Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Базовые и прикладные информационные технологии

Классификация ГИС и возможности ГИС-технологий

Геоинформационные технологии предназначены для повышения эффективности процессов управления, хранения и представления информации, обработки и поддержки принятия решений. Как правило, основа ГИС — информация о каком-либо участке земной поверхности.

По территориальному признаку ГИС в России делят на уровни:

  • глобальный — Россия на глобальном и евразийском фоне;
  • всероссийский — вся территория страны, включая прибрежные акватории и приграничные районы;
  • региональный — крупные природные и экономические регионы, субъекты Федерации;
  • локальный — области, районы, национальные парки, ареал кризисных ситуаций;
  • муниципальный — города, городские районы, пригородные зоны.

ГИС также делят:

  • • на профессиональные;
  • • универсальные;
  • • векторизаторы — имеют класс программ преобразования изображения из растрового представления в векторное;
  • • специализированные;
  • • для работы с БД ;
  • • вьюеры — имеют класс программ просмотра панорамных изображений.

При проектировании ГИС применяют двухмерные (2D) и трехмерные (3D) модели координат. Первые используются при построении карт, а вторые — при моделировании процессов (геологических, проектирования инженерных сооружений и др.).

Большинство современных ГИС выполняют комплексную обработку информации, осуществляя сбор первичных данных, накопление и хранение информации, моделирование различного вида, автоматизированное проектирование, документирование.

ГИС работает с пространственными и атрибутивными данными, поэтому для их ведения должна быть система управления базами тех и других данных, а также модули управления средствами ввода и вывода данных, система визуализации данных и модули для выполнения пространственного анализа.

Ввод данных реализуется с помощью разных технических средств и методов: непосредственно с клавиатуры, с помощью дигитайзера или сканера, через внешние компьютерные системы. Пространственные данные могут быть получены электронными геодезическими приборами, непосредственно с помощью дигитайзера и сканера либо по результатам обработки снимков на аналитических фотограмметрических приборах или цифровых фотограмметрических станциях.

Обработка и хранение данных осуществляются, как правило, на компьютерах с использованием периферийных устройств и носителей информации.

Вывод данных обеспечивается в наглядном представлении результатов, прежде всего на мониторе, а также в виде графических оригиналов, получаемых на принтере или плоттере (графопостроителе). Данные также экспортируются во внешние системы.

Механизм управления многослойной организацией электронной карты позволяет отобразить гораздо большее количество информации, чем на обычной карте. Инфраструктура пространственных данных включает базовую пространственную информацию, стандартизацию пространственных данных, базы метаданных и механизм обмена данными.

При формировании электронной карты определенной территории и тематики на географически привязанную карту местности (то- пооснову) накладываются слои, несущие информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникациях, промышленных объектах, земельных участках, почвах, коммунальном хозяйстве, землепользованиях и др. Устанавливаются связи между слоями. Информация представляется графически в векторном виде. С ней связана текстовая, табличная, расчетная информация, координатная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, БД. Атрибутивная информация хранится в виде отдельных табличных файлов, как правило, в форматах реляционных БД систем PARADOX, ORACLE, INGRESS, Access и др.

Типовая схема организации ГИС-технологии включает:

  • приобретение и предварительную подготовку исходных данных — работу с исходными данными оригиналов карт, дистанционного зондирования, с результатами полевых наблюдений, текстовыми (табличными) материалами, архивными данными;
  • ввод и размещение данных (пространственных и непространственных) — преобразование информации во внутренние форматы системы и обеспечение их структурной и логической совместимости;
  • управление данными — оптимальная внутренняя организация данных, обеспечивающая эффективный доступ к ним;
  • манипуляции данными и их анализ — содержательная обработка и реорганизация данных с целью получения новой информации, необходимой для целей потребителя;
  • производство конечного продукта — вывод полученных результатов для конечных потребителей ГИС (карты, статистические отчеты, различные графики, стандартные формы определенных документов и др.).

Как правило, ГИС организована по технологии клиент—сервер. Один из компьютеров сети определяется файловым сервером, т. е. общим хранилищем любых данных по модели файлового сервера (FS-модели), когда все основные компоненты размещаются на клиентской установке. При обращении с запросами на ввод/вывод данных ядро СУБД обращается за сервисом к файловой системе. С помощью функций ОС в оперативную память клиентской установки полностью или частично на время сеанса работы копируется файл БД. Сервер в данном случае выполняет пассивную функцию.

