Корпоративная интеллектная технология обработки пространственно-распределенных данных в задачах управления регионом

Актуальность проблемы.

В конце двадцатого столетия одной из главных особенностей, определяющих развитие цивилизации, явилась необычайно возросшая мощь информационных и коммуникационных технологий. Происходит переход к информационному обществу, в том числе в сфере государственной власти и управления с целью повышения качества подготовки и принятия решений. Так, информационные модели, построенные на цифровых картах, используются сегодня все шире в различных задачах управления, отражая воспроизводственные процессы территориально-распределенных ресурсов (материальных, финансовых, природных, трудовых) и динамику их изменений.

Информационная политика в России разрабатывается и реализуется на следующих пяти уровнях, организованных и взаимодействующих в горизонтальных разрезах (территориально-распределенные связи) и вертикальных (иерархические связи соподчиненности): индивидуальном, отдельного хозяйствующего субъекта, региональном, отраслевом, государственном (федеральном). Важнейшим системообразующим фактором, например, является агрегирование пространственно-распределенных данных (ПРД) и решений от уровня к уровню. В целом же, обобщение и комплексирование данных, а также формирование и выбор альтернативных вариантов управленческих решений на основе технологий вычислительного моделирования, поиска логического вывода, многокритериального принятия решений и цифровых коммуникаций позволяют поддержать системный подход к построению информационных систем и систем поддержки принятия решений органами государственной власти и управления (ОГВ). Один из первых циклов исследований в этих направлениях выполнен в Международном институте прикладного системного анализа (K.Fedra, Лаксенбург, Австрия) еще в середине 80-х годов, хотя каких-либо полных технологий, закрывающих проблему эффективной технологической поддержке указанной деятельности нет. Эффективное и полное решение проблемы еще далеко от завершения. Да и вряд ли в будущем кто-либо сможет сказать в этой сфере, что последнее слово принадлежит ему.

Данная диссертация посвящена продвижению решения проблемы в части создания корпоративной (т.е. функционирующей в рамках глобальных и/или локальных вычислительных сетей и предоставляющий своим пользователям особые корпоративно-технологические возможности) интеллектной (т.е. обеспечивающей поддержку процессов подготовки и принятия решений на основе методов искусственного интеллекта) технологии обработки распределенного информационного ресурса, аккумулируемого пространственно (территориально и иерархически), с ее апробацией на региональных управленческих задачах. Использование такой технологии должно поддержать, помимо прочего, решение следующих важных информационно-аналитических задач ОГВ:

— анализ существа проблем путем выделения наиболее существенных факторов, обнаружения причинно-следственных связей, прогнозирования возможных последствий реализации вариантов управленческих решений на основе математического моделирования с использованием методов и систем логического вывода;

— выработку рекомендаций и условий по достижению желаемых результатов, альтернативных вариантов управленческих решений, поиск компромисса и выделение наиболее предпочтительных решений по набору обычно противоречащих друг другу критериев на основе методов многокритериальной оптимизации.

Основополагающими работами для создания удовлетворяющей указанным потребностям технологии явились работы ряда ведущих специалистов в области ГИС, распределенной обработки данных, многокритериального принятия решений и интеллектуализации программных систем (Берлянт A.M., Васильев С. Н, Воробьев В. В., Калиниченко JI.A., Кошкарев А. В., Ларичев О. И., Ноженкова Л. Ф., Подиновский.

В.В., Свентэк Ю. В., Симонов А. В., Тикунов B.C., Федотов A.M., Fedra К., Date C.J. и многие др).

Рассмотрим состояние проблемы, решаемой в диссертации.

Развитие сетевых технологий, Интернет, разнообразие информации и функций обработки, желание учесть особенности пользователя и многие другие причины ставят перед специалистами, создающими корпоративные и другие информационные ресурсы, задачи по синтезу различных информационных технологий. В качестве системообразующей, для организации удаленного доступа к таким ресурсам многими авторами рассматривается WWW'-технология. Заметим, что в рамках этой технологии имеется возможность создавать корпоративные ресурсы, используя возможность протоколов HTTP2 и FTP3 и их комбинации, подключая СУБД, их приложения, а также другие «внешние» программы, работающие на основе таких решений, как CGI4, ISAPI5, и др. При включении в состав клиентского обеспечения так называемых модулей Plug-in обеспечивается возможность прямого просмотра и работы с документами, выполненными в иных, нежели HTML6, форматах (SWF7, SVG8, VRML9 и т. д.). Использование языков JAVA, Delphi, С++ позволяет создавать оригинальные интерфейсные и иные приложения, которые позволяют существенно разнообразить способы работы с информацией в режиме удаленного доступа. Весь представленный спектр технологий используется и при создании корпоративных ресурсов, включающих ПРД, на основе интеграции WWWи ГИС-технологий.

Под термином «геоинформационная система» (ГИС) здесь и далее понимается компьютерная информационная система для обработки пространственно.

1 Аббрев. от World Wide Web.

2 Аббрев. от Hyper Text Transfer Protocol.

3 Аббрев. от File Transfer Protocol.

4 Аббрев. от Common Gateway Interface.

5 Аббрев. от Internet Server Application Programming Interface.

6 Аббрев. от HyperText Markup Language.

7 Аббрев. от Shockwave Flash.

8 Аббрев. от Scalable Vector Graphics.

9 Аббрев. от Virtual Reality Markup Language распределенных данных о Земле (характеризующих различные аспекты — природные ресурсы, ландшафты, экология, урбанизация и пр.) основой интеграции которых служит географическая информация. Среди лидеров коммерческих ГИС можно выделить фирмы ESRI (системы Arclnfo, Arc View, IMS, SDE), Maplnfo (Maplnfo, MapXsite), Autodesk (Autodesk MapGuide), Intergraph (GeoMedia), CadDY (CadDY). Наиболее успешные коммерческие разработки в нашей стране представлены фирмами GeoCad, ИГ РАН (GeoDraw), ГИС Sinteks ABRIS (ТРИСОФТ), ГИС ПАРК (Ланэко), ГИС ПАНОРАМА (КБ ПАНОРАМА).

ПРД, в отличие от многих других данных, имеют довольно устоявшуюся структуру, накоплены разнообразные методические и технологические решения их представления и обработки. Но до не давнего времени практически отсутствовала возможность их публикации в Интернет, и только благодаря появлению новых каналов связи и развитию микроэлектронной базы ЭВМ появились десятки WWW-серверов, содержащих ПРД, в частности, топографические данные. До настоящего времени эти серверы обеспечивали выбор и просмотр заранее определенного набора изображений в графических форматах. Такая организация работ учитывала невысокую пропускную способность телекоммуникационного канала и имела следующие достоинства: простота публикации, низкие требования к аппаратному обеспечению сервера, использование клиентом стандартного браузера. С учетом дальнейшего развития коммуникационных каналов в настоящее время активно начали применяться при создании информационных систем для ОГВ такие современные информационные технологии, как Интернет/Интранет технологии, «клиент-серверные» технологии и ГИС-технологии. Указанные выше технологии обеспечивают сопряжение различных типов информационных серверов (SQL, WWW и т. д.) как в составе одного информационного узла, так и находящихся в различных информационных узлах региональной компьютерной сети. В последнее время активно развивается s ]0 направление формализации описания данных на основе XML (подмножества SGML11), т. е. создания языков разметки с элементами и атрибутами, адаптированными под специфические особенности решаемых задач, в частности задач формирования документов. Применение данного подхода позволяет плоскую модель данных (принятую в HTML-документах) превратить на основе введенных элементов описания в сложную иерархическую систему с множеством возможных связей между элементами и достигнуть кардинального снижения себестоимости разработки информационных проектов (имеется в виду стоимость поддержки и масштабирования). 1.

