ПОБУДОВА ГІС-ІНТЕГРОВАНОЇ СИСТЕМИ ДАНИХ ТА МОДЕЛЕЙ НА ОСНОВІ XML-ФОРМАЛІЗАЦІЇ ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ У РІЧКАХ

Анотація

Проведено аналіз відомих форматів формалізації математичних моделей та просторових форматів, які є актуальними для оброблення даних і моделювання процесів у річках: PMML, MathML, SBML, GML, WaterML, за системою критеріїв: кількість класів математичних моделей на прикладі задач моделювання процесів у річках; наявність репозиторіїв вже ідентифікованих моделей, інтегрування з мовами програмування; наявність специфічних тегів для роботи з просторовими даними; наявність середовищ для автоматизованої формалізації та імпорту/експорту XML-моделей. Запропоновано інтегральний критерій. Наведено приклади застосування цієї системи критеріїв для вибору оптимального XML-формату для збереження даних і моделей за різних ваг певних критеріїв та умов: якщо основним критерієм є наявність геоприв’язки, тоді оптимальною XML-мовою є WaterML, якщо – можливість формалізації будь-яких аналітичних моделей, особливо гідробіологічних, тоді – SBML, а якщо необхідною є автоматизація алгоритмів штучного інтелекту, тоді – PMML.

Охарактеризовано відомі технології збереження атрибутивних та просторових даних ГІС для їх автоматизованого оброблення: KML, Shapefile, GPX, GeoJSON, SXF, база геоданих ArcGIS, Spatialite (SQLite), MapInfo TAB format. Відзначено, що за критерієм кількості згадувань в документах зі словом «map», які знаходить пошукова система Google, найбільш популярними у світі є формати KML (22 млн.), GPX (20 млн.) та Shapefile (11,5 млн.).

Вперше запропоновано структуру ГІС-інтегрованої системи даних і моделей на основі XML-формалізації та проілюстровано її працездатність на прикладі прогнозування середньорічних витрат води для 50% забезпеченості за багаторічний період у басейні річки Дністер у середовищі KNIME Analytics Platform.

Отримані результати дозволяють забезпечити швидкість побудови, універсальність та широкий функціонал ГІС-інтегрованих систем баз даних і моделей.