Александр Мартыненко - Проблематика информационного обеспечения геоинформационных систем
Имея по каждой подсистеме несколько функциональных схем, можно провести анализ взаимосвязи между потоками, обслуживающими разные функции. Исключив дублирование и совместив потоки, важно добиться минимизации необходимого объема информации.
§ 3. Массивы картографической информации
При разработке информационного обеспечения ГИС большое внимание уделяется проблеме создания массивов картографической информации.
Массивы информации, хранящиеся на машинных носителях, можно классифицировать следующим образом. Так, в зависимости от вида фиксируемой на них информации, они подразделяются на первичные, промежуточные и постоянного хранения.
Первичные массивы содержат информацию о состоянии картографических объектов или процесса, зафиксированную в исходных данных, документах, системах сбора и регистрации данных о местности, поступивших непосредственно по каналам связи и т. п.
Промежуточные массивы содержат производную информацию, полученную в результате обработки первичных данных и предназначенную для последующего хранения и использования при решении пользовательских задач ГИС. Использование промежуточных данных позволяет значительно уменьшить объемы информации, подлежащие обработке в ГИС и постоянному хранению в банках данных, а также ускорить процесс решения задач пользователя.
В зависимости от процесса обработки информации в ГИС массивы данных, хранящиеся на машинных носителях, можно подразделить на переменные, постоянные и служебные. Массивы переменной информации, как правило, содержат текущую информацию, используемую в ГИС. Обычно их называют рабочими данными.
Массивы постоянной информации содержат данные, остающиеся неизменными в течение длительного периода времени и, в отличие от переменных, будучи однажды созданы, многократно используются в ГИС и при решении пользовательских задач. Постоянные массивы составляют основу баз картографических данных.
При организации массивов постоянной информации не меньшее внимание необходимо уделять определению их содержания и построения, а также правильному хранению и ведению картографической информации, своевременному обновлению. Рациональная организация обеспечивает удобство обработки и обновления при минимальных затратах, связанных с их созданием.
Помимо массивов переменной и постоянной информации, в ГИС создаются служебные массивы, которые, как правило, не содержат исходных данных, а выполняют вспомогательную роль в процессе функционирования ГИС. Служебные массивы содержат и программное обеспечение ГИС.
Информация на машинных носителях располагается в определенном порядке и строго структурирована. Структура данных определяется форматом, под которым понимается строго определенная последовательность размещения данных, записанных в соответствующем коде.
Построение форматов машинных носителей информации должно отвечать следующим общим требованиям:
• информация располагается в последовательности, соответствующей ее обработке в ГИС;
• в начале формата размещаются данные, постоянные для отдельного объекта, а затем переменные признаки объекта;
• в формате машинных носителей не следует помещать данные, не используемые для последующих разработок;
• в форматы машинных носителей, предназначенных для регистрации исходных данных первичной информации, не должны включаться данные, содержащиеся в массивах условно постоянной информации;
• размещение данных в форматах должно осуществляться с учетом специфики машинного носителя и их последующей обработки.
Построение форматов машинных носителей ГИС осуществляется в следующем порядке.
Прежде всего, устанавливается перечень форматов машинных носителей информации, определяется их содержание и порядок размещения элементов записи, производится согласование форматов между собой и с первичными данными. Содержание и структура массивов переменной и постоянной информации во многом определяется перечнем решаемых задач и содержанием выходных данных, используемых для анализа, планирования и управления ГИС.
В настоящее время в каждой ГИС разрабатывается, как правило, несколько форматов: внутренней обработки и хранения, приема и передачи (обменные).
Важным элементом проектирования является построение схем согласования форматов. Согласование и унификация форматов позволяют организовать совместную обработку различных массивов данных, обеспечивают максимальное удобство при разработке приложений ГИС и др.
При создании массивов постоянных данных большое внимание уделяется выбору машинного носителя. Вид носителя зависит от ряда факторов: обеспечения высокой надежности и высокой достоверности данных, возможности организации эффективной выборки, удобства их обновления и др.
К машинным носителям картографической информации относятся такие носители, которые обеспечивают автоматический ввод данных в компьютеры, их накопление и хранение практически в неограниченном объеме и длительное время. На сегодня основными носителями являются дискеты, магнитные, оптические и магнитно-оптические диски, пьезоэлектрические накопители и др. Выбор конкретных машинных носителей зависит от многих факторов. Основные из них — круг решаемых задач, виды и объемы обрабатываемой информации, сроки ее хранения и использования, степень автоматизации процессов сбора, обработки и передачи данных.
§ 4. Формы отображения и передачи картографической информации
Одной из проблем создания информационного обеспечения ГИС является проектирование форм отображения и передачи картографической информации и результатов пользовательских расчетов. Современные компьютеры обладают значительными техническими возможностями для отображения и передачи результатной картографической информации в виде, удобном для использования в процессе управления и обеспечивающем эффективность работы как человека, так и АСУ. Результаты расчетов, записанные на внешние носители, легко воспринимаются входными устройствами компьютеров других систем.
В зависимости от целей использования, картографическая информация может быть представлена в виде алфавитно-цифровой печати, графиков или графических изображений. Конкретная форма отображения определяется пользователем. Проектирование форм результатной картографической информации должно обеспечить эффективность работы человека, использующего информацию и результаты расчета при принятии управленческих решений и для обеспечения нормального хода технологического процесса на производстве, а также в автоматических системах управления различными устройствами.
В настоящее время наиболее массовой формой отображения картографической информации в ГИС является визуализация ее на средствах машинной графики. В последнее время с развитием АСУ различного назначения, в составе которых находятся ГИС, приобретает большое значение форма представления картографической информации для передачи по каналам коммуникационных сетей. И, наконец, не менее важной формой отображения и представления является форма, удобная для работы технических устройств, систем автоматического управления летательными аппаратами, судами, самоходными машинами и т. п.
Проектирование формы отображения при визуализации картографической информации в ГИС на средствах машинной графики осуществляется в несколько этапов.
Первая часть работы требует детального анализа всех характеристик и решаемых задач ГИС, для которой ведется проектирование. Целью такого анализа является, во-первых, выявление всех необходимых показателей ГИС (качественных и количественных показателей и по назначению) и, во-вторых, установление возможно более широкого круга задач, решаемых в автоматизированном режиме пользователями ГИС. Эта работа начинается уже во время изучения при проектировании самой ГИС, основная ее часть производится при анализе данных обследования. На стадии проектирования содержания, типов и форм носителей первичной и последующей картографической информации этот вопрос должен быть решен, так как состав исходных данных уже предопределит возможный перечень форм отображения.
При проведении анализа и выбора форм отображения необходимо учитывать: требования пользователя к составу отображаемой картографической информации; высокую наглядность изображений, учитывающую психофизические возможности пользователей; эксплуатационные возможности средств машинной графики для визуализации в требуемой форме; трудоемкость отображения и передачи; скорость отображения и передачи; сложность структуры подготовки отображения; массовость отображения и т. п.
