Гурьянова Л.В. 1 страница

МИНСК

Курс лекций

АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ГИС

Л.В.Гурьянова

Подписано в печать Формат бумаги

Ротопринт. печ. л. Усл. печ. л.

Тираж – экз. Заказ

Издательство «Весть» Шуйского государственного

педагогического университета.

155908, г. Шуя, Ивановской обл., ул. Кооперативная 24.

(для географических специальностей)

УДК 002.6:55

ББК 26ф

Г91

…

Г91 Аппаратно-программные средства ГИС: Курс лекций. - Мн.:БГУ, 2003.-140 с.

В курсе лекций рассматривается широкий круг вопросов по географическим информационным системам (ГИС). Приводятся основные понятия и определения ГИС, аппаратных и программных средств ГИС, описываются вопросы перевода географической информации в электронную форму, дизайна и проектирования географической базы данных ГИС. Для преподавателей, аспирантов и студентов географических специальностей.

Рекомендовано Ученым советом географического факультета БГУ

2003 г.

©Гурьянова Л.В., 2003

©БГУ, 2003

ВВЕДЕНИЕ.. 6

Часть 1. Географические информационные системы 9

1. Современные технологии в географии.. 9

1.1. Определение ГИС.. 9

1.2. Классификации ГИС по назначению, тематике, территориальному охвату, способу организации географических данных. 9

1.3. История развития аппаратно-программных средств ГИС 10

1.4. Функциональные возможности ГИС.. 14

1.5. Нормативные документы и законодательство, регулирующие создание и эксплуатацию ГИС 15

2. Источники данных для ГИС.. 18

2.1. Географические карты.. 18

2.2. Данные дистанционного зондирования. 19

2.3. Система спутникового позиционирования. 24

2.4. Данные САПР.. 27

2.5. Геодезические технологии. 27

3. Организация информации в ГИС.. 28

3.1. Географические объекты.. 28

3.2. Пространственная информация в ГИС.. 29

3.3. Векторный способ цифрового представления пространственных данных 29

3.4. Модели организации связи между пространственными объектами: векторно-нетопологическая модель, векторно-топологическая модель. 30

