Особенности организации данных в геоинформационных системах
ГИС, как системы обработки пространственно-временной информации относятся к классу информационных систем. Они имеют общие, присущие всему классу, и индивидуальные, присущие только ГИС, свойства. К особенностям ГИС следует отнести наличие больших объемов информации. Кроме того, они отличаются специфичностью организации и структурирования моделей данных. Следует учесть, что работа в геоинформационных системах имеет некоторые особенности, в частности вся информация является пространственно распределенной
ГИС характеризуются разнообразием графических данных со специфическими их частями и связями. В частности, карта может быть рассмотрена как двухмерная аналоговая модель, отображающая трехмерное пространство (пример-карта рельефа, карта геофизических полей).
Данные реального мира, отображаемые в ГИС, можно рассматривать с учетом трех аспектов:
-пространственного
-временного
-тематического
Пространственный аспект связан с определением местоположения.
Временной -с изменениями объекта или процесса с течением времени, в частности от одного временного среза к другому (пример временных данных - результаты переписи населения).
Тематический- обусловлен выделением одних признаков объекта и исключением из рассмотрения других.
Все измеримые параметры моделей геоинформационных данных подпадают под одну из этих характеристик: место, время, предмет.
Затруднительно исчерпывающим образом описать сразу все три эти характеристики. Поэтому, при построении моделей данных на основе наблюдений явлений реального мира один параметр считают «неизменным», изменения другогозадаются и при этом измеряют изменения третьего параметра.
Зафиксировав географическое положение и изменяя время, можно получить временные ряды данных. Зафиксировав время и изменяя географическое положение, получаем данные по профилям. Временной аспект, как правило, включает три фактора – долговременный, средне временный и оперативный. С этим фактором связана характеристика качества информации – актуальность и процедура актуализации данных. Актуализация данных – это процедура обновления данных для приведения их в соответствие с изменениями в объективной реальности объектов исследования или среды. Временной аспект данных в ГИС определяется классом решаемых задач. Оперативность актуализации в некоторых системах может составлять годы (изученность территории различными методами исследований), либо минуты (анализ чрезвычайных ситуаций, военная разведка).
Тематическая информация не ограничена. Именно она создает возможность использования ГИС как универсальной системы для решения разнообразных задач. Мало того, именно тематическая информация является в большинстве случаев основной, в то время как пространственная информация служит связующим звеном для объединения, сопоставления, поиска и интерпретации разнообразной тематической информации.
В ГИС-технологиях для определения места используют один класс данных – пространственные данные (координаты), для определения параметров времени и тематической направленности - другой класс данных – содержательные данные (атрибуты). Метаданные содержат общую характеристику совокупности данных.
Рис.7 Представление данных в геоинформационных системах
С формальной позиции информатики любое пространство можно представить бесконечным множеством точек, каждая из которых фиксирована по координатам, и для каждой из этих точек задан ряд атрибутов - качественных и количественных параметров (геологических, геохимических, геофизических и т.п.), соответствующих структуре, свойствам, состоянию и истории развития этого пространства или его локального фрагмента. Подобное определение является исчерпывающим, но неприемлемым в смысле ограниченности вычислительных ресурсов, которыми мы реально располагаем. Кроме того, удобнее использовать некоторые элементарные множества точек, к которым применимы формальные преобразования в вычислительных процедурах.