1.4: Географічні інформаційні системи на сьогодні і за його межами

Цілі навчання

• Метою цього розділу є визначення та опис того, як застосовується геоінформаційна система (ГІС), її розвиток та майбутнє.

До цього моменту основною проблемою цієї глави було введення понять, необхідних для географії, які також мають відношення до геоінформаційних систем (ГІС). Крім того, введення цих понять було передувало огляд того, як ми мислимо просторово та характер географічного дослідження. Цей останній розділ стосується визначення ГІС, опису її використання та вивчення її майбутнього.

Визначено ГІС

Так що ж таке ГІС? Це комп'ютерне програмне забезпечення? Це колекція комп'ютерного обладнання? Це послуга, яка поширюється та доступна через Інтернет? Це інструмент? Це система? Це наука? Відповідь на всі ці питання полягає в тому, що «ГІС - це все вищезазначене і більше».

З точки зору програмного забезпечення, ГІС складається з спеціального типу комп'ютерної програми, здатної зберігати, редагувати, обробляти та представляти географічні дані та інформацію у вигляді карт. Існує кілька постачальників програмного забезпечення ГІС, таких як Інститут досліджень екологічних систем (http://www.esri.com), який поширює ArcGIS, і PitneyBowes (http://www.pbinsight.com), який поширює MapInfo ГІС. Хоча онлайн-картографічні послуги та інтерфейси надаються такими компаніями, як Google, Yahoo! , і Microsoft, такі сервіси (поки) не вважаються повноцінними платформами ГІС. Існують також варіанти ГІС з відкритим кодом, такі як GRASS (grass.itc.it), яка вільно поширюється та підтримується спільнотою з відкритим кодом. Все програмне забезпечення ГІС, незалежно від постачальника, складається з системи управління базами даних, яка здатна обробляти та інтегрувати два типи даних: просторові дані та дані атрибутів.

Просторові дані стосуються географічних об'єктів реального світу, що представляють інтерес, таких як вулиці, будівлі, озера та країни, а також їх відповідні місця розташування. Окрім місця розташування, кожен із цих об'єктів також має певні риси інтересу або атрибути, такі як ім'я, кількість історій, глибина або чисельність населення. Програмне забезпечення ГІС відстежує як просторові, так і атрибути даних і дозволяє нам зв'язати два типи даних разом для створення інформації та полегшення аналізу. Одним з популярних способів опису та візуалізації ГІС є зображення її як торт з багатьма шарами. Кожен шар торта представляє іншу географічну тему, таку як водні об'єкти, будівлі та дороги, і кожен шар укладається один на інший (див. Рис. 1.8 «ГІС як шаруватий торт»).

Малюнок 1.8 ГІС як шаруватий торт

Як апаратне забезпечення, ГІС складається з комп'ютера, пам'яті, пристроїв зберігання даних, сканерів, принтерів, глобальної системи позиціонування (GPS) одиниць та інших фізичних компонентів. Якщо комп'ютер розташований у мережі, мережа також може вважатися невід'ємною складовою ГІС, оскільки вона дозволяє нам обмінюватися даними та інформацією, яку ГІС використовує як вхідні дані та створює як виходи.

Як інструмент, ГІС дозволяє нам підтримувати, аналізувати та обмінюватися великою кількістю даних та інформації. Від відносно простого завдання картографування шляху урагану до більш складного завдання визначення найбільш ефективних маршрутів збору сміття в місті, ГІС використовується в державному та приватному секторах. Онлайн-та мобільні картографування, навігація та послуги на основі місцезнаходження також персоналізують та демократизують ГІС, доводячи карти та картографування до мас.

Це лише кілька визначень ГІС. Як і кілька географічних концепцій, обговорюваних раніше, не існує єдиного або загальноприйнятого визначення ГІС. Напевно, так само багато визначень ГІС, як і людей, які використовують ГІС. У зв'язку з цим саме такі люди, як ви, навчаються, застосовують, розробляють та вивчають ГІС новими та переконливими способами, які об'єднують його.

Три підходи до ГІС

Окрім визнання багатьох визначень ГІС, також конструктивно визначити три загальні та перекриваються підходи до розуміння ГІС - прикладного підходу, підходу розробника та наукового підходу. Хоча більшість користувачів ГІС, ймовірно, ідентифікують один підхід більше, ніж інший, вони не є взаємовиключними. Більше того, у міру просування ГІС та, загалом, інформаційних технологій, наступні категорії будуть відповідно трансформуватися та переформуватися.

