CC BY
321
УДК 528.926:004
А.П. Карпик, Д.В. Лисицкий
СГГ А, Новосибирск
ЭЛЕКТРОННОЕ ГЕОПРОСТРАНСТВО - СУЩНОСТЬ И КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ
A.P. Karpik, D.V. Lisitsky SSGA, Novosibirsk
DIGITAL GEOSPACE CONCEPTS AND CONCEPTUAL FRAMEWORKS
In recent years due to the global development, informatization and computerization new trends have occurred in geosciences, concepts of geodesy and cartography are also changed. A variety of new notions were appeared creating a new conceptual field. Among these notions it should be mentioned follows: geoinformation and geoinformation environment, spatial data infrastructure, Web geobrowsers and geoportals, Web-GIS, Cyber GIS, information frameworks, network metadata catalogues, digital Earth and digital cities, etc. From our point of view, a digital geospace represents a spatial content of geospace and structurally consists of three large components: geoinformation and technosphere, geoinformation and business legislation and economic activities, and geoinformation environment.
В последние годы, в связи с глобальной информатизацией и компьютеризацией общества, в области наук о Земле стали проявляться новые тенденции развития, стала изменяться сущность геодезии и картографии [1], появился целый ряд новых понятий, создающих новое понятийное поле и находящихся в определенных взаимосвязях между собой. Это такие понятия, как геоинформация и геоинформационное пространство [2], инфраструктура пространственных данных, метаданные, WEB-геосервисы, ГИС-серверы, информационно-коммуникационные системы, сетевые каталоги метаданных и др. Особое место занимают понятия, образованные добавлением к известным терминам прилагательных «электронный» или «цифровой». Не вдаваясь глубоко в теоретические аспекты этой терминологии, можно обобщенно представить сущность осуществляемых преобразований и соответствующих им новых понятий следующим образом:
- Термин «электронный (ая, ое)» указывает на предоставление и обмен информацией и/или осуществление каких-либо действий (управленческих, коммерческих и т. п.) с использованием электронных технических устройств, составляющих основу информационно-коммуникационных систем и технологий. Отсюда появились такие понятия, как электронные книги, деньги, карты, билеты, платежи, музыка, документы, почта, банки, коммерция, кассиры и т.п.;
- Термин «цифровой (ая, ое)» подчеркивает цифровую форму (формат) представления и обработки информации. Этот термин породил такие понятия, как цифровые данные, информация, картография, энергетика, наследие, библиотека, обработка, модель и др.
Таким образом, термин «цифровой» ориентирован на компьютерное представление информации, а термин «электронный» является более общим и охватывает как соответствующую компьютерную форму представления информации, так и техническую базу для её получения, передачи, хранения, обработки и воспроизведения.
Глобальные преобразования, отражающиеся в новых терминах и понятиях, получают все более широкое распространение. При этом наблюдается тенденция восхождения от отдельных, частных вопросов компьютеризации и использования электронной техники к глобальным представлениям геоинформации и преобразованиям целых сфер экономики и жизнедеятельности общества. Примером здесь могут служить такие ёмкие понятия, как «электронное государство», «электронное правительство», «электронная коммерция», «электронный бизнес», «цифровая Земля», «цифровое государство», «цифровой город», «цифровое лесное хозяйство» и др. В технической литературе приводятся различные толкования этих терминов, из обобщения которых можно представить смысловое содержание некоторых наиболее важных понятий следующим образом:
- Электронное государство - новый способ осуществления информационной (в том числе геоинформационной) поддержки деятельности государства при помощи информационно-коммуникационных систем (ИКТ), обеспечивающий повышение качества и оперативности государственного управления;
- Электронное правительство - новая форма организации деятельности правительственных органов на базе электронных средств обработки, передачи и распространения информации, обеспечивающая качественно новый уровень оперативности, эффективности, доступности и удобства получения гражданами и организациями государственных услуг, а также информированности населения о результатах деятельности правительства;
- Электронная коммерция - новый уровень взаимодействия с потребителем в сфере продаж с широким использованием электронной техники, Интернет-технологий и информационных систем;
- Электронный бизнес - новая модель организации бизнеса, в которой обмен бизнес-информацией, бизнес-процессы и коммерческие транзакции осуществляются с помощью информационно-коммуникационных систем;
- Цифровая Земля (государство, город, предприятие, объект) -компьютеризованная, многомерная, разномасштабная, мультивременная и многоуровневая информационная система, отображающая определенное пространство и/или сферу деятельности [3];
- Инфраструктура пространственных данных - это система базовых пространственных данных и метаданных, которая обеспечивает широкий доступ и использование территориальных информационных ресурсов гражданами, организациями, органами власти и самоуправления с помощью информационно-коммуникационных систем.
Как видно из самих терминов и приведенных их смысловых представлений, перечисленные виды деятельности характеризуются общим признаком применения электронной техники, информационнокоммуникационных систем, Интернет-технологий, цифровой формой представления информации с целью качественного повышения своего уровня и более широкого использования информационных ресурсов. Кроме того, все они осуществляются на определённой территории и в связи с этим связаны с различными объектами (процессами, явлениями, событиями) окружающего нас географического пространства - геопространства.
Каждый объект геопространства характеризуется своими пространственными свойствами - местоположением, формой и размерами, что и отображается соответствующим видом информации - геоинформацией (ГИ). Отсюда в предметной области геодезии, картографии, геоинформатики и других наук о Земле возникает задача задания новой формы, нового уровня представления информации об окружающем нас пространстве на базе электронной техники, цифровых форматов данных, ГИС-обработки, информационно-коммуникационных систем и Интернет-технологий.
Таким образом, на современном этапе развития человеческой деятельности необходимо обоснование сущности и основных концептуальных моментов нового системного геоинформационного представления геопространства. Такое представление предлагается, по аналогии с вышеприведенными понятиями, обозначить термином «электронное геопространство».
В нашем представлении, электронное геопространство отражает пространственную сущность геопространства и структурно включает три крупных компонента: геоинформационную техносферу, геоинформационную организационно-правовую и экономическую сферу и геоинформационное пространстство.
Геопространство - это совокупность находящихся на территории (над, под территорией) географических объектов природного и техногенного характера, природных явлений, техногенных и природных процессов и событий, обладающих интересующими нас пространственными свойствами.
Геоинформационная техносфера представляет собой совокупность электронных технических средств, программного и методического обеспечений, геоинформационных систем и технологий, с помощью которых осуществляется сбор, передача, обработка, накопление, хранение и воспроизведение геоинформации и конечных геоинформационных продуктов, т. е. является материально-технической базой геоинформационного процесса.
Геоинформационная организационно-правовая и экономическая сфера объединяет различные организационные структуры, правовые механизмы, экономические, в том числе финансовые, решения, обеспечивающие эффективные рыночные условия для получения и использования геоинформации.
Геоинформационное пространство представляет собой совокупность информационных координированных компьютерных моделей геопространства
и является цифровым описанием совокупности частных представлений изучаемого геопространства, созданным человеком в компьютерной среде, это предназначено для компьютерного использования при решении пространственных задач и выработке пространственных решений. Сущность, основные свойства и методологические основы построения геоинформационного пространства достаточно детально приведены в работе [2].
Каждый из рассмотренных компонентов электронного геопространства может быть подвергнут дальнейшей декомпозиции с разных точек зрения, однако современные тенденции получения и использования геоинформационных ресурсов в экономике и обществе направлены:
- На выделение общественно значимых (базовых) геоданных и систем доступа к ним;
- На представление и предоставление геоинформации в цифровой форме.