3.5. Атрибутивная информация в ГИС.. 33

3.6. Понятие слоя, покрытия. 36

3.7. Геореляционные отношения. Связывание объектов и атрибутов в ГИС 37

3.8. Растровый способ цифрового представления пространственных данных 38

3.9. Гриды как способ цифрового представления пространственных данных 40

3.10. TIN как способ цифрового представления пространственных данных 44

3.11. Объектно-ориентированный подход в ГИС.. 48

3.12. Проекции и проекционные преобразования в ГИС.. 49

3.13. Координаты. Ошибка регистрации тиков (RMS). Десятичные градусы 58

3.14. Геопривязка изображений в ГИС. Реперные точки. Мировой файл (WF) 59

3.15. Классификаторы картографической информации для ГИС 64

4. Моделирующие функции в ГИС.. 66

4.1. Картографическая алгебра. Оверлейные операции. 68

4.2. Операции вычислительной геометрии (буферы) 71

4.3. Картографическая генерализация. 72

4.4. Построение моделей непрерывно распределенных признаков 72

4.4.1. Цифровые модели рельефа и местности. 76

4.5. Сетевой анализ. 77

4.6. Операции с трехмерными объектами. 78

5. Дизайн базы данных ГИС.. 80

5.1. Основы проектирования дизайна базы данных ГИС.. 80

5.2. Пилотный проект ГИС.. 83

5.3. Общие требования к документированию ГИС.. 83

6. Опыт применения ГИС.. 84

6.1. Использование ГИС-технологий. 84

6.2. Глобальные и международные проекты.. 85

6.3. Национальные программы.. 87

7. Перспективы развития ГИС.. 87

7.1. SDE-технологии в ГИС.. 87

7.2. Интеграция ГИС и глобальной сети ИНТЕРНЕТ. WEB-картографирование 89

7.3. Экспертные системы и ГИС.. 91

7.4. Геоиконика и ГИС.. 94

Часть 2. Аппаратное обеспечение ГИС.. 96

1. Аппаратные средства ГИС.. 96

2. Периферийные устройства ввода данных в ГИС.. 98

2.1. Дигитайзер. 98

2.2. Сканер. 98

3. Подготовка сканированной информации для использования в ГИС 104

4. Способы ввода графической информации в ГИС.. 105

4.1. Экспресс-оценка точности цифровых карт.. 107

4.2. Форматы графических данных. 109

4.3. Обменные форматы в ГИС. Проблемы стандартизации обменных форматов 110

5. Периферийные устройства вывода данных ГИС.. 112

5.1. Принтеры.. 113

5.2. Плоттеры.. 113

5.3. Цветовая калибровка плоттеров и принтеров. 115

6. Подготовка к печати пространственных данных ГИС.. 116

Часть 3. Программное обеспечение ГИС.. 119

1. Рынок программных ГИС продуктов. 119

2. Функциональная и предметная классификации программного обеспечения ГИС 120

3. Обзорные характеристики некоторых программных продуктов для работы с ГИС 122

3.1. Комплекс программных продуктов ESRI Inc., США.. 122

3.1.1. ArcView GIS. 122

3.1.2. ARC/INFO.. 126

3.1.3. ArcIms. 127

3.2. Комплекс программных продуктов КБ «Панорама» (Россия) 127

3.3. ГИС MapInfo (Mapinfo Corp., США) 129

3.4. Векторный редактор GeoDraw (г.Москва, Россия) 130

3.5. Комплекс программных продуктов для ГИС Autodesk Inc., США 131

3.5.1. AutoCAD Map 2000. 131

3.5.2. Autodesk CAD Overlay. 132

3.5.3. AutoCAD Land Development Desktop. 132

3.5.4. Autodesk MapGuide. 133

3.6. Геоинформационная система Map Manager (БГУ, г.Минск, Беларусь) 133

3.7. Комплекс программных продуктов Credo (г.Минск, Беларусь) 133

3.8. Векторизатор EasyTrace (г.Рязань, Россия) 134

3.9. Color Processor – растровый процессор (Россия) 135

ЛИТЕРАТУРА И РЕСУСЫ ИНТЕРНЕТ.. 137

ВВЕДЕНИЕ

В период развития новых информационных технологий (глобальные сетевые ресурсы, мультимедийные средства передачи изображений и звуков, беспроводные технологии и т.д.) условия преподавания географических дисциплин переходят на качественно новый уровень. Доступность через среду Интернет свободно распространяемых работоспособных программных средств для обработки географической информации, различных информационных источников (текст, таблицы и базы данных, изображения и др.) и информационных ресурсов (библиотеки, периодические издания, архивы и др.) увеличивают как объем доступной геоинформации, так и возможности ее представления.

Современная сеть Интернет (особенно ее англоязычный сектор) располагает большими информационными ресурсами по географическим дисциплинам [1]. В сети активно представлены сайты по цифровым коллекциям карт (https://hcl.harvard.edu), географическим координатам объектов (https://www.waypoint.org), web-атласам (https://www.gisca.adelaide.edu.au), распространяемым космоснимкам (https://www.spotimage.fr), электронным картам городов, стран и регионов (https://www.maps.com) Международная сеть достаточно наполнена и своевременно актуализируется свободно распространяемыми специальными программными продуктами для географов (https://www.geocomm.com) по обработке и представлению географической информации. Активное использование географических информационных систем (ГИС) в практике географических работ вызвало появление многочисленных сайтов по виртуальным ГИС-курсам (https://campus.esri.com), обеспечению технической поддержки ГИС-специалистов в on-line режиме (https://www.dataplus.ru), электронным версиям ГИС-журналов и газет (например, ArcReview на сайте www.dataplus.ru). В сети активно проводятся форумы, телеконференции по проблемам географии, публикуется информация о конференциях и семинарах (https://www.gisa.ru/). Общение со специалистами - коллегами в режиме реального времени осуществляется также по электронной почте, с поддержкой программного обеспечения ISQ [5].

Развитие и доступность мультимедийных технологий вызвали активной рост создания и появления на рынке программных продуктов мультимедийных географических атласов с речевым сопровождением, двух- и трехмерной графикой, интерактивной навигацией. Например, в образовательном процессе на географическом факультете Белгосуниверситета специальные занятия посвящены представлению и демонстрации с использованием ГИС ArcView 3.2 таких крупных геоинформационных проектов, как комплексный электронный атлас «Наша земля», который разработан под руководством академика А.А.Лютого (Россия) и Дж. Данджермонда (ESRI Inc., США) [2], геоинформационная система «Балтийского региона» (BUGIS), выполненная в рамках международной программы «Балтийский университет» [3].

В настоящее время на рынке информационных технологий возрастает доля геоинформационных продуктов. Геоинформационные технологии или технологии географических информационных систем (ГИС) одновременно с наращиванием своих узкоспециальных возможностей по обработке географической информации, имеют тенденцию к упрощению интерфейса и представления любому пользователю доступных функций по обработке пространственных данных. Общепризнанно, что геоинформация доминирует в 70 % объема всей циркулирующей информации [6]. В этой связи использование ГИС-пакетов специалистами в своей повседневной деятельности, наряду с привычными уже офисными программами, становится реальностью. Современные стандартные функциональные возможности ГИС-пакетов позволяют в режиме реального времени оперативно построить по табличным данным или отредактировать тематическую картограмму, оперативно подготовить для печати отчет, иллюстрированный тестом, рисунками, таблицами, фотографиями, картами. Естественно, что для манипулирования значительными по объему и формам представления видами информации необходим достаточно высокий уровень компьютерной грамотности. В этой связи повышается роль постановки такого качества образовательного процесса, который бы обеспечивал систему всеобщего и непрерывного ГИС образования [7].

Опыт мировой практики показывает, что такие формы работы, как использование виртуальных компьютерных атласов в школьном процессе, открытые виртуальные ГИС-курсы в Интернете и web-географические атласы, виртуальные ГИС форумы по обсуждению проблемных вопросов, международные студенческие ГИС-ярмарки по представлению выполненных проектов, международный день ГИС, электронные библиотеки ГИС-проектов и литературы и др. – являются элементами постановки всеобщего и непрерывного ГИС образования. Следствием популяризации знаний по геоинформатике и универсальности применения ГИС-технологий является их активное использование в таких отраслях деятельности человека, как география, экология, архитектура и градостроительство, транспорт, археология, биология, территориальное управление, управление учреждением, предприятием, населенным пунктом, регионом и др.

Актуальность использования современных информационно-коммуникационных технологий в географии согласуется с государственной программой информатизации Республики Беларусь на 2003-2005 годы и на перспективу до 2010 года. Развитие геоинформационных технологий, подготовка квалифицированных кадров-географов являются необходимостью для выполнения программы "Электронная Беларусь", которая разработана на основании опыта зарубежных стран, в частности, Российской Федерации, и в согласовании с проектом Мирового банка по определению "информационной готовности" (E-Readiness) Беларуси. Основной целью программы является формирование в стране единого информационного пространства, которое повысит эффективность экономики, государственного и местного управления, обеспечит права на свободный поиск, передачу и распространение информации о состоянии экономического и социального развития общества. Все это рассматривается как один из этапов перехода к информационному обществу [31].

В целом использование телекоммуникаций при преподавании географических дисциплин является высокоэффективным приемом в образовательном процессе и имеет большие перспективы. В настоящее время для подготовки и переподготовки географических кадров необходима организация постоянно действующих реальных и дистанционных ГИС-курсов, развитие web-картографии, развитие SDE-технологий, т.е. сетевых технологий удаленной работы с картографическими материалами, применение данных космосъемок при составлении ГИС-проектов, организация полевых работ с использованием новейших навигационных средств и полевых компьютеров, формирование соответствующих учебно-методических комплексов.

В связи с недостаточным наполнением учебного процесса современными учебниками по ГИС-технологиям для географических специальностей автором выполнен конспект лекций по «Аппаратно-программным средствам ГИС». В данной работе наибольшее число примеров и методологий приводится для программных продуктов фирмы ESRI Inc., поскольку автор является сертифицированным пользователем данных программных продуктов. Лицензионные версии ГИС ArcView и ARC/INFO используются автором при преподавании дисциплины «Аппаратно-пограммные средства ГИС» на географическом факультете Белгосуниверситета.

Часть 1. Географические информационные системы

1. Современные технологии в географии

1.1. Определение ГИС

Согласно современным представлениям, принятым в русскоязычной литературе, географическая информационная система (ГИС) или Geographic Information System (GIS) - это совокупность технических, программных и информационных средств, обеспечивающих ввод, хранение, обработку, математико-картографическое моделирование и образное интегрированное представление географических и соотнесенных с ними атрибутивных данных для решения проблем территориального планирования и управления [8].

1.2. Классификации ГИС по назначению, тематике, территориальному охвату, способу организации географических данных

ГИС могут быть классифицированы по следующим признакам [8]:

§ по назначению - в зависимости от целевого использования и характера решаемых задач;

§ по проблемно-тематической ориентации - в зависимости от области применения;

§ по территориальному охвату - в зависимости от масштабного ряда цифровых картографических данных, составляющих базу данных ГИС;

§ по способу организации географических данных - в зависимости от форматов ввода, хранения, обработки и представления картографической информации.

