Географическая информационная система (ГИС) — это автоматизированная система сбора, обработки, анализа и представления пространственных данных (геоданных). Используя специальное аппаратное и программное обеспечение, можно связать, оценить и отобразить широкий спектр геоданных. Инструментарий ГИС постоянно совершенствуется и становится доступным для новых групп пользователей.
В отличие от других непространственных информационных систем, т.е. электронный библиотечный каталог, ГИС — это не просто база данных с фактическими данными, в которой, например могут храниться в таблицах. Особенностью ГИС является пространственная привязка в виде геометрических данных, которые также записываются и управляются в цифровом виде. Геометрические данные описывают форму и положение геообъектов, т.е. как координаты точек или линий.
Геометрия и фактические данные вместе составляют базу данных ГИС. Например, геометрические данные могут состоять из площадей всех муниципалитетов федеративного государства, тогда как фактические данные более подробно описывают население каждого из этих муниципалитетов (население, возрастная структура, профессиональный состав и т. д.). Фактические и геометрические данные динамически связаны в ГИС, и их можно запрашивать, оценивать и отображать вместе. В приведенном выше примере вы можете запросить сообщества с определенным минимальным количеством жителей, и результат может быть отображен на экране в картографическом виде.
Однако в ГИС пространственные привязки геообъектов, их близость или расстояние друг от друга, высота над уровнем моря и т. д. могут быть включены в запрос и учтены при анализе.
Аппаратное обеспечение, программное обеспечение и пространственные данные необходимы для создания ГИС. Аппаратное обеспечение ГИС включает в себя устройства для ввода геоданных. Это сканеры для растровых данных, например для ввода обычных карт или аэрофотоснимков в качестве «изображения» и для оцифровки ввода векторных данных, например для ручной оцифровки точек, линий и площадей на простых бумажных картах.
Однако сегодня геоданные также могут передаваться в ГИС в виде данных изображений со спутников для дистанционного зондирования. Официальные топографические карты, покрывающие всю Россию, сегодня также доступны в цифровом виде. Так что сегодня выдержки из официальной топографо-картографической информационной системы передаются в ГИС. Введенные геоданные также можно распечатать. Оборудование для вывода ГИС также включает в себя широкоформатные принтеры для производства карт.
Благодаря своим функциям программное обеспечение ГИС является инструментом для администрирования, анализа и представления геоданных. Управление геоданными включает выбор в соответствии с контентом и пространственными критериями. Мощные функции анализа отличают ГИС от простой программы для компьютерной картографии: с их помощью можно оценивать самые разные комбинации данных, например оценка моделей высоты местности. В результате получаются не только визуальные, но и вычислительные комбинации геоданных на новых пространственных уровнях данных.
Например, высота уровня грунтовых вод может быть определена путем объединения данных о высоте местности с данными о расстоянии до уровня грунтовых вод и отображена в картографической форме. Соответствующие результаты могут быть представлены по-разному: в основном в виде карт, а также в виде диаграмм, трехмерных изображений, изображений и т. д., как на экране, так и в виде распечатки.
Первые ГИС были созданы в США в 1960-х годах, прежде всего для целей планирования землепользования. Первые геоинформационные системы были разработаны в США в начале 1960-х годов в области тематической картографии и компьютерных технологий. С распространением первых персональных компьютеров IBM ГИС пережила первоначальный бум и стала коммерческим продуктом. Сегодня их использование налажено как в деловой, так и в повседневной жизни.
ГИС-приложения
Основное различие можно провести между двумя типами географических информационных систем: WebGIS и настольной ГИС.
Первые обычно являются бесплатными онлайн-предложениями. Это означает, что данные находятся не на вашем собственном компьютере, а на центральном интернет-сервере. Внесение собственных данных невозможно, вы ограничены шаблонами и исследованием данных соответствующего поставщика и мало влияете на будущий выбор тем. Существующие данные могут быть запрошены и отображены в виде карт. Преимущества WebGIS заключаются в том, что не требуется установка и администрирование, а также устраняются усилия по сбору данных.
В отличие от WebGIS, в мобильную ГИС, а также в настольную данные можно вводить самостоятельно. Таким образом, также возможно графически реализовать результаты ваших собственных наблюдений. Кроме того, настольные ГИС имеют гораздо больше функций, чем Web версия. Недостатком, с другой стороны, является то, что их относительно часто сложно использовать, и за них взимается плата.
Самым известным программным обеспечением ГИС является NextGIS, которое и используется многими специалистами. Кроме того, существует несколько бесплатных настольных ГИС, таких как Quantum GIS (QGIS) с открытым исходным кодом и программа Spatial Commander, которую относительно легко освоить даже для новичков.
Области применения ГИС
ГИС все шире используются во всем мире в самых разных областях с географической привязкой (например, государственные геодезические службы, объекты снабжения и утилизации, пространственное планирование и региональное планирование и т. д.) и заменяют там обычные карты. Муниципальные водные компании могут использовать ГИС для записи своей сети трубопроводов на карту и, например, связывать с ней данные, которые предоставляют информацию о том, когда в последний раз обслуживались отдельные сети и участки труб.
Географические информационные системы также могут, среди прочего, направлять спасательные машины к месту чрезвычайной ситуации, контролировать парк грузовых автомобилей, анализировать распространение инфекционных заболеваний или вредных выбросов и определять потенциальную клиентскую базу розничного магазина. Новые возможности применения возникают в сфере туризма через городские информационные системы онлайн и виртуальные экскурсии по городу.
