Разработка структуры цифровых карт. Общие вопросы.

В общем виде разработка структуры цифровых карт и баз семантических данных сводится к ответам на следующие вопросы: 

а) информация, о каких объектах должна содержаться в базе данных? 

б) какая конкретно информация об этих объектах нужна? 

в) какие, значимые для решения поставленной задачи связи между объектами необходимо отразить? 

г) с какой метрической точностью необходимо вводить координированные данные?

д) какую еще информацию потребуется добавлять в цифровую карту или банк данных  в перспективе?

Перед началом проектирования любой информационной системы необходимо определить: информацию, о каких объектах необходимо хранить в данной системе для того, чтобы она смогла решить поставленные перед ней задачи. Например, если создается система для выяснения воздействия горного предприятия на окружающую среду, то в базу данных системы необходимо занести информацию обо всех возможных источниках загрязнения и о всех объектах окружающей среды, которые прямо или косвенно могут подвергнуться воздействию со стороны горного предприятия. Более сложный пример: построение информационной системы управления производством. В данном случае в базе данных должны содержаться сведения обо всех объектах, так или иначе вовлеченных в процесс производства.

Рассмотрим, как в рамках такой системы можно представить производственный цех крупного горного предприятия. С одной стороны цех это совокупность строений, в которых расположены средства производства: сборочные или ремонтные линии, станки и т.д. Рассматривая цех с такой степенью подробности, мы можем ответить на вопросы "цехового уровня", например об оптимизации путей транспортировки деталей между рабочими местами. Цифровая карта, на которой изображен цех содержит все строения, которые ему принадлежат а также все цеховое оборудование и коммуникации.

С другой стороны цех это составная часть предприятия. В этом смысле каждый цех характеризуется некоторыми обобщенными атрибутами, такими как объем выпускаемой продукции, количество потребляемой энергии. Для задач решаемых на "заводском уровне" не имеет значения конкретное содержимое того или иного цеха, но в тоже время характеристики содержимого цеха в неявном виде присутствуют в его обобщенной характеристике. Так, объем производства цеха есть совокупность объемов производства каждого из его рабочих мест. Цифровая карта предприятия в этом случае может содержать обобщенное изображение площади, занимаемой всеми зданиями этого конкретного цеха.

Таким образом, информация, содержащаяся в банке данных, может иметь иерархическую структуру, причем характеристики объекта более высокой иерархической ступени, могут являться обобщением характеристик низших ступеней. Это относится как к метрической, так и к семантической информации.

Определение объектового состава и атрибутов

Теперь мы готовы к тому, чтобы сформулировать основные этапы по определению объектового состава и атрибутов объектов банка данных ГИС.

1. Определение основного объекта (процесса, явления) для работы с которым строится ГИС. В качестве таких объектов (процессов) могут выступать, например: система горное предприятие - окружающая среда, процесс добычи полезного ископаемого, горный и земельный кадастр. Далее необходимо определить основные задачи, для решения которых будет строиться ГИС.

2. Определение т.н. системного отношения, посредством которого определяется совокупность объектов, информацию о которых необходимо хранить в банке данных. В качестве системного отношения, могут быть приняты: вовлеченность в процесс, расположение на определенной территории и т.д. Далее определяются конкретные родовые имена объектов из информации, о которых будет состоять банк данных, например: дороги, реки, цеха, карьеры.

3. Определение атрибутов объектов, которые необходимы для решения поставленных перед ГИС задач, а также требований к точности значений этих атрибутов. Например, для составлении земельного кадастра необходимы данные о: владельце участка, площади участка (которая должна определяется с необходимой точностью), правовом статусе участка.

4. Выяснение необходимости членения информации по иерархическому признаку (классификация по "вертикали"), на основе анализа задач, для решения которых создается ГИС. Такое решение может быть принято, в случае если объекты, информация о которых хранится в системе связаны друг с другом отношениями части и целого или представляют собой родовидовые иерархии.

5. Выяснение необходимости членения информации по тематическому признаку (классификация по "горизонтали"). Такое разделение может быть удобным, если ГИС проектируется для решения большого количество однотипных задач, одного уровня иерархии. Примером может являться создание кадастра природных ресурсов, когда одни и те же принципы учета и упорядочивания применяются раздельно к различным объектам окружающей среды: рекам, почвам, полезным ископаемым.