Геоинформационные технологии кратко. Универсальные отечественные гис. ГИС-звезда на уфимском горизонте

ГИС-продукты, произведенные в РФ, набрали вес и функциональность

Ровно семь лет прошло с тех пор, как PC Week/RE опубликовал обзор о перспективах универсальных российских ГИС (www.pcweek.ru/Year2000/ N28/CP1251/GeoInfSystems/chapt1.htm) и задался вопросом, выживут ли местные производители или будут снесены мощным потоком с Запада. В общем и целом автора статьи интересовало "кто кого?", но в реальности все сложилось вполне удачно: и российские, и зарубежные разработчики в нашей стране мирно сосуществуют и находят своих потребителей. Отрадно, что большинство производителей интересных и многообещающих продуктов не канули в Лету - и ЦГИ ИГ РАН (Центр геоинформационных исследований Института географии Российской академии наук, geocnt. geonet.ru), и уфимская компания "Интегро" (www.integro.ru), и КБ "Панорама" (www.gisinfo. ru), и фирма "РАДОМ-Т" (www.objectland.ru) благополучно здравствуют и стабильно развиваются. Правда, не обошлось и без потерь - с дистанции сошла компания "Ланэко", разработчик ГИС "Парк", а фирма "Трисофт" (www.trisoftrus.com) более не выпускает новых версий геоинформационного ПО Sinteks ABRIS, хотя и поддерживает его пользователей и продолжает выполнять ГИС-проекты, но уже на продуктах компании ESRI. Петербургское предприятие CSI Software (www.trace.ru), фигурировавшее в обзоре семилетней давности, в настоящий момент сосредоточено на выпуске ПО для комплексных ИС, включающих геоинформационную составляющую; в частности, оно поддерживает сайт "Желтые страницы" (www.yell. ru) и картографическую поисковую систему Go2Map (www.go2map.ru). Это предприятие решает посредством ГИС транспортные и мониторинговые задачи и создает картографические интернет-приложения и ПО для мобильных устройств.

ГИС ObjectLand

В целом появлению ГИС отечественного производства наша страна не в последнюю очередь обязана бедности потенциальных заказчиков. Конечно, само по себе стесненное материальное положение еще не является гарантией прогресса, но в нашем случае это было именно так: почти все известные и востребованные на сегодняшний день российские ГИС были созданы в 90-х годах, когда потребность в них стала очевидной, но финансовые возможности НИИ, вузов и городских администраций не позволяли покупать дорогие зарубежные разработки. В частности, ЦГИ ИГ РАН и КБ "Панорама" выпустили свои первые продукты в 1991 г., компания "РАДОМ-Т" - в 1993-м, а фирма "Интегро" - в 1998-м.

Оплот геоинформационной стабильности России

Что касается ЦГИ ИГ РАН, то этому институту абсолютно не свойственны какие-либо технологические или организационные метания. Он методично трудится на ниве развития технологий создания и интеграции пространственных данных, рассматривая выпуск ПО в качестве составной части работ по подготовке нормативных документов, технологических процессов, обучению кадров и помощи в запуске специализированных центров геоинформационной направленности. В настоящее время ЦГИ ИГ РАН выпускает профессиональную геоинформационную систему "ГеоГраф ГИС" (geocnt.geonet.ru/rus/gg20.html), пакет ActiveX-компонент для создания прикладных ГИС "ГеоКонструктор" (geocnt. geonet.ru/rus/gc20.html) и средство для публикации карт в Интернете GeoConstructor Web (geocnt.geonet.ru/rus/gc_ web.html). Как сообщил PC Week/RE руководитель ЦГИ ИГ РАН Николай Казанцев, в 2006 г. в продукты компании был встроен механизм синхронизации нетопологических слоев при их многопользовательском редактировании в ЛВС, а также развит и дополнен ГИС-функционал для обеспечения организации и предоставления пространственных данных согласно "Концепции создания и развития инфраструктуры пространственных данных РФ", принятой распоряжением Правительства РФ от 21 августа 2006 г. N 1157-р. ЦГИ ИГ РАН принимает активное участие в разработке нормативных правовых документов в данной области, включая первые национальные стандарты. Это направление является крайне важным для решения практических задач - в частности, упорядочения ситуации с земельным налогом, собираемость которого из-за проблем с достоверностью и полнотой пространственных данных составляет примерно 10-20% от возможного. "Использование геоинформационных технологий и повышение полноты и достоверности данных о земельных участках позволили в прошлом году увеличить сумму земельного налога в Мытищинском муниципальном районе более чем в четыре раза, - отметил Николай Николаевич. - Современные ГИС-технологии в России будут эффективны лишь при ориентации на решение повсеместной проблемы неполноты, недостоверности и несогласованности предоставляемых различными организациями пространственных данных об одних и тех же объектах, обеспечения правового статуса этих данных и создания систем разделения ответственности за них".

ГИС “Карта 2005”

Нетривиальный продукт, написанный на Visual SmallTalk

ГИС ObjectLand, созданная и распространяемая компанией "РАДОМ-Т", является многопользовательской системой, обладающей помимо стандартных для ГИС функций широкими возможностями по интеграции данных из внешних источников, управления правами доступа к геоданным и возможностями программирования для сторонних разработчиков с использованием программного ядра системы. ГИС ObjectLand в первую очередь ассоциируется с земельным кадастром, хотя эта ассоциация только историческая, на самом деле ObjectLand - это универсальная ГИС для использования в любых предметных областях. Наиболее интенсивно ObjectLand применяется в учреждениях Роснедвижимости, входя в состав программного комплекса "Единый государственный реестр земель". В настоящее время продукт эксплуатируется примерно в 1700 земельных кадастровых палатах России. К слову, в 2005 г. журнал PC Magazine/RE отметил ObjectLand в числе лучших программных продуктов России и присудил награду "Best Soft 2005". Из других отраслей ObjectLand активно используется в ОАО РЖД, где стараниями отделения геоинформационных технологий ВНИИАС МПС выполнен комплекс работ по сбору и подготовке пространственных данных о сети железных дорог России.

Стоимость ГИС ObjectLand программы для одного пользователя составляет 3000 руб., для пяти пользователей - 7500 руб. Как отмечают руководители проекта, предложить такие доступные цены стало возможным после перехода на онлайновый способ продаж. Для оценивания и некоммерческого использования ПО предлагается специальная версия, не имеющая никаких функциональных и количественных ограничений по сравнению с коммерческим вариантом продукта. Единственное отличие - при отображении и печати карт в одном из углов всегда отображается надпись, напоминающая о некоммерческом характере используемой версии. Такая версия ГИС ObjectLand может бесплатно использоваться для обучения во всех учебных заведениях. Кстати, компания "РАДОМ-Т" единственная из всего списка активно пытается выйти на мировой рынок, предлагая как русскоязычный, так и англоязычный вариант продукта (www. gis-objectland.com).

Как сообщили разработчики, в настоящее время завершается работа над новой версией ObjectLand 2.7, которая обеспечит хранение пространственных данных во внешних базах. В этой версии реализована поддержка СУБД MS SQL, Oracle, DB2, Interbase, MS Access,

MSDE, MS SQL Server Express, MySQL, PostgreSQL и Firebird. Безусловно, сохранятся и существующие возможности хранения геоданных во внутренней СУБД.