Для представления ПРД Консорциум геоданных открытых систем OGISC предложил язык картографической разметки GML13, разработанный на основе XML. Компанией Autodesk разработана спецификация LandXML — расширение языка XML в области землеустройства, геодезии и генпланирования, предоставляющая возможность обмениваться данными разных платформ проектирования. В настоящее время XML становится стандартом обмена информацией, который поддерживается все большим количеством программных систем, включая последние версии браузеров и СУБД.

В соответствии с общей тенденцией активного внедрения сетевых технологий, производится разработка новых корпоративных геоинформационных технологий, расширяющих функциональную обработку коллективом пользователей единого набора ПРД в рамках локальных и/или глобальных сетей. Тем самым создаются технологические предпосылки для построения территориально-распределенных, проблемно-ориентированных и корпоративных информационных сетей и систем в виде логических и других надстроек над единой телекоммуникационной средой. В частности, к уже традиционным функциям ГИС, реализующим элементарные операции над картами (масштабирование, сдвиг, ввод и модификация объектов, а также задание слоев, вывод атрибутивной информации об объекте и др.), добавляются новые.

10 Аббрев. от eXstensible Markup Language.

11 Аббрев. от Standard Generalized Markup language.

12 Аббрев. от Open Geodata Information Systems Consortium возможности: формирование сложных запросов, вычислительное моделирование и т. п. Кроме того, существует ряд ГИС-задач, эффективное решение которых, применяя традиционные средства ГИС и даже в сочетании с аппаратом численного моделирования, получить достаточно трудно (даже когда известно, в каком классе математических моделей следует проводить их идентификацию силами как специалистов по моделированию, так и экспертов той предметной области, к которой относятся моделируемые объекты). Таковой, например, может оказаться задача моделирования процессов динамики той или иной природной среды, когда в качестве верхнего уровня моделирования требуются те или иные методы искусственного интеллекта, позволяющие поднять степень автоматизированности решения задачи параметрической идентификации системы дифференциальных уравнений динамики древостоя, с учетом управляющих воздействий (лесонасаждения и рубки) и неконтролируемых факторов (пожары, заболевания леса от вредителей и т. п.). В этих и других задачах (например, распознавания образов при обработке данных дистанционного зондирования) полезны как алгоритмы, так и исчисления (логические, продукционные и др.), по-существу являющиеся «исчислениями возможностей» и позволяющие заменить процедурный (алгоритмический) стиль решения, предполагающий профессиональное программирование, на декларативный стиль, приближенный к конечному пользователю и предполагающий ввод задачи в терминах «что дано» и «что требуется» без явного указания алгоритма решения (решение ищется средствами искусственного интеллекта).

Другим средством интеллектуализации информационных технологий поддержки управленческих решений являются новые средства многокритериального принятия решений, способные работать в слабоструктурированной среде, в частности, когда задача многокритериального выбора формализуется заданием только обобщенных.

13 Аббрев. от Geography Markup Language ранжировок альтернативных решений по каждому критерию, т. е. таких, в которых предпочтение задается лишь качественно («строго предпочтительнее», «равноценны»). Указанные выше потребности автоматизации и интеллектуализации решения задач возникают в самых разных задачах поддержки управленческих решений. Эти задачи часто характеризуются также большими объемами и разветвленной структурой данных, сложными связями подсистем, неполнотой и неточностью исходной информации.

Необходим новый подход к реализации крупных ГИС-проектов, основанный на технологических решениях, которые обеспечивают значительное повышение эффективности создаваемых систем путем создания единого корпоративного поля данных и использования более мощных средств интеллектуализации этих систем с применением знаний экспертов, формализованных в разной степени.

В результате обзора, приведенного во введении диссертации, сформулирована совокупность требований к разрабатываемой технологии. Методы и средства данной технологии для снижения трудоемкости процессов накопления и обработки данных, повышения надежности и оперативности, а также обоснованности принимаемых управленческих решений должны:

1) реализовывать корпоративную обработку ПРД в глобальных и/или локальных сетях на основе Интернет/Интранет-технологий;

2) обеспечивать межклиентское взаимодействие по схеме «клиент!-.-клиентп-сервер», с использованием ПРД сервера и клиентов;

3) обеспечивать формализацию описания корпоративного поля ПРД;

4) обеспечивать возможность использования машины вывода и вычислительного моделирования для обработки экспертных знаний, ПРД и генерирования альтернативных вариантов управленческих решений;

5) использовать многокритериальный выбор решений, в том числе в слабоструктурированной среде, когда критерии задаются качественно — в виде отношений предпочтения;

6) обеспечивать дружественность интерфейса с пользователем;

7) предоставлять возможность независимого ввода данных от системы обработки и визуализации ПРД;

8) реализовывать администрирование системы только на сервере;

9) обеспечивать разнообразность форм представления результатов (в виде таблиц, графиков, карт).

Целью диссертации является разработка корпоративной интеллектной технологии обработки пространственно-распределенных данных, позволяющей повысить эффективность подготовки, анализа и принятия решений в задачах управления регионом и природопользования на основе применения распределенной обработки данных и методов искусственного интеллекта.

Основная идея работы заключается в использовании механизмов распределенной модели многокомпонентных объектов (DCOM) для организации взаимодействия с ГИС-клиентами и обмена информацией между процессами в среде Windows для реализации ГИС-сервера (OLE-automation), концепции расширяемого языка разметки (XML) для описания корпоративного пространства данных, возможностей логических методов, вычислительного моделирования для генерирования множества альтернативных решений и многокритериальной оптимизации для сужения его на основе качественных оценок.

Методы исследований. В работе использован комплекс методов исследований, включающий:

— методы математического моделирования динамических систем с конечным числом состояний;

— методы автоматического доказательства теорем;

— методы формирования и анализа системы целей;

— методы многокритериальной оценки альтернатив;

— методы проектирования концептуальных и логических схем БД, организации среды хранения данных, планирование путей доступа к данным;

— методы формализации информационных и функциональных требований к информационным системам (CASE);

— методы создания программных комплексов для функционирования в Интернет/Интранет (DCOM);

— методы пространственного анализа, сбора, хранения, преобразования, отображения и доступа пространственно-распределенных данных.

