1 Экология в гис

1.1 ГИС

В последние десятилетия сформировалась наука «Геоинформатика». Геоинформатика – наука, сочетающая теорию, методы и традиции классической картографии и географии с возможностями и аппаратом прикладной математики, информатики и компьютерной техники.

Термин «Геоинформатика» можно определить как сочетание двух слов «гео» и «информатика». «Гео» определяет область исследования, т.е. явления и объекты земли, такие как окружающая среда, биологические объекты (человек, популяции, экосистемы и д.р.). Геоинформатика опирается на пространственно-временные данные, содержащие информацию о пространственном положении объектов, их свойствах и времени, когда эти свойства имели место быть. «Информатика» в составе слова «Геоинформатика» обозначает научное направление, которое изучает теорию, методы и способы накопления, обработки и передачи данных, информации и знаний с помощью ЭВМ и других технических средств, или группу дисциплин, занимающихся вопросами применения и разработки вычислительных машин, куда обычно относят прикладную математику, программирование, программное обеспечение.

Широкое применение геоинформатика получила в строительстве и ЖКХ, особенно в части оценок показателей геоэкологии и накопления этой информации в базовых данных проектной документации.

Специализированными системами обработки пространственно – временных данных являются геоинформационные системы. Геоинформационные системы (ГИС) - системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации.

Пространственные данные (географические данные, геоданные) — данные о пространственных объектах и их наборах. Пространственные данные составляют основу информационного обеспечения геоинформационных систем.

По своей структуре пространственные данные обычно состоят из двух взаимосвязанных частей: координатных и атрибутивных данных. Координатные данные (метрика) определяют позиционные характеристики пространственного объекта. Атрибутивные данные представляют собой совокупность непозиционных характеристик (атрибутов) пространственного объекта. Атрибутивные данные определяют смысловое содержание (семантику) объекта и могут содержать качественные или количественные значения. Например, трубу, выбросы которой загрязняют атмосферу всегда можно описать координатными данными, и дополнить их атрибутивными данными, например, для трубы это ее высота, диаметр устья трубы, перечень выбрасываемых загрязняющих веществ, объемы выбросов.

1.1.1 Состав гис

Работающая ГИС включает в себя пять ключевых составляющих (рис. 1): аппаратные средства; программное обеспечение; данные; исполнители; методы.

Аппаратные средства - это компьютер, на котором запущена ГИС. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных (персональных) компьютеров.

В состав типового персонального компьютера, который можно применить для решения задач геоэкологии входит: корпус, устройства ввода (клавиатура, мышь, сканер), устройства вывода (монитор, печатающие устройства), модем.

Программы

Железо

ГИС

Данные

Люди

Методы

Рис. 1 – Ключевые составляющие ГИС

Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации. Ключевыми компонентами программных продуктов являются:

- инструменты для ввода и оперирования географической информацией;

- инструменты поддержки пространственных запросов, анализа и визуализации (отображения);

- графический пользовательский интерфейс для легкого доступа к инструментам.

Примеры ГИС, предметной областью которых является геоэкология, рассмотрены в пункте 1.2.4.

Данные - это наиболее важный компонент ГИС. Например, картографический материал может собираться и подготавливаться самим пользователем.

Исполнители – это юридические и частные лица - пользователи программных технологий ГИС, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач.

Методы в ГИС, это комплект программных технологий, для решения определенных задач получения ожидаемого продукта с необходимыми показателями (характеристиками) качественного и количественного состояния объекта оценки. Например, в экологии для решения задачи оценки загрязнения воздуха используется методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, ОНД-86.

Научные исследования, проводимые в данной работе, направлены на разработку технологии программного обеспечения отображения экологического риска к ГИС.