С рассмотренных позиций, структура электронного геопространства может
быть представлена рисунком, на котором само электронное пространство показано сплошной линией и выделены важные структурные подмножества -цифровая Земля (показана пунктиром) и инфраструктура пространственных данных (показана штриховым контуром). Необходимо пояснить, что термины «частная геоинформация» и «частные решения» здесь применены не в смысле формы собственности, а для обозначения остальных решений и остальной геоинформации («небазовой»), которые могут касаться отдельных отраслей, организаций и граждан. Еще одно пояснение касается понятия цифровой Земли
- следует иметь в виду, что это направление выходит за рамки электронного геопространства, поскольку охватывает не только территориальные объекты, но и различные сферы деятельности (здравоохранение, энергетику, экологию, культурное наследие и др.).
Таким образом, в области наук о Земле и, в частности, на стыке геодезии, картографии и геоинформатики в современных условиях формируется новое междисциплинарное комплексное научное направление по обоснованию и реализации электронного геопространства, в котором можно четко выделить пять самостоятельных (частично пересекаемых) сфер деятельности и соответствующих им исследований:
1. Создание общего геоинформационного пространства, отражающего пространственные свойства окружающего нас геопространства и содержащего геоинформацию, геоинформационные модели, цифровые и электронные карты; научные исследования в этой области ориентированы на разработку информационных аспектов, в том числе содержания геоинформации, структур и форматов данных, каталогов объектов и их свойств, правил цифрового описания, вопросов создания и ведения территориальных банков данных и т.п.
2. Комплектование и освоение геоинформационной техносферы, включающей современные системы (технические средства, программное обеспечение, структуры и форматы данных, технологии) сбора геоинформации разными методами (GPS-измерения, цифровое дистанционное зондирование, лазерное сканирование и др.), системы ГИС-обработки и информационных
4
коммуникаций, системы вывода, визуализации и воспроизведения геоинформационных продуктов. Тематика научных исследований здесь охватывает аппаратурные, методические и программно-технологические разработки.
3. Формирование и реализация общей организационно-правовой и экономической основы получения и использования в экономике и обществе геоинформации и различных геоинформационных продуктов; здесь научные разработки должны иметь организационную, юридическую и экономическую направленность.
4. Введение в действие и функционирование инфраструктуры пространственных данных для разных территориальных образований (уровней) на основе принятых соглашений и норм. Научные разработки в этой области в первую очередь должны быть направлены на выработку общеприемлемых согласованных решений по составу, структурам, форматам, системам и регламентам доступа к базовой геоинформации, а также по финансовым, режимным, правовым и организационным вопросам.
5. Создание цифровой Земли для разных территориальных уровней, разных объектов, процессов и видов деятельности; научные исследования в рамках этого проекта должны быть ориентированы на разработку содержания и структур накапливаемой информации, технологий распределенной обработки, управления данными, выявления, доступа и использования знаний о геопространстве, многомерного пространственного моделирования, представления в сети Интернет.
\ т
Структура электронного геопространства
Высказанные соображения имеют целью обобщить, систематизировать и сгруппировать в единое направление деятельности и научных разработок разные проекты и подходы к дальнейшему развитию наук о Земле в связи с глобальной информатизацией и компьютеризацией человечества, стремительным прогрессом в области телекоммуникаций и, в первую очередь, сети Интернет. В качестве такого интегрирующего понятия предложен и описан термин «электронное геопространство», как возможный предмет дальнейших дискуссий в данной области наших знаний.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Лисицкий Д.В. Глобальные изменения сущности и роли картографии в современном обществе // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (СИБРЕСУРС-10-2004): Доклады 10-й Международной научно-практической конференции. Новосибирск, 5, 6 окт. 2004 г. - Томск: Издательство Томского университета, 2004. - С. 281-284.
2. Карпик А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий: монография. - Новосибирск: СГГА, 2004. - 260 с.
3. Gore A. The Digital Earth: Understanding our planet in 21st Century.
Http://www.digitalearth.gov/VP 19980131.html.
© А.П. Карпик, Д.В. Лисицкий, 2009
8