По назначению возможно выделение следующих видов ГИС:

§ многоцелевые;

§ информационно-справочные;

§ мониторинговые и инвентаризационные;

§ исследовательские;

§ принятия решений;

§ учебные;

§ издательские;

§ иного назначения.

По проблемно-тематической ориентации возможно выделение следующих видов ГИС:

§ экологические и природопользовательские;

§ социально-экономические;

§ земельно-кадастровые;

§ геологические;

§ инженерных коммуникаций и городского хозяйства;

§ чрезвычайных ситуаций;

§ навигационные;

§ транспортные;

§ торгово-маркетинговые;

§ археологические;

§ иной ориентации.

По территориальному охвату устанавливают следующие виды ГИС:

§ глобальные;

§ общенациональные;

§ региональные;

§ локальные;

§ муниципальные.

По способу организации географических данных устанавливают следующие виды ГИС:

§ векторные;

§ растровые;

§ векторно-растровые;

§ трехмерные.

1.3. История развития аппаратно-программных средств ГИС

В современной литературе по ГИС-технологиям исследователи выделяют три основных периода развития аппаратно-программных средств ГИС: пионерный, государственных инициатив, коммерческий [9].

Пионерный период: поздние 1950-е - ранние 1970-е гг. В этот период в сфере информационных технологий выполняются работы по исследованию принципиальных возможностей картографирования с использованием вычислительной техники. Первый период развивался на фоне успехов компьютерных технологий: появления электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах, цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств.

Большое влияние в этот период оказывают теоретические работы в области географии по оценке пространственных взаимосвязей между геообъектами, а также становление количественных методов в географии в США, Канаде, Англии, Швеции (работы У.Гаррисона (William Garrison), Т.Хагерстранда (Torsten Hagerstrand), Г.Маккарти (Harold McCarty), Я.Макхарга (Ian McHarg).

Первый безусловный крупный успех становления геоинформатики и ГИС - это разработка и создание Географической Информационной Системы Канады (Canada Geographic Information System, CGIS). Начав свою историю в 60-х годах, эта крупномасштабная ГИС поддерживается и развивается по настоящее время. Ведущим разработчиком ГИС Канады считается Роджер Томлинсон (Roger Tomlinson), под руководством которого были реализованы многие концептуальные и технологические решения.

Назначение ГИС Канады состояло в анализе многочисленных данных, накопленных Канадской службой земельного учета (Canada Land Inventory), и в получении статистических данных о земле для использования их при разработке планов землеустройства огромных площадей преимущественно сельскохозяйственного назначения. Для этих целей требовалось создать классификацию использования земель, используя данные по сельскохозяйственной, рекреационной, экологической, лесохозяйственной пригодности земель, отразить сложившуюся структуру использования земель, включая землепользователей и землевладельцев. Наиболее узким местом проекта являлось обеспечение эффективного ввода исходных картографических и тематических данных. Для этого разработчикам ГИС Канады, не имевшим опыта по внутренней организации больших массивов пространственных данных, потребовалось создать новую технологию, ранее нигде не применявшуюся, позволяющую оперировать отдельными слоями и делать картометрические измерения. Для ввода крупноформатных земельных планов было даже спроектировано и создано специальное сканирующее устройство. Расчленение картографической информации на тематические слои и разработка концептуального решения о "таблицах атрибутивных данных", позволило разделить файлы плановой (геометрической) геоинформации о местоположении объектов и файлы, содержащие тематическую (содержательную) информацию об этих объектах. Канадские исследователи разработали функции и алгоритмы оверлейных операций с полигонами, подсчет площадей и других картометрических показателей.

Большое воздействие на развитие ГИС в середине 60-х годов оказала Гарвардская лаборатория компьютерной графики и пространственного анализа (Harvard Laboratory for Computer Graphics & Spatial Analysis) Массачусетского технологического института. Руководителем лаборатории являлся Говард Фишер (Howard Fisher), который руководил исследованиями по многофункциональному компьютерному картографированию. Данные разработки явились существенным шагом в алгоритмическом совершенствовании ГИС и оставались ими вплоть до начала 80-х годов.

