Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор техники и технологии создания ГИС-проектов 9
1.1. Примеры ГИС-проектов в мире 10
2. Выбор архитектуры единной геоинформационной системы «ГИС-Киндио» 17
2.1. Исходные данные для технического проектирования 17
2.2. Результаты 18
2.2.1. Прототип проектируемой системы 21
2.2.2. Результаты этапа анализа проектируемой системы 22
2.3. Синтез системы 22
2.3.1. Высокоуровневое проектирование 23
3. Интерфейс удалённого доступа 33
3.1. Технологическая платформа 33
3.2. Технология создания удаленного доступа к базам данных 34
3.3. Архитектура и компоненты удаленного доступа 35
3.4. Логика работы дистанционного доступа 37
3.5. Основные коммерческие продукты, используемые в рамках технологии 39
3.6. Государственная геодезическая сеть (RGQ-2000) департамента Киндио 39
3.6.1. Плановая Геодезическая сеть Киндио RGQ-2000 40
3.6.2. Параметрьшреобразования координат системы MAGNA начала координат Bogota для департамента Киндио 40
4. Описание технологии геоинформационной системы на основе территориально-распределенных баз данных 44
4.1. Структура технологии 45
4.2. Технология удалённого доступа к территориально-распределённым данным 47
4.3. Технология выбора переменных базы геоданных «ГИС-Киндио» 50
4.4. Создание базы геоданных 53
4.4.1. Структура геоинформационного обеспечения на уровне департамента Киндио 54
4.4.2. Результат высокоуровенного проектирования 59
4.4.3. Обобщённое описание функционирования системы 61
4.5. Анализ территории 65
4.5.1. Проверка классификации 66
4.6. Интеграция результатов дистанционного зондирования в единую геоинформационную аналитическую систему «ГИС-Киндио» 67
4.7. Техника и технология 71
4.8. Анализ изображений 74
4.9. Подробная технология 78
4.9.1. Классификация без эталонов 78
4.9.2. Классификация с сопровождением 79
4.9.3. Гибридная классификация 80
Выводы 82
- Результаты
- Государственная геодезическая сеть (RGQ-2000) департамента Киндио
- Создание базы геоданных
- Подробная технология
Введение к работе
Актуальность темы диссертационной работы.
Основным содержанием развития человечества на рубеже третьего тысячелетия считается переход к информационному обществу, в котором определяющая роль принадлежит информации. Информация превращается в стратегический ресурс, первичной становится не стоимость труда, а стоимость знаний [18,29,60].
Инфраструктуру общества формируют способы и средства сбора, обработки, хранения и распределения информации. Происходит серьезное перераспределение трудовых ресурсов: значительная часть трудоспособного населения (до 80%) вовлекается в новую сферу экономики — информационную отрасль. Так, уже к началу 80-х годов в США в информационной сфере было занято 60% всех работающих. Переход к информационному обществу осуществляется по-разному и различными темпами в разных странах, но однозначно ясно, что все страны мира рано или поздно к этому придут. Первыми на этот путь в конце 50-х— начале 60-х гг. вступили США, затем Япония и страны Западной Европы. Страны бывшего Советского Союза начали этот переход в конце 80-х гг. Предполагается, что США завершат переход к информационному обществу к 2020 г., Япония и основные страны Западной Европы — к 2030 — 2040 гт. Страны СНГ этот переход завершат к 2050 г. при благоприятных обстоятельствах в экономике и политике [60,31].
Колумбия, в частности департамент Киндио и его муниципальные образования, также в начале 80-х годов начала внедрять информатизацию процессов в своих учреждениях, что можно расценить как первый шаг на пути к информационному обществу [7,86, 87].
Для принятия решений на всех уровнях государственного и муниципального управления необходимы информационные ресурсы. Информацию содержат в себе, как правило, разнотипные, не связанные между собой источники: базы данных, геоинформационные проекты,
электронные архивы документов и т. п. Эти источники находятся в разных организациях, функционируют в разных программных средах, ведутся в соответствии с разными регламентами [7,13,35, 54].
