Частина І. Геоінформаційні технології в сучасному світі

Розділ 1. Геоінформаційні технології в сучасному світі
1.1. Інформатика і геоінформатика
1.2. Визначення ГІС. Відмінність ГІС від інших інформаційних систем
1.3. Історія розвитку геоінформаційних технологій Частина 1 Частина 2
1.4. Функції й галузі застосування ГІС і геоінформаційних технологій
1.5. Геоінформатика, геоінформаційні технології і географія

Розділ 2. Апаратне забезпечення геоінформаційних систем і технологій
2.1. Загальна характеристика апаратного забезпечення ГІС
2.2. Комп'ютер як складова частина ГІС
2.2.1. Класифікація комп'ютерів
2.2.2. Складові частини ПК та їх характеристики Частина 1 Частина 2
2.3. Пристрої збору і введення інформації Частина 1 Частина 2
2.4. Пристрої візуалізації і подання даних
2.5. Тенденції розвитку апаратного забезпечення

Частина II. ОСНОВИ ГЕОІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Розділ 3. Атрибутивна інформація в ГІС
3.1. Способи подання атрибутивних даних
3.2. Бази даних як подання об'єктів реального світу
3.3. Моделі даних
3.3.1. Ієрархічна модель даних
3.3.2. Мережна модель даних
3.3.3. Реляційна модель даних
3.3.4. Об'єктно-орієнтована модель даних
3.4. Функціонування баз даних
3.5. Керування даними в ГІС

Розділ 4. Методи формалізації просторово-розподіленої інформації
4.1. Просторова інформація в ГІС
4.2. Растрове подання просторових даних
4.2.1. Загальна характеристика
4.2.2. Ієрархічні растрові структури
4.2.3. Стиснення растрових даних
4.3. Векторне подання метричних даних
4.3.1. Точкова полігональна структура
4.3.2. DIME-структура
4.3.3. Структури «дуга-вузол»
4.3.4. Геореляційна структура
4.3.5. TIN-модель
4.4. Вибір способу формалізації і перетворення структур даних

Розділ 5. Технології введення просторових даних
5.1. Введення даних у ГІС
5.2. Джерела вхідних даних для ГІС
5.2.1. Картографічні матеріали
5.2.2. Дані дистанційного зондування Землі
5.2.3. Дані електронних геодезичних приладів
5.2.4. Джерела атрибутивних даних
5.3. Технології цифрування вхідних даних
5.3.1. Автоматизоване введення даних
5.3.1.1. Сканування
5.3.1.2. Векторизування
5.3.1.3. Геокодування
5.3.2. Ручне введення даних. Апаратне та екранне дигітизування
5.3.2.1. Апаратне дигітизування
5.3.2.2. Екранне дигітизування
5.3.2.3. Автозахоплення і автотрасування
5.3.2.4. Редагування існуючих картографічних об'єктів
5.3.2.5. Введення і редагування з використанням існуючих графічних об'єктів
5.3.2.6. Групове редагування
5.4. Контроль якості створення цифрових карт

Розділ 6. Подання інформації в ГІС
6.1. Візуалізація інформації в ГІС
6.2. Методи і технології візуалізації інформації в ГІС
6.2.1. Подання картографічних шарів
6.2.2. Подання екранних видів (вікон)
6.2.3. Подання векторних об'єктів
6.2.4. Подання поверхонь і растрових карт
6.3. Тематичне картографування. Картодіаграми
6.3.1. Ранжовані діапазони
6.3.2. Стовпчасті та кругові діаграми
6.3.3. Ранжовані символи
6.3.4. Точки із заданими вагами
6.3.5. Індивідуальні значення
6.3.6. Легенди тематичних карт і картодіаграм
6.4. Карти як результат і засіб візуалізації
6.5. Програмні і технічні засоби візуалізації картографічної інформації
6.5.1. Електронні атласи
6.5.2. ГІС-в'юери
6.5.3. Системи автоматизованого картографування

Частина III. ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ ПРОСТОРОВОГО АНАЛІЗУ І МОДЕЛЮВАННЯ

