Принципы построения структуры геоинформационных систем

Базовые наборы данных. Расширение сферы использования ГИС и интегрированных с ними технологий обусловливает огромное разнообразие выполняемых на их основе геоинформационных проектов разного территориального охвата, предметной специализации и проблемной ориентации. К принципиально новому классу проектов, начало разработки которых относится к середине 90-х годов, принадлежат программы и проекты создания национальных и международных региональных инфраструктур пространственных данных (ИПД). Главный мотив создания ИПД -- свобода и легкость доступа к информации со стороны государственных и коммерческих организаций и простых граждан, удобство информационного взаимодействия держателей и потребителей данных, устранение ведомственных информационных барьеров, дублирование сбора пространственных данных, их эффективное использование.

Сложность реализации и масштабность подобных проектов, требующих мобилизации немалых финансовых, организационных и интеллектуальных средств для решения комплекса задач, связанных с инфраструктурным обеспечением использования национальных и межнациональных информационных (и геоинформационных) ресурсов, позволяют утверждать, что их разработка относится к приоритетным направлениям развития мировой геоинформационной индустрии на ближайшие 5 -- 10 лет. Новые технологии позволяют усовершенствовать механизмы сбора, распространения, использования и картографического отображения географических (или геопространственных) данных. Вслед за США аналогичные проекты были предложены рядом национальных и международных организаций, среди них -- Глобальная ИПД GSDI, Канадская ИПД CGDI, ИПД Австралии и Новой Зеландии ASDI, Азиатско-Тихоокеанская ИПД APSDI, европейские национальные инициативы в рамках паневропейской программы EUROGI.

Многолетняя практика разработок концептуальных основ и реализации национальных ИПД позволила выделить в их составе три инвариантные составляющие:

базовая пространственная информация;

стандартизация пространственных данных;

базы метаданных и механизм обмена данными.

Кроме того, проекты некоторых национальных ИПД содержат четвертый компонент -- институциональную основу. Это институции, органы, механизмы координации, службы, обеспечивающие ее проектирование и реализацию. Этот компонент факультативен и включается в состав ИПД при отсутствии предпосылок и механизмов развертывания работ над ней.

Рассмотрим необходимые компоненты ИПД, проиллюстрировав особенности их реализации на конкретных региональных примерах в заключительной части всего раздела.

Под базовой пространственной информацией или базовыми наборами данных (БНД) в национальных ИПД принято понимать набор «базовых», «основных», наиболее необходимых слоев или групп слоев ГИС, соответствующий по своему содержащую цифровой карте-основе. К числу таких слоев принято относить геодезическую основу, рельеф, гидрографическую и транспортную сеть, административные границы. В зависимости от конкретных национальных условий и стратегии создания национальных ИПД этот перечень может дополняться другими элементами, которыми могут быть цифровые ортоизображения, населенные пункты, землепользование и т.д. Состав базовой информации определяется, с одной стороны, исходя из потребностей is ней потенциальных пользователей -- государственных. Коммерческих организаций и частных граждан и, с другой стороны, сообразуясь с наличием готовых наборов цифровых данных. Предполагается, что большинство элементов БНД може1 °ыть сгенерировано из уже существующих цифровых данных.

Некоторые из его элементов могут не иметь самостоятельного значения, например национальная база данных уличных адресов физических и юридических лиц, которая предназначена лишь для создания производных БД путем адресной привязки крупных наборов тематических данных (например, результатов переписей населения).

Для национального базового набора должен быть определен уровень пространственного разрешения (например, в терминах масштаба соответствующей цифровой карты-основы), который, в свою очередь, определит позиционную точность базовых данных. Атрибутика элементов базового набора должна быть минимальной.

Каждый его элемент должен покрывать территорию без пробелов. Должен существовать механизм ее перманентного обновления. Задача создания БНД возлагается обычно на специально созданный комитет ведущих ведомств, которые выполняют эту работу собственными силами или с привлечением коммерческих организаций и их объединений.

Среди его элементов могут быть назначены приоритеты, что и отражается в календарных планах работ, устанавливающих их этапность.

Как и для прочих данных национальной ИПД, для базовой информации устанавливается ее строгое соответствие стандартам (стандартизованным моделям данных, стандартам точности и качества, стандартам на метаописание данных и т.п.).

Базовая информация должна быть общедоступна. Различные национальные ИПД могут придерживаться разной ценовой политики, тем не менее общее правило ее формирования основано на том, что базовая информация должна распространяться по вполне общедоступным ценам, если не представляется возможными сделать ее бесплатной.

Изъятия из общих правил могут касаться особых категорий данных или пользователей: некоторые наборы могут объявляться бесплатными, для некоммерческих организаций и учебных заведений могут существовать скидки от базовых цен и т.п.

Таковы общие принципы организации национальной базовой информации.

4.1 Стандартизация пространственных данных

Сбор и обмен пространственными данными в национальном (и тем более в межнациональном и глобальном) масштабе требуют развитой и всеобъемлющей системы стандартов. Объектом стандартизации служат все составляющие геоинформапионных технологий: модели пространственных данных, форматы их представления, качество данных. Система должна быть иерархичной, основанной на стандартных общепринятых спецификациях в области компьютерных технологий, и включать базовые стандарты, спецификации моделей данных (растровой, векторной и т.п.) и данных по отдельным предметным областям пространственно-информационного моделирования. Они различаются также по назначению, форме и статусу. Наряду с государственными и отраслевыми стандартами, широкое распространение получили корпоративные промышленные стандарты, в том числе разрабатываемые частными фирмами и консорциумами производителей геоинформационных товаров и услуг.

Любой из стандартов должен строиться как часть некоторой более общей системы, он должен быть тщательно согласован с иными стандартами и их системами, к его разработке должен быть привлечен широкий круг специалистов, процедура разработки должна быть многоэтапна, открыта, «прозрачна» и контролируема. Дальнейшее развитие стандарта, его жизнеобеспечение и использование должно поддерживаться заранее созданной инфраструктурой.

Главные тенденции в деле стандартизации пространственных данных на национальном уровне и в рамках паневропейских и глобальных международных инициатив могут быть проиллюстрированы призерами деятельности Федерального комитета по географическим данным США FGDC, стандартами Европейского комитета по стандартизации CEN, стандартами ISO (MOC) и консорциума OGC.

Федеральный комитет по географическим данным США FGDC является межведомственной организацией, представляющей федеральные службы, связанные со сбором и обработкой пространственных данных, и крупных производителей программных средств ГИС, на которую возложены функции координатора работ над ИПД США NSDI. Уже в 1997 г. в его активе значилось 26 стандартов на цифровые пространственные данные, 4 из которых были полностью готовы (стандарт на метаданные CSDGM, стандарт обмена пространственными данными SDTS, стандарт на кадастровые данные и классификация переувлажненных местообитаний и водных ландшафтов), 7 находились в стадии завершения их обсуждения и подготовки к утверждению (3 из них утверждены к весне 1998 г.), 9 -- в стадии проекта (в той или иной версии), 6 -- в виде предложений. По данным на февраль 1999 г., общее число стандартов, разрабатываемых силами 15 рабочих групп и подкомитетов, возросло до 32 (из них 9 стандартов были утверждены). К утвержденным ранее стандартам добавились: расширения («профили») SDTS и CSDGM, стандарты на цифровые ортоизображения, позиционную точность, классификаторы почв и растительности и др. На начало декабря 1999 г. число утвержденных стандартов достигло 16, а к октябрю 2002 г. -- 19. Всего к этому времени в активе FGDC значилось 37 стандартов.

Разработка стандартов FGDC -- многоэтапный процесс. Он состоит из пяти стадий, каждая из которых включает по меньшей мере один этап. Первая стадия -- заявка на разработку, ее оценка и рецензирование (этапы 1 и 2) -- предваряет вторую стадию пилот-проекта, подготавливаемого одним из подкомитетов или рабочих групп FGDC для инициации его дальнейшей разработки (этап 3). Цель третьей стадии -- подготовка рабочего текста проекта к внутреннему и внешнему рецензированию рабочей группой Разработчиков (этапы 4 и 5). Стадия рецензирования включает 5 этапов (6--11): согласно регламенту, организуется его публикация, публичное обсуждение, тестирование, обобщение всех поправок и комментариев, подготовка к утверждению на пятой, Финальной, стадии разработки (этап 12).

Одним из самых ранних стандартов FGDC был стандарт (спецификация) SDTS (Spatial Data Transfer Standard (Specification)). 2002 г. исполняется 10 лет с момента его утверждения. Стандарт основан на идее нейтрального формата, который служит посредником при конвертировании данных из формата одного программно средства ГИС в формат другого (рис. 40). Многообразие форматов пространственных данных и проблема межформатной совместимости программных средств и технологий ГИС обсуждалась ранее в разделе о моделях пространственных данных.

Заключение

В ходе написания курсовой работы по теме принципы построения структуры ГИС, я выяснила, что структура построения многоступенчата и каждая ступень имеет свое деление. Основными этапами или частями построения ГИС являются программное обеспечение, аппаратное обеспечение и инфраструктура данных. Для каждого этапа характерны особенные нюансы. Я узнала о развитии программного обеспечения (технического обеспечения) с момента появления и до наших дней; о влиянии развития технологий на развитие и улучшение ГИС. Для обработки информаций и составления карт, таблиц с помощью ГИС существует множество программ, различных по своим функциям и специфики применения. Также можно сделать вывод, что для развития ГИС на мировом уровне, нужна техническая обеспеченность и готовность стран, сотрудничать между собой.

Целью этой курсовой работы являлось раскрыть основные принципы построения структуры ГИС, что я думаю, мне удалось сделать.

Список использованной литературы

1 Капралов Е.Г. Основы геоинформатики: в 2 кн.: учебное пособие для студентов вузов, по специальности экология / Е.Г.Капралов, М. : Академия, 2004.- 856 с.

Размещено на Allbest.ru