ГИС и ЗИС Российского производства, функциональные возможности, область применения в практике

Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale representation), обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением. Пространственно-временные ГИС (spatio-temporal GIS) оперируют пространственно-временными данными. Реализация геоинформационных проектов (GIS project), создание ГИС в широком смысле слова, включает этапы: предпроектных исследований (feasibility study), в том числе изучение требований пользователя (user requirements) и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС, технико-экономическое обоснование, оценку соотношения «затраты/прибыль» (costs/benefits); системное проектирование ГИС (GIS designing), включая стадию пилот-проекта (pilot-project), разработку ГИС (GIS development); её тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке (test area), прототипирование, или создание опытного образца, или прототипа (prototype); внедрение ГИС (GIS implementation); эксплуатацию и использование. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Функциональные возможности ГИС

 

Функциональные возможности  ГИС - набор функций географических информационных систем и соответствующих  программных средств: 

- ввод данных в машинную среду путем импорта из существующих наборов цифровых данных или с помощью цифрования источников;  
- преобразование данных, включая конвертирование данных из одного формата в другой, трансформацию картографических проекций, изменение систем координат;  
- хранение, манипулирование и управление данными во внутренних и внешних базах данных;  
-картометрические операции;  
- средства персональных настроек пользователей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Геоинформационные системы как инструмент создания земельных информационных систем

В последнее время  всё чаще возникает необходимость в достоверной и надёжной информации о земле как основе для планирования, развития и контроля за естественными ресурсами. Развитие общества значительно усилило давление на природную среду. Земля, которая является одним из основных источников материальных благ, в этой связи является важным объектом изучения и требует создания эффективной системы управления. Недооценка данного фактора приводит к негативным последствиям, примеры которых всем известны. Нерациональное использование в сельском хозяйстве земельных ресурсов приводит к таким стихийным бедствиям, как засуха, подтопление, эрозия грунтов. Лесные территории страдают от неограниченных вырубок. Уменьшается количество сельскохозяйственных угодий из-за роста населенных пунктов. Существуют определенные проблемы и в городском планировании.

Таким образом, возрастает необходимость в более эффективном  управлении земельными ресурсами. Планирование земельных ресурсов и руководство  ими в современных условиях возможны только на основе подробной информации непосредственно о земельных  ресурсах, детальной информации о землепользовании и др. Это послужило объективной причиной для разработки земельно-информационных систем (ЗИС), которые, в свою очередь, являются основой современных методов землепользования. Идеальным инструментом создания земельных информационных систем являются геоинформационные системы (ГИС).

В настоящее время ЗИС создаются  на основе инструментальных пакетов  геоинформационных систем и на основе геоинформационных технологий. Из существующих определений ЗИС наиболее распространенным является определение международной федерации геодезистов FIG.

Земельно-информационная система – это инструмент для  законного, административного и  экономического принятия решений, помощи в планировании и развитии, которая  состоит, с одной стороны, из базы данных, содержащей пространственные, связанные с землей данные для определенной области, и, с другой – процедур и методов для систематического сбора, обновления, обработки и распределения данных.

1. Структура земельно-информационных  систем

 

Основой ЗИС является унифицированная система координат, которая делает возможным объединение данных в рамках системы с другими необходимыми данными. Технологически эта система представляет собой специализированную ГИС, ориентированную на выполнение функций ЗИС – управление, анализ и представление информации, связанной с землей, включая недвижимое имущество и права на него. Однако для реализации ЗИС на основе геоинформационных технологий необходимо предусмотреть создание системы правовой поддержки принятия решений, что в большинстве инструментальных пакетов ГИС недоработано. Эта система может быть встроена в ГИС или связана с ней через интерфейс с удаленными базами данных. ( рис. 2.)

Современные направления  ЗИС в рамках геоинформационных  систем продолжают развиваться, и пока нет однозначных мнений в определении всех существующих взаимоотношений.