ГИС-звезда на уфимском горизонте

Центр системных исследований "Интегро", когда-то носивший название "Альбея", - крупный производитель универсального геоинформационного ПО в России. В последние годы предприятие развивалось, реализуя комплексные проекты по автоматизации имущественных задач, а также сферы регулирования застройки городов для муниципальных и областных организаций. Линейка продуктов компании включает ГИС "ИнГЕО" (www.integro.ru/projects/gis/main_ gis.htm), которая позволяет формировать векторные топографические карты с корректной топологической структурой, основанные на результатах инвентаризации земель и снабженные планами населенных пунктов, генеральными планами предприятий, а также схемами инженерных сетей и коммуникаций. В состав ПО "ИнГЕО" входят cервер данных, предоставляющий доступ к пространственной информации в многопользовательском режиме, сервер приложений, управляющий элемент OCX "ИнГЕО MapX", и Web-сервер "ИнГЕО MapW", включающий в себя Java-аплет "ИнГЕО МарJ". Кроме того, стандартный комплект поставки содержит утилиту конвертации в различные форматы и средство оптимизации пространственных данных, позволяющее сокращать объем файлов, а также набор программных модулей "ИнГЕО" на языке VBScript, которые, в частности, дают возможность коллективно управлять видимостью карт и слоев. В ГИС "ИнГЕО" встроена среда программирования для разработки программных модулей на языках VBScript и JavaScript.

Помимо этого "Интегро" поставляет ПО "Мониторинг-ИнГЕО" для создания кадастровых систем, основанных на интранет-технологиях и способных хранить информацию об объектах городской инфраструктуры в рамках одного приложения. Продукт разработан для органов архитектуры и градостроительства, земельных комитетов, комитетов управления муниципальной собственностью, БТИ и жилищных организаций. В состав "Мониторинг-ИнГЕО" входят модули: "Ресурсы", предназначенный для учета объектов движимого и недвижимого имущества, "Регламент", позволяющий вести градостроительный, экологический и архитектурно-исторический регламенты города, а также "Сеть", обеспечивающий сбор данных с удаленных компьютеров, размещенных в инженерных службах города. "Интегро" также предлагает ПО "Имущество" для автоматизации деятельности организаций, осуществляющих учет и управление зданиями и помещениями, земельными участками, движимым имуществом и имущественными комплексами.

Если же говорить о планах предприятия, то, как сообщил его директор Вадим Горбачев, в 2007-2008 гг. ожидается серьезная реконструкция ГИС "ИнГЕО" с целью расширения функциональных возможностей системы и большей интеграции с приложениями "Мониторинг" и "Имущество". Активно обсуждается вопрос о переводе в 2007-2009 гг. продуктов компании на технологии Open Source, в частности на платформу Eclipse. К слову, цена сетевого комплекта ГИС "ИнГЕО" не меняется уже много лет и составляет 48 тыс. руб. без ограничения на количество клиентских мест. Рост продаж продуктов "Интегро" в 2006 г. по сравнению с 2005-м составил 26%. Общее число официально приобретенных экземпляров только сетевой конфигурации ГИС "ИнГЕО" на начало 2007 г. достигло 443 комплектов. Наиболее широко эта система распространена в Уральском, Приволжском и Северо-Западном федеральных округах России.

Военные корни гражданской ГИС

Изначально ГИС "Панорама" была создана топографической службой ВС РФ и предназначена для военных целей, но позже обрела большую популярность и среди гражданских пользователей. В настоящий момент совершенствованием и продвижением решения занимается ЗАО "Панорама", образованное в 2001 г. путем объединения разработчиков одноименных продуктов. Предприятие предлагает самый широкий спектр ПО среди всех линеек, упомянутых в этом обзоре. В частности, в состав семейства входят универсальная ГИС "Карта 2005" с инструментами для создания и редактирования электронных карт в многопользовательском режиме, измерений и расчетов, построения трехмерных моделей, обработки растровых данных, формирования ортофотопланов и создания матриц высот. Продукт также обладает средствами тематического картографирования, обеспечивает подготовку карт к изданию и позволяет работать с GPS-приемниками и базами данных с помощью средств конструирования запросов и построения отчетов.

Кроме того, предприятие выпускает серверное ГИС-приложение GIS WebServer, разработанное по технологии ASP.NET и функционирующее под управлением IIS в среде.NET Framework 2.0. Решение предназначено для публикации в сети электронных карт и информации из баз данных и позволяет отображать на топографической карте данные об объектах, имеющих территориальную привязку, просматривать и сортировать таблицы. ПО обладает функциями масштабирования, скроллинга, изменения размеров изображения и обеспечивает поиск и выбор объектов карты. В состав линейки продуктов также входит векторизатор "Панорама-редактор", специализированное ПО "Блок геодезических расчетов" для обработки данных полевых геодезических изысканий и ПО "Навигатор 2005". Последнее предназначено для просмотра и печати карт, растровых изображений, матриц и трехмерных моделей, созданных в ГИС "Карта 2005", а также для подключения GPS-приемников. Еще предлагаются ГИС-вьюер и решение MapView для КПК, позволяющее работать с приемниками спутниковой навигационной информации.

В портфеле "Панорамы" есть и специализированное решение "Недвижимость", предназначенное для автоматизации деятельности по сбору, систематизации и учету сведений об объектах недвижимости с их последующей привязкой к земельным участкам, а также система учета и регистрации землевладений "Земля и право", обеспечивающая сбор, накопление, хранение и использование земельно-кадастровых данных. Имеется и средство разработки ГИС-приложений GIS Toolkit - набор картографических компонентов для создания приложений в среде визуального программирования Delphi/Kylix, Builder C++ и библиотеки для Microsoft Visual C++.

Интересно, что продукты "Панорамы" используют многие российские госструктуры. В частности, именно на этом ПО была основана ГИС "Наркотики", созданная в рамках федеральной целевой программы "Комплексные меры противодействия злоупотреблению наркотиками и их незаконному обороту" и помимо всего прочего направленная на выявление ареалов возможного произрастания наркосодержащих культур.

8. Геоинформационные технологии. Геоматика.

ГИС - технологии - технологическая основа создания географических информационных систем, позволяющая реализовать их функциональные возможности. В самом общем виде ГИС - технологии могут быть подразделены на программное (ПО) и компьютерно-техническое обеспечение. Геоинформатикой и геоинформационными технологиями занимаются большое число специалистов. Часть из них занимается созданием общего и специализированного программного обеспечения, другая - разработкой приемов применения ГИС - технологий в практике. Основная же часть специалистов занимается практической работой в различных отраслях.

Геоинформационные технологии можно определить как совокупность программно-технологических средств получения новых видов информации об окружающем мире. Геоинформационные технологии предназначены для повышения эффективности: процессов управления, хранения и представления информации, обработки и поддержки принятия решений. ГИС имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при изучении этих систем. Одна из особенностей ГИС и геоинформационных технологий состоит в том, что они являются элементами информатизации общества. Это заключается во внедрении ГИС и геоинформационных технологий в науку, производство, образование и применение в практической деятельности получаемой информации об окружающей реальности. Геоинформационные технологии являются новыми информационными технологиями, направленными на достижение различных целей, включая информатизацию производственно-управленческих процессов.

Еще одной особенностью ГИС является то, что она является интегрированной информационной системой. Интегрированные системы построены на принципах интеграции технологий различных систем. Они зачастую применяются настолько в разных областях, что их название часто не определяет все их возможности и функции.

К техническим относят автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР), гибкие производственные системы (ГПС), робототехнические комплексы (РТК) и др.

В настоящее время в соответствии с требованиями новых информационных технологий создаются и функционируют многие системы управления, связанные с необходимостью отображения информации на электронной карте.

