Історія становлення та сфери застосування ГІС.

Існує кілька версій звідки походять перші геоінформаційні системи: зі Сполучених Штатів, де метою їх створення було забезпечення точності ракетних стрільб, або ж з Канади, де перед державним департаментом природного середовища гостро постало питання систематизації великих обсягів накопичених картографічних та довідкових даних.

Перші ГІС були доступні лише для великих установ, оскільки вимагали значних площ для розміщення обчислювальної апаратури та банків просторових даних у вигляді перфокарт або перфострічок. Широковідомі сьогодні ГіС-продукти почали з'являтись у 80-х роках минулого століття: у 1982 році вийшли AutoCad та AcrInfo, наприкінці 80-х з'явилася MapInfo. Але тільки у 1994 році вийшла ГІС ArcView 2.0 компанії ESRI, що мала працювати на звичайних персональних компьютерах, і тому робила ГІС доступними і для невиличких компаній та організацій. Найбільш поширені сьогодні ГІС в сферах:

1)геодезіяї та картографія: ГІС використовуються для обробки матеріалів польового знімання, зберігання та оновлення картографічних матеріалів, підготовки до друку та видання карт;

2)навігаційні ситеми та системи моніторингу транспорту: можливості ГІС по відображенню значних обсягів різнотипних картографічних даних дозволяють в реальному часі відстежувати місцезнаходження та рух транспортних засобів;

3)муніципальні системи: на ГІС покладаються завдання зберігання різноманітної просторової інформації та пов'язаних з об'єктами документів (плани території, земельно-кадастрова інформація, інформація по об'єктах нерухомості, комунікації, та пов'язані з об'єктами креслення, дозволи, рішення та інші документи);

4)моніторинг навколишнього природного середовища: саме спеціалісти цієї сфери першими розпочали роботи по створенню ГІС для зберігання значних масивів просторової інформації та її аналізу - тому в цій сфері ГІС відіграють дуже важливу роль;

5)військова справа: діяльність військових формувань завжди вимагали максимально точних та детальних відомостей про місцевість, на якій плануються або проводяться військові та спеціальні операції, тому геодезія та картографія завжди були на службі військовій справі - сьогодні, як для підготовки військово-топографічних карт, так і беспосередньо для прийняття рішень використовують ГІС.

Останнім часом геоінформаційні системи вдало впроваджуються також в сферах:

6)сільського господарства: сільськогосподарське виробництво - одна з галузей, де просторова інформація (місцерозташування ділянок, що оброблюються, їх площі, характерні умови місцевості, розташування доріг) має ключове значення, і тільки фінансові можливості підприємств цієї галузі стримують впровадження сучасних ГІС в процес управління;

7)на підприємствах зв'язку та енергетики: для підприємств цієї галузі характерна наявність об'єктів управління, розсереджених на значних територіях і тому саме ці галузі вимагають систем, здатних оперувати просторовою їнформацією;

8)управління бізнесом: в останні роки бізнес стає все більш розгалудженим (філіали підприємств в різних містах та країнах, мережі магазинів та складів), що означає необхідність оперувати даними про певні іноді досить великі території, вирішувати складні транспортні задачі, аналізувати та порівнювати дані про власну діяльність та діяльність конкурентів в різних регіонах;

9)в інформаційно-довідкових системах: глобалізований світ вимагає від людей мати уявлення не тільки про своє місто чи регіон, але і про інші, здійснювати робочі поїздки в різні регіони, звідси виникає потреба в інформації не тільки про факт існування певних об'єктів, але і про їх точне місцерозташування, взаємне положення, шляхи, по яким до них можна дістатися.

Апаратно-програмний комплекс ГІС.

ГІС – це “апаратно-програмний людино-машинний комплекс, що забезпечує збір, обробку, відображення і розповсюдження просторово-координованих даних, інтеграцію даних і знань про територію для їх ефективного використання при вирішенні наукових і прикладних географічних завдань, пов'язаних з інвентаризацією, аналізом, моделюванням, прогнозуванням і управлінням навколишнім середовищем і територіальною організацією суспільства".

Дані та інформація

Інформація — це відомості про навколишній світ (об'єкти, явища, події, процеси тощо), які зменшують міру наявної невизначеності, неповноти знань, відчужені від їх творця та які стали повідомленнями (вираженими певною мовою у вигляді знаків, у тому числі й записаними на матеріальному носії). їх можна відтворювати шляхом передачі людьми усним, письмовим або іншими способами (за допомогою умовних сигналів, технічних та обчислювальних засобів та ін.).

Обов'язкові атрибути інформації:1)матеріальний носій інформації;2)джерело іфнормації; 3)отримувач інформації;4)канал зв'язку між джерелом і отримцвачем.

Інформація має такі властивості:

1) інформація достовірна, якщо вона відображає істинний стан справ, не містить перекручень;

2) інформація повна, якщо її достатньо для розуміння і прийняття рішень;

3) інформація чітка й зрозуміла, якщо вона виражена мовою, якою спілкуються ті, для кого вона призначена;

4) цінність, якість інформації — це міра розширення, розвитку тезауруса (систематизованого словника понять із зазначенням смислових зв'язків між ними, тобто сукупності відомостей, які має у своєму розпорядженні користувач або система) сприймаючою стороною під час приймання та інтерпретації повідомлення, міра зниження стану невизначеності економічного суб'єкта, міра просування до мети;

5) адекватність інформації — це певний рівень відповідності, що створюється за допомогою отриманої інформації, образу реального об'єкта, процесу, явища та ін.

Таким чином, інформація має бути достовірною, переконливою, повною, точною, корисною, новою, оперативною та актуальною.

Дані — це інформація, подана у формалізованому вигляді, прийнятому для опрацювання автоматичними засобами за можливої участі людини (вхідні, вихідні дані, база даних тощо).

Інформація класифікується за видами.

Наукова інформація найбільш повно відображає об'єктивні закономірності природи, суспільства, мислення. За галузями одержання або користування її поділяють на політичну, технічну, біологічну, фізичну тощо, за призначенням — на масову і спеціальну.

У системах організованого управління виокремлюють економічну інформацію, пов'язану з управлінням людьми.

Економічна інформація відображає процеси виробництва, розподілу, обміну і споживання матеріальних благ і послуг У зв'язку з тим, що економічна інформація пов'язана переважно із суспільним виробництвом, її часто називають виробничою інформацією

Кодування інформації.

При передачі по каналах зв'язку завжди виникають помилки. Причини їх можуть бути різні, але результат видається один – дані спотворюються і не можуть бути використані на прийомній стороні для подальшого опрацювання. Як правило, можливість перекручування біта в потоку переданих даних на рівні фізичного каналу знаходиться в межах 10²...10^-6. У той же час із боку користувачів і багатьох прикладних процесів часто висовується вимога до можливості помилок у прийнятих даних не гірше
10^-6... 10^-12. Боротьба з виникаючими помилками ведеться на різних рівнях семирівневої моделі OSI (в основному на перших чотирьох). Для боротьби з виникаючими помилками відомо багато різноманітних способів.

В одному із способів на передавальній стороні передані дані кодуються одним із відомих кодів із виправленням помилок. На приймальній стороні, відповідно, проводиться декодування прийнятої інформації і виправлення виявлених помилок. Можливість застосовуваного коду з виправленням помилок залежить від числа надлишкових бітів, що генеруються кодером. Якщо внесена надмірність невелика, тобто існує небезпека того, що прийняті дані будуть містити незнайдені помилки, це може призвести до помилок у роботі прикладного процесу. Якщо ж використовувати код із високою виправлювальною здатністю, то це приводить до низької швидкості передачі даних. Таким чином, знання теорії завадостійкого кодування дозволяє визначити оптимальні параметри завадостійкого коду в залежності від поставленої задачі.

Дані у ГІС та їх ввід.

Введення даних є обов'язковою операцією, необхідною для функціонування ГІС. Для різних типів даних розроблені спеціальні технології введення, що відповідають функціональним можливостям, включеним до складу програмного ГІС-забезпечення, розроблені спеціалізовані периферійні пристрої.

Як вихідні матеріали, з яких виконується введення даних у ГІС, у наш час використовуються:
- топографічні карти;
- загальногеографічні карти різного тематичного змісту;
- архітектурні плани і плани землевпорядкування;
- дані дистанційного зондування Землі (ДЗЗ);
- матеріали польової інструментальної зйомки;
- стандартні статистичні звітні форми в паперовому й електронному поданні;
- текстові джерела, фотографії й ілюстрації;
- рукописні карти і тексти.

Залежно від типу джерел вхідних даних застосовуються різні технології введення даних. У першу чергу розділяються методи введення просторових і атрибутивних даних, для чого розроблені різні види графічних і табличних редакторів. Залежно від виду і якості вхідних матеріалів можуть використовуватися методи ручного або автоматизованого введення.
Основний вплив на вибір джерел даних і технологію їхнього введення чинить сфера застосування оброблюваної в ГІС інформації. Залежно від цілей роботи розрізняються вимоги до просторової і семантичної точності вхідних даних, часу їх збирання (створення), методів попередньої підготовки і формалізації даних. інформації.
Введення даних, незважаючи на впровадження автоматизованих технологій, як і раніше, залишається найбільш складною і трудомісткою операцією при створенні і функціонуванні ГІС. Найбільш часто використовуються технології сканування паперових картографічних матеріалів, геометрична корекція сканованого зображення для усунення просторових похибок, цифрування паперових або сканованих карт із використанням ручної або напівавтоматизованої технології розпізнавання картографічних об'єктів.
Обов'язковим елементом введення даних є вибірковий або повний контроль точності і повноти введення.