Разработка и исследование модели представления и методов обработки информации о сложных слабоформализуемых объектах для фотоландшафтной базы данных

• Автор: Шалаумова, Юлия Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Современное состояние проблемы анализа, хранения и поиска изображений
1.1. Обзор баз данных изображений растительности и информационно-поисковых систем, обеспечивающих доступ к ним
1.2. Обзор подходов к анализу ландшафтных фотоснимков
1.3. Характеристика материалов коллекции ландшафтных фотоснимков
2. Модель представления и семантической обработки описаний сложных слабоформализуемых объектов для многоцелевой информационной системы «Фотоландшафтная база данных»
2.1. Обзор основных моделей и методов семантической обработки и представления данных
2.2. Формальная модель представления и методы обработки описаний визуальных объектов и их наборов
2.3. Обобщенная формальная модель и методы обработки описаний визуальных объектов и их наборов
3. Анализ смысловой и терминологической структуры описаний ландшафтных фотоснимков..
3.1. Анализ описаний ландшафтных фотоснимков
3.1.1. Выявление перечня ключевых терминов предметной области и иерархии отношений между ними
3.1.2. Анализ изменений, зафиксированных при сопоставлении повторных фотоснимков .
3.1.3. Структура описаний ландшафтных фотоснимков
3.2. Особенности отображения смысловой и терминологической структуры описаний ландшафтных фотоснимков в выбранную модель представления данных
4. Организация хранения, поиска и предъявления пользователям ландшафтных фотоснимков и их описаний
4.1. Основные требования к фотоландшафтной базе данных
4.2. Представление фотоснимков и их описаний в базе данных
4.2.1. Характеристика переменных, используемых при описании ландшафтных фотоснимков
4.2.2. Структура данных и ее реализация в реляционной модели

4.3. Информационная система «Фотоландшафтная база данных»
4.3.1. Функции информационной системы
4.3.2. Реализация интернет-ориентированного приложения информационной системы
4.3.3. Оценка эффективности работы информационной системы
4.4. Пример. Решение на базе информационной системы «Фотоландшафтная база данных» задачи классификации параметров описания климатически обусловленной динамики лесотундровых сообществ на Полярном Урале по повторным ландшафтным фотоснимкам..
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы
Приложение А. Семантическая классификация атрибутов и их значений, используемых при
описании ландшафтных фотоснимков на примере высокогорий Полярного Урала
Приложение Б. Акт о внедрении результатов диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Одной из важнейших проблем, связанных с разработкой информационных систем (ИС) коллективного доступа, является обеспечение их надежного и полноценного функционирования при работе с пользователями различных специальностей и квалификаций (ингерентности ИС), рассматриваемое в двух аспектах: обеспечение достоверности (семантической целостности) данных и эффективность поиска данных, при многоцелевом использовании ИС. Традиционными критериями эффективности поиска являются быстродействие и неизбыточность результатов. Актуальность проблемы в настоящее время связана, в первую очередь, с разработкой Интернет-ориентированных ИС, в значительной степени усиливающих влияние факторов разнообразия пользователей и задач, поскольку любое сокращение количества потенциальных пользователей и решаемых с помощью ИС задач рассматривается как нежелательное с практической и коммерческой точек зрения. Опыт разработки Интернет-ориентированных систем последних лет выявил значительное смещение представлений пользователей об эффективности поиска с быстродействия на неизбыточность и достаточность получаемых результатов, характеризуемую точностью и полнотой. Вторым существенным моментом является возможность пополнения баз данных Интернет-ориентированных ИС со стороны значительно большего, чем в обычных ИС, круга пользователей, поскольку во многих случаях только расширение прав доступа может обеспечить достижение минимальной полноты данных для эффективного решения практических задач. Отсюда критическое обострение проблемы достоверности. Третьей отличительной чертой работы с Интернет-ориентированными ИС, содержащими описания визуальных объектов, в частности фотоснимков, является принципиальная невозможность узнать, какие и в какой терминологии описания фотоснимков были введены другими пользователями, что затрудняет формирование эффективных, в вышеуказанном смысле, поисковых образов, причем ситуация усложняется несовпадением представлений различных пользователей о содержании фотоснимков (мультимодельностью) и, как следствие, возникновением различий в описаниях фотоснимка и объектов на нем, ложных синонимии и омонимии. Основная причина возникающих расхождений заключается в том, что фотоснимок является сложной системой - по количеству типов элементов и типов связей, а выделение этих типов, необходимое для отображения в формальном виде описаний и их структур, определяется

входит индикативная формула - дизъюнкция утверждений о наличии значений в переменных, множества допустимых значений которых могут быть модифицированы при активизации данной обусловленности.
Каждое новое поступившее значение должно принадлежать допустимому подмножеству, сформированному на основе ранее введенных значений. Это позволяет обнаруживать возникающие несоответствия, которые могут свидетельствовать об ошибке как в поступившей порции данных, так и в самой системе обусловленностей. Выявление таких противоречий и их устранение с помощью формальных процедур позволяет поддерживать непротиворечивость поступающих описаний, имеющихся наборов данных и самой системы обусловленностей.
Типовой структурой данных для отношения с именем п является пара
(БХ4, ¥/п), (1)
где БХп - множество атрибутивных пар отношения п
У7" - множество внутренних обусловленностей отношения с именем п.
Конечное множество 5" атрибутов отношения п задается перечислением элементов 5П = {я"}. Каждому атрибуту я” соответствует множество допустимых значений данного атрибута X, задаваемое в общем виде описанием характеристических свойств элементов, а в частном - перечислением допустимых значений для конечных множеств и в специальном представлении для основных простых типов данных в случае бесконечных множеств. В большинстве случаев достаточно представлять конечные множества допустимых значений, задаваемые перечислением, что обеспечивает компромисс между необходимостью более полного учета семантики данных и сложностью строгого описания областей значений. Атрибутивной парой б’Х,71 будем называть пару (б^.Х]1), БХ71 = {5Х]1}.
Пусть 5'1 и б2 атрибуты отношения п, 5г £ 5П, 52 £ 5П. Отображение взаимосвязи между множествами допустимых значений переменных любого кортежа д отношения п можно представить набором формул-условий, каждая из которых имеет вид:
^(<7> 5г) £ Х1 -> X{ц, 52) £ К[, 1 £ 1х, (2)

г(я,з1)ЕХ1~г(ч,52)еУ1,1Е12, (3)

2( £ Х1: I £ 13, (4)
где б) - значение атрибута 5 в кортеже q ;
X, - подмножество множества допустимых значений X атрибута
У1 - подмножество множества допустимых значений У атрибута б2
1Ъ /2, /3 - множества номеров (уникальных идентификаторов) формул соответствующего