представление карт в цифровой форме.

Далее в 60-70 годах в Канаде, США, Швеции велись работы по автоматизированному учету земельных и лесных ресурсов, автоматизации земельного кадастра. При этом автоматизация сводилась к вводу данных в ЭВМ и составлению отчетной документации, аналогичной земельному балансу. В это время в Канаде создается первая в мире Канадская географическая информационная система.

В связи с приемом информации со спутников типа LANDSАT с начала 70-х годов начался новый этап развития ГИС, так как в этом случае необходимо было принимать информацию со спутников, дешифрировать ее, сличать с существующей в виде топографических карт.

На период с 70-х до 80-х годов выпадает бурное развитие электроники, автоматических координатографов (графопостроителей), преобразователей аналоговой (графической на бумаге) информации в цифровую, электронных тахеометров. Это способствует созданию систем автоматизированного проектирования (САПР), что в свою очередь вызывает необходимость создания автоматизированных систем картографирования (АСК). Таким образом, формой существования ГИС в этот период стали системы САПР и АСК.

С быстрым внедрением в практику персональных компьютеров в период с 80-х до 90-е годы, которые по объему памяти и скорости вычислений намного превосходят большие ЭВМ, начался новый период в развитии ГИС. На это время во всем мире возникает необходимость в оперативном управлении природными ресурсами и мониторинге окружающей среды. Такая задача требует не только автоматизированного картосоставления, но и использования многосредной информации для принятия решений в различных областях человеческой деятельности.

В период с 80-х по 90-е годы создается большое количество различных информационных систем. Это в свою очередь ставит задачу их автоматизации и упорядочения. И в середине 80-х годов разрабатываются принципы создания географических информационных систем. Это позволяет стандартизировать их разработку, что значительно упрощает как их создание, так и процесс пользования ими.

С 90-х годов разрабатываются общемировые географические информационные системы. К ним следует отнести Глобальный ресурсный банк данных (GRID) окружающей среды, созданный под эгидой Организации Объединенных Наций. В рамках Европейского экономического сообщества осуществляется «Проект глобальных баз данных» в рамках Международной геосферо-биологической программы «Глобальные изменения».

К концу 90-х годов XX века ставится проблема развития искусственного интеллекта - экспертных систем. Экспертные системы воплощают в компьютерных программах опыт и знания специалистов-экспертов различных отраслей человеческой деятельности. На основе этих знаний ЭВМ реализует логические операции и разрабатывает соответствующие рекоменда ции.

Начало XXI века характеризуется следующими явлениями в развитии ГИС:

- применением новых математических теорий – фракталов, нейронных сетей, вейвлетов – для хранения и обработки информации; разработкой искусственного интеллекта и его внедрением в ГИС;

- развитием интеграции ГИС, Интернет, глобальных позиционных систем, мобильной связи и мультимедиа.