Основные научные положения, защищаемые автором: корпоративная интеллектная технология обработки пространственно-распределенных данных обеспечивает повышение эффективности подготовки, анализа и принятия решений в задачах управления регионом на основе применения распределенной обработки данных (атрибутивных и картографических), методов логического вывода и многокритериального принятия решенийформализация описания корпоративного поля обеспечивает реализацию абстрактного хранилища метаданных о корпоративных пространственно-распределенных данныхреализация корпоративной обработки пространственно-распределенных данных в глобальных и/или локальных сетях на основе Интернет/Интранет-технологий с обеспечением межклиентского взаимодействия по схеме «клиент!-.-клиентп-сервер», используя пространственно-распределенные данные сервера и клиентов обеспечивает создание динамически связанных компонент, расположенных на различных компьютерах (в локальных и/или глобальных сетях) и совместное использование данных (атрибутных и картографических) распределенных, в том числе, и по клиентаминкорпорирование логического вывода (по-формул) и автоматизации процессов вычислительного моделирования при обработке пространственно-распределенных данных позволяет на основе формализованных знаний провести генерирование альтернативных вариантов управленческих решенийинкорпорирование многокритериального выбора решений на основе качественных оценок с сужением парето-оптимального множества позволяет представить пользователю специалисту значительно сокращенную выборку альтернативразработка продукционного подхода к обработке экспертных знаний с формализацией с использованием файлов в формате dbf повышает эффективность обработки пространственно-распределенных данныхподсистемы геоинформационной системы органов власти и управления Иркутской области «Социально-экономический паспорт территории», «Жилищно-коммунальное хозяйство», «Электрические сети напряжением 500кВЮкВ «, «Опорные предприятия», «Экологически опасные предприятия», «Культурно-историческое наследие» — автоматизация построения вычислительных моделей для моделирования динамики управления древостоем, как одного класса математических моделей динамики природных ресурсов и окружающей среды, с последующим применением созданных моделей для прогнозирования и многокритериальной оптимизации вариантов природопользования.

Достоверность. Научные положения и выводы обоснованы: корректным применением опубликованных методов логического вывода и многокритериального выбора решенийиспользованием известных механизмов и методов построения корпоративных системпреимуществами разработанной технологии над отечественными и зарубежными аналогамиприменением разработанных систем в ОГВ администрации Иркутской области для подготовки и принятия управленческих решений.

Научная новизна работы заключается в следующем:

— вскрыты (исследованы) основные тенденции развития технологий обработки пространственно-распределенных данных, определяющие актуальные направления их развития для задач управления регионом и природопользования;

— сформулирован методический подход к построению корпоративной интеллектной технологии обработки пространственно-распределенных данных;

— выявлены характеристики пространственно-распределенных данных для формирования формального описания корпоративной интеллектной информационной среды;

— обоснованы информационно-технологические решения применения логического вывода (по-формул) и автоматизации процессов вычислительного моделирования при обработке пространственно-распределенных данных для генерирования альтернативных вариантов управленческих решений;

— обоснованы информационно-технологические решения использования в задачах обработки пространственно-распределенных данных многокритериального выбора решений, в том числе в слабоструктурированной среде, когда критерии задаются качественно — в виде отношений предпочтения;

— впервые разработаны архитектура и алгоритмы корпоративных интеллектных систем обработки пространственно-распределенных данных на основе синтеза продукционного и логического формализмов представления знаний, многокритериальной оптимизации, клиент-серверных, геоинформационных и Интернет-технологий;

— разработан комплекс программ в рамках предложенной корпоративной интеллектной технологии с использованием настольных геоинформационных систем Maplnfo и КАМАТ14. Выбор базовых систем обусловлен, в том числе и тем, что ГИС Maplnfo является одной из наиболее распространенных коммерческих.

14 Аббрев. от КАртографо-Математический Анализ Территорий.

ГИС, а КАМАТ — сертифицированной Роскартографией программной системой, активно используемой в ОГВ Иркутской области.

Практическая значимость результатов исследований.

Внедрение изложенной в диссертации технологии обеспечивает повышение эффективности создания, эксплуатации и развития систем подготовки и принятия региональных управленческих решений и путем тиражирования вносит значительный вклад в развитие экономики региона. Практическое применение разработанной интеллектной технологии позволяет принципиально расширить класс решаемых геоинформационных задач, повысить производительность, уровень автоматизации и качество получаемых решений, а также расширить круг специалистов, применяющих данные технологии. Предлагаемая система организации удаленного доступа позволяет оптимальным образом использовать информационные ресурсы: исключается обязательность размещения сертифицированных данных на каждом локальном рабочем месте и необходимость закупки как локальных (для каждого рабочего места), так и сетевых версий ГИС. Упрощается администрирование (на уровне организации доступа к серверу), так как устраняется необходимость тиражирования данных и программного обеспеченияобновление данных выполняется на рабочих местах у владельцев информации, где осуществляется администрирование, как данных, так и программ в рамках технической поддержки соответствующих серверов/клиентов.

Личный вклад автора. Рассматриваемые в диссертации исследования и практические работы выполнены в руководимых автором Иркутском региональном центре геоинформационных технологий СО РАН и лаборатории «Методов и систем искусственного интеллекта» ИДСТУ СО РАН в рамках обозначенных ранее тем и грантов, по которым автор являлся научным руководителем (или соруководителем) и/или ответственным исполнителем. Все результаты, включенные автором в диссертацию, получены лично автором или в неделимом соавторстве. К числу последних относятся только использование языка по-формул для интеллектуализации ГИС и программная реализация для задачи динамики управления древостоем (ДУД) совместно с Васильевым С. Н. и Черкашиным Е. А., постановка и решение задачи многокритериального выбора альтернатив в задаче ДУД с Васильевым С. Н. и Котловым Ю. В., концепция межклиентского взаимодействия с Хмельновым А. Е. и Кухаренко E. JL, формализм описания геоданных с Кухаренко E. JLреализация программной части системы, которая выполнена автором совместно с коллективом указанной лаборатории под руководством и при непосредственном участии автора. Результаты, составляющие новизну, получены лично автором.

Реализация результатов работы. Полученные научные результаты и выводы использованы при разработке концепции создания геоинформационной системы органов власти и управления Иркутской области, проекта муниципальной геоинформационной системы г. Иркутска, целевой программы «Информационно-телекоммуникационные ресурсы Сибирского отделения РАН», проекта «Создание и развитие научно-аналитического центра мониторинга образовательных ресурсов Восточно-Сибирского региона (Республика Бурятия, Республика Тыва, Иркутская область, Читинская область)», ряда научных проектов, в том числе по конкурсам РФФИ, РГНФ, интеграционным проектам СО РАН и т. п. Осуществлена программная реализация и апробация разработанных программных средств путем решения информационно-управленческих задач в интересах ряда комитетов администрации Иркутской области (контракты с администрацией Иркутской области №№ 1.8.1.98, 1.8.3.98, 1.1.4.00, 43−2000, 55−2000, 56−2000).

Разработанные программы внедрены в администрации Иркутской области, ИГ СО РАН, ИрГТУ, ИГУ, ВостСибАГП.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы, отдельные положения, а также результаты конкретных прикладных исследований и разработок докладывались на научных семинарах и конференциях ИДСТУ СО РАН, на региональных научных и научно-практических конференциях и совещаниях, а также на совещаниях СО РАН, посвященных информатике, искусственному интеллекту, распределенным и геоинформационным системам.

