РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ БУДОВИ АВТОМАТИЗОВАНОЇ
КАРТОГРАФІЧНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ СТВОРЕННЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО БАНКУ ТОПОГРАФІЧНИХ ДАНИХ ТА ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ВИРОБНИЦТВА І ЙОГО ФУНКЦІОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО УПРАВЛІННЯ
2.1.Обгрунтування математичної моделі автоматизованої картографічної системи створення Центрального банку топографічних даних і їх використання.
При побудові автоматизованої системи виникає достатня кількість проблем, що пов'язані з обробкою, оновленням, зберіганням і передачею інформації, особливо при роботі з нею в реальному часі. Тому для розробки автоматизованої картографічної системи відпрацьована математична модель на прикладі якої розглянуто найбільш складний функціональний модуль створення топографічних цифрових карт як абстрактну інформаційну систему, що призначається для обробки первинного носія технічної інформації [56].
На цій підставі функціональна схема модуля створення цифрових карт в загальному вигляді прийнята як розвинута самостійна інформаційна система, що складається з підсистем (Рис.2.1).
З приведеної функціональної схеми перша підсистема призначена для сприйняття зміни а параметрів первинного носія технічної інформації при обробці вихідних матеріалів в технології створення топографічних цифрових карт.
Наступна підсистема, сприймаючи повідомлення а, формує первинну інформацію b у вигляді просторових координат об'єкта та його характеристик.
Рис.2.1 Функціональна схема модуля створення цифрових карт
в автоматизованій картографічній інформаційній системі
A - підсистема збору первинних геопросторових повідомлень;
B - підсистема формування первинних геопросторових повідомлень;
C - підсистема перетворення повідомлень у внутрішній формат;
D - підсистема обробки повідомлень;
E - підсистема зберігання і передачі повідомлень.
Основними носіями для формування первинної інформації b є результати польових топографічних робіт, картографічні матеріали, матеріали дистанційного зондування Землі, а також їх семантичний опис, які, як правило, подаються в цифровому, дискретно-аналоговому і аналоговому видах.
Підсистема С забезпечує перетворення первинної інформації b у вигляд с внутрішнього спеціалізованого формату обробки.
На наступному етапі підсистема D дозволяє після обробки інформації с сформувати узагальнену інформацію d, що забезпечує відображення графічних елементів та їх семантику.
Що стосується підсистеми Е - вона забезпечує формування інформації е, яка забезпечує потребу користувача.
Разом з тим необхідно врахувати, що при визначенні повідомлення а та наступних етапів перетворень накопичується певна помилка е' необхідної користувачу інформації е. Основним джерелом, що обумовлює помилки в автоматизованій інформаційній системі є обмеження ємності пристрою пам'яті базового обчислювального комплексу і пропускної здатності каналів зв'язку периферійних модулів та локальної обчислювальної мережі, а також дія інших випадкових і постійних факторів до яких можна віднести такі як недосконалість обладнання і технологій обробки, помилки виконавців та інше.
В інформаційній системі інформацію, що проходить модульний шлях обробки для її аналізу найбільш доцільно поділити на наступні групи: первинна в; оброблена с; сформована для зберігання d та підготовлена для використання користувачем е. Такий поділ дозволяє розглянути окремо отриману і опрацьовану інформацію, а кожне її переформування підсистемою дозволяє описати функціональним оператором, який буде мати наступний вигляд: b = Ра; с = Кв; d = Lc; e = Md. При цьому Р - оператор первинного переформування картографічних параметрів; К - оператор подання; L - оператор обробки; М - оператор підготовки до видачі інформації.
Інформація видачі е і її оцінка е', які отримує користувач, в окремому випадку може співпадати з первинною інформацією b тобто е = b. Але в загальному випадку е відмінне від b тому, що формується шляхом переформування які вносять свої помилки і в загальному вигляді отриману інформацію можна записати функціоналом F
е = Fb = K . L . M . b
Функціональний оператор F визначає основну задачу по переформуванню інформації в системі і по суті є її математичною моделлю при обробці інформації, яка не має помилок.
За аналізом сучасні інформаційні системи в цілому, а також їх підсистеми мають модуль управління. Основна ціль управління полягає в зміні умов функціонування системи або окремої підсистеми, що дозволяє змінити вид перетворення інформації, зменшити вплив помилок, змінити форму надання оцінки інформації і т.д. Таким чином дія управління за своєю сутністю змінює внутрішній стан системи, яку можна записати наступним функціоналом:
yt1 =?(a, y, t)
де у - стан системи в момент часу t і t1; ? - оператор зміни стану системи; t - час.
На цій підставі загальний вигляд математичної моделі системи можна подати в наступному вигляді:
e = G (a, y); y = ? (a, y, t).
Основне завдання картографічної системи повинно полягати в визначенні та наданні користувачу оцінки геопросторової інформації е', що дозволить врахувати точність отриманої картографічної інформації при розв'язанні прикладних задач. В свою чергу це надає можливість відпрацювати вимоги до оцінки та надійності функціонування системи.
Для відпрацювання обґрунтування вимог на підставі показників надійності обробки картографічної інформації або помилок їх обробки p(r) [118] доцільно ввести показник вірності оцінки інформації. Він буде характеризувати відмінність оцінки від інформації, що не має помилок. Вибір виду показника вірності буде залежати від задач, що вирішує система. Тому, розглядаючи наведену систему, можна констатувати, що інформація b, c, d, е - є реалізацією випадкових величин B', C', D', E'. Цей висновок робимо на підставі того, що дія повідомлення а об'єкта місцевості який розпізн