2. Этапы проектирования гис

I. Одним из самых важных этапов проектирования является оценка потреб­ностей всех потенциальных пользователей. Формулирование требований к ин­формационным продуктам, используемым в их работе или являющихся ее резуль-татом. Отсюда вытекают два ключевых шага работы над геоинформационным проектом.

А. Моделирование бизнес-процессов.

Б. Описание информационных продуктов, участвующих в этих процессах, и их параметров: требований к распечатке карт, таблиц, списков, документов; тре­бований к поиску документов; требований к данным (с учетом применяемых функций, частоты использования, логических связей, допустимых ошибок, толе­рантности к ожиданию, стоимости, анализа выгод).

При этом следует иметь в виду, что информационный продукт всегда явля­ется адресным.

В результате выполнения указанных шагов планирования системы должен быть создан документ с условным названием «Общий список входных данных».

Этот список должен содержать следующую информацию о каждом элемен­те списка.

• Идентификация данных: название набора данных; номер набора данных; название организации источника; существующие метаданные.

• Объем данных: носитель исходных данных;формат цифровых данных; процент цифровых данных (на момент создания списка); тип первичных за­ писей; объем первичных записей; общий объем данных.

• Сканирование: размер листа (см); минимальное разрешение при сканиро­ вании dpi; качество материала.

• Графическая часть: типы объектов; характер их локализации; правила их цифрового описания; способ установления соответствия с атрибутивной инфор­ мацией; точность данных.

• Атрибутивная часть: структура атрибутивной информации; наличие сло­ варей и т. п.

П. Следующий этап проектирования системы - определение приоритетов, очередности создания и основных параметров (территориального охвата, функ­ционального охвата и объема данных) создаваемой системы.

Этот этап включает анализ:

• приоритетности информационных продуктов.

• нагрузки, связанной с обработкой данных.

• требований к наличию данных.

Далее определяются концептуальные требования:

• логическая модель данных для хранения позиционной и атрибутивной ин­ формации.

• качество данных (разрешение, требования к точности, интеграции и об­ новлению, уровень ошибок, потребность в информационных продуктах);

• анализ допустимости различных типов ошибок (пространственного поло­ жения, топологических, ссылочных, ошибок в атрибутивной информации);

• пространственное расположение данных (в каких точках физически хра­ нятся, накапливаются и обновляются данные, каковы УСЛОВИЯ предоставления данных в общую систему);

• стандарты данных (текущие, прогнозируемые, потребность в информаци­ онных продуктах, обеспечивающих их поддержку);

• требования к преобразованию данных. Многообразны аспекты, связанные с процессами цифрования различных картографических материалов. Несмотря на все большее распространение технологий сканирования с последующей вектори­ зацией изображений, доля ручного труда на этом этапе самая существенная. По­ мимо аспектов, связанных с изучением появления ошибок при цифровании, то ис­ следовано достаточно хорошо, важны также оценки психологической предраспо­ ложенности людей к монотонным рутинным операциям.

Следует также учитывать возможные типы обмена цифровыми данными. Например, в системах мониторинга чрезвычайных ситуаций может быть необхо­димо обеспечение работы напрямую с данными в форматах других систем (мони­торинга лесных пожаров, мониторинга наводнений и т. п.), а в системах градо­строительного кадастра достаточно передавать информацию через обменные форматы. В ряде случаев требуется конвертация данных с участием специалистов, особенно если классификаторы данных в проектируемой системе не совпадают с классификаторами в системах, информацию которых предполагается использо­вать;

• оценка нагрузки и затрат, связанных с обработкой данных. На этом шаге следует учитывать не только непосредственные работы по анализу и обработке

7

данных, но и работы, связанные с обеспечением необходимой степени надежно­сти их хранения;

• требования к технологии обработки данных.

Прежде всего оценке подлежат требования к функциональным возможно­стям системы.

Фирма Tomlinson Associates Ltd. ранжировала функции обработки и анализа данных, применяемые в ГИС по частоте их использования. В скобках указан от­носительный коэффициент использования различных функций: - поиск объектов по атрибутам (1050); - изменение масштаба (192); - графическое наложение (154);

• топологическое наложение (полигон на полигон) (115); - расчет центроида (109);

• кадрирование (98); - обновление (88); - анализ сети (78); - топологическое нало­ жение (точки в полигон) (54); - расчетная арифметика - создание макросов (29); - анализ непрерывности (28); - измерение площадей (25); - топологическое наложе­ ние (линия на полигон) (17); - сжатие (12); - повторная классификация атрибутов (8); - функции САПР (6).

Также нужны нечасто встречаемые функции, но от их наличия может зави­сеть возможность решения некоторых задач: ввод точек; растеризация (переход к растровой модели данных); построение буферных зон; преобразования плоскости; создание окружностей; создание полигонов; координатная геометрия: угол/расстояние между точками; создание линий; пообъектный просмотр; подсчет количества объектов; построение границы водоразделов; поиск по регионам; рас­сеивание линий/слияние атрибутов; построение графиков; определение зон пря­мой видимости; измерение расстояний; интерполяция рельефа; трехмерная визуа­лизация (перспективная проекция); определение кратчайшего маршрута; оконту-ривание; статистические функции;

• определение требований к интерфейсу системы и к передаче данных. Требования к интерфейсу могут изменить настройку от «системы с одной

кнопкой» до «системы с гибким интерфейсом пользователя». Первый вариант ха­рактерен для клиентских мест, установленных в диспетчерских или производст­венных службах, решающих конкретные задачи (выдача наряд-заказа и т.п.).

