ДеМерс Майкл Н. Географические информационные системы. Основы

Подождите немного. Документ загружается.

снижением требований для уменьшения стоимости. В некоторых случаях

решением может быть отсрочка слишком дорогих работ по ГИС в ожидании

возможности ослабления ограничений или упрощения приложений.

Стоимость реализации - очень важное, но не всегда главное ограничение,

особенно в коммерческой среде, где более значима возможная прибыль,

которая и анализируется на шаге

1.2.4.

В затраты входят приобретение

данных, аппаратного и программного обеспечения и их сопровождение,

обучение и работа персонала, ввод данных (наиболее трудноопределимая

статья расходов), выделение помещений и многие другие вопросы [Aronoff,

1989].

Затраты должны также разделяться на начальные инвестиции и

эксплуатационные расходы. Отдачу определить гораздо труднее, но в общем

случае ее можно выявить по пяти категориям [Aronoff,

1989]:

Большая эффективность новых методов по сравнению со старыми.

2. Новые некоммерческие продукты и услуги, обычно связанные с более

высоким качеством продуктов, производившихся до реализации ГИС.

3. Новые коммерческие продукты и услуги, включая продажу другим

организациям знаний и опыта, связанных с ГИС.

4. Более высокое качество принимаемых решений (основная движущая

сила большинства проектов, которую очень трудно определить

количественно).

5. Нематериальные преимущества, включая четкую современную

организацию работы, улучшение коммуникаций, внешнего облика

компании и внутренней активности.

Анализ цена/отдача не является точной наукой, однако объем литературы

на эту тему, в которой можно подыскать ответы, постоянно растет

[Goodchild

and

Rizzo,

1986;

Green

and

Moyer,

1985;

Kenney

and

Hamilton,

1985, 1986;

Kevany,

1986;

Laroche

and

Hamilton,

1986].

И хотя такой анализ может дать

некоторое финансовое основание для решения, он редко является главным

решающим фактором [Aronoff,

1989].

Часто именно понимание потенциала

информационных продуктов ГИС движет администрацией в решении о

создании системы, а также и в решениях о плане реализации.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ

ПРОДУКТЫ

ГИС

В значительной степени, информационные продукты ГИС являются

результатом анализа, выполняемого программным обеспечением. Каковы

же они конкретно - зависит от природы организации, ее целей и опыта

работы с системой. Хотя многие организации имеют достаточно хорошо

структурированный компактный набор продуктов, другие, особенно

исследовательские организации, имеют большой постоянно меняющийся

набор возможных продуктов, который может быть даже трудно определить

[Rhind and

Green,

1988;

Wellar,

1994].

Но и там чаще всего имеется общее

представление о том, что ГИС может делать, что она может дать организации.

Как

информационные продукты влияют

на ГИС

Организации, которые имеют в виду определенную цель, когда

рассматривают реализацию ГИС, вполне могут иметь некоторое

представление о том, как мог бы выглядеть вывод результатов анализа, даже

если у них есть лишь смутное представление о том, как этот анализ мог бы

быть проведен.

Кроме того, они, скорее всего, имеют общее представление о том, какие

данные могли бы быть частью системы. В действительности, многие

организации понимают ценность данных в компьютерной форме даже до

того,

как они смогут увидеть возможную пользу их анализа. Чтобы добиться

от пользователей конкретных описаний пространственно-информационных

продуктов, мы должны признавать сильную связь между тем, что входит в

систему (наличие данных) и тем, что выходит из нее.

Но поскольку пользователи не могут мгновенно стать знатоками ГИС,

наша задача - помочь им определить (но не определять за них) их

потребности. То есть, системный аналитик должен действовать отчасти как

просветитель, чтобы получить описания продуктов у пользователей. Именно

поэтому я настаиваю на важности понимания вами аналитических

возможностей ГИС, технологий создания баз данных и управления ими.

Действуя как просветители, мы должны потратить немало времени на

выяснение того, как ГИС могла бы наилучшим образом помочь каждому

пользователю. Это лучше всего делать персонально, а не общим

анкетированием, поскольку личное общение позволяет выяснить те задачи,

которые пользователь постоянно решает, и всесторонне объяснить функции,

которые ГИС могла бы выполнять соответственно этим задачам. Все

материалы, показывающие, что именно пользователь создает (образцы карт,

письменные ответы на вопросы, отчеты о решениях, официальные

распоряжения и т.д.), будут полезны в установлении хорошего соответствия

между существующими продуктами и теми, что будут получены от ГИС.

Собирая эту информацию, вам следует помнить, что пользователю более

интересно, что может быть получено, нежели как это может быть

произведено. Последний вопрос более уместен при приближении этапа

реализации системы.

