ВВЕДЕНИЕ 
В ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ 
СИСТЕМЫ

Я.Ю. Блиновская, Д.С. Задоя

2-е издание

Рекомендовано
Дальневосточным региональным учебно-методическим
центром в качестве учебного пособия
для студентов направлений подготовки бакалавров
20.03.01 «Техносферная безопасность»
и 21.03.01 «Нефтегазовое дело»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва                                        2016

ИНФРА-М

УДК  574(075.8) 
ББК  20.1я73 
 
Б69

Блиновская Я.Ю.
Б69 
 
Введение в геоинформационные системы : учеб. пособие / Я.Ю. Бли-
новская, Д.С. Задоя. — 2-е изд. — М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2016. — 
112 с. — (Высшее образование: Бакалавриат).

ISBN 978-5-00091-115-0 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-011231-2 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-103387-6 (ИНФРА-М, online)

В учебном пособии рассмотрены сущность геоинформационных сис-
тем, их структура и типология, основы проектирования баз геоданных 
и анализа информации в ГИС. Представлена характеристика основных 
моделей, использующихся в ГИС, дано представление о виртуальном мо-
делировании.
Учебное пособие предназначено для студентов технических специаль-
ностей университетов (бакалавриат), изучающих воздействие производ-
ства на окружающую среду. Пособие может быть использовано как ввод-
ный курс для магистрантов и аспирантов направлений 20.04.01 и 20.06.01 
«Техносферная безопасность» и смежных специальностей, которые поль-
зуются в своей работе географическими информационными системами.

УДК  574(075.8) 
ББК  20.1я73

Р е ц е н з е н т ы:
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Без-
опасность жизнедеятельности в техносфере» Инженерной школы 
Дальневосточного федерального университета А.И. Агошков;
доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотруд-
ник Тихоокеанского института географии Дальневосточного отделе-
ния РАН В.Н. Бочарников

ISBN 978-5-00091-115-0 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-011231-2 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-103387-6 (ИНФРА-М, online)

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

© Блиновская Я.Ю., Задоя Д.С., 
2016
© «ФОРУМ»: «ИНФРА-М», 2016

ВВЕДЕНИЕ
В ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

В современную эпоху глобальной мобильности и информатиза
ции качество практически любой решаемой пространственной задачи
зависит от верной интерпретации огромного массива связанных с ней
данных. В данной ситуации возможность визуализации способствует
более эффективному восприятию результата, и это обуславливает не
обходимость использования картографической информации. Не сек
рет, что карта — весьма эффективный инструмент для показа любых
объектов, процессов и явлений, характеристики которых изменяются
в пространстве. Традиционная карта позволяет ориентироваться в
поле заданного района и получать весь спектр доступной информа
ции, позволяющей достичь поставленной цели. На рис. 1 приведен
фрагмент экономической карты Дальнего Востока, с помощью кото
рого пользователь может, как минимум, составить представление об
индустриализации и промышленной освоенности региона.
Возможности традиционных карт достаточно широки, с их помо
щью решаются морфометрические, аналитические, прогнозные и
иные задачи. Качественная доступная картографическая информа
ция необходима любому пользователю, и неважно, будет ли это по
иск нужного адреса или разработка анимационной модели, позво
ляющей оценить степень воздействия производства на окружающую
среду. Но в процессе работы, особенно с комплексом карт, возника
ют затруднения в умении читать, ориентироваться и анализировать
содержащуюся в них информацию. Еще большие трудности возника
ют при составлении тематических карт и оценке многопараметриче
ских ситуаций. Это привело к необходимости разработки особой
технологии, позволяющей оперативно создавать, редактировать и
обновлять карты, что представлено на рис. 2. Информационные кар

Введение в геоинформационные системы

Рис. 1. Экономическая карта Дальнего Востока (по: Атлас, 1997)

Введение в геоинформационные системы
5

Рис. 2. Электронная карта г. СанктПетербург (по: Атлас, 2003)

