Зацерковний В.І., Бурачек В.Г., Железняк О.О., Терещенко А.О. Геоінформаційні системи і бази даних

Монографія. — Ніжин : НДУ ім. М. Гоголя, 2014. — 492 с.В монографии определены и сформулированы сущность геоинформации, геоинформационных технологий (ГИТ), понятийный аппарат геоинформационных систем (ГИС) и их функциональные способности. Рассмотрены вопросы ввода данных и их цифрирование. Освещены вопросы создания и сохранения электронных карт с помощью ГИТ. Представлены концептуальные основы ГИС, цели и принципы построения ГИС, рассмотрены современные технологии обработки геопространственной информации, модели, которые лежат в их основе, современные направления применения ГИС и перспективы развития.У монографії визначена та сформульована сутність геоінформації, геоінформаційних технологій (ГІТ), понятійний апарат геоінформаційних систем (ГІС) і їх функціональні можливості. Розглянуті питання введення даних і їх цифрування. Висвітлені питання створення та збереження електронних карт за допомогою ГІТ. Представлені концептуальні основи ГІС, мета та принципи побудови ГІС, розглянуті сучасні технології обробки геопросторової інформації, моделі, що лежать у їх основі, сучасні напрями застосування ГІС і перспективи розвитку.
Викладені моделі й алгоритми, що лежать в основі ГІС. Розглянуті програмні засоби реалізації, інтеграції даних і технологій. Монографія містить графічні ілюстрації, що пояснюють роботу ГІС.
Книга може бути корисною для науковців, керівників державних установ, викладачів вищої школи, аспірантів і студентів.Вступ.
Загальні поняття про інформаційні та геоінформаційні системи.
Загальні поняття про інформацію.
Інформаційні системи, їх класифікація та складові.
Компоненти інформаційних систем.
Поняття про геоінформатику та географічні інформаційні системи.
Поняття про геодані.
Задачі геоінформатики.
Визначення ГІС.
Галузі застосування ГІС.
Компоненти ГІС.
Відмінність ГІС від інших інформаційних систем.
Джерела виникнення ГІС.
Інтеграція ГІС з іншими науками про Землю.
Історія розвитку ГІС.
Передумови розвитку ГІС.
Етапи розвитку ГІС.
Історія розвитку відкритих ГІС.
Розвиток ГІС в Україні.
Перспективи розвитку ГІС на найближчі роки.
Структура, функції та технології ГІС.
Загальні визначення.
Структура ГІС.
Функції ГІС.
Геоінформаційні технології (ГІТ).
Загальні вимоги до документування в ГІС.
Класифікація ГІС.
Подання об’єктів реального світу в ГІС.
Визначення поняття геопростору.
Визначення поняття просторового об’єкта та його опис у ГІС.
Визначення поняття просторових відношень у ГІС.
Класифікація властивостей геоінформації.
Класифікація компонентів геопростору.
Інформаційне забезпечення ГІС.
Джерела даних для ГІС.
Картографічні джерела.
Дані дистанційних досліджень.
Дані польових вишукувань (геодезичні й топографічні дані).
Дані кадастрів.
Статистичні джерела даних.
Internet як джерело даних для ГІС.
Створення Internet-джерела даних.
Текстові матеріали як джерело даних для ГІС.
Загальні відомості про моделі даних у ГІС.
Класифікація моделей даних у ГІС.
Організація та обробка інформації в ГІС.
Растрові моделі подання просторових даних.
Принципи побудови растрових моделей.
Растрові моделі на основі регулярних мереж.
Растрові моделі даних на основі нерегулярних мереж.
Ієрархічні моделі.
Безструктурні гіперграфові моделі.
Решітчасті моделі.
Джерела даних для растрових моделей.
Характеристики растрових моделей.
Використання растрів для зображення дискретних об’єктів.
Використання растрів для зображення безперервних поверхонь.
Збереження растрових даних.
Перспективи застосування растрових моделей.
Недоліки та переваги растрових моделей.
Векторні моделі подання даних у ГІС.
Загальні відомості про векторні моделі.
Класифікація просторових даних, що використовуються у векторних ГІС.
Подання просторових об’єктів у векторній моделі
Нетопологічні (прості) векторні моделі
Необхідність уведення топологічних відношень у ГІС.
Поняття про топологічні відношення в ГІС.
Характеристики топологічних моделей.
Топологічні моделі сучасних ГІС.
Топологія в TIN-моделі.
Етапи створення TIN-моделі.
Засоби TIN для відображення поверхні.
Ланцюгове кодування.
Вибір способу формалізації та перетворення структур даних.
Порівняння векторних і растрових моделей подання просторових даних.
Аналіз подання геооб’єктів векторними моделями.
Загальні відомості про системи керування базами даних.
Передумови виникнення концепції баз даних.
Етапи розвитку систем керування базами даних.
Структурні елементи бази даних.
Функції СКБД.
Принципи побудови баз даних, їх архітектура і класифікація.
Принципи побудови баз даних.
Трирівнева архітектура баз даних.
Забезпечення незалежності СКБД від даних.
Відображення рівнів моделей.
Організація процесу проходження користувацького запиту.
Користувачі СКБД.
Класифікація СКБД і моделей баз даних.
Моделі баз даних.
Класифікація моделей баз даних за рівнями подання.
Інфологічні моделі.
Даталогічні моделі.
Фізичні моделі.
Реляційні моделі та нормалізація відношень у них.
Загальні відомості про реляційні моделі баз даних.
Ключі.
Зв’язування відношень.
Реляційні операції.
Правила Кодда.
Нормалізація реляційних баз даних.
Денормалізація баз даних.
Переваги та недоліки реляційного підходу у створенні баз даних.
Підвищення ефективності роботи баз даних.
Паралельні обчислення.
Обробка транзакцій.
Оптимізація баз даних.
Організація безпеки баз даних.
Захист баз даних від несанкціонованого доступу.
Захист баз даних від несанкціонованого використання ресурсів.
Захист баз даних від некоректного використання ресурсів.
Захист баз даних за допомогою внесення надлишковості.
Мова структурованих запитів SQL.
Загальні відомості про структуровану мову запитів.
Категорії команд SQL.
Переваги мови SQL.
Базові поняття реляційних баз даних.
Фундаментальні властивості відношень.
Базисні засоби маніпулювання реляційними даними.
Запис SQL-операторів.
Засоби маніпулювання відношеннями.
Загальна інтерпретація реляційних операцій.
Спеціальні операції реляційної алгебри.
Організація збереження даних у ГІС.
Загальні відомості про збереження даних у ГІС.
Типи файлів бази даних.
Принципи організації даних у ГІС.
Моделі організації даних.
Об’єктно орієнтована модель даних "База геоданих".
Типи баз геоданих.
Вимоги до баз геопросторових даних.
Список використаної літератури.