Эти системы управления регулируют деятельность технических и социальных систем, функционирующих в некотором операционном пространстве (географическом, экономическом и т.п.) с явно выраженной пространственной природой. При решении задач социального и технического регулирования в системах управления используется масса пространственной информации: топография, гидрография, инфраструктура, коммуникации, размещение объектов.

Геоинформационные технологии предназначены для широкого внедрения в практику методов и средств работы с пространственно-временными данными, представляемыми в виде системы электронных карт, и предметно-ориентированных сред обработки разнородной информации для различных категорий пользователей.

Основным классом данных геоинформационных систем (ГИС) являются координатные данные, содержащие геометрическую информацию и отражающие пространственный аспект. Основные типы координатных данных: точка (узлы, вершины), линия (незамкнутая), контур (замкнутая линия), полигон (ареал, район). На практике для построения реальных объектов используют большее число данных (например, висячий узел, псевдоузел, нормальный узел, покрытие, слой и др.).

Геоинформационные технологии

ГИС, или Географические Информационные Системы - это компьютерные системы, позволяющие эффективно работать с пространственно - распределенной информацией. Они являются закономерным расширением концепции Баз Данных, дополняя их наглядностью представления и возможностью решать задачи пространственного анализа.

Практически в любой сфере деятельности мы встречаемся с информацией такого рода, представленной в виде карт, планов, схем, диаграмм и пр. Это может быть схема метро или план здания, карта экологического мониторинга территории или схема взаимосвязей между офисами компании, атлас земельного кадастра или карта природных ресурсов и многое, многое другое. ГИС дает возможность накапливать и анализировать подобную информацию, оперативно находить нужные сведения и отображать их в удобном для использования виде. Применение ГИС-технологий позволяет резко увеличить оперативность и качество работы с пространственно - распределенной информацией по сравнению с традиционными "бумажными" методами.

Преимущества геоинформационных технологий. Используя ГИС-технологии, вы получаете возможность: значительно повысить оперативность всех этапов работы с пространственно-распределенными данными, начиная от ввода исходной информации, ее анализа и до выработки конкретного решения; использовать для ввода и обновления информации в базе данных современные электронные средства геодезии и системы глобального позиционирования (GPS), а значит - постоянно иметь самую точную и свежую информацию; заручиться высокой компетенцией специалистов, разрабатывающих программное обеспечение для ГИС-систем; для того, чтобы использовать, например, программы расчета распространения загрязнений, не нужно иметь математического образования.

Области применения геоинформационных технологий. Области применения ГИС сегодня крайне разнообразны: землеустройство, контроль ресурсов, экология, муниципальное управление, транспорт, экономика, социальные задачи и многое другое. В России происходит взрывной рост интереса к данным технологиям.

Традиционно ГИС - технологии применяются в земельном кадастре, кадастре природных ресурсов, экологии, сфере работы с недвижимостью и других областях, требующих оперативного управления ресурсами и принятия решений. Сейчас все шире начинают внедряться ГИС-системы массового пользования, типа электронных планов города, схем движения транспорта и т. п. По некоторым оценкам до 80-90% всей информации, с которой мы обычно имеем дело, может быть представлено в виде ГИС.ГИС - это закономерный этап на пути перехода к безбумажной технологии обработки информации, открывающий новые широкие возможности манипулирования данными, имеющими пространственную привязку.

«Геоматика - современная дисциплина, которая объединяет сбор, моделирование, анализ и управление данными, которые имеют пространственную привязку (работает с данными, идентифицированными согласно их местоположениям). Базирующаяся на достижениях географии и геодезии, геоматика использует наземные, морские, воздушные и спутниковые датчики для получения пространственных и связанных с пространственными данных. Она включает процесс преобразования пространственно привязанных данных с определёнными точностными характеристиками из различных источников в обычные информационные системы.» Стремление к интеграции знаний столь велико, что привело к появлению новых направлений, одно из которых «геоматика». Термин этот объединяет геонауки, математику и информатику.

Часто ставится знак равенстве между геоматикой и геоинформатикой. Геоматика по определению - это научно-техническая дисциплина, имеющая целью решение задач реальной действительности на основе геоинформации, т.е. информации, связанной с геоматической (геоинформационной) системой. Геоматика включает такие дисциплины как математика, физика, информатика, картография, геодезия, фотограмметрия и дистанционное зондирование. Геоматика - это область научно-технической деятельности, которая на основе системного подхода интегрирует все средства сбора и управления пространственно-координированными данными, используемыми для производства и управления пространственно-координированной информацией. Геоматика - это сфера деятельности в науке и технике, имеющая дело с использованием информационных технологий и средств коммуникаций для сбора, хранения, анализа, представления, распространения и управления пространственно-координированной информацией, обеспечивающей принятие решений. Геоматика - это наука и технология, изучающая характер и структуру пространственной информации, методы ее сбора, организации, классифицирования, оценки, анализа, управления, отображения и распространения, а также - инфраструктуру, необходимую для оптимального использования этой информации.

Учебная программа по геоматике включает 4 основных раздела:

Сбор данных - полевые съемки, фотограмметрия, составление производных карт, координатная привязка данных, дистанционное зондирование, глобальные позиционные системы.

Обработка - вычисления, оценка, интерпретация, анализ, контроль качества, хранение данных

Управление - объединение данных, редактирование, моделирование, планирование, принятие решений, маркетинг, анализ качества, правовые основы, взаимодействие с клиентом (пользователем), стандарты передачи данных, авторские права

Распространение - создание карт, планов, диаграмм, отчетов, цифровых моделей, получение координированной социально-экономической информации, экранное отображение, дизайн, распределение данных и др.

Надо сказать, что в Россию преимущественно попадают такие образцы ГИС, которые ориентированы либо на работу в основном с мелкомасштабными картами (например, М1:1000000 - М1:50000), либо на бизнес-анализ территориально распределённой информации, причём для отображения карты в таких системах не ставится задача удовлетворения всем необходимым стандартам на представление картографической информации.

На переднем каре геоинформатики - в области работы с весьма насыщенными и громоздкими крупномасштабными (М1:2000 или М1:500) картами городов подобные западные ГИС не очень хорошо приспособлены. Другие же ГИС, - которые призваны моделировать сложные динамические процессы, протекающие на территориях городов, или физические процессы в инженерных коммуникациях, стоят многие тысячи долларов на каждое рабочее место, а потому перспективы их продаж в России в период кризиса очень плохие. Их практически и не завозят в нашу страну. Продаются в основном не самые развитые продукты, которые трудно применить на городском уровне в той мере, в какой это необходимо большинству городских служб.

Приведём некоторые ГИС, которые могут представлять интерес.

Наиболее хорошо себя зарекомендовали для работы с мелкомасштабными "природными" картами (геология, сельское хозяйство, навигация, экология и т.п.) такие ГИС, как ArcInfo и ArcView GIS. Обе системы разработаны американской компанией ESRI (www.esri.com., www.dataplus.ru.) и весьма распространены в мире.

Из относительно простых западных ГИС, которые начинали свою родословную с анализа территорий в объёме, необходимом для бизнеса и относительно простых применений, можно назвать систему MapInfo, которая также распространена в мире весьма широко. Эта система очень быстро прогрессирует и сегодня может составить конкуренцию самым развитым ГИС.

Корпорацией Intergraph (www.intergraph.com) поставляется ГИС MGE, базирующаяся на основе AutoCAD-подобной системы MicroStation, выпускаемой в свою очередь компанией Bently. Система MGE представляет собой целое семейство различных программных продуктов, помогающих решать набольшее множество задач, существующих в области геоинформатики.