Результаты диссертационной работы докладывались также на ряде конференций всероссийского и международного уровня, из которых укажем лишь доклады последних лет: на Международном семинаре «Методы прикладной математики и информационные технологии в многодисциплинарных исследованиях и проектах» (МДИ-98, Омск), на VI Национальной конференции с международным участием по искусственному интеллекту «(КИИ-98, Пущино), на Международной конференции «ГИС для устойчивого развития территорий» (ИНТЕРКАРТО-5, Якутск, 1999), на Международной конференции «Математика, информатика и управление» (МИУ-2000, Иркутск), Международной конференции «ГИС для устойчивого развития территорий» (ИНТЕРКАРТО-6, Апатиты, 2000), на V Международном симпозиуме «Интеллектуальные системы» (ИНТЕЛС'2000, Москва), на Международной научно-практической конференции «Геоинформатика-2000» (Томск, 2000), на Всероссийском форуме ГИС-Ассоциации (Москва, 2001), Международной конференции «Интеркарто 7: ГИС для устойчивого развития территорий», (Петропавловск-Камчатский, 2001).

Публикации. Автором опубликовано 79 работ. Основное содержание диссертации опубликовано в 42 публикациях, в том числе в 3 монографиях, 8 работ, опубликованных в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, 6 свидетельствах на программные продукты, зарегистрированных в РОСАПО:

— Бычков И. В., Кухаренко Е. Л., Ступин Гр. В. Хмельнов А. Е. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, № 990 556 «Интернет-Визуализатор данных ГИС Maplnfo (Визуализатор)», 03.09.1999;

— Бычков И. В., Кухаренко Е. Л., Федоров Р. К., Хмельнов А. Е. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, № 2 000 610 849 «Система визуализации корпоративных геоданных на основе DCOM «, 02.10.2000;

— Бычков И. В., Кухаренко Е. Л., Сидоров А. В. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, № 2 000 610 848.

Геоинформационный модуль инвентаризации и визуализации ArcView (ГИМ «Визуализатор»)", 02.10.2000;

— Бычков И. В., Кухаренко E.JI., Хмельнов А. Е., Базаров П. С., Бендер М. В., Овчинников И. П. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, № 2 000 620 079 «БД «Редкие и исчезающие растения Иркутской области (БД «РИР-ИО»)», 16.01.2000;

— Бычков И. В., Кухаренко Е. Л., Хмельнов А. Е., Базаров П. С., Бендер М. В., Овчинников И. П. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, № 2 000 620 078 «БД „Особо охраняемые природные территории Иркутской области“ (БД „ООПТ ИО“)», 16.10.2000;

— Бычков И. В., Кухаренко EJI., Хмельнов А. Е., Азовский М. Г., Бардунов J1.B., Казановский С. Г., Киселева А. А., Макрый Т. В., Пензина Т. А., Петров А. Н., Плешанов А. С., Плешанова Г. И., Тощаков С. Ю. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, № 2 000 620 077 «БД „Редкие и исчезающие растения и сообщества Селенгинского Прибайкалья“ (БД „Селенга“)», 16.10.2000.

Обзор развития корпоративных интеллектных систем обработки пространственно-распределенных данных.

Термин географическая информационная система (ГИС) стал использоваться в 80-х годах, в настоящее время можно дать следующее определение ГИС. ГИС это инструмент, основанный на компьютерном вводе, манипулировании, обработке и визуализации пространственных и географически связанных (geo-reference) данных, содержащий как геометрические данные (координаты и топологическую информацию), так и атрибутные данные, т. е. информацию, описывающую характеристики геометрических объектов, таких, как точки, линии и площади и.

15 Аббрев. от КАртографо-Математический Анализ Территорий предназначенный для управления и анализа инфраструктуры, природных ресурсов, планирования развития региона, урбанизации и т. д.

Развитие геоинформационных технологий, как и других технологий, используемых для решения комплексных задач, происходит не только в направлении использования слабоформализованных экспертных знаний в процессе решения задач или расширения функциональных возможностей по обработке данных и, но и использования новых аппаратных платформ и средств коммуникаций. Так, в начале 80 годов, наряду с ГИС, ориентированными на работу на дорогостоящих графстанциях были начаты разработки геоинформационных систем для функционирования в рамках локальных вычислительных сетей и на персональных компьютерах. Это было вызвано как увеличением мощности самих ПК, так общим развитием сетевых технологий. Близость геоинформационных и сетевых технологий очевидна: и те и другие оперируют пространственно координированной информацией и решают пространственные задачи. Влияние сетевых технологий на ГИС очевидно, но заметим, что, специалисты в области ГИС не только ставят перед разработчиками сетевых технологий новые задачи, но и предлагают решения проблем на основе собственного опыта формализованного территориального упорядочения и представления пространственно-распределенных данных, и таким образом активно влияют на дальнейшие пути развития сетевых технологий. Наиболее распространенной среди сетевых технологий является до сих пор технология клиент/сервер. Основой этого подхода является разделение вычислений — общая обработка данных осуществляется на сервере, там же хранятся и общие данные, на каждом клиентском месте предусматривается специфическая обработка информации. На данной технологии основаны сетевые версии, работающих в ЛВС, наиболее распространенных ГИС — Arclnfo, Maplnfo, Caddy.

Развитие сетевых технологий в начале 90 годов привело к разработке концепции Word Wide Web. Это стало возможным благодаря появлению новых высокопропускных каналов связи и развитию микроэлектронной базы ЭВМ. Многие фирмы производители программного обеспечения активно начали создавать версии своих программных продуктов удовлетворяющих требованиям удаленного доступа. Активно в этом направлении стали работать и разработчики ГИС. Одновременно, ГИС-сообщество стало усиленно использовать Internet для того, чтобы сделать геопространственные данные доступными широкой публике, в том числе для профессионального использования. Более того, благодаря Internet становится очевидным, что комбинирование ГИС-технологий и высокоскоростных оптоволоконных каналов связи в состоянии обеспечить возможности для цифровой интеграции физически разделенных, но тематически согласованных баз геопространственных данных.

До недавнего времени картографические web-cepeepa обеспечивали лишь выбор и просмотр заданного набора картинок в форматах GIF, JPEG или другом графическом формате. Такая организация работ имела следующие достоинства: > • простота публикации,.

• низкие требования к аппаратному обеспечению сервера,.

• возможность использования телекоммуникационных каналов с невысокой пропускной способностью,.

• использование клиентом стандартного браузера.

Одним из пионеров среди подобных серверов по праву считается National Atlas Information Service (NAIS) of Canada (http://ellesmere.ccm.emr.cay wnaismap/naismap.html), прототип которого был готов еще весной 1994 года. На сервере NAISmap были размещены тематические карты из электронного атласа Канады.

