Географический подход к познанию нашего мира

Люди накапливают свой опыт на протяжении многих веков и выражают свое личное и коллективное знание в виде общих форм абстракций, таких как текст, иероглифы, язык, математические термины, чертежи и карты, музыка и другие виды искусства. Все знания из поколения в поколение используются для фиксации и распространения культуры и достижений цивилизации.

Большая часть информации касается или имеет прямое отношение к Географии – системе наук, объединенных тесной взаимосвязью между изучаемыми объектами и общностью конечной задачи, заключающейся в комплексном исследовании природы, населения и хозяйства и в установлении характера взаимодействия между человеческим обществом и географической средой.

География – это неотъемлемая, естественная часть повседневной жизни. Это часть нашего ближайшего окружения, нашей страны, нашей планеты. Это часть событий и объектов, с которыми приходится ежедневно сталкиваться: погода, дорожное движение, качество наших вод и земли, магазины, государственные и коммерческие организации, экономика и многое другое.

География традиционно является одной из основных структур и языком для представления ключевых концепций о нашем мире и обмена знанием о нем, а географический подход помогает людям комплексно оценить ситуацию и принимать более обоснованные решения во многих сферах деятельности.

Географический фактор в управлении территориями всегда был одним из доминирующих. Вне зависимости от уровня управления, стиля руководства и задач – будь то стратегическое планирование или решение задач хозяйственных, «насущных» – география добавляет знание, где находится объект, и, в большинстве случаев, почему он там находится.

Географическое положение определяет множество взаимосвязей между объектами. Без учета информации о местоположении объекта, практически невозможно системно оценить возникшую перед человеком, принимающим решения, проблему, и корректно ее разрешить. Для выработки системного подхода к решению задач территориального управления в числе специалистов всегда привлекались и географы (урбанисты, ландшафтоведы, экологи и т.д.).

Задачи рационального расселения, рационального размещения производства, рационального использования ресурсов и охраны окружающей среды являются одними из первостепенных направлений, рассматриваемых и успешно решаемых методами географии. Именно с использованием пространственных характеристик объектов наиболее эффективно решаются оптимизационные задачи.

Например, где создать полигон для свалки твердых бытовых отходов, чтобы минимизировать экономические затраты, оптимизировать вывоз, и при этом уменьшить возможные неудобства для населения. Подобные задачи традиционно решались путем сопоставления таблиц и карт. Такой анализ был в основном умозрительным, так как создание математических моделей, а главное, дальнейший расчет по ним сложен и требует очень много ресурсов и времени.

В последние несколько десятилетий, когда неотъемлемой частью информационного общества стали компьютеры и связанные с ними технологические решения, ситуация начала стремительно изменяться. Количество накапливаемой и легко доступной информации стало постоянно увеличиваться, появилась возможность учесть и проанализировать большее число известных факторов, оказывающих влияние на объект или процесс. Одновременно время на принятие решений, включая анализ информации, стало сокращаться. При таких постоянно ужесточающихся требованиях решение масштабных задач «вручную» стало практически невозможно.

Остро встала необходимость качественно нового подхода, который позволил бы широко использовать в повседневной работе системы поддержки принятия управленческих решений – в том числе и на основе географической информации, и автоматизировать многие процессы, связанные с пространственным анализом.

С появлением IT-технологий человечество стало сохранять и накапливать практически все собираемые сведения (данные). Эти наборы знаний стали предоставляться в цифровой форме. А появление ГИС способствовало лучшему пониманию, представлению и управлению многими аспектами нашей планеты, как системы, их комплексному анализу и отображению.

Реализовать решение задач, связанных с пространственным анализом, на современном уровне помогает Технология Географических информационных систем, имеющая научное и прикладное направление.

Географическая информационная система (ГИС) используется для создания новых информационных продуктов, помогающих сэкономить ресурсы и деньги за счет увеличения производительности и эффективности работы с данными, когда необходимо учитывать их местоположением. Точное местоположение – это не единственное преимущество, предоставляемое геотехнологией. Использование геотехнологий обеспечивает удобство ввода, хранения и обмена пространственно-привязанной информацией, а также дает возможность оперативно использовать накопленные знания для подготовки управленческих решений, отображать как сами данные, так и результаты их анализа и моделирования на их основе на экранах компьютеров в любом месте страны и мира.

ГИС – это набор компьютерного оборудования, географических данных и программного обеспечения для сбора, обработки, хранения, моделирования, анализа и отображения всех видов пространственно привязанной информации.

ГИС – это среда, которая связывает географическую информацию (где что находится) с описательной (что собой это представляет и какие характеристики имеет). В отличие от обычных бумажных карт (даже отсканированных), на которых «что вы видите, то и получите», ГИС предоставляет в ваше распоряжение множество слоев разнообразной общегеографической и тематической информации.

Следовательно, ГИС предоставляют механизм для сбора и предоставления географического знания в виде пяти базовых элементов: карты и глобусы, географические наборы данных, модели рабочих процессов, модели данных и метаданные.

Эти пять элементов вместе с мощным аналитическим программным инструментарием образуют строительные блоки для сборки интеллектуальных геоинформационных систем. Такие ГИС позволяют сохранять географическое знание, представленное в цифровом виде. Эти элементы являются фундаментом для решения разнообразных задач с помощью ГИС, таких как повышение эффективности, поддержка принятия обоснованных действий и решений, планирование, анализ ресурсов, разнообразные оценки, взаимодействие и обмен информацией.

На бумажной карте вы видите привычное представление городов и дорог, гор и рек, административных и прочих границ. Города представлены точками и кружками, дороги – черными линиями, а озера – голубыми областями.

Работать с картой в среде ГИС также просто. Вы можете увидеть на ней точки, представляющие такие объекты, как города, линии, представляющие протяженные объекты (например, дороги), и небольшие замкнутые области, соответствующие площадным объектам, таким как озера.

Многие ГИС ассоциируют с картами, представленными на экране коипьютера. Как правило, это говорит о не достаточном уровне знаний. Карта – это лишь один из возможных путей работы с геоданными и один из видов продуктов, которые можно создавать в ГИС. На самом деле ГИС может предоставить в ваше распоряжение значительно больший спектр возможностей решения задач, чем просто создание картографических документов.

Вся информация, используемая для создания карты в среде ГИС, – где расположены точки, какова длина дорог или площадь озера – хранится в в цифровом виде. Все географические данные рассортированы по слоям, причем каждый слой представляет свой тип объектов (тему). Одна из таких тем может содержать все дороги на определенной территории, другая – озера, а третья – все города и другие населенные пункты на той же территории.

Темы могут накладываться друг на друга в произвольном наборе, что дает возможность получить как комплексную информацию по данной территории, так и выделить ту ее часть, которая необходима для решения тематической задачи в конкретной предметной области. В любой момент можно включить или отключить отображение любого из слоев, поменять их очередность в зависимости от решаемых задач и вопросов, на которые ищутся ответы. Вы также всегда можете контролировать объем и полноту отображаемой на карте информации, проводить комплексный пространственный анализ и моделирование имеющихся данных.

ГИС можно рассматривать с трех сторон, что позволяет говорить о трех Видах:

Вид базы данных: ГИС является уникальным типом базы данных о нашем мире – географической базы данных. В основе ГИС лежит структурированная БД, описывающая мир в географических терминах, с точки зрения пространственного расположения его объектов и явлений.

Вид карты: ГИС – это набор интеллектуальных карт и других графических видов, которые показывают объекты и их взаимоотношения на земной поверхности. Карты можно сформировать и использовать как «окно в базу данных» для поддержки запросов, анализа и редактирования информации. Эти действия называются геовизуализацией.

