4 Концепція використання інформаційних технологій для діагностики і поліпшення стану навколишнього середовища і здоров’я людини

4.1 Інформаційні системи як інструмент реалізації інформаційних технологій

Сучасні інформаційні технології призначаються для пошуку, обробки і розповсюдження великих масивів даних, створення й експлуатації різних інформаційних систем, котрі містять бази і банки даних і знань.

У широкому значенні слова, інформаційна система – це система, деякі елементи якої є інформаційними об’єктами (тексти, графіки, формули, сайти, програми та ін.), а зв’язки носять інформаційний характер.

Інформаційна система, що розуміється у вужчому значінні, - це система, яка призначена для зберігання інформації у спеціальним чином організованій формі й забезпечена засобами для виконання процедур введення, розміщення, обробки, пошуку й видачі інформації за запитами користувачів.

В інформатиці поняття «система» найчастіше використовують стосовно набору технічних засобів і програм. Системою називають також апаратну частину комп’ютера. Доповнення поняття «система» словом «інформаційна» відображає мету її створення і функціонування.

Інформаційна система - взаємозв’язана сукупність засобів, методів і персоналу, використовувана для зберігання, оброблення та видачі інформації з метою досягнення конкретного завдання.

Сучасне розуміння інформаційної системи (ІС) передбачає використання комп’ютера як основного технічного засобу обробки інформації. Комп’ютери, оснащені спеціалізованими програмними засобами, є технічною базою та інструментом ІС.

У роботі ІС, в її технологічному процесі можна виділити такі етапи:

- зародження даних - формування первинних повідомлень, що фіксують результати певних операцій, властивості об’єктів і суб’єктів управління, параметри процесів, зміст нормативних та юридичних актів тощо.

- накопичення і систематизація даних - організація такого їх розміщення, яке забезпечувало б швидкий пошук і відбір потрібних відомостей, методичне оновлення даних, захист їх від спотворень, втрати, деформування цілісності та ін.

- оброблення даних - процеси, внаслідок яких на підставі раніше накопичених даних формуються нові види даних: узагальнюючі, аналітичні, рекомендаційні, прогнозні. Похідні дані також можуть зазнавати подальшого оброблення, даючи відомості глибшої узагальненості та ін.

- відображення даних - подання їх у формі, придатній для сприйняття людиною, передусім - це виведення на друк, тобто виготовлення документів, зручних для сприйняття людиною. Широко використовують побудову графічних ілюстративних матеріалів (графіків, діаграм) і формування звукових сигналів.

У нашому випадку ми розглядатимемо інформаційні системи у вузькому значінні цього слова, оскільки широке поняття є предметом швидше теоретичної інформатики і має мале відношення до питання, що вивчається.

Найважливішими підсистемами автоматизованих інформаційних систем є бази і банки даних, а також експертні системи, що відносяться до класу систем штучного інтелекту. Окремо слід розглянути геоінформаційні системи, як одні з найрозвиненіших глобальних АІС в екології на даний момент.

4.2 Бази і банки даних

Діяльність людини постійно пов’язана з накопиченням інформації про навколишнє середовище, її відбором і зберіганням. Інформаційні системи, основне призначення яких – інформаційне забезпечення користувача, тобто надання йому необхідних відомостей щодо конкретної проблеми або питання, допомагають людині вирішувати задачі швидше і якісно. При цьому одні й ті ж самі дані можуть використовуватися при вирішенні різних задач і навпаки. Будь-яка інформаційна система призначена для вирішення деякого класу задач і включає як сховище даних, так і засоби для реалізації різних процедур.

У контексті інформаційних систем і технологій особливого значення набуває таке поняття, як дані - інформація, подана у формалізованому вигляді, придатному для обробки автоматизованими засобами за можливої участі людини. Сучасною формою організації даних на машинних носіях є автоматизовані банки даних.

Автоматизований банк даних - це система інформаційних, математичних, програмних, мовних, організаційних і технічних засобів, необхідних для інтегрованого нагромадження, зберігання, ведення, актуалізації, пошуку та видачі даних. Основними складовими автоматизованого банку даних є база даних і система управління базою даних (СУБД).