Организация

частных представлений

Работая со многими потенциальными пользователями, имеющими

различные потребности, полезно проследить отношения между каждым

пользователем и каждым пространственно-информационным продуктом.

Томлинсон

[Tomlinson,

n.d.] предлагает использовать матрицу решений

(Decision

System

Matrix), в которой строки соответствуют пользователям, а

столбцы - продуктам; Рисунок 15.7 показывает сильно упрощенную версию.

^ч

Ч|

Продукты

Пользователи

^ч,^

Рисунок 15.7. Таблица решений. Организация отдельных пользовательских

представлений о ГИС в матрицу.

Рисунок 15.8. Объединение представлений. Использование организационной

диаграммы для показа частных представлений пользователей о ГИС.

Этот прием позволит не только зарегистрировать пространственно-

информационные продукты для каждого пользователя, но и даст

информацию для объединения частных пользовательских представлений в

более крупное общее представление. Альтернативой матрице решений может

быть организационная диаграмма, подобная показанной на Рисунке 15.8.

Общее представление в нижней части диаграммы показывает потребности

организации в целом, следующий ярус - частные представления

пользователей, наверху - продукты, разнесенные по пользователям.

Диаграмма такого типа, как и матрица решений, полезна для объединения

частных представлений в общее; обе они могут использоваться также для

определения наиболее важных продуктов, в зависимости от частоты

упоминания пользователями.

Ошибки

проектирования

Ошибки проектирования

(design

creep)

обычно обусловлены отсутствием

предварительного изучения системы в организации. Результатом таких

ошибок может стать система с возможностями, большими, чем требуется,

или наоборот - система, не имеющая всех необходимых функций. Рисунок

15.9а показывает линейный подход к проектированию ГИС, идущий от

исследования реализуемости системы через стадию проектирования к

реализации системы. Как вы можете видеть, изучение в организации

начинается довольно поздно, когда система уже спроектирована, и начата

ее реализация. Таким образом, пользователи вынуждены изучать и

эксплуатировать систему, которая может не соответствовать их нуждам.

Рисунок 15.9Ь соответствует более гибкой спиральной модели [Marble,

1994],

в которой изучение системы продвигает ее разработку По мере того,

как пользователи лучше узнают возможности системы, они могут описать

свои требования к системе задолго до начала ее реализации. Вы можете также

видеть, что чем более тщательно организационное изучение, тем более

развитой становится система, причем кривая изучения всегда преобладает

над кривой проектирования.

Короче говоря, пользователи направляют проектирование ГИС, а не

следуют тому, что есть в уже установленной системе. Этот подход позволяет

избежать ошибок проектирования, он позволяет системе расти в своей

сложности по мере роста потребностей организации.

ОБЪЕДИНЕНИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ

В организациях, имеющих много пользователей необходимо учитывать

потребности каждого. Эти отдельные наборы потребностей называются

частными представлениями

(local

views)

о том, что и как ГИС должна будет

делать. После этого мы должны провести объединение частных представлений

(view

integration),

для которого можно использовать весьма удобный метод,

заключающийся в проведении парного группирования сходных

пользователей или групп. Это может быть легко выполнено с помощью

матрицы решений или организационной диаграммы. Наиболее общие

потребности (которые актуальны для большинства пользователей) дадут нам

набор приоритетов, которые могут сравниваться с главными целями

организации.

Рисунок 15.9. Устранение ошибок проектирования. Два подхода к проектированию

системы: а) линейный подход, ведущий к ошибкам проектирования и Ь)

спиральная модель, избегающая их.

Когда между частными представлениями существуют противоречия,

потребуется дополнительное обсуждение для выявления нестыковок. Их

разрешение может потребовать проведения экспертизы, модификации и

даже переопределения частных представлений для достижения соответствия

с общими целями организации.

Может понадобиться нескольких итераций, чтобы объединить отдельные

частные представления в группы. Это объединение гарантирует, что в

основном потребности пользователей будут удовлетворены. Окончательное

решение по определению общего представления обычно возлагается на

администрацию, рассматривающую потребности отдельных пользователей

как часть общих потребностей.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БД:

ОБЩИЕ

СООБРАЖЕНИЯ

Изучаемая

область

Помимо основной идеи пространственно-информационных продуктов

существуют и другие стороны проектирования ГИС для организации. Когда

имеются несколько проектов, необходимо рассматривать соответствующие

изучаемые области по отдельности. Они чаще всего основываются на

формальном решении о том, почему область подвергается изучению. Так,

для исследования городского уровня, весь город будет областью

исследования. Для исследования, связанного с природными явлениями или

объектами, как, например, загрязнение реки, весь водосборный бассейн реки

может быть выбран в качестве области изучения, поскольку загрязнение

может приходить с любой территории, дающей сток в один из притоков реки.

