3-7
ВОПРОСЫ ТЕОРИИ
ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ НЕМТИНОВ
доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Автоматизированное проектирование технологического оборудования» Тамбовского государственного
технического университета (Тамбов) Тел.: (8-4752) 72-07-06; E-mail: nemtinov@mail.gaps.tstu.ru
АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ ГОРЕЛОВ
кандидат технических наук, доцент кафедры «Прикладная геометрия и компьютерная графика» Тамбовского государственного технического университета (Тамбов)
Тел.: (8-4752) 72-07-06; E-mail: nemtinov@mail.gaps.tstu.ru Рассмотрена модель информационного объекта культурно-исторического значения, представленная в виде графовой структуры фреймов и включающая сведения о составе, свойствах объекта и его элементах, а также способах задания значений этих свойств. Модель позволяет специалисту систематизировать всю информацию о реальном историческом объекте, упорядочить ее хранение на электронных носителях и обеспечить эффективную обработку.
Ключевые слова: объект культурно-исторического значения, информационный объект, информационная модель.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ КУЛЬТУРНО-ИСТОРИЧЕСКОГО НАСЛЕДИЯ -ОСНОВА КЛИОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Введение
В настоящее время наиболее полное исследование объектов культурного и исторического наследия возможно только на основе многостороннего подхода с применением различных информационных потоков, затрагивающих не только зрительное содержание. Решить такую задачу можно средствами современных компьютерных технологий. В этом случае геоинформационные системы служат главной цели - построению виртуального зрительного образа объекта. Последний, в свою очередь, дополняется разнообразной атрибутивной информацией, что приводит к построению единого информационного пространства территории и его пространственно-временной модели (если, например, речь идет о мемориальных военно-исторических комплексах, достопримечательных местах, градостроительных ансамблях и т.п.).
Такой подход, как показывает наш опыт, позволяет построить экскурсионный характер исследования объекта. При этом исследователь может самостоятельно выбрать маршрут экскурсии и двигаться по нему, зрительно изучая предмет исследования. Многочисленная и разноплановая информация об объекте может быть в любой момент востребована им из информационно-аналитической базы данных. Такой вариант может быть успешно использован в сети Интернета и послужит благой цели - знакомству и изучению объектов исторического и культурного наследия, расположенных на территории нашей страны.
Практическая реализация такого подхода в настоящее время невозможна без использования прикладных автоматизированных информационных систем (АИС), которые оперируют знаниями предметной области. При этом одним из основных элементов АИС являются модели объектов, входящих в состав той или иной культурной исторической группы и модели представления знаний об этих объектах.
Модель информационного объекта Введем понятие информационного объекта для комплекса исторического и культурного
наследия.
Определение. Информационным объектом комплекса исторического и культурного наследия (реального объекта, процесса или события) называется формализованная совокупность знаний о нем, представленная в виде графовой структуры фреймов и включающая сведения о составе, свойствах комплекса и его элементах, а также способах задания значений и/или графического образа этих свойств.
Схема представления данных об информационном объекте О, описывающем комплекс исторического и культурного наследия, приведена на рис. 1.
(1)
где - фрейм, описывающий структурный состав физического объекта [1]; Бо - фрейм, описывающий свойства, характерные для всего объекта; Бро - множество способов задания свойств объекта; Мо - множество моделей, позволяющих определить значения свойств, характерных для всего объекта; - множество моделей графических образов свойств, для которых он актуален (отдельные свойства могут не иметь графического образа).
При этом следует отметить, что:
?
где , , - соответственно наименование слота свойства soi, его значение и графический образ, N - количество свойств; Т - время жизненного цикла объекта.
Элементами множества Бро являются термы:
Бро = {«задается ЛПР», «выбирается ЛПР из списка», «рассчитывается по модели»,
«описывается лингвистической моделью», «изображается графической моделью»}.
При этом следует отметить, что способы задания свойства в течение времени могут меняться.
Элементами множества Мо являются модели для определения значений соответствующих свойств:
Мо = {Мо10, ..., Мои,, ..., Мот}, где Мои - модель для определения значения ^го свойства объекта в ^й момент времени.
Объект
Состав 1
' Способы
Свойства объекта 5о ' задания свойства | объекта
Свойство
Л
Свойство
¡^ рассчитывается по модели
Свойство
Модели графичес кого образа свойства
задается ЛПР
?ыОирается из списка ЛПР
описывыется пингвистичес-кой моделью
изооражается графической моделью
Состав объекта
Ч {л,' V}
Рис. 1 Схема
представления знаний об объекте культурно-исторического значения
В связи с тем, что отдельное свойство может иметь числовое или строковое значение, то для его определения может быть использована либо математическая модель, определяющая значение свойства числом, либо лингвистическая модель, например модель концептуальной зависимости, определяющая значение свойства строкой символов. Элементами множества являются модели графических образов соответствующих свойств:
где - модель графического образа /-го свойства в ^й момент времени.
В свою очередь, каждый k-й элемент сложного информационного объекта O может быть
описать аналогичным (1) способом:
?
где Stk - фрейм, описывающий структурный состав k-го элемента информационного объекта; Sk - фрейм, описывающий свойства, характерные для k-го элемента объекта; Spk -множество способов задания свойств k-го элемента объекта; Mk - множество моделей, позволяющих определить значения свойств, характерных для k-го элемента объекта; -множество моделей графических образов свойств k-го элемента объекта, для которых он
актуален (отдельные свойства могут не иметь графического образа).
?
где , , - соответственно наименование слота свойства ski k-го элемента объекта, его значение и графический образ, Nk - количество свойств k-го элемента объекта; T - время жизненного цикла объекта. Элементами множества Spk являются такие же термы, как и для Spo.
Для l-го свойства k-го элемента объекта, значение которого определяется в результате использования аналитической или информационно-логической модели, предлагается модель Mklt:
Для l-го свойства k-го элемента объекта, которое имеет графический образ, предлагается модель , реализованная на интервале времени [0, T]:
Следует отметить, что информационный объект O и множество (элементов объекта O) имеют аналогичную структуру. В связи этим можно говорить о шаблоне для описания информационного объекта или его элементов.
Реализацию модели рассмотрим на примере комплекса зданий (участка городской застройки), расположенного в городе Тамбове на углу улиц Советской и Коммунальной и являющегося объектом культурно-исторического значения.
В разные годы на протяжении последних 180-ти лет корпуса этого участка городской застройки предназначались для проведения в них учебно-образовательных процессов. В настоящее время все учебные корпуса рассматриваемого объекта являются структурными подразделениями Тамбовского государственного технического университета (ТГТУ). Состав этого подразделения включает в себя следующие элементы (см. рис. 1): корпус технологического института (элемент 1), корпус кафедры автоматизированных систем и приборов (элемент 2), корпус кафедры информационных технологий в проектировании (элемент 3), кафе «Меридиан» (элемент 4), подсобные помещения (элемент 5). В свою очередь каждый из выше перечисленных элементов подразделения ТГТУ распадается на отдельные подэлементы, которые в верхней части схемы (см. рис. 1) обозначены как «элемент k». Например, в корпусе технологического института размещается деканат заочного факультета, деканат факультета технической кибернетики и т. д. Это и будет являться фреймом, описывающим структурный состав объекта:
Sto, «настоящее время» = {«корпус технологического института», «корпус кафедры автоматизированных систем и приборов», «корпус кафедры информационных технологий в проектировании», «кафе Меридиан», «подсобные помещения»} Модели графических образов элементов представлены на рис. 2. - рис. 5. В качестве основного свойства рассматриваемого объекта культурно-исторического значения, как отмечалось выше, принимается его основное функциональное назначение -учебно-образовательный процесс. Это свойство действительно соответствует всем элементам объекта и тем самым объединяет их. Значение этого свойства на протяжении рассматриваемого периода времени менялось. В частности, в период с 1825 по 1918 гг. в зданиях рассматриваемого объекта проводилась гимназическая форма образования, с 1921
по 1958 гг. учебный процесс соответствовал средне-специальной форме образования, втретий временной период (с 1958 г. по наши дни) учебно-образовательный процесс ведется в форме высшего технического образования.
Каждое из выше перечисленных свойств обладает своими специфическими способами задания, по-другому говоря, отличается, и это отличие, прежде всего, просматривается в учебных программах. Однако и последние не являются постоянно стабильными и имеют значительные расхождения, которые в те или иные годы диктовались политическими и экономическими особенностями. Принимая это во внимание, можно на этом построить модель для определения значения свойств. В качестве примера рассмотрим значения свойства «направления деятельности» для разных периодов времени, представленные лингвистической моделью:
Мо, «направления деятельности», «1880-е годы» = {«организация и проведение учебного процесса», «жилищная функция», «проведение церковных служб», «библиотечная деятельность», «социальная служба питания», «медицинское обслуживание», «дополнительные спортивные занятия», «культурно-просвети
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.