Программное обеспечение Гарвардской лаборатории широко распространялось и помогло создать базу для развития многих ГИС-приложений. Именно в этой лаборатории Дана Томлин (Dana Tomlin) заложила основы картографической алгебры, создав знаменитое семейство растровых программных средств Map Analysis Package - MAP, PMAP, aMAP. Одним из производных программных продуктов, свободно распространяемых в сети Internet, является OSU-MAP, созданный в Университете штата Огайо выходцами из Гарвардской лаборатории. Благодаря работам Гарвардской лаборатории в области компьютерного картографирования была окончательно закреплена ведущая роль, которую играют картографические модели данных, картографический метод исследований, картографические способы представления информации в современных геоинформационных системах.

Период государственных инициатив: ранние 1970-е - ранние 1980-е гг. В этот период прослеживается развитие крупных геоинформационных проектов поддерживаемых государством, формирование государственных институтов в области ГИС, снижение роли и влияния отдельных исследователей и небольших групп.

В конце 60-х годов в США сформировалось мнение о необходимости использования ГИС - технологий для обработки и представления данных Национальных Переписей Населения (U.S. Census Data). Для специалистов потребовалась методика, которая обеспечивает корректную географическую "привязку" данных переписи. Основной теоретической проблемой являлась необходимость конвертирования адресов проживания населения, присутствовавших в анкетах переписи, в географические координаты таким образом, чтобы результаты переписи можно было бы оформлять в виде карт по территориальным участкам и зонам Национальной переписи.

Для этих целей Национальное Бюро Переписей США (U.S. Census Bureau) разрабатывает комплексный подход к "географии переписей". В результате перепись населения США в 1970-м году впервые выполнена с картографической поддержкой. Для этих целей был разработан специальный формат представления картографических данных DIME (Dual Independent Map Encoding), для которого были определены прямоугольные координаты перекрестков, разбивающих улицы всех населенных пунктов США на отдельные сегменты. Алгоритмы обработки и представления картографических данных были заимствованы у разработчиков ГИС Канады и Гарвардской лаборатории и оформлены в виде программы POLYVRT, осуществляющей конвертирование адресов проживания в соответствующие координаты, описывающие графические сегменты улиц. Таким образом, в этой разработке впервые был широко использован топологический подход к организации управления географической информацией, содержащий математический способ описания пространственных взаимосвязей между объектами.

Создание, государственная поддержка и обновление DIME-файлов стимулировали также развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям. В этот период развиваются работы автоматизированным системам навигации, картографическая поддержка для разработки системы вывоза городских отходов и мусора, пространственный сетевой анализ движения транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и другие разработки. Одновременно на основе этой информации была создана серия атласов крупных городов, содержащих результаты Переписи 1970 года, а также большое количество упрощенных компьютерных карт для маркетинга, планирования розничной торговли и т.д.

Период коммерческого развития: ранние 1980-е - настоящее время. Этот период характеризуется наличием широкого рынка разнообразных программных средств, развитием настольных ГИС, расширением области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появлением сетевых приложений, развитием систем, поддерживающих индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, и в свою очередь развитием систем, поддерживающих корпоративные и распределенные базы геоданных. Ценовая политика производителей компьютерной техники делает доступными программные и аппаратные средства, сетевые информационные ресурсы широкому кругу специалистов-прикладников.

В исследовательском институте экологических систем (Environmental Systems Research Institute, ESRI Inc.), основанном Джеком Денджермонд (Jack Dangermond) в 1969 году, в начале 1980-х годов был реализован программный пакет ARC/INFO. В программе ARC/INFO используется принцип раздельного внутреннего представления геометрической (графической) и атрибутивной информации. Причем для хранения и работы с атрибутивной информацией в виде таблиц (INFO) применяется формат стандартной реляционной системы управления базами данных, а для хранения и работы с графическими объектами в виде дуг (ARC) было разработано специальное программное обеспечение. ARC/INFO является первым программным пакетом ГИС, который эффективно использует пользовательские качества персональных компьютеров, в то же время он доступен для разных технических платформ и операционных сред. Первые успехи ARC/INFO были связаны с его использованием в лесном хозяйстве, в настоящее время семейство программных средств ESRI Inc. для персональных компьютеров и рабочих станций является самым популярным в мире.

Другим успешным коммерческим предприятием в области производства аппаратно-программных средств для ГИС стал и до сих пор является Intergraph Corp. Эта фирма была организована в 1969 году, первоначально под названием M&S Computing, бывшим сотрудником IBM Джимом Мидлоком (Jim Meadlock). Первые успехи были связаны с разработкой для ВПК США систем управления ракетами в реальном времени. В 1973 фирма впервые создала мощную удаленную рабочую станцию стоимостью порядка 100 000 долларов. В активе Intergraph Corp. и создание первой системы интерактивного картографирования для местного управления. И сейчас фирма является лидером по разработке и выпуску рабочих станций для ГИС, программного обеспечения, в том числе, пользовательского интерфейса.

В настоящее время период коммерческого развития ГИС продолжается. Общемировой объем продаж в области ГИС оценивается до 7 млрд. долларов в год. ГИС-технологии являются эффективными инструментами исследований в области природы, биологии, культуры, демографии, экономики и других естественнонаучных, социальных, медицинских и инженерных наук, а также для бизнес-планирования и геомаркетинга.

1.4. Функциональные возможности ГИС

ГИС должны выполнять следующие основные функции [8]: функции автоматизированного картографирования (АК); функции пространственного анализа (ПА); функции управления данными (УД).

Функции АК должны обеспечивать работу с картографическими данными ГИС с целью их отбора, обновления и преобразования для производства высококачественных карт и рисунков. Функции АК должны включать векторно-растровые преобразования, преобразования координатной системы, картографических проекций и масштабов, "склейки" отдельных листов, осуществления картометрических измерений (вычисления площадей, расстояний), размещение текстовых надписей и внемасштабных картографических знаков, формирование макета печати.

Функции ПА должны обеспечивать совместное использование и обработку картографических и атрибутивных данных в интересах создания производных картографических данных. Функции ПА должны включать анализ географической близости, анализ сетей, топологическое наложение полигонов, интерполяцию и изолинейное картографирование полей, вычисление буферных зон.

Функции УД должны обеспечивать работу с атрибутивными (неграфическими) данными ГИС с целью их отбора, обновления и преобразования для производства стандартных и рабочих отчетов. Функции УД должны включать пользовательские запросы, генерацию пользовательских документов, статистические вычисления, логические операции, поддержание информационной безопасности, стандартных форм запросов и представления их результатов.

В общем виде ГИС должны состоять из следующих четырех подсистем: сбора, подготовки и ввода данных; хранения, обновления и управления данными; обработки, моделирования и анализа данных; контроля, визуализации и вывода данных. Основная задача подсистемы сбора, подготовки и ввода данных - формирование баз географических и атрибутивных данных ГИС; подсистемы хранения, обновления и управления данными - организация хранения данных, обеспечение процедур их редактирования и обновления, обслуживание запросов на информационный поиск, поступающих в систему; подсистемы обработки, моделирования и анализа данных - организация обработки данных, обеспечение процедур их преобразования, математического моделирования и сопряженного анализа; подсистемы контроля, визуализации и вывода данных - генерация и оформление результатов работы системы в виде карт, графических изображений, таблиц, текстов на твердых или магнитных носителях.

1.5. Нормативные документы и законодательство,
регулирующие создание и эксплуатацию ГИС

Картографическая и топографо-геодезическая деятельность в Российской Федерации (и в Беларуси прим авт.), как и во всех развитых странах мира, в настоящее время переходит в область информационных технологий, которые в недалеком будущем составят единое геоинформационное поле страны [55].

Основу глобального геоинформационного поля составляет совокупность: ГИС; систем сбора информации о Земле; систем координатно-временного обеспечения и телекоммуникационной инфраструктуры. В результате этих революционных преобразований сложилась тенденция, ведущая к тому, что человеку или управляемой им технической системе в любой точке земного пространства могут быть известны собственные точные координаты и время и доступна точная и актуальная топографическая информация о любой местности Земли. В совокупности это и позволяет характеризовать современное топографо-геодезическое и картографическое обеспечение как глобальное геоинформационное поле.

В качестве примера разрабатываемой законодательной базы, регулирующей вопросы создания и эксплуатации ГИС, рассмотрим основные черты структуры нормативных документов Российской Федерации. Наиболее важным звеном в системе нормативного регулирования создания и эксплуатации ГИС является система защиты топогеодезической информации с целью сохранения национальных интересов государства.

Защита топогеодезической информации в государстве обеспечивается следующими основными мерами: действующими законодательными и другими правовыми актами в области топогеодезической и картографической деятельности; организационными, методическими и программно-аппаратными средствами защиты топогеодезической информации; надзорной деятельностью уполномоченных органов.