Прикладний підхід до ГІС вважає, що ГІС насамперед є інструментом. Це також, мабуть, найпоширеніший погляд на ГІС. З цієї точки зору ГІС використовується для відповіді на запитання, підтримки прийняття рішень, ведення інвентаризації географічних даних та інформації та, звичайно, складання карт. Як інструмент, можливо, існують певні навички, які слід придбати та вимагати, щоб правильно використовувати та застосовувати ГІС. Прикладний підхід до ГІС більше стосується використання та застосування ГІС для вирішення проблем, ніж сама ГІС.

Наприклад, припустимо, ми хочемо визначити найкраще місце для нового супермаркету. Які фактори важливі для прийняття цього рішення? Інформація про демографічні показники мікрорайону, існуючі супермаркети, розташування постачальників, правила зонування та доступну нерухомість є критично важливими для цього рішення. Платформа ГІС може інтегрувати таку інформацію, яка отримується від бюро перепису населення, ріелторів, місцевого агентства зонування та навіть Інтернету. Потім аналіз придатності може бути проведений за допомогою ГІС, вихід якого покаже найкращі місця для супермаркету, враховуючи різні місцеві географічні можливості (наприклад, демографічні/споживачі) та обмеження (наприклад, ланцюг поставок, зонування та обмеження нерухомості), які існують.

Існує кілька професійних спільнот та організацій, які займаються використанням та застосуванням ГІС, такі як Асоціація міських та регіональних інформаційних систем (http://urisa.org) та Глобальна асоціація інфраструктури просторових даних (http://www.gsdi.org).

На відміну від попереднього прикладу, в якому ГІС застосовується для відповіді або вирішення конкретного питання, підхід розробника до ГІС пов'язаний з розвитком ГІС як програмної або технологічної платформи. Замість того, щоб зосереджуватися на тому, як використовується та застосовується ГІС, підхід розробника стосується вдосконалення, вдосконалення та розширення самого інструменту та технології, і значною мірою знаходиться в області комп'ютерних програмістів та розробників програмного забезпечення.

Постійна інтеграція та еволюція ГІС, карт, Інтернету та веб-картографування можна вважати результатом підходу розробників до ГІС. У зв'язку з цим доставка карт, навігаційних інструментів та зручних ГІС людям через Інтернет є центральним завданням. Основний і в значній мірі прихований логічний та комп'ютерний код, який дозволяє нам задавати питання про те, як дістатися з точки А в точку Б на навігаційному веб-сайті або побачити, де новий ресторан або відкритий дім розташований на веб-карті, здебільшого є доменом програмістів та розробників ГІС. Геопросторовий фонд Open Source (http://www.osgeo.org) є ще одним прикладом спільноти розробників ГІС, які працюють над створенням та розповсюдженням програмного забезпечення з відкритим вихідним кодом ГІС.

Саме підхід розробника до ГІС стимулює та впроваджує інновації та інформується та керується існуючими потребами та майбутніми вимогами прикладного підходу. Таким чином, він дійсно знаходиться на передньому краї, він динамічний і являє собою область для значного зростання в майбутньому.

Науковий підхід до ГІС не тільки поєднується з додатками та підходами розробників, але також більше стурбований більш широкими питаннями та тим, як географія, пізнання, інтерпретація карт та інші геопросторові проблеми, такі як точність та помилки, мають відношення до ГІС та навпаки (див. Longley et al. 2005). Лонглі, П., М. Гудчайлд, Д. Магуайр, і Д. Геоінформаційні системи та наука. 2-е изд. Західний Сассекс, Англія: Джон Уайлі. Цей конкретний підхід часто називають географічною інформаційною наукою (GiScience), і він також зацікавлений у соціальних наслідках та наслідках використання та розповсюдження ГІС-технологій. Від вивчення поширення помилок до вивчення того, як конфіденційність переосмислюється ГІС та відповідними технологіями, GiScience одночасно є агентом змін, а також розумінням.

У світлі швидкого темпу технологічних та ГІС-інновацій, у поєднанні з широким застосуванням ГІС, постійно виникають нові питання щодо технології ГІС та її використання. Однією з найбільш обговорюваних тем є конфіденційність, і, зокрема, те, що називається конфіденційністю місцезнаходження. Іншими словами, хто має право переглядати або визначати ваше географічне положення в будь-який момент часу? Ваші батьки? Ваша школа? Ваш роботодавець? Ваш носій мобільного телефону? Уряд чи поліція? Коли ви готові розкрити своє місцезнаходження? Чи є час чи місце, де ви віддаєте перевагу бути «поза сіткою» чи не можна знайти? Такі питання, що стосуються приватності місцезнаходження, мало хвилювали кілька років тому. Однак з появою GPS та його інтеграцією в автомобілі та інші мобільні пристрої стрімко виникають питання, дебати і навіть судові позови, що стосуються приватності місцезнаходження та хто має право на таку інформацію.

Як випливає з назви, розробник підхід до ГІС пов'язаний з розробкою ГІС. Замість того, щоб зосереджуватися на тому, як використовується та застосовується ГІС, підхід розробника стосується вдосконалення, вдосконалення та розширення самого інструменту і значною мірою знаходиться в області комп'ютерних програмістів та розробників програмного забезпечення. Наприклад, поява веб-картографування є результатом підходу розробника до ГІС. У зв'язку з цим викликом було те, як донести ГІС до людей через Інтернет, і не обов'язково, як люди будуть використовувати веб-ГІС. Підхід розробника до ГІС стимулює та впроваджує інновації та керується потребами прикладного підходу. Таким чином, він дійсно знаходиться на передньому краї, він динамічний і являє собою область для значного зростання в майбутньому.

Ф'ючерси ГІС

Описані раніше визначення та підходи до ГІС ілюструють сферу застосування та широту цього особливого типу інформаційних технологій. Крім того, оскільки ГІС стають більш доступними та широко розповсюдженими, завжди будуть нові питання, на які потрібно відповісти, нові програми, які будуть розроблені, та інноваційні технології для інтеграції.

Однією з помітних подій є поява того, що називається геопросторовою павутиною. Геопросторовий Інтернет або geoweb стосується інтеграції величезної кількості вмісту, доступного в Інтернеті (наприклад, тексту, фотографій, відео та музики) з географічною інформацією, такою як місцезнаходження. Додавання такої географічної інформації до такого вмісту називається геотегами і схоже на геокодування. Інтеграція географічної інформації з таким вмістом відкриває нові способи доступу, пошуку, організації, обміну та розповсюдження інформації.

Відображення mashups або веб-додатків, які поєднують дані та інформацію з одного джерела та відображають їх за допомогою онлайн-картографічних додатків, є прикладом роботи geoweb. Є mashups майже для всього, що може бути призначено місце розташування, від ресторанів і музичних фестивалів до ваших фотографій і улюблених походів. Кілька прикладів таких картографічних мешапів можна знайти в Інтернеті на таких сайтах, як http://googlemapsmania.blogspot.com.

Хоча geoweb не обов'язково може вважатися ГІС, він, безумовно, спирається на ті ж концепції та ідеї географії і може коли-небудь охоплювати ГІС. Можливо, важливіше, що дифузія ГІС та поява геовеб збільшили географічну обізнаність за рахунок зниження бар'єрів перегляду, використання та навіть створення карт та пов'язаних з ними географічних даних та інформації. Хоча ця демократизація ГІС та загалом інформації та технологій має кілька переваг, слід також визнати, що є також наслідки та наслідки.

Як і у випадку з будь-якою іншою технологією, слід дотримуватися великої обережності при використанні та застосуванні ГІС. Наприклад, коли ви востаннє ставили під сумнів те, що з'явилося на карті? На краще чи гірше, карти є одними з найбільш авторитетних форм інформації і є предметом глави 2 «Анатомія карти». Будучи завтрашніми практиками ГІС, ви матимете можливість сильно впливати на те, як приймаються рішення та як інші переглядають та ставляться до світу за допомогою карт, які ви створюєте в середовищі ГІС. Що і як ви вибираєте для карти, тому нетривіальна вправа. Усвідомлення наших упереджень, обмежень та переваг дозволяє нам з упевненістю скористатися перевагами геоінформаційних систем.

Ключові виноси

• Не існує єдиного або універсального визначення ГІС; воно визначається і використовується різними способами.
• Однією з ключових особливостей ГІС є те, що вона інтегрує просторові дані з даними атрибутів.

Вправи

1. Досліджуйте Інтернет для відображення мішапів, які відповідають вашим особистим інтересам. Як їх можна вдосконалити?
2. Створіть свій власний картографічний мешап за допомогою безкоштовного онлайн-сервісу картографування.