2.Взаимосвязь географической и  земельной информационных систем

 

Наиболее важными направлениями  развития ЗИС являются разработка систематического сбора, обновление, обработка и распространение данных. Внедрение новых геоинформационных технологий, с одной стороны, усилили потенциал развития таких систем, с другой – наложили некоторые условия и ограничения. Информация, связанная с землей, становится все более важной в рыночных условиях, но в то же время ограниченно доступной. Необходимо отметить, что происходит переход от ручной регистрации информации к обработке в автоматизированных системах. Этот процесс проходит во всем мире. Разнообразие ЗИС определяется уровнем технического развития, отличиями в правовой базе, традициями. К наиболее важным задачам при построении ЗИС относятся:

– создание четкой общедоступной  структуры;

– конструктивные действия правительства  в координировании усилий, связанных  с земельной реформой;

– стандартизация процедур и терминологии.

Земельно-регистрационная система (ЗРС) – это система регистрации земельных участков и их собственников (пользователей). Функция земельной регистрации состоит в обеспечении надежной и четко определенной основы для приобретения прав на землю и распоряжения ими. В состав информации в ЗРС входят местонахождение, границы, права собственности, денежная оценка, другая информация относительно льгот и ограничений, связанных с этим участком. Для каждого участка описываются категории земель, классификация грунтов, сведения об использовании земли и др.

Каждый земельный участок, независимо от формы собственности, должен быть зарегистрирован. Это будет  гарантировать права собственников  на землю и разрешит установить справедливый, обоснованный налог на землю (недвижимое имущество). Информация в ЗРС документирована и будет иметь юридическую силу благодаря установленной процедуре предоставления юридического статуса информации в компьютеризированном реестре. ЗИС, основанные на земельных участках, можно использовать для построения системы единичных земельных участков с однородными в правовом и хозяйственном отношении условиями. Такие системы, основанные на земельных участках, являются очень важными, так как большая часть человеческой деятельности и собственности связана с определенными участками земли. С ними связаны права собственности, договоры аренды, залога и др. Они являются определяющими для целой сферы экономических отношений – земля является главным ресурсом хозяйственной деятельности.

Дальнейшее пополнение информации может значительно улучшить ее практическое использование. Номер  участка сам по себе непосредственно  не выражает пространственного размещения, что привело к идее геокодирования. В общем смысле это координаты центральных точек участков (центроиды). Таким образом, собранная информация автоматически может быть идентифицирована на картах и больше не будет связана с административными границами. Информационные системы, основанные на участках, обеспечивают гибкость и удобство в управлении.

Кадастровая система, в отличие от регистрационной, не обязательно должна быть основана на земельных участках. Вместо них может использоваться перечень лесных ресурсов, грунтов, геологических характеристик и др. Кадастр предназначен исключительно для регистрации прав собственности. Противопоставлять земельный кадастр и земельную регистрационную системы не стоит, поскольку они являются взаимодополняющими. Объединяет эти две системы положенная в их основу законодательная база. Различают три основных современных аспекта развития ЗИС: теория, технология, применение. С теоретической точки зрения уделяется большое внимание таким направлениям, как моделирование, структурирование и качество данных. Технологические вопросы направлены, прежде всего, на развитие аппаратных средств и решение проблем сбора информации. Вопросы практического применения являются самым слабым и мало освещенным в литературе направлением, хотя основные интересы пользователей сосредоточены именно на этом аспекте.

Географические и Земельно-информационные системы являются специализированными  Геоинформационными системами. Они  функционально направлены на решение  задач в области географии  и управления земельными ресурсами, соответственно. Геоинформационные системы (ГИС) являются классом информационных систем, имеющих свои особенности. Они построены с учетом закономерностей геоинформатики и методов, применяемых в этой науке. ГИС как интегрированные информационные системы предназначены для решения различных задач науки и производства на основе использования пространственно-локализованных данных об объектах.

 

 

4.1 Инструментальные  ГИС.

 

По ценовым показателям инструментальные ГИС довольно четко разбиваются на четыре класса.

Наиболее дорогостоящие (свыше 30 тыс. долл.) продукты предназначены для работы на RISC-платформах под управлением ОС Unix и представлены полной версией ARC/Info, одним из наиболее функциональных и производительных продуктов. Продукты этого класса поддерживают распределенное хранение, имеют мультиплатформенную основу и снабжены целым букетом географического аналитического инструментария, включая специализированные средства пространственного моделирования. Следует отметить, что общая стоимость включает все рабочие модули ARC/Info и может быть снижена за счет оптимизации модульной поставки.

