Методы интеллектуализации промышленных геоинформационных систем на основе онтологий

• Автор: Ивакин, Ян Альбертович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 370 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ промышленных геоинформационных систем и технологий, применяемых при диспетчеризации пространственных процессов, обоснование проблемы и постановка задач исследования

1.1. Общие принципы построения промышленных геоинформационных систем.

1.2. Анализ возможностей применения технологий искусственного интеллекта в геоинформационных системах
1.3. Современное состояние промышленных геоинформационных систем, применяемых при диспетчеризации пространственных процессов.
1.4. Анализ структуры и процессов функционирования автоматизированных систем диспетчеризации пространственных процессов с встроенными геоинформационными системами.

1.5. Обоснование проблемы, формулировка противоречий и постановка

задач исследования.

Выводы по первой главе.

Глава 2. Метод разработки онтологий для ГИС в автоматизированных системах диспетчеризации пространственных процессов
2.1. Технология гармонизации, интеграции и слияния информации для формирования онтологий понятий, характерных для диспетчеризации пространственных процессов.
2.2. Многоуровневая модель обработки информации в автоматизированной системе диспетчеризации пространственных процессов.
2.3. Обоснование возможности конфигурирования представления предметной области диспетчеризации пространственных процессов в
виде онтологий.Г.
2.4 Типовая программная архитектура геоинформационных систем,
ориентированных на диспетчеризацию пространственных процессов.
Выводы по главе 2.
Глава 3. Информационная технология сценарной репрезентации пространственных процессов в интеллектуализированных ГИС
3.1. Модели сценарной репрезентации знаний о диспетчеризации пространственных процессов Г.
3.2. Методика сценарной репрезентации знаний о пространственных процессах.
3.3. Средства программной реализации сценарной репрезентации
3.4. Общая процедура разработки геоинформационных систем с использованием онтологий и сценарной репрезентации знаний о
пространственных процессах
Выводы по главе
Глава 4. Метод оценки безопасности диспетчеризируемых пространственных процессов интеллектуализированной ГИС.
4.1. Соотношение показателей эффективности и безопасности пространственных процессов на различных этапах функционирования АСДПП
4.2. Системноинформационный анализ как методологическая основа оценки пространственных процессов
4.3. Модели прагматической оценки информации о безопасности пространственных процессов.
4.4. Схема агрегирования частных показателей неорганизованности
пространственных ситуаций на основе текущей онтологии ГИС
Выводы по главе
Глава 5. Комплекс квалимегрическнх методик формирования системы показателей качества для оценки онтологии интеллектуализированной ГИС
5.1. Основные положения
5.2. Методика определения состава показателей качества проекта онтологии ГИС
5.3. Методика определения вида групповых и интегрального показателей качества проекта онтологии ГИС.
5.4. Методика построения иерархической сети показателей качества онтологии ГИС
5.5. Методика структурной адаптации иерархической сети показателей качества онтологии ГИС.
5.6. Методика оценки значимости показателей качества онтологии ГИС и удаления малозначимых показателей
5.7. Методика учета нечеткости исходной информации о показателях
качества онтологии ГИС.
Выводы по главе
Глава 6. Методика планирования процесса.разработки онтологий для. интеллектуализированной ГИС и оценка эффективности результатов исследования
6.1. Обоснование выбора методов планирования процесса разработки онтологий геоинформационных систем.
6.2. Модели и алгоритмы выработки текущей стратегии проектирования онтологий геоинформационных систем.
6.3. Методика планирования процесса разработки онтологий для геоинформационных систем.
6.4. Реализация результатов исследования в программноаппаратном комплексе диспетчеризации пространственных процессов Онтомап
6.5. Экспериментальная оценка эффективности результатов исследования 1 Выводы по главе .
Общие выводы.
Заключение.
Список использованной литературы


Хотя совокупность компьютерных расчетных моделей различного назначения составляет основу данной формы поддержки решений, именно интеллектуальность интерпретации результатов, получаемых с помощью этих моделей, определяет оперативность и воспринимаемость рекомендаций, выдаваемых для пользователя. Очевидно, что прямое аналитическое оценивание применимо для ограниченного числа практических задач, решаемых в ГИС при управлении сложными пространственными процессами. В качестве характерного примера реализации такой задачи следует привести задачу контроля закрытия морского района, приведенную на рис. Рис. В данном примере моделируются действия береговой системы контроля судоходства, кораблей береговой охраны и остальных судов в ситуации разлива нефти на морской акватории. На рис. ГИС экспертная подсистема способна генерировать подсказки, подобные представленным на рис. Реализация данной задачи требует разработки специализированной базы знаний по нормам Международного морского права, действующим национальным нормам правового регулирования судоходства и морской деятельности, правилам закрытия морских районов с учетом опыта специалистовпрактиков. При этом может быть применена продукционная модель представления знаний с возможностью вложенности фактов, позволяющая эффективно описывать неформализованные критерии принятия решений в предметной области в последовательность формализованных правил, т. Такое представление знаний позволит значительно упростить процедуры идентификации, концептуализации и формализации знаний. Оно позволяет первоначально описать правила на естественном языке, а затем осуществить их окончательную реализацию на соответствующем языке машинного представления знаний. Например
Судно оценивается на предмет опасности сближения с временно закрытым районом ПБГ1
Линия движения т. Время достижения границы зоны упреждения временно закрытого района составляет I час и менее
Выдать сообщение Судно . Судно опасно сближается с временно закрытым районом ПБ. Доложить начальнику закрытия района дать оповещение
Выдать сообщение Судно курс. Это значительно упростит работу инженера по знаниям с предметным экспертом, обеспечит эффективность репрезентации знаний. Приложении 2. Традиционная идентификация местоположения различных подвижных объектов с помощью широты и долготы места, в значительной степени не соответствует предметнообусловленному восприятию пользователей географической информации. В ходе практической деятельности специалисты широко используют качественные понятия для быстрой и приближенной идентификации местоположения объекта. Например В районе острова Мощный, У мыса Доброй Надежды. Такое естественное для человека представление географической информации позволяет ему анализировать предметную ситуацию скорейшим образом в большинстве практических задач диспетчеризации. Интеллектуализация прикладных возможностей ГИС позволит обеспечить потребителей географической информацией не только координатной информацией для идентификации местоположения объекта, но и представить ее в привычном для них предметном виде т. Также, применительно к морским ГИС, предлагаемая идентификация позволит найти принципиальные решения для новых и более эффективно решать традиционные задачи ГИС. Наиболее наглядно это можно видеть на примере задач пространственновременного контроля безопасности судовв навигационноопасных районах. Карта навигационноопасного района должна рассматриваться как иерархическая вложенность полигоновтрех видов безопасные участки моря, относительно опасные участки моря, морские опасности. Существо такого рассмотрения схематически показано на рис. Такая градация, карты, визуально скрытая от пользователя интеллектуальной ГИС, с одной стороны, позволяет быстро описать местоположение объекта, с другой стороны, рационализировать процедуру контроля его безопасности. Под аспектной интерпретацией геопространственных действий объектов понимается рассмотрение этих действий с какойто определенной точки зрения. Например рассмотрение деятельности аэропорта с точки зрения его экономической эффективности.