4. Концептуальна модель бази даних

4.1 Концептуальна модель організації даних

Концептуальна модель даних слугує винятково для проектування і виступає як засіб відображення уявлень людини про системи та про­цеси предметної області реального світу, сприяє їхньому розумінню. Вона описує об'єкти предметної області та їхні взаємозв'язки на основі сформованих загальносистемних принципів і вимог до організації інформаційних баз без зазначення засобів їхнього фізичного зберігання [21].

Проектування інформаційних баз передбачає три основних рівні організації даних — концептуальний, логічний і фізичний.

Першим етапом розробки будь-якої інформаційної системи має стати побудова концептуальної моделі організації даних, як засобу точного відображення уявлень людини про системи та процеси предметної області реального світу. При формуванні концептуальної моделі основна увага спрямовується на структуризацію даних і виявлення взаємозв'язків між ними без розгляду особливостей реалізації та ефективності обробки.

Предметною областю дорадчих систем, побудованих на базі ГІС, є територія з усією притаманною їй специфікою природних умов, ресурсним потенціалом, поширеними в її межах видами господарської діяльності.

Для організації даних важливі не тільки взаємозв'язки, що здійснюються у просторових системах реального світу, але й заснована на них інформаційна взаємодія між структурно-функціональними одиницями різних рангів у самій інформаційній базі. Тому використання ГІС як засобу вирішення завдань у територіальному плані потребує, з одного боку, формалізації геоінформації, з іншого, — її структуризації на основі визначення об'єктів інформаційної діяльності.

Головним об'єктом інформаційної діяльності і відповідно структуризації інформації є природно — агромеліоративна геосистема, що поєднує в собі елементи природно-ресурсної основи, виробничо-технологічної структури території. Концептуальна модель організації даних описує об'єкти предметної області та їхні взаємозв'язки саме в рамках ПАМС. Вона побудована за принципами функціональної диференціації інформації з виділенням базових та спеціалізо­ваних (функціональних) модулів.

Вона включає чотири основні підсистеми, що описують елементи природно-ресурсної основи (ПС-1), виробничо-технологічної структури (ПС-2) території, територіальної прив'язки об'єктів (ПС-3) і нормативно-регламентуючої бази прийняття рішень (ПС-4). Концептуальну модель організації та структуризації даних наведено на рисунку [8].

4.2 Структура і технологія наповнення

Структуру і склад інформаційної бази на різних рангах інтеграції даних з визначенням методів фіксації показників та форм представлення інформації обгрунтовано на основі сформованих систем вимог і концептуальних моделей організації даних у різних функціональних модулях ПІК об'єкту, які дають можливість створення адекватної інформаційної моделі території досліджень.

При цьому системну організацію тематичної інформації здійснюють, як було зазначено вище, з урахуванням адресних вимог бази знань і бази даних.

База знань формується як сукупність знань для обгрунтування та оптимізації прийняття рішень. Концептуальна модель організації даних у її межах передбачає диференціацію інформації з видокремленням нормативно-регламентуючої бази (НРБ) і системи загальнодовідкових даних, що забезпечує вибір параметрів на стадії ідентифікації об'єктів.

Нормативно-регламентуюча база. Одним із перших етапів створення бази знань є розробка нормативно-регламентуючої бази з системою кодифікації та відповідними експертними системами, що забезпечують вибір оптимальних умов вирощування тієї чи іншої сільгоспкультури, визначення складу і параметрів технологічних операцій рослинництва.

У її основу покладено структуризацію даних у середині кожного з тематичних та системних модулів ПС-1, ПС-2, ПС-3 з використанням класифікаційних схем як засобів описування вміщеної у них інформації.

Основою формування інформаційної бази при вирішенні завдань просторового оцінювання має бути територіально-галузева інформаційна база та природно-ресурсний паспорт об'єкта, який вміщує елементи інформаційно-довідкової і геоінформаційної баз даних[8].

Вихідною інформацією для побудови територіально-галузевої бази що­до природно-ресурсної основи регіону слугують матеріали:

• комплексних гідрогеологічних та інженерно-геологічних зйомок для цілей меліорації (М 1:50000-1:200000), виконаних організаціями Державного комітету природних ресурсів України;

• вишукувальних підрозділів і організацій Держводгоспу, Мінагрополітики, Держкомзему, з вивчення кліматичних, гідрогеологічних, ґрунтових, грунтово-меліоративних, інженерно-геологічних та екологічних умов зрошуваних і прилеглих до них земель (М 1:10000-1:200000);

• гідрогеолого-меліоративної і водогосподарської служб Держводгоспу України з вивчення меліоративного й еколого-меліоративного стану земель, технічного стану зрошувальних систем і водогосподарських об'єктів, стану діючих агроіригаційних навантажень і режимів експлуатації (М 1:10000-1:100000); оперативна та довгострокова інформація мережі моніторингового контролю й спеціального випробування;

• спеціальних (у тому числі експериментальних) досліджень впливу зрошення на природні комплекси, зокрема на стан і еволюцію грунтів, що виконані різними науковими установами країни;

• великомасштабних суцільних ґрунтових і агрохімічних обстежень, спеціального випробування ґрунтів (вміст поживних речовин і забруднювальних елементів, вологозапаси, мінливість продуктивності грунтів);

• космічних досліджень, аерофотозйомок, геофізичного зондування тощо;

• топооснови, плани землекористування тощо (М 1:2000-1:200000).

Створення регіональних баз знань, локальних інформаційно-довідкових і відповідно геоінформаційних баз даних здійснюється в автономному режимі для різних рівнів функціональних завдань на основі єдиних концептуальних моделей організації і структуризації інформації в рамках ПІК.[8]

Концептуальне подання — це подання всієї інформації бази даних у трохи більш абстрактній формі у порівнянні з фізичним способом зберігання даних. Однак концептуальне подання істотно відрізняється від способу подання даних якому-небудь окремому користувачеві. Загалом кажучи, концептуальне подання - це подання даних такими, які "вони є насправді", а не такими, якими змушений їх бачити користувач у рамках, наприклад, певного мови або використовуваного апаратного забезпечення.

Концептуальне подання складається з безлічі екземплярів кожного типу концептуального запису. Концептуальний запис зовсім не обов'язково повинна збігатися із зовнішнім записом, з одного боку, і зі збереженим записом - з іншої.

Концептуальне подання визначається за допомогою концептуальної схеми, що включає визначення кожного типу концептуальних записів.

Концептуальна схема використовує іншу мову визначення даних — концептуальну. Щоб домогтися незалежності даних, не можна включати у визначення концептуальної мови будь-який розгляд структури зберігання або методу доступу. Визначення концептуальної мови повинні ставитися тільки до змісту інформації. Це означає, що в концептуальній схемі не повинно бути ніякого згадування про подання збереженого файлу, послідовності збережених записів, індексуванні, хеш-адресації, покажчиках або інших подробицях зберігання або доступу. Якщо концептуальна схема дійсно забезпечує незалежність даних у цьому змісті, то зовнішні схеми, певні на основі концептуальної, свідомо будуть забезпечувати незалежність даних.

Концептуальне подання — це подання всього вмісту бази даних, а концептуальна схема — це визначення такого подання. Однак сьогоднішня система реально не підтримує такого концептуального рівня, що хоча б небагато наблизився до цього ступеня розвиненості; у більшості існуючих систем "концептуальна схема" у дійсності являє собою трохи більше, ніж просте об'єднання всіх окремих зовнішніх схем з додатковими засобами безпеки й правилами забезпечення цілісності [10].