textarchive.ru

Главная > Документ


Введение

Система

СИСТЕМА (от греч. sysntema — целое, составленное из частей; соединение), множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство.

или

СИСТЕМА - это группа взаимосвязанных элементов и процессов.
 

Информационная система

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА — это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска, размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур — главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов.

Например, личная библиотека, в которой может ориентироваться только ее владелец, информационной системой не является. В публичных же библиотеках порядок размеще­ния книг всегда строго определенный. Благодаря ему поиск и выдача книг, а также размещение но­вых поступлений представляют собой стандартные процедуры, близкие к алгоритмам.

Работа информационных систем заключается в обслуживании двух встречных потоков новой информации: ввода новой информации и выдачи текущей информации по запросам. Поскольку главная задача информационной системы — обслу­живание клиентов, система должна быть устроена так, чтобы ответ на любой запрос выдавался быстро и был достаточно полным. Эти требования обеспечиваются наличием стандартных процедур поиска информации и тем, что данные системы располо­жены в определенном порядке.

Рассмотрим, например, отдел кадров неболь­шого предприятия, в котором хранятся стандартные сведения о сотрудниках: год рождения, семейное положение, домашний адрес, должность, оклад. Время от времени в отдел кадров поступает инфор­мация об их изменении. Если весь порядок ввода и хранения информации заключается в том, что оче­редной поступивший документ кладется куда-то в шкаф, то для того, чтобы получить нужные данные, придется перебрать все бумаги в шкафу. Ясно, что так информацию хранить нельзя. Соблюдение элементарного порядка, а именно: все документы од­ного сотрудника собраны в одном месте и лежат в порядке поступления, скажем, в одной папке, а папки расположены по алфавиту, сильно сокращает поиск. Такой порядок размещения данных образует трехуровневую иерархическую структуру (дерево): первый уровень дерева — это предприятие, второй уровень — фамилии его сотрудников, третий уро­вень — документы о каждом из них. Поскольку гораздо чаще нужны не сами документы, а све­дения, в них содержащиеся, можно сократить время поиска, что обычно и делается.

Для каждого сотрудника заводят стандартную карточку, в которую внесены нужные данные в одинаковом для всех порядке и указания на то, где хранятся соответствующие документы (приказы, справки и т.д.). Чтобы этот порядок соблюдался, при получении каждого нового документа следует проделать определенные процедуры: найти нужную карточку, занести в нее данные, найти папку и положить в нее документ. Это и есть процедуры ввода и размещения информации.

Сама идея информационных систем и некото­рые принципы их организации возникли задолго до появления ЭВМ. Библиотеки, архивы, адресные бюро, телефонные справочники — все это инфор­мационные системы. Однако компьютеризация на несколько порядков повысила эффективность ин­формационных систем и расширила сферы их при­менения.

Во-первых, резко возросли скорости всех видов обработки информации: поиска и размещения (внутри ЭВМ), выдачи (на экран или печать), пе­редачи и ввода (по средствам электронной и косми­ческой связи в информационные системы любой точки земного шара). Для некоторых видов инфор­мационных систем именно скорости передачи и вво­да играют решающую роль. Таковы, например, автоматизированные системы продажи авиацион­ных и железнодорожных билетов или многотерми­нальные системы электронной торговли ценными бумагами, где только высокая скорость ввода ин­формации может исключить продажу мест (или ак­ций), которые минуту назад были проданы с другого терминала.

Во-вторых, во много раз увеличились возмож­ности хранения больших объемов информации: как за счет того, что машинные носители информации (диски и ленты) в сотни и тысячи раз компактнее бумажных носителей (бумаг и книг), так и за счет того, что только при высоких скоростях ЭВМ можно проводить поиск в таких объемах за приемлемое время.

В-третьих, благодаря использованию элект­ронной связи и сетей ЭВМ потеряло значение расстояние между информационной системой, источниками информации и ее клиентами. Доста­точно иметь терминал, т. е. персональную ЭВМ или другое устройство, позволяющее запрашивать и получать нужную информацию и соединенное с системой каналами связи.

