2. Підсистема зберігання даних.

Реалізація цієї підсистеми залежить від варіанту організації роботи користувачів із системою. Можливі такі варіанти:

• локальне робоче місце;

• мережна організація з файл-серверним режимом доступу до даних, без режиму оновлення інформації;

• мережна організація з файл-серверним режимом доступу до даних і багатокористувачевим режимом оновлення атрибутивної інформації;

• мережна організація з файл-серверним режимом доступу до даних і багатокористувачевим режимом оновлення метричної інформації;

• мережна організація з клієнт-серверним режимом доступу до даних і багатокористувачевим режимом оновлення інформації, записаної у форматі сервера;

• мережна організація з клієнт-серверним режимом доступу до даних і багатокористувачевим режимом оновлення інформації, з сервером, який підтримує роботу з даними в різних форматах;

• Інетнет-Інтранет-режим з пасивним клієнтом, який дозволяє виконувати запити до серверної інформації;

• Інетнет-Інтранет-режим з активним клієнтом, що дозволяє виконувати оновлення інформації на сервері.

До недавнього часу при організації зберігання даних в ГІС, позиційна і атрибутивна складові зберігалися в різних СУБД, при цьому обидві СУБД не були комерційними, а були частиною ГІС. На наступному етапі для зберігання і обробки атрибутивної інформації стали використовуватися комерційні СУБД, при цьому з'явилася можливість з однієї і тієї ж ГІС використовувати різні СУБД в залежності від вимог до обсягів і швидкості обробки даних, до їхнього захисту та надійності системи (захисту від руйнувань, несанкціонованого проникнення і використання матеріалів). Однією з таких СУБД для більшості ГІС є Oracle.

І нарешті, на сучасному етапі комерційні СУБД в багатьох ГІС використовуються і для зберігання позиційної інформації.

Вимоги до системи щодо СУБД в основному визначаються схемою роботи системи і вимогами до надійності роботи. Зрозуміло, що, наприклад, система земельного кадастру для великого міста буде мережною і повинна мати практично 100% надійністі. Навігаційна система автомобіля швидше за все буде реалізована для роботи на персональному робочому місці (в автомобілі), і вимоги до її надійності будуть істотно нижче.

3. Підсистема просторового аналізу та візуалізації результатів

Перші дві підсистеми, безсумнівно, є важливими підсистемами ГІС, але без підсистем просторового аналізу, а також візуалізації та виведення вони не були б ГІС. Можливості просторового аналізу в різних системах знову ж таки різні.

Не завжди наявне програмне забезпечення достатньо для вирішення всіх завдань, що стоять перед проектом. Необхідно дописувати деякі фрагменти та модулі.

При створенні оригінального програмного забезпечення цікаві рекомендації щодо організації роботи програмістів. Так, організація роботи повинна відповідати не тільки розмірам поставленого завдання, але й можливостям учасників роботи; при цьому слід пам'ятати, що так званий метод «монгольської орди» не може бути використаний; інакше кажучи, кожному проекту, кожному етапу відповідає деяке оптимальне число людей, яке бере участь в роботі. Перевищення цього оптимального числа може бути лише перешкодою. Організація роботи бригад зі створення програмного забезпечення сучасних географічних інформаційних систем повинна виходити з таких основних принципів:

1) Завдання розподіляється таким чином, щоб над відносно самостійними його розділами працювали невеликі групи людей.

2) На чолі проекту та кожної групи стоїть керівник, який бере участь у всіх етапах реалізації. Зазвичай у нього є заступник, який працює з ним протягом усього періоду реалізації і є співучасником всіх рішень; у разі необхідності він замінює керівника у вирішенні питань, які стосуються окремих частин проекту;

3) Інші члени бригади діють спільно в якості програмістів або забезпечують різного роду служби при комп'ютері в якості упорядника документації, контролера, завідувача бібліотекою програм, секретаря, а також стежать за виконанням проекту, а в разі необхідності виконують обов'язки системного аналітика, представника замовника і т.д..

Можливості програмного забезпечення при виконанні аналізу даних визначаються, крім усього іншого, тими моделями даних, які дозволяє використовувати система. Тому найсучасніші розробки (Arclnfo 8 і ін) підтримують великий набір моделей даних.

Одним з найбільш складних елементів у моделях даних Arclnfo 8 є нова мережна модель даних – геометрична мережа.

Геометрична мережа – це набір класів об'єктів, які беруть участь в лінійній системі. Вона відповідає уявленню мережі у вигляді колекції просторових об'єктів.

Основні переваги моделі геометричної мережі, на думку розробників, такі:

• спрощується редагування мереж. Коректне додавання об'єктів забезпечується правилами зв'язності мережі;

• мережні просторові об'єкти можуть представляти складні частини мережі, наприклад перемикачі;

• Arclnfo містить комплект готових вирішувачів для простого й складного мережного аналізу;

• база геоданих використовує двоїсте уявлення лінійних систем, яке складається з геометричної і логічної мереж;

• геометрична мережа завжди пов'язана з логічною мережею, яка є графом, який представляє мережу і складається з елементів – ребер і з'єднань.

Спільно ці два подання мережі забезпечують розвинену модель даних для зберігання та аналізу лінійних систем.

Центральною частиною логічної мережі є таблиця зв'язності, яка описує, як пов'язані мережні елементи.

