пролбдю.. информ. 1. Информатизация юридической деятельности
 Скачать 3.14 Mb.
|
|
Раздел информатики, оперирующий с такой информацией, получил название геоинформатика. Соответственно выделяются и геоинформационных технологии, как совокупность методов и приемов практического использования достижений геоинформатики для манипулирования пространственными данными, их представления и анализа. Геоинформационные технологии – это набор средств и методов для обработки и различного применения пространственных данных. Для обработки больших массивов геоинформации служат специальные средства – геоинформационные системы (ГИС). ГИС – это система сбора, хранения, анализа и визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информацией о необходимых объектах. Термин ГИС также используется в более узком смысле – ГИС, как инструмент (программный продукт), позволяющий пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах. Преимущество использования геоинформационных технологий состоит в том, что кроме традиционной базы данных появляется координатная привязка, которая наглядно отображает расположение объектов на карте и позволяет провести пространственный анализ расположения этих объектов относительно других важных для использования и отработки объектов недропользования. Интеграция данных в таком виде даёт возможность, кроме того, оперативно обрабатывать и анализировать информацию, по мере накопления пополнять или редактировать данные, оперативно компоновать выходные карты различного содержания и масштаба. Геоинформационные системы. ГИС являются инструментом геоинформационных технологий. Они объединяют традиционные работы с базами данных, такие как запрос или статистический анализ, с преимуществом полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые представляет электронная карта. Эти возможности отличают геоинформационные системы от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанным с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира. Таким образом, ГИС можно характеризовать как систему, оперирующую пространственно привязанными данными. Конечно, эта система оперирует также данными непространственного характера (тексты, таблицы), но эти данные обязательно связаны с объектами, имеющими пространственную привязку. Итак, ГИС – это программно-аппаратные комплексы, осуществляющие сбор, отображение, обработку, анализ и распространение информации о пространственно-распределенных объектах и явлениях на основе электронных карт, связанных с ними баз данных и сопутствующих материалов. В отличие от других типов инструментов ГИС базируется на информации, привязанной к координатам на карте, и позволяет представить ее в графическом виде для интерпретации и принятия решений. Поэтому для работы геоинформационных систем требуются мощные аппаратные средства: запоминающие устройства большой емкости, системы отображения, оборудование высокоскоростных сетей. Необходимо подчеркнуть, что ГИС относится к классу интегрированных систем. Интеграция означает, что помимо большого набора типов данных и технологий имеется некоторая концепция и методология, оптимально объединяющая это разнообразие данных и технологий. Поэтому не следует путать применение суммы различных методов и технологий, не имеющих внутренней связи и объединяющей их единой концепцией системы с интеграцией. В основе любой геоинформационной системы лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: стране, континенте или городе. База данных организуется в виде набора слоев информации. Основной слой содержит географические данные (топооснову). На него накладывается другой слой, несущий информацию об объектах, находящихся на данной территории: коммуникации, промышленные объекты, коммунальное хозяйство, землепользование, почвы и другие пространственные данные. Следующие слои детализируют и конкретизируют данные о перечисленных объектах, пока не будет дана полная информация о каждом объекте или явлении. 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, географические данные представляются 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, аудио-комментарии, база данных с описанием объектов и их характеристик. Многие ГИС включают аналитические функции, которые позволяют моделировать процессы, основываясь на картографической информации. Структура геоинформационных систем. Программное ядро ГИС состоит из ряда компонентов. Они обеспечивают ввод пространственных данных, хранение их в многослойных базах данных, реализацию сложных запросов, пространственный анализ, вывод твердых копий, просмотр введенной ранее и структурированной по правилам доступа информации, средства преобразования растровых изображений в векторную форму, моделирование процессов распространения загрязнения, моделирование геологических и других явлений, анализ рельефа местности и многое другое. Упрощённо структуру ГИС можно представить состоящей из двух частей: 1) средства хранения и визуализации цифровых карт и планов местности; 2) базы данных атрибутивной информации (информации о свойствах и параметрах объектов, расположенных на конкретных участках местности). При визуализации на экране компьютера цифровой карты пользователь может указать конкретный участок местности (точку на карте) и получить необходимую (атрибутивную) информацию. Например, в ГИС градостроительного назначения доступна информация по каждому участку и постройке (назначение участка, форма собственности, год возведения постройки и т.п.). Более подробно, ГИС – это система, состоящая из нескольких подсистем (рис 8).  Рис. 8. Основные компоненты ГИС Каждый из перечисленных компонентов важен и необходим для успеха. Для нормального функционирования системы необходимо соблюдать условие: масштабы решаемых задач должны соответствовать количеству и качеству пространственных данных и возможностям аппаратно-программных средств. Подробная структура типовой ГИС изображена на рис. 9.  Рис. 9. Структурная схема типовой геоинформационной системы В качестве одного из определяющих работу системы компонентов рассмотрим компьютерное (аппаратное) обеспечение. В состав компонента входят непосредственно компьютеры различных типов и периферийные устройства, которые обеспечивают следующие функции: хранение данных; ввод информации; вывод макетов карт; компьютерные сети и коммуникации для возможности взаимодействия устройств и пользователей. В настоящее время ГИС работают на различных типах компьютеров, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью настольных компьютеров. Выбор конфигурации компьютера напрямую зависит от задач, решаемых организацией с использованием ГИС-технологий. Следует лишь помнить, что применение ГИС-технологий предполагает непременно работу с графикой, поэтому необходимо оснащение компьютера качественной видеокартой и достаточным объемом видеопамяти. С целью повышения качества работ при создании цифровых карт и повышением производительности труда компьютер должен быть обеспечен монитором не менее 17 дюймов с хорошим разрешением экрана. Учитывая работу с большими объемами информации, что характерно для геоинформационных технологий, необходимостью хранения этой информации и обмена ею, компьютер должен быть оснащен устройствами для записи CD-дисков. Все остальные параметры определяются использованием данного компьютера для решения конкретных задач. Для компьютера, используемого в качестве сервера важен объем жесткого диска. При решении задач анализа и моделирования необходим компьютер, обладающий мощным процессором. Программное обеспечение ГИС. Кратко опишем программные продукты зарубежных и отечественных ГИС. Программный продукт ARC/INFO (США) использует новейшие достижения компьютерной индустрии, работает на самых современных аппаратных платформах и в среде самых последних версий операционных систем. Архитектура ARC/INFO способна использовать преимущества работы в локальной сети с использованием технологии клиент-сервер. ARC/VIEW (разработка американской компании ESRI) – системы создания информационно справочных пакетов (ГИП) и компоновки выходных карт. Программа предоставляет конечному пользователю средства выбора и просмотра разнообразных геоданных, их редактирования, создания макетов карт, адресного геокодирования, распечатки картографических материалов. Помимо непосредственного интерактивного режима построения карт, ARC/VIEW представляет средство для выполнения пространственного анализа, геокодирования адресов и отображения их на карте, создания и редактирования географических и табличных данных, создания тематических карт. Программа ARC/VIEW довольно проста в применении. В основе работы с программой лежит привычный пользователю Windows-интерфейс (рис.10).  Рис. 10. Интерфейс программы ArcView GIS 3.2 Все компоненты ARC/VIEW (виды, таблицы, диаграммы, макеты и программы) хранятся в одном файле, названном проект. Окно «Проект» ARC/VIEW (ArcView's Project) показывает содержание вашего проекта и делает легким управление всей работой. GeoMedia Professional (США) – универсальная ГИС-система, позволяющая напрямую (без конвертации) подключаться и работать с геоинформационными базами данных большинства форматов, эффективно интегрирует геоданные в единую информационную систему масштаба от рабочей группы до предприятия. Обладает функциями создания БД, обработки и анализа информации. Имеет модульную структуру. GEODRAW (разработка Центра Геоинформационных Исследований Института Географии РАН, г. Москва) – векторный редактор. Предназначен для создания баз цифровых карт и планов, включает в себя функции, обеспечивающие построение топологической структуры цифровой карты, идентификацию объектов и связывание их с атрибутивной базой данных, трансформацию карт, функции импорта-экспорта в различные форматы, поддержку картографических проекций. EASY TRACE (разработка EASY TRACE GROUP, г. Рязань) – пакет программ интерактивной векторизации растровых изображений, обладает функциями предварительной подготовки растрового изображения, возможностью работы с атрибутивными базами данных. ГИС ПАРК (разработка ТОО ЛАНЭКО, г. Москва) – интегрированная система, сочетающая функции информационно-справочной системы, расчетно-аналитической и прогнозирующей систем. Средства системы обеспечивают: создание многоцелевых картографических баз данных; построение производных карт; анализ данных (пространственная статистика, таксономия, исследование связей и зависимостей); автоматизацию