Все указанные продукты имеют и Internet-ГИС-серверы, позволяющие публиковать цифровые карты в Internet. Правда, приходится говорить только о вьюерах, поскольку обеспечить сегодня редактирование топологических карт со стороны удалённого клиента Internet нельзя по причине недостаточной развитости как ГИС-, так и Internet-технологий.

Буквально недавно вышла на рынок ГИС и Microsoft, подтвердив, тем самым, что ГИС станет в ближайшем будущем такой системой, которую должен иметь на своём компьютере всякий мало-мальски уважающий себя пользователь, как он имеет сегодня у себя Excel Или Word. Microsoft выпустила продукт MapPoint (Microsoft MapPoint 2000 Business Mapping Software), который вошел в состав Office 2000. Эта компонента офисного продукта будет ориентирована в основном на бизнес-планирование и анализ.

Отечественные гис

Повторением концепции ArcInfo, но сильно уступающей последней по функциональной полноте является отечественная система GeoDraw, разработанная в ЦГИ ИГРАН (г.Москва). Возможности её ограничены сегодня в основном мелкомасштабными картами. С нашей точки зрения значительно "сильнее" здесь выглядит "старейшина" отечественной геоинформатики - ГИС Sinteks ABRIS. В последней хорошо представлены функции по анализу пространственной информации.

В геологии сильны позиции ГИС ПАРК (Ланэко, г.Москва), в которой также реализованы уникальные методы моделирования соответствующих процессов.

Наиболее "продвинутыми" в области представления и дежурства крупномасштабных насыщенных карт городов и генпланов крупных предприятий можно считать две отечественные системы: GeoCosm (ГЕОИД, г.Геленджик) и "ИнГео" (ЦСИ "Интегро", г.Уфа, www.integro.ru). Эти системы - одни из самых молодых и потому разрабатывались сразу с использованием самых современных технологий. А систему "ИнГео" разрабатывали даже не столько геодезисты, сколько специалисты, относящие себя к профессионалам в области имитационного моделирования и кадастровых систем.

В целом в России едва ли не в каждой организации создают свою ГИС. Однако, как мы хотели показать в данной статье, этот процесс - весьма непростой, и вероятность его завершения неудачно несравненно более высока, чем вероятность безпроблемной реализации, не говоря уже о возможности выхода коммерческого продукта, допускающим отчуждение

Геоинформатика (GIS tehnology, geo-informatics) - наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, или ГИС-технологий (GIS tehnology), по прикладным аспектам, или приложениям ГИС (GIS application) для практических или геонаучных целей.

Геоинформационные технологии - (GIS tehnology) - син. ГИС-технологии - технологическая основа создания географических информационных систем, позволяющая реализовать функциональные возможности ГИС.

Географическая информационная система (geographic(al) information system, GIS, spatial information system) - син. геоинформационная система, ГИС - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных).

ГИС могут использоваться:

а) как информационные системы (визуальные базы данных), задачей которых является хранение информации о пространственных объектах и выдача ее по запросам с визуализацией объектов;

б) как информационные система с элементами обработки результатов топографо-геодезических съемок с дальнейшим занесением их в базу данных;

в) как комплексы, обслуживающие полный цикл по производству картографической продукции, начиная со сбора и обработки исходной информации и заканчивая подготовкой оригинал-макетов карт.

Для работы ГИС требуются мощные аппаратные средства: запоминающие устройства большой емкости, подсистемы отображения, оборудование высокоскоростных сетей.

В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: стране, континенте или городе. База данных организуется в виде набора слоев информации. Основной слой содержит географически привязанную карту местности (топооснова). На него накладываются другие слои, несущие информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, земельные участки, почвы, коммунальное хозяйство, землепользование и другие. В процессе создания и наложения слоев друг на друга между ними устанавливаются необходимые связи, что позволяет выполнять пространственные операции с объектами посредством моделирования и интеллектуальной обработки данных. Как правило, информация представляется графически в векторном виде, что позволяет уменьшить объем хранимой информации и упростить операции по визуализации. С графической информацией связана текстовая, табличная, расчетная информация, координационная привязка к карте местности, видеоизображения, аудиокомментарии, база данных с описанием объектов и их характеристик. ГИС позволяет извлечь любые типы данных, визуализировать их. Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации.

Основные сферы применения ГИС:

Геодезические, астрономо-геодезические и гравиметрические работы;

Топологические работы;

Картографические и картоиздательские работы;

Аэросъемочные работы;

Формирование и ведение банков данных перечисленных выше работ для всех уровней управления Российской Федерации, для отображения политического устройства мира, атласа автомобильных и железных дорог, границ РФ и зарубежных стран, экономических зон и т.д.

Но какими бы сложными не были функции, выполняемые той или иной ГИС, в любом случае информационная система работает с пространственными объектами и различными видами их представления. Поэтому можно говорить: данные, обрабатываемые ГИС, есть ни что иное как электронные карты. Электронная карта организована как множество слоев, функциональным назначением которых является объединение пространственных объектов (точнее набора данных характеризующих их в визуальной базе данных), имеющих какие-либо общие свойства. Такими свойствами могут быть:

Принадлежность к одному типу пространственных объектов (слой зданий, слой гидрообъектов, слой административных границ и т.д.);

Отображение на карте одним цветом;

Представление на карте одинаковыми графическими примитивами (линиями, точками, полигонами) и т.д.

Кроме того, слой может добавлять свойства объектам. Например, объекты, принадлежащие слою, не могут быть отредактированы, удалены, показаны и т.д.

Многослойная организация электронной карты при наличии гибкого механизма управления слоями позволяет объединить и отобразить гораздо большее количество информации, чем на обычной карте. В качестве отдельных слоев можно также представить исходные данные, в процессе обработки которых получается карта. Данные на этих слоях, как правило, могут обрабатываться как в интерактивном режиме так в полуавтоматическом и автоматическом.

ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадротомических и иных), включает соответствующий задачам набор функциональных возможностей ГИС, в которых реализуются операции геоинформационных технологий, или ГИС-технологий (GIS tehnology), поддерживается программным, аппаратным, информационным, нормативно-правовым, кадровым и организационным обеспечением.

Векторная графика - самая ранняя форма компьютерной графики. Ее основные примитивы - точка (узел), линия (край) и плоскость. Поскольку точка и плоскость представляют собой особые случаи линии, часто говорят о векторной графике как о линейной графике.

Растровая графика - новейшая форма компьютерной графики. Центральный элемент - пиксель. В настоящее время благодаря высокой степени разрешения экранов растрового изображения различают пассивную и интерактивную визуализацию. Распределение растровых точек представляет собой иерархический метод обращения в пространственном хранении данных, при этом область, подлежащая обработки, делится на растровые ячейки одинаковой величины. Обращение дано через индексы строк и столбцов, которые можно организовать как матрицы.

По территориальному охвату различают глобальные или планетарные ГИС (global GIS), субконтинентальные ГИС, национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных, региональные ГИС (regional GIS), субрегиональные ГИС и локальные или местные ГИС (lokal GIS).

ГИС различаются предметной областью информационного моделирования , к примеру, городские ГИС, или муниципальные ГИС, МГИС (urban GIS), природоохранные ГИС (environmental GIS) и т.п.; среди них особое наименование, как особо широко распространенные, получили земельные информационные системы.

Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений.

Интегрированные ГИС, ИГИС (integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (материалов дистанционного зондирования) в единой интегрированной среде.