Кожен рядок таблиці зв'язності вказує всі суміжні з'єднання разом з ребрами, які їх пов'язують. За допомогою таблиці зв'язності підтримується цілісність мережі.

Природно, що логічна мережа містить також таблицю з'єднань і таблицю ребер.

У геометричній мережі може брати участь будь-яке число класів просторових об'єктів, наприклад один клас сполук (міста) та два класи ребер (основні рейкові шляхи та маршрути вантажних автомобілів). Ця модель включає чотири типи мережних об'єктів: прості та складні ребра і просте та складне з'єднання.

У додатках для інженерних комунікацій напрямок потоку по ребрах повинен бути вбудованою частиною мережі. При визначенні напрямку вказується, чи збігається він з напрямком просторового об'єкта або протилежний йому, а крім того, вводяться два особливих види з'єднань – джерела і стоки.

Джерело – з'єднання, через яке в мережу надходить продукт. Сток – з'єднання, через які весь потік продукту, що потрапив в нього видаляється з мережі.

Це далеко не повний опис нової моделі даних, яка необхідна для характеристики всього різноманіття мережних об'єктів: доріг, інженерних комунікацій, мереж, ліній електропередач та ін..

Важливою ланкою в організації даних в ГІС є моделі атрибутивних даних. В даний час в ГІС застосовуються такі моделі атрибутивних даних: реляційна (записи фіксованого формату); об'єктно-орієнтована; об'єктно-реляційна.

На думку Р.Ф. Томлінсона, кожна з цих моделей має свої переваги і недоліки.

Реляційна модель. Переваги: проста структура, оптимізована для можливостей побудови запитів і аналізу, працює швидко і ефективно завдяки прямому доступу до даних. 90% всіх даних у світі зберігаються саме в цій моделі.

Недоліки: дає обмежене уявлення реального світу. Володіє обмеженою гнучкістю побудови запитів і управління даними.

Об'єктно-орієнтована модель. Переваги: забезпечує дуже складне уявлення реального світу. Підтримує множинні рівні узагальнення, об'єднання та асоціації. Добре поєднується з методами імітаційного моделювання. Можливо множинне синхронне оновлення (контроль версій).

Недоліки: комплексні моделі більш складні для розробки та побудови (критичним є вибір об'єктів). Складно проводити обмін з іншими базами даних (імпорт і експорт). Великі та складні моделі сповільнюють швидкість роботи.

Об'єктно-реляційна модель. Переваги: об'єкти є факультативними відносно до реляційної моделі та використовуються головним чином для підтримки цілісності реляційної бази даних і для створення спеціального режиму роботи. Розширені таблиці реляційної бази даних використовуються для документування правил атрибуції, мережних правил, правил поділу і злиття, а також правил побудови просторових відносин.

Недоліки: ця модель є компромісом між об'єктно-орієнтованою і реляційною моделями. Не відбувається інкапсуляції даних.

Засоби зв'язку користувача з середовищем ГІС (інтерфейс користувача) – дуже важливий елемент функціонування всієї системи. Користувач може безпосередньо або за допомогою оператора взаємодіяти з ГІС, наприклад звертаючись до бази даних, а може в якості кінцевого користувача використовувати матеріали у своїй роботі, допустимо, приймаючи архітектурні рішення на основі ряду запропонованих варіантів, навіть не уявляючи, яким шляхом ці варіанти були створені. Запити підрозділяють на явні і неявні: наприклад, подвійне клацання миші на об'єкті задає неявним чином вивід на екран змістовних відомостей про нього, що заздалегідь запрограмовано виробником програмного забезпечення. Для явних запитів використовуються діалогові вікна або яка-небудь спеціальна мова запитів, наприклад SQL. Прийнято виділяти декілька типів інтерфейсів:

команди – спеціальні записи, які оператор повинен набрати в командному рядку, наприклад сору (копіювати файл), print (роздрукувати файл), sort (сортувати файли) і т.д. Для цих цілей раніше в більшості випадків використовувалися англійські слова, але зараз майже весь програмний продукт пропонується користувачеві русифікованим. Для тих, хто не володіє англійською мовою було складно в точності, дотримуючись всіх правил орфографії і пунктуації, набирати різноманітні команди, враховуючи ще й те, що кількість команд може наближатися до тисячі;

меню – текстові або піктографічні, які дозволяють вибрати будь-яку команду з можливого в даний час їх переліку, що задається словесно (текстові меню) або у вигляді схематизованої чи символічної фігурки, наприклад зображення принтера (піктографічні меню);

вікна – одночасний або послідовний вивід на екран зображень або тексту (в тому числі і гіперзображень і гіпертексту, коли окремі виділені об'єкти або слова як би переводять користувача на інший рівень і дають більш детальне зображення, пояснення терміну та ін.) Причому в різних вікнах може демонструватися один і той самий об'єкт, допустимо, при різних кутах його нахилу, зі зміною масштабу, з його «розрізом» за профілями і т.д.;

комбіновані способи – іноді поєднують відразу всі віще зазначені типи інтерфейсів. Ефективні діалогові підходи, чкі дозволяють шляхом вибору відповідей на питання досягати необхідного результату.

Активно розвиваються сенсорні (дотикові) методи інтерфейсу, коли користувач дотиком пальця до екрану управляє роботою комп'ютера.