Компьютерные технологии в управлении департамента Киндио (Колумбия) представляют собой сложный синтез геоинформационных программ (Arc-Info, ArcGis, Acad Map и. т. д), экспертных программ (SSPS, MathCad, Statictica, ERDAS и. т. д.) и прикладных программ (E-master, Project и. т. д.), а также различных графических и текстовых редакторов, векторизаторов и вьюверов. Они обеспечивают программную поддержку сбора, хранения, поиска, анализа и отображения данных по социально-экономическому развитию департамента. При этом (за редким исключением) мы видим описание координатно привязанных социально-экономических показателей по их свойствам и пространственным связям друг с другом (топологические связи). Такая ситуация не способствует оптимальному мониторингу, не позволяет быстро и адекватно оценивать ситуацию в районе и доводить до сведения властей предложения по ее улучшению.
На основе анализа данной конкретной ситуации можно сделать один важный вывод. При властных структурах департамента Киндио необходимо создать и внедрить систему реального мониторинга социально-экономического развития, что позволило бы объективно оценивать действия руководящих лиц. Основой данной горизонтальной информационной системы должна быть компьютерная технология, составными частями которой являются ГИС-проекты, экспертные системы и прикладные технологии в области геоинформатики.
Разработка методик и программ для создания единых горизонтальных геоинформационных систем является одной из сложных и актуальных задач геоинформатики, особенно в наше время, когда практически во всем мире районы и города переходят на самоуправление и самофинансирование [53, 56, 57].
Предлагаемая нами горизонтальная геоинформационная система в управлении департамента Киндио — это не только библиотека данных. Ее без преувеличения можно назвать особой информационной моделью существования региона. В ее задачу входит дифференцировать благосостояние членов общества и получить факторную классификацию территории.
Нет, наверное, более сложной задачи для комплексного картографирования, чем исследование территории с целью принятия дальнейших решений. Трудно поддаются изучению и процессы организации, обработки, использования географической информации на региональном уровне [25,26, 28].
Методики создания геоинформационных систем, применяемые в настоящее время, неоднозначны. Особенно это касается горизонтальных систем. В основном все геоинформационные системы носят одноразовый характер, и их можно рассматривать как одну большую группу -настольные геоинформационные системы.
Одна из задач данной работы — показать, насколько велики геоинформационные ресурсы уже на региональном уровне (в департаменте Киндио) и как их можно использовать, применяя методы анализа картографии и геоинформатики [32]. По большому счету, мы наблюдаем значительный недостаток властной воли, а не информации.
Среди первых примеров системного применения ЭВМ в мировой практике были так называемые административные системы обработки данных: автоматизация банковских операций, бухгалтерского учета, резервирования и оформления билетов и т.п. Эффективность систем подобного рода прямо зависит от того, насколько они опираются на автоматизированные информационные базы. Это означает, что в памяти ЭВМ постоянно сохраняется информация, нужная для решения задач, на которые рассчитана система. Она и составляет содержимое системной информационной базы [24,33,36,48].
В предлагаемой технологии используется иной подход. Все источники информации являются администраторами своей информации и одновременно пользователями. И только одно из участвующих звеньев берет на себя административные функции, выступая как организатор.
В существующих административных системах обязательно должна существовать централизованная база данных. В предлагаемой новой системе этого нет.
Актуальность проблемы, ее недостаточное научное обоснование в современной геоинформатике обусловили выбор темы диссертации, предопределили цели и задачи проведенных исследований. Мы надеемся существенно повысить качество разработок в области применения геоинформационных систем (мониторинг и наблюдение за развитием социально-экономических показателей), а также увеличить скорость обмена информацией между удаленными друг от друга базами данных разных учреждений.
Цели диссертационной работы:
Создать горизонтальную геоинформационную систему на основе территориально распределенных баз данных;
показать методику ее создания;
S предъявить список необходимых для ее проектирования спецификаций по исследуемому явлению.
Основные задачи исследования:
1. Разработать методологию создания горизонтальной геоинформационной системы на основе территориально распределенных баз данных.
Выработать методику доступа к территориально-распределённым базам данных.
Выработать методику составления карт использования земель по результатам дистанционного зондирования для интеграции в единую геоинформационную систему на основе территориально-распределенных
баз данных.
4. Разработать методику оценки результатов районирования данной территории.
Методы решения поставленных задач.
Задачи решались в соответствии с общепринятой методикой выполнения научных исследований: обобщение и анализ предшествующих исследований, выработка рабочих гипотез и концепций, аналитические исследования, разработка технологических процессов и их методического обеспечения. Оценивать социально-экономическое состояние любого общества нелегко. Это обусловило многообразие научных подходов, примененных нами. На начальной стадии это исторический, экспертный и системно-структурный анализ. Далее активно применялись картографические, математические, геостатистические, пространственные методы исследования. Метод сбора информации — изучение документов.
Научная новизна.
Элемент новизны состоит в создании новой технологии создания единой геоинформационной системы на уровне региона и приложении ее к практике. Предлагаемая разработка прикладного характера повышает эффективность анализа геоданных, качество нужной информации при принятии решений, а также снижает себестоимость всего процесса обработки информации.
Впервые предложена программа удаленного доступа к территориально-распределенным базам данных.
Предложена методика выбора необходимых параметров для проекта геоинформационной системы на основе математического подхода.
Предложена методика построения модели предметной области для создания структуры баз данных и, соответственно, модель данных по принципу системности (система разбивается на подсистемы выделением управляющих и управляемых элементов). Синтаксис представления
модели предметной области — вербальное описание с последующей математической обработкой (метод экспертных оценок).
Предложена методика создания метаданных и оценки качества данных, в том числе и результирующих карт.
Предложена методика интеграции данных результирующих дистанционного зондирования типа ASTER.
Теоретическое и практическое значение.
С теоретической точки зрения предлагаемая работа позволила усовершенствовать технологию сбора, хранения, анализа и выдачи электронных геоинформационных данных. С практической точки зрения была создана горизонтальная геоинформационная система, которая работает в режиме реального времени и на основе которой увеличивается эффективность составления текстовых и графических отчетов в три раза. Кроме того, была создана программа для удаленного доступа к базам данных.
Актуальность.
Данное направление является передовым в области геоинформатики и вообще в области практического применения ГИС-технологии. Необходимость проанализировать картографические данные, накопленные в географических информационных системах, возникает все чаще. Прежде всего, это актуально для управленческих структур, владеющих большими массивами информации, на основе которой принимаются решения. В этом также нуждаются специалисты, оценивающие и прогнозирующие состояние какой-либо области человеческой деятельности, — например, рынков сбыта продукции, экологии, социально-экономического состояния регионов и т. д. Нарастающие информационные потоки в современном обществе, разнообразие информационных технологий, усложнение решаемых на компьютере задач увеличивают нагрузку на пользователя этих технологий. Стоит задача перенести проблему выбора и принятия решений с человека на ЭВМ. Одним из путей решения этой задачи является применение
аналитических горизонтальных геоинформационных систем, которые могут быть составной частью ГИС.
Результаты
Анализ цели подсистемы, связанной с проектированием в рамках всей системы. Целью проектируемой системы ГИС-Киндио является учет социально-экономических показателей и расходования госбюджета Департамента Киндио. Дерево целей для технологической цепочки должно быть построено как дерево целей для подсистем, вовлеченных в процесс автоматизации, и должны быть выделены операции, которые в настояпщй момент выполняются на регулярной основе (эта информация необходима для процесса алгоритмизации). Учет социально-экономических показателей и расходования государственного бюджета на всей территории Т Учет социально-экономических показателей и расходования государственного бюджета по муниципалитетам Учет социально-экономических показателей и расходования государственного бюджета по управленческим ведомствам Учет социально-экономических показателей и расходования государственного бюджета, закрепленных за базовыми ведомствами Рис 2.2. Существующее дерево целей для существующей технологической цепочки. Выделение подсистем в существующей системе (топология): Перечень подсистем создается на основе функциональной модели и позволяет представить подробную структуру разрабатываемой системы.
Разделение на подсистемы производится по принципу функциональной независимости, что позволяет определить последовательность разработки с максимальным распараллеливанием работ. Подсистемы первого уровня представлены центральным хранилищем данных (ЦХД). Подсистемы второго уровня представлены 12-ью функциональными узлами - муниципальными управлениями территориями (МУТ): Армения, Буэнависта, Каларка, Сиркасия, Кордова, Филандия, Хенова, Ла Тебайда, Монтенегро, Пихао, Кимбаия, Саленто. Подсистемы третьего уровня представлены управленческими ведомствами (количество ведомств 90). Четвертый уровень представлен государственными и негосударственными учреждениями (количество учреждений 90). Основные функций системы: Анализируя задание, можно выделить ряд функций системы, являющихся основными. Эти функции системы приведены в таблице 2.1. Возможность выделения основных функций и организация на их базе проекта основана на правиле 20/80, согласно которому 80% особенностей системы определяются 20% исходных данных. Изучение основных функций системы указывает, что функции проектируемой системы принадлежат к двум классам автоматизированных систем: S система сбора данных (ССД), автоматизированная система обработки информации (АСОИ). Целью ССД является сбор и передача информации в управлении территориями.
В качестве прототипа на создание ССД в данном проекте будем использовать типовую схему сбора, передачи и диспетчеризации данных, используемую рядом организаций. ПСД — подсистема сбора данных. Данная подсистема состоит из отдельных пунктов сбора данных. СУ СД - система управления сбором данных. СПД - система передачи данных. Основные функции прототипа ССД представлены в таблице 2.2. Для данной схемы существует два варианта организации сбора данных в ПСД: S Пункты сбора данных, обладающие соответствующим приоритетом, самостоятельно собирают данные с соответствующих подчиненных пунктов сбора данных. S Подчиненные пункты данных передают накопленную информацию в дискретные промежутки времени требуемому пункту. На основе анализа и критерия экспертов было принято использовать первый вариант, а для реализации доступа была созданна программа для удаленного доступа к территориально расспределеным базам данных. Результаты этапа анализа проектируемой системы Функция этапа в проекте: классификация проектируемой системы и ее подсистем, определение прототипов по всей системе и ее подсистемам, сбор проблемно-ориентированных данных, формирования банка данных по вариантам построения системы. 2.3. Синтез системы. Целью данного этапа является получение технического облика ГИС-Киндио, наиболее полно отвечающего требованиям технического задания. 2.3.1. Высокоуровневое проектирование. Функция данного этапа: выбор архитектуры системы. Описание методики выполнения работ. Для выбора оптимального варианта проектируемой системы формируется морфологическая матрица, содержащая возможные варианты реализации отдельных функций системы. Затем осуществляется многокритериальная оптимизация решений. В качестве основных критериев выступают: технологическая реализуемость системы; соответствие требованиям; минимальная стоимость. Приоритет критериев задается упорядоченным рядом локальных критериев. В качестве решающего правила используется правило максимизации функции полезности на базе весовых коэффициентов важности критерия.
Варианты решений, рассматриваемые в качестве альтернатив при построении системы. Для выполнения синтеза сформируем морфологическую матрицу (таб. 2.3) возможных вариантов построения системы на базе вариантов решений, полученных как результат анализа задач управления территориями Департамента Киндио. На основе результатов этапа анализа, реализация шести функций системы на уровне прототипа архитектуры не имеет альтернатив. Перечень этих функций следующий: Выполнение рутинного анализа (отчетность для управления территориями). Выявление неисправностей, координирование действий ССД. Передача данных. Редактирование первичных данных. Обеспечение проведения работ с картографическими данными. Импорт данных из других прикладных систем для формирования консолидированной отчетности. Для реализации функций системы существует несколько возможных альтернативных решений. Эти функции следующие: Выполнение поискового анализа (нерегламентированные запросы). Сбор и хранение данных. (Под альтернативой здесь подразумевается возможный вариант достижения цели, заслуживающий внимания, по мнению эксперта, на данном этапе проектирования.) Для дальнейшего анализа и выбора наиболее эффективных решений формируем банк всех возможных альтернативных решений. S А1. Альтернативы по организации системы сбора данных (ССД): 1. Пункты сбора данных, обладающие соответствующим приоритетом, самостоятельно собирают данные с соответствующих пунктов сбора данных.