Полимасштабные или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных, или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale representation), обеспечивая графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштабного ряда на основе единственного набора данных с наибольшим пространственным разрешением.

Пространственно-временные ГИС (spatio-temporal GIS) оперируют пространственно-временными данными.

Реализация геоинформационных проектов (GIS project), создание ГИС в широком смысле слова, включает следующие этапы:

Предпроектное исследование (feasibility stady), в том числе изучение требований пользователя (user requirements) и функциональных возможностей используемых программных средств ГИС,

Технико-экономическое обоснование, оценка соотношения "затраты/прибыль" (costs/benefits);

Системное проектирование ГИС (GIS designing), включая стадию пилот-проекта (pilot-project), разработка ГИС (GIS development);

Тестирование на небольшом территориальном фрагменте, или тестовом участке (test area),

Прототипирование или создание опытного образца, прототипа (prototype);

Внедрение ГИС (GIS implementation), эксплуатация и использование.

Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования ГИС изучаются геоинформатикой.

Программное ядро ГИС можно разделить на части: инструментальные геоинформационные системы, вьюеры, векторизаторы, средства пространственного моделирования, средства дистанционного зондирования.

Инструментальные Геоинформационные системы обеспечивают ввод геопространственных данных, хранение в структурированных базах данных, реализацию сложных запросов, пространственный анализ, вывод твердых копий.

Вьюеры предназначены для просмотра введенной ранее и структурированной по правам доступа информации, позволяя при этом выполнять информационные запросы из сформированных с помощью инструментальных ГИС баз данных, в том числе выводить картографические данные на твердый носитель.

Векторизаторы растровых картографических изображений предназначены для ввода пространственной информации со сканера, включая полуавтоматические средства преобразования растровых изo6ражений в векторную форму.

Средства пространственного моделирования оперируют с пространственной информацией ориентированной на частные задачи типа моделирования процесса распространения загрязнений, моделирование геологических явлений, анализ рельефа местности.

Средства дистанционного зондирования предназначены для обработки и дешифрования цифровых изображений земной поверхности, полученных с борта самолета и искусственных спутников.

Лучшим продуктом в мире профессиональных ГИС считается Arc/Info for Windows NT.

Из множества программ, которые можно назвать ГИС-обеспечением можно рекомендовать следующие: Map Objects v.1.2; Map Objects Internet Server; Spatial Data Engine v.2.1.1.

ГИС-вьюеры - это программы, выполняющие функции только просмотра и конвертирования различных форматов, используемых для ГИС. Наиболее часто используются два таких продукта: WinGIS v.3.2 (PROGIS); BusinessMap Pro (ESRI).

К настольным ГИС относятся MapInfo Professional (MapInfo); PC ARC/INFO v.3.5.1 (ESRI); ArcView GIS v.3.0a (ESRI); Spatial Analyst (ESRI); Network Analyst (ESRI).

К системам пространственной обработки относятся Surfer v.6.0 (Golden Software, Inc.) и авторские разработки НРЦГИТ.

Геоинформационная система MapInfo была разработана в конце 80-х годов фирмой Mapping Information Systems Corporation (U.S.A.). ГИС MapInfo работает на платформах РС (Windows 3.x/95/98/NT), PowerPC (MacOS), Alpha, RISC (Unix). Файлы данных и программы MapBasic переносимы с платформы на платформу без конвертации.

Пакет MapInfo специально спроектирован для обработки и анализа информации, имеющей адресную или пространственную привязку. Операции, поддерживающие общение с базой данных, настолько просты, что достаточно небольшого опыта работы с любой базой данных, чтобы сразу использовать возможности компьютерной картографии в сфере Вашей деятельности. MapInfo - это картографическая база данных. Встроенный мощный язык запросов SQL MM, благодаря географическому расширению, позволяет организовать выборки с учетом пространственных отношений объектов, таких как удаленность, вложенность, перекрытие, пересечение, площадь и т.п. Запросы к базе данных можно сохранять в виде шаблонов для многократного использования. В MapInfo имеется возможность поиска и нанесения объектов на карту по координатам, адресу или системе индексов.

MapInfo позволяет редактировать и создавать электронные карты. Оцифровка возможна как с помощью дигитайзера (графического планшета), так и по сканированному изображению. MapInfo поддерживает растровые форматы GIF, JPEG, TIFF, PCX, BMP, TGA (Targa), BIL (SPOT- спутниковые фотографии). Универсальный транслятор MapInfo импортирует карты созданные в форматах других геоинформационных и САПР-систем: AutoCAD (DXF, DWG), Intergraph/MicroStation Design (DGN), ESRI Shape файл, AtlasGIS, ARC/INFO Export (E00). Цифровая информация с GPS (навигационных приборов глобального позиционирования) и других электронных приборов вводится в MapInfo без использования дополнительных программ.

В MapInfo можно работать с данными в форматах Excel, Access, xBASE, Lotus 1-2-3 и текстовом формате. Конвертация файлов данных не требуется. К записям в этих файлах добавляются картографические объекты. Данные разных форматов могут использоваться одновременно в одном сеансе работы. Из MapInfo имеется доступ к удаленным базам данных ORACLE, SYBASE, INFORMIX, INGRES, QE Lib, DB2, Microsoft SQL и др.

В MapInfo имеется 5 основных типов окон: Карта, Список, Легенда, График и Отчет. В окне Карта доступны инструменты редактирования и создания картографических объектов, масштабирования, изменения проекций и другие функции работы с картой. Связанная с картографическими объектами информация может быть представлена в виде таблицы в окне Список . В окне График данные из таблиц можно показать в виде графиков и диаграмм различных типов. В окне Легенда отображены условные обозначения объектов на карте и тематических слоях. В окне Отчет предоставляются средства масштабирования, макетирования, а также сохранения шаблонов многолистных карт. Работая с MapInfo, можно формировать и распечатывать отчеты с фрагментами карт, списками, графиками и надписями. При выводе на печать MapInfo использует стандартные драйверы операционной системы.

Тематическая картография является мощным средством анализа и наглядного представления пространственных данных. На тематической карте легко понять связи между различными объектами и увидеть тенденции в развитии различных явлений. В MapInfo можно создавать тематические карты следующих основных типов: картограммы, столбчатые и круговые диаграммы, метод значков, плотность точек, метод качественного фона и непрерывной поверхности-грид. Сочетание тематических слоев и методов буферизации, районирования, слияния и разбиения объектов, пространственной и атрибутивной классификации позволяет создавать синтетические многокомпонентные карты с иерархической структурой легенды.

MapInfo - открытая система. Язык программирования MapBasic позволяет создавать на базе MapInfo собственные ГИС. MapBasic поддерживает обмен данными между процессами (DDE, DLL, RPC,XCMD,XFCN), интеграцию в программу SQL-запросов. Совместное использование MapInfo и среды разработки MapBasic дает возможность каждому создать свою собственную ГИС для решения конкретных прикладных задач.

Локализация пакета MapInfo/MapBasic Professional проведена так, чтобы он работал с русскими данными без проблем, т.е. сортировка и индексация проводится по правилам русского языка. В поставку Русской версии MapInfo включены библиотеки условных знаков, ряд утилит и CAD-функций, которые расширяют возможности пакета, согласно требованиям российского рынка геоинформационных систем.

Геоинформационные технологии. Отображение инф-ии на электронной карте.

Геоинф-ые с-мы;

С-мы федерального и муниципального управления;

С-мы проектирования

С-мы военного назначения

Графический образ состоит из подложки (фона) и самих объектов

Проблема реализации – трудность формализованного описания предметной области и отображение ее на электронной карте.

