Szakinformatika Dr. Faust, Dezső

Szakinformatika Dr. Faust, Dezső

Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Szakinformatika Dr. Faust, Dezső Publication date 2011 Szerzői jog © 2011 Szent István Egyetem Copyright 2011, Szent István Egyetem. Minden jog fenntartva,


Tartalom Bevezetés ............................................................................................................................................ v I. Az információ- és kommunikációtechnológia alapjai ..................................................................... 1 1. A településüzemeltetés rendszerének alapjellemzői, fontosabb rendezőmodelljei ............... 2 1. 1.1. A településüzemeltetés alapfunkcióinak összefoglalása ....................................... 2 2. 1.2. A település és a településüzemeltetés általános rendszermodelljei ....................... 3 2. Fontosabb alapfogalmak és alapelvek ................................................................................. 10 1. 2.1. Az IKT társadalmi és gazdasági jelentősége ...................................................... 10 2. 2.2. Az információ definíciója és fontosabb jellemzői ............................................. 10 3. 2.3. Kommunikáció definíciója és általános modellje ............................................... 12 4. 2.4. Technológia definíciója ...................................................................................... 13 5. 2.5. Az információ- és kommunikációtechnológia definíciója .................................. 13 6. 2.6. Vállalati informatikai infrastruktúra .................................................................. 14 7. 2.7. A vállalati informatikai stratégia ....................................................................... 15 8. 2.8. Hálózati alapismeretek ........................................................................................ 17 3. Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk .................................................................. 20 1. 3.1. A megatrendek hálója ......................................................................................... 20 2. 3.2. Globalizáció ........................................................................................................ 21 3. 3.3. A konvergencia megatrend jellemzése és hatása ................................................ 23 4. 3.4. Paradigmaváltás a gazdaságban és a műszaki fejlesztésben ............................... 27 5. 3.5. Az információ- és kommunikációtechnológia átlagosnál gyorsabb növekedése és fejlődése, befolyásának erősödése (Megatrend) ............................................................ 31 6. 3.6. A hálózatosodás megatrendje ............................................................................. 33 4. Rendszerelméleti, rendszertechnikai alapok ....................................................................... 37 1. 4.1. A rendszerszemlélet és a rendszertechnika kialakulása és hatása ....................... 37 2. 4.2. A rendszer fogalma ............................................................................................ 38 3. 4.3. Modell és modellezés ......................................................................................... 39 4. 4.4. Számítógépes modellezés ................................................................................... 41 5. 4.5. Kibernetikai alapelvek. Irányítási alapmodellek ................................................. 42 6. 4.6. Adaptív szabályozás ........................................................................................... 44 7. 4.7. Ágens technológia .............................................................................................. 45 8. 4.8. A hagyományos (egyszerűbb) és a komplex rendszerek tulajdonságainak összevetése 48 5. Fontosabb azonosítási, adatgyűjtési, monitorozási technológiák ........................................ 49 1. 5.1. A vállalati informatikai rendszer fontosabb funkcionális elemei. ...................... 49 2. 5.2. Azonosítás módja, technológiája szerinti osztályozás. ...................................... 49 3. 5.3. Pozíciójeles adatgyűjtés, bizonylatolás ............................................................... 51 4. 5.4. Vonalkódos azonosítási, adatgyűjtési technológia .............................................. 52 5. 5.5. Rádió-frekvenciás azonosítás és adatgyűjtés, (Radio Frequency Identification and Data Capture, RFID) .............................................................................................................. 53 6. 5.6. Érintős memória (Touch Memory), információs gomb (iGomb) ....................... 56 7. 5.7. Gép-gép kommunikáció (M2M, Machine to Machine) ...................................... 58 8. 5.8. A gépek kontroll hálózata. CAN BUS (Controller Area Network) .................... 59 6. A településüzemeltetési szolgáltató rendszerek IKT fejlesztését megalapozó modellek .... 62 1. 6.1. A szolgáltató szféra alapmodelljei ...................................................................... 62 2. 6.2. Az informatikai rendszer globális funkciói, fejlesztési nézőpontok ................... 63 3. 6.3. Létesítményüzemeltetés (Facility Management) ................................................ 66 4. 6.4. EIB instabus rendszer (Europian Installation BUS) ........................................... 69 5. 6.5. Projekt menedzselés számítógépes támogatása .................................................. 70 II. Térinformatika ............................................................................................................................. 74 7. Térinformatikai rendszerek ................................................................................................. 75 1. 7.1. A térinformatika, a térinformatikai rendszerek definíciója ................................. 75 2. 7.2. A térinformatika, illetve a térinformatikai rendszer (GIS) meghatározása ......... 76 3. 7.3. A térinformatika tudományterületként történő meghatározása ........................... 78 4. 7.4. A térinformatika meghatározása a funkciói alapján ........................................... 78 5. 7.5. A térinformatika meghatározása az alkotó objektumai, illetve eszközrendszerei alapján ........................................................................................................................................ 79

iii Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Szakinformatika

6. 7.6. A térinformatika technológiaként történő meghatározása .................................. 79 8. A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel ....... 82 1. 8.1. Térkép alapismeretek .......................................................................................... 82 2. 8.2. Adatmodell, adatmodellezés ............................................................................... 83 3. 8.3. A térbeli objektumok rétegszemléletű síkbeli leképezése .................................. 84 4. 8.4. Vektoros adatmodell ........................................................................................... 85 5. 8.5. Topológia a vektoros adatmodellben .................................................................. 88 6. 8.6. A térbeli és a leíró adatok összekapcsolása ........................................................ 89 9. Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei 91 1. 9.1. A térbeli objektumok grafikus leképezése .......................................................... 91 2. 9.2. A raszteres rendszer grafikus elemeinek adatformájú leképezése ...................... 93 3. 9.3. A térbeli és a leíró jellemzők leképezése a raszteres adatmodellben .................. 93 4. 9.4. A vektoros és a mátrixos adatmodell összevetése .............................................. 94 5. 9.5. Adatbázis kezelők a térinformatikában ............................................................... 95 6. 9.6. A térinformatika általnyújtott lehetőségek összefoglaló áttekintése ................... 98 7. 9.7. A térinformatika fontosabb megjelenési formái ................................................. 99 8. 9.8. A térinformatika fontosabb alkalmazási területei ............................................. 100 10. Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés .......................................................................................................................... 104 1. 10.1. A térinformatikai rendszer adatforrásai ......................................................... 104 2. 10.2. A képdigitalizálás alapjai ................................................................................ 106 3. 10.3. Adatbevitel szkennerekkel .............................................................................. 109 4. 10.4. Raszter-vektor átalakítás, vektorizálás ............................................................ 109 5. 10.5. Fontosabb GIS szolgáltatások. Információ lekérdezés .................................. 110 6. 10.6. A helymeghatározás rendszere ....................................................................... 113 7. 10.7. A távérzékelés ................................................................................................ 114 7.1. 10.7.1. A távérzékelés elméleti alapja ......................................................... 115 7.2. 10.7.2. Az érzékelők információ feldolgozó képessége .............................. 117 Videó .............................................................................................................................................. cxx

iv Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Bevezetés A település a társadalom egyik meghatározó létformája. A település hatékonyan csak komplex nagyrendszerként vizsgálható, fejleszthető és működtethető. Minden település az ökológiai, valamint a társadalmi- és gazdasági környezetével összhangban működőképes. Egy település egyszerre fogyasztó és termelő rendszer. A működés (üzemeltetés) folyamatai különböző módon és mértékben irányítottak. A településüzemeltetését együttműködő, autonóm szervezetek, vagy másként meghatározott funkciókkal rendelkező szolgáltató ágensek végzik. A működésük összehangolása a településüzemeltetés irányításának egyik fontos feladata. A településüzemeltetési szolgáltatások racionális és gazdaságos fejlesztéséhez és működtetéséhez alapvető nemzetgazdasági, illetve helyi érdek fűződik. Az elvárt eredmények azonban mindinkább csak a tudásalapú szolgáltatási rendszerek kiépítésével és hatékony működtetésével valósulhat meg. Ebben a folyamatban nélkülözhetetlen és meghatározó szerepet játszik az információ- és kommunikációtechnológia. A településüzemeltetés informatikájának kialakításánál és működtetésénél az egyik legnagyobb kihívás, hogy a komplex szolgáltatási rendszer számos, szervezetileg önálló, és saját gazdasági célokkal is rendelkező intézmény vagy vállalkozás együttműködése alapján működik. Ebből a sajátosságból az következik, hogy a rendszer szereplői a saját igényeik szerint igyekeznek kialakítani az infokommunikációs rendszerüket. Ma már egyre nyilvánvalóbb, hogy az informatikai rendszereknek a szervezetek közötti hatékony együttműködést is szolgálni kell. Mivel a településüzemeltetés körébe tartozó szolgáltatások mindegyike a térbeli problémák kezeléséhez is kapcsolódik, így a működés integrációját a térinformatika nagymértékben elősegítheti. Ez olyan módon valósulhat meg, hogy a településüzemeltetésben résztvevő szervezetek azonos platformon működtetett közös térinformatikai adatbázist használnak. Az itt megszerezhető térinformatikai ismeretek megalapozzák annak hatékony alkalmazást. A tananyag elsősorban a településüzemeltető szakemberek számára nyújt koncepcionális és gyakorlati ismereteket. Ezáltal az infokommunikációs rendszer fejlesztésének tudatos és aktív segítői, illetve a bevezetett rendszer hatékony alkalmazói lehetnek.

v Created by XMLmind XSL-FO Converter.

I. rész - Az információ- és kommunikációtechnológia alapjai


1. fejezet - A településüzemeltetés rendszerének alapjellemzői, fontosabb rendezőmodelljei Bevezetés A település a társadalom egyik meghatározó létformája. A település hatékonyan csak komplex nagyrendszerként vizsgálható, fejleszthető és működtethető. Minden település az ökológiai, valamint a társadalmi- és gazdasági környezetével összhangban működőképes. Egy település egyszerre fogyasztó és termelő rendszer. A működés (üzemeltetés) folyamatai különböző módon és mértékben irányítottak. A település működtetését általában autonóm szervezetek végzik, amelyek összehangolása a településüzemeltetés irányításának egyik fontos feladata. Ezek a sajátosságok döntően meghatározzák az adott területet szolgáló infokommunikációs rendszerek fejlesztését és működtetését. Egy vállalati informatikai rendszer maga is rendszer, tehát tervezése fejlesztése és üzemeltetés nem nélkülözheti a modellezés módszereit. A szolgáltató vállalkozások helyzete eltér a termelő vállalkozásokétól. A termelővállalati terület modelljeinek kimunkálása sokkal hamarabb megindult. Az információ- és kommunikációtechnológia kiterjedt és sokrétű támogatást nyújt ennek a területnek. A szolgáltató szféra a kilencvenes évektől egyre erőteljesebben igényli az információ- és kommunikációtechnológiát. A sikeres fejlesztések és alkalmazások itt is szükségessé teszik az általános rendezőelvek és rendezőmodellek meglétét. A tanulási egység segítségével ezekről szerezhetők meg azok az alapismeretek, amelyek révén az informatikai rendszerek fejlesztése, használata tudatosabbá válik. A megszerzett ismeretek alapján az informatikai szakemberekkel való együttműködés könnyebbé válik. Ez a tanulási egység hozzásegít a településüzemeltetetés komplex rendszerének megismeréséhez. Az összefoglalóan ismertetett alapfunkciók, a bemutatott rendezőelvek és rendezőmodellek képezik az alapját a szereplők saját informatikai rendszere kiépítésének, továbbá a szervezetek közötti együttműködést segítő informatikai megoldások kialakításának.

1. 1.1. A településüzemeltetés alapfunkcióinak összefoglalása A település a társadalom egyik meghatározó létformája. A települések fejlődése, növekedése egyre összetettebb szolgáltatási igények megjelenésével járt együtt. A települések rendkívül nagy változatosságot mutatnak. Minden település egyedülálló sajátossággal rendelkezik. Ugyanakkor absztrakt szinten működési hasonlóságok is feltárhatók. A településüzemeltetési rendszerek infokommunikációs problémáinak megoldásánál ennek a kettősségnek a szem előtt tartása fontos követelmény. Mivel mindannyian településen élünk, tapasztalatból is tudjuk, hogy a településüzemeltetés szolgáltatásai a település működését, arculatát, az életkörülményünket, az életminőségünket is döntően befolyásolják. A településüzemeltetés rendszerének fontosabb szolgáltatási funkcióit a következők szerint foglalhatjuk össze: • A település közterületeinek, közlekedési hálózatának • nyilvántartása; • felügyelete, védelme; • karbantartása, kezelése; • tisztántartása; • megvilágítása. 2 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A településüzemeltetés rendszerének alapjellemzői, fontosabb rendezőmodelljei • A település közműveinek üzemeltetése (racionális használata és műszaki kiszolgálása) • közműnyilvántartás rendszere; • vízellátás rendszere; • elektromos energiaszolgáltatás rendszere; • gázszolgáltatás rendszere, • távhőszolgáltatás rendszere; • szennyvízkezelés rendszere; • esővíz elvezetés rendszere • infokommunikációs szolgáltatás rendszere; • A települési szilárdhulladék gyűjtése kezelése. • A település középületeinek létesítmény üzemeltetése; • Gyepmesteri szolgálat; • Kéménysöprés szolgálat. • Települési légszennyeződés kontroll; • Települési zajszennyezés kontroll. Természetesen egy-egy településen a felsorolt funkciók nem mindegyike jelenik meg szolgáltatásként. Például a kisebb méretű településeken a távhőszolgáltatással általában nem találkozunk.