Розділ 7. Аналітичні можливості сучасних інструментальних ГІС
7.1. Загальна характеристика
7.2. Картометричні операції
7.3. Операції вибору
7.3.1. Запити за місцем розташування
7.3.2. Запити за атрибутами
7.4. Рекласифікація
7.5. Картографічна алгебра
7.5.1. Локальні операції
7.5.2. Операції сусідства
7.5.3. Зональні операції
7.5.4. Глобальні операції
7.6. Статистичний аналіз
7.7. Просторовий аналіз
7.7.1. Побудова буферів
7.7.2. Аналіз географічного збігу і включення
7.7.3. Аналіз близькості
7.7.4. Зонування території за допомогою полігонів Тиссена-Вороного
7.8. Оверлейний аналіз
7.9. Аналіз рельєфу
7.9.1. Цифрові моделі рельєфу та їх побудова
7.9.2. Аналіз рельєфу з використанням цифрових моделей рельєфу
7.9.3. Аналіз гідрографічної мережі
7.9.4. Пакет «Рельєф-процесор»
7.10. Мережний аналіз
7.10.1. Географічні мережі
7.10.2. Мережний аналіз

Розділ 8. Геостатистичний аналіз і моделювання
8.1. Геостатистичне моделювання
8.2. Просторова інтерполяція
8.3. Детерміновані методи просторової інформації
8.3.1. Глобальні методи інтерполяції
8.3.2. Локально-детерміновані методи інтерполяції
8.4. Локально-стохастичні методи просторової інтерполяції і геостатистичне моделювання
8.4.1. Принципи геостатистичного моделювання
8.4.2. Побудова і оптимізація варіограмної моделі
8.4.3. Моделювання поверхонь та їх оцінка
8.4.4. Різновиди локально-стохастичної інтерполяції
8.5. Вибір методу інтерполяції

Частина IV. ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ І ГЕОІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ

Розділ 9. Програмні засоби для роботи з просторовими даними
9.1. Загальна характеристика
9.2. Програмні засоби ГІС

Розділ 10. Комерційні ГІС-пакети
10.1. Програмне ГІС-забезпечення компанії ESRI (США)
10.1.1. Сімейство програмних пакетів ArcGIS
10.1.2. Настільні інструментальні ГІС-сімейства ArcGIS
10.1.2.1. Загальна характеристика
10.1.2.2. Пакет ArcView
10.1.2.3. Система ArcInfo
10.2. Програмні ГІС-пакети фірми Intergraph
10.2.1. Багатогалузеве модульне середовище ГІС — MGE
10.2.2. Сімейство пакетів GeoMedia/GeoMedia Professional
10.3. Сімейство програмних продуктів фірми Bentley Systems
10.3.1. Пакет MicroStation
10.3.2. Основні додатки на базі MicroStation
10.4. Програмні продукти компанії Autodesk
10.5. Програмні пакети GeoniCS
10.6. ГІС-пакет MapInfo Professional
10.7. Пакет ГІС і обробки просторової інформації IDRISI
10.8. Пакет PCRaster
10.9. Пакет GeoDraw/GeoGraph
10.10. Програма створення і оновлення цифрових карт Digitals
10.11. Тенденції розвитку програмного ГІС-забезпечення

Розділ 11. Сучасні геоінформаційні системи
11.1. Класифікація сучасних ГІС
11.2. Великі ГІС-проекти
11.2.1. Електронний атлас України
11.2.2. Глобальні геоінформаційні системи
11.3. Технології «клієнт-сервер» і Internet-технології в ГІС
11.3.1. Розподілені бази даних
11.3.2. Internet-сервіси і ГІС

Післямова
Словник термінів
Словник абревіатур
Використана література
Рекомендована література

