УДК 510.66; 681.3.068

Структура и способы реализации систем поддержки принятия решений по оптимальному развитию экологических комплексов

Саечников В.А., Мирончик В.М.
 Белорусский государственный университет, г. Минск Беларусь

Современные серверы баз данных, поддерживающие язык запросов SQL, способны быстро и качественно произвести любые операции над данными, хранящимися в базе, и выдать результат в наиболее удобной для анализа и использования форме. Это позволяет создавать высокоэффективные системы поддержки принятия решений на базе персональных компьютеров. Подобные системы при низкой совокупной стоимости позволяют оперативно, в реальном режиме времени, обрабатывать любую поступающую информацию, устанавливать необходимые связи между данными и выводить результат в наиболее удобной для пользователя графической форме.

Процесс создания системы поддержки принятия решений можно разбить на следующие основные этапы:

Отметим некоторые, наиболее существенные аспекты указанных этапов разработки системы поддержки принятия решений для экологического комплекса природоохранного назначения.

Персональные компьютеры (IBM-совместимые) являются на сегодняшний день наиболее приемлимым выбором по характеристике цена/производительность. Данный тип компьютеров имеется практически в любой организации, что открывает широкие возможности по установке системы для любого пользователя. Кроме того, для данной аппаратной платформы существует большое количество средств разаработки приложений и готовых геоинформационных систем, допускающих адаптацию посредством встроенных макроязыков практически под любую задачу. Для сложных математических рассчетов, обработки баз данных и визуализации необходим процессор не ниже Pentium II 233, объем памяти не менее 64К (оптимально 128К), специальная видеокарта и монитор с диагональю не менее 17 дюймов для работы с цифровой картой района затопления. Наиболее распространенными операционнными системами, удобными с точки зрения быстрой разработки, сопровождения и использования программ, являются операционные системы корпорации Microsoft. Среди них Microsoft Windows NT 4.0 зарекомендовала себя как мощная и надежная система, сочетающая удобный пользовательский интерфейс, функциональность и стабильность профессиональной системы.

Существуют два подхода к разработке геоинформационных систем, каждый из которых имеет как достоинства, так и недостатки, и их применение зависит как от конкретной задачи, так и от целей и возможностей разработчика.

Непосредственно разработка приложения, выполняющего необходимую работу. Данный подход имеет ряд достоинств, основными из которых являются возможность неограниченного распространения (по усмотрению разработчика), быстрота и компактность программы, защита системы от несанкционированного изменения, наличие исходных текстов системы, широкие возможности организации и адаптации интерфейса системы. Недостатки – трудоемкость разработки, достаточно большое время создания системы, возможная несовместимость с самыми распространенными форматами цифровых данных. Для разработки собственных приложений под Windows существует множество средств, наиболее известными из которых являются Delphi корпорации Inprise и Visual C++ производства Microsoft. Delphi предпочтительно использовать в случае, если нужна скорость и удобство разработки, в то время как Visual С++ позволяет создавать компактные и мощные программные системы, но с существенным ростом затрат времени и труда.

Адаптация существующей системы, разработанной сторонним производителем, для решения поставленной задачи. Данный способ наименее трудоемок, поскольку исходная система уже изначально обладает рядом инструментов, которые необходимы в нашей системе. Необходимо просто адаптировать данную систему (обычно с помощью встроенного макроязыка) под свои нужды. Но данный способ предполагает наличие значительных материальных средств на закупку исходной системы. Кроме того, подобные системы в силу своей универсальности обычно достаточно громоздки, медленны в работе и имеют достаточно ограниченные возможности в настройке интерфейса. Наиболее распространенной из подобных систем для PC-платформы являются ArcInfo и ArcView корпорации ESRI. Данные системы содержат встроенный объектно-ориентированный язык Avenue, позволяющий быстро создавать полнофункциональные специализированные ГИС системы. Кроме того он поддерживает вызов внешних модулей и протоколов WINDOWS (библиотеки DLL, протоколов DDE и т.п.), позволяет связываться с внешними базами данных, используя драйвера ODBC и SQL-запросы. Поэтому, в частности, при разработке ядра геоинформационной системы ГНП «Беловежская пуща» были использованы вышеназванные программные средства.

