Кузнецов О.Л., Никитин А.А., Черемисина Е.Н. Геоинформатика и геоинформационные системы

Подождите немного. Документ загружается.

ных. В состав словаря должны входить:

– Определение параметра

– Наименование параметра

– Кодовое обозначение

– Краткое наименование

– Способ получения

– Единица измерения

Язык описания данных. Большое разнообразие данных ЕИСП не по-

зволяет разработать форматы передачи данных, покрывающие все потреб-

ности. Альтернативным решением может служить язык описания данных,

автоматически распознаваемый компонентами системы. Ограничением на

выбор языка является среда передачи данных, которая должна поддержи-

вать данный язык.

Язык описания запросов. Для успешного взаимодействия разрознен-

ных систем важно выбрать единый язык запросов. Из тех же соображений,

что и для языка описания данных, язык запросов "должен быть основан на

языке ХМL. В настоящее время единого стандарта на язык запросов нет.

Язык описания метаданных. Взаимодействие информационных

систем и их компонентов основывается на ряде справочных сведений, кото-

рые должны передаваться по сетям. Для представления этих данных в сетях

Internet W3C рекомендует стандарт – язык RDF, базирующийся на языке

XML. Представление этих данных в информационных системах базируется

на реляционных базах данных.

Система адресации и идентификации. Телекоммуникационное

взаимодействие компонентов ЕИСП предполагает точную адресацию и

идентификацию всех информационных ресурсов. Для этих целей в техноло-

гиях Internet используется универсальный идентификатор ресурсов (URL),

на базе которого и должна быть построена система адресации и идентифи-

кации ЕИСП.

Средства аутентификации и защиты. Применение сетей общего

пользования требует специальных мер защиты от несанкционированного

воздействия на информационные системы. Средства защиты можно подраз-

делить на общие, которые поставляются различными производителями, и

специальные, которые должны быть реализованы на стадии проектирования

и реализации системы.

Информационные ресурсы и их обеспечение.

Информационные ресурсы ЕИСП классифицируются по видам сле-

дующим образом:

– метаданные (классификаторы, кодификаторы и справочники);

– фактографические данные – базы или массивы данных наблюдений и

обобщений;

– пространственные данные – электронные карты/слои;

– графические данные (рисунки, фотографии);

– текстовые данные (документы).

Метаданные (данные о данных) – это такие данные, которые в се-

мантическом плане можно трактовать как содержательные (для человека)

или формальные (для информационных технологий) описания информаци-

онных ресурсов и их компонентов. Соответственно имеется два раздела ме-

таданных – содержательный и формальный. К содержательному разделу от-

носятся:

– неформальные описания массивов и баз данных, их состава и струк-

туры;

– сведения о наблюдательных сетях, проектах, программах;

– сведения о платформах наблюдении и источниках данных (станциях,

экспедициях);

– общепринятые классификаторы, словари, кодификаторы;

– сведения об организациях, связанных с изучением и эксплуатацией

недр, лесов, водных объектов, растительного и животного мира, а

также экспертах;

– сведения об алгоритмах, моделях, программных средствах;

– сервисная информация (документация и т.п.).

Формальный раздел метаданных содержит строго организованную,

форматированную информацию об информационных ресурсах: их имена,

коды, свойства, форматы, адреса хранения и т.п. – все, что необходимо ин-

формационным технологиям, чтобы найти информационные ресурсы и пра-

вильно их обработать.

Оба раздела метаданных должны быть организованы в виде распре-

деленной базы метаданных, состоящей из метаданных ЕИСП и множества

баз метаданных в объектах ЕИСП. Главная база хранит основную часть со-

держательного раздела метаданных, а базы метаданных в объектах ЕИСП –

детализированную содержательную и всю формальную информацию о сво-

их информационных ресурсах.

Фактографические данные включают материалы наблюдений за

объектами, а также результаты обработки данных. Фактографические ис-

ходные данные возникают как результат выполнения наблюдений и иссле-

дований того или иного объекта или процесса, которые проводятся в опре-

деленные временные периоды и в заданном географическом районе.