База даних - це іменована структурована сукупність взаємозв’язаних даних, що відбиває стан об’єктів та відношень між ними в певній предметній галузі. База даних призначається для використання багатьма користувачами у процесі розв’язування кількох прикладних задач і не залежить від окремих прикладних програм. База даних перебуває під управлінням СУБД - комплексу програмних і мовних засобів загального і спеціального призначення, необхідних для створення бази даних, підтримки її в актуальному стані, маніпулювання даними й організації доступу до них різних користувачів чи прикладних програм в умовах застосовуваної технології оброблення інформації.

На території нашої країни немає єдиної і цілісної інформаційної системи, звідки можна було б черпати необхідні відомості для робіт, що проводяться спочатку, в певній галузі, як, наприклад, в екології.

Інформаційне забезпечення екологічних досліджень реалізується головним чином за рахунок двох інформаційних потоків:

• інформація, що виникла при проведенні екологічних досліджень;

• науково-технічна інформація зі світового досвіду розробки екологічних проблем з різних напрямків.

Загальною метою інформаційного забезпечення екологічних досліджень є вивчення інформаційних потоків і підготовка матеріалів для прийняття рішень на всіх рівнях управління в питаннях виконання екологічних досліджень, обґрунтовування окремих науково-дослідних робіт, а також розподілу фінансування.

Оскільки об’єктом опису та вивчення є планета Земля і екологічна інформація має загальні риси з геологічною, то є перспективним побудова географічних інформаційних систем для збирання, зберігання і обробки фактографічної й картографічної інформації:

• про характер і ступінь екологічних порушень природного і техногенного походження;

• про загальні екологічні порушення природного і техногенного походження;

• про загальні екологічні порушення в певній сфері людської діяльності;

• про використання надр;

• про економічне управління певною територією.

Географічні інформаційні системи розраховані, як правило, на установку і підключення великої кількості автоматизованих робочих місць, що мають в своєму розпорядженні власні бази даних і засоби висновку результатів. Еколог на автоматизованому робочому місці на основі просторово прив’язаної інформації може вирішити задачі різного спектру:

• аналіз зміни навколишнього середовища під впливом природних і техногенних чинників;

• раціональне використання і охорона водних, земельних, атмосферних, мінеральних і енергетичних ресурсів;

• зниження збитку і запобігання техногенним катастрофам;

• забезпечення безпечного мешкання людей, охорона їх здоров’я.

Всі потенційно екологічно небезпечні об’єкти і відомості про них, про концентрацію шкідливих речовин, допустимі норми і т.д. супроводжуються географічною, геоморфологічною, ландшафтно-геохімічною, гідрогеологічною та іншими типами інформації.

При оцінці надзвичайних ситуацій інформаційна підготовка займає 30-60% часу, а інформаційні системи спроможні швидко надати інформацію і забезпечити знаходження ефективних методів врегулювання. В умовах надзвичайної ситуації рішення не можуть бути змодельовані в явному вигляді, проте основою для їх прийняття може служити великий обсяг різноманітної інформації, що зберігається й передається базою даних. За наданими результатами управлінський персонал на основі свого досвіду й інтуїції ухвалює конкретні рішення.

У загальному випадку бази даних виконують таку саму роль і при оцінці стану здоров’я людини – вони надають фахівцю якнайповнішу і конкретнішу інформацію з даного питання, на підставі чого він ухвалює необхідне рішення.

База даних може містити відомості з загальної медицини, ознаки різних захворювань, основні методи профілактики й лікування та іншу необхідну інформацію. Фактично до однієї бази або банку даних може бути зведена ціла медична бібліотека і здійснювати пошук необхідної інформації в ній буде набагато зручніше.

База даних може носити й допоміжний характер. Такими, наприклад, є бази даних пацієнтів і медперсоналу в поліклініках. Зараз ці бази даних вже набули широке поширення в нашій країні, проте часто рівень їх технічного забезпечення дуже низький.