тографические средства, на базе которых разрабатываются подобные
карты, позволяют пользователю ориентироваться в городской среде,
осуществлять адресный поиск, планировать оптимальный маршрут с
учетом специфики объектов остановки и транспортной системы, из
меняя детальность показываемых объектов в зависимости от его по
требностей.
Следует отметить, что развитие компьютерных технологий с сере
дины XX в. обусловило развитие многоцелевых графических редакто
ров, позволяющих успешно создавать карты. Совершенствовались
средства моделирования, системного и математикокартографическо
го анализа геоизображений, появлялись оригинальные теоретические
концепции и фундаментальные обобщения. Однако, несмотря на пер
спективность многих разработок, возникали сложности в сопоставле
нии информации, совмещении форматов, масштабов и проекций
представляемых данных.
Таким образом, уже к 1960м гг. перед географами и информати
ками встала задача разработки системы автоматизированного созда
ния карт. Возникла идея формирования картографических баз дан
ных и разработки управляющего ими программного обеспечения,
которое позволяло бы осуществлять поиск, анализ, сопоставление
данных о картографируемых объектах, независимо от их происхожде
ния. Результатом стало создание географических информационных
систем (ГИС), до сих пор остающихся единственно приемлемой тех
нологической базой, способной оперативно и квалифицированно
обеспечивать процесс создания традиционно наглядных и насыщен
но информативных географических карт и в это же время рассчиты
вать нужные параметры на компьютере. Полученные геоизображения
стали более совершенными, поскольку ГИС позволила хранить целые
наборы цифровой информации, сопряженной с дополнительными
сведениями о картографируемых данных, их происхождении и фор
матах представления. Таким образом, новый информационнокарто
графический инструмент способствовал расширению и углублению
географических знаний. На рис. 3 приведен пример одной из первых
цифровых карт американского штата Коннектикут, выполненной в
системе многоцелевого картографирования SYMAP, разработанной в
Гарвардской лаборатории компьютерной графики и пространствен
ного анализа Массачусетского технологического института.
Местом рождения ГИС принято считать правительственный де
партамент окружающей среды Канады, у которого в начале 60 гг.
ХХ в. проявилась настоятельная необходимость инвентаризации ог

6
Введение в геоинформационные системы

ромного количества картографических и текстовых материалов само
го различного назначения (географического, геологического, биоло
гического, ресурсного и пр.).
Основная задача ГИС того времени заключалась в накоплении и
хранении пространственных данных. Первые ГИС рассматривались
как системы поиска и выдачи на экран монитора карт определенной
территории, а также их легенд, пояснительных текстов, табличных
данных, графиков, диаграмм и пр. В качестве поисковых признаков
выбирались географические координаты, или ключевые слова, или и
то и другое одновременно. Следует отметить, что справочнокарто
графические системы до сих пор пользуются популярностью в ин
формационной среде. Так, одной из наиболее крупных является по
исковая система «Google Map» — картографический сервис, сопря
женный с данными дистанционного зондирования (рис. 4). Как
правило, интернетсервисы содержат комплекты готовых данных, ор
ганизованных в виде хранилищ цифровых изображений земной по
верхности, являющихся конечными единицами информации. Полу
чение качественно новых данных, преобразование содержащейся в
системе информации определяются задачами и навыками пользова
теля и к самой системе отношения не имеют.
ГИС возникли на стыке технологий управления базами данных и
систем автоматизированного проектирования и машинной графики
(САПР). Использование в ГИС единого координатного пространства

Введение в геоинформационные системы
7

Рис. 3. Одна из первых карт, полученных системой SYMAP
(по: http://www.pcweek.ru/themes/)

