2.2.2. Классификация по связи с реальным временем

• Статические ЭС разрабатываются в предметных областях, в которых база знаний и интерпретируемые данные не меняются во времени. Они стабильны.

Пример

Диагностика неисправностей в автомобиле.

• Квазидинамические ЭС интерпретируют ситуацию, которая меняется с некоторым фиксированным интервалом времени.

Пример

Микробиологические ЭС, в которых снимаются лабораторные измерения с технологического процесса один раз в 4-5 часов (производство лизина, например) и анализируется динамика полученных показателей по отношению к предыдущему измерению.

• Динамические ЭС работают в сопряжении с датчиками объектов в режиме реального времени с непрерывной интерпретацией поступающих в систему данных.

Примеры

Управление гибкими производственными комплексами, мониторинг в реанимационных палатах;

программный инструментарий для разработки динамических систем - G2 [Попов, 1996].

2.2.3. Классификация по типу эвм

На сегодняшний день существуют:

• ЭС для уникальных стратегически важных задач на суперЭВМ (Эльбрус, CRAY, CONVEX и др.);

ЭС на ЭВМ средней производительности (типа ЕС ЭВМ, mainframe);

ЭС на символьных процессорах и рабочих станциях (SUN, Silicon Graphics, APOLLO);

ЭС на мини- и супермини-ЭВМ (VAX, micro-VAX и др.);

ЭС на персональных компьютерах (IBM PC, MAC II и т.п.).

2.2.4. Классификация по степени интеграции с другими программами

Автономные ЭС работают непосредственно в режиме консультаций с пользователем для специфически «экспертных» задач, для решения которых не требуется привлекать традиционные методы обработки данных (расчеты, моделирование и т.д.).

Гибридные ЭС представляют программный комплекс, агрегирующий стандартные пакеты прикладных программ (например, математическую статистику, линейное программирование или системы управления базами данных) и средства манипулирования знаниями. Это может быть интеллектуальная надстройка над ППП (пакетами прикладных программ) или интегрированная среда для решения сложной задачи с элементами экспертных знаний.

Несмотря на внешнюю привлекательность гибридного подхода, следует отметить, что разработка таких систем являет собой задачу на порядок более сложную, чем разработка автономной ЭС. Стыковка не просто разных пакетов, а разных методологий (что происходит в гибридных системах) порождает целый комплекс теоретических и практических трудностей.

Геоинформатика и геоинформационные системы

53.Сущность и основные понятия геоинформатики. Области применения геоинформатики.

ОТВЕТ:

Весь процесс геоинформатики складывается из получения пространственной информации и исполнения ее при решении пространственных задач. Геоинформатику рассматривают в 3 аспектах: как научную дисциплину, технологию и производство. Как технология, это технология сбора, обработки, накопления, хранения, преображение пространственно- привязанной информации. Геоинформатика как производство – это производство по выработке пространственных решении. Роль геоинформатики высока, так как более 70% управленческих решении связаны с окружающим пространством.

Базовые понятия:

Пространственный объект – объект, о котором собирают информацию. Существует 4 типа пространственного объекта:

1.Географические объекты – те, которые находятся в окружающем мире – реки, дома, дороги и т.д.

2.Явления – например, вечная мерзлота, границы.

3.Процессы – природные и техногенные.

4.События – то, что произошло резко, быстро, за короткий промежуток времени (извержение вулкана, авиакатастрофы).

Типы пространственных объектов по их пространственной локализации:

1.Точка. 2.Линия. 3.Площадные объекты.

Когда любой пространственный объект относят к этим типам, то это производят исходя из двух признаков: реальных размеров и масштаба.

54.Геоинформационные системы (ГИС), их определение и составные части. Принципы функционирования ГИС, области их применения. Классификация ГИС. Системы геодезических координат, их роль в информационном обеспечении ГИС.

ОТВЕТ:

ГИС – автоматизированный комплекс в который входят технические, программные, информационные методы и средства сбора, хранения, обработки и отображения пространственной информации. ГИС позволяют на единой пространственной основе взаимосвязывать, хранить и использовать разнообразную информацию о местности и находящихся на ней объектах. ГИС – технологии включают в себя:

- Инструментальные средства ГИС.

- Техника создания ГИС – проектов. Условно можно разделить на три этапа: 1) сбор первичной информации; 2) моделирование, хранение, обновление; 3) представление данных.

- ГИС – анализ. SQL – запросы. Логический уровень позволяет выбрать нужную информацию из всей совокупности. Например выбрать по определенному заданному количеству жителей все города в данном регионе.

• Разработка ГИС – приложений. Изучение средств разработки для решения более широкого и более узко специального круга задач не вложенных разработчиками системы в общий набор.