Подчиненные пункты данных самостоятельно передают накопленную информацию в дискретные промежутки времени требуемому пункту. S А2. Альтернативы по распределению программного обеспечения для выполнения поискового анализа по уровням топологической схемы: 1. Хранилище данных организуется на 1-ом (ЦХБ) уровне; все остальные уровни имеют доступ к этому хранилищу по глобальной сети. 2. Хранилища данных организуется на 1-ом и 2-ом уровнях, все остальные уровни имеют доступ к соответствующим хранилищам по глобальной сети. 3. Хранилища данных организуется на 1-ом, 2-ом и 3-ем уровне; узлы 4-го уровня имеют доступ к соответствующим хранилищам по глобальной сети. S A3. Альтернатива по варианту организации хранения первичных данных: 1. Централизованная оперативная база данных. 2. Децентрализованная система оперативных баз данных. Для учета совместимости все варианты построения на базе альтернативных и безальтернативных решений должны рассматриваться совместно. В качестве безальтернативных решений выступают: 1. Выполнение рутинного анализа (отчетность для Администрации губернатора и министерств); 2. Выявление неисправностей, координирование действий ССД; 3. Передача данных; 4. Обеспечение проведения графических работ; 5. Обеспечение редактирования первичных данных; 6. Импорт данных из других прикладных систем для формирования консолидированной отчетности. Далее это множество безальтернативных решений будем называть множеством S.
Государственная геодезическая сеть (RGQ-2000) департамента Киндио
Для унификации местоположения объектов геоинформационных систем и сведения их в единую национальную систему координат в Киндио были созданы геодезическая, нивелирная и гравиметрическая сети (RGQ-2000). Данная работа была привязана к геоцентрической системе координат для Южной Америки SIRGAS-1997. Сеть состоит из 58 точек, которые равномерно распределены по материку [66,67,68]. Система SIRGAS является сгущением глобальной геодезической сети ITRF во всей Латинской Америке. С целью унифицировать все геодезические сети всех стран Латинской Америки, в 1995 году было принято решение провести сгущение государственных геодезических сетей в рамках системы ITRF [82,83,84]. На основе принятого решения в Колумбии начались работы по созданию новой геодезической сети. Данную работу проводит Географический Институт Августин Кодаззи (ИТАК) (рис 2.4); сеть состоит из 60 GPS-точек, 5 из них входят в состав Латиноамериканской системы координат СИРГАС (SIRGAS) и 16 принадлежат системе геодинамической сети КАСА [91]. Для обеспечения обновления координат системы на территории Колумбии постоянно действуют 12 GPS-станции.
Плановая Геодезическая сеть Киндио RGQ-2000 Точки распределены по всей территории департамента Киндио таким образом, чтобы в каждом муниципалитете можно было обеспечить нормальную работу топографо-геодезических служб. Сеть состоит из 62 точек (станции), 5 точек совпали с предыдущей ГГС; построена по схеме классической геодезической методологии. Обработка результатов была проведена в рамках соглашения о взаимопомощи между Колумбийским Географическим Институтом (IGAC) и Немецким Институтом Геодезических Исследований (DGFI). Данные были проанализированы с помощью программного обеспечения SkiPro фирмы Лейка с целью проверить качество полевых измерений. Далее полевые измерения были преобразованы в формат RINEX (Receiver Independent Exchange Format) для последующего уравнивания с помощью программы Bernese Версия 4.0 (BV 4.0) [94,95,96,97]. 3.6.2. Параметры преобразования координат системы MAGNA начала координат Bogota для департамента Киндио До создания новой системы координат на территории Колумбии действовала система ARENA с началом координат Bogota (Астрономическая обсерватория города Боготы). Данная система координат была принята в 1943 г. с международным эллипсоидом 1924 года (Hayford). В 60-х годах государство проводило работы по сгущению сети. В итоге российская государственная библиотека были получены около 11000 точек первого, второго и третьего классов [88, 90,92,93]. Хотя набор готовых к использованию картографических проекций, референц-эллипсоидов и систем геодезических координат очень широк в програмных обеспечениях, используемых в ГИС-Киндио, нет конкретного набора для автоматического преобразования координат в местную систему координат района Киндио и, наоборот, в систему WGS84.
В связи с этим, на основе созданой геодезической сети на данной территории, было определено смещение центра эллипсоида по трём координатам и поворот его относительно этого центра по трём углам: плановое смешение (АХ, AY, AZ), 3 угла поворота (ш, \/, ) и элемент масштабирования (А) [3, 4, 5, 98, 99,100](рис.3.1): Для подсчёта этого значения использовалась формула Гелмерта, где учитываются 3 параметра планового смешения (АХ, AY, AZ), 3 угла поворота (ш, \/, 4) и элемент масштабирования (А) (рис. 3.2).: Т + (1+A) RU - X = 0 (3.1), где X=(X,Y,Z)T -U=(U,V,W)T = (AX,AY,AZ)T (1+А)- геоцентрическая система координат (эллипсоид WGS84), местная система координат (Datum Bogota), преобразующий вектор между системами WGS84 и Bogota, масштабный коэффициент между системами WGS84 и Bogota, R= R3( o)R2(\/)Ri (4)- множитель ортогонального поворота вокруг местной системы координат. При вычислении параметров (АХ, AY, AZ, А, со, \/, ) уравнивание проводилось с помощью метода наименьших квадратов, на основе разницы между измеренными координатами системы MAGNA и системы «Datum Bogota» [3,17,21,47]. Полученные результаты следующие: Параметры смешения: АХ = 307; AY = 304; AZ = -318 Масштабный коэффициент: А = 0 Элементы поворота: со = 0; \/ = 0; \ =0На основе этих элементов были добавлены параметры референц-эллипсоида и системы координат в стандартный список, поддерживаемый ERDAS. Выводы Использование дисстанционного доступа к данным сократило время сбора информации в 3 раза. После создания Государственной геодезической сети удалось преобразовать картографический материал, накопленный в разных учреждениях. Картографическую основу, которая была привязана к двум существующим местным системам координат, превратили в одну единую систему, облегчив обмен информации между организациями для создания единой геоинформационной системы. Предложена новая методология по использованию новейших систем доступа к данным и унификации систем координат, что сократило денежные расходы и время на создание единой геоинформационной системы на региональном уровне.
Создание базы геоданных
Этот процесс включает следующие этапы: — построение концептуальной модели; — моделирование видения пользователя, определение объектов и их отношений и выбор представления объектов; — согласование с моделью базы геоданных и организация в виде набора географических данных (запросов). На первом этапе пространственные объекты классифицируются в зависимости от их роли и функции ведомства, определяется вид представления (точка, линия, полигон, растровое изображение или тин-модель поверхности); на последних двух этапах формируется логическая модель данных (прил.З и 4) [41] . В проекте ГИС-Киндио ведомство при губернаторе поставило перед собой задачу отобразить факторы, влияющие на социальное благополучие района. На основе метода Дельфи были выяснены организационные функции, определены данные, необходимые для поддержки принятия решений в данном районе. Было решено представить данные в виде точек, линии и полигонов. Определен тип геометрии дискретных пространственных объектов, отношения между ними. В итоге был получен тип атрибутов для объектов, в результате чего были определены система координат и отношения и правила объектов.
Структура геоинформационного обеспечения на уровне департамента Киндио Каждый департамент Колумбии объединен управляющими связями и представляет собой целостную систему в рамках общего понятия о геосистемах. Административные районы, территории местного самоуправления, муниципальные образования являются геосистемами более низкого ранга. С целью выявления и анализа геоинформационных ресурсов, необходимых для региональных исследований, потребовалось провести специальное инвентаризационное обследование. На начальном этапе обследования сформировались определенные принципы его проведения: 1. Принцип оценки информационной среды получения и использования геоинформации. Сюда входят такие параметры, как фиксация и оценка целей и методов сбора геоинформации. 2. Принцип использования различных методов обследования. Разнообразие видов геоинформации и ее возможного представления вынуждает применять разные методы обследования. Основными были метод интервью и метод анализа документальных источников. 3. Принцип специального обследования картографической информации. Здесь предполагалось оценить пространственный аспект информации и доли геоинформации в общем ее объеме, провести детальный анализ картографического обеспечения. 4. Принцип оценки тенденций и изменений в состоянии и потреблении геоинформационных ресурсов. Необходимость этого вызвана частыми реорганизациями в сфере управления природопользованием, общей децентрализацией управления и изменением приоритетов в ходе развития региона. 5. Принцип обследования всех форм информации. К ним относятся личные банки данных (архивы), личностные мнения, суждения. Последнее особенно важно при оценке достоверности информации, степени ее использования и т. д. 6.
Принцип учета многоуровневого строения информационных процессов. 7. Организационный принцип обследования. Принимается во внимание, что ресурсы геоинформации накапливаются преимущественно в ведомственных организациях. 8. Принцип исследования возможности активизировать геоинформационные ресурсы. Это позволяет оцепить перспективы использования и качество геоинформации. Начальный этап обследования представлял собой опрос в форме слабо формализованного интервью. Выбор этого вида опроса был обусловлен невозможностью заранее предвидеть ответы и мнения респондента. Предпочтительными респондентами для организаций областного и районного уровней являлись главные специалисты, хотя встречались и другие респонденты. Это было связано с тем, что главные специалисты сосредоточены на получении, обработке и использовании специальной территориальной информации. На этом этапе также уточнялись цели, задачи, виды работ организации. Дальнейшая работа предполагала другой вид обследования — анализ документальных источников. После просмотра и анализа документов фиксировались неясные моменты. В основном они касались особенностей информационной среды продуцирования информации: целей, методик. Эти вопросы поднимались на уточняющем этапе интервью с представителем организации. При этом поощрялось высказывание собственных суждений и мнений респондента. При необходимости просматривались и фиксировались нормативные и методические материалы ведомственного характера, которые использовались в создании документов по представлению информации. Таким образом исследовались: организация, ее структура, основные специалисты, цели и задачи ее деятельности; характеристики источников (цели составления, периодичность появления, структура и основное содержание); направленность и регулярность потоков геоинформации; взаимодействие с другими организациями и потоками геоинформации; особенности картографических материалов; юридическая принадлежность геоинформациии. Процесс инвентаризационного обследования был достаточно гибким, учитывая разнообразие видов и форм источников информации, видов и форм самой информации, во многом сходных с данными регионального уровня, профессиональных и ведомственных особенностей.
Субъективный характер, который в той или иной мере присущ инвентаризационному обследованию информационных ресурсов, преодолен в данном случае привязкой к конкретным документам, перекрестным анализом качества и полноты информации и практикой использования информационных ресурсов организаций и ведомств в конкретных разработках. Кроме ведомственных организаций, создающих информацию, следует выделить, прежде всего, вузы и академические организации. В частности, в департаменте Киндио большую роль играют Университет Дэль Киндио, Унниверситет Ла Гран Колумбия, где созданы региональные центры сбора и хранения разной тематической информации. Отметим, что обследование показало низкий уровень использования материалов дистанционного зондирования. Это связано с недостаточной практикой применения источников геоинформации на территории департамента. Можно говорить о неравномерном распределении по организациям всего объема информационных ресурсов экологической и других тематик.
Подробная технология
При анализе информативности изображений выполнялись исследования всех спектральных зон. При классификации почвы самым информативным явился уровень AST_07 - отражение от поверхности Земли, а конкретно - тот файл, который содержит информацию о первых трех спектральных зонах видимого спектра (0.52-0.60). Выводы делались на основе результатов после классификации с каждым спектром и с помощью гистограмм излучения объектов, где можно было выявить классы объектов и их различия между собой. Лабораторные и полевые исследования спектральных характеристик различных природных явлений, в том числе использования земель на территории департамента Киндио, составлялись с помощью автоматизированной системы составления тематических карт на основе аэрокосмических снимков типа ASTER. Поскольку на данной территории система ASTER не располагает ЦММ, пришлось создать ее с помощью оцифрованных горизонталей, используя информацию при трансформировании снимка и при составлении карты уклонов местности. Система ASTER позволяет создать цифровую модель местности с использованием спектральных полос, таких как 3N и ЗВ, но в данном проекте эта информация не учтена. Цифровая обработка изображений проводилась с использованием классификации почвы с помощью программы ERDAS. 4.9.1. Классификация без эталонов Классификация без эталонов ведется по типу кластерного анализа (Unsupervised Classification). На примере выделенной зоны она была выполнена методом автономной классификации ISODATA.
Результаты показали, что этот способ приемлем, если нужно провести классификацию обобщенных классов для составления тематических карт мелкого масштаба. Но при этом нужно выбирать на первом этапе большое количество классов и потом вести генерализацию до получения трех-четырех интересующих классов. На выделенной зоне выборочно, с помощью аэроснимков, проводилось дешифрирование элементов и составлялась библиотека или эталоны классификации для последующей классификации территории. Здесь также предлагается увеличить количество классов при выполнении классификации компьютером и потом провести генерализацию классов, объединив их по общим категориям, используя функцию перекодировки. После анализа предыдущих результатов выделим наилучший способ получить хорошую классификацию: с помощью GPS-премника или же обычным геодезическим измерением нужно составить библиотеку классов с соответствующими координатами для тех участков, где классификация дала ошибочные результаты, а потом провести классификацию территории и генерализацию полученных элементов на основе дешифрированных заранее аэроснимков Generalizing Classes. И таким образом создать хорошую библиотеку спектральных зональностей. Компьютерная обработка алгоритмами идентификации содержания изображения, присваивание цветовых значений, имен и дополнительных характеристик полученным классам (Labeling Classnames) позволяет заметно улучшить векторизацию цифровых изображений по сравнению со стандартными процессами.
После исправления и согласования с экспертами качества проведенной работы получился окончательный вариант карты, который помогал в анализе конфликтных ситуации при использовании земель на территории департамента Киндио. Данная информация явилась ценной для лиц, принимающих властные решения. В результате получилась карта использования земель на 2003 год с существенным сокращением человеческих и денежно-временных ресурсов. Управления, поддерживающие источники данных (ведущие базы данных, ГИС проекты, поддерживающие электронные архивы и т. д.) с помощью программных средств Toolkit DDS, создают и по мере необходимости обновляют свои локальные каталоги документов. Организация-модератор (в качестве такой организации может выступать любое управление, уполномоченное губернатором) формирует из этих локальных каталогов общий каталог документов администрации губернатора, поддерживает его в актуальном состоянии и обеспечивает доступ к нему пользователей системы. Эта же организация обеспечивает распределение прав пользователей на доступ к информации. Пользователем данных, представленных в каталоге, может быть любой клиент, имеющий доступ в Internet/Intranet, имеющий на своем компьютере клиентское приложение DSBrowser и получивший соответствующие права доступа от администратора системы. При организации такой системы любой сотрудник администрации губернатора (при наличии соответствующих прав доступа) будет иметь удаленный постоянный доступ к информации, хранящейся в любом управлении администрации губернатора, и возможность ее оперативного анализа. Контроль качества картографической основы осуществляется на основе принятых стандартов качества Географического института Августин Коддаззи.
Они соответствуют качеству стандартов ИСО 9000 и 14000. Для достижения большего эффекта эксплуатации единой геоинформационной системы необходимо усовершенствовать систему информационного обеспечения между организациями. В том числе улучшить нормативно-правовой аппарат, разработать технологию и стандарты информационного представления социально-экономических показателей и ввода данных во всех ведомствах, работающих в системе ГИС-Киндио, и для будущих пользователей.Для удобства передачи между организациями данных ГИС-Киндио предлагается помимо метаданных, созданных в программе ArcGis, заполнять метаданные о проекте (см. приложение 6). Проверка результирующих карт проводилась с помощью определения степени соответствия (прил.5). Данная методология позволяет усовершенствовать систему обработки информации в единой геоинформационной системе ГИС-Киндио. Технология интеграции результатов дистанционного зондирования позволяет в реальном времени анализировать состояние изучаемой территории с использованием территориально удаленных баз данных. Методология улучшает производительность труда, так как данные передаются в единую геоинформационную систему, которая сочетает в себе свойства аналитических, картографических и экспертных систем.