ПЕРЕДМОВА

Характерною рисою сучасного розвитку людства є перехід до інформаційного суспільства. Інформаційні технології все більше охоплюють різні сфери людського життя. Особливий інтерес для географів і представників інших наук, пов'язаних з використанням просторово-координованої інформації, становлять геоінформаційні технології, що дозволяють залучити до дослідження, практичної діяльності і навчання наймогутніший потенціал електронно-обчислювальної техніки і новітніх, у тому числі космічних технологій.
За своїм характером геоінформаційні технології являють собою сучасну інформаційну технологію географії, геології, екології та багатьох інших як природознавчих, так і соціально-економічних та інженерних наук, яка дозволяє істотно підвищити їх потенціал. Більш того, геоінформаційні технології сьогодні вже широко використовуються в найрізноманітніших науках, до яких, крім названих вище, входять також сільськогосподарські, економічні, суспільні науки, будівництво і архітектура, військова і бібліотечна справи, регіональне управління, бізнес, комерція та ін. На сайті компанії ESRI, США, світового лідера в галузі виробництва програмного ГІС-забезпечення, наприклад, наводиться перелік спеціальностей, у рамках яких використовуються програмні ГІС-продукти цієї фірми, він налічує більше 80 найменувань.
Будучи синтезом досягнень у багатьох галузях знання, у тому числі загальної інформатики, комп'ютерного проектування (CAD/ САПР), теорії інформаційних систем, географії, картографії та ряду інших, геоінформаційні технології на сьогодні є собою досить складним комплексом, що вимагає спеціального вивчення. Теоретичні, технологічні і прикладні аспекти роботи з просторово-координованою інформацією розглядає нова наука - геоінформа-тика, що сформувалася в останні десятиріччя як результат бурхливого розвитку геоінформаційних систем і технологій. Основи геоінформаційних систем і технологій у наш час вивчаються в багатьох вищих навчальних закладах.
Одним із перших вищих навчальних закладів в Україні, де почали вивчатися основи геоінформатики, був Одеський державний (нині - національний) університет ім. І.І. Мечникова, на геолого-географічному факультеті якого викладання основ геоінформатики, ГІС було започатковано в 1992 році. Накопичений за ці роки досвід значною мірою використаний при написанні даного навчального посібника.
При підготовці посібника також використані: монографії вітчизняних та зарубіжних видань з проблеми, публікації в періодичних вітчизняних та міжнародних виданнях, матеріали міжнародних конференцій з географічних інформаційних систем і географічної інформації в Україні, Росії, країнах Західної Європи (європейських конференцій EGIS, EGIS/MARI, JEC GI, форумів ГІС-Асоціа-цій Росії і України та ін.), учасниками більшості з яких були автори, а також матеріали Інтернет, у тому числі офіційних сайтів основних виробників програмного ГІС-забезпечення - компаній ESRI (www.esri.com), Intergraph (www.intergraph.com), Mapping Information Systems (www.mapinfo.com), Bentley Systems (www.bentley.com), Autodesk (www.autodesk.ru), Лабораторії IDRISI Університету Кларка, США (www.idrisi.clarku.edu) та ін.
Навчальний посібник складається з одинадцяти розділів, згрупованих в чотири частини, які являють собою однорідні за змістом модулі — структурні одиниці вивчення навчальної дисципліни. У першій частині (два розділи) розкривається зміст поняття «геоінформатика», історія розвитку геоінформатики, її місце і роль серед інших наук, а також надається характеристика апаратних пристроїв, що складають апаратну платформу ГІС і геоінформаційних технологій. Друга частина (об'єднує чотири розділи) присвячена основам геоінформаційних технологій, тобто технологій роботи з просторово-координованою інформацією, включаючи формалізацію просторової інформації, її введення і представлення. У третій частині, яка складається з двох розділів, розглядаються геоінформаційні технології просторового аналізу і моделювання, реалізовані як в комерційних ГІС-пакетах, так і в спеціалізованих програмних продуктах. У заключній четвертій частині, яка складається з трьох розділів, розглядаються програмні засоби для роботи з просторовими даними, програмний комплекс ГІС і комерційні ГІС-пакети — лідери програмного ГІС-забезпечення у світі і в Україні, проблеми класифікації сучасних геоінформаційних систем і, як приклади реалізації великих ГІС-проектів — Електронний атлас України, Глобальний банк природно-ресурсної інформації GRID і Геоінформаційна система Європейського Співтовариства CORINE.
Для контролю засвоєння знань у кінці кожного розділу наводиться список питань і завдань для самоперевірки, які в сукупності складають перелік питань екзаменаційних білетів з курсу «Основи геоінформатики, ГІС» для неінженерних спеціальностей. Автори сподіваються, що корисними при вивченні курсу будуть словники основних термінів і абревіатур, розміщені в кінці посібника.
За приємний обов'язок автори вважають висловити подяку за позитивну оцінку посібника рецензентам: доктору геолого-мінералогічних наук, професору, завідувачу кафедри прикладної екології Одеського державного екологічного університету Т.А. Сафранову, доктору географічних наук, професору, завідувачу кафедри економічної і соціальної географії Одеського національного університету ім. І.І. Мечникова О.Г. Топчієву і доктору сільськогосподарських наук, професору, завідувачу кафедри ґрунтознавства і агрохімії Миколаївського державного аграрного університету С.Г. Чорному.
Автори будуть вдячні читачам за конструктивні зауваження і пропозиції щодо навчального посібника, які будуть враховані у наступному виданні, а також при підготовці підручника з геоінфоматики. Зауваження і пропозиції можна надсилати за адресою: Шампанський пров., 2, Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова, геолого-географічний факультет, м. Одеса, 65058.