Глава 3. Ввод данных в ГИС
Источники данных для ГИС.
Среди источников данных, используемых в геоинформатике, наиболее часто привлекаются картографические, статистические и аэрокосмические материалы. Кроме этого используются данные специально проводимых полевых исследований и съемок, а также текстовые источники. Важной характеристикой источника информации является то, в какой форме (цифровой или аналоговой) получаются, хранятся и используются данные. От этого зависят легкость, стоимость и точность ввода этих данных в цифровую среду ГИС.
Использование географических карт как источников исходных данных удобно и эффективно по ряду причин. Прежде всего, сведения, считанные с карт, имеют четкую территориальную привязку. Во-вторых, в них нет пропусков («белых пятен») в пределах изображаемой территории. В-третьих, они в любой своей форме могут быть перенесены на машинные носители информации. Вкратце система классификации карт выглядит следующим образом:
1. Общегеографические карты (топографические, обзорные) содержат сведения о рельефе, гидрографии, почвенно-растительном покрове, населенных пунктах, хозяйственных объектах, путях сообщения, линиях коммуникации, границах. Они служат для получения информации об указанных объектах местности и их привязки. Сюда же можно отнести фотокарты и космофотокарты – полиграфические оттиски с фотопланов, составленных по результатам аэро- или космической съемки.
2. Карты природы (геологические, геофизические, рельефа и дна океанов, метеорологические, климатические, гидрологические, океанографические, почвенные, геоботанические, зоогеографические, медико-географические, ландшафтные и т.д.
3. Карты народонаселения (размещение населения по территории, расселение, плотность населения, демографическая характеристика, социально-экономическая характеристика.
4. Карты экономики (промышленности, сельского хозяйства, характеристики природных ресурсов, транспорта и т.д.).
5. Карты науки, подготовки кадров, обслуживания населения, политические, административные, исторические.
Самым большим набором географических данных, собранных к настоящему времени, являются тома спутниковых снимков, сделанных из околоземного пространства. Они представлены в виде растра (сетки); малые квадратные участки земли на них представлены одним или несколькими числами, описывающими свойства земной поверхности. Такие данные анализируются на специальном оборудовании с помощью специально разработанного программного обеспечения – систем обработки изображений.
Одним из основных источников данных для ГИС являются материалы дистанционного зондирования. Результаты дистанционных измерений, осуществляемых с помощью бортовой информационно-измерительной аппаратуры аэрокосмической системы, представляют собой регистрацию в аналоговой или цифровой форме характеристик электромагнитного излучения, отраженного от участков земной (водной) поверхности, или собственного излучения этих участков.
К неконтактным (дистанционным) методам съемки помимо аэрокосмических относятся измерительные системы морского (наводного) и наземного базирования (фототеодолитная съемка, сейсмо-, электро-, магниторазведку и другие методы геофизического зондирования недр, гидроаккустические съемки рельефа морского дна и т.д.)
Технологии космических съемок подразделяются на съемки с фотографических и со сканерных систем. Фотографические съемки имеют высокое качество изображения, но выполняются не систематически, к тому же существуют трудности, связанные с облачностью. Поэтому регулярное покрытие территории таким видом съемки пока не обеспечивается, и приходится обращаться к телевизионным и сканерным снимкам высокого разрешения с ресурсных спутников. На них в целом выделяются те же объекты, что и на фотографических, но при этом обеспечивается регулярная повторяемость съемки и удобство автоматизированного ввода в базы данных, поскольку они поступают в цифровом виде.
В последние годы в среде ГИС широко используются портативные приемники данных о координатах объектов с глобальной системы навигации (позиционирования) GPS. Это дает возможность получать плановые и высотные координаты с точностью от нескольких метров до нескольких миллиметров, что в сочетании с портативными персональными ЭВМ и специализированным программным обеспечением обработки данных с GPS позволяет использовать их для полевых съемок в условиях необходимости сверхоперативных действий (например, при ликвидации последствий стихийных бедствий, техногенных катастроф).
Статистические материалы имеют цифровую форму и удобны для непосредственного использования в ГИС. Среди них главным образом выделяется государственная статистика. Основное ее предназначение – дать представление об изменениях в народном хозяйстве, составе населения, уровне его жизни, развитии культуры, наличии материальных резервов и их использовании, соотношении в развитии различных отраслей хозяйства и т.д.
Для получения государственной статистики на территории страны используется единая методика ее сбора. Такую работу проводит Госкомстат страны и некоторые отраслевые министерства. Для упорядочивания всей совокупности данных государственной службой определены группы показателей по отраслям статистики:
§ Промышленности.
§ Природных ресурсов и окружающей среды.
§ Технического прогресса.
§ Сельского хозяйства и заготовок.
§ Капитального строительства.
§ Транспорта и связи.
§ Торговли.
§ Труда и заработной платы.
§ Населения, здравоохранения и социального обеспечения.
§ Народного образования, науки и культуры.
§ Бюджетов населения.
§ Жилищно-коммунального хозяйства и бытового обслуживания.
§ Материально-технического снабжения и переписей.
§ Финансов.
Каждая из отраслей характеризуется набором показателей.
Для получения гидрологических и метеорологических данных широко используются стационарные измерительно-наблюдательные сети. Налажен автоматический сбор и хранение всего спектра данных – от срочных наблюдений до сводок за многолетние периоды. Для нужд океанологии сбор данных осуществляется в глобальном масштабе с помощью судов погоды, научно-исследовательских судов, плавмаяков, океанографических буйковых станций. Собираемые данные группируются в Центре по сбору статистики, обрабатываются, контролируются и накапливаются на носителях информации, в частности, на микрофильмах и магнитных лентах.
Текстовые материалы – отчеты экспедиций, статьи, книги – имеют большой фактический материал, но не всегда представлены в специально классифицированном виде и не обеспечивают точную пространственную локализацию данных.