Основным классом данных геоинформационных систем (ГИС) являются координатные данные, содержащие геометрическую ин­формацию и отражающие пространственный аспект. Основные типы координатных данных: точка (узлы, вершины); линия (не­замкнутая); контур (замкнутая линия); полигон (ареал, район). Типы взаимосвязи:

Построение сложных элементов из простых объектов

Вычисляемые по координатам объектов

Определяются с помощью спец описания и семантики вводимых данных

Основу графической среды составляют векторные и растровые модели. Векторные – вектора, требуют меньшего объема памяти.

Растровые модели – ячеистые, каждой ячейке соответствует цвет и плотность.

Растровые модели делятся на регуляр­ные, нерегулярные и вложенные (рекурсивные или иерархические) мозаики. Плоские регулярные мозаики бывают трех типов: квадрат, треугольник и шестиугольник.

Вопрос № 13

Базовые информационные технологии: технологии защиты информации

В связи с внедрением ИТ возникла потребность защиты инф-ии.

Виды инф-ых угроз:

Отказы и нарушение работоспособности технических ср-в

Преднамеренные угрозы злоумышленников

Основные причины сбоев и отказов техники:

Старение и износ

Некорректное использование ресурсов

Программные нарушения

Устранение ошибок:

Избыточность компьютрных ресурсов

Защита от некорректного использования ресурсов

Выявление и своевременное устранение ошибок

Стр-ная избыточночть- резервирование ап-тных компонентов и машинных носителей.

Инф-ная избыточность – периодическое или постоянное резервирование данных на основных и резервных носителях

Функциональная избыточность- дублирование функций и внесение дополнительных функций в программно-ап-тные ресурсы.

Преднамеренные угрозы:

При постоянном участии человека

Вредоносные программы, работающие без участия человека

Защита от угроз:

Запрещение несанкционированного доступа

Невозможность несанкционированного использования ресурсов

Обнаружение факта несанкционированного доступа

Основной способ защиты от несанкционированного доступа:

Идентификация

Аутентификация

Определение полномочий

Пароли: простые – постоянные, сложные – динамически изменяющиеся:

Модификация простых паролей, одноразовые пароли

Метод “запрос-ответ” выбор пароля из списка массива

Функциональные методы

Программы;

Внешняя память (файлы, каталоги, логические диски);

Оперативная память;

Время (приоритет) использования процессора;

Порты ввода-вывода;

Внешние устройства.

Различают следующие виды прав пользователей по доступу к ресурсам:

Всеобщее (полное предоставление ресурса);

Функциональное или частичное;

Временное.

Наиболее распространенными способами разграничения досту­па являются:

Разграничение по спискам (пользователей или ресурсов);

Использование матрицы установления полномочий (строки - идентификаторы столбцы - ресурсы компьютерной системы);

Вопрос № 14

Базовые информационные технологии: CASE-технологии. Задачи концорциума OMG и спецификация OMA. Идеальное объектно-ориентированное CASE-средство. Критерии оценки и выбора CASE-средств.

Функционально-модульный подход основан на принципе алгорит­мической декомпозиции с выделением функциональных элементов и установлением строгого порядка выполняемых действий. «-» однонаправленность потока инф-ии, недостаточная обратная связь

Объектно-ориентированный подход основан на объектной де­композиции с описанием поведения системы в терминах взаимо­действия объектов.

Под CASE-технологией будем понимать комплекс программных средств, поддерживающих процессы создания и сопровождения программного обеспечения, включая анализ и формулировку тре­бований, проектирование, генерацию кода, тестирование, докумен­тирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом.

Из-за двух подходов к проектированию ПО, существуют CASE-технологии ориентиро­ванные на структурный подход, объектно-ориентированный под­ход, и комбинированные. Большое распространение получил ООП. Причины этого:

Возможностью сборки программной системы из готовых ком­понентов,

Возможностью накопления проектных решений в виде биб­лиотек

Простотой внесения изменений в проекты за счет инкапсуля­ции

Быстрой адаптацией приложений к изменяющимся условиям

Возможностью организации параллельной работы аналити­ков, проектировщиков и программистов.

Концепции объект­но-ориентированного подхода и распределенных вычислений стали базой для создания консорциума Object Management Group (OMG). Основным направле­нием деятельности консорциума является разработка специфика­ций и стандартов для создания распределенных объектных систем в разнородных средах. Базисом стали спецификации под названи­ем Object Management Architecture (ОМА).

ОМА состоит из четырех основных компонентов, представляю­щих спецификации различных уровней поддержки приложений.

Архитектура брокера запросов объектов (CORBA)определяет механизмы взаимодей­ствия объектов в разнородной сети;

Объектные сервисы являются основными системными сервисами, используемыми разработчиками для создания приложений;

Универсальные средства являются высо­коуровневыми системными сервисами, ориентированными на под­держку пользовательских приложений (электронная почта, средст­ва печати и др.);

Прикладные объекты предназначены для решения конкретных прикладных задач.

Концепция идеального объектно-ориентиро­ванного CASE-средства.

Ав­торами наиболее распространенных объектно-ориентированных методов являются Г.Буч, Д.Рамбо, И.Джекобсон (UML).

Классическая постановка задачи разработки программной сис­темы (инжиниринг) представляет собой спиральный цикл итера­тивного чередования этапов ОО анализа, проектирования и реализации.

Вопрос №15

«Базовые информационные технологии: телекоммуникационные технологии.»

архитектуры

Архитектуры копм. Сетей

1. одноранговая

2. клиен-сервер

3. клиент-сервер дляWeb-технологий

1. терминал – для отображения и ввода

MainFrame- все вычисления и данные

2. Локльные, корпоративные, глобальные сети объединяющие ПК клиентов использующие ресурсы и серверы предоставляющие ресурсы.

Компонент представления – интерфейс;

Прикладной компонент – отвечающий за выполнение ф-ий;

Компонент доступа к данным (менеджер ресурсов) – отвечает за определение и управление данными;

1.Доступ к удаленным данны

«-»низкая производительность

низкая скорость

2. Сервер управления данными

«+»Передается чатсть данных

Прикладные ф-ии унифицировны

«-»Отсутствие четкого разграничения между компонентом представления и прикладным компонентом.

3. Комплексный сервер

«+»Высокая производительность

Централизованное администрирование

Экономия ресурсов

4. Тонкий клиент

«+»Организация разных прикладных компонентов при разных задачах, без перенастройки сервера и клиента.

Вопрос№16

«Базовые информационные технологии: технологии искусственного интеллекта.»

Система называется интеллектуаль­ной, если в ней реализованы следующие основные функции:

Накапливать знания об окружающем систему мире, класси­фицировать и оценивать их с точки зрения прагматической полез­ности и непротиворечивости, инициировать процессы получения
новых знаний, осуществлять соотнесение новых знаний с ранее хранимыми;

Пополнять поступившие знания с помощью логического вы­вода, отражающего закономерности в окружающем систему мире или в накопленных ею ранее знаниях, получать обобщенные зна­ния на основе более частных знаний и логически планировать свою деятельность;

Общаться с человеком на языке, максимально приближенном к естественному человеческому языку, и получать информацию от каналов, аналогичных тем, которые использует человек при вос­приятии окружающего мира, уметь формировать для себя или по просьбе человека (пользователя) объяснение собственной деятель­ности, оказывать пользователю помощь за счет тех знаний, кото­рые хранятся в памяти, и тех логических средств рассуждений, ко­торые присущи системе.

