Контрольная работа по "Информатике"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

По дисциплине «Геоинформатика»

Вариант №14

 

 

 

Разработал студент	Проверил

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Липецк 2011

 

Содержание

Что представляет собой пространственный объект? В каких двух значениях употребляется термин «пространственные данные»?	Стр.3
Типовая организация СУБД.	Стр.4
Теория  хаоса.	Стр.5
Классификация ЭВМ по их мощности.	Стр.8
Картографические  возможности ГИС. Программа GeoMedia.	Стр.9
Используемая  литература	Стр.10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пространственный  объект.

Объектом информационного моделирования  в ГИС является

пространственный объект. Это одно из ключевых понятий геоинформатики.

Он может быть определен как  цифровое представление

(модель) объекта реальности (местности), содержащее его

местоуказание и набор свойств (характеристик, атрибутов), или

сам этот объект.

Некоторое множество цифровых данных о пространственных

объектах образует пространственные данные. Они состоят из двух

взаимосвязанных частей: позиционной (тополого-геометрической)

и непозиционной (атрибутивной) составляющих, которые образуют

описание пространственного положения  и тематического содержания

данных соответственно.

Пространственные объекты как  абстрактные представления реальных

объектов и предмет информационного  моделирования (цифрового

описания) в ГИС разнообразны и  традиционно классифицируются

сообразно характеру пространственной локализации отображаемых

ими объектов реальности, мерности пространства, которое

они образуют, модели данных, используемой для их описания,

и по другим основаниям. В рамках объектно-ориентированных

моделей данные могут конструироваться в новые классы объектов,

отличные от базовых или созданных ранее. Базовыми (элементарными)

типами пространственных объектов, которыми оперируют

современные ГИС, обычно считаются (в  скобках приведены

их синонимы) следующие:

 

• точка (точечный объект) — 0-мерный объект, характеризуемый

плановыми координатами;

 

• линия (линейный объект, полилиния) — 1-мерный объект,

образованный последовательностью не менее двух точек с извест-

ными плановыми координатами (линейными сегментами или дугами)',

 

• область (полигон, полигональный объект, контур, контурный

объект) — 2-мерный (площадной) объект, внутренняя область,

ограниченная замкнутой последовательностью  линий (дуг в

векторных топологических моделях (данных) или сегментов в модели

«спагетти») и идентифицируемая внутренней точкой (меткой)',

 

• пиксел (пиксель, пэл) — 2-мерный объект, элемент цифрового

изображения, наименьшая из его составляющих, получаемая в

результате дискретизации изображения (разбиения на далее неделимые

элементы растра)', элемент дискретизации координатной

плоскости в растровой модели (данных) ГИС;

• ячейка (регулярная ячейка) — 2-мерный объект, элемент разбиения

земной поверхности линиями регулярной сети;

• поверхность (рельеф) — 2-мерный объект, определяемый не

только плановыми координатами, но и аппликатой Z, которая

входит в число атрибутов образующих ее объектов; оболочка тела;

 

• тело — 3-мерный (объемный) объект, описываемый тройкой

(триплетом) координат, включающей аппликату Z, и ограниченный

поверхностями.

 

Общее цифровое описание пространственного  объекта включает:

— наименование;

— указание местоположения (местонахождения, локализации);

— набор свойств;

— отношения с иными объектами;

— пространственное «поведение».

Два последних элемента описания пространственного  объекта

факультативны.

 

 

Типовая организация  СУБД.

Организация типичной СУБД и состав ее компонентов соответствуют рассмотренному набору функций. СУБД представляет собой три взаимосвязанные компоненты: командный язык для выполнения требуемых операций с данными (ввод, вывод, модификация), интерпретирующую систему (или компилятор) для обработки команд и перевода их на язык машины, интерфейс пользователя для формирования запросов к БД (выборки нужных данных).

Логически в реляционной СУБД можно  выделить:

• внутреннюю часть — ядро СУБД (часто его называют Data Base

Engine);

• компилятор языка БД (обычно SQL);

• подсистему поддержки времени  выполнения;

• набор утилит.

В некоторых системах эти части выделяются явно, в других — нет, но логически такое разделение можно провести во всех СУБД. Ядро СУБД отвечает за управление: данными во внешней памяти, буферами оперативной памяти, транзакциями, а также за ведение журнала. Компоненты ядра — это соответственно менеджер данных, менеджер буферов, менеджер транзакций и менеджер журнала. Для обеспечения корректной работы СУБД все эти компоненты должны взаимодействовать по тщательно организованным протоколам. Ядро СУБД является основной резидентной частью СУБД, а в архитектуре «клиент-сервер» — основной составляющей серверной части системы.

 

Основной функцией компилятора  языка БД является перевод операторов языка БД в некоторую выполняемую программу. Результатом компиляции является выполняемая программа, представляемая в некоторых системах в машинных кодах, но более часто во внутреннем машинно-независимом коде. В отдельные утилиты БД обычно выделяют такие процедуры, которые слишком накладно выполнять с использованием языка БД, например загрузка и выгрузка БД, сбор статистики, глобальная проверка целостности БД и т.д. Утилиты программируются с использованием интерфейса ядра СУБД.

 

К числу достоинств реляционного подхода  можно отнести:

 

• наличие небольшого набора приемов для простого абстрактного представления объектов большинства распространенных областей применения БД с интуитивно понятными и достаточно точными формальными определениями;

 

• наличие простого математического  аппарата, опирающегося на теорию множеств и математическую логику, обеспечивающего основу реляционного подхода к организации баз данных;

 

• возможность манипулирования данными без необходимости знания конкретной физической организации баз данных во внешней памяти.

Отмеченные преимущества и постепенное накопление методов и алгоритмов организации реляционных баз данных и управления ими привели к тому, что в середине 80-х годов XX в. Реляционные системы практически вытеснили с мирового рынка ранние СУБД.

К недостаткам реляционных СУБД относятся некоторая ограниченность (как следствие простоты) их использования при сложных структурах данных, в том числе пространственно-определенных данных разных моделей, а также невозможность адекватного отражения семантики предметной области.

 

Теория хаоса.

В рамках пространственного анализа  важное место занимает теория хаоса. Однако она находится еще в стадии разработки, появляются лишь отдельные аспекты теории; методическое

обоснование также разработано  недостаточно.

В настоящее время экология и география располагают лишь концептуальными наработками в этой области, ибо теория хаоса, разрабатываемая в строгих, формализованных науках, не отличается идентичностью по отношению к многогранным, многомерным, многомасштабным комплексным наукам — экологии и географии.

Однако именно с этой теорией, как  предполагают исследователи, связаны узловые методологические проблемы, такие, как однородность

— неоднородность, устойчивость — неустойчивость, иерархичность

— неиерархичность, саморазвитие —  ориентированное развитие и т.п.

Эти фундаментальные проблемы имеют  самое прямое отношение к экологии и географии. В этой связи экологи и географы стали проявлять интерес к понятию хаоса; особенно в связи со стремлением

описать и понять организацию пространства на многофакторном уровне.

Применение понятия хаоса наиболее подробно рассмотрено в типологии пространственных конфигураций. Однако необходимо иметь в виду ряд ограничений эвристической ценности понятия хаоса: во многих динамических моделях не проявляются хаотические ситуации.

Один из наиболее известных специалистов в этой области Дж.Филлипс [J.D.Phillips, 1992] пришел к выводу о том, что для многих физико-географических процессов характерны сложность, нелинейность и нестабильность. Однако в процессах, происходящих на земной поверхности, признаки хаоса обнаруживаются только в исключительных случаях. А в климатологии, геофизике они не редкость и особенно характерны для социально-экономических явлений.

Математическая теория хаоса может  быть эффективно использована в сфере исследования динамики связей геофизических объектов. Важной проблемой является выяснение того, насколько хаотичное поведение отдельных звеньев территориальных структур способно повлиять на пределы нормальных вариаций их параметров. Заслуживают внимания также поиски средств избежания хаотических отклонений в функционировании больших систем, что может быть обусловлено ошибками и задержками в ходе передачи информации.

Хаос — скопление элементов  без динамических связей; возможны лишь контакты соседства, в том числе хаос блоков.

Хаос — неотъемлемое фундаментальное  свойство материи. В социально- экономических системах динамическое развитие всегда включает «островки хаоса». Хаос и упорядоченность — два крайних полярных состояния организации среды. Частным случаем проявления хаотического режима является кризис или кризисное состояние, приводящее порой к катастрофе. Исходной базой их развития (а также и хаоса в целом) является состояние риска.

В настоящее время существуют два  основных подхода к изучению сущности риска. В первом случае риск понимается как вероятность опасных природных воздействий на человека и (или) техносферу. Это так называемый природный риск. Во втором случае риск рассматривается как вероятность необратимых неблагополучных последствий антропогенной деятельности для окружающей среды.

Существующий подход обеспечения  абсолютной безопасности человека, связанный с введением пределов допустимых концентраций вредных веществ на основе представлений о пороговом характере их действий, имеет слабые стороны (например, несовершенство представлений о пороговом характере взаимодействия и, следовательно, невозможности достижения полной безопасности и др.). По этой причине концепция абсолютного риска заменяется концепцией приемлемого риска, т.е. такого его уровня, который мог бы быть оправдан с позиции экономических, социальных, экологических и иных факторов. Порог хаотичности в этом случае повышается.

Согласно современным представлениям, развитие окружающего мира исходит из положения, что в «глубинах природы господствует хаос, имеющий поистине фундаментальный характер, в то время как порядок царит лишь поверх хаоса — как его ограничение» [Г.Дж.Сариев, 1986. — С. 155]. Поэтому общую ориентацию развития окружающей среды определяет ограничение, запрет. Всеобщим явлением в пространстве, подчеркивающим целостность геообразований, является наличие связей, взаимодействий.

Через них и проявляется принцип  запретов. Дело в том, что взаимодействие есть ограничение на возможное разнообразие поведения геообъектов. Однако, запрещая одни типы поведения, взаимодействие может оставлять возможным целый спектр линий поведения.

Этим объясняется многообразие форм реализации. Окружающая среда — это пространство, в котором действует множество запретов. Чтобы в нем произошло некоторое определенное событие, необходимо (и достаточно), чтобы оно не нарушило ни один из существующих запретов.

Таким образом, явления хаоса и запретов сложно взаимосвязаны. Прямой связи здесь нет; нет и соответствия между рядом запретов и формой (формами) проявления хаоса. Оно может быть очень сложным: протекание процесса и форма его реализации в пространстве не однозначны. Поэтому существенной проблемой в теории хаоса является моделирование этой сложной взаимосвязи в рамках пространственного анализа.

Если рассматривать проблему хаоса в глобальном масштабе, то необходимо отметить, что сама история человечества отмечена веками хаоса. По мнению О.Доллфуса [O.Dollftis, 1990J, хаос в процессе своего развития заполняет пространство, ограниченное рубежами государства (в системе принципов запретов — это внешний запрет). Возникает так называемый «ограниченный хаос». Эти ситуации хаоса, хоть и частично, но тем не менее связаны с функционированием мировой системы. Ограниченный хаос 80-х годов имел место в государствах ограниченных размеров. Возможно, что в первых десятилетиях XXI в. в условиях хаоса будет проживать от 1 до 3 млрд чел., если эти ситуации распространятся на наиболее населенные страны мира.