Среди функциональных возможностей созданных с использованием этого подхода различных картографических web-серверов выделим:

• позиционирование запрашиваемой карты в рабочем окне HTML-страницы по географическим координатам центральной точки;

• смещение карты относительно рабочей рамки HTML-страницы на заданный шаг;

• масштабирование карты;

• выбор картографических слоев и их цветовое/штриховое оформление;

• подключение дополнительных слоев с внемасштабными знаками и подписями.

Некоторые из этих серверов позволяли редактировать слой с созданием его нового варианта на основе выбранного показателя.

Следующим этапом развития систем для web-просмотра картографической информации произошло подключение функций СУБД для взаимодействия с БД, содержащими атрибутивные данные карт. Карты представлялись в графических форматах Windows, а сервер обеспечивал возможность выбора в БД соответствующей территории, представленной на карте, задания набора дополнительных условий и в результате отображалась соответствующая карта с дополнительной атрибутивной информацией. Данный подход предъявляет более высокие требования к программно-аппаратному обеспечению сервера, однако, при этом повышается эффективность работы за счет структурированного представления картографических данных.

В настоящее время уже многие сотни организаций во всем мире создают, используют и распространяют цифровые геопространственные данные на всех уровнях государственного управления, науки, образования, а также среди частного сектора. Увеличивающаяся зависимость собственной деятельности от наличия данных, собранных другими организациями, не только вызывает существенные изменения программ сбора и управления данными, но в первую очередь оказывает большое воздействие на совершенствование и развитие самих сетевых технологий применительно к специфике геопространственной информации.

Повышенные требования, все чаще предъявляемые в настоящее время к сетевым информационным ресурсам и поддерживаемым их технологиям со стороны профессиональной части пользователей, другими словами, наблюдаемый процесс «профессионализации» Internet, не мог не затронуть его геоинформационные ресурсы, которые в настоящее время оцениваются как одни из наиболее существенных по объемам и востребоваемых со стороны широкого круга пользователей. Как правило, современные технологии обработки пространственно-распределенных данных в дополнение к собственным возможностям предлагают «шлюзы» (gateways) к другим информационным системам или сетевым службам Internet, использующим иные сетевые технологии. Это позволяет интегрировать различные технологические решения применительно к организации геоинформационных ресурсов различного характера: картографические данные, снимки, программные средства, текстовые файлы и т. д. и использовать для них наиболее приемлемые и эффективные средства поиска, доступа, использования. Наиболее часто встречающиеся комбинации таких технологий — WWW/FTP/Gopher, в которых WWW-серверу отводится в первую очередь, роль пользовательского интерфейса. Заметим однако, что еще в 1993 году, при составлении стратегического плана развития Национальной геоинформационной инфраструктуры США (НГИИ) на ближайшие пять лет, развитие сетевых технологий, безусловно считающихся важнейшим условием формирования НГИИ, изначально было связано с сетевой технологией WAIS (Wide Area Information Server), а не с WWW. Однако только универсальных средств, разрабатываемых в отрыве от прикладного использования в данной проблемной области, стало недостаточно. Специфика геоинформационных ресурсов стимулировало создание проблемно-ориентированных программных средств, которые интегрируют универсальные сетевые технологии с ГИС-технологиями, поддерживающими организацию и работу с пространственно-распределенными данными, т. е. создают интерактивную среду взаимодействия клиентских приложений с ГИСсервером.

Интеграция Интернет и ГИС-технологий в 90-х годах дало основу развития такого направления сетевого взаимодействия с геопространственными данными, как телекартография, а в дальнейшем и web-картографирование. Термин телекартография был предложен Grady В. Meehan для обозначения процесса картографирования на расстоянии. Данный подход распространяет текущее картографическое рабочее поле на все доступные корпоративные ресурсы и выводит его за рамки ресурсов конкретной ГИС. Программный комплекс созданный с использованием этого подхода отличается от существующих ГИС тремя принципиальными моментами:

• неограниченное число одновременно работающих пользователей;

• возможность создания распределенных хранилищ данных, что позволяет резко увеличить максимальный объем совместно обрабатываемых данных и, что наиболее важно, использовать для анализа данные из нескольких источников одновременно.

• основным протоколом обмена между ГИС-сервером и ГИС-клиентами является TCP/IP, и как следствие возможность взаимодействие с использованием не только локальных, но и глобальных сетей.

Перечисленные особенности позволяют использовать ГИС, разработанную в концепции web-картографирования (термин Web-картографирование или «ГИС-по-Интернет» указывает на конкретный способ технологического решения и является более узким, чем телекартография), в принципиально новом качестве — из инструмента пространственного анализа ГИС в инструмент управления пространственно распределенными проектами.

В настоящее время ГИС-индустрия уже предлагает на рынок разнообразные решения для интеграции ГИС и Интернет. Все крупные производители ГИС, работают в этом направлении, и каждый из них создает свою разновидность реализации серверов и клиентов «ГИС-по-Интернет». Обычно такие серверы работают со структурами данных родственных ГИС-систем, только некоторые поддерживают форматы данных других ГИС.

Реализации таких систем предлагают многие компании, ниже рассмотрим некоторые из них лидеров в области создания ГИС — Autodesk Inc., Intergraph Corp., ESRI16 Inc., Maplnfo Corp., Bentley Inc.

Autodesk Inc., США.

Сегодня в линейку ГИС-продуктов Autodesk входят AutoCAD MAP, Autodesk World и MapGuide. AutoCAD Map 3.0.

AutoCAD Map 3.0 — это полнофункциональная инструментальная ГИС на основе Автокада 14 (и полностью включающая его в себя) в среде Windows 95/NT.

AutoCAD MAP Release 3.0 предназначен для создания, просмотра, редактирования и управления графическими базами данных географических или геологических карт, карт землепользования, анализа окружающей среды, транспортных, коммуникационных схем и схем управления фондами и инфраструктурой, а также создания и редактирования топологических данных этих карт (данных, привязанных к объектам, например, домам, дорогам, коммуникациям и проч.). Работа с внешними базами данных (в т.ч. работающими в архитектуре клиент/сервер) производится через драйверы, которые поддерживают dBASE III и Oracle, а через ODBC — Access, Paradox, FoxPro, SQL Сервер и другие ODBC-совместимые СУБД.

AutoCAD Map 3.0 обеспечивает просмотр и многопользовательское редактирование карт в ЛВС. При этом блокировка производится только на уровне отдельных примитивов и только на редактирование. При необходимости можно установить многоуровневую защиту данных вплоть до отдельных объектов, чтобы предотвратить возможный несанкционированный доступ к данным со стороны пользователей, не имеющих на то права.

16 Аббрев. От Environmental Systems Research Institute — Институт исследования окружающей среды (англ.).

Autodesk Word Release 2.0.

Autodesk World позволяет работать с разнообразными форматами ГИС (ESRI.