Короче говоря, область изучения может выбираться на основе политических

и административных границ, физических границ, границ собственности,

или отражать, главным образом, финансовые ограничения или ограничения

по данным, обнаруживаемые на ранних стадиях процесса проектирования.

Если для некоторой части предполагаемой области изучения имеются

более подробные данные, чем для остальной части, они не должны диктовать

размер области изучения. Это обстоятельство можно использовать таким

образом, что небольшая часть с более подробными данными может играть

роль прототипа для детального анализа всей области изучения, в расчете на

то,

что в дальнейшем и на всю область можно будет получить данные такой

же подробности. Кроме того, они могут пригодиться для улучшения знания

о всей области изучения.

Когда планируется использовать какой-либо вид интерполяции, граница

области изучения должна быть расширена в достаточной степени, чтобы

обеспечить корректные результаты интерполяции на ее краях. И, наконец,

чем больше область изучения, тем больше денег и времени потребуется на

создание базы данных. Часто именно вопросы стоимости являются главным

ограничителем в установлении границ области изучения. Помимо этого,

расширение области изучения повышает вероятность недостатка данных для

всех покрытий, необходимых для проведения анализа. Выбор меньшей

области изучения в качестве начального прототипа — хороший способ

продемонстрировать организации полезность системы. Если это сделано

достаточно эффектно, то спонсор наверняка согласится выделить больше

денег на расширение области изучения.

Масштаб,

разрешение

уровень детальности

Существует связь между размером изучаемой области и масштабом

вводимых карт. Как вы помните, чем мельче масштаб карты, тем выше

степень генерализации, тем менее точно представление объектов реального

мира. На выбор масштаба влияет важность соответствующего покрытия для

моделей анализа. Хотя не существует общих указаний для определения

подходящего масштаба, большинство профессионалов используют подход

"наилучших доступных данных", считая, что лучше больше подробностей,

чем меньше.

Растровые данные имеют особенность: с уменьшением размера ячеек

растра быстро возрастает объем данных. И хотя современные компьютеры

имеют достаточно емкие устройства хранения, большой объем данных

значительно замедляет выполнение операций над покрытиями,

использующих поиск по окрестности. В одних случаях размер ячеек растра

может диктоваться наименьшим представляемым объектом, в других -

требованиями модели

[DeMers,

1992],

в третьих - вопросами совместимости

с другими цифровыми данными, например, с ДДЗ со спутников.

Классификация

При проектировании ГИС мы должны рассматривать не только

имеющиеся источники данных, но и систему классификации,

удовлетворяющую требованиям моделирования. Решение о последней лучше

принимать после рассмотрения видов вводимых данных. Использование

более подробной классификации часто предпочтительно по двум причинам:

она дает пользователю больший объем сведений, и при сравнении с данными

другого покрытия меньшей подробности всегда можно агрегировать

некоторые классы, в то время как обратный процесс либо затруднен, либо

вовсе невозможен.

Но классификация - больше чем просто выбор должного уровня

детальности. Нужно учесть, что мы делаем сравнения между покрытиями,

и, таким образом, между классификациями. Кроме того, часто необходимо

иметь возможность проводить согласованную классификацию в пределах

одного покрытия данных из разных источников. Допустим, вам нужно

покрытие с классами почв регионального охвата, созданное на основе

различных исследований почв более детального окружного уровня. Если эти

исследования проводились на значительном временном удалении друг от

друга, то будет необходимо переработать их, чтобы добиться однородности

классификации. Более подробное обсуждение проблем классификации,

особенно в их связи с ошибками, дано Бэрроу

[Burrough,

1986].

Система

координат

проекция

Выбор проекции определяется площадью области изучения и

доступными данными. Здесь также нет жестких правил, только здравый

смысл. При этом следует учитывать, что преобразования проекций вносят

дополнительную погрешность в данные. На выбор проекции влияет также

то,

какие характеристики земной поверхности должны сохраняться (обычно

те,

что наиболее важны для анализа). В общем, и по отношению к системе

координат, и по отношению к проекции, пространственная и временная

совместимость очень важны для корректности процесса принятия решений.

Выбор

программного обеспечения

Выбрать подходящее для организации программное обеспечение всегда

бывает трудно. Во многих случаях решение принимается разработчиком

системы даже до начала процесса проектирования. Этот "перевернутый"

подход - реальность для многих организаций и отдельных лиц. Руководства

в этой области [например,

Burrough,

1986] быстро устаревают из-за

постоянного совершенствования как программного, так и аппаратного

обеспечения. Выбор модели данных основывается на тех видах анализа,

которые нужны, а они, в свою очередь, определяются пространственно-

информационными продуктами проекта. Многие современные ГИС

поддерживают более одной модели данных или могут использовать набор

различных аналитических модулей. Выбор аппаратной платформы и

периферийных устройств диктуется финансовыми ограничениями,

требованиями по точности, условиями обучения и даже личными

предпочтениями.

Так как же мы решаем для самих себя или для клиента, какой ГИС-пакет

приобрести? Разумным подходом является подготовка документа,

содержащего аналитические потребности, ограничения по стоимости,

необходимая точность, потребности в обучении. Затем эти спецификации

предлагаются большому числу поставщиков для получения конкурирующих

предложений контракта. Возможно, к списку требований полезно будет

прибавить запрос списка клиентов компании, как тех, что удовлетворены

ее работой, так и тех, кто столкнулся с проблемами. Полученные ответы

скажут вам о типах организаций, использующих систему (давая вам

представление об их потребностях в моделировании) и позволят вам

получить впечатления о системе из первых рук. Только после этого должно

приниматься окончательное решение по выбору ГИС-пакета.

ПРОВЕРКА

УТВЕРЖДЕНИЕ

С точки зрения эксплуатации, методология проектирования хороша лишь

настолько, насколько хороши результаты, полученные от реализации.

Главный вопрос, на который нужно получить ответ: будет ли ГИС решать

нужные организации задачи своевременно и корректно? Если процесс

проектирования проводился должным образом, то в результате мы получим

продукт, соответствующий всем потребностям организации, основанным

на потребностях отдельных пользователей. Эти потребности должны быть

достаточно конкретными и детальными, чтобы поставщик мог установить

соответствие рассматриваемой системы этим требованиям. Известно, что

лучше сразу сделать хорошо, чем потом переделывать. Нередки случаи, когда

организации приходится связываться с другим поставщиком

(разработчиком) после того, как обнаруживается, что система не

удовлетворяет выдвинутым требованиям. Часто такие неудачи являются

промахом не разработчика, а самой организации или ее системного

аналитика, не давших полных спецификаций. Стоимость переделки может

быть намного больше, чем стоимость разработки правильной системы на

основе систематического, полного и хорошо организованного анализа

потребностей организации.

Вопросы

1. В

чем была причина большинства неудач ГИС в 1960-х годах? Каковы

причины большинства неудач сегодня?

2. Почему мы должны рассматривать системное проектирование для

ГИС? Почему не удовлетворяются потребности некоторых пользователей?

Почему важно знать аналитические возможности ГИС, когда мы

проектируем систему для третьих лиц?

3. Что такое система? Как этот объект проектирования расширяет наше

определение ГИС? В чем различие между техническим и организационным

проектированием?

чем идея жизненного цикла системы? Каково ее назначение? Почему

линейная модель жизненного цикла системы не подходит для

проектирования и реализации ГИС в организациях?

5. Что такое "мифический человеко-месяц"? Что эта концепция говорит

нам о стоимостной эффективности правильного выполнения работы с

первого раза?

6. Кто является внутренним участником в организационном окружении?

Какие задачи они решают?

7. Кто является внешним участником в организационном окружении?

Какую роль они играют в реализации ГИС?

8. Что такое концептуальное проектирование ГИС? Почему его

недостаточно для проектирования ГИС для организации? Каковы некоторые

трудности с ГИС, создаваемые "человеческим фактором"? Что такое анализ

цена/отдача и какую роль он играет в проектировании ГИС?

9. Опишите и изобразите спиральную модель проектирования ГИС.

Какие преимущества она имеет перед линейной моделью жизненного цикла

системы?

10. Опишите шаги начального проектирования ГИС с использованием

спиральной модели проектирования.

11.

Перечислите и опишите возможные плюсы внедрения ГИС в

организацию. Придумайте для примера некоторую организацию и

расскажите о возможных преимуществах, вносимых ГИС в работу этой

организации.

12. Что такое пространственно-информационные продукты? Как они

связанны с вводом данных в ГИС? Как они управляют реализацией ГИС?

13. Опишите и изобразите матрицу решений системы для организации

частных представлений ГИС. Сделайте то же для организационной

диаграммы. Расскажите, как эти методы могут использоваться для

последующего объединения представлений.

14. Что такое ошибки проектирования? Опишите и изобразите, как

спиральная модель проектирования ГИС препятствует их возникновению.

15. Какие главные соображения по проектированию БД мы должны

учесть при проектировании ГИС? Определите некоторые общие правила для

каждого из них.

16.Что означают "проверка" и "утверждение" в контексте

проектирования ГИС в противоположность ГИС-моделированию?