§ 9.6 Картографическая информатика. Автоматизированные информационно-поисковые системы

В соответствии с представлениями об информатике вообще (См.: Михайлов А. И., Черный А. И., Гиляревский Р. С. Научные коммуникации и информатика. М., 1976. 436 с.) центральные проблемы картографической информатики (§ 9.1) состоят в разработке методов и средств сбора, обработки, хранения, поиска и распространения картографической информации (собственно географических карт, всех видов графических съемочно-картографическнх документов, фотокарт, космокарт и др.), а также в конструировании картографических информационно-поисковых систем.

При решении этих проблем необходимо учитывать основные свойства картографической информации. Отражая действительность, она идеальна по своей сути, но всегда реализована в материальной графической форме. Возможны различные физические носители информации - карта на бумаге, микрофильм, изображение на видеоэкране и т. д. Одна и та же информация может получать различное графическое выражение, например при изменении знаковых систем топографических карт, при выборе тех или других способов изображения рельефа и т. п. Всякая научная информация является результатом абстрактно-логической обработки и обобщения фактов, т. е. научной деятельности конкретных наук; таким образом создание такой информации не относится к компетенции информатики. Соответственно картографическая информатика не ставит своими задачами ни создание новых карт, ни их: научный анализ и синтез в познавательных целях, но призвана облегчать и ускорять распространение картографической информации, содействовать ее внедрению в жизнь. Естественно, что, войдя в сферу коммуникации, картографическая информация становится независимой от ее создателя, отчуждается от него (если оставить в стороне аспект авторского права), как бы получает самостоятельное существование. По мере целесообразности она освежается и пополняется новыми материалами.

Если библиография не выходит за пределы печатной продукции, то информатика вовлекает в оборот как опубликованные, так и неопубликованные документы, что сильно расширяет поле ее деятельности. Картографическая информатика может включать в свои задачи сбор и обработку первичных источников, например листов топографических карт, аэро- и космофотоснимков и т. п., или ограничиваться вторичными документами, содержащими систематизированные сведения о первичных источниках, или же совмещать и то и другое. Но главные черты информатики, определяющие ее эффективность, состоят в разработке механизированных и автоматизированных информационно-поисковых систем, т. е. методов и средств обработки и поиска информации. Эти системы должны выявлять среди множества имеющихся документов, без непосредственного обращения к документам, те из них, которые могут интересовать потребителя сообразно его запросу. В таком запросе указываются не конкретные документы (которые потребитель не обязан знать), а некоторые их признаки.

Для этого смысловое содержание каждого документа, характеризуемое определенными признаками, формируется в виде поискового образа, для которого используется специальный информационно-поисковый язык и его термины. По аналогичным признакам составляется поисковое предписание (запрос) в терминах того же языка. Система выдает документ при соответствии поискового образа поисковому предписанию.

Различные информационно-поисковые системы используют свои языки. Одним из примеров информационно-поискового языка может быть УДК, широко распространенная в библиотечно-библиографической работе (см. § 9.5). Она мало удобна для информационно-поисковых систем, использующих механические и автоматические средства поиска. Последние требуют однозначных индексов, тогда как при линейной структуре УДК одно и то же явление или понятие может обозначаться разными терминами (индексами) в зависимости от того, к какой отрасли знания оно отнесено при классификации. Поэтому в информационно-поисковых системах с механическими и автоматическими средствами поиска применяют другие, дескрипторные языки.

В основе дескрипторных информационно-поисковых языков лежит предположение, что смысловое содержание любого документа (статьи, атласа, карты и т. д.) может быть охарактеризовано (выражено) набором нескольких ключевых слов, содержащихся явно или скрытно (обычно для географических карт) в описываемом документе.

Например, содержание статьи «Эксперименты по изготовлению с помощью ЭВМ карт миграции населения» может быть выражено следующими ключевыми словами «картографирование автоматизированное», «карты тематические», «миграция населения».

Опыт показывает, что для подобной характеристики в самых сложных случаях требуется не более 8-10 ключевых слов. В дескриптор-ном языке употребляются слова естественного языка, преимущественно термины, но в неизменной форме, например существительные в именительном падеже единственного (или множественного) числа.

При разработке дескрипторного языка крайне важно: устранение синонимов, т. е. использования для одного и того же предмета и понятия разных терминов (состоящих из одного или нескольких слов), например синонимов - картографирование и картирован^, гидрографическая карта и морская навигационная карта; устранение омонимов, т. е. обозначения одним термином разных предметов или понятий (например, карты географическая, астрономическая игральная, намыва; планшет - часть мензулы, папка для глазомерной съемки, лист топографической карты и т. д.); объединение групп ключевых слов, обозначающих совпадающие или близкие предметы и понятия, общими терминами-дескрипторами (отсюда название информационно-поискового языка), например, объединение в дескрипторе «навигационные карты» ключевых слов: гидрографические карты, морские навиганионные карты, навигационные карты озер, навигационные карты рек, лоцманские карты, планы портов и т. п.

Выбор дескрипторов всегда производится для конкретных тематических собраний документов (с учетом их объема, тематической широты и профиля). Отобранные дескрипторы подразделяются на смысловые группы тематически родственных терминов, а внутри размещаются по алфавиту. Словарь дескрипторов и относящихся к ним ключевых слов носит название тезаурус.

При составлении поискового образа первоначально производят как называемое индексирование документа, используя ключевые слова, которые далее переводят при помощи тезауруса на язык дескрипторов. Аналогичным образом формируется поисковый запрос. Именно наличие тезауруса обеспечивает единообразие поисковых характеристик и запросов.

Технические средства информационно-поисковых систем и методика поиска разнообразны. Общая схема действий такова: сбор документов; запись поискового образа каждого документа (карты или текстовой публикации), его «адреса», т. е. сведений, необходимых для быстрого нахождения самого документа или его фотокопии, реферата и т.д.; включение документа в систему.

При пользовании системой составляется поисковое предписание, производится считывание поисковых образов документов и отбор документов, соответствующих поисковому предписанию наконец, выдача сведении о документах (или самих документов).

Для записи поискового образа применяются перфокарты, магнитные ленты и другие материалы. В больших собраниях (50-200 тыс. и более) документов для быстрой сортировки перфокарт служат счетно-перфорационные машины. Наиболее употребительны 80-колонные перфокарты (рис. 9.1). Система записи поисковых образов на таких перфокартах может быть различной. Например, в одной из систем первые 8 колонок оставляются для записи адресного шифра документа, а последующие 72 колонки подразделены на 24 столбца, каждый из которых служит для записи одного дескриптора в трехзначном коде. Таким образом, имеется возможность кодировать на каждой перфокарте 24 дескриптора, что намного превосходит число дескрипторов, ооычно включаемых в поисковый образ. Можно рассчитать, что подобная система записи дает 46 655 различных комбинаций, т. е. пригодна для тезауруса с любым количеством дескрипторов в пределах этой величины.

Поиск на сортировальной машине состоит в последовательном от-ооре перфокарт по каждому дескриптору. Причем при отборе по первому дескриптору в машину вводится весь массив перфокарт, по второму - лишь перфокарты, отобранные при первом прогоне, по третьему - отобранные при двух прогонах и т. д. Скорость «просмотра» перфокарт на обычных машинах такого рода равна 400-700 перфокарт в 1 мин. Более сложные установки с использованием электронных вычислительных машин и магнитной записи, пригодные для сколь угодно больших собраний документов, ограничивают время информационного поиска несколькими секундами.

Рис. 9.1. 80-колонная перфокарта

Для копий картографических документов теперь широко применяют фотомикрофильмирование с 5-10-кратным уменьшением, что сокращает на 90-95% и более площади хранения материалов, облегчает их поиск, размножение и ввод в информационно-поисковые системы. При фотографировании на фильм шириной 35 мм отдельные кадры фильма можно монтировать в стандартные 80-колонные перфокарты, поиск которых ведется посредством счетно-перфорационных машин. Другой вид хранения - микрофиши карт - получают, разрезая фильм шириной 105 мм на плоские части формата 105X148 мм. В автоматизированных хранилищах поиск микрофиш по их коду (поисковому образу) занимает считанные секунды.

Исследуется возможность и целесообразность хранения картографической информации на видеодисках большей емкости с записью и восстановлением изображения лазерным лучом; имеются диски, фиксирующие 54 тыс. кадров, каждый для небольшого фрагмента карты (5X3,5 см).

Заметим также, что без автоматизированных информационно-поисковых систем практически нереальна оперативная деятельность центров сбора, хранения и распространения аэрокосмических съемок, где сосредоточиваются миллионы снимков.