Поскольку основным элементом любой системы принятия решений является наличие достаточно полных, многопрофильных тематических баз данных, обеспеченных источниками, каналами и средствами актуализации информации, особое внимание необходимо уделить единым стандартам и форматам подготовки данных для сохранения, обработки и использования их в составе реляционной базы данных. Современные базы данных предоставляют самые широкие возможности сбора и передачи информации, начиная с материалов в твердых копиях и кончая сетевыми технологиями и Интернетом. В зависимости от возможностей заказчиков системы и поставщиков информации необходимо в каждом конкретном случае максимальным образом использовать наиболее дешевые методы сбора и передачи информации. При разработке распределенной базы данных необходимо в первую очередь учитывать, что в нашей республике накоплен большой объем самой разносторонней информации по различным экологическим системам. Однако значительная часть ее находится в виде, мало подходящем для использования современными компьютерными системами и требуют существенной предварительной обработки.

На этапе разработки программного продукта количество затраченного времени зависит от выбранной для разработки системы и постановки задачи, а также наличия необходимого опыта. Для ускорения процесса необходимым элементом является кооперация специалистов из различных организаций, специализирующихся в данном вопросе. В частности система поддержки принятия решений для предсказания катастрофических наводнений и оценки ущерба для поймы реки Припять создавалась усилиями 6 организаций около года на языке Avenue ГИС ArcView.

Наиболее ответственным и сложным, а в ряде случаев, и дорогостоящим этапом разработки является проверка адекватности результатов работы системы в целом и отдельных ее модулей. Этот этап настолько привязан к конкретным задачам системы, что дать какие-либо общие рекомендации не представляется возможным.

В заключении хотелось бы перечислить некоторые информационные системы экологических комплексов, разработанные и разрабатываемые в Центре ГИС технологий Белгосуниверситета. Более подробную информацию о разработках можно будет получить из секционных докладов.

1. Система контроля паводковой ситуации в пойме реки Припять, позволяющая прогнозировать уровень паводка, рассчитывать предполагаемый экономический ущерб и соответственно планировать оперативные противопаводковые мероприятия. Данный район является достаточно сложным с точки зрения прогноза гидрологической обстановки, вследствие интенсивных мелиоративных работ, проведенных за последние 30 лет. Поэтому используются статистические данные за 60-летний период. Оперативные данные поступают по телекоммуникационным каналам из гидрологической службы Госкомгидромета.

2. Система контроля техногенных чрезвычайных ситуаций, сопровождаемых радиоактивным и химическим загрязнением окружающей среды. Система работает по данным государственной службы радиоэкологического мониторинга и использует локальные базы данных промышленных предприятий с опасными технологиями. Для прогноза динамики загрязнения используется ряд аналитических и численных методов, разработанных в различных организациях.

Обе системы интегрированы в комплекс поддержки принятия решений по предотвращению и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Государственные испытания гидрологического модуля системы в период паводка на реке Припять (площадь порядка 2000 км2) весной 1999 года в Житковичском районе показали, в частности, что отклонения расчетной зоны затопления от реальной не превышают 3% от площади затопления.

3. Информационные экспертные системы для оптимального управления и развития национальных парков и охраняемых территорий Республики Беларусь, специализированные по типу (лесные угодья, озера, поймы крупных рек), включая коммерческое использование. Они требуют обширные многопрофильные распределенные базы данных, развитые телекоммуникационные средства и ГИС – основу.

Таким образом, на базе современных персональных компьютеров возможно создание быстродействующей, дешевой и достаточно точной системы поддержки принятия решений для предсказания катастрофических наводнений и оценки ущерба от них и это необходимо учитывать при разработке подобных программных продуктов.

Опубликовано на стр. 431-434.

Оглавление