Использование технологий инженерии знаний при построении геоинформационных справочных систем

Секция автоматизации научных исследований и

экспериментов

УДК 681.3

Л.К. Самойлов, С.Л. Беляков, М.П. Сидоренко

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИНЖЕНЕРИИ ЗНАНИЙ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СПРАВОЧНЫХ СИСТЕМ

Введение

Геоинформационные справочные системы (ГИСС) представляют собой закрытые в отношении формата и адаптации оболочки, содержащие простой механизм запросов и отображения и обладающие малыми функциональными возможностями. Тем не менее, ГИС данного класса позволяют дать представление о сложности задач, решаемых при построении геоинформационных систем и при общении пользователя с такими системами. Так, решение некоторых задач, характерных для ГИСС, не может быть реализовано в рамках традиционных технологий программирования. Одной из таких задач является формирование представления карты клиенту или, другими словами, формирование рабочей области по запросу пользователя.

Применение технологий инженерии знаний в задаче формирования представления карты клиенту обусловлено:

♦ размытостью информации о принципах отбора существенных примитивов. Понятие «существенность», в принципе, является нечетким;

♦ размытостью информации о клиенте. Информация карты является многоплановой, что делает сложным описание четких отношений к ней различных пользователей. Наиболее естественным представляется использование нечетких связей «клиент» - «представление карты»;

♦ необходимостью настраивать систему на конкретный тип пользователя, используя опытные данные. Уже ясно, что эти данные будут неполными и, возможно, противоречивыми. Следовательно, необходимы «интеллектуальные» процедуры типа рассуждений, распознавания, классификации.

1. Постановка задачи

Предполагается, что в состав справочной ГИС входит подсистема формирования представления (ПФП), принимающая результаты обработки запроса в виде описания карты с соответствующими ссылками на другие базы данных. ПФП тестирует клиента, составляя его описание и, в зависимости от этого, реализуя логику отбора примитивов.

В данной статье предлагается способ организации ПФП (отличающийся от методов, используемых в АиСоСАБ МАР).

Известия ТРТУ

Специальный выпуск

2. Организации системы

Базу знаний системы представим сетью фреймов. Для описания того, что будет выведено клиенту на карте, введем фрейм «Представление». Его слотами являются:

♦ слои. Данный слот заполняется списком слоев, которые должны быть установлены для клиента и иметь переменную длину;

♦ основные примитивы. В него помещается список примитивов, который представляет собой ответ на запрос пользователя или список, определенный любым другим способом;

♦ дополнительные примитивы. Слот заполняется примитивами, дополняющими основные с целью создания представления требуемого качества;

♦ параметры визуализации. Здесь помещаются значения переменных, определяющих цвет, яркость, фон, толщину линий, список условных обозначений, точность прорисовки окружностей, режим регенерации и т.д.

Правила заполнения слотов представляют собой продукции, связывающие переменные, описывающие клиента, вычислительную среду и содержимое слотов других фреймов.

Клиента системы будем описывать следующим образом. Обычно в любой прикладной области известно то, как представлять информацию (в данном случае - картографическую) специалистам определенного направления. Например, специалист по водоснабжению требует включения в карту:

♦ трубопроводов питьевой воды;

♦ трубопроводов технической воды;

♦ трубопроводов ливневой, бытовой и напорной канализации;

♦ расположения колодцев;

♦ основных контуров зданий и крупных сооружений;

♦ рельефа поверхности;

♦ зеленых насаждений.

В то же время специалист по ремонту сетей водоснабжения не требует рельефа поверхности, но нуждается в отображении электросетей, сетей связи, профиля колодцев с указанием арматуры, поэтажных планов зданий и т.д. Различия в требованиях имеются, но эти требования достаточно близки по сравнению с требованиями специалиста-администратора или специалиста по ремонту дорог. Поэтому мы предлагаем представить клиента в классификации «системы специалистов». Пусть имеется Л’ типов специалистов, тогда вектор

К={КиК2,...,К3}, 2> = 1 1=1

будет характеризовать «степень специализации» клиента. Здесь мы не рассматриваем, как его получить, - это самостоятельная тема для исследований. Считаем, что в систему введен фрейм «Клиент», слоты которого

содержат коэффициенты К„ /=1,Л' . Правила заполнения слотов отра-

жают знания о качествах специалистов и позволяют делать заключения о клиенте.

Кроме того, необходимо ввести фреймы «Специалисты». Их число может изменяться в зависимости от назначения системы и накопления знаний. Слотами фрейма «Специалист» являются типы примитивов и объектов, слоев, описания дополнительных примитивов. Правила их заполнения связывают перечисленные объекты со «степенью специализации» К>, /=1,5.

Логический вывод в ПФП строится как процесс заполнения слотов фреймов. Процесс логического вывода начинается с заполнения слотов фреймов «Клиент» и «Специалисты» (нижний уровень) и заканчивается на слотах фрейма «Представление» (верхний уровень). Следует отметить, что правила заполнения содержат нечеткие категории и используют механизмы нечетких рассуждений.

Фрейм «Представление» заполняется в любом случае, поскольку всегда имеется непустой список основных примитивов, слоев, набор параметров визуализации «по умолчанию» и тип клиента «по умолчанию».

Описанное построение системы позволяет:

1. за счет классификации специалистов и «распознавания» клиента в этой классификации обеспечить настройку системы;

2. расширить возможности настройки путем пополнения знаний о количестве специалистов и правилах представления карты для каждого из них;

3. добавлять новые «интеллектуальные» функции. Например, свойства клиента в процессе работы с картой могут измениться, то есть он «почувствует» себя специалистом в другой, смежной области. Это неизбежно, когда графика используется в исследовательских целях. Задача системы реализовать плавный переход между двумя разными клиентами, найти компромисс между, возможно, противоречивыми требованиями для каждого из них.

УДК 621.301: 681.32

И.И. Турулин

СИНТЕЗ РЕКУРСИВНЫХ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ПО НИЗКОЧАСТОТНОМУ

ПРОТОТИПУ

Существуют два больших класса цифровых фильтров не рекурсивные фильтры с конечной импульсной характеристикой (ИХ) и рекурсивные фильтры с бесконечной ИХ (КИХ- и БИХ-фильтры). Кроме этого, есть довольно узкий класс не рекурсивных фильтров с конечной ИХ (РКИХФ), которые, подобно не рекурсивным КИХ-фильтрам, могут иметь симметричную или антисимметричную ИХ, соответствующую линейной фазочастотной характеристике (ФЧХ). Вычислительные затраты (ВЗ) РКИХФ не зависят от длины ИХ и при большой длине ИХ могут быть существенно меньше, чем у соответствующих не рекурсивных КИХ-фильтров. Использование при синтезе РКИХФ традиционного метода замены переменной 2 для преобразования амплитудно-частотной