Arc/Info Coverages, ESRI Arc View SHP, Maplnfo MIF/MID, Microstation DGN, Atlas GIS BNA, Autodesk MapGuide SDF, AutoCAD DXF, а также AutoCAD DWG), баз данных (Oracle, Sybase, Microsoft SQL Server или любыми совместимыми с ODBC/DAO БД), растровыми и векторными изображениями без перекодировок (импорта файлов) в одном сеансе с привычным для пользователей интерфейсом MS Office. Т.о. Autodesk World позволяет объединить графические данные CAD, ГИС с растровыми и мультимедиа файлами в единую среду. Средства анализа Autodesk World включают:

• применение фильтров выборки с предопределенными установками;

• пространственные, атрибутивные и объектные операции;

• пространственные запросы двойной точности трехмерных источников в двумерной топологии;

• запросы с использованием комбинаций из графических, пространственных и SQL фильтров;

• использование мастеров часто выполняемых функций.

Autodesk MapGuide Release 3.0.

Это пакет предназначен для создания и поддержки динамичных WEBприложений работающих с картографическими и атрибутивными данными в среде Интернет/Интранет. Пакет обеспечивает управление векторными и растровыми картографическими данными (имеется возможность включения и выключения отображаемых слоев). Также включена клиентская поддержка ActiveX, т. е. программа может органично выполнять функцию просмотра из среды MS Internet Explorer. Имеется интерактивная разработка Web — страниц (технология Cold Fusion Studio 3.1 от компании Allaire, Inc.), включая связь с базами данных Web (Cold Fusion Application Server 3.1).

Основные составляющие пакета:

• Autodesk MapGuide Server, обслуживает картографические данные, давая возможность их просмотра тем пользователям, у которых установлен MapGuide Viewer;

• Autodesk MapGuide Author, используется для создания и подготовки картографических данных в формате, пригодном для опубликования на сервере;

• Autodesk MapGuide Viewer, обеспечивает пользователю возможность интерактивного контроля над опубликованной картографической информацией и позволяет пользователю взаимодействовать с картами, указывая на WEB — странице интересующие его пункты с тем, чтобы перейти на них, или выбирая интересующие объекты на карте и получая о них детальную информацию.

Maplnfo Corp., США MapXsite.

• MapXsite — программный продукт, предназначенный для размещения карт в Интернет/Интранет, ориентированный на решение задач типа «Найти ближайший» и «Расположение объекта». Он обеспечивает внедрение интерактивных карт в Webстраницу. Web-страницы, разработанные с помощью MapXsite можно модифицировать с помощью приложений Maplnfo и обеспечена совместимость со всеми Webпросмотрщиками. Можно рассматривать MapXsite как интегрированную среду разработки, позволяющуюя модифицировать приложения с помощью Visual Basic. Существует также модификация MapXsite — MapXsite Quick Start, содержащая только базовые средства для включения карт в Web — узлы.

MapXtreme.

MapXtreme предназначен для публикации данных ГИС формата Maplnfo в WWW (такими данными могут являться таблицы Maplnfo, растровые изображения, карты улиц и пр.). Применяемая в MapXtreme технология визуализации динамических геоинформационных данных базируется на использовании стандартных тэгов языка HTML. Это позволяет использовать для просмотра данных действительно любой клиентский браузер на платформе любой операционной системы. Также отпадает необходимость установки на клиентской машине какихлибо модулей расширения (plug-in).

Серверная часть MapXtreme представляет собой открытую архитектуру MapXbroker. Базовым Web-сервером в данной архитектуре может быть любой WWW-сервер, включая и те, которые работают под управлением Unix.

Для обеспечения независимости предоставляемых данных от конфигурации клиентского рабочего места, MapXtreme строится как многоуровневая система. На самом нижнем уровне функционирует МарХ, обеспечивая доступ, анализ и обработку геоинформационных данных. Для взаимодействия МарХ и Web-cepeepa используется специальная среда Hahtsite, предоставляющая средства для интеграции объекта ActiveX в статический или динамический (создаваемый при помощи языка скриптов Hahtsite Basic) HTML-документ. Все операции, связанные с обращением напрямую к МарХ осуществляются только на сервере, а их результаты предоставляются пользователю в виде растризованных в форматах графических файлов (JPEG, GIF, WMF, BMP, TIF, PNG, PSD). MapXtreme позволяет осуществлять публикацию данных на удаленных серверах посредством FTP, а также использовать при создании WWW-приложений различные языки программирования: Hahtsite Basic, Java, JavaScript/VB Script.

ESRI Inc., США.

В основе ArcView 3.2 лежит масштабируемая архитектура программных продуктов фирмы ESRI. В нее закладывается возможность создания ряда внешних и внутренних модулей, по мере необходимости добавляемых к ядру пакета и расширяющих его функции. Помимо расширений, включаемых в состав стандартного комплекта, ESRI разрабатывает внешние по отношению к нему расширения среди них:

• ArcView Spatial Analist;

• ArcView NetWwork Analist;

• ArcView Internet Map Server;

• 3D Analist;

• Arc View Street Map;

Более подробно рассмотрим модуль, обеспечивающий функционирование ArcView на принципах «ГИС-по-Интернет», это ArcView Internet Map Server. Этот модуль позволяет помещать карты на странички Интернет. Карты могут служить динамической информационной основой или ГИС, либо просто служить образцом распространяемых пользователем карт.

Это приложение включает также готовый к использованию инструментарий программ на языке Java — MapCafe, предназначенный для предоставления клиентам в Интернет стандартных функций работы с картами: их панорамирования, обращения к базе данных, переоформления и т. п., а также обращения через «горячую связь» к другим базам данных или по другому Интернет адресу. Кроме того, разработчиками предоставляется набор Java-iaiaccoB для расширения инструментария MapCafe до необходимых функций. Для разработки Web-приложений, совместимых с модулем ArcView Internet Map Server можно также использовать технологии ActiveX и HTML.

Intergraph Corp., США.

GeoMedia Web Map v.2.0 предназначен для динамического представления пространственно-распределенных данных в WWW. Это приложение обеспечивает создание гипертекстовых ссылок на картографические базы данных и отображение соответствующей карты в стандартном браузере. Для преобразования ГИС-данных в подобные карты в данном приложении используется plug-in компонент ActiveCGM.

Используя технологию серверов данных (Data Servers), GeoMedia Web Map напрямую, без преобразования в собственный формат, обращается к геоинформационным базам данных, представленным в форматах MGE, FRAMME™, Arc/Info, ArcView, MicroStation, ORACLE Spatial Cartridge/Spatial Data Option (SC/SDO) и Microsoft Access.

Примером взаимодействия пользователя с сервером может быть следующая схема. Пользователю, посетившему WEB-сервер, предлагается обобщенная (генерализованная) карта, по которой он может выбрать участок для последующей детализации. Так же на странице предлагается набор функций для поиска информации по атрибутивному признаку. Это может быть как список улиц, городов, так и поля для ввода критериев поиска. После набора необходимых данных для атрибутивного поиска, перед пользователем появляется либо искомый объект в графической форме, либо список найденных объектов. Выбирая объекты, пользователь получает картографическое изображение объектов. Дополнительно имеется возможность выбрать указателем мыши графический объект и получить всю атрибутивную информацию, присоединенную к графическому объекту.

Bentley Corp., США.

