CC BY
43
Секция прикладной информатики
УДК 681.3.06
С.Л. Беляков
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ
СПРАВОЧНЫХ СИСТЕМ
Среди геоинформационных систем различного функционального назначения выделяются геоинформационные справочные системы (ГИСС), предназначенные для хранения, обработки и поиска данных с пространственной привязкой. Опыт разработки ГИСС управления заводским хозяйством ряда промышленных предприятий показал, что системы данного вида характеризуются следующими свойствами:
♦ ориентацией на визуальный анал из и обработку картографических изо-
. -бражениями используются гораздо чаще процедур численного анализа и символьной обработки;
♦ информационную основу системы образуют главным образом карты, схемы и планы в векторном графическом формате. Доля текстовой, чи,
часть общего объема информации;
♦
уже на этапе создания информационной основы (от сотен килобайтов до ) -
;
♦ база данных ГИСС неоднородна и включает базы полнотекстовых, мультимедийных, символьных и числовых данных;
♦
использования хранимой информации.
В данной работе анализируются особенности постановки задачи проектирования в зависимости от сложности исходной картографической информации. Ме-
, , -.
, ,
. :
♦ малые ГИСС с числом примитивов, не превосходящим 104;
♦ средние ГИСС с числом примитивов до 106;
♦ 106 .
Задачу проектирования ГИСС в общем виде сформулируем следующим образом. Имеется набор источников картографической и атрибутивной информации,
представленной в произвольном формате (карты, схемы, планы, слайды, снимки, , . .), ( -ров сервера и клиента, объем их оперативной памяти и жесткого диска, сетевой интерфейс, тип и структура сети передачи данных) и программных средств (тип , , -- , ), -ные ограничения (перечень решаемых задач, временные ограничения, требования , , ).
,
запросы пользователя при заданных эксплуатационных, технических и программ.
Задача проектирования разбивается на следующую совокупность типовых :
♦ создание картографической основы;
♦ проектирование базы данных;
♦ разработка про граммной оболочки;
♦ разработка систем ы защиты информации;
♦ формирование системы картографических образов.
Первая подзадача заключается в оцифровке исходных карт, схем и планов с , ,
- , -ской непротиворечивости полученных результатов. Для малых ГИСС практически не используются методы сокращения избыточности ввиду незначительного объема , -ных частей карты или схемы. Более существен графический формат представления и его совместимость с форматами применяемого графического редактора. Для средних ГИСС при оцифровке исходного материала используются методы сокращения избыточности дискретизации кривых, выполняется факторизация (описание
), -ское кодирование графических файлов. Текстовые атрибуты (тематическая информация) карт и планов могут быть представлены: или как графические элементы, . . , -ных, на которые устанавливается ссылка в графической базе данных. В этом случае должна обеспечиваться ссылочная ценность картографической основы. Для систем данного класса появляется специфическая задача добавления семантиче-,
. -
ния дополнительными связями и добавляет ссылки на внешние базы данных с ха. -литный информационный объект и должна быть представлена набором более про. -ственных, временных и семантических границ элементов и их размеров. Крупные ГИСС объединяют разнородные картографические источники информации (в том ), . -тупен значительный объем разнообразных сведений. В подобных системах возрастает роль межсетевых взаимодействий и проблема сокращения объемов информации на прагматическом уровне: количество данных, которые пользователь в со-
стоянии получить, он не в состоянии обработать. Причина в естественных ограничениях человеческого восприятия. Поэтому подзадача разработки картографической основы должна включать процедуры описания картографических образов, которыми будут пользоваться клиенты ГИСС. Картографический образ ( КО) - это модель картографической основы, ориентированная на решение определенной .
получаемой из ГИСС информации.
Подзадача проектирования базы данных нетривиально решается для средних и больших ГИСС. Объективно база данных ГИСС разнородна и включает базы различных моделей: объектно-ориентированные графические базы, реляционные базы для семантической информации, полнотекстовые базы документов, иерархические и сетевые базы знаний, наборы файлов мультимедийной информации. Многие из них спроектированы и используются относительно независимо от ГИСС, образуя гибридную базу данных [3]. Независимое проектирование баз данных следует считать целесообразным, поскольку это обеспечивает их оптимальные пока.
на их структуру. Наиболее интенсивно используются графические описания карт и
.
требуемым вычислительным ресурсам. Здесь должна решаться задача, аналогичная задаче нормализации реляционных схем: разбиение общего картографического описания на совокупность описаний с тесными связями между ними. Понятие тесной связи в отличие от функциональной зависимости атрибутов отношений является трудноформализуемым и связано с решаемой задачей. Процедуры разборки и сборки из элементов фрагментов карты для средних и сложных ГИСС должны составлять дополнительный сервисный уровень базы данных.
Программно ГИСС могут быть реализованы на основе готовой оболочки ГИС [1] или набором функционально законченных компонентов [2]. В настоящее время существуют различающиеся по возможностям оболочки ГИС [1]:
♦ мощные системы, ориентированные на рабочие станции и сетевую эксплуатацию (INTERGRAPH, GDS, SYSSCAN, ARC/INFO);
♦ специализированные системы, ориентированные на рабочие станции и предназначенные для решения задач, связанных с обработкой геодезических данных и с городским кадастром (SYSTEM-9, KERNINFOCAM, PROCART, FINGIS, GEO/SQL, GRADIS, AutoCAD);
♦ настол ьные ГИС, работающие на персональных компьютерах и предназначенные для учебных и справочно-информационных целей ("Rimscha" (1995), ATLAS GIS, MapInfo, "Каскад", "Зулу").
