2. Дані, інформація і знання в геоінформатиці

Становлення геоінформатики зробило актуальною проблему більш або менш однозначного чи багатозначного визначення того, що розуміють під терміном «інформація», чим воно відрізняється від «даних» і «знань». Термін «інформація» став загальновживаним, постійно зустрічаючись у газетах, телепередачах, наукових і науково-популярних публікаціях. Зміст його гранично зрозумілий, а сам він замінюється не тільки у побуті, але й в науці такими словами, як «повідомлення», «сигнал», «дані», «знання», «свідчення». При цьому не звертають уваги на те, що поняття ці, маючи багато спільного, помітно відрізняються за своєю суттю.

Під «даними» слід розуміти сукупність фактів, поданих у будь-якому формалізованому вигляді (кількісно або якісно) для їх використання в науці або інших сферах людської діяльності. Слово «дані» походить від латинського «datum», що означає «факт». Одначе, дані не завжди відповідають конкретним або дійсним фактам. Іноді вони неточні або описують дещо, чого немає в реальній дійсності (ідею). Можна називати даними опис будь-якого явища чи ідеї, який в певній мірі достатньо цінний для того, аби його сформулювати і записати (точно зафіксувати).

Стосовно сфери геоінформатики, «дані» можна розглядати і визначати у трьох контекстах: 1) поза автоматизованим середовищем використання; 2) всередині його; 3) в середовищі ГІС. У перших двох контекстах під «даними» розуміють або факти, деякі відомі речі, з яких можуть бути виведені висновки, або відомості, що підготовлені для комп’ютерної обробки. Під «даними» у середовищі ГІС розуміють речі, відомості про об‘єкти реального світу, результати спостережень і вимірювань цих об’єктів. Елемент даних містить 3 головних компоненти: 1) атрибутивні відомості, які описують суть, характеристики, змінні значення і та інші його кваліфікаціїг; 2) еографічні відомості, що описують його положення в просторі відносно інших даних; 3) часові відомості, що описують моменти або період часу, які репрезентують елемент даних.

Дані, за визначенням М. Конечного і К. Райса (1985), виступають сировиною, яку шляхом обробки можна перетворити в інформацію, тобто дані – це ніби будівельні елементи в процесі створення інформації. Вони розглядаються як об’єкт обробки і основа для отримання інформації.

Поняття «інформація» в геоінформатиці найбільш розмите й неоднозначне. У практичне розуміння інформації сьогодні, в основному, входять: 1) актуальна інформація - процеси обміну різноманітними відомостями між людьми, людиною і автоматом; 2) потенціальна інформація – процеси взаємодії об‘єктів неживої природи; 3) ступінь складності, організованості, впорядкованості тієї чи іншої системи. Таке розуміння інформації ґрунтується на існуванні в сучасній науці кількох парадигм, які з різних сторін прагнуть пояснити факти і явища інформаційного порядку. Першою з них (за часом виникнення) є теорія К. Шеннона, яка має на меті обчислити кількість інформації за формулою

, (1)

де І – кількість інформації, р_і – ймовірність появи і-го сигналу; n - кількість всіх можливих сигналів. Однак у цієї теорії є значний недолік – вона не враховує змістову складову інформації. Іншими словами, сукупність зі 100 букв, вибраних випадково, фраза зі 100 літер із газети, п’єси Шекспіра або теореми Ейнштейна, по суті, мають однакову кількість інформації.

Прихильники інших (фізичних) концепцій вважають, що інформація – фундаментальна категорія (поняття), тобто така ж основа світогляду, як речовина або енергія. Зокрема, Н. Вінер стверджував, що «інформацією» є саме інформація, тобто відомості, а не «матерія» і не «енергія». Філософи ж вказують, що інформація існує лише при комунікативних процесах з участю людини або ж її слід обов’язково розглядати як одну зі сторін категорії відображення. Однак, не зважаючи на значну кількість концепцій і парадигм, складається парадоксальна ситуація - існують кількісні методи обчислення інформації, множина визначень поняття інформації, але ці якісні теорії не дають адекватного, якісного розуміння того, що вираховуємо, коли здійснюємо розрахунок кількості інформації. У підсумку, кількісна сторона проблеми відносно розвинута, але не забезпечена якісним розумінням об’єкта підрахунку.

Спробуємо зі свого боку дослідити проблему визначення і розуміння інформації. Виходячи із принципу Вінера, припустимо, що «інформація» властива всьому в нашому світі. На підтвердження того, що інформація може бути за значенням порівняння із речовиною та енергією, можна навести також аналогії: (1) інформацію, як речовину та енергію, можна передавати і приймати, нагромаджувати, використовувати. (2) Припустимо також, що існування інформації - об’єктивне, не залежить від наших знань, а сприйняття – суб’єктивне і визначається вмінням користуватись тією чи іншою знаковою системою (або знаннями про її існування). (3) Фізичні об’єкти і явища (наприклад, матеріальне тіло) мають ціле розмаїття характеристик – висоту, довжину, густину, пружність, масу, вагу і т. д., серед яких немає однієї, універсальної. Можна передбачити, що й інформація описується найрізноманітнішими характеристиками і неможливо обмежуватись тільки обчисленням її кількості. (4) Цілком імовірно (поки що це тільки гіпотеза), що існують два основних закони: (а) закон збереження інформації, який повинен формулюватись аналогічно законам збереження маси і енергії, (б) закон взаємодії двох об’єктів, що мають інформацію (можливо, він матиме алгебраїчну формулу, як закони Ньютона або Кулона).

Аналізуючи і узагальнюючи багато визначень інформації, можна зробити такий висновок – визначення: інформація – все, що може бути повідомлено. При цьому основна відмінність у змісті цього поняття полягає не в інформації живої (і неживої) природи і людини, а в існуючій (наявній) і передаваній інформації. Існуюча інформація – це відомості, які можна повідомити про якийсь об’єкт (явище); це деяка подібність потенціальної енергії. Передавана інформація – це повідомлення, що передаються по каналу інформації, її можна певною мірою прирівняти до кінетичної енергії. Хоча потенціальна енергія може повністю перейти в кінетичну, а існуюча інформація по-іншому пов’язана з передаваною, все ж деяка аналогія між енергією та інформацією проглядається, що наочно ілюструє рисунок 1:

Рис. 1. Перехід потенційної енергії в кінетичну

Передавана інформація залежить від більш або менш вдало підібраних знакових систем і окремих знаків. Існуюча ж інформація об’єктивна і визначається тільки тим об’єктом або явищем, в якому вона міститься.

Важливість саме такого розмежування інформації стає зрозумілою при розгляді проблем картографії. Справа в тому, що неадекватність вибору графічних засобів для вираження якісних і кількісних сторін явищ у всій багатоманітності призводить до помилок. Тобто існуюча інформація (у вигляді численних характеристик, оцінок тощо), стаючи передаваною інформацією, невдало подається знаками і, в результаті, хибно сприймається.