CC BY
89
Раздел II. Информационные технологии, управление
УДК 681.3.06
С Л. Беляков, А.А. Шоломицкий, Д.С. Самойлов
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Рассматривается задача построения рабочей области карты геоин-формационной системы при ограничении на ресурсы программы-тиента. Описывается интеллектуальная процедура конструирования рабочей облас-, .
Геоинформационные системы; качество информационных ресурсов;
.
S.L. Belyakov, A.A. Sholomitski, D.S. Samoilov
QUALITY MANAGEMENT OF A CARTOGRAPHICAL BASIS OF GEOINFORMATION SYSTEMS
The problem of construction of working area of a card of geoinformation system is considered at restriction on program-client resources. Intellectual procedure of designing of the working area, using reduction and generalisation is described.
Ggeoinformation systems; quality of information resources; cartographical generalisation.
Традиционно практическая полезность любой геоинформационной системы (ГИС) определяется качеством ее картографической основы - совокупности электронных карт, планов и схем. От того, насколько полны, достоверны, актуальны и непротиворечивы картографические материалы, зависит цен, . , когда процессу картосоставления отводится главная роль в обеспечении качества картографической основы. Вместе с тем, процесс решения прикладных задач с помощью географических карт включает в себя составление первич-, -чением вычислительных, логических, статистических и разного рода специальных аналитических методов [1]. В современных ГИС эти функции автоматизированы. ГИС-анадитик получает от системы комплексный сервис, включающий информационные ресурсы и процедуры их обработки. Следователь, , исключительно параметры электронных географических карт, схем и планов.
Спецификой ГИС является непрерывное изменение качества хранимых данных. Карта как образно-знаковая модель действительности с течением
Известия ЮФУ. Технические науки
времени объективно теряет актуальность, полноту, достоверность хранимых данных, новые сведения вступают в противоречие с имеющимися в базе данных. Использование некачественной информации для решения прикладных задач приводит к ущербу. Не решив проблему организации ГИС, позволяющих оценивать качество собственной информационной базы и управлять этим , .
Целью данной работы является анализ особенностей системной организация ГИС с позиций управления качеством ее картографической основы.
, -ний. Как известно, в этот класс не попадают системы, предназначенные для
.
программный инструментарий для формирования рабочих областей карт и их .
При попытке интегрально оценить качество информационной базы ГИС неизбежно сталкиваются с неполнотой, противоречивостью и нечеткостью в самой формулировке требований к исходным данным, необходимым для решения прикладной задачи. Это объясняется как сложностью процедур расчета параметров качества от «выхода» задачи к её «входу», так и недоопределенно-стями в постановках прикладных задач. Как показывает анализ, значительное время затрачивается ГИС-анадитиками именно на уточнение постановки задачи путем визуального изучения рабочих карт.
, -вы ГИС можно лишь субъективной мерой. В качестве такой меры предлагается использовать информативность рабочих областей карты ГИС, определяемую на основе знаний и опыта экспертов. Информативность определяется как , . числом уровней оценки является два, соответствующие оценке информатив-« » « ».
Определение качества через информативность позволяет:
♦ реализовать многовариантность оценки качества картографической основы разными классами пользователей и ввести механизм подстройки поведения ГИС под классы решаемых задач. Это позволит повысить смысловую целостность получаемой информации;
♦ обеспечить дифференциацию оце нки картографированного пространства. Концепция информативности рабочей области приводит к необходимости специальных процедур построения рабочих областей для
;
♦ обеспечить рациональную основу для отбора информации в храни-
. -сти сохраняемых данных.
Как показывает анализ, решение прикладных задач с помощью ГИС осуществляется по одному из следующих сценариев:
1) в ГИС уже отобраны необходимые карты, схемы, планы, источники атрибутивных данных и ссылки на внешние информационные ресур-.