ГИС сочетают в себе графические функции и функции работы с БД, а, следовательно, имеют графический модуль и модуль СУБД. Последняя позволяет хранить и организовывать атрибутивные данные, связанные с объектами карт, планов и т.д. ГИС совместно обрабатывает наборы графических и атрибутивных данных, а пользователь выбирает, какие связи между ними будут анализироваться и контролирует отображение результатов этого анализа. Говоря о графической составляющей, можно выделить сходный набор объектов, используемых во всех ГИС. Так, выделяются векторные объекты (точки, линии, многоугольники и т.п.) и растровые. С графическими объектами, составляющими компоненты карты, связываются атрибуты, хранящиеся в виде строк БД. Ввод графической информации осуществляется с помощью дигитайзеров, сканеров и т.п., при этом может предусматриваться как автоматическая, так и интерактивная векторизация растровых изображений. ГИС содержит средства визуализации данных в виде различных карт, графиков, трехмерных поверхностей, чертежей и т.п., как на экране, так и в виде "твердой" копии на всевозможных принтерах, плоттерах и т.п. В процессе визуализации ГИС предоставляют различные средства редактирования и трансформации изображений, позволяют "накладывать" карты друг на друга, используя, например, понятие "слой карты", объединяющий те или иные компоненты по смысловому признаку. К вспомогательным функциям можно отнести скроллинг и масштабирование. Выбор объектов на карте может осуществляться как чисто геометрически (например, обрисовкой прямоугольной области), так и путем формирования запросов к БД, учитывающих значения атрибутов объектов. Здесь графический модуль соприкасается с модулем СУБД. Как правило, все развитые ГИС позволяют в качестве БД использовать как отдельные файлы известных форматов (например, DBF), так и формировать SQL-запросы к мощным серверам БД.

Сферы использования ГИС:

- Поиск и рациональное использование природных ресурсов;

-Территориальное и отраслевое планирование и управление промышленностью, транспортом, сельским хозяйством, энергетикой, финансами;

-Обеспечение комплексного и отраслевого кадастра;

-Мониторинг экологических ситуаций и опасных природных явлений, оценка техногенных воздействий на среду и их последствий, обеспечение экологической безопасности страны и регионов, экологическая экспертиза;

-Контроль условий жизни населения, здравоохранение и рекреация, социальное обслуживание, обеспеченность работой и др.;

-Обеспечение деятельности органов законодательной и исполнительной государственной власти, политических партий, средств массовой информации;

-Обеспечение деятельности правоохранительных органов и силовых структур;

-Образование и культура;

-Научные исследования и прогнозирование;

-Картографирование (комплексное и отраслевое): создание тематических карт, национальных и региональных атласов, обновление карт, оперативное картографирование.

Геодезические координаты принято называть пространственными эллипсоидальными координатами.

Положение точек земной поверхности относительно земного эллипсоида определяется геодезическими широтой, долготой и высотой.

Геодезической широтой точки называется острый угол, образованный нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора.

Геодезической долготой точки называется двугранный угол, образованный плоскостью начального меридиана и плоскостью геодезического меридиана данной точки.

К сферическим координатам относятся астрономические широта и долгота, связанные с отвесной линией.

Астрономическую широту определяем как острый угол между отвесной линией точки и экватором Земли.

Астрономическая долгота есть двугранный угол, образованный плоскостью начального меридиана и плоскостью астрономического меридиана точки.

В мелкомасштабном картографировании, и в особых условиях выполнения геодезических работ, где не требуется высокая точность, отличиями геодезических и астрономических координат пренебрегают. В этом случае им дают общее название - географические координаты.

Системы координат пространственные прямолинейные прямоугольные (X,Y,Z) и эллипсоидные (B,L,H) координаты, а также плоские координаты (x,y) представляют систему геодезических координат.

Земной эллипсоид, заменяющий геоид при астрономо – геодезических определениях и на поверхности которого отображаются материалы астрономо – геодезических работ и топографических съемок на отдельной территории, называется референц – эллипсоидом. Референц – эллипсоид по размерам и ориентировке не совпадает с общеземным эллипсоидом. Из – за неправильности поверхности геоида размеры, центр и ориентировка референц- эллипсоидов, наилучшим образом подходящих для различных территорий, также могут значительно различаться между собой. Поэтому каждый референц – эллипсоид имеет свои параметры и свою систему координат. В качестве основных параметров обычно применяют большую полуось а , полярное сжатие α и положение его центра относительно центра масс Земли. В нашей стране в качестве референц – эллипсоида принят эллипсоид Красовского, параметры которого а = 6 378 245 м ;

α = 1:298,3. Размеры эллипсоида Красовского довольно близки к размерам общего земного эллипсоида, а их сжатия практически совпадают. Эллипсоид Красовского в качестве координатной поверхности образует “систему координат 1942 г.”.

В нашей стране применяется система плоских прямоугольных координат в проекции Гаусса – Крюгера. Координаты эллипсоидальной геодезической системы (широта и долгота) выражаются в угловых единицах, линейные значения которых меняются вместе с широтой места; направление меридианов, от которых отсчитываются азимуты, непараллельны и необходим специальный учет этой непараллельности; формулы, служащие для решения различных геодезических задач, чрезвычайно сложны и громоздки. Поэтому система эллипсоидальных геодезических координат применяется только при мелкомасштабном картографировании. При крупномасштабном картографировании и в повседневной геодезической практике удобнее применять систему геодезических плоских прямоугольных координат, так как она позволяет проводить все вычисления по наиболее простым формулам геометрии и тригонометрии. Однако для этого необходимо изобразить поверхность эллипсоида на плоскости. Такое отображение его поверхности называется картографической проекцией. В равноугольной проекции Гаусса – Крюгера Земной эллипсоид делится на зоны меридианами, т.е. каждая зона охватывает значительную территорию от северного до южного полюса Земли. Изображение каждой зоны на плоскости совершенно одинаковы, что определяет однообразие плоских координат в них и применение одних и тех же формул и таблиц при вычислениях в разных зонах. В нашей стране ширина зон по долготе установлена в 6,3^о.