Некоторые из оболочек обладают встроенным языком программирования, позволяющим адаптировать создаваемые системы к прикладным областям. В системе ARC/INFO это язык SML, в ArcView - Avenue, в MapInfo - MapBasic, в AutoCAD - AutoLisp и Visual C++. С другой стороны, те же оболочки INTERGRAPH, MapInfo, AutoCAD , -
зацию и способны в операционной системе Windows функционировать в тесном взаимодействии с произвольными компонентами. Компоненты могут быть созданы Visual C++, Borland C++, Delfi . создавать разнообразные структуры программных оболочек ГИСС любого из трех
. -
ций по технологии «клиент-сервер». ГИСС может быть построена либо на основе существующего типа сервера (файлового, баз данных, Web-cepвepa), либо путем
.
основываться на концепции картографических образов: программа-клиент имеет своей целью построение некоторого КО, запрашивая для этого минимум информации от сервера.
Для защиты информации в ГИСС, как и в любой информационной системе, используются средства управления доступом операционных систем. Эффективный на уровне управления файлами и каталогами, данный механизм обладает определенными недостатками при реализации прикладных функций. В частности, нарушается логическая непротиворечивость формируемых картографических изображений. Альтернативой может стать создание средств построения картографических описаний различного уровня информативности. Такие карты могут строиться , .
Необходимость в системе картографических образов возникает в средних и крупных ГИСС и обусловлена избыточностью ответов на запросы пользователя. При решении с помощью ГИСС прикладной задачи элементы картографического изображения могут быть избыточными в аспектах:
♦ пространственном (это имеет место, если элемент находится вне иссле-
);
♦ временном (избыточными считаются элементы, изображающие объекты
);
♦ смысловом (к избыточным следует отнести элементы, соответствующие
, ).
Традиционно электронная карта ГИСС, даже декомпозированная на элементы, содержит значительную долю информации, избыточной в указанном смысле. Функция отбора существенной информации возлагается на пользователя. Существующие методы сокращения избыточности на структурном уровне кодирования , -
тигли предела своих возможностей. Это ощущается в реальных системах и заставляет перейти на прагматический уровень анализа избыточности, что позволит в несколько раз уменьшить информационный поток в сети, снизить степень непроизводительного использования вычислительных ресурсов.
, -
страиваться под ограничения человеческого восприятия, скорости визуализации, скорости передачи информации по каналам связи, прав доступа к элементам карты, ..
получения адекватного изображения масштабированием, панорамированием, наложением и изменением видимости слоев, использования именованных видов,
функций частичной загрузки изображения. Описание КО должно устанавливать некоторый инвариант представления графического изображения, который адаптируется к реальным свойствам рабочей среды.
, -
ня, производимых над картографическими изображениями. Например, таковыми могут быть операции: “увеличить/уменьшить степень детальности”, “показать в общем/показать в частности”, “обобщить/уточнить особенности указанного объек-
та” и т.д. Традиционные операции манипулирования изображением, не учитывающие специфику КО, логически дополняют этот набор.
, , , -обладанием визуального способа использования картографической информации. Это определяет необходимость использования концепции картографических обра-, -
конечном счете обеспечить максимальную информативность картографических .
ЛИТЕРАТУРА
1. Булатова Г.Н., Трофимов AM., Панасюк М.В. Тенденции развития географических информационных систем // Геодезия и картография. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат. 1997. №9. С. 50-53.
2. Роджерсон Д. Основы COM / Пер. с англ. М.: Изд. Отдел «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading Ltd», 1997.
3. . -
приложений по работе с инженерными сетями // ArcReview. Современные геоинформа-ционные технологии. М.: Совместное издание СП ДАТА+, ESRI, Inc. и ERDAS, Inc. 1997. № 2,3.
УДК 62-52:658.562.3
Л.С. Берштейн, А.В. Боженюк МОДЕЛЬ ВЫБОРА РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКОЙ АНАЛОГИИ
В основе любой схемы вывода лежат: правило modus ponens, индуктивное правило вывода и правило вывода по аналогии. В настоящей работе рассматривается модель выбора решений на основе нечеткого правила вывода по аналогии.
Обозначим через H параметр, значения которого влияют на выбор значений величин A и B . Нечеткую информацию будем представлять в виде систем нечетких условных высказываний: L1 { L 1i} L2 { L2i } , i 1,n , -
рые отражают взаимосвязь между нечеткими значениями параметра H и параметров An B
Л* ТУ*
A B - ,
a Е An b Е B , тогда нечеткая схема вывода по аналогии примет вид:
L1;
L2;
Л *
A - true;
B * - more likely .
Для данной схемы вывода по аналогии вводится понятие степени аналогичности, принимающее значение из интервала [0,1] и отражающее меру аналогичности значений а Е A и b Е B при заданных высказываниях L1 и L 2 .
