СИСТЕМА ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ

Полезная модель относится к области информатики и может быть использована в геоинформационных базах данных систем различного назначения.
Известны специализированные базы данных для информационного обеспечения различных сфер деятельности человека с возможностью их привязки к карте и представления в географических координатах - геоинформационные системы (ГИС) [1].
ГИС применяются в гидрологии и океанологии [1], геологии [2, 3], гидроакустике [4, 5], экологии [6, 7], при обеспечении поставок товаров и оказании услуг и т.д.
Известна система геоинформационной базы данных, содержащая пользовательский терминал, в состав которого входят блок ввода информации и блок индикации, также содержащая блок обработки информации, блок адресной информации, блок справочных данных, блок географической информации, блок управления, вход которого соединен с первым выходом блока ввода информации, а первый выход с первыми входами блока адресной информации, блока справочных данных и блока географической информации [8].
Недостатками известной системы базы данных являются:
- отсутствие контроля вводимой информации;
- отсутствие сопоставления введенной адресной, справочной и географической информации с информацией, занесенной в базу данных ранее, которые могут не совпадать, а в ряде случаев и противоречить друг другу.
Известна система базы данных, содержащая пользовательский терминал, в состав которого входят блок ввода информации и блок индикации, также содержащая блок обработки информации, блок адресной информации, блок справочных данных, блок географической информации, блок управления, вход которого соединен с первым выходом блока ввода информации, а первый выход с первым входом блока адресной информации, блока справочных данных и блока географической информации, а также содержащая блок контроля вводимой информации, вход которого соединен со вторым выходом блока ввода информации, первый выход соединен со входом блока обработки информации, второй выход с первым входом блока индикации, и блок составления информации, первый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, второй вход - с выходом блока обработки информации, третий вход - с выходами блока адресной информации, блока справочных данных, блока географической информации, а первый выход - со вторым входом блока индикации, второй, третий и четвертый выходы - со вторыми входами блока адресной информации, блока справочных данных, блока географической информации [9].
Известная система базы данных наиболее близка к предлагаемой по технической сущности и вследствие этого принята за прототип.
Недостатком известной системы является отсутствие возможности у оператора осуществлять прогноз дальнейшего развития событий. Последнее особенно важно при обеспечении поставок товаров и оказания услуг, проведении экологического мониторинга, проведении геологоразведочных и геофизических исследований.
Техническим результатом предложенной полезной модели является обеспечение оператора ГИС возможностью на основании вводимой информации и информации, занесенной в базу данных ранее, прогнозировать дальнейшее поведение контролируемых систем.
Для достижения указанного технического результата в известную систему базы данных, содержащую пользовательский терминал, в состав которого входят блок ввода информации и блок индикации, также содержащую блок обработки информации, блок адресной информации, блок справочных данных, блок географической информации, блок управления, вход которого соединен с первым выходом блока ввода информации, а первый выход с первыми входами блока адресной информации, блока справочных данных и блока географической информации, а также содержащую блок контроля вводимой информации, вход которого соединен со вторым выходом блока ввода информации, первый выход соединен со входом блока обработки информации, второй выход с первым входом блока индикации, и блок сопоставления информации, первый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, второй вход - с выходом блока обработки информации, третий вход - с выходами блока адресной информации, блока справочных данных, блока географической информации, а первый выход - со вторым входом блока индикации, второй, третий и четвертый выходы - со вторыми входами блока адресной информации, блока справочных данных, блока географической информации, введены новые признаки, а именно: блок прогнозирования, первый вход которого соединен с третьим выходом блока управления; второй вход соединен с пятым выходом блока сопоставления информации; первый выход блока прогнозирования соединен с третьим входом блока индикации, второй его выход соединен с третьим входом блока справочной информации.
Наилучшие результаты достигаются в случае, если блок прогнозирования содержит последовательно соединенные модуль построения тренда событий, модуль анализа и выбора, модуль поведения тренда (продолжение - разворот), модуль вычисления и прогнозирования.
Сущность полезной модели поясняется Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4, на которых приведены соответственно блок-схема предлагаемого устройства (фиг.1) и блок-схема блока прогнозирования (фиг.2), а также пример построения тренда событий (фиг.3) и прогноза развития ситуаций (фиг.4).
Система базы данных содержит пользовательский терминал 1, в состав которого входят блок 2 ввода информации и блок 3 индикации, а также содержит блок 4 контроля вводимой информации, блок 5 управления, блок 6 обработки информации, блок 7 адресной информации, блок 8 справочных данных, блок 9 географической информации, блок 10 сопоставления информации и блок 11 прогнозирования. (Фиг.1).
Блок 2 ввода информации предназначен для введения в систему информации от внешних по отношению к ней источников.
Блок 3 индикации обеспечивает прием и отображение на типовом дисплее данных от блока ввода информации и блока сопоставления информации.
Блок 4 контроля вводимой информации предназначен для контроля - в том числе и визуального при помощи блока 3 индикации - вводимой информации.
Блок 5 управления обеспечивает обмен информацией, ее чтение и запись.
Блок 6 обработки информации осуществляет первичную обработку информации и приведение ее к принятому в системе виду, удобному для анализа.
Блок 7 адресной информации предназначен для записи адресной информации, а именно наименования измеряемых параметров для гидрологии, гидроакустики, экологии, название, адрес поставщиков для обеспечения поставок товаров или оказания услуг и т.д.
Блок 8 справочных данных предназначен для записи и хранения результатов измерения параметров (гидрология, гидроакустика, экология), текущего перечня поставляемых товаров или оказываемых услуг и т.д.
Блок 9 географической информации предназначен для записи и хранения информации о географических координатах точек, в которых проводились измерения (гидрология, гидроакустика, экология), бурение (морская геология) или размещение фирм-поставщиков товаров или услуг.
Блок 10 сопоставления информации обеспечивает сопоставление по выбору оператора вводимой информации и информации, полученной ранее.
Блок 11 прогнозирования, содержащий последовательно соединенные модуль 12 построения тренда событий, модуль 13 анализа и выбора модели поведения тренда (продолжение - разворот), модуль 14 вычисления и прогнозирования (Фиг.2), обеспечивает по запросу оператора прогноз дальнейшего развития событий.
Системы базы данных ГИС функционирует следующим образом. При вводе информации в систему при помощи блока 2 ввода информации пользовательского терминала 1 осуществляется ее контроль при помощи блока 4 контроля вводимой информации и индикация при помощи блока 3 индикации.
В блоке 6 введенная информация приводится к принятому в системе виду, удобному для анализа, при этом блок 5 управления обеспечивает обмен информацией между блоками и ее чтение.
Далее информация заносится в блок 10 сопоставления информации, в который при помощи блока 5 по выбору оператора вводится также информация, занесенная ранее в блоки 7, 8 и 9, например, последняя занесенная, или соответствующая определенному числу. Сопоставление информации производится и выводится на блок 3 индикации пользовательского терминала 1.
По результатам контроля вводимой информации и сопоставления ее с ранее записанной оператор системы делает вывод о ее достоверности и достаточности, необходимости ее введения в блоки 7, 8, 9, а также о целесообразности сохранения введенной в эти блоки ранее информации, либо о необходимости ее уничтожения.
По запросу оператора в блоке 11 прогнозирования происходят расчетные действия по прогнозу дальнейшего развития событий, которые выводятся на блок 3 индикации.
Работа блока 11 основана на применении модели технического анализа [11], в частности, например, так, как это применено в работе [12] при повышении точности прогноза степени загрязнения воздуха в системе экологического мониторинга.
Модели технического анализа представляют собой фигуры, построенные на графиках, и позволяющие определить, будет ли тренд - направление изменения значений на графике продолжаться или «развернется»
Графические модели делятся на модели разворота и модели продолжения. Фигура продолжения показывает, что основная тенденция измеряемого параметра не будет отменена, т.е. через некоторое время параметр вернется к основной позиции. Фигура разворота возникает, когда на графике происходят радикальные изменения, которые приведут к смене тенденции, т.е. смене тренда. Типовая структура изменения измеряемого параметра от времени (ломанная 15) и тренда событий (прямая 16), полученная при помощи модуля 12 построения тренда событий (Фиг.2), приведена на Фиг.3, где А - начало фигуры; В, С, D, Е -характерные (разворотные) точки, Н - высота фигуры.
В модуле 13 анализа и выбора модели поведения тренда (продолжение - разворот) (Фиг.2) производится определение (или аппроксимация) точек А, В, С, D, Е и высоты фигуры Н (Фиг.3).
В модуле 14 вычисления и прогнозирования (Фиг.2) производятся следующие действия.
гп
От точки прорыва D (Фиг.4) строится вертикаль, равная высоте фигуры Н. Далее параллельно линии абсцисс строится отрезок прямой, длиной равной длительности формирования самой фигуры A′D′ и определяется точка (значение) прогноза Х. концентрации в процессе продолжения измерений.
Таким образом, достигается заявленный технический эффект.
Источники информации:
1. Родионов А.А., Демин С.П., Шумахер Д.А, Родионов В.А. О методологии создания специализированной базы данных гидрологических характеристик акваторий Мирового океана с использованием геоинформационных технологий. // Труды седьмой международной конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». С-Петербург, 2004, с.265-269.
2. Никифоров С.Л., Попов В.А., Попов А.Е., Селезнев И.А., Фроль В.В. Создание геоакустических баз данных на примере обследования акватории Белого моря. // Труды X Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики», С-Петербург, 2010 с.38-41.
3. Никифоров С.Л., Попов В.А., Попов О.Е., Селезнев И.А. Концепция создания единой базы геоакустических данных морского дна и технологии геоакустического моделирования. // Фундаментальная и прикладная гидрофизика, С-Петербург, 2010, №3, с.49-61.
4. Андреев М.Я., Калиушко В.И., Козловский С.В., Охрименко С.Н., Рубанов И.Л. Интеллектуализация гидроакустического вооружения надводного корабля. // Датчики и системы, 2009, №7, с.41-43.
5. Андреев М.Я., Клюшин В.В., Охрименко С.Н., Рубанов И.Л. Перспективы развития активно-пассивных ГАС с ГПБА. // Морской сборник, 2010, №10, с.50-52.
6. Гуральник Д.Л. Захаров В.Г., Кассациер К.Е., Филлипов С.М. Опыт использования судового природоохранного комплекса «Гвоздь-К2» для мониторинга экологической обстановки в бухтах Севастополя. // Труды VIII международной конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики», С-Петербург, 2006, с.365-368.
7. Альховка П.Ф. Использование геоинформационных систем при изучении подводных потенциально опасных предметов. // Труды X Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики», С-Петербург, 2010 с.319-321.
8. Заявка на изобретение 2006119920/09 от 08.11.2004 «Система базы данных и способ ее запрашивания».
9. Патент РФ на полезную модель №116663.
10. Томас Р. Демарк. Технический анализ - новая наука. М.: изд. «Евро», 2006, с.27-83.
11. Волков В.Ю., Батышкина В.В. Повышение точности прогноза степени загрязнения атмосферного воздуха в автоматизированной системе экологического мониторинга // Датчики и системы, 2010, №6, с.34-38