Тикунов В. С. Геоинформатика. Управление данными, интеллектуальный анализ и тактическое управление СППР.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

Наряду с системой постановки задач основу СППР составляют управление данными, интеллектуальный анализ и тактическое управление СППР. Важнейшим вопросом при формировании информационной системы при управлении данными и их использовании в рамках СППР является качество информации, к которой предъявляются следующие требования [Ю.Ю.Кинев, 1997]:
• достоверность (корректность) — мера приближенности информации к первоисточнику;
• объективность — мера отражения информацией реальности;
• однозначность;
• упорядоченность — количество передаточных звеньев между первоисточником и конечным пользователем;
• полнота — отражение исчерпывающего характера соответствия полученных сведений целям сбора;
• релевантность — степень приближения информации к существу вопроса, или степень соответствия информации поставленной задаче;
• актуальность (значимость) — важность информации для оценки риска;
• низкая стоимость.

Важность данных в системе управления представлена на рис. 47, где показаны уровни использования информации, затраты на сбор данных и количество пользователей.

Рис. 47. График важности данных в системе управления (доступно при скачивании полной версии книги)

Можно выделить несколько уровней использования информации.

Информационный уровень представляется регламентной отчетностью и другими данными, которые обрабатываются с использованием технологий управления данными, накапливаются и содержатся в хранилищах данных.

Аналитический уровень включает интеллектуальный анализ данных и может быть представлен:
• экспертными системами;
• информационно-аналитическими технологиями — это нейронные сети, атласные информационные системы, кадастры;
• технологиями ГИС;
• интеграционными технологиями (ДЗЗ, Интернет, мультимедиа и т.п.).

Ситуационный уровень характеризует тактическое управление. Для данного уровня особенностью является то, что информация здесь предоставляется ЛПР в таком виде, чтобы обеспечить принятие управленческого решения за требуемый промежуток времени.
Это означает, что информация на данном уровне как бы растворяется в информации других предметных областей. В таком сочетании образуется зрительный ряд, как правило организуемый в «ситуационных комнатах», «ситуационных залах», «ситуационных центрах» и т. п. (в зависимости от масштабности решаемых задач). На этом уровне целесообразно использование ГИС.

Взаимоотношение вышеописанных уровней представлено на рис. 48.

Рис. 48. Схема взаимоотношения информационных уровней в СППР (доступно при скачивании полной версии книги)

Термин «интеллектуальный анализ» данных широко применяется в СППР, но носит условный характер. В принципе не может быть анализа данных без интеллекта. Речь идет о том, что одна часть анализа во многих случаях ведется автоматически, а другая требует поиска или разработки алгоритмов. Правильность разработанных алгоритмов определяется временем, т.е. подтверждается эффективностью результатов после выполнения решения и мониторингом последствий. Если учесть переменчивость задач (изменения исходных данных), влияние внешней среды, качественный состав коллектива СППР и многие другие влияющие факторы, то существование стабильных алгоритмов решений весьма ограничено. Алгоритмы принятия решений — это не продукт, а процесс. Качество интеллектуального анализа всегда будет зависеть от полноты и качества исходных данных, оперативности их получения, квалификации и опыта специалистов СППР, времени, отведенного на подготовку управленческого решения для изучения и моделирования ситуации.
Из этого следует, что если учесть все влияющие факторы на время, отведенное для подготовки управленческого решения, то окажется, что количество используемой информации строго ограничено. Задача состоит в такой организации СППР, чтобы она позволила учесть оптимальное количество необходимой информации для решения задачи. Оптимальное количество информации определяется путем снятия ограничения по времени на ее подготовку и по объему той информации, которая действительно влияет на качество принимаемого решения. Во многом этот процесс субъективен и решается эффективно только коллективом специалистов.
Сколько же информации необходимо иметь для принятия решения? На рис. 49 показано, что работа по подготовке управленческого решения была начата в момент Х1, при этом определено семь влияющих факторов (1, 2, 3, 4, 5, 7, 8), по которым нужно было оценить ситуацию. На момент начала подготовки по всем факторам уже была накоплена информация (Область информации А). По факторам 1, 2, 3 информации было достаточно, по факторам 5, 7, 8 сбор информации продолжался. В процессе анализа и моделирования обнаружилось, что влияющими факторами следует считать факторы 6 и 9. Время для подготовки информации было ограничено моментом Хt1. На момент принятия решения была собрана информация, показанная областью В. В расчет принималась информация А+В. В результате, на момент Хt1оказалось, что по факторам 7, 8, 9 нет возможности получить полную информацию из-за отсутствия информации области С. В оценке этой ситуации возможны следующие варианты.