Фактографические данные обобщений могут быть представлены в

виде:

– статистических сведений о характеристиках состояния недр, лесов,

водных объектов, растительного и животного мира (многолетние

данные) для точки или района;

– временных рядов мониторинговых данных различного временного

масштаба осреднения (сутки, декада, месяц, сезон, год, пятилетка);

– мониторинговых данных в узлах сетки;

– полей геофизических и модельных данных;

– модельных данных в точке (результаты вычислений расчетов по ма-

тематическим моделям с привлечением многих параметров исходных

данных и параметров модели).

Фактографические данные после их обработки (осреднения, интер-

поляции, фильтрации и др. процедур) могут представляться в виде данных в

узлах регулярной сетки. Масштабы пространственно-временного осредне-

ния (обобщения) могут быть различными в зависимости от наличия данных,

изменчивости параметров, рассматриваемого района и др. причин.

В таблице 18 представлен состав типовой структуры центра ЕИСП, а

его организационная структура изображена на рис.11.3.

Таблица 18

Состав типовой структуры Центра ЕИСП.

Методическое обеспечение

Требования, методики, форматы, словари,

руководства по функционированию сис-

темы

Информационное обеспечение

Базы и массивы метаданных, данных; базы

знаний

Общее системное специальное

программно-технологическое

обеспечение

Операционные системы и системы про-

граммиро

вания; инструментальные ГИС и

СУБД; прикладные программы, ГИС- и

СУБД-приложения

Вычислительно-аппаратные

средства

Серверы, рабочие станции, периферийное

и коммуникационное оборудование

Организационное и кадровое

обеспечение

Администрация Центра; коллективы спе-

циалистов поддержки и развития Центра

Хранилище

данных

Картографический

сервер

Система

электронной

почты

Маршрутизатор

радиомост

Сервер

Internet

Концетратор 1

Концетратор 2 Концетратор К

АРМ 1 АРМ 2 АРМ L АРМ P+1 АРМ N

Главная магистраль ЛВС

Радиоканал

в Internet

Координационный блок

Рис. 11.13 Структура типового центра ЕИСП.

Рис. 11.13 иллюстрирует схему связей АРМ с ГИС в программно-

техническом комплексе центра ЕИСП. Рабочие места сотрудников, на кото-

рых размещены специализированные географические информационные сис-

темы, соединены через концентраторы и главную магистраль ЛВС с коор-

динационным блоком Центра. В состав координационного блока входят

центральный файл-сервер (хранилище данных), картографический сервер,

система электронной почты, сервер Internet, маршрутизатор и радиомост.

Координационный блок обеспечивает высококачественное общее (типовое)

для всех АРМ технологическое решение вопросов управления информаци-

онными ресурсами и режимами работы, вопросов использования коммуни-

кационной среды для обмена данными и цифровых географических, топо-

графических, геологических, геофизических, геохимических, геоэкологиче-

ских и др. карт.

11.5. Ситуационный центр для поддержки принятия

управленческих решений

Ситуационный центр – информационно-аналитическая система,

позволяющая оценить реальное состояние объекта управления, уловить тен-

денции развития внешних и внутренних изменений, проанализировать воз-

можные последствия действий; способствующая повышению эффективно-

сти выработки управленческих решений [37].

Ситуационные центры (СЦ) аккумулируют средства сбора и анализа

информации, инструменты прогнозирования и построения возможных мо-

делей развития и визуального представления результатов, причем в виде,

который будет максимально удобен и полезен для первых лиц организации.

Это инструмент для тех, кто не может и не должен копаться в многочислен-

ных сводках и отчетах, но обязан видеть картину подчиненного ему хозяй-

ства в целом, уметь оценить текущую ситуацию и принять оптимальное ре-

шение.

СЦ представляют собой комплекс специально организованных рабо-

чих мест для персональной и коллективной аналитической работы группы

руководителей. Основной задачей ситуационных центров является под-

держка принятия стратегических решений на основе визуализации и углуб-

ленной аналитической обработки оперативной информации. Эффективность

СЦ выражается в том, что они позволяют подключить к активной работе по

принятию решения резервы образного, ассоциативного мышления. Пред-

ставление ситуации в виде образов как бы "сжимает" информацию, обеспе-

чивая обобщенное восприятие происходящих событий.