Не следует думать, что высокая эффективность современных информационных систем автоматиче­ски достигается только применением современных технических средств. Для того чтобы максимально использовать их огромные возможности, нужно хо­рошо проработать структурные, алгоритмические и языковые вопросы, т. е. разработать структуры дан­ных, алгоритмы обработки информации и языки об­щения с системой.

Языковые проблемы связаны с обеспечением удобного общения с системой. Обращение пользователя к системе за информацией называется запросом. В простейшем случае фиксируется не­большое число возможных запросов, на которые заранее готовы ответы.

Несколько более сложный случай — запрос, в котором зафиксирован набор признаков. Значения некоторых признаков указываются пользователем (по ним надо искать), значения остальных призна­ков должна указать система. Здесь естественная форма запроса — бланк (на бумаге или на экране дисплея), графы которого — стандартные, но число вариантов заполнения может быть велико.

Гораздо сложнее ситуация, когда пользователю нужен стандартный набор различных данных, удов­летворяющих определенным условиям, например логическая комбинация признаков ("выдать фами­лии всех сотрудников, родившихся в интервале с 1930 по 1940 гг., которые либо неженаты, либо жи­вут в Московской области"), транзитный железно­дорожный маршрут с наименьшим временем ожидания поездок или сложная цепочка обменов при обмене жилплощади. Система, способная отве­чать на такие запросы, должна располагать специ­альным языком запросов, на котором пользователь описывает то, что ему нужно. Такой язык может содержать различные операции над признаками: логические, арифметические, операции сравнения и т. д. Транслятор превращает такой запрос в алгоритм поиска нужной информации.

Наряду с языком запросов (т. е. входным язы­ком), пользователю часто требуется задать опреде­ленную форму для выходной информации. Это нужно, в частности, при машинной выдаче финан­совых и отчетных документов. Для этого создаются языки выходных документов, с помощью которых пользователь указывает форму и расположение выходной информации на бумаге или экране.

Еще одна важная проблема, которую прихо­дится решать при создании информационных систем, — это защита информации. У этой пробле­мы — несколько сторон. Во-первых, защита от по­мех (особенно при передаче по линиям связи) и сбоев аппаратуры. Для ее организации использу­ются методы теории кодирования. Во-вторых, за­щита от неправильных действий некомпетентного пользователя: никакое неправильное нажатие кно­пок терминала или нарушение инструкций при об­щении с системой не должны портить информацию в системе. И, наконец, защита от несанкционированного доступа, т. е. от пользователей, желающих получить информацию, к которой у них нет права доступа, либо исказить имеющуюся в системе ин­формацию. Для такой защиты используются про­граммные пароли, средства шифрования и т. д.

Программное обеспечение первых информаци­онных систем создавалось каждый раз "с нуля": для новой системы заново строились структура данных и программы обработки информации в ней, разра­батывался язык запросов, транслятор с него и т. д. В настоящее время существуют разнообразные средства программирования информационных сис­тем — системы управления базами данных (СУБД), в состав которых входят средства организации структуры данных, языки запросов и выходных до­кументов, программы ввода информации, удаления мусора и др. СУБД существенно ускоряют процесс разработки информационных систем.

Массовое распространение ЭВМ, электронных средств связи и совершенствование СУБД ведут к постоянному расширению областей использования информационных систем. Справочные службы, библиотечные каталоги, различные картотеки — это традиционные сферы их применения. Автома­тизированные информационные системы применя­ются также на производстве: в них вводится информация о ходе выполнения производственных заказов, о наличии инструмента, деталей, сырья на складах предприятия. В деловой сфере, где посто­янно обновляются сведения о товарах и фирмах, биржевая и банковская информация, курсы валют и ценных бумаг, и в сфере обслуживания (системы продажи билетов, бронирования мест в гостиницах) они также необходимы.

Имея персональный компьютер и несложную СУБД, человек, не знающий программирования, может создать собственную информационную сис­тему. Это удобно для профессионалов, род деятель­ности которых требует обширных картотек и записных книжек: ученых, писателей, юристов, маклеров. Современные средства связи позволяют, не выходя из дома, подключить свой компьютер к соответствующим каналам связи и стать абонентом различных информационных систем.

Геоинформационная система (ГИС)

ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА - это информационная система, использующая географически координированные данные.

ГЕОПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ДАННЫЕ означают информацию, которая идентифицирует географическое местоположение и свойства естественных или искусственно созданных объектов, а также их границ на земле. Эта информация может быть получена с помощью (помимо иных путей),дистанционного зондирования, картографирования и различных видов съемок.

Географические данные содержат четыре интегрированных компонента:

  • местоположение

  • свойства и характеристики

  • пространственные отношения

  • время

А теперь постараемся дать строгое определение геоинформационной системы:

ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА  - это система аппаратно-программных средств и алгоритмических процедур, созданная для цифровой поддержки, пополнения, управления, манипулирования, анализа, математико-картографического моделирования и образного отображения географически координированных данных.

Отличие ГИС от иных информационных систем

ГИС:

  • Обеспечивает взаимосвязь между любыми количественными и качественными характеристиками географических объектов и явлений, представленных в базе данных в виде точек, линий, площадей и равномерных сеток

  • Содержит алгоритмы анализа пространственно координированных данных

и поэтому она: - ПРОСТРАНСТВЕННО ОРГАНИЗОВАННАЯ И ПРОСТРАНСТВЕННО "МЫСЛЯЩАЯ".

ПОЧЕМУ о ГИС так много говорят и считают их столь важными

ПОТОМУ, что ГИС:

  • интегрирует пространственную и любые иные типы информации;

  • предлагает единую концептуальную, методическую и технологическую основу для организации географически координированных данных;

  • позволяет рассматривать данные, основанные на признаках географического взаиморасположения объектов (близости/удаленности) в реальном окружающем нас мире;

  • предлагает новые, более близкие к аналоговым и потому легко воспринимаемые, способы манипулирования и отображения данных (посредством картографических образов).

Научные дисциплины, благодаря которым стало возможным появление и развитие ГИС.

Прежде всего, это такие науки, как:

  • Геодезия

  • География

  • Дистанционное зондирование Земли

  • Информатика

  • Картография

  • Математика

  • Статистика

  • Теория управления

  • Топография

  • Фотограмметрия

Типовые вопросы, на которые способна ответить ГИС:

  • Где находится А?

  • Как расположено А по отношению к В?

  • Сколько А расположено в пределах расстояния D от В?

  • Каково значение функции Z в точке X?

  • Как велико по размерам В?

  • Каков результат пересечения А и В?

  • Каков оптимальный маршрут от Х до Y?

  • Что находится в X1, X2,…, Xn?

  • Какие объекты следуют за теми, у которых наблюдается определенное сочетание определенных свойств?

  • Как изменится пространственное распределение объектов, если изменить существующую классификацию?

  • Что может случиться с А, если изменится В и его расположение относительно А?

Концептуальная схема организации данных в ГИС

Пространственная выборка (уточнение территории)

Тематическая выборка (проблемно-ориентированная)

Основные области приложения ГИС.

  •  Экология и природопользование

  •  Земельный кадастр и землеустройство

  •  Управление городским хозяйством

  •  Региональное планирование

  •  Демография и исследование трудовых ресурсов

  •  Управление дорожным движением

  •  Оперативное управление и планирование в чрезвычайных ситуациях

  •  Социология и политология

ЧЕМ занимаются специалисты, работающие в области ГИС и геоинформационных технологий

  • Накоплением первичных данных

  • Проектированием баз данных

  • Проектированием ГИС

  • Планированием, управлением и администрированием геоинформационных проектов

  • Разрабрткой и поддержкой ГИС

  • Маркетингом и распространением ГИС-продукции и геоданных

  • Профессиональным геоинформационным образование и обучением ГИС-технологиям

История развития геоинформационных систем

Пионерский период  (поздние 1950е - ранние 1970е гг.)

Исследование принципиальных возможностей, пограничных областей знаний и технологий, наработка эмпирического опыта, первые крупные проекты и теоретические работы

  • появление электронных вычислительных машин (ЭВМ) в 50-х годах,

  • появление цифрователей, плоттеров, графических дисплеев и других периферийных устройств в 60-х

  • создание программных алгоритмов и процедур графического отображения информации на дисплеях и с помощью плоттеров

  • создание формальных методов пространственного анализа

  • создание программных средств управления базами данных.

Первый крупный успех ГИС - разработка и создание Географической Информационной Системы Канады.

Ее назначение состояло в анализе многочисленных данных, накопленных Канадской службой земельного учета, и в получении статистических данных о земле, которые бы использовались при разработке планов землеустройства огромных площадей преимущественно сельскохозяйственного назначения.

Создатели ГИС Канады внесли следующие новшества:

  • Использование сканирования для автоматизации процесса ввода геоданных

  • Расчленение картографической информации на тематические слои и разработка концептуального решения о "таблицах атрибутивных данных", что позволило разделить файлы плановой (геометрической) геоинформации о местоположении объектов и файлы, содержащие тематическую (содержательную) информацию об этих объектах.

  • Функции и алгоритмы оверлейных операций с полигонами, подсчет площадей и других картометрических показателей

Большое воздействие на развитие ГИС оказала Гарвардская лаборатория компьютерной графики и пространственного анализа Массачусетского технологического института.

Программное обеспечение Гарвардской лаборатории широко распространялось и помогло создать базу для развития многих ГИС-приложений. В этой лаборатории были заложены основы картографической алгебры, создано семейство растровых программных средств Map Analysis Package - MAP, PMAP, aMAP.

Наиболее известными программными продуктами Гарвардской лаборатории являются:

  • SYMAP (система многоцелевого картографирования)

  • CALFORM (программа вывода картографического изображения на плоттер)

  • SYMVU (просмотр перспективных (трехмерных) изображений)

  • ODYSSEY (предшественник знаменитого ARC/INFO)

Период государственных инициатив (ранние 1970е – ранние 1980е гг.)

Развитие крупных геоинформационных проектов поддерживаемых государством, формирование государственных институтов в области ГИС, снижение роли и влияния отдельных исследователей и небольших групп.

В конце 60х годов в США сформировалось мнение о необходимости использования ГИС-технологий для обработки и представления данных Переписи Населения.

Потребовалась методика, обеспечивающая корректную географическую "привязку" данных переписи. Основной проблемой стала необходимость конвертирования адресов проживания населения, в географические координаты так, чтобы результаты переписи можно было бы оформлять в виде карт по территориальным участкам и зонам Национальной переписи.

Был разработан специальный формат представления картографических данных, для которого были определены прямоугольные координаты перекрестков, разбивающих улицы всех населенных пунктов США на отдельные сегменты.

Алгоритмы обработки и представления картографических данных были заимствованы у разработчиков ГИС Канады и Гарвардской лаборатории и оформлены в виде программы POLYVRT, осуществляющей конвертирование адресов проживания в соответствующие координаты, описывающие графические сегменты улиц.

Таким образом, в этой разработке ВПЕРВЫЕ был широко использован ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ подход к организации управления географической информацией, содержащий математический способ описания пространственных взаимосвязей между объектами

Государственная поддержка ГИС стимулировала развитие экспериментальных работ в области ГИС, основанных на использовании баз данных по уличным сетям:

  • автоматизированные системы навигации

  • системы вывоза городских отходов и мусора

  • движение транспортных средств в чрезвычайных ситуациях и т.д.

Период коммерческого развития (ранние 1980е - настоящее время)

Широкий рынок разнообразных программных средств, развитие настольных ГИС, расширение области их применения за счет интеграции с базами непространственных данных, появление сетевых приложений, появление значительного числа непрофессиональных пользователей, системы, поддерживающие индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах, открывают путь системам, поддерживающим корпоративные и распределенные базы геоданных

В НАЧАЛЕ 1980-Х ГОДОВ БЫЛ РЕАЛИЗОВАН ЗНАМЕНИТЫЙ ARC/INFO

ARC/INFO был и остается наиболее успешным воплощением идей о раздельном внутреннем представлении геометрической (графической) и атрибутивной информации.

Для хранения и работы с атрибутивной информацией в виде таблиц (INFO) был успешно применен формат стандартной реляционной системы управления базами данных, а для хранения и работы с графическими объектами в виде дуг (ARC) было разработано специальное программное обеспечение.

ARC/INFO стал первым программным пакетом ГИС, который эффективно использовал пользовательские качества персональных компьютеров, в то же время он доступен для разных технических платформ и операционных сред.

В настоящее время является одним самым популярным в мире пакетов.

Другим успешным коммерческим предприятием в области производства аппаратно-программных средств для ГИС стал и и до сих пор является Intergraph,Corp.

Эта фирма была организована в 1969 году бывшим сотрудником IBM Джимом Мидлоком. Первые успехи были связаны с разработкой для ВПК США систем управления ракетами в реальном времени. В 1973 фирма впервые создала мощную удаленную рабочую станцию. И сейчас фирма является лидером по разработке и выпуску рабочих станций для ГИС, программного обеспечения.

Пользовательский период (поздние 1980е -настоящее время)

Повышенная конкуренция среди коммерческих производителей геоинформационных технологий услуг дает преимущества пользователям ГИС, доступность и "открытость" программных средств позволяет использовать и даже модифицировать программы, появление пользовательских "клубов", телеконференций, территориально разобщенных, но связанных единой тематикой пользовательских групп, возросшая потребность в геоданных, начало формирования мировой геоинформационной инфраструктуры

Этот период характеризуется новым отношением к пользователям.

Так разработчики геоинформационного программного продукта GRASS для рабочих станций, созданного американскими военными специалистами (Army Corps of Engineers) для задач планирования природопользования и землеустройства открыли его для бесплатного пользования, включая снятие авторских прав на исходные тексты программ. В результате, пользователи и программисты могут создавать собственные приложения, интегрируя GRASS с другими программными продуктами.

В 1994 году для неограниченного бесплатного пользования был открыт ArcView 1 for Windows.

Насыщение рынка программных средств для ГИС, в особенности, предназначенных для персональных компьютеров резко увеличило область применения ГИС-технологий.

Это потребовало существенных наборов цифровых геоданных, а также наличия специалистов по ГИС.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Аб ово (от лат ab ovo - букв

    Документ
    ... факторов, параметров в многофакторной экономической системе. Анализ (отгреч. analysis - разложение) - ... инфляцией. Сегмент рынка (лат. segmentum - отрезок) - часть рынка, ... для достижения конкретной цели. Тактика экономическая (отгреч. taktika - ...
  2. Аб ово (от лат ab ovo - букв

    Документ
    ... факторов, параметров в многофакторной экономической системе. Анализ (отгреч. analysis - разложение) - ... инфляцией. Сегмент рынка (лат. segmentum - отрезок) - часть рынка, ... для достижения конкретной цели. Тактика экономическая (отгреч. taktika - ...
  3. Проект « управление системой профориентационной деятельности поселковой школы »

    Документ
    ... поселковой школы». Цель: разработать и апробировать модель управления системой профориентационной деятельности ... нахождении смысла в самом процессе самоопределения. Система - (отгреч. sysntema-целое, составленное из частей; соединение), множество ...
  4. От редакции предисловие i вселенский собор в никее 325 г

    Документ
    ... от Отца, Бога от Бога, ЦелогоотЦелого, Единого от Единого, Совершенного от Совершенного, Царя от Царя, Господа от ... от мира и даже от церковной иерархической системы ... imagines secundum servitium ... — Иисуса. 34 Монофелитство (отгреч. monos — один и ...
  5. Этьен жильсон философия в средние века от истоков патристики до конца xiv века номер страницы указан в начале страницы по изданию

    Документ
    ... более широкое признание. Глава VII. Греч, и араб, влияния в XIII в. и основание ... всякое знание происходит от чувств: nos autem, secundum sapientiam christianorum et ... обращался к ним с целью показать, что в их теологических системах нет ни одного ...

Другие похожие документы..