Проблематика информационного обеспечения геоинформационных систем

«прочитана» и из нее получены новые сведения об объектах местности. Таким образом, информация — это что-то новое. Но всякое новое основывается на чем-то старом. Новое без старого не воспринимается так же, как и старое без нового. И это замечание особенно важно в картографии.

В геоинформационных системах наиболее распространенной является информация картографическая. Она представляет собой совокупность различных сведений об объектах местности, которые можно фиксировать, передавать, преобразовывать, хранить и использовать в системах управления. При этом применяются сведения о местоположении объектов и об их физических и других свойствах. В условиях конкретной АСУ совокупность данных образует систему картографической информации, которая обеспечивает взаимосвязь всех функций управления и служит основой принятия решений.

Изучение картографической информации, функционирующей в ГИС, подчиняется общим методам изучения информации и может рассматриваться в трех основных аспектах: прагматическом, семантическом и синтаксическом.

Прагматический аспект рассматривает информацию с точки зрения ее назначения и свойств. Он ориентирован на конкретных пользователей и заключается в следующем.

Во-первых, информация может быть полезной и бесполезной, т. е. ее следует рассматривать с точки зрения практической ценности для конкретной ГИС. В условиях создания информационного обеспечения прагматическое изучение информации позволяет установить необходимую и достаточную для принятия решений информацию по уровням управления, выделить ту, которая необходима для конкретной ГИС с позиций минимизации объемов информации.

Во-вторых, чтобы решить поставленную перед ней задачу, система должна иметь полную информацию, соответствующую предъявляемым требованиям. Но информация вообще, а картографическая в частности, никогда не бывает полной. Поэтому следует иметь в виду степень полноты.

В-третьих, еще одним свойством информации является достоверность (правильность сведений, передаваемых на определенное время). Достоверность связана с полнотой информации нелинейной зависимостью. На начальном этапе первые разрозненные сведения малоинформативны и не отражаются на природе достоверности. С увеличением количества сведений происходит пропорциональный рост достоверности, но до определенного критического уровня, когда сверхизбыточные сведения уже не влияют на достоверность.

На эту зависимость может накладываться другая — преднамеренное искажение (дезинформация), и тогда необходим метод, восстанавливающий естественную достоверность (реинформацию). Надо отметить, что дезинформация — не обязательно ложный факт. Это может быть реальный факт, но значение его искажено (преувеличено или преуменьшено).

В-четвертых, количественная оценка степени полноты и достоверности информации определяется важнейшим ее свойством — измеримостью. Это свойство на основе количественных показателей позволяет измерять, анализировать, сравнивать и преобразовывать количественную меру информации и, в частности, картографическую, независимо от ее физического происхождения.

В-пятых, чтобы получить полную достоверную информацию, требуется время, а информация стареет. Поэтому отметим еще одно свойство — современность (соответствие карты состоянию местности).

В-шестых, если сопоставить два свойства — полноту и современность, то можно определить оптимальное соотношение, когда информация является уже достаточно полной и еще достаточно свежей. В этом случае можно говорить о ее новом свойстве — ценности. Самая ценная информация — это достаточно полезная, полная, достоверная и новая.

Семантический аспект при изучении информации позволяет раскрыть ее содержание, отражающее состояние картографического объекта, вскрыть отношение между знаками, их предметными смысловыми значениями и выбрать смысловые единицы измерения картографической информации.

Семантический аспект способствует более полному выяснению, изучению состояний объектов местности, их характеристик, местоположения и повышает обоснованность принимаемых решений.

Для создания и совершенствования ГИС и систем обработки данных особое значение имеет рассмотрение картографической информации в синтаксическом аспекте, при котором вскрываются отношения между объектами системы независимо от смыслового содержания информации, характера ее использования. На основе измеримости информации разрабатываются ее количественные оценки, что на этом уровне позволяет получить данные для описания процессов преобразования информации, для выбора рациональных технологических вариантов обработки данных, для построения массивов картографической информации и систем ее передачи и т. д.

Сложность выбора количественных показателей и оценок информации на топографической карте обусловлена особенностью восприятия и использования картографических объектов различными пользователями.

В настоящее время существует два подхода к выработке количественных оценок информации. Первый основан на принятом К.Шенноном понятии численной меры неопределенности случайного опыта (вероятностный подход). Второй — на численной мере различия опыта (невероятностный подход или подход различия). Однако при всех подходах в основе количественной меры информации лежит функция величины энтропии, которая определяет также и методы оптимального кодирования картографической информации.

В условиях любой ГИС, как любой динамической системы, постоянно происходит множество различных событий. Происходят они и за пределами ГИС, оказывая на ее функционирование непосредственное влияние. ГИС должна обеспечить сбор необходимых данных, их обработку для получения информации, которая составит основу принимаемых управляющих решений.

Современные компьютеры расширяют сферу машинной обработки потоков информации, обеспечивая, несмотря на массовость картографических данных, своевременное, качественное получение результатной информации.

Под потоком информации понимается сложившееся или организованное в пределах ГИС движение данных в определенном направлении при условии, что у этих данных есть общий источник и общий приемник.

Для удобства работы с картографической информацией необходимо выделить минимальную структурную единицу — элементарный объект (ЭО). Под ЭО будем понимать картографическую информационную совокупность сведений, состоящую из признака, данных о местоположении (метрическую часть объекта) и количественную и качественную характеристики описываемого объекта (семантическая часть объекта). В этом смысле ЭО является элементарной единицей данных, дальнейшее структурное расчленение которой невозможно. ЭО является элементом, который в соединении с другими аналогичными элементами создает более сложные информационные совокупности.

Признак характеризует качество описываемого объекта, тем самым индивидуализирует ЭО. Отдельно взятый признак картографического смысла не имеет и применяется с данными о местоположении и характеристиках объекта.

Данные о местоположении функционально предназначены для количественной характеристики описываемого объекта в пространстве и являются числовой величиной, полученной в результате измерений или вычислений. Поэтому отдельно взятые данные о местоположении картографического смысла также не имеют и применяются лишь в сочетании с признаками.

Характеристики предназначены для количественной оценки описываемых показателей объекта. Отдельно взятые характеристики картографического смысла не имеют и применяются с признаками и данными о местоположении.

Информационная совокупность, включающая признаки, данные о местоположении и характеристики, образуют картографические данные (документы), т. е. сложное информационное образование, имеющее определенную структуру с вхождением одних ЭО в другие, соподчинением или независимостью ЭО.

Картографические данные (документы), используемые в ГИС, могут иметь содержание и форму представления в зависимости от задач, решаемых в автоматизированной системе управления.

Картографические данные создаются из различных источников информации о Земле.