или числовые данные, или таблицы разнотипных данных, или новую карту, построенную из исходной. По такому сценарию решается, на-
,
города. Характерная особенность данного сценария - использование заранее подготовленных решений - как информационных ресурсов так и сервисных функций и простейший пользовательский программ;
2) информационные ресурсы ГИС, необходимые пользователю для ре-
, ,
ГИС. В задаче маршрутизации это соответствует ситуации, когда учитываются параметры внешней среды - загруженность отдельных , , , . ГИС вырабатывает только рекомендуемые направления движения, окончательное решение остается за пользователем. Анализируя по карте схемы движения, пути объезда, варианты парковки, особенности прилегающей территории, он выбирает наиболее рациональный, с его точки зрения, вариант перемещения. При таком сценарии имеет место поисковый процесс загрузки разномасштабных карт, обращение к внешним источникам информации и изучение сформированных
;
3) исходные ресурсы ГИС для решения пользователю не подготовлены ввиду отсутствия сведений о решаемой задаче. Например, решается задача транспортировки партии товара. Нахождение кратчайшего пути между пунктами отправки и получения - всего лишь одна из подзадач (дадеко не самая важная), которую следует решать при разработке проекта транспортировки. Разработчика могут интересовать самые разнородные данные о пространственной области: расположение транспортных магистралей различных типов (авто, железнодо-
, ), , размещение поставщиков транспортных услуг и средств, климатические карты и прогноз погоды на ближайшую неделю, статистика дорожно-транспортных происшествий, ландшафт территории, профиль отдельных участков дороги, размещение водоёмов, и многое другое. Рассматриваемый сценарий использования ГИС предполагает активный диалог с системой с целью нахождения полезных сведений пространственно-временного характера. В процессе диалога могут стро-, « » : -ляется исходным для конкретизации и уточнения дальнейших подза-, .
Перечисленные сценарии имеют общую черту: решение задач с помощью ГИС требует либо предварительного, либо оперативного построения рабочей - , , -, . отбора высока - недостоверные, неточные и неполные сведения порождают риск возникновения ущерба при реализации сформулированных решений. Процесс отбора трудноформализуем, носит исследовательский характер. Эта особенность известна и выделена в рамках картографического метода исследования. Основными этапами картографического исследования является [1]:
♦ постановка задачи. Приведенные выше примеры показывают, что сложные проблемы выделяют постановку задачи картографического анализа как самостоятельную цель, причем достаточно нечеткую. Обращает на себя внимание то, что на этапе постановки задачи ГИС-аналитики просматривают карты области исследования, комбиниру-
, ;
♦ отбор источников карто графической информации. Технология хранения картографических материалов в современных ГИС такова, что позволяет легко получить чрезвычайно много информации. Интеграция различных форматов картографических данных в одном источ-
, ,
, , -ции поиска и отбора карт, выделения рабочей области из общего ин-
. , -рактер процесса отбора нужной информации - его принципиальная особенность. По мере роста информационной базы задача отбора будет только усложняться;
♦ создание производных карт. Данный этап должен завершиться построением совокупности карт, на основе которых формируется решение прикладной задачи. В проекте транспортировки груза могут при, -
, -пространственных областей от плана контейнерной площадки до среднемасштабной карты региона. Построение набора производных карт в среде ГИС представляет интерес с точки зрения повторного использования как конечного результата, так и процедуры его получения. Как показывает практика, опыт создания и содержание существующих проектов используется для построения новых. ГИС в этом случае может стать средством накопления знаний;
♦ интерпретац ия результатов. На этом этапе ГИС-анадитик визуально исследует картографические изображения, синтезированные на
, , -, - -. , задачи в значительной степени решаются в процессе визуального анализа. Наибольший эффект картографического представления состоит именно в порождении у пользователя карты картографических образов, стимулирующих мыслительную деятельность. Именно таким путем достигается доступ к богатому содержанию геогра-.
,
присутствуют при решении сложных прикладных задач в среде ГИС, а процедура формирования рабочей области является типовой.
Рассмотрим задачу конструирования рабочей области карты.
Под рабочей областью карты й — {О, 02,...0п}, состоящей из графических примитивов 01, понимается подмножество примитивов
mW ей
^ — {^ ■ TW, CW , EW },
где SW - пространственная, ^ - временим, СW - семантическая (список типов объектов), EW - прагматическая границы (список ссылок на внешние ).
й (Х5, , Хс, Хе ), г — 0, N,
запросов клиента серверу ГИС, где X* - соответственно, пространственные,
временные, семантические и прагматические параметры запроса. Если обозначить через I (mW ) информативность рабочей области, а через Я(mW Затраты ресурсов клиента на хранение и представление рабочей области карты
,
формулируется как
I(mW ) ^ тах,
ят) < Я*,
mW : (Х5, ХТ, Хс, ХЕ ) — 1гпв, г — 1, N,
где Я * - ограничение на ресурсы клиента, N - число запросов в сеансе кли-
ента и сервера.
Задача конструирования решается всякий раз после отправки запроса серверу ГИС и получения ответа в виде фрагмента карты. Соблюдение ре-
(1), , -
бинированием двух операций:
♦ редуцирования рабочей области. Редуцированная рабочая область mW 'получается удалением примитивов из исходной mW, что обеспечивает |mW '| < |mW |;
♦ генерализацией фрагмента рабочей области. Операция заключается в замене подмножества примитивов / е mW подмножеством
/о ей |/о| <1 /|.
Реализация перечисленных операций происходит в условиях неопределенности и неоднозначности.
Удаление примитивов из mW может быть выполнен о многими способами. Очевидно, что должны удаляться «несущественные» элементы картогра-
. , -, - .
редуцирование следует строить как интеллектуальную процедуру, использующую знания о путях упрощения картографических изображений.
Генерализация представляет собой процесс целенаправленного обобщения карты [1], включающий в себя специальные знания картографов-разработчиков. Реализовать подобную процедуру, как показывает анализ попыток её практического воплощения [2], в полном объеме весьма проблематично. По этой причине будем рассматривать вариант хранения на ГИС-сервере разномасштабных карт, представляющих одну и ту же пространственную область с различной степенью генерализации. Нечеткое соответствие между объектами исходной и генерализованной карты заставляет обращаться к механизмам, использующим знания, при попытке обобщения . , практической точки зрения полезен и поддерживается современными систе-.
,
ГИС реализуется введением программных компонентов для реализации интеллектуальной процедуры конструирования рабочих областей карт. Процесс конструирования включает две операции - редуцирования и генерализации -строятся на основе знаний.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. БерлянтА.М. Картографический метод исследования. - М.: Изд-во МГУ, 1988.
2. Берлянт А.М., Мусин О.Р., Собчук ТБ. Картографическая генерализация и теория фракталов.- М.: Наука, 1998.
Беляков Станислав Леонидович
Технологический институт федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге.
E-mail: [email protected].
г. Таганрог, ул. Роза Люксембург, д. 46/1.
Тел.: 8(8634)371-743.
.
Самойлов Дмитрий Станиславович
Технологический институт федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге.
E-mail: [email protected].
347928, . , . , 44.
Тел.: 8(8634)371-743.
.
Шоломицкий Андрей Аркадьевич
Донецкий национальный технический университет, г. Донецк.
E-mail: [email protected].
Тел.: 8(062)301-07-81.
.
б4
Beliacov Stanislav Leonidovich
Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.
E-mail: [email protected].
46/1, Roza Luksemburg street, Taganrog, Russia.
Phone: 8(8634)371-743. rofessor.
Samoilov Dmytri Stanislavovich
Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.
E-mail: [email protected].
44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia.
Phone: 8(8634)371-743.
Student.
Sholomitski Anatoly Arkadievich Donetsk national technical university.
E-mail: [email protected].
Phone: 8(062)301-07-81. rofessor.
УДК 004.42
B.E. Золотовекий, М.Ф. Г ильванов СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДЛЯ ВЫСОКОТОЧНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ
В статье рассматриваются вопросы построения систем с произвольной разрядностью для реализации высокоточных алгоритмов определения коор-
.
представление данных в кодах “опережающий перенос”. Подробно рассматривается математическая модель высокоточного определения угловых коор-, .
Антенная решётка; моделирование; эквидистантный; длина волны; корреляционная матрица; собственные значения; Эрмитова матрица; метод .
V.E. Zolotovsky, M.F. Gilvanov DATA PROCESSING SYSTEM FOR PRECISION DEFINITION OF OBJECTS' ANGULAR COORDINATES
In paper questions of development of systems with arbitrary dimensionality for implementation ofprecision algorithms of objects coordinates definition are considered. At creation of such systems it is offered to use data presentation in codes “forward carry”. Is considered the mathematical model of precision definition of objects angular coordinates and defined set of operations.