ModelServer Discovery предназначен для публикации картографических данных в Интернете. Особенностью данного продукта является то, что он позволяет публиковать в Интернете не только данные родственной геоинформационной системы в среде GeoGraphics, но и данные других проектов, базирующихся на технологии DGN-файлов. В данную категорию попадает и структура MGE проекта фирмы Intergraph. Для работы клиента, необходим любой браузер, а также необходимо поставить дополнительный plug-in, позволяющий браузеру работать с сервером. В отличие от GeoMedia Web Map, ModelServer базируется на Netscape Enterprise Server.

ModelServer состоит из 3-х модулей:

• Dispatcher — представляет собой plug-in в Netscape Enterprise Server. Он отвечает за взаимодействие сервера Netscape с внутренними процессами ModelServer’a.

• Shepherd — организует управление процессами Publishing Engine. Следит за запуском, перезапуском данных процессов.

• Publishing Engine — производит преобразование исходных геоинформационных данных в формат, затребованный пользователем. Так же он отвечает за реализацию ряда функций пространственного запроса: подсоединить/отсоединить карты, включение/выключение карт, географическая локализация, пересечение объектов, пространственный поиск.

Принцип работы ModelServer Discovery: ModelServer преобразует исходные данные геоинформационного проекта в формат, запрошенный клиентом. Получив запрос, данный модуль Dispatcher передает его дальше в модуль Shepherd. После того, как модуль Dispatcher получает от модуля Publishing Engine информацию в требуемом формате, он посылает ее через сервер Netscape пользователю. Так же он сохраняет эту информацию в кэш. В случае повторного запроса на данный объект, информация берется из кэша.

ModelServer Discovery может выдавать информацию в нескольких форматах: JPEG, PNG, CGM, SVF.

В последнее время также активно, как и интеграция ГИС и Интернет развивается направление интеллектуализации ГИС. Среди наиболее известных западных и отечественных разработок обработки пространственно-распределенных данных, использующих средства и методы искусственного интеллекта, выделим системы MEXES и ЭПСЛА.

MEXES (К. Fedra).

ГИС MEXES можно отнести к интеллектным ГИС. Данные (дескрипторы) в системе представляются с помощью специальных дескрипторов, содержащих качественную и количественную информацию о некотором параметре объекта исследования. Также дескрипторы включают информацию о возможных источниках получения данных, это может быть либо запрос к базе данных, либо результат выполнения таблицы принятия решения, либо результат выполнения правила, либо вопрос к пользователю. Название параметра, синонимы, тип параметра, единицы измерения, список, к которому принадлежит параметр, названия диапазонов значений составляют совокупность качественной информации о параметре. Обратим внимание на использование в качестве диапазонов значений дискретных интервальных шкал качественных характеристик, таких как «незначащий», «малый», «средний», «большой», «значительный», что демонстрирует похожесть данного подхода с нечеткой логикой. К количественной информации относятся конкретные значения качественных диапазонов.

Знания представляются в системе в виде продукцией вида «Если <Условие> То <Действие>», где условие содержит пропозициональное логическое выражение, а действие — последовательность операторов присваивания значений новым переменным и операторов модификации дескрипторов. Правила, содержащие операторы последнего типа называются инкрементными, они оперируют качественными характеристиками дескриптора. Например, возможно «значительно» «увеличить» «влияние на окружающую среду» вследствие каких-либо действий.

В первых версиях системы использовался обратный механизм вывода (backward channing), т. е. для установления значения некоторого дескриптора (переменной) выбирается правило в описании дескриптора (если есть таковое), в консеквСнте которого содержится присвоение данному дескриптору некоторого значения, затем анализируются асцендент правила и выясняется значения каких дескрипторов необходимо получить, чтобы запустить данное правило. Если значение дескриптора невозможно получить с помощью некоторого правила, то используются возможности запроса к базе данных либо задается вопрос к пользователю. Таким образом, логический вывод представляет собой построение дерева поиска значений дескрипторов с последовательным чередованием анализа дескрипторов и правил-продукций. Листовыми вершинам этого дерева являются дескрипторы, значения которых были получены способом, не связанным с каким-либо правилом. В последующих версиях применяется и прямой вывод в реальном времени (real time forward channing), т. е. вывод строиться на предположении о том, что дескрипторы «листовых вершин» всегда имеют установленные значения параметров уже перед запуском механизма логического вывода.

Целью построения логического вывода является нахождение всех целевых переменных из списка, состав которого определяется исследуемой проблемой. То есть для каждой исследуемой проблемы (подзадачи) определен список факторов (checklist), значения которых необходимо получить с помощью логического вывода. В системе существует эффективные механизмы включения математического моделирования как средства получения значения дескрипторов.

К достоинствам системы можно отнести простоту представления знаний и данных, обеспечиваемая продукционным формализмом представления знаний и способом представления данных об объекте в виде дескрипторов, по сути представляющих собой очень ограниченный класс фреймов, а также разрешимый пропозициональный логический вывод, гарантирующий ответ системы.

Основным недостатком является невысокая выразительность языка — языка пропозиционалной логики, использование только унарных и бинарных отношения между объектами. Это не позволяет представлять и соответственно обрабатывать более сложные структуры информации, например, выразить зависимость дескрипторов от времени и, следовательно, отслеживать его изменения во времени.

ГИС MEXES предназначена для оценки влияния антропогенных факторов на природные ресурсы, в частности на водные ресурсы. Примером решаемой задачи является рассмотренная в [58] «Задача размещения индустриального объекта». Для ее решения определяются значения следующих переменных: «Заселение», «Разрушение водораздела», «Вторжение в драгоценную экосистему», «Вторжение исторические/культурные ценности», «Эрозия водораздела (местоположение)», «Осадконакопление (заиливание) в бассейне (местоположение)», «Влияние на судоходство», «Потери самовосстановления», «Миграции значащих видов рыб», «Затопление природных/лесных ресурсов», «Другие потери от наводнений и неблагоприятные последствия», «Гидрология подземных вод», «Область затопления/засушивания», «Засаливание/закисливание почв», «Оценка риска землетрясений», «Местное изменение климата» .

Как видно из данного примера система способна проводить эффективный поиск решения на основе достаточно «общих» рассуждений. Во многих задачах такой подход достаточно эффективен, однако для решения более сложных задач, например, задач анализа состояния объекта во времени, выразительности пропозиционального языка недостаточно.

Дальнейшее развитие системы осуществляется в направлении использования языка ПРОЛОГ, в том числе для пространственного анализа местности на «приспособленность» к размещению того или иного объекта, а также языка ЛИСП и классического фреймового представления данных о системе — расширений дескрипторов (в том числе с использованием так называемых «демонов»).

ЭСПЛА (ИВМ СО РАН).