и возможность решения пространственных задач обусловили переход
от обработки географической информации в обычных графических
редакторах (Photoshop, CorelDraw, Illustrator и др.) к использованию
специализированных программ (ArcInfo, MapInfo и др.). Но, несмот
ря на осознанную необходимость использования компьютерных
мощностей для обработки пространственновременной информации,
реализация программных продуктов для ГИС была доступна только
крупным заказчикам. И только расширение спектра вовлечения ГИС
в научнопроизводственную деятельность способствовало появлению
на рынке относительно дешевых и адаптированных для широкого
круга пользователей программных средств.
Многоцелевое использование ГИС обусловило представление их
не только в виде справочного инструмента, но и в виде исследова
тельской или проектной сред, что привело к разработке альтернатив
ных систем, где карта рассматривается как модель, где каждый ото
бражаемый на ней элемент соответствует определенному набору дан
ных, меняющемуся с течением времени. Таким образом, ГИС
превращают карту в динамичный проект, в котором представлены не
только традиционные атрибуты карт (легенда, масштаб, математиче
ская основа и т. д.), но и дополнительная информация о картографи
руемых объектах (в виде текстов, графиков, анимаций, фотографий

8
Введение в геоинформационные системы

Рис. 4. Интерфейс справочнокартографического сервиса Google Map

и т. д.). Принимая во внимания факт, что на карте можно представить
все от геологии до идеологии, то в ГИС возможно представление лю
бых сущностей, имеющих географические координаты. Они визуали
зируются с помощью различных способов картографических изобра
жений, либо стандартных, входящих в комплект программного про
дукта, либо разработанных пользователем индивидуально. Легенда
проекта (признаки, атрибуты) представляет собой некий жесткий
каркас, в котором заключены непрерывно распределенные значения
свойств картографируемых объектов. Пользовательский интерфейс
позволяет манипулировать содержащимися в проекте данными, на
чиная от масштабирования и заканчивая пространственным анали
зом. На рис. 5 представлен фрагмент геоинформационного проекта,
выполненный в среде ArcGIS.
Информационные технологии, в том числе и ГИС, следует отне
сти к одному из наиболее бурно развивающихся направлений, что по
зволяет рассмотреть геоинформационные системы с различных пози
ций: технической, методологической, ресурсной, производственной
и т. д.

Введение в геоинформационные системы
9

Рис. 5. Геоинформационный проект (фрагмент), выполненный в ArcGIS

Так, например, ядром ГИС являются программное обеспечение и
аппаратная платформа — главный технологический результат, без ко
торого существование ГИС не представляется возможным и который
неустанно совершенствуется, чему способствует развитие микроэлек
троники и телекоммуникаций.
Несмотря на широкое использование ГИС, общепринятого опре
деления нет. Разработчики программных продуктов и модулей, поль
зователи вкладывают в понятие ГИС неодинаковый смысл. Согласно
ГОСТ Р 524382005, введенному в действие приказом Ростехрегули
рования от 20.12.2005 г. № 423ст 01.07.2006 (с изменениями от
12.09.2008 г.) географическая информационная система (геоинформа
ционная система, ГИС) — система, предназначенная для хранения,
обработки, поиска, распространения и представления пространст
венной информации.
Геоинформационные системы могут рассматриваться и как про
граммное средство. В данном случае геоинформационная система по
нимается как программный продукт, в котором реализованы функ
циональные возможности ГИС.
Наиболее полно отражающим суть данного понятия является сле
дующее определение.
ГИС — информационная система, обеспечивающая сбор, хране
ние, обработку, отображение и распространение данных, а также по
лучение на их основе новой информации и знаний о пространствен
нокоординированных явлениях (Тикунов, 2009).
Отличительная черта ГИС заключается в возможности обеспече
ния оперативной разработки многоуровневых, но при этом нагляд
ных решений для широкого круга задач. При этом на основе одина
кового массива данных могут быть предложены различные сценарии,
продумана уникальная компоновка карты, выбраны нужная детализа
ция и способы отображения объектов. То есть ГИС не ограничивает
ся получением одного варианта и благодаря соответствующей органи
зации базы данных в проекте позволяет различным специалистам на
капливать, систематизировать, анализировать огромные массивы
данных. При этом уже не имеет большого значения, получены ли они
в разных ведомствах или конкурирующих, но родственных по своей
деятельности организациях, берутся ли наблюдения за один год или
за десятилетия и даже столетия, сопоставляются в проекте параметры
живой природы либо рассчитывается немыслимая для обычных не
компьютеризированных расчетов комбинация из объектов флоры и
фауны и ресурсного потенциала недр.

10
Введение в геоинформационные системы