ВВЕДЕНИЕ

Географические информационные системы лежат в основе геоинформатики — новой современной научной дисциплины, изучающей природные и социально-экономические геосистемы различных иерархических уровней посредством аналитической компьютерной обработки создаваемых баз данных и баз знаний.

Геоинформатика, как и другие науки о Земле, направлена на изучение процессов и явлений, происходящих в геосистемах, но пользуется для этого своими средствами и методами.

Основой геоинформатики является создание компьютерных геоинформационных систем (ГИС), имитирующих процессы, происходящие в изучаемой геосистеме [21, 72]. Для этого необходима прежде всего информация (как правило, фактический материал), которая группируется и систематизируется в базах данных и базах знаний. Информация может быть самой разнообразной — картографической, точечной, статистической, описательной и т. п. В зависимости от поставленной цели, обработка ее может производиться либо с помощью существующих программных продуктов, либо с использованием оригинальных методик. Поэтому теории геосистемного моделирования и разработке методов пространственного анализа в структуре геоинформатики придается важное значение.

Существует несколько определений ГИС. В целом они сводятся к следующему: географическая информационная система — это интерактивная информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, доступ, отображение пространственно-организован ных данных и ориентированная на возможность принятия научно-обоснованных управленческих решений.

Целью создания ГИС может быть инвентаризация, кадастровая оценка, прогнозирование, оптимизация, мониторинг, пространственный анализ и т. п. Наиболее сложной и ответственной задачей при создании ГИС является управление и принятие решений. Все этапы — от сбора, хранения, преобразования информации до моделирования и принятия решений в совокупности с программно-технологическими средствами объединяются под общим названием — геоинформационные технологии (ГИС-тех-нологии).

Таким образом, геоинформационные технологии — это современный системный метод изучения окружающего географического пространства с целью оптимизации функционирования природно-антропогенных геосистем и обеспечения их устойчивого развития.

Данные дистанционного зондирования используются в ГИС практически с момента создания последних. Оперативность, разнообразие, возможность получения разновременных материалов съемки обусловили целесообразность их применения при формировании геоинформационных баз данных. На них основаны современные системы природно-антропогенного мониторинга как глобального, так и региональных уровней. Поэтому обычно при описании ГИС-технологий одновременно рассматриваются и методы дистанционного зондирования.

Настоящее учебное пособие состоит из двух частей: первая — теоретическая — посвящена рассмотрению принципов создания и актуализации географических информационных систем; во второй части содержатся практические учебные работы по использованию ГИС-технологий в экологических исследованиях.

Главы 1, 2 посвящены раскрытию основных понятий ГИС и использованию картографической информации для создания баз данных.

В главе 3 представлены основные виды и параметры материалов дистанционного зондирования, свойства космоснимков и особенности лазерной (ли-дарной) съемки, указаны летательные аппараты, используемые для комплексного исследования природных ресурсов.

Главы 4, 5 посвящены геоинформационному анализу различных сведений, формирующих базы данных и знаний, включая аэрокосмическую информацию; здесь же рассматриваются основы моделирования и системного анализа.

Глава 6 посвящена применению ГИС-технологий в научных геоэкологических исследованиях. Здесь представлены результаты оригинальных разработок с использованием различных программных продуктов и методов анализа в области почвенных, гидрологических, геоэкологических и др. исследований.

Вторая часть учебного пособия содержит серию практических работ, каждая из которых предваряется короткой теоретической частью и подробным описанием технологии выполнения задания.

Ответы на контрольные вопросы помогут закрепить пройденный материал. В конце книги приводится краткий терминологический словарь.

Авторы выражают искреннюю признательность рецензентам — Кулагину Владимиру Петровичу, доктор технических наук, профессору Государственного НИИ образовательных технологий и Шеину Евгению Викторовичу, доктору биологических наук, профессору, заведующему кафедрой физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова за внимательное прочтение рукописи и полезные замечания.

Особую благодарность выражаем компании «Дата + », которая в течение многих лет успешно распространяет в России один из самых популярных в мире программных продуктов фирмы Erdas Inc, за профессиональную консультативную помощь и за целенаправленное активное продвижение геоинформационных технологий в образовательные учреждения нашей страны.