1.5 Геоінформаційні системи і технології

1.5.1. Загальні положення

Великі об’єми дослідницької інформації, необхідність прийняття оперативного рішення при прискорених темпах зміни стану навколишнього середовища під впливом антропогенного навантаження вимагають застосування ефективних засобів збору, збереження, аналізу і відображення просторової інформації з можливістю її використання для екологічного управління на локальному, регіональному та глобальному рівнях. Усім потребам відповідають геоінформаційні системи (ГІС) і технології.

ГІС – це сучасна комп’ютерна технологія для картографування та аналізу об’єктів навколишнього середовища, що об’єднує операції при роботі з базами даних з повноцінною візуалізацією і географічним (просторовим) аналізом, які надає географічна карта.

В українському законодавстві геоінформаційні системи - це сучасні комп’ютерні технології, що дають можливість поєднати модельне зображення території (електронне відображення карт, схем, космо-та аерозображень земної поверхні) з інформацією табличного типу (різноманітні статистичні дані, списки, економічні показники тощо).

Геоінформаційні системи і технології почали розробляти на початку сімдесятих років ХХст. для ландшафтної архітектури та генерального планування. Нині цю технологію широко застосовують в установах і екологічних дослідженнях, пов’язаних із земною поверхнею: в екологічних і кадастрових службах, при розвідці і видобутку корисних копалин, в аналізі розташування джерел забруднення і антропогенного навантаження територій, при виявленні масштабів деградації флори, фауни і ерозії ґрунтів тощо.

Географічні інформаційні системи виникли шляхом інтеграції географії, картографії, екології, інформатики, теорії інформаційних систем, комп’ютерної техніки і програмування, фотограмметрії, математики та інших дисциплін.

Застосування ГІС пов’язане з наступним:

• наявність великих обсягів екологічної та іншої інформації і її динамічний характер в природно-антропогенних системах, унаслідок чого стає неефективним використання традиційних методів обробки емпирічних даних;

• багатоваріантний характер розвитку подій і потреба в прогнозуванні зміни ситуації;

• вплив на процес прийняття рішень суб’єктивної інтерпретації оброблювальних даних з боку персоналу.

У сфері екологічного управління можна виділити кілька напрямів спеціалізації ГІС:

• для управління територіями (національний, регіональний, місцевий та об’єктовий рівні);

• для ведення кадастрів природних ресурсів;

• моніторингові ГІС ( національний, регіональний, місцевий та об’єктовий рівні);

• диспетчерські, прикладні, довідково-інформаційні ГІС;

• для геопросторових, тематичних і спеціалізованих банків даних;

• для корпоративних систем управління.

Основою ГІС є дані з просторовими координатами, які зв’язані з конкретними об’єктами на місцевості, і необхідні дані для побудови розрахункових моделей природних систем і процесів.

Просторова організація систем даних, які оформлюються в окремі тематичні шари цифрової карти, дає змогу зіставляти різні типи даних і виявляти кореляційні залежності між ними. Тематичні шари карти можна накладати один на одного, утворюючи нові сполучення даних, і виявляти нові закономірності природних процесів. Можливості ГІС забезпечують об’єднання і накладання один на одного будь яких типів даних, які можна зобразити на карті. Внаслідок чого установлюються залежності між здоров’ям населення і різноманітними (природними, демографічними, техногенними, економічними) факторами, кількісна оцінка впливу і розповсюдження забрудненнь на стан локальних і регіональних екосистем та їх складових, виявлення чисельності і щільності ареалів поширення рідкісних видів тварин і рослин. Результати розрахунків можна накладати на карти рослинності, сільгоспугідь, житлових масивів, що дозволяє оцінювати наслідки забруднення довкілля шкідливими речовинами, приймати оперативні рішення по їх корегуванню.

Геоінформаційна система включає апаратні засоби, програмне забезпечення, дані щодо просторового розташування об’єктів (географічна інформація).

Сучасні ГІС працюють на різних типах комп’ютерних платформ – від централізованих серверів до окремих або зв’язаних мережею персональних комп’ютерів.

Ключовими елементами програмних продуктів ГІС є інструменти для введення географічної інформації; система управління базами даних (СУБД); інструменти підтримки просторових запитів, аналізу і візуалізації (відображення); графічний інтерфейс користувача для зручного доступу до інструментів та функцій.

В процесі управління ГІС зв’язує описову інформацію, організовану у таблиці реляційної бази даних, з просторовими географічними об’єктами, що і є головною відмінністю її від інших інформаційних систем.

Географічна інформація містить відомості щодо просторового розташування об’єктів – географічні координати, адресу, поштовий індекс, ідентифікатор земельної чи лісової ділянки тощо, і підлягає геокодуванню.

Сучасні ГІС мають багато потужних інструментів для просторового аналізу , кінцевим результатом якого є представлення даних у вигляді карти або діаграми.

ГІС забезпечує якісно новий шлях розвитку екологічного картографування. Електронна карта, яка формується на екрані монітора, являється динамічним об’єктом. Можна змінювати її масштаб, зміст, проекцію, спосіб відображення обстановки. Комп’ютерні карти організовані пошарово. Кожен шар містить певну кількість об’єктів, за бажанням можна включити або відключити окремі шари карти.

За допомогою ГІС можна отримати повнокольоровий аркуш карти, доповнений звітами, тримірними зображеннями, діаграмами, фотографіями та мультимедійними засобами.