Вид модели: ГИС – это набор инструментов для преобразования информации. Из существующих слоев данных, применяя к ним специальные аналитические функции – инструменты геообработки, формируются новые географические наборы данных (слои). Другими словами, путем объединения данных и применения некоторых правил создается модель, помогающая найти ответы на поставленные вопросы.

Перечисленные три Вида являются важнейшими составляющими интеллектуальной ГИС и используются в разных вариантах и на разных уровнях во всех приложениях ГИС.

Интеллектуальные ГИС

В последнее время все шире распространяется точка зрения, рассматривающая нашу планету как своеобразный оазис во вселенной, как замкнутую систему с конечными ресурсами.

Провозглашаемая концепция устойчивого развития подразумевает новые более высокие стандарты жизни, достижение которых не должно обеспечиваться за счет необдуманного использования природных ресурсов, разрушения и ухудшения окружающей среды. Реализация этой привлекательной концепции потребует разработки новых системных подходов и принятия нестандартных, согласованных и в достаточной степени обоснованных решений, в том числе законодательных.

Рассчитывать на прогресс в этой области, остановить экологическую деградацию территорий, сохранить устойчивость еще оставшейся естественной среды нельзя без всестороннего учета текущего состояния дел, анализа и моделирования происходящих и возможных изменений в глобальной экосистеме, включающей и природные, и антропогенные компоненты. Эти вопросы невозможно решить без использования современных компьютерных инструментов, обеспечивающие сбор, обобщение, обработку и представление многообразной информации о среде нашего обитания.

Одним из важнейших условий решения поставленных вопросов является необходимость использования ГИС-технологий, что позволяет накапливать знание и обмениваться им в виде наборов геоданных, карт, моделей со всеми пользователями и профессионалами в различных областях деятельности. При этом создаются специализированные ГИС-системы, ориентированные на обеспечение поддержки стандартизированных рабочих процессов и разработку развитых моделей географических процессов. Такие ГИС получили определение интеллектуальные, они позволяют создавать хранилища знаний в определенной области, управлять ими и публиковать их для коллективного использования.

С момента своего возникновения они стали использоваться экологами, природо- и ландшафтоведами.

Так, первый проект, выполненный с помощью появившейся более 30 лет назад системы ARC/INFO, был связан с лесным хозяйством и лесоохраной. С тех пор число проектов и исследований по природоохранной тематике, выполненных с помощью ГИС, возросло многократно и достигло многих десятков тысяч.

ГИС- технология предоставляет идеальную среду для описания, анализа и моделирования процессов, происходящих в экосистемах, оценки их состояния и функционирования. Современные программные ГИС- продукты обеспечивают интегрированное управление и совместное использование больших объемов разнообразной информации об окружающей среде, содержат мощные аналитические инструменты и средства наглядной картографической визуализации данных. С их помощью можно выявить и детально рассмотреть все основные черты и особенности взаимодействия и взаимосвязей между компонентами экосистем как в пространственном, так во временном разрезах.

Следует отметить, что за последние 15 лет ГИС претерпели значительные изменения, причем как концептуальные, так и функциональные. ГИС сегодня – это интеграционная среда, позволяющая объединять и систематизировать потоки разнообразной информации, поступающие из многих служб и отраслей. В последнее время геоинформационные системы чаще, чем раньше, ставятся на вершину информационной структуры ведомств и предприятий. На других стадиях рабочего процесса они используются для профессионального анализа данных, а также для «черновой» работы – ввода и подготовки данных.

В «интеграционном» качестве ГИС используются для решения задач на самом высоком уровне территориального управления.

Организация Объединенных Наций использует ГИС для работы с актуальной информацией. Где бы ни проводились операции ООН, обязательно готовится картографическая основа, и разнообразная информация, которую собирают в рамках операции, представляется в виде тематических атласов, доступ к которым открыт для всех заинтересованных лиц. Возможность получать такую информацию, а также возможность моделирования ситуаций, делают ГИС действенными инструментами для планирования гуманитарных операций, предотвращения и улаживания региональных конфликтов.

Поиск по сайту: