§ 2.Технологические процессы создания информационного обеспечения ГИС

§ 2.Технологические процессы создания информационного обеспечения ГИС

При создании информационного обеспечения ГИС проблема проектирования технологических процессов обработки и картографической информации приобретает первостепенное значение.

Тенденции только одной замены менее совершенных вычислительных средств более совершенными существенно не сокращает сроки решения задач, почти не влияет на повышение достоверности информации, глубину и комплексность ее разработки. Сохранение большой избыточности и дублирования, параллельных потоков данных, неудобных форм представления информации, трудоемких процессов и др. не позволит даже самой совершенной ЭВМ существенно повысить эффективность функционирования ГИС. Поэтому необходима коренная перестройка не только процесса вычислений, но и всех технологических процессов, начиная от сбора и регистрации первичных (исходных) данных, их передачи и последующей обработки и, кончая выдачей результатной картографической информации, используемой в работе пользовательских задач, в выработке управляющих решений и других приложений ГИС. При этом важно обеспечить непрерывное прохождение информации по всем этапам процессов, а также комплексное использование информации, однажды введенной в ГИС, для многих задач.

В настоящее время в качестве технических средств машинной обработки данных и информации в ГИС широко применяются электронные вычислительные машины (компьютеры), вычислительные системы, рабочие вычислительные станции с развитой внешней периферией. В качестве периферийных устройств используются дигитайзеры, сканерные устройства ввода, электронные приемники, графические плоттеры, устройства вывода на твердые основы и многое другое. Все эти устройства совместно с компьютерами составляют единую технологическую цепочку. Поэтому при проектировании технологической схемы обработки данных в условиях ГИС необходимо определить, в первую очередь, с помощью каких средств вычислительной техники возможно и целесообразно выполнение отдельных технологических процессов и технологии в целом.

Алгоритмы преобразования информации разрабатываются таким образом, чтобы обеспечивалось комплексное многократное использование одних и тех же выходных данных для различных расчетов в ГИС.

Разрабатывая технологический процесс обработки информации, одновременно проектируют всю систему получения, сбора, переработки и передачи данных, моделируют и увязывают отдельные звенья между собой.

При проектировании технологий получения и сбора картографических данных должны быть учтены источники информации о местности. В настоящее время в качестве источника могут быть использованы непосредственные измерения на местности, материалы дистанционных измерений и зондирования Земли или аналоговые картографические документы.

Все множество технологий картографической обработки можно разделить на технологии получения данных о местности и геоинформационные технологии. Первая группа, по существу, включает технологии кодирования картографических документов по первичным источникам. Информационные технологии имеют дело, прежде всего, с картографической информацией, которая может содержаться в картографических документах, а может и нет.

ГИС предполагает не только широкое использование средств получения информации, но и средств дистанционной передачи данных. При проектировании процессов обработки данных на разных уровнях решения задач пользователя выбираются способы передачи картографической информации, которые должны соответствовать уровню автоматизации процессов получения, а также обработки информации. Способы обмена между подсистемами ГИС выбираются с учетом объема передаваемых данных, достоверности, срочности, способа их подготовки для обработки, территориального размещения подсистем ГИС и АСУ в целом и других факторов.

При проектировании процессов передачи информации должны быть учтены не только способы ее получения от первичных источников — геодезических измерений, фотосъемки, топографических карт и т. д., но и способы формирования результатной информации, отображения и использования информации потребителями. Рациональное построение процессов получения и передачи информации во многом определяет производственную эффективность автоматизированной обработки данных.

При проектировании технологических процессов обработки данных учитываются следующие основные требования:

• технологический процесс обработки информации должен обеспечивать решение задач и выдачу результатов в установленные сроки. При этом определяются объемы перерабатываемой информации в ГИС, виды машинных носителей, способы обмена информации между подсистемами ГИС, способы передачи выходной информации в АСУ или потребителям и др.;

• процесс обработки информации должен быть надежным, т. е. обеспечивать бесперебойное выполнение задач по графику их решения;

• в процесс обработки обязательно входят контрольные операции, исключающие возможность появления «сбоев» в работе компьютера и оператора;

• технологический процесс обработки картографической информации должен обеспечивать получение заданной достоверности получаемых данных. Допускаемая вероятность появления ошибок в выходных показателях для различных задач обычно находится в пределах 10^-5 — 10^-7 и ниже, для картографических задач — 10^-8 (т. е. одна ошибка на 10 000 000 знаков);

• для получения необходимой достоверности результатных показателей предусматриваются контрольные операции на этапах подготовки, передачи и обработки информации. При проектировании информационного обеспечения ГИС большое внимание уделяется организации контроля первичной информации о местности, а также разработке программных методов контроля непосредственно на ЭВМ;

• технологический процесс обработки информации должен быть простым и содержать минимум технологических операций. Кроме того, следует стремиться к разработке однотипных технологических процессов для решения комплексов задач, а также к созданию комплексных программ для компьютера, позволяющих при однократном вводе информации получить несколько различных решений и документов. Технологический процесс обработки информации должен быть спроектирован с учетом использования условно-постоянной информации;

• проектирование технологических процессов должно базироваться на использовании современных технических средств получения данных, дистанционной передачи информации, совершенных ЭВМ и ее периферийных устройств и др. Технические средства прогресса в ГИС должны обеспечить реализацию функций системы с минимальными трудовыми, материальными и денежными ресурсами.

Общая схема технологических процессов обработки информации в ГИС представлена на рис. 2.

Геоинформационные технологии рассматривают технологический процесс в качестве процесса для переработки дискретной информации. В идеальном случае предполагается, что информация поступает на вход технологического процесса без искажений и ее переработка осуществляется в точном соответствии с назначением и технологией.

Однако в процессе хранения, передачи и переработки информации могут возникнуть ошибки. Поэтому для того, чтобы уменьшить или исключить их влияние, нужно уметь представлять информацию в таком виде, чтобы она была устойчивой к определенным искажениям. Особенно это важно в случаях преднамеренного внесения ошибок в картографическую информацию.

В общем виде информационную технологию можно трактовать «каналом» передачи информации от источника к адресату.

Под «каналом» можно понимать и любой источник погрешностей. Он может быть связан со средой, в которой осуществляется передача информации, либо со средой, где она хранится. Полученные результаты допускают распространение и на «вычислительные» каналы, т. е. на переработку информации.

Если использовать простейшую схему передачи от источника информации к адресату, то к адресату будет поступать искаженная информация.

Поэтому при проектировании обычно применяют более сложную схему: перед входом в канал ставится кодирующее устройство — кодер, которое путем введения в сообщение некоторой избыточности (удлинения кода) дает возможность впоследствии обнаруживать и исправлять ошибки определенного вида, происходящие в канале. Само исправление осуществляется декодером, помещаемым на выходе канала. Из декодера сообщение поступает к адресату.

При проектировании информационных технологий необходимо учитывать одно важнейшее свойство информации. Оно состоит в том, что в результате преобразования информация не увеличивается. Несмотря на это, обработка картографической информации имеет смысл, так как суть обработки заключается в таком преобразовании, которое позволило бы пользователю ГИС использовать ее для решения своих задач.