База знаний – совокупность сред, хранящих знания различных типов. База фактов – хранит конкретные данные. База правил – элементарные выражения. База процедур – прикладные программы выполняющие преобразования и вычисления. База закономерностей – сведения, относящиеся к особеностям той среды, в которой действует система. База метазнаний – база знаний о себе. База целей – сценарии, для достижения целей, которые поступили от пользователя или самой системы. Блок планирования – планирование решений.

Интеллектуальные информационно-поисковые системы – взаимодействие с проблемно-ориентированными базами данных на естественном языке.

Экспертные системы – вычислительная система использующая знания эксперта и процедуры логического вывода для решения проблем.

Расчетно-логические системы – позволяют решать управленческие и проектные задачи по их постановке и исходным данным.

Гибридные системы

Модели представления знаний:

Семантические сети – граф, вершины – понятия, дуги – отношения между понятиями.

Вопрос№17

«Информационные технологии организационного управления (Корпоративные информационные технологии).»

Методы управления и ИТ:

1. Ресурсами - СУБД

2. Процессами - Workflow

3. Корпоративными знаниями (коммуникациями) - Интранет

1) MRP – методология планирования материальных ресурсов предприятия, используемая совместно с MPS - методологией объемно-календарного планирования. CRP - методология планирования производственных ресурсов (мощностей).

MRP2 – интегрированная методология планирования и управления всеми производственными ресурсами предприятия MRP/CRP и использующей MPS b FRP – планирование финансовых ресурсов.

ERP – интегрированное планирование всех бизнес-ресурсов предприятия. Для торговли, сферы услуг, финансов.

CSRP – планирование ресурсов, синхронизированное с потреблением.

Т.к. в производстве задействовано мн-во поставщиков и покупателей – новая концепция логистических цепочек – учет при анализе деятельности всей цепочки превращения товара из сырья в готовое изделие. Дальнейшее развитие логистических цепочек – виртуальный бизнес – распределенная система нескольких компаний и охватывающая полный жизненый цикл товара или разделение одной компании на несколько виртуальных бизнесов.

3) Итранет - корпоративные коммуникации. 3 уровня реализации телекоммуникационных технологий: аппаратный, программный и информационый. От Интернета отличается только информационным. 3 уровня этого аспекта: 1. Универсальный язык представления корпоративных знаний – не зависит от предметной обл. и определяет грамматику и синтаксис. Графическое описание моделей данных. Задачи: унификация представления знаний, однозначное толкование знаний, разбиение процессов обработки знаний на простые процедуры. 2. Модели представлений – определяют специфику деятельности организации. Описывают первичные данные. 3. Фактические знания – конкретная предметная обл. и являются первичными данными.

Архитектуры.

1. Централизованная архитектура на мэйнфреймах, где осуществляется хранение и обработка данных. «+» простота администрирования, защита информации.

2. Клиент – сервер.

На сервере данные, а не информаци

Для обмена данным – закрытый протокол

На клиентах данные интерпретируются и преобразуются в информацию

Фрагменты прикладных систем размещаются на клиентах

«+»низкая нагрузка сети, высокая надежность, гибкая настройка уровня прав пользователей, поддержка полей больших размеров.

«-»трудность администрирования(территориальная разобщенность), недостаточная степень защиты информации от несанкционированных действий, закрытый протокол (специфичен для данной ИС).

Архитектура Интранет – объединение предыдущих. Вся информация и процессы на центральном комп. На рабочих местах – простейшие устройства доступа, предоставляющие возможность управления процессами в ИС.

«+»на сервере информация, протокол открытого типа, прикладные программы на сервере, облегчено централихованное управление сервером и раб.

Вопрос№18

«Информационные технологии в промышленности и экономике»

При проектировании АСУП зачастую игнорировались вопрос совместимости, стандартизации, что затрудняло внедрение современных технологий и приводило к большим затратам на модернизацию. Широкое распространение получили корпоративные ин­формационные системы (КИС), базирующиеся на принципах корпоративных информационных технологий и со­временных стандартов.

Формирования отчетных показателей (налоговые службы, статистика, инвесторы и т.д.), получаемых на основе стандартной бухгалтерской и статистической отчетности;

Выработки стратегических управленческих решений по разви­тию бизнеса на основе базы высокоагрегированных показателей;

Выработки тактических решений, направленных на оперативное управление и решаемых на основе базы частных, высокодетализированных показателей, отражающих различные стороны ло­кальных характеристик функционирования структуры.

Основные трудности при диагностике:

Обследование, системный анализ и оценка существующей структуры и технологий управления

Разработка новых вариантов организационных структур и технологий управления на основе ИТ

Разработка положений по реорганизации управления, плана внедрения, регламента управленческого документооборота.

КИС: - тиражируемые – не требует доработки для малых предприятий.

Заказные – ненадежны, производства с очень большой спецификой

Полузаказные – гибкие, крупные предприятия

АСУТП принципы:

Совместимость програмно-аппаратных средств различных фирм-производителей

Комплексная проверка и отладка всей системы на стенде фирмы-интегратора на основе спецификаций заказчика. Технические языки релейно-контактных схем.

Нижний уровень АСУТП – контроллеры, обеспечивающие первичную обработку информации. Верхний уровень – мощные компы, выполняющие ф-ии серверов БД и рабочих станций, обеспечивающих хранение, анализ, обработку и взаимодействие с оператором. ПО – SCADA.

Концепции открытых систем OMAC

Открытая архитектура, обеспечивающая интеграцию аппаратного О и ПО

Модульная архитектура

Масштабируемость, изменение конфигурации для конкретных задач

Экономичность

Легко обслуживаемая архитектура

Вопрос№19

«Информационные технологии в образовании»

В процессе информатизации образования необходимо выделить следующие аспекты:

Методологический. Здесь главной проблемой является выработка основных принципов образовательного процесса, соот­ветствующих современному уровню информационных технологий.

Экономический. Экономической основой информационного общества являются отрасли информационной индустрии. Происходит интенсивный процесс формирования мировой «информационной экономики», заключающийся в глобализация информационных, информационно-технологических и телекоммуникационных рынков.

Технический. В настоящее время создано и внедрено достаточно большое число программных и технических разработок, реализующих отдельные ИТ. Но при этом используются различные методические подходы, несовместимые технические и программные средства, что затрудняет тиражирование.

Технологический. Технологической основой информационного общества являются телекоммуникационные и информационные технологии, которые стали лидерами технологического прогресса, неотъемлемым элементом любых современных технологий они порождают экономический рост, создают условия для свобод­ного обращения в обществе больших массивов информации и зна­ний, приводят к существенным социально-экономическим преоб­разованиям и, в конечном счете, к становлению информационного общества.

Методический аспект. Основные преимущества современных информационных технологий (наглядность, возможность исполь­зования комбинированных форм представления информа­ции - данные, стереозвучание, графическое изображение, анима­ция, обработка и хранение больших объемов информации, доступ к мировым информационным ресурсам) должны стать основой поддержки процесса образования.

Основные факторы, влияющие на эффективность использова­ния информационных ресурсов в образовательном процессе:

1. Информационная перегрузка - это реальность. Избыток данных служит причиной снижения качества мышления прежде всего среди образованных членов современного общества;

2. Внедрение современных информационных технологий целе­сообразно в том случае, если это позволяет создать дополнитель­ные возможности в следующих направлениях:

Доступ к большому объему учебной информации;

Образная наглядная форма представления изучаемого материала;

Поддержка активных методов обучения;

Возможность вложенного модульного представления информации.