Рис. 49. Оценка количества информации, необходимой в СППР (доступно при скачивании полной версии книги)

Вариант 1. Пренебречь отсутствующей информацией, принять решение, а параллельно вести работу по сбору недостающей информации и по возможности корректировать принятое решение (бывают необратимые решения!).
Вариант 2. Оценить влияние информации области С на принятие решения через так называемую «раскачку» информации области А+В, которая определяет, что потенциально информация области С заключена в интервале значений

Формула (доступно при скачивании полной версии книги)

Для автоматизации процесса интеллектуального анализа нужны соответствующие инструменты, методики, технологии, проверенные на аналогичных задачах, т. е. речь идет о методе аналогий. Данный метод дает экономию времени, выделенного для решения задачи, и позволяет начать моделировать ситуацию для выяснения недостающих данных или уточнения приоритетности влияния тех или иных условий.
Как отмечал один из австралийских геологов, на карте человек видит ровно столько, сколько позволяет ему ум. Решая многие задачи и принимая решения, важно знать одну из самых важных характеристик объекта — его пространственное положение. С возникновением ГИС у исследователей появился новый инструмент, обладающий небывалыми возможностями. Создавать ГИС на точной пространственной основе — достаточно дорого. Но для СППР на первом этапе работ создание упрощенных, не очень точных в пространственном отношении слоев позволяет руководству выйти на новый уровень управления и более оптимально решать свои задачи — в этом секрет успеха «неточных» систем. С развитием проекта руководство, увидев преимущества ГИС, обязательно приложит усилия по совершенствованию представления пространственно распределенных данных. Следует сказать, что есть такие области деятельности, где точная пространственная основа не имеет первостепенного значения и вполне устраивает пользователей. Давая руководству гибкий инструмент для принятия решений, ГИС во многих случаях становится основой для информационной си-
схемы. Применяя визуализацию в сочетании с функцией моделирования процессов, можно составлять объективные (основанные на реальных предпосылках) прогнозы.
Необходимо также отметить роль Интернета, дистанционного зондирования Земли и глобальных систем позиционирования как интеграционных технологий в СППР. С расширением использования Интернета все большее количество пользователей начинают применять его возможности уже в качестве подсистем своих ИС в составе СППР. На многих сайтах Интернета представлены слои ГИС, которые можно использовать по разным направлениям, спектр которых будет расширяться в соответствии с возрастающими потребностями пользователей.
Использование поисковых систем дает возможность ведения сбора необходимых данных и мониторинга за интересующими процессами. Такое оперативное получение данных дает возможность подготавливать для ЛПР дайджесты по интересующим направлениям. Многие организации, предприятия и учреждения уже создали отдельные подразделения, которые на постоянной основе ведут работу по поиску необходимой информации и мониторингу за интересующими их процессами по материалам публикаций в Интернете.
В настоящее время, благодаря Интернету, стало возможным не только покупать, но и получать бесплатно (оплата только за трафик) космические снимки. На рис. 50 показаны уровни использования данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), механизм их обработки, анализа и использования в СППР.

Рис. 50. Схема использования данных ДЗЗ, теле- и наземной съемки в СППР (доступно при скачивании полной версии книги)

Экономично и эффективно по сравнению с наземным мониторингом использование ДЗЗ при необходимости постоянного мониторинга за текущими процессами на больших территориях, особенно для государственного контроля за окружающей природной средой и деятельностью природопользователей. Данные, полученные в результате дистанционного зондирования Земли из Космоса, являются одним из важнейших источников информации о состоянии окружающей среды, антропогенном воздействии на нее, в том числе и за счет трансграничного переноса загрязнителей. Такая информация помогает более рационально использовать природные ресурсы, выявлять состояние потенциально опасных объектов народного хозяйства и др. В настоящее время широкое распространение получают системы видео- и фотосъемки с малых летательных аппаратов — мотодельтапланов и минисамолетов.
Развитие глобальных систем позиционирования также дало удобный и эффективный инструмент в определении пространственного положения объектов и уже в ближайшее время станет частью СППР.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу