SISTEMSKO PROJEKTOVANJE INFORMACIONIH SISTEMA

SISTEMSKO PROJEKTOVANJE INFORMACIONIH SISTEMA

Savremene metode projektovanja tretiraju informacioni sistem kao model realnog sistema, što znači da se projektovanje informacionog sistema svodi na nalaženje odgovarajućeg modela realnog sistema. Međutim, realni sistem ne opisuje se u potpunosti modelom podataka, jer model prikazuje stanje sistema samo u jednom trenutku i kako se ono može menjati, ali ne opisuje promene. Zato je potrebno opisati i procese koji menjaju stanje si­stema i formiraju odgovore sistema, odnosno izlaze iz sistema na osnovu poznatih ulaznih podataka.

Izvršavanje procesa u realnom sistemu prate informacioni procesi koji su međusobno povezani tokovima podataka. Pri izvršavanju procesa transformišu se ulazni u izlazne podatke koji predstavljaju u stvari rezultate izvršene obrade podataka. Procesi se opisuju modelom procesa, a opisivanjem procesa opisuje se funkcionisanje realnog sistema jer svaka funkcija sistema obuhvata jedan ili više povezanih procesa. Treba naglasiti da se, kada se razvija informacioni sistem nekog organizacionog sistema, on se vezuje za funkcije sistema a ne za organizacione celine, jer su funkcije postojanije, a interna organizacija je podložna češćim promenama. Na taj način se postiže da se realizovani informacioni sistem što manje menja.

Pošto se usvaja sistemski pristup, savremeno projektovanje informacionih sistema zasniva se na nalaženju jedinstvenog modela realnog sistema za koji se informacioni sistem projektuje i koji se u najvećoj meri opisuje modelom podataka i modelom procesa. Na osnovu modela podataka realizuje se baza podataka koju koriste svi programi koji opisuju funkcionisanje realnog sistema. Funkcionisanje realnog sistema opisuje se modelom procesa.

Model podataka i model procesa se projektuju nezavisno. Nezavisno projektovanje je moguće jer, kada se projektuje model podataka, ne uzimaju se u obzir procesi koji će obrađivati bazu podataka. Projektovanje modela podataka može prethoditi, ili ići paralelno, sa projektovanjem modela procesa jer mnoge funkcije nisu kritične sa aspekta projektovanja. Sem toga, podaci su pretežno zajednički za ceo realni sistem, a funkcije su više lokalne, pa model podataka doprinosi integraciji informacionog sistema.

Naučna oblast koja se bavi analizom podataka i procesa i logičkim projektovanjem informacionih sistema naziva se strukturna sistemska analiza. Strukturna sistemska analiza je pogodna za proučavanje i dugoročno praćenje realnih sistema jer koristi razrađen sistemski pristup, modularnu hijerarhijsku dekompoziciju sistema, jasno definisane koncepte i jednostavan grafički instrumentarijum u vidu dijagrama, tako da daje jasne i pregledne rezultate. Analiza je usmerena, pre svega, na razumevanje i dokumentovanje podataka, jer su podaci jedan od osnovnih resursa informacionih sistema.

GEOGRAFSKI INFORMACIONI SISTEMI

Geografski informacioni sistemi (GIS) predstavljaju specijalne informacione sisteme koji se primenjuju za analiziranje i prikazivanje geografskih i prostornih pojava koje postoje na zemlji, ili koje se mogu desiti. Ova tehnologija objedinjuje metodologije korišćenja baza podataka sa mogućnostima vizualizacije i analiziranja koje pruža upotreba geografskih mapa. Ove mogućnosti izdvajaju GIS od drugih informacionih sistema zbog čega nalaze široku primenu za praćenje i prognoziranje prostornih fenomena, a nalaze veliku primenu i u planiranju poslovanja i strateškom planiranju na lokalnom i globalnom nivou.

U opštem slučaju GIS obuhvata sredstva za prikupljanje podataka, upravljanje podacima, obradu i analizu podataka, i prikazivanje rezultata u grafičkoj i tabelarnoj formi, sa posebnim naglaskom na interne karakteristike geografskih i prostornih podataka. Mogućnosti prihvatanja prostornih podataka, njihove obrade i analiziranja, i rešavanje prostornih zadataka, predstavljaju glavnu karakteristiku geografskih informacionih sistema.

Geografski informacioni sistem (GIS) predstavlja skup integrisanih hardverskih i softverskih sredstava koji se koriste za obradu i upravljanje digitalnim prostornim (geografskim) podacima i odgovarajućim svojstvima tih podataka (atributima).

Podsistemi GIS-a

GIS sadrži četiri glavna funkcionalna podsistema:

· podsistem za ulaz podataka,

· podsistem za skladištenje i pretraživanje podataka,

· podsistem za obradu i analizu podataka,

· podsistem za prikazivanje i izlaz podataka.

Ulaz podataka

Ovaj podsistem omogućava unošenje, prihvatanje i transformaciju prostornih i tematskih podataka u digitalnu (računarsku) formu. Ulazni podaci imaju poreklo uglavnom iz kartografskih dokumenata, visinskih tere­nskih snimaka, fotografija dobijenih daljinskim snimanjem, raznih izveštaja, preglednih dokumenata, itd.

Skladištenje i pretraživanje podataka

Ovaj podsistem omogućava organizovanje podataka, prostornih i njihovih atributa, u formi koja omogućava brz pristup ovim podacima kada se koriste za analizu, kao i brzo i precizno ažuriranje ovih podataka u bazi podataka. Iz tog razloga, u ovom podsistemu je neophodno korišćenje sistema za upravljanje bazama podataka (SUBP) za obradu atributa prostornih podataka, dok se sami prostorni podaci koriste u posebnom formatu podataka.

Obrada i analiza podataka

Ovaj podsistem omogućava definisanje i izvršavanje procedura za obradu prostornih podataka i njihovih atributa u cilju dobijanja izvedenih informacija. Ovaj podsistem se smatra ključnim delom GIS i jasno ga odeljuje od ostalih informacionih sistema sa bazama podataka i sistema za računarsko projektovanje (CAD).

Izlaz podataka

Podsistem za prikazivanje i izlaz podataka omogućava generisanje grafičkih video prikaza, kartografskih dokumenata i tabelarnih izveštaja koji prikazuju informacije dobijene obradom i analizom prostornim podataka.

Koncepti podataka o prostoru

Prostor predstavlja jedno od fundamentalnih ljudskih iskustava. Ljudi teže da prostorno predstavljaju mnoge aspekte svakodnevnog života koristeći različite koncepte, iskustvo, kontekst i ostale kognitivne interpretacije. Tako nam, ova prostorna metafora omogućava da lakše shvatamo i struktuiramo kompleksnu realnost prostora.

Tradicionalna predstava prostora ograničavala se na dve geometrijski definisane promenljive koje su se koristile da opišu određenu lokaciju na površini zemlje. Savremena definicija kazuje da se informacija o prostoru sastoji od koordinata određene lokacije X,Y i parametara - atributa Z1, Z2,...., Zn, karakterističnih za tu lokaciju, dobijenih merenjem ili određenih na neki drugi način. Na ovaj način dobija se niz podataka koji se može predstaviti vektorom, ili generalnije, n-dimenzionalnim prostorom gde svaki atribut prostorne lokacije predstavlja jednu dimenziju, uključujući i vreme kao jednu od dimenzija. Ovakva predstava prostora omogućava, s jedne strane,  generisanje različitih modela prostora koristeći matematičke teorije iz oblasti teorije skupova, algebre, topologije, neeuklidske geometrije, itd. S druge strane, savremena računarska sredstva i metode omogućavaju nam realizaciju informacionih sistema na bazi ovih modela podataka, kao i predstavu dinamičkih n-dimenzionalnih svojstava prostora, koristeći procedure za kompjutersku vizualizaciju.

Kao i u svakom procesu modeliranja, ne može se očekivati da model obezbedi kompletno znanje o određenoj oblasti, ali dobar model koji se zasniva na potpunoj semantičkoj specifikaciji, može dati zadovoljavajuću interpretaciju realnog sistema.

Podaci o prostoru

Osnovni tipovi podataka o prostoru pripadaju podacima koji se tradicionalno mogu naći na geografskim mapama. Pored toga, podatke o prostoru mogu sadržati i druga dokumenta i izvori informacija koji se odnose na prostorno planiranje, zatim na zaštitu, uređenje, upravljanje, korišćenje i izgradnju prostora, itd. Ovo se odnosi na razne vrste prostornih planova, normativne propise o prostoru, službena i bezbednosna dokumenta, naučnu i informatičku dokumentaciju o prostoru, itd.

U svrhu izgradnje informacionih sistema  o prostoru, podaci o prostornim objektima se razdvajaju na dve osnovne komponente:

· podaci o lokaciji (prostorna komponenta),

· podaci o atributima.

Prostorna komponenta sadrži podatke o relativnoj i apsolutnoj lokaciji objekta, dok komponenta o atributima sadrži podatke o karakteristikama objekta koje mogu biti kvantitativne ili kvalitativne po svojoj prirodi. Svaki informacioni sistem o prostoru razdvaja ove dve komponente podataka i one se implementiraju u sistemu koristeći različite modele podataka za svaku komponentu.

Postoji više različitih načina za implementaciju prostorne komponente u okviru informacionog sistema. Tradicionalno, prostorni podaci se implementiraju i prezentiraju u formi geografskih mapa. Postoje dva osnovna modela podataka za realizaciju digitalnih geografskih podataka: vektorski i raster.

Takođe, postoji više načina za realizaciju modela podataka o atributima prostornih objekata, ali je relacioni model podataka usvojen kao standard s obzirom na ogroman napredak u razvoju softverskih alata relacionih baza podataka.

Pored podataka o lokaciji i atributima prostornih objekata, model podataka o prostoru obavezno sadrži i topološke informacije o prostoru, tj. podatke o međusobnim relacijama objekata u prostoru. Topologija prostornih objekata se, pre svega, odnosi na međusobnu povezanost objekata kao i na granične odnose objekata.

Prostorni - geografski podaci se uvek referenciraju u odnosu na koordinatni sistem koji prikazuje lokaciju prostornog objekta na površini zemlje. Postoji više tipova koordinatnih sistema, ali za prikazivanje prostornih objekata koji pripadaju nacionalnim resursima, najčešće se koriste sledeća tri:

· geografski koordinatni sistem koji lokaciju objekta prikazuje pomoću geografske širine i dužine, izražene u stepenima, minutima i sekundama;

· projekcioni koordinatni sistem (Universe Transverse Mercator – UTM) koji lokaciju prikazuje u metrima, normalno referenciran u odnosu na nulti meridijan;

· koordinatni sistem lokalnog premera referenciran u odnosu na neki lokalni prostorni objekat.

Fundamentalne karakteristike podataka o prostoru koje odlučuju o njihovoj primenljivosti su tačnost i kvalitet ovih podataka. Tačnost podataka može se prikazati kao vrednost podatka koja se može prihvatiti kao istinita. Iz tog razloga, mnoge prostorne pojave i fenomeni se mogu prihvatiti jedino kao estimacije približnih procesa nad prostornim objektima. Tačnost obe komponente modela podataka prostora su podjednako važne. Poziciona tačnost prostornog objekta odnosi se na relativnu i apsolutnu tačnost određivanja lokacije objekta. Pri tome, relativna tačnost objekta često ima veći značaj. Tačnost podataka o atributima objekta utiče znatno na procenu realnog stanja u prostoru. Iz tog razloga, interpretacija pojava u prostoru može biti veoma teška i subjektivna,  što često dovodi do pogrešnih saznanja i odluka o prostoru.

Kvalitet podataka predstavlja njihovu pogodnost da se koriste zajedno sa drugim podacima o prostoru. To znači da podaci koji se koriste u jednoj  aplikaciji ne moraju biti pogodni da se koriste u drugoj, što zavisi od tačnosti i razmere podataka, kao i od kvaliteta svih drugih podataka u okruženju. Prema postojećim standardima za prostorne podatke postoji pet komponenata koje određuju kvalitet podataka:

· poreklo podataka,

· tačnost podataka o poziciji,

· tačnost podataka o atributima,

· logička konzistentnost podataka,

· kompletnost podataka.

Modeli podataka o prostoru

Svaki model podataka predstavlja simplifikaciju realnosti koja omogućava koordinisano sagledavanje određenih osobina i ponašanja realnog sistema od interesa. Simplifikacija realnog sistema se zasniva na skupu pretpostavki, a ove pretpostavke određuju kako će rezultati dobijeni iz modela biti interpretirani. Za razliku od drugih tipova podataka, podatke o prostoru je dosta teško modelirati pomoću računara s obzirom na njihovu kompleksnost. U cilju pojednostavljenja podaci o prostoru se dekomponuju u dve komponente od kojih jedna pokazuje podatke o lokaciji objekta u pro­storu, dok druga komponenta sadrži informacije o karakteristikama objekta. Svaki informacioni sistem o prostoru implementira ove komponente kori­steći različite modele podataka koji se razlikuju u konceptualnom,  internom i prezentacionom pogledu.