Ситуационный центр имеет ряд базовых характеристик, отличающих

его от других систем поддержки принятия решений:

– СЦ предоставляет руководителю обобщенную информацию. Учет-

ные данные сами по себе ничего не говорят первому лицу организа-

ции. Руководитель, как правило, контролирует подчиненное ему хо-

зяйство по ключевым параметрам. Эти параметры необходимо полу-

чить из того обилия голых цифр, которые поставляет система корпо-

ративного управления. Анализ таких агрегированных данных позво-

ляет руководителю выявить важные показатели развития ситуации.

– СЦ позволяет не только проанализировать статическую картину, но

выявить тенденции ее развития, иначе говоря, дает руководителю

средства прогнозирования. Руководитель сможет понять, к чему си-

туация приведет в будущем, если не произойдет каких-либо карди-

нальных изменений, и принять конкретное решение.

– Главная особенность ситуационного центра – это ситуационное (ди-

намическое) моделирование или возможность получить ответ на во-

прос «что будет, если». Прогнозирование позволяет получить сцена-

рий развития на основе анализа текущей ситуации. Моделирование

позволяет вносить возмущение и определять возможные последст-

вия: «что будет, если я сделаю так» или «что будет, если произойдет

такое-то событие...». Моделирование означает наличие в буквальном

смысле «рычажков» – на экране компьютера или зала ситуационного

центра, с помощью которых руководитель может менять те или иные

параметры и получать возможную модель развития ситуации.

– СЦ помогает руководителю выбрать оптимальное решение, дать ре-

комендации по выбору одного из многих вариантов. Алгоритмы по-

иска наилучшего решения должны быть не только интеллектуальны-

ми и быстрыми, но и в ряде случаев настраиваться на стиль принятия

решений (лица принимающего решение ЛПР).

В СЦ выполняется обобщение и анализ информации, специфической

для данной организации. Здесь могут использоваться разные средства:

OLAP-системы, интеллектуальный анализ, статистические средства, ней-

ронные сети, модели оценки рисков и другие решения. Затем следуют самые

сложные компоненты ситуационного центра - модули прогнозирования и

динамического моделирования.

Одним из главных преимуществ ситуационного центра, выделяющим

его среди других систем поддержки принятия решений, являются мощные и

гибкие возможности визуализации. Не случайно можно встретить и другое

название ситуационной комнаты – визионариум, введенное компанией SGL.

На этом последнем уровне все результаты анализа, прогнозы и варианты

развития представляются в максимально удобном для восприятия и осмыс-

ления виде обычно СЦ оборудуется одним или несколькими экранами кол-

лективного доступа, на которые выводятся все результаты анализа.

Использование современных средств телекоммуникаций, систем, ос-

нованных на знаниях (экспертных систем), и компьютерных методов под-

держки принятия решений позволяют создавать принципиально новые сис-

темы, которые могут интегрировать опыт принятия решений и проведения

на их основе соответствующих мероприятий в области использования при-

родных ресурсов и охраны окружающей среды.

Создание ситуационных центров в последние несколько лет в России

приобрело массовый характер. Этот факт обусловлен целым рядом причин,

среди которых можно выделить две основные. Первая причина – это необ-

ходимость повысить эффективность процессов управления и осознание

высшим руководством данной необходимости. Добиться этого можно по-

средством применения новейших технологий, в первую очередь, информа-

ционных. В настоящее время имеется практический опыт построения круп-

ных ситуационных центров, полученный при проектировании многоцелево-

го Ситуационного центра Администрации Президента РФ, Министерства по

чрезвычайным ситуациям, Центробанка России, МПР России и некоторых

других. В течение последних двух лет начал функционировать Ситуацион-

ный центр Министерства природных ресурсов (СЦ МПР).