Хотя данная модель имеет недостатки (высокий сетевой трафик в момент массового вхождения в систему пользователей, отсутствие специальных механизмов безопасности файлов БД со стороны СУБД и др.), она является все-таки средством расширения возможностей персональных (настольных) СУБД в направлении поддержки многопользовательского режима.

ГИС может быть организована и по технологии, использующей модель удаленного доступа к данным (Remote Data Access — RDA-мо- делъ), в которой доступ к данным в СУБД полностью отделен от компонента представления и прикладного компонента и размещается на сервере системы.

Доступ к данным реализуется с помощью SQL-сервера, который и находится на сервере системы. Функции SQL-сервера (машины данных) — низкоуровневые операции по организации, размещению, хранению и манипулированию данными в дисковой памяти сервера.

В файле (файлах) БД, размещаемом на сервере, находится также и системный каталог базы данных, в который помещаются сведения о зарегистрированных клиентах, их полномочиях и т. п. На клиентских установках находится СУБД. Пользователь, входя в клиентскую часть системы, регистрируется через нее на сервере системы и начинает обработку данных. Библиотеки запросов, процедуры обработки данных размещаются и выполняются на клиентской установке. Общение клиента с сервером происходит через SQL-инструкции, а с сервера на клиентские установки передаются только результаты обработки, т. е. наборы данных, которые могут быть существенно меньше по объему всей базы данных. Ядро СУБД в виде SQL-сервера обеспечивает также традиционные и важные функции по обеспечению ограничений целостности и безопасности данных при совместной работе нескольких пользователей.

Достоинство RDA-модели в унификации интерфейса взаимодействия прикладных компонентов информационных систем с общими данными. Такое взаимодействие стандартизовано в рамках языка SQL специальным протоколом ODBC (Open Database Connectivity — открытый доступ к базам данных). Интерфейс обеспечивает интероперабельность (многопротокольность) СУБД, т. е. способность СУБД обслуживать прикладные программы, первоначально ориентированные на разные типы СУБД. Эта возможность существенно повышает гибкость в создании распределенных информационных систем на базе интеграции уже существующих в какой-либо организации локальных баз данных под управлением настольных или другого типа реляционных СУБД.

Развитием RDA-модели стала модель сервера базы данных (Data Base Server) DBS-модель. На клиентских установках в DBS-модели размещается только интерфейс (компонент представления), что существенно снижает требования к вычислительной установке клиента. Пользователь через интерфейс направляет на сервер базы данных вызовы необходимых процедур, запросов и других функций по обработке данных. Все затратные операции по доступу и обработке данных выполняются на сервере и клиенту направляются лишь результаты обработки, а не наборы данных, как в RDA-модели.

Достоинством DBS-модели является разгрузки сети, более активная роль сервера сети, размещение, хранение и выполнение на нем механизма событий, правил и процедур, возможность более адекватно и эффективно «настраивать» систему на предметную область, обеспечение согласованности состояния и изменения данных и, вследствие этого, повышение надежности хранения и обработки данных.

Может применяться технология, использующая модель сервера приложений (AS-модель), суть которой заключается в переносе прикладного компонента ИС на специализированный (в отношении повышенных ресурсов по быстродействию) дополнительный сервер системы (называют монитором обработки транзакций — Transaction Processing Monitors, TRM, или просто монитором транзакций). На клиентских установках располагается только интерфейс. Однако вызовы функций обработки данных направляются на сервер приложений, где эти функции совместно выполняются для всех пользователей системы. За выполнением низкоуровневых операций по доступу и изменению данных сервер приложений, как и в RDA-модели, обращается к SQL-серверу, направляя ему вызовы SQL-процедур и получая, соответственно, от него наборы данных. Повышает трафик сети.

На практике используются смешанные модели. Простейшие прикладные функции и обеспечение ограничений целостности данных поддерживаются хранимыми на сервере процедурами (DBS-модель), а более сложные функции предметной области реализуются прикладными программами на клиентских установках (RDA-модель) или на сервере приложений (AS-модель).

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы