ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

С активным внедрением средств вычислительной техники в картографию были автоматизированы многие процессы обработки данных. Вместе с тем, до сих пор остается нерешенной проблема формализации операций картографической генерализации,-уменьшения детальности содержания карт при переходе к более мелкому масштабу или карте другого назначения. В данной статье рассмотрены методы наиболее сложно формализуемого вида генерализации - обобщения геометрических очертаний линейных элементов.

При разработке концептуальной схемы автоматизированной генерализации необходимо учесть, что генерализация - с одной стороны, субъективный процесс, поскольку зависит от навыков и знаний картографа, и при ручной генерализации, проведенной различными картографами, результат может отличаться. С другой стороны, генерализация по сути своей объективна, поскольку картографы при обобщении опираются на единые принципы геометрической точности и географического соответствия. Вследствие этого часть проводимых при генерализации операций должна выполняться автоматически, а часть - с непосредственным участием картографа. Таким образом, основной задачей при разработке концептуальной схемы является определение принципов взаимодействия между пользователем и ЭВМ, распределение обязанностей между ними.

Поскольку только картограф владеет информацией о генезисе каждого явления, может выделить наиболее характерные и значимые составляющие объектов, его участие в процессе генерализации необходимо. В силу этих обстоятельств в системе автоматизированной генерализации должен быть предусмотрен интерактивный режим, в котором пользователь-картограф мог бы определить принципы отбора и обобщения отдельных объектов. Вместе с этим, так как объем работ, необходимых для генерализации реальных карт, очень велик, надо сделать возможным использование экспертных знаний и других средств искусственного интеллекта для упрощения решения задачи. Выявление экспертных знаний о принципах и методах обобщения различных объектов в зависимости от их картометрических и семантических показателей необходимо проводить в процессе разработки и дообучения системы автоматизированной генерализации. Для выявления знаний следует использовать такие методы, как опрос картографов, извлечение информации из руководств по картосоставлению, анализ карт, генерализованных вручную, проведение экспертных опросов по оценке результатов автоматизированной генерализации. Полученные знания составляют основу базы данных экспертной системы.

С помощью экспертной системы по итогам анализа исходных объектов составляются пакеты процедур обобщения. Однако данных о состоянии исходного объекта еще недостаточно для проведения правильной генерализации. Полученный в результате классификации набор процедур и их параметров следует модифицировать в процессе выполнения этих процедур в зависимости от анализа получаемых на каждом этапе состояний (если решение не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к генерализации). Для этих целей рекомендуется разрабатывать систему формирования решений (СФР), управляющую подбором алгоритмов на основе причинно-следственных связей между значениями параметров процедур и получаемых результатов.

В основе СФР лежит человеко-машинная процедура, представляющая собой процесс взаимодействия картографа (пользователя) и ЭВМ, в ходе которого пользователь проясняет характерные черты задачи, выявляет и уточняет свои предпочтения и сообщает дополнительную информацию, благодаря которой ЭВМ вырабатывает все более совершенные решения. Процесс заканчивается, когда ЭВМ выдает приемлемое для пользователя решение и при этом пользователь убеждается в нецелесообразности дальнейших попыток получить лучшее решение в данной ситуации.

При обобщении линейных элементов картограф должен изначально указать степень генерализации, определяемую масштабом и назначением создаваемой карты, принципы поведения системы в характерных ситуациях, а также ограничения, накладываемые на процедуры обобщения. Если полученное системой решение не удовлетворяет требованиям пользователя, ему следует добавить или удалить некоторые ограничения, а возможно, и изменить правила генерализации. С другой стороны, если решение близко к приемлемому, картограф может подкорректировать его вручную, изменяя либо параметры предложенных ЭВМ алгоритмов, либо вид полученной векторной кривой. Таким образом, процесс генерализации может состоять из нескольких циклов, включающих в себя фазу определения предпочтений, выполняемую картографом, и фазу поиска решения, выполняемую ЭВМ.

На основе предлагаемых технологий был разработан экспериментальный вариант генерализатора линейных объектов гидрографии как элемента ГИС или АРМ картографа. Исследования, проведенные с помощью данной программы, показали, что без использования средств искусственного интеллекта в настоящее время трудно рассчитывать на создание полномасштабной системы автоматизированной генерализации.