Географическая информационная система (geographic(al) information system, GIS, spatial information system) - син. географические информационные системы, ГИС - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных). ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадротомических и иных). В ГОСТ-Р 52438 2005 определение более короткое: ГИС — это система, оперирующая пространственными данными.
ГИС включают в себя возможности систем управления базами данных (СУБД), редакторов растровой и векторной графики и аналитических средств и применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, транспорте, экономике, обороне и многих других областях.
По территориальному охвату различают глобальные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные, или местные ГИС (local GIS).
ГИС различаются предметной областью информационного моделирования, к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), ГИС недропользователя, горно-геологические ГИС, природоохранные ГИС (environmental GIS) и т. п. История ГИС:
Начальный период (поздние 1950е — ранние 1970е гг.).
Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы. Запуск первого искусственного спутника Земли
Появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах.
Появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х.
Создание программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров.
Создание формальных методов пространственного анализа.
Создание программных средств управления базами данных.
Период государственных инициатив (нач. 1970е — нач. 1980е гг.).
Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:
Автоматизированные системы навигации.
Системы вывоза городских отходов и мусора.
Движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т. д.
Период коммерческого развития (ранние 1980е — настоящее время).
Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных.
Пользовательский период (поздние 1980е — настоящее время).
Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и «открытость» программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских «клубов», телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры. Морфометрический анализ рельефа на основе ГИС-технологий новое направление в этой области.
Рисунок 2. Растровая и векторная модели пространственных данных.
Рисунок 1. Структура ГИС.
Структура ГИС (рис.1):
Данные (пространственные данные):
позиционные (географические): местоположение объекта на земной поверхности.
Пространственные данные в ГИС представляются в двух основных формах - векторной и растровой. Векторная модель данных основывается на представлении карты в виде точек, линий и плоских замкнутых фигур. Растровая модель данных основывается на представлении карты с помощью регулярной сетки одинаковых по форме и площади элементов. Различия между этими моделями данных поясняются рисунком 1.
Рисунок 2. Растровая и векторная модели пространственных данных.
непозиционные (атрибутивные): описательные.
Описательная информация организуется в базу данных так - отдельные таблицы связываются между собой по ключевым полям, для них могут быть определены индексы, отношения и т.п. Кроме этого, в ГИС описательная информация связывается с пространственными данными. Отличие ГИС от стандартных систем управления базами данных (dBASE, Access и т.п.) состоит как раз в том, что ГИС позволяют работать с пространственными данными.
Аппаратное обеспечение (ЭВМ, сети, накопители, сканер, дигитайзеры и т. д.).
Аппаратные средства включают компьютеры (платформы), на которых работает ГИС. Такие ГИС, как ARC\INFO, функционируют на достаточно большом числе платформ - на мощных серверах, обслуживающих клиентские машины в локальных сетях и в сети Internet, на рабочих станциях и на отдельных персональных компьютерах. Кроме того, географические информационные системы используют разнообразное периферийное оборудование - дигитайзеры, для оцифровки карт, лазерные принтеры, плоттеры для печати карт и т.п.
Программное обеспечение (ПО).
Программное обеспечение позволяет вводить, сохранять, анализировать и отображать географическую информацию. Ключевыми компонентами программного обеспечения являются:
средства для ввода и манипулирования географическими данными,
система управления базой данных,
программные средства, обеспечивающие поддержку запросов, географический анализ и визуализацию информации,
графический интерфейс пользователя, облегчающий использование программных средств.