 

Во второй ценовой  класс (от 4 до 30 тыс. долл.) попадает целая  гВо второй ценовой класс (от 4 до 30 тыс. долл.) попадает целая группа систем для ПК. В основном, это уже зарекомендовавшие себя на мировом рынке системы: CADby, РС ARC/Info, PROCART, TNTmips, SPANS GIS, GIS ILVIS. Здесь же и некоторые отечественные системы: CAD CREDO, Земля-Картина. Эти системы реализуют поддержку топологии, связывания с целым набором аттрибутивных баз, позволяют выполнять сложные пространственные запросы, работать с растровой подложкой, обеспечивают большой выбор экспортно-импортных форматов.

В третьем ценовом классе (2,500-4,000 долларов) AutoCAD, MapInfo, ГИС-ПАРК, ИНФОСО, МОЕ, ArcCAD, WinGIS и другие так называемые ГИС для широкого пользователя. Характеристики этого класса сильно различаются, хотя в целом приближены к предыдущему, однако каждая из систем ограничивает использование какого-либо класса операций.

Четвертый ценовой класс (менее 2,500 тыс. долл.) составляют как самостоятельные  системы, так и расширения под  ранее приобретенные программные  ядра, например AutoCAD. Это уже упомянутые GeoDraw/Geograph, ADE-ATEAutoGIS (расширение AutoCAD), Синтекс/три, EPPL 7. Эти продукты несут "облегченный" функциональный набор, достаточный для небольших проектов

или обслуживающий низовой пользовательский уровень крупных проектов, сопрягаясь с более развитыми ГИС-системами  или информационными базами.

 

Перечень включенных в данный обзор  систем составлен с учетом интенсивности  рекламной кампании, проводимой той  или иной фирмой, качества ее сайта  в Интернете, частоты упоминаний в специальной литературе и регулярности участия в специализированных выставках. Другими словами, основным при отборе служил критерий “на слуху”.

В целом ситуация с российскими  ГИС на сегодняшний день примерно ясна. Гораздо более интересно  оценить перспективы развития каждой из систем. Одним из критериев при такой оценке может служить подход к проектированию системы, поскольку, если она разрабатывалась с использованием процедурного программирования, ее последующая эффективная модификация будет затруднительна. В случае, если использовался объектно-ориентированный подход, сведения о платформе разработки также представляются достаточно интересными. И, наконец, важными являются сведения о том, использовались ли при разработке геоинформационной системы какие-либо пакеты объектно-ориентированного проектирования, например Rational Rose.

Вторым критерием, который отражает маркетинговую активность компании, может служить число инсталляций  системы, в том числе за последний  год. Ясно, что продать неудачный  продукт гораздо сложнее, чем  удачный. Таким образом, одной из составляющих успеха продукта, кроме собственно качественной ГИС, обладающей уникальными характеристиками, является рыночная активность компании.

Следующий критерий - наличие версии геоинформационной системы на английском языке, поскольку бесконечно развиваться в пределах одной отдельно взятой страны - путь заведомо тупиковый. Поэтому шансы компании, имеющей английскую версию продукта, заметно повышаются, даже если на сегодняшний день она не продала за границу ни одной копии своей ГИС.

Важным критерием является развитие ее продуктов в русле основных мировых тенденций геоинформатики. На мой взгляд, показательна поддержка Oracle 8i Spatial, без которого сейчас просто шагу невозможно ступить, а также клиент-серверных приложений - их поддержка давно стала стандартом де-факто в мире.

Последним трудно формализуемым, но интересным критерием выбора являются “изюминки”, отличающие ее от других подобных систем. Кроме того, важно учитывать открытость разработчиков, скорость реакции на запросы пользователей и наличие  демонстрационной версии ГИС на сайте компан 

5. Российский рынок программного обеспечения геоинформационных систем

 

 

Бурное распространение геоинформационных технологий привело к тому, что сегодня на российском рынке действует уже более 150 организаций и фирм, распространяющих программное обеспечение ГИС-проектов. Можно выделить несколько классов программного обеспечения, различающихся по своим функциональным возможностям и технологическим этапам обработки геоинформации.