По сравнению с предыдущей гибридной ГИС-системой в ГИС ЭСПЛА применяется подобный механизм, но с некоторыми отличиями. ГИС ЭСПЛА предназначена для построения сценария действий по ликвидации существующей или гипотетической чрезвычайной ситуации (ЧС). Сценарием развития ЧС называется процесс изменения некоторой исходной ситуации в дискретном времени и пространстве под воздействием событий ЧС. Каждый сценарий характеризуется набором параметров, например, временем развития ЧС, которое необходимо свести к минимуму. Каждый новый шаг сценария строиться на основе предыдущего шага применением к нему «вычислительной» процедуры, базирующейся на продукционно-фреймовой объектно-ориентированной модели представления данных и знаний.

Представление данных в системе опирается на классическое фреймовое представление с использованием слотов-демонов как источников получения значений соответствующих слотов фрейма. Рабочая память представляется совокупностью фактовых переменных, выступающих в роли предметных переменных предикатов в составе продукционных правил. Продукционное правило определяется как следующая конструкция R (/?®): &(vEj) => C, W, гдеЯимя, или спецификация правила, p® — субъективная вероятность, условие &(vEj) содержит пропозициональное логическое выражение, ограниченное совершенной конъюнктивной формой.

Элементарной составляющей условия являются отношения (унарные и бинарные) между фактовыми переменными. Активно применяются реализации формализмов представления нечетких данных знаний в их классическом виде. В консеквенте правила содержится Свыводимый факт (присваивание некоторой переменной значения) и W — некоторая процедура обработки данных. Кроме того, каждый консеквент может интерпретироваться тремя способами: как простая смена состояний, как шаг сценария м как реализация фактора риска. Каждому действию приписывается специфическая информация — оценка затрат на его исполнение. Процесс поиска логического вывода базируется на построении и анализа так называемых PSA-структур. Эти структуры представляют собой направленные ориентированные графы без циклов с одной точкой входа и одной точкой выхода (сети). Рассматриваются три типа блоков — последовательные (информационная зависимость правил), параллельные (независимость правил) и альтернативные (бесконфликтность правил). В системе используется математическое моделирование для описания возможных сценариев ЧС и расчетов зон поражений. Основным достоинством в рассматриваемой системе является существенное расширение языка — применение нечетких механизмов в представлении продукций, однако данных подход имеет те же недостатки как и у системе MEXES. Заметим так же, что система ЭСПЛА и ее механизмы в значительной мере ориентированы на свою предметную область, хотя при ликвидации некоторых специфических свойств (ориентированность на сценарный подход, необходимость сообщения оценки шага сценария, и т. п.) возможно использование и для более широкого класса задач.

Рассмотренные продукты еще раз подтверждают тезис, что наиболее эффективные результаты организации работы с цифровыми геоданными в сети Internet можно получить, интегрируя сильные стороны различных информационных технологий.

Структура работы в виде кратких аннотаций глав.

В главе 1 излагается концепция корпоративной интеллектной технологии обработки ПРД для применения в задачах управления регионом — рассматриваются методы и средства, объединенные в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и доступ к ПРД.

Предлагаемые архитектуры корпоративных систем обработки ПРД в задачах управления регионом, построенных на основе предложенной технологии и с использованием в качестве базовых ГИС Maplnfo и КАМАТ приведены в главе 2. При разработке архитектур этих систем обработки (включая анализ, сопоставление и т. д.) ПРД о регионе учитывалось, что, с одной стороны, данные распределены не только внутри одного учреждения, но и по всему региону, а с другой — существует развитая региональная инфраструктура информационных сетей, позволяющие передавать большие объемы картографической информации.

В главе 3 диссертации представлена разработанная архитектура интеллектных корпоративных систем обработки ПРД на основе продукционного (п. 3.1) и логического (п. 3.2) формализмов представления знаний эксперта, а также многокритериальной оптимизации (п. 3.3). Интеллектуализация обеспечивает решение задачи подготовки и поддержки принятия решений при обработке ПРД, которое осуществляется в два этапа — генерирование (с использованием логических методов и вычислительного моделирования) и выбор альтернатив (на основе качественных оценок альтернатив с сужением множества парето-оптимальных решений).

Глава 4 посвящена программной реализации технологии.

В качестве инструментальной основы для разработки систем использованы среда разработки приложений Borland Delphi и Microsoft Visual С++. В п. 4.1 представлена программная реализация корпоративной ГИС в случае использования на ГИС-сервере ГИС Maplnfo. П. 4.2 посвящен реализации разработанного программного комплекса КАМАТ-визуализатор.

Глава 5 посвящена апробации предложенной технологии корпоративных интеллектных систем обработки ПРД для создания ГИС ОГВ Иркутской области на основе разработанного программного комплекса КАМАТ-визуализатор и хранения данных на общей сертифицированной топографо-геодезической основе для обеспечения взаимоувязанного документально точного представления различных аспектов информационных моделей объектов управления. В п. 5.1 приведены основные направления создания ГИС ОГВ. П. 5.2 посвящен рассмотрению структуры ГИС ОГВ Иркутской области, как комплекса интегрированных функциональных геоинформационных систем. В пп. 5.2.1−5.2.3 представлены подсистемы ГИС ОГВ ИО, обеспечивающие обработку индикаторов социально-экономического развития территорий (около 200), мониторинг экологически опасных, в случае возникновения ЧС, предприятий Иркутской области (более 200 предприятий по 12 показателям), «Электрические сети напряжением 500кВЮкВ, «Культурно-историческое наследие Иркутской области» на основе предложенных распределенных геоинформационных технологий с целью принятия управленческих решений по вопросам социально-экономического развития Иркутской области.

В главе 6 диссертации в рамках предложенной технологии была поставлена и решена задача автоматизации построения одного класса математических моделей динамики природных ресурсов и окружающей среды с последующим применением созданных моделей для прогнозирования и многокритериальной оптимизации вариантов природопользования.

Заключение

m.

А.Т MO.

OPIS.

Коя района tpk. tk* am.

Код памятника AI5.

N акта am.

N по книге АЮ.

N коробки АЮ.

Дата^состакления описи №.

Маименокание коллекции A25S.

Количесно предметок А50.

Стоимооть коллек^и АЗО.

Время место собиратель А] 50.

Собрание МО.

Подпись МО и KARTA.

Код района.

Код памятника <рк> ш.

Типояог^индеке АЮ.

Типолсгпринадяежность AI.

С и ПН А|.

С и КП AI ситэ AI.

С мЛ0 А1.

СМЖП AI.

Син"исгт AI.

Гехор At.

Тоср AI.

Tcjtbox AI.

Тс а" ар AI.

КО ф AI.

КО м AI.

КО.у At.

КОиНесост AI.

03 ja AI.

03HtT AI jKnaonopi AI.

Док^фото AI.

Длобм AI.

Докрм At.

Храноор AI.

Хранооы AI.

Хранрмр AI.

Хрзн рмм AI.

Хрэнархи> A! 6.

1^аткоеописание M.

Датасоста"ления ©.

Соотакитель MO.

ACT OBSL.

Код района <> АЮ.

Код памятник-* <рк> aii.

Дата «.

Состак комиссии А250.

Текст акта U.

Меры по сокращению М.

Ну"едомления AIS.

Администрация А300.

Адрес адм А100.

Откетсткенный AI0D.

Осиокание А100.

Период сткетсткенности А200.