Пользователи таких служб не обладают высокой квалификацией и не решают за­дач по серьезному анализу информации.

Информационно-аналитические службы, напротив, имеют множество не­стандартных задач, предусмотреть которые заранее практически невозможно. В этом случае интерфейс должен обеспечить настройку системы для более удобного решения конкретной задачи текущего момента.

Требования к передаче данных зависят от способа их сбора, распределенно-сти системы и необходимой оперативности их передачи.

Следует отметить, что все технологические решения очень быстро морально устаревают.

III. Разработка стратегии внедрения. На этом этапе уточняются и доводятся до проектов нормативных документов требования к взаимодействию организаций и их подразделений на всех уровнях (локальных, региональных, федеральных). Особенно важно разработать документы, регламентирующие следующие вопро­сы: модели данных; метаданные; схемы обновления, ведения, доступа; уровни доступа к информации, доступность данных; совместные действия (кто принима­ет решения и кто финансирует их исполнение); административная структура для координации данных, функций и обязанностей.

Важным вопросом стратегии внедрения является обеспечение информаци­онной безопасности, т.е. выявление потенциальных опасностей и принятие реше­ний по их предотвращению. К возможным опасностям относят: природные ката­строфы; техногенные катастрофы; ненадежность компьютерных систем; несанк­ционированный доступ к данным; разрушение данных; неполнота и неактуаль­ность данных.

Среди рекомендуемых решений по защите информации можно выделить следующие.

• Обеспечение физической безопасности: предотвращение несанкциониро­ванного доступа в хранилище; изучение плана развития на предмет возникнове­ния новых объектов; введение процедуры отметки документов и сопровождения; модернизация системы противопожарной безопасности; установка сигнализации во всех помещениях.

9

• Логическая безопасность: определение политики доступа к клиентским местам; контроль и защита устройств и средств передачи информации; внедрение стандартов защиты от вирусов; разработка ограничений доступа по типам доку­ ментов.

• Безопасность архивов: резервное копирование; создание удаленных хра­ нилищ.

Существенным является планирование обеспечения системы персоналом и разработка программы подготовки специалистов по категориям персонала:

• менеджеры ГИС (планирование и дизайн ГИС, администрирование систе­ мы);

• пользователи ГИС (программное обеспечение, методы обработки и анали­ за данных).

Для определения стратегии внедрения необходимо создать модель стоимо­сти системы, которая должна включать оценку стоимости создания, модерниза­ции и эксплуатации и может содержать следующие позиции.

• Клиентские и серверные места: клиентские места; устройства массового хранения; устройства резервного копирования.

• Устройства ввода: сканеры; системы глобального позиционирования; кар­ манные компьютеры.

• Устройства вывода: принтеры; плоттеры.

• Персонал: - дополнительный; обучение; поездки.

• Программное обеспечение: ГИС; векторизаторы; программы полевого сбора данных; СУБД; конверторы.

• Данные: приобретение; редактирование; преобразование; обновление; ве­ дение-исправление ошибок.

• Подготовка рабочих мест: помещения; мебель.

• Связь: фиксированная разводка; выделенные линии связи; концентраторы; маршрутизаторы; оборудование удаленной связи.

При создании производственной системы должны быть проанализированы и оценены выгоды от внедрения системы.

10

• Экономия: снижение количества чел.-ч на решение задач; минимизация текущих расходов; минимизация расходов на эксплуатацию.

• Выгоды для организации: выгоды в результате получения новой информа­ ции; выгоды от изменения текущих операций; повышение эффективности плани­ руемых расходов; повышение доходов; минимизация риска инвестиций; сниже­ ние ответственности; разработка лучших вариантов политики.

Стратегия реализации проекта включает: принципиальный подход к внедрению (эволюция или революция); последовательность внедрения; времен­ные схемы работы; использование существующих СУБД, САПР, документообо­рота и других унаследованных систем.

Необходимо выполнить также анализ рисков, которые можно подразделить на следующие.

• Тхнологические: использование новых технологий; разрывы в технологи­ ях; пробелы в технологиях; появление новых технологий.

• Функциональные: изменение целей и/или задач создания системы и, сле­ довательно, ее функций.

• Организационные: множество организаций, разбросанных географически; - необходимость введения изменений в управление.

• Ограничения: бюджет; время.

• Дополнительные проблемы: законодательство; режимные ограничения; согласованность действий поставщиков.

• Планирование проекта: качество разработки; соответствие существующей стратегии.

• Управление проектом: проверенные методы; отчетность; контроль качест­ ва на отдельных этапах.

• Проектные ресурсы: персонал; опыт; финансирование.

• Проектный график: рациональность; учет ключевых моментов.

При разработке стратегического плана внедрения следует учитывать общие правила: добавлять информационные продукты необходимо постепенно, в соот­ветствии с корректировкой потребностей; в случае крупного институционального изменения должна быть пересмотрена работа всего предприятия; время разработ-

11

ки информационной системы не должно превышать срока жизни технологии, ко­торую предполагается использовать.

Остановимся подробнее на некоторых специфических для разработки сис­темах, использующих ГИС-технологии.