3 Общие сведения о системном построении информационной системы.

Для системного анализа обобщенной ГИС необходимо выбрать метод описаний разнородных процессов. Целесообразно использовать положения общей теории систем (ОТС), обоснованные в работах М. Дж. Месаровича и Ю.А. Урманцева, и методы структурного анализа, широко применяемые при разработке программных проектов и систем.

При практических исследованиях приходится иметь дело с функциональными системами. Для формализации этого класса систем более удобно описание, даваемое М. Месаровичем.

Системный подход позволяет представить процесс построения лю­бой информационной системы в виде схемы, содержащей семь этапов, которые определяют создание системы от постановки задачи до ее реализации.

Экзаменационный билет №3

1 Модель "сущность-связь". Сетевые модели. Прочие модели.

Модель данных "сущность-связь" иди ER-модель (Entity Relationship Model) дает представление о предметной области в виде объектов, на­зываемых сущностями, между которыми фиксируются связи.

Для каждой связи определено число связываемых ею объектов. На схеме сущности изображаются прямоугольниками, связи - ромбами. Число связываемых объектов указывается цифрой на линии соединения объекта и связи.

Сетевые модели дают представление о проблемной области в виде объектов, связанных бинарными отношениями "многие ко многим". В отличие от иерархических моделей в сетевой модели каждый объект мо­жет иметь несколько "подчиненных" и несколько "старших" объектов.

Сетевые модели используют табличные и значительно чаще графо­вые представления. Вершинам графа сопоставляют некоторые типы сущ­ности, представляемые таблицами, а дугам - типы связей.

Многие типы сетевых моделей данных используют для описания экономических и организационных систем.

Прочие модели. Бинарная модель дает представление о проблемной области в виде бинарных отношений, характеризуемых триадой: объект, атрибут, значение.

Графовое представление бинарных моделей дает структуру так называемого В-дерева в отличие от Е-дерева - иерархической структуры общего вида.

Семантические сети как модели данных созданы для изуче­ния проблем искусственного интеллекта. Базовые структуры в этих мо­делях могут быть представлены графом, множество вершин и дуг кото­рого, как для бинарной, так и сетевой модели образует сеть.

Эти сети предназначены для представления и си­стематизации знаний общего характера. Развитие моделей этого класса связано с проблемами понимания естественного языка, а не с проблема­ми теории типов и категорий данных.

Рассматривая базовые модели данных в ГИС для применения их в управлении, следует подчеркнуть, что те же самые модели используют в информационных системах, решающих экономические задачи и зада­чи управления.

Следовательно на уровне базовых моделей, ГИС при­менимы для решения разнообразных задач управления объектами, тер­риториальными комплексами и т.д.

2 Координатные данные.

Геометрически информация, определена как совокупность наборов точек, линий, контуров и площадей, имеющих метрические значения, отражающие трёхмерную реальность.

Будучи частью (классом) общей модели данных в ГИС, координатные данные опреде­ляют класс координатных моделей. Основные типы координатных моделей

Рассмотрим в качестве примера набор данных в системе ГеоДраф:

• точка - пара координат Х, У;

• отрезок - линия, соединяющая две точки;

• вершина (вертекс) - начальная или конечная точка отрезка;

• дуга (линия) - упорядоченный набор связных отрезков (или вер­шин);

• узел – начальная или конечная вершина дуги;

• нормальный узел - узел, принадлежащий трем (и более) дугам.

• висячая дуга - дуга, имеющая висячий узел;

• замкнутая дуга - дуга у которой совпадают начальная и конечная вершины (у такой дуги имеется только один узел);

• полигон - единичная область, ограниченная (находящаяся внутри) замкнутой дугой или упорядоченным набором связных дуг, которые образуют замкнутый контур;

• слой - покрытие, рассматриваемое в контексте его содержатель­ной определенности (растительность, рельеф, административное деле­ние и т.п.) или его статуса в среде редактора (активный слой, пассивный слой).

Точечные объекты. Простейший тип пространственного объекта задают точечные данные, к которым относятся не только точки, но и все точечные условные знаки. Выбор объектов, представляемых в виде то­чек, зависит от масштаба карты или исследования. Например, на крупномасштабной карте точками показываются отдельные строения, а на мелкомасштабной карте - города.

Особенность точечных объектов состоит в том, что они хранятся и в виде графических файлов, как другие пространственные объекты, и в виде таблиц, как атрибуты.

Линейные объекты. Они широко применяются для описания се­тей, для которых в отличие от точечных объектов характерно присут­ствие топологических признаков.

Любая сеть состоит из узлов (вершин) - соединений, концов обособленных линий и звеньев (дуг) - цепей в модели базы данных.

Линейные объекты, как и точечные, имеют свои атрибуты, причем разные для дуг (звеньев) и узлов. Атрибутами для дуг являются:

• направление движения, интенсивность движения, протяженность;

• количество полос, время пути вдоль звена;

• диаметр трубы, направление движения газа;

• напряжение в ЛЭП, высота опор;

• количество путей, уклон, ширина тоннеля, грузоподъемность и др.

Атрибуты для узла:

• наличие перехода, названия пересекающихся улиц;

• наличие автоматического регулирования перекрестков;

• тип (ручной или автоматический) перевода стрелок;

•характеристики трансформаторов ЛЭП;

• мощность компрессора.

Взаимоотношение между координатными моделями. Взаимосвязи могут существовать между объектами одного типа или разных типов. Исходя из критерия построения моделей, можно выделить три ос­новных типа взаимосвязей между координатными объектами.

Первый тип - взаимосвязи для построения сложных объектов из простых элементов;

Второй тип - взаимосвязи, которые можно вычислить по коорди­натам объектов.

Третий тип - "интеллектуальные". Взаимосвязи нельзя вычислить по координатам, они должны получить специальное описание и семантику при вводе данных.