4. Операции с данными. Критерии надежности данных

В ходе информационного процесса данные преобразуются из одного вида в другой при помощи разных методов. Обработка данных включает множество операций, при этом трудозатраты на обработку данных все время растут.

В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие:

• сбор данных – накопление информации с целью достаточной полноты для принятия решений;

• формализация данных – приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимы между собой и повысить уровень их доступности;

• фильтрация данных – отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом уменьшается уровень «шума», а адекватность и достоверность данных должны возрастать;

• сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства их использования;

• архивация данных – организация хранения в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает надежность информационного процесса в целом;

• защита данных – комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;

• транспортировка данных – прием и передача данных между участниками информационного процесса; при этом источник данных принято называть сервером, а потребителя – клиентом;

• преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Чаще всего это связано с изменением типа носителя, например, бумажной карты в цифровую карту и т.п.

Информация различается по способу получения, пространственно-временной «привязке», степени обобщения. Вся исходная географическая информация делится на первичную, получаемую путем натурных наблюдений, измерений и съемок, и вторичную, которая является результатом обработки первичной информации, поступившей из разных источников в разное время.

Первичная информация представляет собой массивы данных (температура, радиация, концентрация химических веществ и т.п.), отнесенных к определенной территории геодезическим или картографическим (менее строго) способом. Вторичная информация может быть не столь элементарной. Она может выдаваться в виде осредненных величин, балансов (водного, радиационного) и др.

Форма представления информации может быть разной – текстовых описаний, массивов числовых характеристик, графическая или комбинированная. Сами данные измерений и наблюдений в пространственном отношении могут относиться к точке, сети точек, профилю, площади или объему (в толще какой-либо оболочки).

Пространственная информация может быть непрерывной по полю наблюдений или дискретной. Часто это деление условно. Аэрокосмические снимки – это непрерывное поле информации, но оно может быть разложено на составляющие элементы (строки или пикселы). Такая операция производится каждый раз, когда непрерывное поле переводится в форму, удобную для электронной записи. Карты, схемы, снимки – это визуализированная информация, ее значимость определяется возможностью дать ответы на определенные вопросы (каковы границы, место нахождения, скорость распространения и т.д.).

Методы сбора геоинформации классифицируются различным образом. По способу получения данных они делятся на экспериментальные и теоретические, по месту наблюдения – на полевые и камеральные, по используемой технике – на визуальные, инструментально-визуальные, инструментальные. По характеру информации – методы подразделяют на количественные и качественные. Нужно иметь в виду, что методы и средства суть не одно и то же. Методы должны отвечать на вопрос «как достичь результата?», а средства определяют «с помощью чего?» возможно его достижение.

В географических исследованиях полевые методы делятся на три разновидности. 1) методы непосредственных наблюдений – когда наблюдатель находится в прямом контакте с объектом наблюдений. В свою очередь бывают стационарные и экспедиционные. 2) методы опосредованные – при которых контакт с объектом наблюдений осуществляют специальные устройства – датчики, автоматические станции (зондирование различных оболочек – океана, атмосферы). 3) методы дистанционные – бесконтактные, с помощью которых информация о состоянии объекта наблюдений регистрируется на расстоянии от него. Наиболее эффективной из этой группы методов является аэрокосмическая съемка. Она позволяет собирать обширную информацию на значительные территории (акватории) путем дешифрирования (интерпретации) записей, полученных с летательных аппаратов, отраженного или собственного электромагнитного излучения или иных физических полей.

Первичная информация различна по надежности. Критериями надежности служат полнота, точность и достоверность информации, а также релевантность и кондиционность.

Полнота необходимых сведений определяется решаемой задачей. Может зависеть от пространственной и временной плотности точек наблюдений. При этом правильное размещение точек – определяется финансовыми возможностями и научным обоснованием (репрезентативность, интерполяция и т.д.).

Точность информации имеет двоякий смысл: как точность пространственного расположения точек и как погрешность определения данных. Чаще всего точность измерений задается заранее: например, ошибки определения основных физических свойств атмосферы, почв и пр. Точность очень важная характеристика – она служит, например, основой выбора шкалы при построении карты – бумажной или электронной (правило 3 ). Любой картограф знает, что считается некорректным и неправильным выбирать шкалу меньше, чем точность измерений.

Достоверность информации означает отсутствие дезинформации, т.е. перепутывания объектов и явлений, неправильная их интерпретация и оценка. Недостоверная исходная информация приводит к неправильным решениям.

Релевантность истолковывается как пригодность данных к решению конкретной задачи.

Кондиционность информации означает ее соответствие тому заданию, которое было получено перед началом наблюдений и где была указана номенклатура необходимых данных.

Путь повышения надежности – дублирование источников информации. Для повышения достоверности измерения производятся независимыми исполнителями и методами. Увеличивается число наблюдений. В аэрокосмической съемке подобное дублирование, например, обеспечивается путем регистрации электромагнитного излучения одновременно в разных зонах спектра.