Задачи, реализуемые ситуационными центрами, можно условно раз-

делить на три группы: информационно-аналитическое обеспечение, прогно-

зирование развития ситуаций и обеспечение коллективной подготовки ре-

шений. Таким образом, при создании автоматизированных информационно-

управляющих систем ситуационный центр – это, прежде всего, совокуп-

ность специальных информационных технологий и аппаратно-программных

комплексов, реализующих функции подготовки управленческих решений с

учетом оценки их последствий, причем процесс поддержки и принятия ре-

шения происходит в реальном времени по отношению к тем событиям, на

которые нужно реагировать.

Основная работа СЦ заключается в обеспечении постоянной инфор-

мационной готовности как к плановым, так и внеплановым мероприятиям

событийного характера. Важным элементом работы ситуационных центров

является предварительная подготовка, а точнее прогнозирование с исполь-

зованием специальных программных средств ситуационного моделирования

и последующей оценки последствий принимаемых решений. Постоянно об-

новляемая информация, возможность ее экспресс-анализа, а также заранее

подготовленные типовые проекты решений – это три фактора, позволяющие

существенно сократить сроки принятия решения.

Еще одним аспектом, требующим внимания, является использование

геоинформационных технологий. Интеграция картографической и обычной

атрибутивной информации несет в себе потенциал, достаточный для реше-

ния принципиально новых задач. В результате пользователи получат воз-

можность более наглядно представлять себе ход событий в реальном про-

странстве.

Ситуационные центры классифицируются по следующим парамет-

рам:

1) по составу:

– СЦ наблюдения (отображения);

– аналитические СЦ;

– полнофункциональные СЦ. Совмещают функции отображения, мо-

делирования и анализа ситуаций.

2) По масштабу (в оригинале – по степени сложности, масштабу и

решаемым задачам):

– стратегические СЦ;

– оперативные СЦ;

– персональные СЦ.

Стратегический ситуационный центр решает сложные, масштабные,

ответственные задачи, направленные на структурную и функциональную

перестройку. Стратегические ситуационные центры настроены на объекты

класса: отрасль, регион, крупное предприятие (холдинг), ведомство, слож-

ный распределенный в пространстве процесс.

Оперативный ситуационный центр решает задачи автоматической

свертки оперативной информации в ситуационную модель, дающую перво-

му лицу возможность оперировать “модулями” своего бизнеса в реальном

масштабе времени. Оперативные ситуационные центры настроены на объ-

екты класса: предприятие (компания), задача, процесс, кампания, проект,

крупная акция, однородная функция значительных масштабов.

Персональный ситуационный центр решает задачу экспресс-оценки

ситуации, оперативного доступа к управляемому объекту и поддерживаю-

щий возможность первого руководителя всегда “быть в курсе” независимо

от времени, места (и даже в известном смысле состояния) управляющего

субъекта. Персональные ситуационные центры в определенном смысле ин-

дифферентны по отношению к масштабам управляемого объекта, их задачи,

функции и состав определяются скорее субъектом, решающим, какая ин-

формация ему понадобится.

3) По размещению:

– стационарные СЦ. Привязаны к конкретным помещениям, где проис-

ходит анализ ситуаций. Подавляющее большинство СЦ являются

стационарными;

– мобильные СЦ. Разворачиваются на месте событий, в конкретном ре-

гионе. При локальном обсуждении можно использовать различные

виды связи с интеллектуальными центрами и местными региональ-

ными структурами. Примером является Мобильный пункт управле-

ния для МЧС России;

– виртуальные СЦ. В будущем, при улучшении каналов связи, мобиль-

ность СЦ может быть достигнута на программном уровне. При этом

возможно увеличение мобильности не только технических средств,

но и оперативного состава. Одним из прототипов такого СЦ может

выступать виртуальная ситуационная комната для принятия решений

в неопределенных и нестандартных ситуациях.

5) По целевой направленности:

– СЦ контроля. Основной задачей является наблюдение за состоянием

сложного объекта или системы. Примером может служить ситуаци-

онная полиэкранная система информационной поддержки принятия

решений для управления состоянием сложных, экологически опас-

ных объектов и технологий;