Экономическая оценка качества геоинформационной системы на основе критерия функциональной полноты

№39-1,

экономические науки

Геоинформационные системы (ГИС) широко используются в качестве средства поддержки принятия решений в области государственного и муниципального управления. Актуальной является задача оценки качества и выбора наилучшей, с точки зрения пользователя, ГИС. В статье рассмотрен формализованный подход к сравнительной оценке функционального наполнения систем. Осуществлён сравнительный анализ функциональности наиболее распространённых на российском рынке ГИС, что потребовало разработки списка их функций. Результаты анализа позволили классифицировать системы по данному критерию, сформулировать рекомендации по осуществлению выбора потенциальному пользователю ГИС.

Похожие материалы

Геоинформационные системы находят применение в самых различных областях благодаря эффективному сочетанию технологий хранения и обработки больших массивов информации, векторной и растровой компьютерной графики, используемой для визуализации атрибутивных данных на электронных картах местности. Мощный программно-методологический инструментарий геоинформационных систем (ГИС) используется при решении задач управления территорией в сфере государственного и муниципального управления. Являясь, в частности, компонентом муниципальной информационной системы [1], ГИС ориентируется на решение следующих задач: создание территориального кадастра, мониторинг экологического состояния территории, состояния сетей водоснабжения, теплоснабжения, канализации и др.

Назовём структурные подсистемы ГИС [1].

  1. Подсистема ввода данных, обеспечивающая ввод и обработку пространственных данных. Источниками данных выступают космические снимки, результаты геофизических исследований и аэрофотоснимки.
  2. Подсистема хранения и поиска, образующаяся взаимодействием атрибутивной и картографической баз данных. Географические и связанные с ними табличные данные могут собираться самим пользователем либо приобретаться у поставщиков.
  3. Подсистема аналитической обработки данных, реализующая инструментарий поиска, статистического анализа на основе осуществления запросов к БД.
  4. Подсистема вывода информации в виде карт, таблиц, изображений, блок-схем, цифровых моделей местности.

Таким образом, ГИС является сложной программной системой и востребованным инструментом поддержки принятия решений в деятельности органов власти и управления. С другой стороны, российский рынок ПО предлагает широкий ассортимент соответствующих программных продуктов. Возникает задача экономической оценки качества системы с точки зрения пользователя, с учётом специфики его профессиональной деятельности. Такую оценку можно проводить комплексно, по ряду критериев, например, стоимости внедрения, объёму трудозатрат на функционирование системы.

Состав и форма реализации функций программного продукта, необходимых пользователю в его повседневной работе, оказывают прямое влияние на эффективность информационных процессов в организации, осуществившей внедрение ГИС. Поэтому мы считаем функциональную полноту одним из наиболее значимых критериев качества ГИС.

В [2] предложен подход к сравнительному анализу функционального наполнения программных систем на основе количественных показателей. Рассмотрим его сущность.

Методика использует полный перечень функций систем, который необходимо сформировать заранее, отметив для систем наличие или отсутствие той или иной функции [3]. Таким образом, для каждой системы из универсального списка формируется множество её функций. Затем на основе операций над множествами рассчитывается ряд показателей.

.P_{jk}^{\left ( 11 \right )} – мощность пересечения множеств, полученных для систем Sj и Sk; P_{jk}^{\left ( 00 \right )} – мощность объединения множеств, полученных для систем Sj и Sk; P_{jk}^{\left ( 10 \right )} – мощность разности соответствующих множеств, т.е. количество функций, выполняемых системой Sj, но не выполняемых системой Sk.

Коэффициент поглощения:

H_{jk}= \frac{P_{jk}^{\left ( 11 \right )}}{P_{jk}^{\left ( 11 \right )}+P_{jk}^{\left ( 10 \right )}}, \left ( 0\leq H_{jk}\leq 1 \right ).

Данный показатель оценивает, какую долю в системе Sj занимает функциональное наполнение системы Sk.

Обобщённое представление сущности коэффициента поглощения Hjk

Рис. 1. Обобщённое представление сущности коэффициента поглощения Hjk

Мера подобия Жаккарда:

G_{jk}=\frac{P_{jk}^{\left (11  \right )}}{P_{jk}^{\left (00  \right )}}, \left ( 0\leq G_{jk}\leq 1 \right ).

Данный показатель оценивает степень похожести функционального наполнения систем Sj и Sk.

Воспользуемся данной методикой для осуществления сравнительного анализа функционального наполнения наиболее распространённых на российском рынке ГИС. Сравнение производилось на основании таблицы функций, заголовки столбцов которой содержали обозначения систем. В строках таблицы записывались наименования функций. Перечень функций был получен на основе анализа демоверсий систем, исследования руководств пользователя, аналитических и информационных материалов по данной тематике, размещённых на веб-сайтах разработчиков систем и в Интернете. Относительно рассматриваемых ГИС в таблице указывалось, реализована та или иная функция в системе или нет. Соответствующие данные были внесены в компьютерную программу, которая произвела расчёт значений Gjk и Hjk. Указанные значения представлены в табл. 1 и табл. 2 в виде матриц подобия G и поглощения H.

Таблица 1. Матрица G подобия систем

 

S1

S2

S3

S1

1

0,53

0,37

S2

0,53

1

0,57

S3

0,37

0,57

1

Схожими по функционалу в наибольшей мере являются системы S2 и S3.

Таблица 2. Матрица H поглощения систем

 

S1

S2

S3

S1

1

0,5

0,58

S2

0,75

1

0,88

S3

0,5

0,5

1

Видим, что S2 и S3 не просто подобны, а S3 «поглощает» S2 (обратное наблюдается в меньшей степени).

По матрицам, с помощью компьютерной программы, построены графы, которые более наглядно представляют результаты сравнения. Предварительно необходимо выбрать пороговые значения Gjk и Hjk, которые будут определять факт похожести или поглощаемости функционального наполнения пары систем. Если значения Gjk или Hjk, равны или более соответствующих пороговых значений, то пару вершин Sj и Sk соединяет дуга. Матрица подобия симметрична, поэтому дуги соответствующего графа неориентированные, дуги графа, построенного по матрице H, ориентированы. Выберем пороговые значения G0=0,5; H0=0,75.

Граф, построенный по матрице подобия G

Рис. 2. Граф, построенный по матрице подобия G

Системы S1 и S3 не подобны и, предположительно, относятся к разным классам, с точки зрения функционального наполнения (см. рис. 2). Вместе с тем, та и другая совпадают с S2. Продолжим анализ, обращаясь к графу поглощения, представленному на рис. 3.

Граф, построенный по матрице поглощения H

Рис. 3 Граф, построенный по матрице поглощения H

Система S2 содержит в себе функциональность S1 и S3, поэтому, строго говоря, в рассматриваемом примере нельзя явно выделить два класса систем, скорее все системы принадлежат к одному классу, ярким представителем которого является S2. Тем не менее, нельзя не отметить несхожесть S1 и S3, а также то, что ни одна из них не поглощает другую. Поэтому можно утверждать, что они различаются по функциональному назначению.

Если пользователь на первом этапе склонен выбрать S2, то он может ориентироваться и на связанные с ней системы S1 и S3, цены или иные характеристики которых окажутся более привлекательными. Однако следует учитывать, что одна из систем этой пары, возможно, принципиально не подходит ему с точки зрения функционального наполнения. И наоборот, если пользователь обратил внимание на, например, систему S3, то ему следует рассмотреть в качестве альтернативы систему S2.

Перечислим перспективные направления использования рассмотренной методики:

  • формирование «искусственной» системы Sп, содержащей только нужные пользователю функции, и осуществление сравнительного анализа с получением интегральных количественных оценок соответствия систем-претендентов требованиям пользователя к функциональности;
  • выявление, в том числе с привлечением экспертного сообщества, наиболее часто встречающихся функций и формирование «стандарта» функционального наполнения ГИС с целью его дальнейшего использования как инструмента проведения экспертизы любой системы на предмет соответствия её функционального наполнения эталонным требованиям.

Методика сравнения информационных и программных систем по функциональному наполнению позволяет классифицировать системы по данному признаку и получить количественные оценки соответствия системы требованиям пользователя к функциональности. Для разработчика ГИС результаты сравнения могут представлять практическую ценность при позиционировании системы на рынке и позволят более эффективно осуществлять совершенствование функциональности продукта.

Располагая результатами сравнительного анализа функционального наполнения систем, полученными с использованием рассмотренной выше формализованной методики, можно переходить к анализу их цен, экспертизе пользовательского интерфейса, анализу технических требований, что даст дополнительную информацию и позволит обосновать выбор той или иной системы конкретным пользователем.

Список литературы

  1. Саак, А.Э. Информационные технологии управления [Текст]: учебник для студ. вузов. – 2-е изд. – СПб.: Питер, 2012. – 318 с.
  2. Хубаев Г.Н. Сравнение сложных программных систем по критерию функциональной полноты / Г.Н. Хубаев / Программные продукты и системы (Software&Systems). – 1998. – № 2. – С. 6-9.
  3. Пахомов Е.В., Хубаев Г.Н., Саак А.Э. Формирование информационного обеспечения для сравнительной оценки потребительского качества систем автоматизации делопроизводства //Известия ТРТУ. Тематический выпуск. Организационно-экономические и правовые проблемы муниципального управления. – Таганрог: ТРТУ, 2002. – №4. – С. 49-62.