2. 1.2. A település és a településüzemeltetés általános rendszermodelljei Egy település nagyon bonyolult szerveződés. Magas absztrakciós szinten egy település általános alkotóit és a közöttük lévő kapcsolódásokat az 1.1. ábra mutatja.

1.1. ábra. Egy település általános alkotóit és a közöttük lévő kapcsolódások A település, illetve ezen belül a településüzemeltetés működési komplexitása többek között abból is adódik, hogy az a releváns környezet, amelybe beágyazódik maga is rendkívül összetett. Az 1.2. ábra szemlélteti egy település releváns környezeti kapcsolódásait.

3 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A településüzemeltetés rendszerének alapjellemzői, fontosabb rendezőmodelljei

1.2. ábra. A település, a településüzemeltetés fontosabb környezeti kapcsolódásai A településügy három fontos pillérét képezi a település-rendezés, a település-fejlesztés és a településüzemeltetés. A három terület szorosan kapcsolódik egymáshoz, illetve amint azt az 1,3. ábra mutatja, bizonyos mértékű átfedésben is vannak. Egy település kedvező fejlődése és működése csak a három terület harmonikus kölcsönhatása alapján jöhet létre. Ennek egyik fontos feltétele egy olyan infokommunikációs rendszer, amely ezt lehetővé teszi. A térinformatikai rendszer (GIS), az integráló tulajdonsága révén jól elősegítheti a területek megfelelő együttműködését.

1.3. ábra. A településügy három fontos pillére és kapcsolódásuk A három terület kapcsolódása azt is jelenti, hogy bármelyik terület fejlesztésénél a másik kettő szempontjait, illetve igényeit is kötelezően figyelembe kell venni. A település három alappillére többszintűen ágyazódik be az igazgatás hierarchikus ágazati rendszerébe. Ezt a beágyazódást szemlélteti az 1.4. ábra. Az informatikai rendszerek fejlesztését természetesen ez a hierarchikus beágyazódásra is befolyásolja.



1.4. ábra. Az informatikai rendszerek kialakítását is befolyásoló hierarchikus beágyazódás A funkcionális területek korábbi, részletezést nem tartalmazó felsorolásból is kitűnik, hogy a településüzemeltetés rendszerében nagyon sokféle szolgáltatás jelenik meg. A szolgáltatásokat különböző szolgáltató szervezetek végzik. A szolgáltatások eltérő módon kötődnek a településhez. Bizonyos szolgáltatások, - mint például az elektromos és gáz energia ellátás, - a regionális vagy országos szolgáltatók, adott településre kiterjedő tevékenységekét jelennek meg. Ilyen esetekben a településüzemeltetés irányításának elsősorban az együttműködést biztosító koordináló szerepe van. A sokszereplős településüzemeltetési rendszer általános modelljét az 1.5. ábra szemlélteti. A településüzemeltetés kettős irányultságú. Egyrészt a település közterületeinek és közműveinek racionális használatára és műszaki szinten tartására irányul, másrészt sajátos szolgáltatásokat nyújt a település lakosságának és közintézményeinek. Az 1.6. ábrán közölt modell, - amely a településüzemeltetés általános rendszermodelljének is tekinthető, - az említett kettős irányultságot szemlélteti.



1.5. ábra. A sokszereplős, sok-ágenses településüzemeltetési rendszer modell

1.6. ábra. A településüzemeltetés globális modellje A településüzemeltetési rendszer sokszereplős voltát és a kettős irányultságát az infokommunikációs rendszerek fejlesztésénél is figyelembe kell venni. Amint arra az 1.7. ábrán közölt vázlat is utal, a településüzemeltetési rendszerirányítás, valamint a közreműködő szervezetek informatikai rendszerei között célszerű kapcsolódást kell biztosítani. Erre a kapcsolódásra leginkább a térinformatikai rendszer ad lehetőséget.



1.7. ábra. Kapcsolat szükséges a településüzemeltetési rendszerirányítás, valamint a közreműködő szervezetek informatikai rendszerei között Az infokommunikációs rendszerek fejlesztése és működtetése szempontjából további fontos rendezőmodellhez jutunk, ha a településüzemeltetésben résztvevő szereplőket a gazdasági kapcsolatuk alapján vizsgáljuk. Eszerint megbízó, finanszírozó, szolgáltató, illetve fogyasztó, felhasználó szerepköröket különíthetünk el. Ezek lehetséges kapcsolódását az 1.8. ábra szemlélteti.

1.8. ábra. A településüzemeltetési rendszer gazdasági szempontú szereplői, és kapcsolataik A településüzemeltetési szolgáltatások nagyon eltérő funkciója és jellege ellenére, az információs rendszer kialakításában felvázolhatók az általánosan alkalmazható szempontok és azok logikai kapcsolódása. Ez látható az 1.9. ábrán.

1.9. ábra. Az információs rendszer fejlesztését szolgáló általános szempontok 7 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A településüzemeltetés rendszerének alapjellemzői, fontosabb rendezőmodelljei Egy-egy településüzemeltetési szolgáltatás rendszeres megvalósulásához a szolgáltató szervezeten belül számos olyan irányítási feladat és tevékenység kapcsolódik, amelyek hatékonyságát az informatikai támogatás jelentősen növelni tudja. A teljesség igénye nélkül, egy orientáló példaként, a fontosabb feladatok kapcsolati blokksémáját az 1.10. ábra szemlélteti.

1.10. ábra. Egy településüzemeltetési szolgáltatás irányításának ismétlődő folyamatai Összefoglalás A település a társadalom egyik meghatározó létformája. A település életében, működésében kulcsfontosságú szerepet tölt be a településüzemeltetés. A településüzemeltetés egy sokszereplős komplex szolgáltatási rendszer. A szolgáltatások megvalósítói saját gazdasági céllal is rendelkező autonóm szervezetek, illetve ágensek. . A szolgáltatások, illetve a szolgáltatók eltérő módon kötődnek a településhez. Bizonyos szolgáltatások, - mint például az elektromos és gáz energia ellátás, - a regionális vagy országos szolgáltatók, adott településre kiterjedő tevékenységekét jelennek meg. Ilyen esetekben a településüzemeltetés irányításának elsősorban az együttműködést biztosító koordináló szerepe van. Összefoglalásra kerültek a településüzemeltetés hatáskörébe tartozó fontosabb funkcionális területek. A bemutatott rendezőelvek és rendezőmodellek az információs rendszerek fejlesztésének és működtetésének alapját képezik. A feltárt hierarchikus és hálózati kapcsolatok segítik az olyan infokommunikációs rendszer kimunkálását, amely a szervezetileg elkülönülő szereplők együttműködését is támogatja. A településüzemeltetés minden funkciójának térbeli összefüggései is vannak. Ugyanez mondható el a településrendezés és a település-fejlesztés területeire, valamint a hierarchikus kapcsolatban szereplő környezeti rendszerekre is. Ezért az integrált működés megteremtésében a térinformatika (GIS) kiemelkedően fontos szerepet játszhat. Ellenőrző kérdések 1. Milyen funkcionális területek tartoznak a településüzemeltetés hatókörébe? 2. Jellemezze a település-rendezés, a település-fejlesztés és a településüzemeltetés kapcsolatát! 3. Vázolja a településüzemeltetés rendszerének általános modelljét! 4. Ismertesse a településüzemeltetési rendszer gazdasági szempontú szereplőit, és azok kapcsolódását! 5. A településüzemeltetés milyen ismétlődő irányítási folyamatai igényelhetik az informatikai támogatást? 8 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A településüzemeltetés rendszerének alapjellemzői, fontosabb rendezőmodelljei 6. Mit jelent a településüzemeltetési rendszer szolgáltatásainak kettős irányultsága?


2. fejezet - Fontosabb alapfogalmak és alapelvek Bevezetés Az információ- és kommunikációtechnológia alapfogalmainak és azok jellemzőinek megismerése fontos feltétele a tudatos fejlesztésnek és alkalmazásnak. Az egységes értelmezett alapfogalmak segítik a különböző szakmák szakembereinek jobb együttműködését és hatékonyabb kommunikációját.

1. 2.1. Az IKT társadalmi és gazdasági jelentősége Az információ a vállalkozások számára egyre fontosabbá váló erőforrás, amely nélkül hasznos produktumok, azaz termékek vagy szolgáltatások nem hozhatók létre. Az informatika, az információ- és kommunikációtechnológia (IKT) ismerete és használata nélkül ma már egyetlen szakma, de az egyének sem lehetnek eredményesek. Napjainkban az infokommunikációs alapismereteket már az általános műveltség résznek kell tekinteni. Az informatika, az információ- és kommunikációtechnológia (IKT) korunk meghatározó gazdasági szegmensévé vált. Hatása minden társadalmi és gazdasági területen jelentős. A jelen időszakban a különböző szakterületek fejlesztésében éppen az információ- és kommunikációtechnológia alkalmazása játszhatja a legfontosabb szerepet. Induljunk ki abból a magyarázatra nem szoruló (axiómaszerű) megállapításból miszerint:

2. 2.2. Az információ definíciója és fontosabb jellemzői A mindennapi életben is, de a gazdasági, illetve a szakmai területeken különösen nagy jelentősége van a tiszta, egyértelmű fogalomértelmezésnek. Ezért a fogalmak meghatározása itt sem kerülhető el. Kezdjük az IKT alkotó szavaival. Az információ ugyan olyan meghatározó összetevője a világnak, mint az anyag és az energia. Az információ általában az organikus (élő) rendszerek vonatkozásában értelmezett. Az információra nem vonatkozik a megmaradási törvény. Az információ létrehozható és megsemmisíthető. Ez utóbbi szükségessé teszi az információ védelmét szolgáló megoldások és előírások létrehozását és bevezetését.

Tágabb értelemben információnak nevezzük a létező, hozzáférhető és felhasználható ismereteket általában. Az információ (a hír) az információtartalommal jellemezhető, amely csökkenti a bizonytalanságot, az információ hiányt. Az információ a rendszer és környezete, valamint a rendszer alkotói közötti kölcsönkapcsolatának sajátos vetülete, az állapotok és az állapot változások visszatükrözése. Az információ olyan jel vagy adat által közölt 10 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Fontosabb alapfogalmak és alapelvek hír, amely valamely rendszer működése során keletkezik, és más rendszerhez eljutva, ott valamilyen reakciót, viselkedést vált ki. Az információ előállítása rendkívül sokféle lehet: • adatgyűjtés, tárolás, feldolgozás, • egyszerű visszakeresés, • rendezés, • csoportosítás, • adatintegrálás, • adatelemzés. A számítástechnikához kötődő információk megjelenítési formája a következő lehet: • szöveges, • grafikus, állóképi, • mozgóképi, (animáció, videó) • hang formájú, • multimédia, • virtuális valóság.

A jelhez tehát fogalomnak kell társulni. Az összefüggést a 2.1. ábra szemlélteti. A megértés folyamata: • a jel, az adat észlelése, • a fogalmak, ismeretek kapcsolása a jellel / adattal, • megértés útján információ képződik, ami felhasználható. Az információ valamilyen cél érdekében értelmezett, feldolgozott, az adott helyzetben a felhasználó számára aktuális, tematikus adat, amely esetenként nélkülözhetetlen, vagy hiánya nehézségeket, veszteségeket jelenthet. Az adatokból származtatott információ segít a döntések meghozatalában azzal, hogy csökkenti a döntések bizonytalanságát.


Fontosabb alapfogalmak és alapelvek

2.1. ábra. A jel/adat ás a fogalom kapcsolata

3. 2.3. Kommunikáció definíciója és általános modellje A kommunikáció a társadalmi és a gazdasági életben, azok fejlődésében rendkívül fontos szerepet játszik. A termelő és szolgáltató vállalkozások hatékonyságának is egyik meghatározója a kommunikációs rendszer fejlettsége. A kommunikáció egy térben és időben lejátszódó folyamat, amely kapcsolatot teremt a kommunikáló objektumok, rendszerek (személyek, technikai berendezések, stb.) között. A kommunikáció magában foglalja az üzenetképzés, a továbbítás és a fogadás, valamint az értelmezés folyamatát. A kommunikáció általános modelljét az 2.2. ábra szemlélteti. Az üzenet küldője és fogadója közötti kapcsolatot a kommunikációs csatorna, vagy általánosan a közvetítő közeg, a médium teremti meg. Médium nélkül nem lehetséges kommunikáció. A kommunikációs csatorna alapvető jellemzői: • a sávszélesség (maximális átviteli sebesség [bit/s]), • a jel – zaj viszony, • a hatótávolság, • a csatorna fizikai tulajdonsága. A közvetített üzenetek értelmezése, vizsgálata három szempont szerint történhet: • Szemantikai vizsgálat: a jelsorozat jelentésének vizsgálata, értelmezése. • Szintaxis. A mondat (üzenet) felépülés szabálya, az ennek való megfelelés vizsgálata. Nyelvtan. • Pragmatikus szint. Az üzenet megértése, értelmezése. Napjainkra a hálózati kommunikáció szerepe nagyon jelentőssé vált. A hálózati kommunikációban, - amint azt az ábra is mutatja, - a kommunikáló felek egyben hálózati csomópontként tekinthetők.



2.2. ábra. A kommunikáció általános modellje

4. 2.4. Technológia definíciója A gazdasági vállalkozások szempontjából a technológiai folyamat valamilyen terméket előállító, vagy szolgáltatást nyújtó irányított ember – gép (eszköz) rendszer, amely a vállalkozás alrendszere, és relációja van a makroszintű innovációs folyamathoz. A technológiának, mint rendszernek az alkotói: • az ember, aki • a célok, a módszerek, • az információk, • a tudás és a tapasztalat hordozója; • az eszközök (gép, szoftver), amelyek az ember által működésbe hozva, célszerű változást eredményeznek az adott munka tárgyán; • a személy(ek) vagy munkatárgy(ak), akikre/amelyekre a változást,illetve eredményt létrehozó folyamat irányul.

5. 2.5. Az információ- és kommunikációtechnológia definíciója Az információ- és kommunikációtechnológia mindazokat a technológiákat, módszereket, hardver és szoftver eszközöket foglalja magában, amelyek az adatok és információk automatikus • gyűjtésében és tárolásában, • kezelésében, feldolgozásában, • visszakeresésében, • továbbításában, közlésében, • megjelenítésében használatosak.


Fontosabb alapfogalmak és alapelvek Az IKT a tágan értelmezett informatika, alkalmazás és technológia orientált területe. Egymástól nem függetleníthetően • vállalati, intézményi; • országos; • globális információ- és kommunikációtechnológiai rendszerekről beszélhetünk. Vállalati szinten többféle megnevezéssel találkozhatunk: • Vállalati IKT rendszer; • Vállalati informatikai rendszer; • Számítógépes integrált vállalatirányítási rendszer; • Integrált vállalatirányítási rendszer; • Vállalati infokommunikációs rendszer. Természetesen nem a megnevezés, hanem a megvalósult rendszer funkcionalitása és hatékonysága a lényeg. A továbbiakban a vállalti információ- és kommunikációtechnológia helyett, a rövidség kedvéért, az informatika megnevezést is használjuk.

6. 2.6. Vállalati informatikai infrastruktúra A vállalatok, intézmények hatékony működése egyre infokommunikációs infrastruktúra fejlettségétől is függ.

nagyobb

mértékben

a

rendelkezésre

álló

Az informatikai infrastruktúra a vállalati alaptevékenységet szolgáló informatikai szervezetet és az információ- és kommunikációtechnológiai erőforrások összességét foglalja magában. Az infrastruktúra fontosabb összetevőit az 2.3. ábra mutatja be.

2.3. ábra. Az informatikai infrastruktúra vázlata Informatikai infrastruktúra fejlődésének néhány jellemzője: • A kommunikációs hálózatok gyors terjedése és integrálódása, beleértve ebbe a mobil és az eszközhálózatokat is. 14 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Fontosabb alapfogalmak és alapelvek • Az adatbázisok mérete növekszik, elérésük egyszerűsödik. • A felhasználói felületek egyszerűsödnek, és egyre sokrétűbbé válnak. • A szolgáltatások bővülnek. Multimédiás szolgáltatásokat egyre szélesebb körben alkalmazzák. • A vállalati informatikai infrastruktúra szervesen kapcsolódik a nagyterületi infrastruktúra rendszerekhez szolgáltatásokhoz. (Internet, mobil szolgáltatók, stb.). A vállalatok számára fontos döntési problémaként merül fel, hogy az alaptevékenységük informatikai hátterét a vállalaton belül teremtsék meg, vagy külső szolgáltatást (outsorsing) vegyenek igénybe. A fürdő és wellness vállalkozásoknál a feladat kihelyezés megoldás lehet. Az ügyviteli feladatok kihelyezése általában nehézség nélkül megoldható. A fürdő és wellness technológiákhoz közvetlenül kapcsolódó infokommunikációs rendszereknél a teljes feladat kihelyezés általában nem célszerű. A beléptetés, a vendég mozgás követése, a vízgépészeti rendszerek szabályozása, vezérlése és számítógépes felügyelete, stb. bár technikailag külső szolgáltató cég igénybevételével is megoldható, a tapasztalatok szerint ezeket a feladatokat az egység saját szakemberei hatékonyabban el tudják látni. Az úgynevezett felhőalapú információ- és kommunikációtechnológiai szolgáltatások az infrastruktúra terén új üzleti modellt jelentenek. A számítási felhő onnan kapta a nevét, hogy az informatikában az Internet szolgáltatást felhő szimbólummal jelölik. A felhőalapú IKT minimális vagy nulla beruházás mellett professzionális informatikai környezetet biztosít. A számítási felhők világában az informatikai cégek nem szoftver terméket, hanem szoftveres szolgáltatást árulnak. A kisméretű felhasználói szervezetek számára ez egy olyan informatikai környezetet biztosít, amely a klasszikus modellben eddig nem volt számukra elérhető, a nagyobb vállalkozások számára pedig egyszerre jelent költségelőnyt és nagyfokú rugalmasságot. A felhőalapú informatikai szolgáltatásokra fordított kiadások egy vállalat költségvetésében működési kiadásként jelentkeznek. A szolgáltatás nagyon rövid időn belül használatba vehető. Az éves megtakarítás versenyelőnyt jelenthet.

7. 2.7. A vállalati informatikai stratégia A korábbi informatikai fejlesztések tanulságai A vállalatok, intézmények világszerte jelentős pénzösszegeket fordítottak és fordítanak ma is az információs rendszerük fejlesztésére. A tetemes ráfordítások azonban nem mindig hozzák meg a várt eredményeket. A 2.4. ábra egy széleskörű felmérés eredményét mutatja. Az ábra azt tükrözi, hogy a vállalati informatikai fejlesztések milyen arányban voltak sikeresek, illetve csak kompromisszumok árán elfogadhatóak vagy sikertelenek. Látható, hogy a sikeres informatikai projektek részaránya növekvő tendenciát mutat, de a csak kompromisszumok árán elfogadható valamint a sikertelen megoldások aránya ennek ellenére jelentős. Okulásként érdemes tehát megvizsgálni, hogy mi okozhatja a még mindig kedvezőtlen helyzetet.



2.4. ábra. Az IKT fejlesztési projektek minősítésének eredményei Az IKT fejlesztések kudarcainak fontosabb okai a fürdő és wellness szakmai területen is tanulságként szolgálhatnak. A fontosabb kudarc okok között a következők említhetők: • Az alkalmazást befogadó vállalkozások oldalán jelentkező okok: • A vezetők nem megfelelő szemlélete; • A rendszerszemlélet hiánya; • A vállalati információs rendszert, annak fejlesztését és működtetését, nem a vállalati stratégiai fontos részekét kezelik. • A helyi vezetők és szakemberek hiányos informatikai ismerete. • Az informatikai szakma (fejlesztő, szállító) oldalán jelentkező okok: • Szakmai „csőlátás”; • A fejlesztők, illetve a szállítók, a már meglévő megoldásaikat igyekeznek többször értékesíteni, ami óhatatlanul a helyi specialitások és igények figyelmen kívül hagyását jelenti; • Saját képességeik túlbecsülése. • A helyi szakemberek ismereteinek és igényeinek figyelmen kívül hagyása. Egy szervezet sikeres és versenyképes működésének fontos feltétele, hogy az informatikát, illetve az információ- és kommunikációtechnológiát a stratégia szintjén kezelje. Az informatikai stratégia fogalma Az informatikai stratégia az informatikának, illetve az információ- és kommunikációtechnológiának, az adott szervezetben betöltött alapfunkcióit és kapcsolódásait, valamint a terület fejlesztési céljait és módjait határozza meg. Az informatikai stratégia fő tartalma: • a fejlesztési irányok, a célok és a műszaki koncepciók kidolgozása és dokumentálása; • az informatikai rendszer és szervezet működésének meghatározása; • a funkcionális szervezeti egységek közötti informatikai együttműködés szabályozása; • a személyi állomány rendszeres továbbképzése. 16 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Fontosabb alapfogalmak és alapelvek A szervezetek, az intézmények, az ember-gép rendszerek, a létesítmények, a hálózatok, a termelő és szolgáltató folyamatok működésének elemzése, tervezése vagy fejlesztése, továbbá a racionális üzemeltetés ma már, az informatikai, az IKT ismeretek nélkül nem lehetséges. Az információ, az információ- és a kommunikációtechnológia fontos szerepet tölt be a részek, a funkcionális egységek (pl.: a vállalati részlegek) integrált rendszerbe szerveződésében. Többek között emiatt kell az IKT-t a vállalati stratégia szintjén kezelni. Egy informatikai fejlesztés csak akkor lehet sikeres, ha minden szakterület, részleg aktívan részt vesz a helyi igények és követelmények, a belső és külső kapcsolódások megfogalmazásában és dokumentálásában. Egy új informatikai rendszer bevezetése s csak a helyi szakemberek aktív közreműködésével lehet sikeres. A hatékony üzemeltetés pedig a rendszer megfelelő szintű ismeretét feltételezi.

8. 2.8. Hálózati alapismeretek A régi modellt, miszerint egy szervezet összes számítástechnikai igényét egyetlen nagyszámítógépnek (mainfreme-nek) kellett ellátnia, felváltotta az a megoldás, hogy a munkát több, egymástól függetlenül működő, de egymással összekötött, egymással kommunikáló számítógép végezi. Az ilyen rendszereket számítógéphálózatnak nevezzük. A számítógép-hálózat kifejezésen számítógépek összekapcsolt rendszerét értjük. Két vagy több számítógépet összekapcsoltnak mondunk, ha azok adat, illetve információcserére képesek. Ma már nem csak az összekötött számítógépek, és azok perifériái alkothatják a kommunikációs hálózatot. Jelenleg éppen az az erőteljes trend érvényesül, hogy az információ- és kommunikációtechnológia a fizikai világba, gépi eszközeink világába is behatol. Egyre kiterjedtebben használjuk az úgynevezett mérőhálózatokat és az eszközhálózatokat. Ezért a kommunikációs hálózat egy tágabb értelmezést kap. Általánosan a hálózaton olyan, egymással kommunikációra képes eszközök együttesét értjük, amelyeket valamilyen közös vezetékes vagy vezeték nélküli közvetítő közeg (médium) kapcsol rendszerbe. A hálózati rendszer elemei közötti kommunikáció feltételeit és szabályait a hálózati protokoll rögzíti. Egy hálózati rendszer fontos jellemzője az alkalmazott protokoll. Az idők folyamán nagyon sokféle protokoll került kifejlesztésre. Ez rendkívüli módon megnehezíti a hálózatok összekapcsolását és együttműködését, a hálózatok konvergenciáját. Az utóbbi években megindult egy egységesedési folyamat. Ennek eredményeként, várhatóan már középtávon, az IP protokoll (Internet Protokol) alkalmazása válik általánossá. A hálózatok többféle szempont szerint osztályozhatók. A fontosabb osztályozási szempontok a következők: • A hálózatba kapcsolt egységek elrendezése, struktúrája szerint (2.5. ábra). • adatsín, BUS struktúra; • csillag struktúra; • mech struktúra, (egy egység minden szomszédjához közvetlenül kapcsolódik). • Kiterjedés szerint (1.6. ábra) • nagyterületi hálózat (városi- és világháló); • helyi hálózat. • Átviteli közeg szerint (2.6. ábra) • vezetékes; • vezeték nélküli (rádiófrekvenciás, RF). • Kapcsolási mód szerint o vonalkapcsolt; • csomagkapcsolt. 17 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


2.5. ábra. Fontosabb hálózati struktúrák

2.6. ábra. A hálózati rendszerek osztályozása kiterjedés és átviteli közeg szerint A hálózati összeköttetésben passzív és aktív elemek vesznek részt. A csatlakozók, a vezetékek, illetve általánosan a közvetítő közeg a hálózat passzív elemei. A hálózatok aktív elemei: • erősítők. Feladatuk a közvetítő közegben áramló adatok, jelek kívánt jelszintjének biztosítása; • hidak vagy kapcsolók. Feladatuk az azonos típusú hálózati szegmensek összekapcsolása, egyben az erősítő funkció ellátása; • útválasztók (router). Feladatuk a különböző hálózatok összekapcsolása és az üzenetek címszerinti irányítása. Nagyintelligenciájú kommunikációs cél-számítógépek. A hálózatba fűzött egységek, szerepüket tekintve felhasználók (kliensek) vagy szerverek lehetnek. Ma már sok rendszerben a kettős szerep is előfordul. Gazdaságossági és rendszertechnikai döntés kérdése, hogy a kliensek és a szerver között milyen szintű munkamegosztás valósuljon meg. A skálázás lehetőségét az 2.7. ábra foglalja össze.



2.7. ábra. A kliens és szerver munkamegosztásának lehetséges skálázása Összefoglalás Az informatika, az információ- és kommunikációtechnológia (IKT) ismerete és használata nélkül ma már egyetlen szakma, de az egyének sem lehetnek eredményesek. Napjainkban az infokommunikációs alapismereteket már az általános műveltség résznek kell tekinteni. Az első tanulási egységben áttekintett, illetve megismert fogalmak hosszabb távon is alapot szolgáltatnak ahhoz, hogy a nagyon gyorsan fejlődő és szélesedő információ- és kommunikációtechnológiát megfelelően használni tudjuk. Ellenőrző kérdések 1. Ismertesse az információ fogalmát és jellemzőit. 2. Vázolja és jellemezze a kommunikáció általános modelljét! 3. Az informatikai infrastruktúra definíciója és jellemzői. 4. Definiálja és jellemezze a vállalati IKT stratégiát! 5. A hálózati rendszerek főbb jellemzői és osztályozási lehetőségei.


3. fejezet - Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk Mottó: Gondolkozz globálisan, cselekedj lokálisan! Bevezetés Egy hatékony vállalati infokommunikációs rendszer kiépítésénél és üzemeltetésénél két fontos szempontnak, illetve tényezőnek kell érvényesülni. Egyrészt ismerni kell a szakterületen érvényesülő tendenciákat és lehetőségeket és ezek ésszerű kihasználására kell törekedni. Másfelől fel kell tárni azokat a rendszer specifikumokat, amelyek a felhasználói területet jellemzik. Esetünkben ezek a fürdő és wellness egységek informatikai szempontból fontos rendszer sajátosságait jelentik. Ez a tanulási egység a külső lehetőségek megismerését teszi lehetővé. Rendezőelvként a globálisan érvényesülő megatrendek szolgálnak.

1. 3.1. A megatrendek hálója A trendek, tendenciák felismerése első lépés az intelligens alkalmazkodás és a tudatos cselekvés felé. Egy-egy felismeréshez általában csak igen jelentős ráfordítás árán juthatunk el. A megatrendek általában több évtizedes időtávon globálisan érvényesülő hatások és változási tendenciák. A felismerésük, a jellemzőik megértése, valamint a hozzájuk való intelligens alkalmazkodás nem nélkülözheti a rendszerszemléletet. Egyrészt döntően a megatrendek formálják azokat az erőforrásokat, amelyekre egy vállalkozásfejlesztés, benne az informatikai fejlesztés is építhet. A megatrendek áttekintése azzal az előnnyel is jár, hogy felszínre kerül néhány olyan alapelv, illetve tendencia jellegű törvényszerűség, amelyekre a munkánk során tudatosan építhetünk. A világban természetesen jelentős számú megatrend érvényesül. Itt azonban csak azokkal foglalkozunk, amelyek a gazdaság szempontjából jelentősek. Ezek között a következők említhetők: • Globalizáció és párhuzamosan a regionalitás erősödése; • Konvergencia folyamatok a műszaki fejlődés jelentős mozgatói. Fontosabb érvényesülési területei, fajtái: • építőelem és eszköz szintű konvergenciák; • technológiai szint; • szolgáltatás és üzleti szintű konvergenciák. • Paradigmaváltás a gazdaságban és a műszaki fejlesztésben; • A biztonság igényének növekedése • energia és nyersanyag-ellátás biztonsága; • adat és szoftver védelem; • tulajdon védelem; • privát szféra biztonsága, stb. • Az információ- és kommunikációtechnológia átlagosnál gyorsabb növekedése és fejlődése, valamint erősödő befolyása a társadalmi – gazdasági élet minden területén. • Hálózat korszak • hálózati szerveződés;


Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk • eszközhálózatok; • ellátó láncok; • szolgáltató hálózatok. • Digitalizálás • digitális eszközök és rendszerek; • digitális mérés, adatgyűjtés; • digitális jelfeldolgozás. • Technológiai dimenzióváltás • nanotechnológia; • biotechnológia; • űrtechnika.

3.1. ábra. A globalizáció hatása a vállalkozásokra, a K+F tevékenységre A megatrendek tárgyalását az bonyolítja, hogy azok nem izoláltan jelennek meg, hanem sok szálon, bonyolult kölcsönhatásban vannak egymással. A kölcsönhatás példájaként a globalizáció és az információ- és kommunikációtechnológia említhető. Az utóbbi elősegítette a globalizáció kibontakozását, ami viszont gerjesztően visszahatott az információ- és kommunikációtechnológia fejlődésére. A megatrendek közötti szövevényes kapcsolódást és kölcsönhatást a 3.1. ábra érzékelteti.

2. 3.2. Globalizáció Egyetlen vállalkozás sem vonhatja ki magát a globalizáció hatása alól. A nemzetközi vállalatok, szolgáltatók a gazdaságban jelentős szerepet játszanak. A szállodaiparban például számos globális szállodalánc működik. A szállodalánc tagjai gyakran egységes infokommunikációs rendszert használnak. 21 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk Az információ és kommunikációtechnológia mai fejlettségi szintje sem jöhetett volna létre a globalizáció nélkül. A hatás azonban kölcsönös. A nemzetközi piaci, a technológiafejlesztési és a kulturális együttműködések elengedhetetlen feltétele a világot átfogó kommunikációs hálózat megléte. A globalizáció hatásai, lehetőségei, illetve kényszerítő nyomása a vállalkozások szintjén is megjelenik. Ezért a továbbiakban néhány olyan általános szempontot emelünk ki, és taglalunk, amelyeket csaknem valamennyi területen működő vállalkozásnak célszerű figyelembe venni. A kiemelt szempontok és hatások az informatikai fejlesztéseket is befolyásolják. Elég általánosan ismert és elfogadott egy vállalkozásnak az a globális absztrakt modellje, amely szerint működéséhez erőforrásokat használ fel, amiket produktumokká, termékké vagy szolgáltatássá konvertál. Tekintsük először a vállalkozások működéséhez szükséges erőforrás biztosításának a kérdését. A globalizáció egyik lényegi jellemzője éppen a gazdasági erőforrások, a tőke, az információ, a munkaerő, az áruk szabad áramlása. A vállalkozási erőforrások biztosítása szempontjából ez komoly előnyként és lehetőségként értékelhető. Amint azt a 3.2. ábra is mutatja, a globalizáció révén a vállalati erőforrások biztosításának merítési bázisa, potenciálisan az egész világpiac. Azonban az ebből adódó előnyök kihasználásának az a feltétele, hogy az erőforrás kiválasztásakor funkciónként és kategóriánként rendezett és aktualizált adatok, információk álljanak rendelkezésre. Nemzetközi szinten a fürdő, a wellness és a szálloda technikai, technológiai rendszereket gyártó cégek száma több ezer, az általuk gyártott termékek száma tízezres nagyságrendű. A szakértők által kimunkált tudás, ami például az adott területen a döntést befolyásoló trendek formájában jelenhet meg, különösen hasznos lehet. A globalizálódott világban minden produktum, - esetünkben a fürdő-, a wellness-, illetve a hotelszolgáltatások - végső soron, a világpiacon, vagy legalább is a regionális piacon méretnek meg. A versenyképes működés érdekében tehát aktuális ismeret szükséges a vállalkozás produktumának piacáról és a versenytársakról, azok termékeiről, illetve esetünkben a szolgáltatásaikról. A vázoltakból egyértelműen kitűnik, hogy a globalizáció egyik folyományaként a vállalkozások csaknem nap, mint nap komoly informatikai és kommunikációs kihívással néznek szembe. A mai körülmények között a racionális döntések előkészítése és meghozatala jelentős szellemi kapacitás meglétét igényli a vállalkozásoknál.


Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk

3.2. ábra. A globalizáció hatása a vállalkozásokra, a K+F tevékenységre, illetve az információ igényre Általában a kis- és közép méretű vállalkozások, ide sorolhatók a fürdők és wellness hotelek is, a nem rendelkeznek akkora szellemi és informatikai kapacitással, ami a globalizáció említett kihívásaihoz elegendőek lennének. Ezért a szövetkezés az adott szakma információs bázisának megteremtéséhez előnyös lehet. A globalizáció egyre jobban Dél-kelet Ázsiai, főleg kínai arculatot ölt. Kínában az elmúlt néhány évtizedben létrejött egy kb. 400 milliós középosztály. Tagjai egyre többet utaznak. Vajon kellően ismertek-e hazánkban a potenciális új vendégek kulturális szokásai, valamint a fürdő és wellness igényei? Amennyiben a magyar fürdők részesedni akarnak a globális, fürdő/wellness túrizmusból, akkor az információs rendszerüket is ehhez kell igazítani. Például a vendéget kiszolgáló eszköz felületek, a tájékoztatások többnyelvű kialakítása szükséges. A belső és a külső arculat, beleértve az Interneten történő többnyelvű megjelenést is, szintén nagyon fontossá vált.

3. 3.3. A konvergencia megatrend jellemzése és hatása Jelen időszakban a konvergencia mind a gazdasági, mind pedig a műszaki területen nagyon gyakran előforduló fogalom. Ez nem tekinthető véletlennek. A konvergencia ugyanis az üzleti területnek és a műszaki fejlesztésnek egyaránt az egyik legerőteljesebb katalizátora. A technológiafejlődési módok, illetve alapelvek közül kettőt emelünk ki, amelyek szorosan összefüggenek a konvergencia folyamatokkal. Minőségileg új megoldás jöhet létre • a korábban különálló dolgok (entitások) összekapcsolása, integrációja, konvergenciája révén, vagy • a dolgok részekre bontása, szeletelése útján, ami a mikrovilág, a méretcsökkenés felé haladást jelenti. Ez utóbbi további technológiai konvergenciáknak nyit utat. A technológiafejlődés két módozatát, néhány példa említésével, a 3.3. ábra szemlélteti.



3.3. ábra. Két gyakori technológiafejlődési mód: konvergencia és szeletelés, méretcsökkentés A konvergencia megatrend elsősorban a nagyhatású, széles körben használt technológiák összefonódása, integrációja révén bontakozott és bontakozik ki, és itt fejti ki jelentős társadalmi és gazdasági hatását. A konvergencia csak kiforrott, magas fejlettségi szintet elért technológiák között indulhat el és bontakozhat ki. Ezt láthattuk az első globális méretű konvergencia esetében is, amikor a számítástechnika és a telekommunikáció konvergencia eredményeként létrejött az információ- és kommunikációtechnológia (IKT). Elsősorban a digitalizálás terjedése két újabb, globális szintű konvergencia folyamat kibontakozását indította el. Az egyik ilyen jelentős konvergencia folyamat az információ- és kommunikációtechnológia valamint a médiaipari technológiák között zajlik. (Digitális TV és rádió). Ugyancsak fontos változások és lehetőségek forrása a mérő-adatgyűjtő technológia és az IKT közötti konvergencia. Az említett globális méretű konvergencia folyamatokat összefoglalóan a 3.4. ábra mutatja. Ezek a globális méretű konvergencia folyamatok számos kisebb hatókörű konvergenciák kialakulását és létrejöttét eredményezték.

3.4. ábra. A globális méretű konvergencia folyamatokat összefoglaló vázlata A korábban különálló és eltérő kommunikációs technológiák és szolgáltatások konvergenciája ahhoz a drasztikus változáshoz vezetett, hogy a valamikori telefonos, illetve kábeles cégek a hang, az adat (Internet) és a videó (TV) szolgáltatást ma már egy vezetéken tudják biztosítani. Ezt a konvergencia folyamatot vázolja a 3.5. ábra. 24 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


3.5. ábra. Példa a technológiák és szolgáltatások konvergenciájára Az előnyök egyike, hogy egy felhasználónak például egy hotelnak csak egy szolgáltatóval kell szerződést kötni. Új létesítménynél a kábelezés is egyszerűbb és olcsóbb. A meghatározó konvergencia folyamatok struktúrájának feltárása, további hasznos információkkal szolgálhat a műszaki - gazdasági fejlesztésekhez. A konvergencia érvényesülésének fő területeit és a strukturális kapcsolódásokat a 3.6. ábra foglalja össze. Az ábra a szakemberek, a vezetők számára átfogó áttekintést ad azokról a nagyhatású folyamatokról, amelyeknek eredményeit célszerű hasznosítani.

3.6. ábra. A fontosabb konvergencia területek strukturális elrendezése A technológiák összekapcsolódása az informatikai építőelemek szintjén is megvalósul. Jó példa erre az úgynevezett intelligens érzékelők kialakulása. Az intelligens érzékelőkben három fontos funkció és technológia konvergenciája, integrációja valósul meg. Ezek • az érzékelés, • a processzor alapú jel feldolgozás, • a rádiófrekvenciás kommunikáció. A funkciók egy szerelési egységbe kerülésével, nagyon kompakt, és további konvergenciák kialakulásának lehetőséget biztosító megoldás jött létre. Egy ilyen inegrált egység vázlata látható a 3.7. ábrán. 25 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk Az intelligens érzékelők alap építő alkotóját képezik az egy re kiterjedtebben alkalmazott nezeték nélküli mérőhálózatiknak is. A vezeték nélküli mérőhálózatok a fürdő és wellness vállalkozások területén számos hatékony megoldás alkalmazását teszi lehetővé. A technológia konvergenciának ezt az eredményét azért érdemes kiemelni, mert ez hozzájárulhat a fürdő/wellness területek infokommunikációs fejlesztéséhez is. Ezekből az egységekből vezeték nélküli mérőhálózat alakítható ki. A hálózat csomópontjai a 3.7. ábrán bemutatott egységek alkotják.

3.7. ábra. Az Intelligens érzékelő három technológia konvergenciája, illetve integrációja révén jött létre A vezeték nélküli mérőhálózat segítségével zárt vagy nyitott területekről, az ott levő tárgyakról, folyamatokról, új módon gyűjthetünk fontos adatokat adatokat. A vezeték nélküli mérőhálózatok jól beintegrálhatók a vállalkozás száítógépes infokommunikációs rendszerébe. Az érzékelt jellemzők skálája rendkívül széles lehet. Például: hőmérséklet, páratartalom, nyomás, víz szennyezettség, szivattyú csapágy rezgés, klór tartalom, Ph érték, stb. Könnyű belátni, hogy a konvergenciának ez az eredménye a fürdő létesítmény üzemeltetését biztonságosabbá, energetikailag és gazdaságilag hatékonyabbá tudja tenni. Egy kockacukornál alig nagyobb egységekből a fürdő vendégek számára észrevehetetlen, biztonságos mérőhálózat alakíthetó ki. A hálózatot állandó vagy alkalmi jelleggel építhetjük ki. Ezzel új szintre emelhető a fürdő vagy hotel létesítmény üzemeltetése, irányítása. Például a létesítmény működésének kritikus pontjainak állapotáról a vállalat, illetve egy adott részleg vezetője rádiótelefonon vagy Interneten bármikor tájékozódhat. A mérőhálózat riasztást küldhet SMS formájában. A kétirányú rádiókommunikáció a vezető, illetve a felelős szakember számára távoli beavatkozást is lehetővé tesz. Az elmondottakból az is kitűnik, a vezeték nélküli mérőhálózat más hálózatokkal is együtt tud működni. Ez a hálózatok szintjén megvalósuló konvergenciát példázza. A felépítés és a kiszolgálás fontosabb területeit a 3.8. ábra mutatja. Egy vezeték nélküli mérőhálózat a létesítmény üzemeltetésében a következő funkciókat láthatja el: • rendszer monitoring; • folyamat irányítás (szabályozás, vezérlés); • komplex rendszer felügyelet. Egy fürdő vagy szálloda épület , illetve vízgépészeti gépeinek, berendezéseinek folyamatos műszaki felügyelete, a fő egységek műszaki állapotának nyomonkövetése fontos feladat. Ezzel jól biztosítható a rendszer megkívánt műszaki megbízhatóságának a fenntartása. Ezen a területen a vezeték nélküli mérőhálózat alkalmazása különösen előnyös lehet.



3.8. ábra. A vezeték nélküli mérőhálózat vázlata A vezeték nélküli mérőhálózat a létesítmény rendszer általános biztonságát is szolgálni tudja. A rendkívüli eseményekről, rendellenes állapotokról valósidejű üzeneteket tud küldeni az illetékes személyek számára. Ugyanakkor a vezérléssel vagy szabályozással a folyamatokba is be tud avatkozni. A készülék szintjén megvalósult technológia konvergenciát jól példázza a mobil telefon, annak is az úgynevezett okos telefon változata. A globálissá vált mobil telekommunikáció arra is jó példa, hogy a több szinten megjelenő és egymást erősítő konvergenciák világmértű társadalmi-gazdasági változásokat eredményezhetnek. A harmadik és negyedik generációs (3G/4G) mobil kommunikációs technológiákban a szolgáltatások konvergenciája igen kiterjedt módon valósulhat meg, amint azt a 3.9.ábra is szemlélteti.

3.9. ábra. A mobil telefon a készülék szinten megvalósuló konvergenciát példázza.

4. 3.4. Paradigmaváltás a gazdaságban és a műszaki fejlesztésben A korszellem, vagy más szóval a paradigma a gondolkodásmódnak, a vélekedéseknek, az értékeknek és a problémák kezelési módjainak azt összességét jelenti, amit egy adott társadalom, vagy szűkebben, egy közösség általánosan elfogadott. Minden kornak megvan a maga korszelleme, azaz paradigmája. Minden korszellemet - részben vagy egészen meghatározza a saját kora, és minden kort alapvetően megjelöl és befolyásol az önmaga által is elfogadott paradigma. 27 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk A múlt század utolsó két évtizedében a több hullámban megjelenő világméretű energia- és nyersanyagválság már jelezte a gazdasági paradigmaváltás szükségességét. A korábbi, az ipari társadalom névvel illetett korszak uralkodó paradigmája a gazdaságban leegyszerűsítve a következőkben foglalható össze: • A gazdaságnak csaknem kizárólagos mozgatója a profit minél nagyobb és gyorsabb növelése volt. • Ennek a törekvésnek a megvalósítása főleg az extenzív jellegű termelésbővítéssel történt. • Erősen pazarló fogyasztásösztönzés folyt. Nyíltan hangoztatott jelszó volt, hogy fogyasszunk, hogy termelhessünk. (Pl.: eldobható fényképezőgép). • Az energia- és anyagtakarékosság és a környezet védelme nem volt lényegi szempont. A válságok sorozata után kibontakozó, és ma is formálódó új globális paradigma a gazdálkodásban és a műszaki fejlesztésben, a következőkkel jellemezhetők: • A profit és a versenyképesség növelése, mindezt azonban • az innováció, • a tudásalapú gazdálkodás, a minőség előtérbe helyezése és javítás, valamint, • az anyag és energiatakarékosság megvalósítása mellett. • Az életminőség megőrzése, illetve javítása. • A fenntartható gazdasági növekedés elősegítése. • Az ökológiai egyensúly és a környezeti állapot megőrzése. • A minőség centrumba állítása. • A termékeknek és szolgáltatásoknak a valós felhasználói igényekhez igazodó megtervezése és létrehozása. • Az alapvető szolgáltatásokhoz, - beleértve az elektronikus szolgáltatásokat és kiemelten a közösségi jellegű szolgáltatásokat, - egyenlő hozzáférés biztosítása. Ma már minden fejlesztési projektben ennek az új paradigmának a szellemében kell a konkrét követelményeket, valamint a célrendszert megfogalmazni. Az új paradigma érvényesülésében az infokommunikációnak kiemelt szerepe van. Az elektronikus szolgáltatások döntő része fontos szerepet játszhat, illetve már játszik is az új paradigmákra épülő társadalmi és gazdasági élet megteremtésében. Az életminőség, ami az új paradigma fontos része, és amelynek meghatározása ma is viták tárgyát képezi, kétségtelenül a technikai, technológiai világgal is szoros kapcsolatban van. A munkahelyünkön, a lakásunkban vagy azon kívül, a minket körülvevő technológiák, termékek és szolgáltatások, - a jól megtervezett és megvalósított minőség révén, - közvetlenül vagy közvetve, az életminőségét pozitívan befolyásolhatja. (3.10. ábra). A szolgáltatásokban is előtérbe kerülő testre szabás igénye legtöbbször szintén az informatika alkalmazása révén valósulhat meg. A termékek és a szolgáltatások egyre fokozódó versenyében a minőség nagyon fontos rangsoroló szemponttá lépett elő. A minőség a gyártók és szolgáltatók számára több szempontból is nagyon komoly kihívást jelent. Többek között azért is, mert a felhasználó általában már egy funkció problémás működése alapján is az egész rendszert rossznak ítéli. Ennek manapság az Interneten hangot is adhat. Úgynevezett robosztus, azaz hibatűrő rendszerekre van igény, amelyekben ma már a szoftverek fontos szerepet játszanak.



3.10. ábra. A mérnökség által létrehozott eszközök, termékek, termelő és szolgáltató technológiák is szolgálhatják az életminőséget A minőség kérdésének is sokféle megközelítése létezik. Témánk kapcsán a nem megfelelő minőség alatt az előírásos állapottól való eltérést értjük. A technikai és technológia fejlődés egyre bonyolultabb rendszerek kialakulásával is együtt jár. Többek között a már említett konvergenciának is ez a velejárója. A technikai rendszerek egyik fontos minőségi jellemzője a műszaki megbízhatóság. A funkciók, a különböző szerkezetek és egységek összekapcsolásával általában romlik a műszaki megbízhatóság. Vagyis adott időszakot tekintve a rendszer hibamentes működésének valószínűsége csökken. A műszaki fejlesztésben az említett probléma orvosolására több új paradigma született. Ezek közül itt hármat megemlítünk: • A tesztelés, a diagnosztizálás beépítése a szerkezeti egységekbe, illetve a rendszerbe, általában szoftvertámogatással. • A rendszerek távfelügyeletének és távdiagnosztikájának megvalósítása. (Gép-gép kommunikáció; M2M paradigma). • A kritikus helyeken, párhuzamos kapcsolásban, tartalék egységet kell betervezni és alkalmazni. (hideg, vagy meleg tartalék). Pl.: az infokommunikációs rendszerek biztonságos működése érdekében szünetmentes áramforrás alkalmazása. A régi és az új globális paradigma összevetéséből látható, hogy a változások igen jelentősek. Általában is megfogalmazhatjuk, hogy a paradigmaváltások hatása, eredménye mindig számottevő. A rendszertechnikában célszerű ezt tudatosan figyelembe venni. A komplexitás időben növekszik. Ez nagymértékben a megatrendeknek, azok, bonyolult kölcsönhatásának is a következménye. A puszta tapasztalat is azt mutatja, hogy a komplexitás növekedésével a fejlesztés erőforrás ráfordítási igénye általában nem lineárisan, hanem valamilyen hatványgörbe szerint növekszik. Ez is indokolja, hogy a rendszertechnikai folyamatban időről időre célszerű feltenni azt a kérdést, van - e szükség, illetve van-e lehetőség az ésszerű paradigmaváltásra. A 3.11. ábra szemléletesen mutatja, hogy a paradigmaváltás teljesen új, és kedvezőbb pályát határoz meg a fejlesztési problémák megoldása számára. Annak a kritikus pontnak a meghatározása, amikor a váltás szükségessé válik nem könnyű feladat. A rendszerszemlélet azonban itt is sokat segíthet. Az elmondottakra jó példa a mikroprocesszor gyártásában megvalósult paradigmaváltás. A processzor teljesítmények növekedésével egyre bonyolultabbá és költségesebbé vált a gyártmányok minőségének végellenőrzése, diagnosztizálása. Ezt a folyamatot komplex és egyre drágább célműszer rendszerrel lehetett csak elvégezni. Amint az a 3.12. ábrán látható ennek fajlagos költség görbéje rohamosan növekedett.



3.11. ábra. A paradigmaváltás hatása A problémát végül is egy technológiai paradigmaváltás oldotta meg, olyan módon, hogy a diagnosztikát beépítették az egyedi termékbe. Ennek a teljesen új szemléletben megszületett megoldásnak a jelentőségét akkor foghatjuk fel igazán, ha belegondolunk, hogy világszerte az emberiség több százmilliárd olyan eszközt használ, amelyben processzor működik. A vezetők, a fejlesztéseket végző szakemberek számára az is tanulságos, hogy a gazdasági szektorok között érvényesülő kölcsönhatás eredményeként az említett alapelvet néhány évvel később a gépkocsi ipar is átvette. A gépjárművek mikrokontroller hálózati rendszerének (CAN) egyik feladata a használat közbeni műszaki diagnosztizálás. A példát általánosítva mondhatjuk, hogy a fejlesztések fontos erőforrása lehet a különböző szakmai területek új eredményeinek, illetve módszereinek a megfelelő adaptálása is.

3.12. ábra. Példa a technológiai paradigmaváltásra és annak hatására a mikroprocesszor gyártásban A fürdőgépészeti rendszerek fejlesztésében a mikrokontroller hálózatok és a beépített diagnosztika alkalmazása jelentős műszaki előrelépést jelenthet. Az eszközhálózatokat természetesen célszerű összekötni a helyi számítógépes hálózattal és azon keresztül az internettel. Ez utóbbi a lehetőséget ad arra is, hogy a gép gyártója vagy karbantartója távolról kapcsolatot teremtsen egy-egy géppel. (Távdiagnosztika). Az érzékelő technika és a beágyazott rendszerek jelentős szerepet töltenek be a biztonság és a hatékonyság növelésében. Mindkét terület fejlődési üteme gyorsuló, és lényegesen meghaladják az átlagos ipari növekedés mértékét. A beágyazott rendszerek a fürdő létesítmények korszerűsítésében is megjelentek. Példaként említhető az elektronikát magában foglaló beléptető forgó villa, vagy szekrényzár. A beágyazott rendszerek főbb jellemzői:


Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk • processzoralapúak, • előzetesen meghatározott cél szoftver alapján működő egységek, amelyek szervesen beépülnek a befoglaló technikai rendszerbe, annak valósidejű működését, érzékelés és jelfeldolgozás alapján, vezéreli és/vagy szabályozza. • a befogadó fizikai/kémiai/biológiai környezetükkel intenzív, valós idejű információs kapcsolatban állnak, • a befogadó környezet befolyásolása; valós idejű érzékelés, kiértékelés, döntés, beavatkozás valósul meg, • működésük autonóm, • szolgáltatás biztosak, • a felhasználó számára általában “láthatatlanok” • kiegészítő funkciók lehetnek: • ember-gép kapcsolat (interfész); • vezetékes vagy vezeték nélküli kommunikáció. A gépekbe, műszaki rendszerekbe beépülő érzékelés és mesterséges intelligencia általában kiegészítő funkcióként szolgálja a biztonságot. Markáns trend azonban, hogy a biztonsági funkciók bővülnek, tökéletesednek, és az alkalmazási területek folyamatosan szélesednek.

5. 3.5. Az információ- és kommunikációtechnológia átlagosnál gyorsabb növekedése és fejlődése, befolyásának erősödése (Megatrend) A számítástechnika és a telekommunikáció a polgári élet területén a második világháború után indult fejlődésnek. A két területen a hatvanas évek végére már jelentős technikai eredmények születtek. Ezek nyomán már elindultak azokat a konvergencia folyamatok, amelyek a kilencvenes évekre létrehozták az információ- és kommunikációtechnológiát. Ez egyben egy világméretű gazdasági átrendeződést is eredményezett, amit vázlatosan a 3.12. ábra szemléltet. Az információ- és kommunikációtechnológia a legjelentősebb globális gazdasági szektorrá vált, amelyik a társadalmi és gazdasági élet minden területére rendkívül jelentős hatást gyakorolt, és ez a hatás a belátható időtávon biztosan fennmarad.


Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk 3.12. ábra. A technikai és technológiai fejlődés egyik legjelentősebb változása A gazdaság, ezen belül a szolgáltatások szempontjából az információ- és kommunikációtechnológia, annak fejlődése és eredményei, meghatározó fontosságúak. Ez érthető, hiszen a széleskörű vizsgálatok tanúsága szerint, a globális gazdasági fejlődés, illetve növekedés negyven százaléka az információ- és kommunikációtechnológia közvetlen vagy közvetett hatásának eredményeként jön létre. A versenyképesség és annak fenntartása érdekében a vezetőknek, a fejlesztésekben is közreműködő szakembereknek, az IKT kapcsán a következő fontosabb tényezőket célszerű szem előtt tartani: • Az információ- és kommunikációtechnológia területén érvényesülő fejlődési trendek nagymértékben mérvadóak a koncepciók, illetve a stratégiai tervek kimunkálása során. • A hatékony hálózati kommunikáció által biztosított adat, információ és tudás elérés, illetve megosztás alapvető fontosságú a fejlesztési projektek megvalósítása során. (Internet, Intranet, Extranet). • Az információ- és kommunikációtechnológia fontos szerepet játszik a részek integrálásában, rendszerré szervezésében. Az információ- és kommunikációtechnológia, mint a legnagyobb és legösszetettebb globális gazdasági szegmens rendkívül sokféle mozgást, sajátosságot, trendet, fejlődési törvényszerűséget mutat. Ezek közül azokat foglaljuk pontokba, illetve jellemezzük röviden, amelyek a vállalkozások szempontjából fontosnak mutatkoznak: 1. Az IKT fejlődési üteme a jövőben is meghaladja az ipari átlagot és ezzel befolyásoló hatása is növekszik. Döntően meghatározza az automatizálás fejlődését. 2. Amint azt a 3.14. ábra mutatja, az automatizálás globális fejlődést négy markáns vonulat jellemzi, nevezetesen: a. a gépekbe, berendezésekbe beágyazott intelligencia és kommunikációs képesség; (Például automatizált beléptető rendszerek vagy automatizált fürdő gépészeti rendszerek) b. az ügyvitel automatizálás, és a mérnöki, menedzseri munka számítógépes támogatása, beleértve a hálózati kommunikációt; c. a technikai nagyrendszerek, IKT infrastrukturális rendszerek; d. a környezet jellemzőit mérő, feltáró környezeti intelligencia, a mérőhálózatok, a monitoring rendszerek. A különböző szintek összekapcsolásában jelentős fejlesztési lehetőségek vannak. Példaként említhető a számítógépes és az eszköz hálózatok összekapcsolása.

3.14. ábra. Az információ- és kommunikációtechnológia, az automatizálás, egymással is kapcsolódó, meghatározó fejlődési vonulatai


Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk 3. A különböző termelő és szolgáltató ágazatokban jelenleg és hosszabb távon is a fejlesztés egyik meghatározó eleme az információ- és kommunikációtechnológia nyújtotta lehetőségek kihasználása. 4. Az információ- és kommunikációtechnológia egyre erőteljesebben behatol a fizikai világba, megjelenik a gépekben, a berendezésekben, az épületekben, a környezetünkben. Az eszközökbe, berendezésekbe beágyazott intelligencia és kommunikációs képesség a technológiafejlesztés új és hatékony lehetőségét nyújtja. 5. Egy szakterület, egy vállalat vagy intézmény, egy egyén sikerességét, versenyképességét, és fejlődőképességét ma alapvetően az is meghatározza, hogy milyen gyorsan, milyen mértékben és hatékonysággal tudja adaptálni és használni az információ- és kommunikációtechnológia eszközeit, eredményeit, lehetőségeit. 6. Továbbra is érvényesek a különböző szakemberek áltat feltárt és a nevükhöz kapcsolódó trendek, illetve tapasztalati törvényszerűségek. Ezek a következők: • Moore-törvény. A mikroprocesszorok (számítógépek), az integrált áramkörök kapacitása, teljesítménye mintegy tizennyolc hónaponként megduplázódik. • Gilder-törvény. A elérhető hálózati sávszélesség maximuma általában évente megháromszorozódik. • Metcalf-törvény. A hálózat kommunikációs értéke a csomópontok számának növekedésével négyzetesen emelkedik. A csomópontok növelésével viszont a fajlagos, azaz az egy felhasználóra számított költség nem változik. Az esetek többségében inkább csökkenés következik be. • Ruettger-törvény. A felhasznált tárolási kapacitás általában évente megduplázódik. Az USA-ban ez hét havonként megtörténik. • Shugart-törvény. A mágneses adattárolók egy bitjének ára tizennyolc havonként feleződik. 7. A mindenütt elérhető hálózati kapcsolat létrejöttében és fejlődésében a vezeték nélküli hálózatok játsszák a főszerepet. A vezeték nélküli kommunikáció térhódítása és a Moore- törvénynek megfelelő fejlődési üteme még középtávon biztosan fennmarad. 8. A rádiófrekvenciás azonosítási technológia (RFID) alkalmazása gyors ütemben növekszik. A technológia fejlődése, a rendszerek megbízhatóságának javulása egyre több alkalmazási terület bekapcsolását eredményezi. A fejlesztések egyre jobban lehetővé teszik az RFID technológiák globális alkalmazását. Az IKT ezen új területe a többek között a szolgáltatások korszerűsítésének egyik meghatározó mozgatója lett. Kialakulóban van egy új, globális információ- és kommunikációtechnológiai terület a ”Tárgyak Internetje” (Internet of Things). Az elmúlt tíz, tizenkét évben számos alkalmazás fejlesztő informatikai cég jelent meg a piacon integrált vállalatirányítási rendszer ajánlatával. Ezek az integrált vállalatirányítási rendszerek zömében tömegtermelést folytató nagyvállalatok számára kerültek kifejlesztésre. A fürdő/wellness szektor igényeit kielégítő integrált informatikai rendszerek piaci kínálata nagyon szerénynek mondható.

6. 3.6. A hálózatosodás megatrendje A behálózva kifejezés Barabási Albert-Lászlótól a nemzetközileg elismert rendszerkutatótól származik, és arra utal, hogy korunkat a különböző hálózati rendszerek sokasága egyre jobban meghatározza. A hálózat általános definíciója Általános megfogalmazásban a hálózat emberek, dolgok (entitások) közötti rendezett kapcsolódások, relációk. A számítógép-hálózat kifejezésen számítógépek összekapcsolt rendszerét értjük. Az eszköz hálózaton olyan, egymással kommunikációra képes eszközök együttesét értjük, amelyeket valamilyen közös vezetékes vagy vezeték nélküli közvetítő közeg (médium) kapcsol rendszerbe. (Például hálózatba főzött automatikus beléptető kapuk). A hálózat alkalmazás fontosabb jellemzői, követelményei: • az adat, illetve az információ átadás hibamentes megvalósítása; 33 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Megatrendek. Fontosabb jellemzőik és hatásuk • az erőforrások megosztása; • általában a kétirányú kommunikáció biztosítása; • a rendszer kommunikációs biztonságának növelése, például kerülő adatáramlási utak szolgáltatásával; • a gazdaságos működés és a rugalmas fejlesztés biztosítása; • az autonóm és az integrált működés együttes megvalósítása; A számítógépes hálózatok egyre fontosabb szerepet töltenek be a vállalkozások életében. A hálózatok teljesítménye és megbízhatósága egyre növekszik. A fejlődés azt eredményezi, hogy maga a hálózat lesz a számítógép. Az egyedi, különálló eszközökkel szemben a HÁLÓZAT válik az alapvető információs erőforrássá. Egy vállalat háromféle számítógépes hálózatot használhat (3.15. ábra): • a közismert nyitott világhálót, az Internetet; • az Intranetet, amely egy vállalat zárt magánhálózata; • az extranetet, amely az együttműködő üzleti partnerek zárt magánhálózata. Egy vállalkozás, egy, a településüzemeltetésben résztvevő szolgáltató az Interneten keresztül tarthatja a kapcsolatot a külvilággal. Itt mutathatja meg magát, de itt jelenhetnek meg a működését, a szolgáltatás színvonalát megítélő szabad vélemények is. Egy személynek vagy szervezetnek a hálózathoz kétféle viszonya lehet: • PASSZÍV SZEREP. A személy csak használja az erőforrásokat, de új, vagy új módon rendezett ismereteket nem ad a rendszerbe. • AKTÍV SZEREP. Új információkat, ismereteket szolgáltatásokat ad a rendszerhez, azaz részese az információs erőforrások bővítésének. Az igényes, nyitott vállalkozások felvállalják az Interneten való aktív szereplést. Az aktív szerephez az Internet működésének és szabályainak alapismerete feltétlen szükséges. A vállalati informatikai erőforrások külső és belső támadások elleni védelme, pontosabban a védelem megszervezése, fontos vezetői feladat. A megfelelő védelem többek között egy hatékony tűzfal kiépítésével, és annak igény szerinti korszerűsítésével biztosítható. A kommunikációs hálózati- és médiatér Az EU 2013-ig kutatás-fejlesztési projektjében (FP7) kiemelt feladatként szerepel az egységes és átfogó kommunikációs hálózati- és médiatér tudományos, technikai és technológiai feltételeinek kialakítása. A cél, hogy személyi kapcsolatokon túl, bármilyen tartalom, bárhol és bármikor elérhető legyen. A cél megvalósításának feltételei a következők: • a teljes hálózati lefedettség biztosítása; • a különböző vezetékes és vezeték nélküli hálózati rendszerek simán, zökkenőmentesen megvalósuló, hatékony és biztonságos együttműködése; • a tartalmak olyan strukturálása, amely a könnyű elérhetőséget segíti.



3.15. ábra. Az Internet, az Intranet és az extranet fontosabb sajátosságai A vállalkozásoknak célszerű tudatosan arra törekedni, hogy ezt a nagyon nagy lehetőséget biztosító globális infokommunikációs infrastruktúrát a maguk számára minél jobban kihasználják. A mindenütt jelenlevő hálózati kommunikációs tér összetevőit a 3.16. ábra vázolja.

3.16. ábra. A mindenütt jelenlevő, komplex hálózati kommunikációs médiatér elemei és kapcsolódásuk Ebben a mindenütt jelenlevő hálózati térben a mobil személyi készülékek univerzális kommunikátorokká válnak. Ezt a mobil készülékekbe beépülő különböző hálózati csatolók (interfészek) teszik lehetővé. Ezt vázolja a 3.17. ábra.



3.17. ábra. Mobil eszközök univerzális kommunikációs eszközzé válnak Összefoglalás Az előzőekben vázolt megatrendeket és azok jelenlegi és jövőbeni hatásait, a fürdő és wellness üzleti területen folyó infokommunikációs rendszerfejlesztéseknél, mindenképpen célszerű figyelembe venni. Erre többek között azért is szükség van, mert a hazai fürdő és wellness szolgáltató szektornak a globalizálódott egészség túrizmusban kell hosszútávon is versenyképesnek maradni. A vízbázisú szolgáltatásokkal összhangban a vállalati információ- és kommunikációtechnológiai rendszer színvonala is nagymértékben hozzájárul a szolgáltatás egészének minőségéhez. Csak egy komplex, a rugalmas fejlesztést lehetővé tevő rendszerrel biztosítható, hogy az informatika gyors fejlődéséhez alkalmazkodni lehessen. A változásokhoz való rugalmas alkalmazkodás egyik lehetséges megoldása az úgynevezett elosztott intelligenciájú informatikai rendszerek, tudatos alkalmazása. Ellenőrző kérdések 1. Milyen megaterendek befolyásolják a vállalatvezetést, illetve a komplex műszaki fejlesztési tevékenységet? 2. Melyek a globalizáció, a paradigmaváltás és a technológiai konvergenciák vállalati döntéseket is befolyásoló hatása? 3. Az információ- és kommunikációtechnológia fejlődésének főbb jellemzői és gazdasági hatásai. 4. Jellemezze az Internetet, az Intranetet és az Extranetet!


4. fejezet - Rendszerelméleti, rendszertechnikai alapok Bevezetés Minden vállalkozás egy komplex ember-eszköz rendszer. Ezen belül a vállalat informatikai rendszere maga is egy sajátos komplex rendszer, amely a vállalati működés egyfajta modellje. Ennek megfelelő szintű kialakítása és hatékony működtetése szükségessé teszi a rendszerelméleti és rendszertechnikai alapismereteket. A hallgatók ennek a tanulási egységnek a segítségével a rendszerelmélet, és a rendszertechnika fontosabb ismereteit sajátíthatják el.

1. 4.1. A rendszerszemlélet és a rendszertechnika kialakulása és hatása A vállalati informatikai rendszer tervezésében, fejlesztésében való részvétel, a kimunkált megoldások tudatos és hatékony használata nem nélkülözheti a rendszerszemléletet, a rendszertechnikai alapismereteket. Az informatikai rendszer, mint a neve is mutatja maga is rendszer. Kialakítása több szakterület szakembereinek együttműködése révén lehetséges. A különböző szakmák közös nyelve éppen a rendszer nyelv. A tudomány és technika jelentős fejlődésének hatására, a XX. század második felére lényegesen megváltoztak a tudományos és technológiai kutatás és a műszaki fejlesztés feladatai és ezek jellege. A korábbi, erősen analitikus szemléletű megközelítési módszerek, az egyre komplexebb problémák megoldására nem, vagy csak részlegesen alkalmazhatók. Kialakul az általános rendszerelmélet, ami jelentősen kötődik Ludwig Bertalanffy nevéhez. Az általános rendszerelmélet gerjesztően hatott a rendszerszemlélet terjedésére. Kialakultak a szakterületi, a szakági rendszerelméletek. A rendszerszemlélet jelentős ismeretelméleti előrelépést hozott. A vizsgált rendszerek nem csak belső sajátosságuk, hanem környezetbe való beágyazódásuk révén kerülnek vizsgálatra, leírásra. Létrejött az irányítás, a vezérlés és szabályozás általános elméleti tudománya a kibernetika. (Wiener és Assby). A kibernetikai, irányításelméleti megközelítés gyorsan behatolt a különböző szakterületekre és gyors fejlődést indított el. A rendszertudományokra alapozva a műszaki területen létrejött a rendszertechnika, mint a komplex problémák kezelésének, megoldásának a technológiája. A technikai-, technológiai rendszerek fő életszakasza szerint a rendszertechnika a következő módon tagolható: • a tervezés rendszertechnikája, • a megvalósítás rendszertechnikája, • az üzemeltetés rendszertechnikája. A rendszertechnika alkalmazott rendszerelmélet, és a rendszerszemlélet módszeres alkalmazását és érvényesítését valósítja meg • a probléma feltárásában, • a rendszer és környezete definiálásában, • a rendszer tervezésében, • a rendszer megvalósításban, • a rendszer üzemeltetésében. 37 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Rendszerelméleti, rendszertechnikai alapok

2. 4.2. A rendszer fogalma A rendszer az egyik legáltalánosabb fogalmunk. Valamennyi szak és tudomány terület használja ezt a fogalmat. Az egyik elterjedt egyszerű meghatározás a következő: A rendszer, valamilyen ismérv vagy vizsgálati szempont szerint, egységet alkotó, egymással kölcsönkapcsolatban álló objektumok halmaza. A rendszer csak környezetével összefüggésben vizsgálható. A rendszer és a rendszert leképező modellek létrehozási folyamatának megértése a rendszertechnika szempontjából nagyon fontos. Ennek a folyamatnak a fő elemeit a 4.1. ábra foglalja össze.

4.1. ábra. A rendszer és rendszermodell képzés folyamata Az ember az, aki a törekvésének, feladatának, céljainak alapján határol le egy részt a végtelen kiterjedésű és bonyolultságú valós világból, amit rendszerként tekint. A rendszer és a rendszert leképező modellek létrehozási folyamatának megértése, a rendszertechnika, ezen belül az informatikai fejlesztés szempontjából nagyon fontos. Az informatikai rendszer ugyanis a vállalat működését hivatott leképezni, modellezni. A vállalkozás korrekt rendszerleírása, illetve rendszermodelljei alapján alakítható ki a hatékony infokommunikációs rendszer. Ez a rendszermodellezési folyamat csak a helyi szakemberek aktív közreműködésével lehet eredményes. Az adott szempontból egészet képező rendszer, része annak a világnak, amelyből céljainknak megfelelően lehatároltuk, része egy nagyobb átfogó rendszernek, illetve a környezetének. Minden rendszer holon, azaz egyidejűleg egész és rész (3.2. ábra).

4.2. ábra. A holon fogalom értelmezése A gazdasági életben egyre több területen építik fel a vállalkozások szervezetét és működését a holon elv alkalmazásával. A tapasztalatok szerin ezzel nagymértékben fokozható a rugalmasság és a hatékonyság. A holon alapú működés kiépítése különösen azokon a gazdasági területeken mutatkozik előnyösnek, ahol a termékeknél, illetve szolgáltatásoknál az úgynevezett testre szabás igénye jelentkezik. A rendszerhatár definiálása az alkotók taxatív felsorolása, vagy a rendszer funkciói (folyamatai) alapján lehetséges (4.3. ábra). A későbbi félreértések és rosszirányú megoldások elkerülése érdekében a pontos rendszer meghatározás, és annak dokumentálása nagyon fontos. 38 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Rendszerelméleti, rendszertechnikai alapok A funkció alapú rendszer meghatározás az elemző és a tervező feladatoknál lényegesen tágabb teret nyit a jó megoldások kimunkálására. A különböző ember alkotta dolgok (gépek, szoftverek, stb.) éppen a funkciójuk révén válnak alkotójává, aktív részévé egy nagyobb befogadó rendszernek. Az informatikai rendszerek tervezésében ezért játszik fontos szerepet a funkció alapú rendszer leírás, illetve modellalkotás. A rendszeralkotókat a kapcsolódások, a relációk (összefüggések, viszonylatok, csatolások, kapcsolatok, kötődések) fűzik egymáshoz. A vállalkozási rendszerek bonyolultsága, vagy másként a komplexitása, a tervezésük, a vizsgálatuk, és az irányításuk során egyaránt szükségessé teszi a modellezés alkalmazását. Mint említettük az informatikai rendszer megvalósítása is ezt igényli.

4.3. ábra. Rendszerhatár definiálási módok

3. 4.3. Modell és modellezés A modell a valós eredeti világ (rendszer) adott szempontból lényeges jellemzőit megjelenítő, leképező objektum. A modell a világ leírásának, megértésének az eszköze. A modell a világra vonatkozó ismereteink kifejezője, és az emberi kommunikációnak is fontos eszköze. A modellezés fogalma kettős jelentésű; egyrészt a modellalkotás folyamatát jelölheti, másrészt az információ szerzés hatékony módja, a modell felhasználásával. (lásd: számítógépes szimulációs modellek.) A valós világ és a modellezett világ kapcsolatát, és ezek fontosabb jellemzőit a 4.4. ábra foglalja össze. Az ábrával is összhangban azt mondhatjuk, hogy a modell maga is egy olyan speciális rendszer lehet, amelynek az alapfunkciója információszolgáltatás. Természetesen a tapasztalataink alapján is rögzíthetjük, hogy nem minden információt szolgáltató rendszer modell. A modellezett világban mód nyílik a virtuális idő használatára is. Így a rendszervizsgálatok akár nagy időhorizonton elvégezhetőek, elfogadható hosszúságú valós idő alatt.



4.4. ábra. A valós rendszer és a modell kapcsolata. A rendszer általános, úgynevezett fekete doboz szintű modellje (4.5. ábra), a bemeneti és a kimeneti jellemzők relációja alapján ad képet a globális egészként való működésről. A struktúra a rendszert alkotó elemek elrendezettségét, és az elemek közötti kapcsolatokat, relációkat tükrözi. (3.6. ábra). A rendszerek működése, tervezése, illetve elemzése szempontjából a struktúra az egyik meghatározó rendszerjellemző.

4.5. ábra. A rendszer általános modellje A gyakorlatban nagyon sokszor a struktúra módosítása, illetve új struktúrák létrehozása a probléma megoldás eszköze. Ismert elemek újszerű elrendezése új minőséget eredményezhet.



A rendszerelmélet, a rendszertechnika számos struktúra sémát ismer. A rendszer ismeretének mélysége szerint megkülönböztetünk • osztályzási struktúrát (általános megjelenési formája a fa struktúra), • sorrendi és hierarchikus viszony struktúrát, • a működésnek megfelelő dinamikus viszony struktúrát. A dinamikus viszonystruktúra szolgáltat alapot a rendszer működésének algoritmus szintű leképezéséhez, végül is a számítógépes modell megalkotásához.

4. 4.4. Számítógépes modellezés A modellezésen belül a számítógépes modellezésnek kitüntetett szerepe van. Ennek az a magyarázata, hogy itt az ember és a gép nagyon jól kiegészíti egymás képességét. Az ember nagyon bonyolult logikai modellek megalkotására képes, ugyanakkor az emberi agy ezek dinamikus működését nem tudja megvalósítani. A számítógépek viszont a modellek számos állapotát tudják nagy sebességgel előállítani, ennek révén juthatunk hasznos adatokhoz, információkhoz. A számítógépes modellezés folyamatának globális blokkvázlatát az 4.7. ábra szemlélteti. A modelleket általában, így a számítógépes modellt is csak akkor alkalmazhatjuk a valós problémák megoldására, ha megbizonyosodunk az általa produkált eredmények valósághűségéről. A számítógépes modellezésnél ugyanis több szinten követhetünk el hibát, így a modellalkotásnál, a formalizálásnál, az algoritmizálásnál és a programozásnál. A számítógépes modelleket ismétlődő feladatoknál alkalmazzuk.



3.7. ábra. A számítógépes modellezés általános folyamata

5. 4.5. Kibernetikai alapelvek. Irányítási alapmodellek Egy vállalkozás csak akkor érheti el célját, ha a célhoz vezető folyamatokat megfelelő mederbe tereli, más szóval irányítja azokat. Korábban már szó volt a kibernetikáról, amely az irányításnak, a kormányozásnak az általános tudománya. Eredményeit hasznosítva, adaptálva jött létre a gazdaságkibernetika. A vállalkozás információ- és kommunikációtechnológiai rendszerének éppen az a rendeltetése, hogy a rendszer célszerű működését, annak irányítását segítse. Érthető tehát, hogy az informatikai rendszerek kiépítésében és működtetésében a kibernetikai alapelvek döntő szerepet játszanak. A kibernetika és az irányítástechnika tudománya az automatizálásnak is az alapját képezi. Az automatizálás az épülettechnikában, a létesítmény-üzemeltetésben is egyre nagyobb teret kap. Több szempontból indokolt tehát, hogy az irányítástechnika alapgondolatát, alapmodelljeit megismerjük. Ezek mind a gazdasági, mind pedig a műszaki jellegű problémáknál bizonyítottan segítik a munkaképes megoldások kimunkálását. Az irányítástechnikának két absztrakt alapmodellje a vezérlés és a szabályozás. Ezek láthatók a 4.8. ábrán. Mindkét modell két alrendszerre tagolódik. Az absztrakt modellekben a vezérelt és a szabályozott alrendszerek funkciója elsődlegesen a célszerű anyagi és energetikai transzfer folyamatok lebonyolítása. A vezérlő, illetve a szabályozó alrendszerek elsődlegesen az információs folyamatokért felelősek.



4.8. ábra. A rendszerirányítás két alapmodellje: vezérlés és szabályozás A vezérlésnél, mint ahogy ez a 4.8. ábrán is látható, a hatáslánc nyitott, a szabályozásnál a visszacsatolás révén viszont zárt. Egy vezérlési rendszer azt csinálja, amire utasították, illetve beállították. Ezzel szemben a szabályozási rendszer dinamikusabb, mert a kimenetekről érkező visszacsatolt adatok, jelek alapján, a környezeti hatások ellensúlyozásaként, bizonyos alkalmazkodásra, korrekcióra is képes. A gazdasági életben a két modell közül a szabályozás a jelentősebb mivel a visszacsatolás egyrészt az ellenőrzést, másrészt a környezeti hatások bizonyos fokú tolerálását is lehetővé teszi. A 4.9. ábra a szabályzás rendszerén belül a szabályzó alrendszer alapfunkcióit és azok strukturális kapcsolatait részletezi. Megjegyzendő, hogy a műszaki gyakorlatban részben eltérő fogalmakat használnak. Például a cél vagy terv meghatározó funkció helyett az alapjel vagy referencia jel képzése szerepel. A modellnek a gazdálkodásban való használatóságát is szem előtt tartva, célszerűbb általánosabb fogalmakat használni. Ezzel a szabályozás alapelve nem sérül. A modell a mederbe terelés, a szabályozni kívánt jellemzők egy meghatározott tartományba tartása nézőpontjából képezi le a gazdasági folyamatokat. Mint említettük, az absztrakt modellben a szabályozott alrendszer alapvetően az anyag és energia transzfer folyamatokért felelős, amíg a szabályzó alrendszerben elsődlegesen információs folyamatok zajlanak.

4.9. ábra. A szabályzó folyamat funkciói és kapcsolatuk.


Rendszerelméleti, rendszertechnikai alapok Fontos megjegyeznünk, hogy csak akkor tekinthetünk egy gazdasági folyamatot szabályozottnak, ha a várható kimenetét előre megtervezzük. Erre szolgál a cél meghatározó funkció. Ilyen kimenet lehet például az összes bevétel, a nyereség, a határidők, a fajlagos anyag felhasználás, a minőség, a teljesítmény, az átfutási idő, stb. A gazdasági rendszerekben a célmeghatározás a rendszer szerves részét képező vezetés feladata. Ezért beszélünk önszabályzó tulajdonságról. A tényadatok a visszacsatolás révén jelennek meg és vethetők össze a terv adatokkal. A különbségképző egység feladata a terv és a tényadatok összehasonlítása. Amennyiben a különbség nagyobb, mint az előre meghatározott, a különbségképző szerv az eltérési értéket, vagyis a hibát eljuttatja a döntéshozó szervhez. Ez elindítja az igény szerinti beavatkozást. A folyamatjellemzők célnak megfelelő mederben tartásának fontos eszköze a működési, illetve a technológia leírás, ami a reális norma- és terv-számok értékeit is tartalmazza. Ez a szabályozási forma a rendszer teljesítményét a kívánt szinten igyekszik tartani. A gazdasági gyakorlatban nem tudunk minden jellemzőt előre megtervezni. Erre általában nem is kell törekedni, mivel néhány lényeges rendszerteljesítmény mutató megragadása és kézbentartása révén a jellemzők jelentős része önbeálló módon adódik. Fontos szabályként rögzíthetjük, hogy a megtervezett kimenetek működés közben kialakult értékeinek visszacsatolásáról kötelezően gondoskodni kell. Ezt a szempontot az információs rendszerek kialakításánál is szem előtt kell tartani. Sajnos ennek elmulasztása nagyon sok esetben tapasztalható.

6. 4.6. Adaptív szabályozás A gazdasági rendszerek úgy nevezett tanuló rendszerek. A tanulás saját működésükre és a környezetük viselkedésének megismerésére is vonatkozik. Ez a gazdasági rendszerek úgy nevezett öntanuló tulajdonsága. Elsősorban a külső változások lehetnek azok, amelyek struktúra-váltást, illetve struktúra-módosítást generálhatnak, ami egyben új célra állást is jelent. Az irányítástechnika szempontjából ez a folyamat adaptív szabályozásnak tekinthető, ami a gazdasági rendszereknél az önszervező tulajdonságnak felel meg. A 3.10. ábra az adaptív szabályozás vázlatát mutatja.

4.10. ábra. Az adaptív szabályozás sémája A 4.11. ábra azt érzékelteti, hogy a gazdasági rendszerekben a vezetők időről időre a szinten tartó, illetve az átstrukturálás, áttervezés révén új célra és teljesítmény szintre állító adaptív szabályozáson kell, hogy munkálkodjanak. Az új célra és teljesítményszintre állítás új erőforrások bekapcsolásával, vagy a meglevők új strukturális elrendezésével valósulhat meg.


Rendszerelméleti, rendszertechnikai alapok A mai gyorsan változó gazdasági világban a rugalmas alkalmazkodásnak, vagyis az adaptivitásnak nagyon nagy jelentősége van. Arra kell törekedni, hogy a vállalkozás informatikai rendszere tegye lehetővé ezt a rugalmas alkalmazkodást. A nem megfelelően kialakított informatikai rendszer bizonyos fokig gúzsba kötheti a vállalkozást. Tehát a gazdálkodási rendszerekben a szinten tartó, és az adaptív szabályzás együtt biztosítják a hatékony működést és a műszaki fejlődést. Az irányítástechnikai (kibernetikai) alapelvek alapján kialakított informatikai rendszer két fontos szabálynak a betartását segíti. Ezek a következők: • Csak azok az adatok kerüljenek gyűjtésre, visszacsatolásra, amelyek az elemzéseket, a döntéseket segítik. • A szabályozni kívánt jellemzők tényadatai azokhoz jussanak el, akik a megvalósításáért, illetve a döntéshozásért felelősek; Az adat utakat, az adatok áramlását az említett két szabálynak megfelelően kell kialakítani.

4.11. ábra. A célon tartó (fenntartó) és az új célra állító (adaptív) szabályozás váltakozása a vállalkozás irányításában.

7. 4.7. Ágens technológia A társadalmi, gazdasági élet változásai, ezen belül a technikai és technológiai fejlődés időről időre létrehozzák azokat az elméleteket, módszereket és megoldásokat, amelyek alkalmasak az új kihívások kezelésére. Az ágens technológia egy ilyen, viszonylag új terület. A magas absztrakciós szintet képviselő új paradigma alapján egyre több ágens alapú rendszer, illetve megoldás születik. Az ágens technológia kiemelkedően fontos szerepet játszik a komplex rendszerek modellezésében, kifejlesztésében és kezelésében. A szabályozás és a vezérlés elve csak olyan esetekben alkalmazható, ha az elvárt kimeneteket kellő pontossággal előre meg tudjuk határozni. A komplex rendszereknél ez a lehetőség nem adott. Az ilyen rendszerek ágens alkotóinak kölcsönhatása, illetve együttműködése nyomán a kedvező irányba mutató viselkedés alakulhat ki. Az ágens koncepció elsőnek a szoftver technológia területén jelent meg új paradigmaként, és itt indult el a fejlődése. Az Internet használat széleskörű elterjedése és az egyre komplexebb szolgáltatási igények, a korábbi technológiákkal nem, vagy csak nagyon nehezen voltak megoldhatóak. A szoftver ágensek fontosabb működési jellemzői között a következők említhetők: • A szoftver ágensek üzenet formájában informálják a többi ágenst a rendelkezésükre álló tényekről; • Szolgáltatásokat ajánlanak fel, illetve közlik a kiszolgálási igényeiket; 45 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Rendszerelméleti, rendszertechnikai alapok • Elfogadják vagy visszautasítják a hozzájuk érkező ajánlatokat; • Versenyeznek a közös erőforrások használatáért; • A működésük során tanulásra is képesek lehetnek; • A saját céljuk megvalósítására törekvés mellett, együttműködnek a közös célok megvalósításáért. A szoftver ágens technológia nagyon hatékonynak bizonyult a nagyméretű osztott intelligenciával rendelkező, heterogén rendszerek problémáinak megoldásában. A felsorolt működési sajátosságok révén a számítógépek, illetve az infokommunikációs rendszerek egyre több feladatot látnak el, emberi beavatkozás nélkül. Tehát helyettünk oldanak meg problémákat, azaz ügynök, illetve ágens módjára működnek. (Az ágens egyik jelentése: ügynök). Az ágens olyan entitás, valami, ami autonóm módon cselekszik, vagy képes cselekedni, elvárt módon viselkedni, valami, ami mások helyett, mások megbízásából cselekszik. Az ágens rendszertechnikai értelmezés: Általánosan ágensnek tekinthetünk minden olyan működő, autonóm entitást, amelyik a dinamikusan változó környezetének jellemzőit érzékeli, értelmezi, és működését ehhez is igazítva hatást gyakorol a környezetére. A hatás jellege fizikai és kommunikációs lehet. A fontosabb alkalmazási területek: • Internetes jegyvásárlások, bérletvásárlások, • Internetes helyfoglalás • Internetes szobafoglalás, • E-kereskedelem. • Mobiltelefonos fizetés. A vállalati informatikai rendszer fejlesztésében is egyre nagyobb teret kap az ágens alapú technológia. Egy egyedi ágens általános jellemzőit és működését összefoglaló modell vázlatot a 4.12. ábra szemlélteti.

4.12. ábra. Az egyedi ágens általános jellemzői Az általános meghatározás alapján a világ dolgai közül nagyon sok mindent tekinthetünk ágensnek. Így például egy valamilyen mesterséges intelligenciával rendelkező gép, egy robot, egy ember, egy ember csoport, egy ember-gép rendszer, egy szoftverágens egyaránt beletartozhat a fogalomba. A példák még tovább sorolhatók. Azonban az ágens, illetve az ágens technológia fogalmaknak nem az a lényege, hogy segítségükkel a világot 46 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Rendszerelméleti, rendszertechnikai alapok ágensekre és nem ágensekre oszthassuk, hanem segítségükkel komplex feladatokat tudjunk megoldani és kezelni. Tehát a bonyolult rendszerek tervezésének, elemzésének és racionális működtetésének egyik hatékony eszközét kell bennük látnunk. Az ágensek lehetnek szimplán szoftver vagy gépi eszközök, de lehetnek emberek, ember-gép rendszerek, illetve szervezetek. Ebből következően könnyű belátni, hogy különböző funkcióra képes, különböző szintet képviselő ágensek fordulhatnak elő. Az ágens technológiák, értelemszerűen azok a technológiák, amelyek egy vagy több ágenst foglalnak magukban, ami jellemzőiket is döntően meghatározza. Az ágens technológiák olyan sajátos problémák kezelésére is megoldást kínálnak, amelyekre korábban nem voltak meg a lehetőségek és az eszközök. Például a valós gazdasági életben előforduló problémák közül a konkurencia, az együttműködés, az autonómia és az ezekhez hasonló jelenségek kezelését az eszközeink és döntési módszereink, korábban egyáltalán nem, vagy csak nagyon gyöngén támogatták. A következőkben összefoglaljuk azokat az ágens jellemzőket, amelyek az ágenstechnológiai fejlesztések valamelyikében már megjelentek: • Autonómia. Az ágens képesség az önálló cselekvésre, direkt külső hatás, vagy irányítás nélkül is. • Interaktív kommunikáció képesség a környezettel, illetve más ágensekkel. • Adaptivitás. Intelligens alkalmazkodó képesség a környezet változásaihoz. A nagy intelligenciával rendelkező ágensek, például a komplex feladatokat ellátó robotok tanulási képességgel is rendelkezhetnek. • Intelligencia. A környezet változásaihoz alkalmazkodó viselkedés. • Proaktív. Célorientáltság. Az ágensek előre meghatározott célok érdekében képesek működni. Folyamatosan figyeli a cél prioritásokat. A saját cél és a közös cél megvalósítására törekszik. • A környezet jellemzőinek többcsatornás érzékelése. • Reaktív. