Классификаторы

Результатом выполнения приведенных в предыдущей главе действий является создание классификатора цифровой картографической информации, который представляет систематизированный иерархический перечень элементов банка данных и их свойств, а так же правила, согласно которым производится классификация. Классификатор в составе ГИС выполняет функции реестра информации, которая может содержаться в системе и кодировщика этой информации, которая необходима для компактного представления ее в памяти ЭВМ. Функция кодировщика состоит в том, что каждому виду данных системы присваивается уникальное кодовое слово (набор чисел и символов), при этом кодовое слово должно включать в себя информацию о принадлежности конкретного типа данных к определенной ступени классификации. Основные требования к классификаторам заключаются в следующем:

- правила классификации должны быть такими, что любой объект, принадлежащий системе, можно было бы однозначно отнести к определенной классификационной группе и только к ней.

- классификация должна быть универсальной, т.е. охватывать все объекты, которые попадают в систему или могут быть привнесены в нее в будущем.

- классификация должна быть гибкой, т.е. при создании новых классификационных групп не должна нарушаться логическая стройность всей системы.

- выбранный метод кодировки значений классификатора должен иметь достаточную информационную мощность.

Построение классификации является трудоемким делом и требует от специалиста занимающегося ею высокой квалификации и хорошего знания предметной области. Основной проблемой при построении классификации является то, что она может быть построена различными путями (по различным наборам признаков) и выбрать среди них наиболее рациональный достаточно сложно.

Пример

Рассмотрим применение основных принципов построения классификатора на примере банка данных, содержащего цифровые топографические карты различных масштабов и являющегося составной частью ГИС предназначенной для отображения на экране компьютера топографических карт в условных знаках и подписях, принятых для карт различных масштабов и поиска объектов по определенным семантическим характеристикам. Системным отношением в данном случае является принадлежность данного типа объектов к топографической карте определенного масштаба, а классификация осуществляется по иерархическому и тематическому признакам.

При переходе от более крупного масштаба к более мелкому, объекты, отображаемые на картах, подвергаются процессу генерализации. Суть генерализации состоит в том, что метрическая и семантическая информация, содержащаяся на картах обобщается: группы мелких объектов объединяются в один объект, контуры объектов сглаживаются, характеристики усредняются. Таким образом, имея в виду, что формируемая нами база данных должная быть интегрированной, мы приходим к выводу, что необходимо ввести иерархическую классификацию, отражающую процесс обобщения семантической информации во время генерализации.

Для решения вопроса о классификации по тематическому признаку примем во внимание следующее соображение. Средняя разрешающая способность лучших современных мониторов составляет около 1024 пикселей. Разрешение обычной топографической карты - около 0.05 мм. Отсюда мы видим, что для того, чтобы избежать совмещения объектов друг с другом на экране компьютера мы должны отобразить каждый кв. мм. карты на квадрате экрана размером 20 на 20 пикселей. Тогда на всем мониторе разместится квадрат исходной карты размером всего 50 на 50 мм. Средством для уменьшения плотности объектов и, следовательно, для увеличения пространства обзора, является временное скрытие объектов, которые не нужны для работы в данный момент. Логичнее всего такое скрытие проводить именно по тематическому признаку. Например, если мы решаем задачу о выборе наилучшей трассы для прокладки железной дороги, то мы можем отобразить на экране только данные о рельефе и населенных пунктах, которые должна соединять эта дорога. Таким образом, наличие тематического деления позволит быстро находить и отображать на экране нужные типы объектов и наоборот, скрывать ненужные в данный момент для работы типы объектов, тем самым улучшая читаемость карты.