процессов преобразования формы представления данных; автоматизацию процессов получения новой информации на основе комплексной интерпретации качественных и количественных данных методами распознавания; оптимизацию решений по количественным критериям качества; использование автоматически формируемых и экспертных моделей. Реальная действующая ГИС, кроме специализированного программного обеспечения, всегда использует дополнительное программное обеспечение для организации компьютерной сети, доступа в глобальную сеть Интернет, организации дополнительной защиты информации от несанкционированного доступа. В отдельных случаях вместе с ГИС, во взаимодействии с ней, используется и дополнительное программное обеспечение для решения специализированных задач, например, углубленного статистического анализа данных. ГИС может тесно взаимодействовать с офисными программами. Таким образом, ГИС – это мощное современное средство решения разнообразных задач, в число которых входит: интегрирование данных из разных источников информации; создание высококачественной картографической продукции; связывание графических объектов с информацией в базах данных; представление данных в виде карт, диаграмм, графиков и схем; анализ пространственных данных; моделирование обстановки; поддержка принятия управленческих и оперативных решений; взаимодействие с другими информационными системами. ГИС упрощает и упорядочивает сбор и хранение информации, позволяет проводить полный пространственный анализ данных при решении общих и прикладных задач. Итак, для чего необходимы ГИС? ГИС служит для принятия решений; ГИС обеспечивает необходимой информацией тех, кто принимает решения в соответствии с местом нахождения объектов. ГИС, как и другие ИТ, помогает принять лучшее решение. Однако, ГИС – это не инструмент для выдачи решений, а средство, помогающее ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений, обеспечивающее ответы на запросы и функции анализа пространственных данных, представления результатов анализа в наглядном и удобном для восприятия виде. ГИС помогает, например, в решении таких задач, как разрешение территориальных конфликтов, выбор оптимальных (с разных точек зрения и по разным критериям) мест для размещения объектов и т.д. Требуемая для принятия решений информация может быть представлена в лаконичной картографической форме с дополнительными текстовыми пояснениями, графиками и диаграммами. Наличие доступной для восприятия и обобщения информации позволяет ответственным работникам сосредоточить свои усилия на поиске оптимального решения, не тратя значительного времени на сбор и обработку доступных разнородных данных. Можно достаточно быстро рассмотреть несколько вариантов решения и выбрать оптимальный. В качестве примера приведём использование ГИС для создания и использования интерактивной системы «Карта аварийности на дорогах» (рис. 11), созданной в Казахстане.  Рис. 11. Карта аварийности на дорогах Любой желающий при наличии доступа к Интернету может с помощью электронной карты в наглядном виде ознакомиться с состоянием аварийности. Особенность этого приложения заключается в его оперативности, поскольку после регистрации ДТП, повлекшего травматизм и гибель людей, и внесения соответствующей информации в базу данных, место происшествия и сведения о нем в течение нескольких минут отображаются на этой карте. Карта аварийности показывает наиболее опасные участки в населенных пунктах и на дорогах страны, при этом можно посмотреть статистику аварийности на любой месяц и год. Другой пример – интерактивная «Карта преступности несовершеннолетних» в Казахстане (рис. 12). Данная карта дает возможность аналитическим службам государственных органов в режиме реального времени отслеживать состояние детской преступности с привязкой по месту обучения несовершеннолетнего. Помимо этого, приложение позволяет отслеживать наиболее проблемные, неблагополучные в этом плане районы и эффективно планировать профилактические мероприятия.  Рис. 12. Карта преступности несовершеннолетних Ещё один интересный пример использования ГИС. Полиция Абу-Даби (Абу-Даби — один из семи эмиратов, входящих в состав Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ), и столица государства) использует технологию ГИС, чтобы собрать воедино людей и процессы в целях совершенствования принятия оперативных и стратегических решений. Главное полицейское управление в Абу-Даби взаимодействует с другими полицейскими силами ОАЭ через Министерство Внутренних Дел для достижения большей безопасности общества. Полиция Абу-Даби охраняет четыре главных округа: остров Абу-Даби, город Аль-Айн, внешний и западный регионы. В состав полиции входят: полицейский патруль, служба чрезвычайных ситуаций, отделы по расследованию преступлений и контролю дорожного движения, а также другие подразделения. Результатом стал детальный и грандиозный план внедрения системы корпоративной ГИС, которая работала бы на эмират Абу-Даби и могла бы быть расширена и использована полицией ОАЭ и службами общественной безопасности. Полиция Абу-Даби, особенно после ознакомления с мировым опытом, была убеждена, что она на правильном пути. И что ArcGIS (семейство геоинформационных программных продуктов американской компании ESRI). будет идеальной платформой для создания современной системы ГИС, поддерживающей все сферы полицейской службы, включая управление зоной чрезвычайного происшествия, целевое управление силами и ресурсами, командование, контроль и автоматическое определение местоположения транспортных средств. Основанное на ГИС программное обеспечение вырабатывает планы действий в непредвиденных ситуациях и автоматически совмещает данные и процессы из многочисленных приложений, непосредственно связанных с чрезвычайными ситуациями, но не связанных напрямую. Программное обеспечение выдает единую объединенную картину оперативных данных для всех, кто в ней нуждается по роду своей профессиональной деятельности. Дополнительную информацию по применению ГИС в силовых структурах с многочисленными примерами успешных внедрений по всему миру можно получить на сайте ESRI, см. www.esri.com/industries/public-safety/law-enforcement. Вопрос 3. Технологии информационных хранилищ. Базы данных. Ключевым моментом любых информационных систем является наличие подсистемы хранения информации. Традиционным элементом хранения информации в большинстве типов информационных систем является база данных. Напомним, что база данных (БД) – это совокупность взаимосвязанных, хранящихся вместе сведений о различных сущностях одной предметной области (реальных объектах, процессах, явлениях или событиях), обеспечивающая наличие общих правил их обработки и использования с помощью одного или нескольких приложений, или пользователей. Проще говоря, БД – это массив систематизированной по определённым принципам информации (данных), хранящийся в памяти компьютера. Для работы с данными, хранящимися в БД, требуется специальная программа, называемая Система управления базами данных (СУБД). Примерами таких программ являются MS Access, MS FoxPro, MS SQL Server, Oracle, dBase, FoxBASE, InterBase/Firebird и др. Для решения различных задач используются различные модели баз данных. Процесс выбора базы данных, которая наиболее подходит для построения конкретного приложения, называется масштабированием. Рассмотрим некоторые модели баз данных. Автономные локальные базы данных хранят свои данные в локальной файловой системе на том компьютере, на котором они установлены, при этом, система управления и машина БД, осуществляющая доступ к ней, находится на том же самом компьютере. Сеть в данном случае не используется. К приложениям, использующим автономные БД, относятся приложения, обрабатывающие документацию небольшого подразделения, небольшого предприятия, бухгалтерские и юридические документы и т.п. Каждый пользователь такого приложения манипулирует своими собственными данными на своем компьютере и не имеет доступа к данным другого пользователя. Файл-серверные базы данных отличаются от автономных тем, что они могут быть доступны многим клиентам через сеть. Сама БД хранится на сетевом файл-сервере в единственном экземпляре. Для каждого клиента во время работы создается локальная копия данных, с которой он манипулирует. При этом возникают и решаются проблемы, связанные с возможным одновременным доступом нескольких пользователей к одной и той же информации. Одним из недостатков файл-серверных БД является непроизводительная загрузка сети. При каждом запросе клиента данные в его локальной копии полностью обновляются из БД на сервере. Даже если запрос относится всего к одной записи, обновляются все записи данных. Если записей в БД много, то даже при небольшом числе клиентов сеть будет загружена очень основательно, что серьезно скажется на скорости выполнения запросов. К приложениям, использующим файл-серверные БД, можно отнести приложения, обслуживающие крупные учреждения. В таких приложениях администраторы отдельных подразделений обращаются к общим данным и не создают свои локальные БД (при этом сохраняется конфиденциальность информации, и каждый администратор имеет доступ только к той информации, которая касается деятельности только его подразделения). Базы данных типа клиент-сервер. Для больших БД с множеством пользователей часто используются базы данных на платформе клиент-сервер. В этом случае доступ к БД для группы клиентов выполняется специальным компьютером – сервером. Клиент дает задание серверу выполнить те или иные операции поиска или обновления БД. Мощный сервер, ориентированный на операции с запросами клиентов, самым оптимальным способом выполняет такие запросы и сообщает клиенту результаты своей работы. Использование БД не дает желаемого результата автоматизации деятельности организации или их подразделений. Причина проста: реализованные функции хранения, обработки данных по запросу значительно отличаются от функций решения сложных задач, связанных с выбором и принятием решения, так как данные, собранные в базах, не адекватны информации, которая нужна лицам, принимающим решения. Решением данной проблемы стала реализация технологии информационных хранилищ (складов данных). Интеграция данных в базе подразумевает совместное использование данных для решения различных прикладных задач и устраняет дублирование данных. Согласованное использование данных требует централизованного управления, которое называется администрированием данных. Хранилища данных. Хранилища данных содержат информацию, собранную из нескольких оперативных БД. Хранилища, как правило, имеют емкости хранения на порядок больше оперативных баз, объемом от сотен гигабайт до нескольких терабайт. Как правило, хранилище данных поддерживается независимо от оперативных БД организации, поскольку требования к функциональности и производительности аналитических приложений отличаются от требований к транзакционным системам (то есть производящим текущую обработку информации и различные вычисления). Хранилища данных создаются специально для приложений поддержки принятия решений и предоставляют накопленные за определенное время, сводные и консолидированные данные, которые более приемлемы для анализа, чем детальные индивидуальные записи. Рабочая нагрузка состоит из нестандартных, сложных запросов, которые обращаются к миллионам записей и выполняют огромное количество операций сканирования, соединения и агрегирования. Время ответа на запрос в данном случае важнее, чем пропускная способность. Подобная организация работы повышает эффективность выполнения приложений за счет использования мощности сервера, разгружает сеть и обеспечивает хороший контроль целостности данных. В интеллектуальных информационных и экспертных системах для хранения информации используются также и базы знаний. Технологии информационного хранилища обеспечивают сбор данных из существующих внутренних баз предприятия и внешних источников, формирование, хранение и эксплуатацию информации. А также  Рис. 13. Схема двухуровневого хранилища данных Отличие реляционных БД, используемых в ЭИС, от информационного хранилища заключается в том, что реляционные БД содержат только оперативные данные организации. Информационное хранилище обеспечивает доступ как к внутренним данным организации, так и к внешним источникам данных доступных по Интернету. БД ориентирована на одну модель данных функциональной подсистемы ИС. Базы обеспечивают запросы оперативных данных организации. Информационные хранилища поддерживают большое число моделей данных, включая многомерные, что обеспечивает ретроспективные запросы (запросы за прошлые годы и десятилетия), запросы как к оперативным данным организации, так и к данным внешних источников. Предназначение склада данных – информационная поддержка принятия решений, а не оперативная обработка данных. Потому БД и склад данных не являются одинаковыми понятиями. Данные информационных хранилищ могут размещаться не только на сервере, но и на вторичных устройствах хранения (рис. 14).  Рис. 14. Размещение данных в информационном хранилище Таким образом, данные, погруженные в хранилище, организуясь в интегрированную целостную структуру, обладающую естественными внутренними связями, приобретают новые свойства. Они являются основой для построения аналитических систем и систем поддержки принятия решений. Именно поэтому технологии информационных хранилищ ориентированы на руководителей, ответственных за принятие решений. Наиболее распространен трехъярусный вариант хранилища, при котором: на нижнем уровне на компьютерах пользователя расположены приложения клиентов, обеспечивающие пользовательский интерфейс; на втором уровне расположен сервер приложений, обеспечивающий обмен данными между пользователями и распределенными БД; сервер приложений размещается в узле сети, доступном всем клиентам; на третьем уровне находится удаленный сервер БД, принимающий информацию от серверов приложений и управляющий ими. Такая организация баз данных наиболее сложная и гибкая. Трехуровневая архитектура информационного хранилища обеспечивает наличие витрин данных и информационных хранилищ (рис. 15). Витрины данных – небольшие хранилища с упрощенной архитектурой, предназначенные для хранения части данных информационного хранилища с целью снятия нагрузки с основного информационного хранилища. В основном витрины содержат ответы на конкретный ряд вопросов, например, данные АРМ сотрудников организации. Информация в разных витринах может дублироваться.  Рис. 15. Трехуровневая архитектура хранилища данных За счет использования витрин данных ускоряется обслуживание и увеличивается число пользователей по сравнению с двухуровневой архитектурой. Вопросы для самопроверки: 1. Что такое документооборот на предприятии? 2. Что такое электронный документооборот? 3. Какие технические средства обеспечивают электронный документооборот? 4. Какие программные средства обеспечивают электронный документооборот? 5. Перечислите известные программы электронного документооборота. 6. Что такое геоинформация? 7. Что такое геоинформационная технология? 8. Что такое геоинформационная система? 9. Из каких основных частей состоит геоинформационная система? 10. Что такое хранилище данных? Литература по теме: 1. Хлебников А.А. Информационные технологии. Учебник. М. Кнорус. 2014 г. – 472 с. 2. Геоинформационные системы, Журкин И.Г., Шайтура С.В., М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2009. 3. Самардак А.С. Геоинформационные системы: Учебное пособие. - Владивосток: ТИДОТ ДВГУ, 2005. Есть электронная версия книги http://window.edu.ru/resource/012/41012 4. Официальный сайт компании 1C http://www.1c.ru |