Тема 1. Основные понятия геоинформационных систем

1.1 Понятие информационной системы

Первым вопросом человека, не знакомого с географическими информационными системами (ГИС), будет, конечно, вопрос «А зачем мне все это нужно?». ГИС, как правило, ассоциируется у всех с картой. Однако мы не пользуемся атласами и картами каждую минуту нашей жизни! К тому же информации, причем не всегда понятной и нужной, из разных источников мы и так получаем больше, чем иногда хотелось бы. И нужно ли ее еще и систематизировать?

Найдем ответы на вопросы: что такое ГИС, для чего она нужна и как ее использовать?

Любая информационная система создается для управления конкретным объектом (предприятием, станком, человеком и др.). В соответствии с общей теорией управления, процесс управления можно представить как взаимодействие двух систем: объекта управления и системы управления. Система управления функционирует на базе информации о состоянии объекта, его входов (например, материальные, трудовые, людские ресурсы) и выходов (например, выпускаемая продукция, финансовые результаты) в соответствии с поставленной целью (например, максимум продукции при минимуме затрат). Управление заключается в выявлении расхождения желаемых характеристик функционирования объекта от реальных показателей и через органы управления формирование такого воздействия на объект, которое это расхождение устремит к минимуму. Управляющее воздействие осуществляется с учетом обратной связи, т.е. текущей информации об объекте и характеристик внешней среды (рынка и вышестоящих организаций). Внедрение информационной системы производится с целью повышения эффективности деятельности объекта за счет принципиально новых методов управления.

7

Органы управления

Объект управления

Управляющее воздействие -*

Планируемое состояние

Величины отклонений

Оператор

Информационная система

Рисунок 1.1 - К определению информационной системы

Информационная система представляет собой коммуникационную систему по сбору, передаче, переработке информации об объекте, снабжающую операторов необходимыми знаниями для реализации функций управления объектом.

Все методы, техники, приемы, средства, системы, теории, направления и т.д. и т.п., которые нацелены на сбор, переработку и использование информации, называются информационными технологиями.

Описание любой системы (включая информационную систему) должно включать следующие компоненты:

1) описание структуры: множества элементов системы и взаимосвязей между ними;

2) описание функций, реализуемых каждым элементом системы;

3) описание входов и выходов каждого элемента системы и системы в целом;

4) перечень целей и ограничений системы и ее отдельных элементов.

Структура и состав информационной системы (ИС) для управления объектом управления может выглядеть, например, как на рисунке 1.2.

Рассмотрим отдельные элементы этой информационной системы и определим их функции.

Информационная система

Функциональные компоненты

т

Компоненты системы обработки данных

Функциональные задачи

Модели и алгоритмы

Инф ормационное обеспечение

Программное обеспечение

Техническое обеспечение

Правовое обеспечение

Лингвистическое обеспечение

1

Организационные компоненты (персонал)

Организационная структура фирмы

Персонал (штаты, должностные инструкции и др.)

аз

Рисунок 1.2- Декомпозиция информационной системы

9

Функциональные компоненты ИС. Функциональные компоненты ИС включают в себя набор функций управления объектом, т.е. полный комплекс взаимоувязанных во времени и пространстве работ по управлению, необходимых для достижения поставленных перед оператором целей.

Любая сложная управленческая функция может быть расчленена на ряд более мелких задач, которые доводятся до органов управления. От того, как будут выполнены отдельные задачи, зависит результат работы объекта управления в целом.

Выбор необходимых для достижения цели работ осуществляется в каждом конкретном случае с учетом четырех основных фаз управления:

- планирования;

- учета;

- контроля и анализа;

- регулирования (исполнения).

1. Планирование работ - это первая управленческая функция, обеспечивающая формирование планов, в соответствии с которыми затем будет организовано функционирование объекта управления. Выделяют перспективное (10 лет), годовое и оперативное (сутки, месяцы) виды планирования.

2 и 3. Учет, контроль и анализ - это функции, обеспечивающие получение данных о состоянии системы за определенный промежуток времени, определение факта и причины отклонения фактического состояния объекта управления от его планируемого состояния, нахождение величины этого отклонения.

4. Регулирование - функция, обеспечивающая сравнение планируемых и фактических показателей функционирования объекта управления и формирование и реализация необходимых управляющих воздействий через органы управления на систему. Т.е. в этом блоке проводится выбор и обоснование перечня функциональных задач, решение которых необходимо для достижения цели. Реализация процесса достижения цели может быть многовариантной, т.е. один и тот же результат можно достигнуть с применением различных методов, моделей и алгоритмов. Как правило, среди множества вариантов имеется один, являющийся более предпочтительным и его нужно найти.

10

Системы обработки данных. Компоненты системы обработки данных (СОД) используются для информационного обслуживания операторов, принимающих управленческие решения.

Основные функции СОД:

- сбор, регистрация и перенос на машинные носители информации;

- передача информации в места ее хранения и обработки;

- ввод информации в ЭВМ, контроль ввода;

- создание и ведение внутримашинной базы данных;

- обработка информации на ЭВМ (накопление, сортировка, корректировка, выборка, арифметическая и логическая обработка);

- вывод информации пользователю (таблицы, тексты, графики и др.);

- организация и управление вычислительным процессом в локальных и глобальных сетях.

СОД могут работать в трех режимах: в пакетном, интерактивном и в режиме реального времени.

В пакетном режиме результаты работы выдаются после выполнения всего пакета заданий. Недостатком такого режима является «отрыв» пользователя информационной системы от процесса обработки информации, что снижает оперативность при формировании управляющего воздействия.

При интерактивном режиме происходит постоянный обмен сообщениями между пользователем и системой, управляющее воздействие формируется в полуавтоматическом или ручном режиме.

Режим реального времени используется, как правило, при управлении быстропротекающими процессами, и управляющее воздействие в автоматическом режиме действует на объект в процессе его функционирования.

Практически все системы обработки данных ИС включают один и тот же набор составных частей (блоков). Основные блоки СОД: информационное, программное, техническое, правовое, лингвистическое обеспечение.

Информационное обеспечение - это совокупность методов и средств по размещению информации, оно включает в себя сис-

11

темы кодирования, классификации, рационализации форм документов, методы создания и ведения внутримашинных баз данных.

Программное обеспечение - это совокупность программных средств создания и эксплуатации СОД. Оно включает в свой состав базовые (общесистемные) и прикладные программы.

Техническое обеспечение - комплекс технических средств, применяемых для функционирования системы как вне ЭВМ (периферийные устройства, средства сбора информации, оргтехника и др.), так и в ЭВМ.

Правовое обеспечение - совокупность правовых норм, регламентирующих создание и эксплуатацию системы. Сюда входят любые правовые акты между заказчиком и исполнителем работы, условия придания юридической силы документам, обязанности и ответственность персонала, правила пользования информацией, порядок разрешения споров и др.

Лингвистическое обеспечение - совокупность языковых средств, используемых на всех стадиях развития системы. Например, язык общения ЭВМ и человека.

Организационные компоненты ИС. Организационные компоненты ИС - это совокупность методов и средств, позволяющих усовершенствовать структуру и функции системы, определить рациональное штатное расписание, численный состав подразделений, разработать должностные инструкции для каждого работника.

Главная задача этой компоненты - выявление соответствия организационной структуры и функций управления объектом для достижения запланированной цели. В этот блок включаются следующие функции:

- установление четких служебных обязанностей каждого работника;

- определение нормальной загрузки работников;

- разработка должностных инструкций на случай аварийных ситуаций и природных бедствий и др.

12