Сутність проектування географічних інформаційних систем та модель розробки системи.

 

Перші географічні інформаційні системи почали створюватися в 60-х роках. Одні з них створювалися з метою експерименту в університетах, інші – як оперативні системи, подібно більшості ГІС, які створюються сьогодні. Але більшість з них не мали практичного успіху. Це обумовлювалося тим, що в одних випадках вони взагалі не працювали як аналітичний інструмент, а в других – давали помилковий результат, в третіх – просто не працювали.

Взагалі, такі системи не мали успіху тому, що вони були погано спроектовані, як програмні системи. Однак сьогодні ми маємо все більше прикладів успішно працюючих просторово-аналітичних засобів, які можуть і не бути чисто геоінформаційними системами, але виконують свої завдання ефективно і з витратою помірних засобів забезпечення. Більшість проблем, які сьогодні пов’язані з ГІС – мають нетехнічний характер.

Так, сьогодні сучасний рівень можливостей програмного забезпечення суттєво перевищує вимоги та потреби користувачів геоінформаційних систем. Головна проблема – невідповідність можливостей програмного забезпечення і потреб користувачів: в даних, в аналізі, в навчанні, в сприйнятті користувачами.

Нажаль, як свідчить світовий та вітчизняний досвід, проблемі розробки ГІС і сьогодні приділяється недостатня увага, тому необхідно розглянути процес проектування геоінформаційної системи, в основному, як варіант загальної розробки програмного забезпечення, що може бути дуже корисним в процесі створення ГІС. Розгляд цих питань розпочнемо з обґрунтування необхідності самого процесу проектування.

Необхідність проектування.

Проектування геоінформаційної системи не є гарантією успіху, недосягнення якого може бути наслідком впливу і інших причин. Але в більшості випадків воно дозволяє збільшити ймовірність успіху створення такої системи.

Так, помилки в програмах призводять до зависання комп’ютера і втрати даних. Вплив хоча б однієї помилки може бути суттєво підсилений великою кількістю наступних операцій над спотвореними даними і таке розповсюдження може продовжуватися тривалий час, поки не буде виявлена явна розбіжність результатів, що очікується, і того, що було отримано. Значення проектування геоінформаційних систем особливо велике, оскільки такі системи відносяться до найбільш складних програмних систем.

У випадку, якщо обчислювальна точність досягається, і дані вводяться без помилок, потрібно не забувати про наявність різних груп потенційних користувачів і специфіку задач, що ними вирішуються.

Тому важливою умовою подальшого використання геоінформаційних систем є участь потенційних користувачів в стадії проектування. Це стосується формулювання переліку завдань, які повинні вирішувати система, та визначення переліку даних, що повинні зберігатися в базі даних геоінформаційної системи.

Але мати організацію даних та програми, що відповідають задачам – це ще не все. Система повинна також відповідати профілю роботи організації та складу і рівню підготовки її персоналу. Як самі геоінформаційні системи розрізняються за тим, як вони це роблять, так і організації, які використовують ГІС, розрізняються за своєю діяльністю. Крім того, слід враховувати, що кожна організація унікальна і повинна розглядатися саме так для найкращої організації геоінформаційної системи, яка буде використовуватися для вирішення її завдань.

А тепер більш докладно розглянемо сутність зовнішніх та внутрішніх питань проектування геоінформаційних систем. Узагальнений процес проектування показано на рис. 8.1.

 

 

З рис. 8.1 ми бачимо, що процес проектування в цілому розподіляється на дві основні складові – системне проектування і проектування програмного забезпечення.

Проектування програмного забезпечення потребує досконалого значення структур даних, моделей даних і програмування.

Системне проектування розглядає взаємодію окремих людей, груп людей та комп’ютерів всередині організації. Цей аспект розширює визначення того, що

таке геоінформаційна система і підкреслює роль людини в процесі функціонування геоінформаційної системи. Це не тільки процес обчислення, а це також вплив впровадження системи на людей, на те як вони виконують власну роботу і як це, в свою чергу, впливає на функціонування самої організації.

Подібно тому, як комп’ютерні програми редагування даних (тексту) і довідкові системи бібліотек радикально змінили спосіб написання наукових статей, так і геоінформаційна системи фундаментально змінили роботу організацій, які спеціалізуються на аналізі просторових даних. Вплив нової технології потребує додаткового навчання персоналу, коштів на придбання програмного і апаратного забезпечення, а все це змінює потоки інформації всередині організації та, відповідно, змінює структуру самої організації. І сьогодні, коли з’явилося багато великих баз даних, ми повинні все більше приділяти уваги цілісності і якості даних, а доступ до даних багатьох користувачів підвищує актуальність заходів безпеки та контролю якості всередині організації.

Системне проектування розподіляється на дві взаємодіючі складові: технічне проектування і організаційне проектування, тобто відповідно внутрішні і зовнішні питання.

Внутрішні питання частіше всього відносяться до функцій геоінформаційної системи і баз даних: Чи буде система працювати так як потрібно? Чи можливо отримати відповіді на питання, які нас цікавлять? Є в нас дані у необхідному форматі? Є в нас спеціалісти, що можуть експлуатувати систему? Може система змінюватися при зміні наших потреб? Ось неповний перелік основних питань технічного проектування.

Організаційні питання включають наступні: Скільки потрібно коштів для фінансування тривалого функціонування системи? Скільки коштують вихідні дані? Чи потрібні нам прикладні програмісти для адаптації програмного забезпечення? Чи існує технічна підтримка розроблених програм виробниками? Яку відповідальність ми будемо нести за помилки в нашому аналізі за законом? Чи урахована мета, що знаходиться за межами закінчення аналізу ГІС, чи ні? Всі ці питання важливі для організаційного проектування.

Всі ці обидві сторони проектування геоінформаційних систем є невід’ємними одна від одної. І це потрібно завжди пам’ятати.

Розробка програмного забезпечення.

Розробка програмного забезпечення, як спеціальна дисципліна, з’явилася в інформатиці відносно недавно. Проблеми у створенні програм дуже часто аналогічні тим, що виникають під час створення геоінформаційної системи.

Метою розроблення ГІС є створення програм, що успішно вирішують, або допомагають вирішувати задачі, які раніше виконувалися вручну.

Перед початком процесу створення геоінформаційної системи, ми повинні зрозуміти потреби користувача, включаючи потреби в аналізі, навчанні, відповідності аналітичних методів, що застосовуються, загальним цілям організації. Перед початком написання програмного коду ми, як проектувальники геоінформаційної системи, повинні підготувати інформацію щодо структур даних і моделей та програм, що мають необхідні аналітичні можливості, та будові системи, яка найбільш відповідає цілям організації та вимогам з навчання персоналу, який буде працювати на геоінформаційній системі.