Проблематика информационного обеспечения геоинформационных систем

информационного, математического, лингвистического и технического — должен поддерживать нормальное функционирование информационных потоков в ГИС, включающих сбор (получение), обработку и передачу картографических данных.

Подсистема информационного обеспечения является важнейшей. Без нее не может функционировать ГИС. Она включает всю совокупность информации, циркулирующей в ГИС, обеспечивает процесс ее сбора (получения), обработки и передачи, а также служит основой информационной связи с внешней средой.

Подсистема математического обеспечения включает все многообразие математических методов, моделей и алгоритмов обработки пространственных данных, а также комплектов типовых и стандартных программ и процедур, реализующих на ЭВМ решение задач для всех функциональных подсистем ГИС.

Подсистема технического обеспечения представляет собой комплекс технических средств сбора (получения), передачи, обработки, хранения и накопления, отображения и выдачи картографической информации.

Подсистема лингвистического обеспечения включает совокупность формализованных языковых средств и средств управления ГИС, обеспечивающих взаимодействие ее подсистем и оператора.

Информационное обеспечение современных геоинформационных систем состоит из следующих основных компонент:

• система основополагающих понятий и определений картографических данных;

• система классификации и кодирования картографических данных;

• система цифрового описания и хранения данных на машинных носителях;

• система нормативно — правовой и технологической документации (данных);

• массивы картографической и специальной информации.

Содержание ИО конкретной ГИС зависит от ее назначения и решаемых функциональных задач.

Информационные связи в ГИС реализуются в процессе сбора (получения), регистрации первичной информации, подготовки входных массивов, передачи данных, накопления, хранения и обработки информации, выдачи ее пользователям, выпуска выходных документов, используемых для выработки управляющих решений (рис. 1).

Современные информационные технологии рассматривают технологические процессы как комплекс последовательных преобразований первичной и промежуточной информации в результатную с их контролем и фиксацией на машинных носителях с помощью технических средств. В процессе таких преобразований информация изменяет свои количественные и качественные показатели в зависимости от потребителя результатной информации.

Глава 2 Проблемы разработки информационного обеспечения ГИС

§ 1. Классификация и кодирование картографической информации

При разработке ИО ключевое значение приобретает проблема классификации и кодирования элементов картографической информации. Не имея надежной системы классификации и кодирования, нельзя эффективно решать вопросы стандартизации цифровых данных, сокращения объемов данных, рациональной организации массивов, эффективного управления базами данных, информационной безопасности.

Под классификацией понимается совокупность правил распределения заданного множества картографических объектов на подмножества в соответствии с установленными признаками их сходства или различия. Цель кодирования состоит в том, чтобы представить картографическую информацию в цифровом виде в более компактной и удобной форме, которая позволит обеспечить решение задач в ГИС.

Порядок и правила кодирования картографических элементов устанавливаются системой кодирования. Совокупность условных обозначений, построенная по определенной системе кодирования, называется кодом.

В широком смысле слова коды можно определить как систему условных обозначений. При создании информационного обеспечения ГИС большое внимание уделяется построению кодов, которые используются для обозначения картографических элементов.

Перечень всех позиций (элементов) какой-либо совокупности, равнозначных в отношении друг к другу и упорядоченных в рамках перечня, составляет номенклатуру признака, например, номенклатуру картографических элементов гидрографии, значений количественных характеристик объектов местности и др.

При машинной обработке данных каждая позиция номенклатуры должна быть представлена в виде кодового обозначения, кодового слова, а номенклатура в целом — в виде кода.

Необходимость эффективного кодирования возрастает по мере развития ГИС и ее приложений к АСУ. Правильно и рационально построенные коды в значительной степени влияют на эффективность ГИС.

Применение кодов существенно облегчает группировку информации, ее поиск в базах данных, анализ ее содержания и вообще использование при решении пользовательских задач.

Значение правильно разработанных кодов особенно возрастает в условиях создания автоматизированных систем управления и единого банка картографических данных. Применение картографической информации в различных по назначению АСУ требует унификации и согласования всех применяемых классификаций в единую систему кодирования картографических данных, которая явится составной частью информационного обеспечения ГИС и информационного обеспечения АСУ в целом.

На практике сложились следующие системы кодирования: порядковая, серийная, разрядная, система повторения и комбинированная.

Порядковая система применяется для кодирования однопризначных, устойчивых и простых характеристик: категорий дорог, рек, видов картографических объектов, значений высот, глубин, единиц измерений и др.

Серийная система служит для кодирования двухпризначных характеристик, например, виды покрытия дорог, типы лесов и т. п.

Разрядная (позиционная) система применяется для кодирования сложных объектов. При этой системе каждому классификационному признаку отводится определенное число разрядов, которое зависит от количества предметов кодируемого множества. В основе любой разрядной системы лежит иерархическая классификация, которая рассматривается как семантическая система. Она базируется на разделении всех признаков на взаимоисключающие друг друга группы по классификационным признакам до самого нижнего уровня. Наиболее сложным при разработке системы классификации является выбор признаков классификации и определение порядка их следования. В процессе создания классификации выполняется анализ всех признаков объектов и выделяются наиболее информативные признаки из общей совокупности, имеющей наибольшую вероятность распределения с учетом их весовых характеристик, исходя из назначения ГИС, характера решаемых задач и других.

Крайне важно определить, что положить в основу классификации на нижнем уровне. Анализ картографических данных показывает, что в качестве такого уровня можно предложить понятие картографического объекта или элементарного объекта, являющегося минимальной единицей картографических данных.

Построение кода по разрядной системе позволяет выделить каждый классификационный признак,