3. Выполнение следующих дидактических требований:

Целесообразность представления учебного материала;

Достаточность, наглядность, полнота, современность и структурированность учебного материала;

Многослойность представления учебного материала по уровню сложности;

Своевременность и полнота контрольных вопросов и тестов;

Протоколирование действий во время работы;

Интерактивность, возможность выбора режима работы с учебным материалом;

Наличие в каждом предмете основной, инвариантной и ва­риативной частей, которые могут корректироваться.

4. Компьютерная поддержка каждого изучаемого предмета, и этот процесс нельзя подменить изучением единственного курса ин­форматики.

Вопрос№20

«Информационные технологии автоматизированного проектирования.»

Создание САПР-продуктов происходит в следующих направле­ниях:

Универсальный графический пакет для плоского черчения, объемного моделирования и фотореалистической визуализации;

Открытая графическая среда для создания приложений

Графический редактор и графическая среда приложений

Открытая среда конструкторского проектирования;

САПР для непрофессионалов (домашнего использования)

Наиболее полно возможности САПР-продукта на уровне универсального графического пакета можно проследить на примере AutoCAD 2000. Особенности:

Возможность работы с несколькими файлами чертежей в одном сеансе без потери производительности;

Контекстное всплывающее меню, включающее группу операций буферного обмена

Наличие средств моделирования, позволяющих редактировать твердотельные объекты на уровне ребер и граней;

Возможность обращения к свойствам объектов;

Возможность выбора, группировки и фильтрации объектов по типам и свойствам;

Наличие технологии создания и редактирования блоков;

Возможность вставки в чертеж гиперссылок;

Включение нового интерфейса технологии drag-and-drop для работы с блоками, внешними ссылками, файла­ми изображений и чертежей;

Управление толщиной (весом) линий напрямую с воспроиз­водством на экране;

Возможность работы со слоями без вывода на печать;

Наглядная работа с размерами и размерными стилями;

Наличие средств управления видами и системами координат;

Наличие нескольких режимов визуализации от проволочного каркаса до закраски;

Наличие средств обеспечения точности ввода при создании и редактировании;

Возможность компоновки чертежей и вывода на печать; работа с внешними базами данных;

Наиболее перспективным в области автоматизированного про­бирования является использование открытых сред, основной ценностью которых является автоматизация процесса проекти­рования: выбор структуры объекта проектирования; необходимые расчеты, включая геометрические и т.д. Примером реализации такого подхода является СПРУТ-технология, реализованная в виде графической оболочки со сменной проблемной ориентацией DiaCad .

Однако DiaCad является только составной частью СПРУТ-технологии и используется в тех случаях, когда удается формализовать процесс проектирования в данной предметной сре­де. Там, где это невозможно, используются средства интерактивного черчения, так же как в известных средствах графического редак­тирования.

Вопрос№21

«Системный подход к построению информационных систем»

Проектирование ИС подходы:

Каскадный

Спиральный – непрерывная разработка ИС

Системный

Система –совокупность объектов, свойства которой определяются отношением между объектами. Каждый объект – как система. Ф-ии объекта определяются его внутренним устройством. Ф-ии системы проявляются в процессе ее взаимодействия с внешней средой. Технические системы создаются с определенной целью. Цель является субъективной из-за разработчика, но исходит из объективных потребностей об-ва. ИТ как система. Возникновение проблемы порождает будущую систему.

Система – конечное мн-во функциональных элементов и отношений между ними, которые выделяются из окружающей среды в соответствии с поставленной целью в рамках определенного временного интервала ее реализации.

Системный подход реализуется путем изучения ф-ии или структуры системы.

Структурный подход – структура отображает всязи между элементами системы с учетом их взаимодействия в пространстве и во времени. Служит для изучения существующей системы.

Функциональный подход – отображает ф-ии системы, реализуемые в соответствии с поставленной перед ней целью.

Структура системы описывается на:

Концептуальном уровне – позволяет качественно определить основные подсистемы, элементы и связи между ними.

Логическом уровне – формирование модели, описывающей структуру отдельных подсистем и взаимодействие между ними.

Физический уровень – реализация структуры на известных программно-аппаратных средствах.

Принципы системного подхода:

1. Наличие сформулированной единой цели у ИТ в рамках разрабатываемой системы.

2. Согласование ИТ по входам и выходам с окружающей средой

3. Типизация структур ИТ

4. стандартизация и взаимная увязка средств ИТ

5. Открытость ИТ как системы

Основные принципы и закономерности проектирования определяются системотехникой.

Системотехника – направление кибернетики, изучающее вопросы планирования, проектирования, конструирования и поведения сложных ИС, основу которых составляют ЭВМ.

Проектирование можно представить как цикл, каждая итерация которого отличается большей детализацией и меньшей общностью.

Анализ->Синтез->Оценка->анализ …

Свойства проектирования:

Дивергенция – расширение границ проектной ситуации с целью обеспечения более обширного пространства поиска решения.

Трансформация – стадия создания принципов и концепций

Конвергенция – охватывает традиционное проектирование (программирование, отладка, проработка деталей)

Вопрос№22

«Анализ и формирование концептуальной модели предметной области.»

Вся информация, описывающая конкретную предметную область, должна быть определенным образом абстрагирована и формализована.

Основными направлениями формализации информации о предметной области являются:

Теория классификации, базирующаяся на таксономическом и мерономическом описании информации. Таксономическое описа­ние основано на идеологии множеств, а мерономическое осуществ­ляется через строго формализованное определение классов;

Теория измерений, предлагающая базу для качественных и количественных измерений через классификационные и порядко­вые шкалы;

Семиотика, изучающая знаковые системы с точки зрения синтактики, семантики и прагматики.

Предметная область - реальный мир, который должен быть отражен в информационной базе.

Факты - результат наблюдения за состоянием предметной об­ласти.

Данные - вид информации, отличающийся высокой степенью форматированности в отличие от более свободных структур, характерных для речевой, текстовой и визуальной информации

Информационная база (база данных) - совокупность данных, предназначенных для совместного применения.

Знания - итог теоретической и практической деятельности че­ловека, отражающий накопление предыдущего опыта и отличаю­щийся высокой степенью структуризации.

В знаниях можно выделить три основные составные части:

Декларативные, представляющие об­щее описание объекта, что не позволяет их использовать без пред­варительной структуризации в конкретной предметной области;

Понятийные (системные) знания, содержащие помимо пер­вой части, взаимосвязи между понятиями и свойства понятий;

Процедурные (алгоритмические) знания, позволяющие полу­чить алгоритм решения.

Предмет - всякая материальная вещь, объект познания.

Свойство - то, что присуще предметам, что отличает их от дру­гих предметов или делает их похожими на другие предметы. Свойст­ва проявляются в процессе взаимодействия предметов.

Признак - все то, в чем предметы, явления сходны друг с дру­гом или в чем они отличаются друг от друга; показатель, сторона предмета или явления, по которой можно узнать, определить или описать предмет или явление.

Атрибут - неотъемлемое, существенное, необходимое свойство, признак предмета или явления, без которого они не могут су­ществовать.

Таким образом, для современного состояния информационных технологий необходим переход от информационного описания предметной области к представлению на уровне данных, осуществ­ляемый на основе декомпозиции, абстракции, агрегирования.

Декомпозиция - это разбиение системы (программы, задачи) на компоненты, объединение которых позволяет решить данную задачу.

Абстракция позволяет правильно выбрать нужные компоненты для декомпозиции.

Агрегирование - процесс объединения предметов в некоторую группу не обязательно в целях классификации. Агрегирование вы­полняется с некоторой целью.