Система информационного моделирования

Перед началом подробного рассмотрения геоинформационного моделирования важно обратиться к корням идеи географического моделирования, которая привела, в конечном счете, к созданию ГИС. Пространственные модели много лет были оплотом географических исследований и приложений, задолго до числовой революции 1950-х и 60-х годов. Карта сама является моделью реальности, позволяющей нам оценивать одним взглядом пространственные отношения между различными факторами.
Исследование наблюдаемых явлений и порождающих их процессов использовалось для объяснения, например, отношений между сельскохозяйственной деятельностью и транспортными расходами. Наиболее известная из этих моделей, разработанная Хайнрихом фон Туненом (Heinrich von Thunen) в 1910 году, теперь называется моделью изолированного состояния (isolated state model). Она описывает площадные распределения сельскохозяйственной деятельности как последовательность концентрических кругов, расходящихся от центрального рынка. Модификации этой модели, включающие доступность транспортных маршрутов, наличие нескольких рынков, стоимость земли, качество почвы, издержки производства и рыночные цены, всё ещё используются сегодня для предсказания жизненности определенных видов сельскохозяйственной деятельности. Примерно в то же время Альфред Вебер (Alfred Weber) разрабатывал другой набор географических моделей. Созданные первоначально для предсказания пространственных распределений точечных объектов промышленности, модели Вебера были модифицированы для поиска оптимальных местоположений объектов торговли и услуг.
Эти модели, известные сегодня как модели размещения и назначения (location-allocation models), составляют часто применяемый набор методов ГИС, имеющихся во многих коммерческих системах.


 


Другая серия географических моделей относится к сфере торговли и обслуживания, где клиентура свободна в выборе, её нужно привлекать. Решение стать постоянным клиентом является отчасти функцией расстояния, но могут действовать и другие факторы. В этом случае для определения оптимальной точки обслуживания могут использоваться модели гравитации (gravity models), где притяжение обратно пропорционально функциональному расстоянию от потенциальной точки обслуживания. Модели гравитации широко используются в теории экономического размещения (economic location theory) и прочно заняли свое место в коммерческих ГИС.
Несколько других географических моделей также нашли свое место в ГИС. Одни разрабатывались для исследования изменений плотности населения в городах; другие показали, что сами города действуют как региональные иерархии, проявляя различную силу притяжения к региональной торговле, третьи создавались для планирования транспортных сетей в зависимости от скоростей, типов дорог и других факторов; четвертые рассматривали распространение идей в пространстве такие модели распространения инноваций (innovation diffusion models) сейчас широко используются среди экологов для отслеживания движения растений и животных по географическим пространствам.
Возможно, среди наиболее сложных пространственных моделей находятся те, что недавно разработаны экологами ландшафтов для исследования отношений между структурой и функцией больших частей биосферы. Параметры, рассматриваемые в них, включают размер области, связность ландшафта, разнообразие участков, их взаимодействие и форму. Эти ученые полагают, что структура ландшафта напрямую связана с его функциональными возможностями и общим качеством окружающей среды.
Корни многих из этих методов прямо или косвенно находятся в географии, а их использование сегодня показывает растущую потребность исследования пространственных отношений; немало этих методов реализовано как в коммерческих, так и в свободно распространяемых (public domain) ГИС.
Можно упомянуть гораздо больше моделей, но нашей целью является не представление подробного их списка, а иллюстрация того, что многие решения уже разработаны, проверены и реализованы.


 


Класс таких моделей некоторые авторы относят к геоинформационному моделированию однако более точным здесь является термин «картографическое моделирование» (cartographic modeling). Он обозначает процесс использования комбинаций команд для ответов на вопросы о пространственных феноменах. Более формально, картографическая модель – это набор взаимодействующих, упорядоченных операций с картами, которые используют как «сырые», так и обработанные данные для моделирования процесса принятия решений о пространственных объектах.
Геоинформационное моделирование широкое понятие. Оно представляет собой симбиоз картографического и математического моделирования, т. е. к инструментарию средств обработки цифровых карт территории добавляются алгоритмы и методы математического описания процессов, протекающих на этой территории.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *