WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Второе объединение – это объединение в группу, соответствующую элементу более высокого иерархического уровня. Иными словами, в математической модели информационной системы, построенной на иерархическом принципе, каждому элементу более высокого уровня соответствует группа элементов текущего уровня. Подобные группы и являются независимыми обобщенными координатами векторов. В каждой такой группе число элементов
будет, где i – номер группы в векторе. i – натуральное число от 1 до, а – число групп в векторе.

Число элементов в векторе определяется по формуле:

. (1)

Необходимо отметить, что:

N1 = L1 = 1. (2)

А число групп обобщенного вектора равно числу элементов вектора, т.е.:

Nm+1 = Lm. (3)

Число элементов во всей математической модели БД определяется следующим образом:

. (4)

Каждый элемент математической модели определяется тремя индексами am,i,k,

где k – номер элемента в группе i, и 1 k lm,i.

В представленной математической модели легко осуществить поиск необходимой информации в иерархической структуре путем вычисления сквозных номеров интересующих нас элементов по соответственным формулам.

Найдем (в соответствии с иерархической структурой математической модели БД) для am,i,k соответствующую группу элементов иерархического уровня m+1. Введем дополнительный индекс j. Сквозной номер am,i,k в определяется по формуле:

(5)

или

(6)

Аналогично искомый номер в будет равен Lm,i,k, обозначим его i1, т.е.

i1 = Lm,i,k, (7)

тогда соответствующие элементы будут:

am+1, i1, k, где 1 k lm+1,i1. (8)

Сквозной номер am+1, i1, k будет:

(9)

или

На основе представленной математической модели строятся алгоритмы информационной системы для работы с иерархией объектов базы геоданных.

Проводятся исследования для определения наиболее эффективного способа хранения иерархических данных в базах данных. Самый простой метод моделирования структуры подразумевает простой рекурсивный проход по дереву и получение информации о всех структурах. Модификация простого метода заключается в нагрузке рекурсивной таблицы дополнительными данными. Эти данные содержат полезную дополнительную информацию, такую как путь от самого верха до раздела, вложенность раздела, количество дочерних элементов, самый верхний уровень, и все, что может показаться нужным при разработке программы.

Рассмотренный иерархический каталог метаданных системы представляет основную конструкцию системы, через которую производятся манипуляции с данными. Иерархический каталог связан с хранением данных и доступом к ним. В качестве основы иерархического каталога может существовать естественная иерархия документов. Для геоданных эта иерархия может выстраиваться по масштабу, а также по охвату территорий. Иерархический каталог представляет собой описание метаданных информации, которой располагает система распределенных источников данных. Метаданные содержат помимо основных свойств информации еще и ряд дополнительных параметров. Структура метаданных базы геоданных информационно-телекоммуникационной системы представлена в таблице 1.2.

Использование метаданных для описания элементов системы позволяет представить информацию в наиболее удобном виде, при этом появляется возможность представить данные таким образом, что можно осуществить связь между ними и иерархическим каталогом.

Следует отметить, что характеристики объектов могут быть расположены в отдельных таблицах базы геоданных, что позволит использовать словари значений атрибутов. Модель БД представлена на рис. 1.1.

Таблица 1.2.

Структура метаданных системы

Наименование параметра

Описание

Ключ объекта

Уникальный ключ источника данных

Наименование объекта геоданных

Текстовое название объекта

Описание объекта геоданных

Текстовое описание источника данных, используется для дополнительного краткого описания объекта

Путь до источника геоданных

Путь в сети до источника данных

Характеристики геоданных

Характеристики данных, которые описывают информацию, предоставляемую источником данных. Их может быть неограниченное множество.

Рис. 1.1. Структура таблиц каталога метаданных.

Далее описываются методы преобразования моделей геопространственных и атрибутивных данных. В удаленных источниках данных геоданные хранятся в различном виде. Для работы необходимо использовать дополнительное преобразование между объектными моделями, в которых представлены данные, и существующими объектными моделями веб-документов.

Рис. 1.2. Функциональная схема преобразования данных.

В функциональной схеме, представленной на рис. 1.2, отмечен блок процесса обработки и преобразования данных. Этот функциональный блок содержит алгоритмы преобразования данных – методы трансляции данных из объектной модели источника к объектной модели документа (DOM).

Объектная модель источника при помощи программных интерфейсов приводится в соответствии с Объектной моделью документов. В качестве примера можно привести обработку объектов при помощи дополнительных программных средств уже на стороне пользователя (например, DHTML, динамичный язык разметки документов) на последнем этапе.

Преобразования данных системы производятся с помощью алгоритмов приведения соответствий моделей данных. Исходная модель данных преобразуется в один из возможных вариантов модели данных Интернет страницы (HTML, DHTML, XML, GML). В качестве конечной используется Объектная модель документа (DOM) и ее расширения, например, расширения для обработки векторной графики, как было сказано выше.

Преобразование данных проводится в соответствии с установленными соответствиями объектов исходной объектной модели и Объектной модели документа, которая является конечной для преобразования.

Преобразование атрибутивной информации в ряде случаев может вообще не потребоваться (рис. 1.3), поскольку информация, представленная в качестве атрибутивной, в большинстве случаев хранится в реляционных таблицах базы данных, к которым можно подключиться напрямую. Такой подход также возможен, поскольку на протяжении всех преобразований данных сохраняется ссылка на первоначальные ключи, которые могут определить информационный объект и после его преобразования.

Таким образом, получаем как бы «сквозную» схему движения информации через блок преобразования, который в данном случае затрагивает только транслирование данных из удаленных источников в запрашиваемый документ.

Рис. 1.3. Преобразование атрибутивных данных.

ГЛАВА 3. Разработка структуры базы геоданных и архитектуры распределенной информационно-телекоммуникационной системы. В этой главе рассматривается метод разработки структуры базы геоданных информационно-телекоммуникационных систем. В начале главы приводится список основных задач информационно-телекоммуникационной системы, обслуживающей исследуемую структуру базы геоданных (рис. 1.4):

1. Интеграция в единой структуре базы геоданных средств хранения, обновления и обработки картографических ресурсов на основе данных, имеющихся в удаленных источниках информации;

2. Разработка геоинформационной системы, позволяющей обеспечить оперативными картографическими информационными ресурсами заинтересованных лиц и учреждений.

Рис. 1.4. Функциональные задачи системы.

Представленная на рис. 1.5. общая функциональная схема системы позволяет определить место каждого элемента.

Рис. 1.5. Схема системы.

Система на основе принципов и методов организации исследуемой структуры базы геоданных позволяет организовать совместную работу пользователей с данными, снабжена средствами поиска и категоризации информации. Одним из основных требований к системе является обеспечение надежного взаимодействия распределенных информационных ресурсов и доступа к ним пользователей, т.е. непосредственного функционирования базы геоданных.

Далее приводится модель исследуемой структуры базы геоданных информационно-телекоммуникационной системы.

Рис. 1.6. Структура базы геоданных распределенной информационно-телекоммуникационной системы

Структура (рис. 1.6) представляет собой связь двух основных элементов системы для отображения и доступа к геопространственным и атрибутивным данным. Основными компонентами являются каталог метаданных системы, а также таблицы сервера хранения запросов системы. Кроме этого, в базе геоданных существует ряд дополнительных таблиц: таблицы для хранения данных объектных моделей для преобразования данных и таблицы, которые определяют связи для таблиц преобразования данных.

Рассматривается архитектура обслуживающей информационно-телекоммуникационной системы (рис.1.7) и подробно описывается каждый элемент. Сервер службы данных – приложение, обеспечивающее доступ к источникам данных и выполнение запросов клиента на предоставления выбранных им данных. Каталог метаданных системы – обеспечивает регламентированный многопользовательский доступ к данным удаленных источников. Менеджер каталога метаданных – клиент-серверное приложение, предназначенное для организации и администрирования каталога данных. Документатор – клиент-серверное приложение, предназначенное для документирования процедуры формирования запрашиваемых геоданных из источника данных.

Рис. 1.7. Архитектура системы

Приведенные в диссертации алгоритмы работы системы описывают принципы работы программной составляющей системы. В работе представлены алгоритмы добавления данных в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режиме, алгоритм работы с каталогом, алгоритм представления данных. Приведем алгоритм добавления нового объекта в полуавтоматическом режиме (рис. 1.8.). Документатор получает информацию от пользователя только об адресе объекта, а также об имени пользователя и пароли доступа к объекту. Затем в автоматическом режиме Документатор подключается к объекту и самостоятельно заполняет все необходимые данные для каталога метаданных.

Рис. 1.8. Алгоритм полуавтоматического добавления данных.

В схеме эксплуатации структуры базы геоданных помимо самой геоинформационной системы существует еще два модуля – модуль Потребителя и модуль Подготовки данных (рис. 1.9).

Модуль Потребителя объединяет непосредственных пользователей системы, которые получают информацию для анализа и обработки. Модуль Подготовки данных выполняет функции подготовки ГИС проектов по требованию потребителей. При подготовке информации выполняется ряд типовых функциональных задач данного модуля: преобразование (если это не выполняется автоматически) формата представления отдельных слоев, координатные преобразования к единой проекционной системе, операции с атрибутивными данными, мультимедийное оформление проекта. При этом, поскольку сохраняется связь с базами данных ГИС портала, возможно наличие ссылок на уже имеющиеся в системе данные.

Рис. 1.9. Функциональная схема эксплуатации базы геоданных.

ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований информационно-телекоммуникационной системы на основе разработанной структуры базы геоданных. В этой главе представлены результаты экспериментальных исследований компонентов структуры базы геоданных. В качестве экспериментальной модели системы был выбран проект создания информационного портала для Морской Коллегии РФ. На основе экспериментальной модели базы геоданных были проведены ряд тестов производительности базы геоданных – тесты на производительность работы базы геоданных в обслуживающей системе и тесты на удобство пользования. Был составлен список для древовидного классификатора, исходя из организационной структуры портала. На основе этого списка проводилась классификация источников данных и самих данных системы.

Рис. 1.10. Скорости каналов связи.

Проведенный тест на производительность показал, что средняя скорость обмена трафиком между источниками и центральным сервером составляла 5,5 Мбит/сек (рис. 1.10.). Полуавтоматический алгоритм ввода данных произвел работу по добавлению 21 источника информации в течении 140 секунд. В дальнейшем проводился тест удобства использования системы. Для определения этого «не четкого» параметра была набрана группа из 15 человек, ранее работавших в различных информационных системах и ГИС. Оценка велась по пятибалльной шкале. Оценка в среднем составляла 4.6 балла, максимальное отклонение – 1.1 балл, минимальное отклонение – 0.1 балл, дисперсия – 0.20. По таким показателям как удобство просмотра данных и выполнение поиска информации средний балл составил 4.9. Проведенный тест определения скорости доступа к данным посредством преобразования модели данных системой показал, что скорость канала с источником составляет 2.5 Мбит/с, время соединения с источником составило 25 секунд. Пользователь начал получать преобразованные данные системы уже через 30 секунд после начала эксперимента, таким образом, время преобразования моделей составило 5 секунд. В ходе теста нагрузка на процессор сервера системы составляла в среднем не более 14%, и в пиковые моменты до 49% (рис. 1.11.).

Рис. 1.11. Загрузка процессора.

В заключении диссертации приведены итоги проведенной работы, представлены результаты исследования и направления дальнейшей работы.

Заключение

В ходе проведенных исследований решена основная задача диссертации – исследована и разработана структура баз геоданных информационно-телекоммуникационных систем, а также применена на практике методика проектирования базы геоданных, предназначенной для консолидированного хранения распределенных геоданных. В работе выполнен анализ существующих информационно-телекоммуникационных систем, использующих базы геоданных, определена классификация их основных типов, а также пути повышения их качества на основе анализа известных исследований и практики использования.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»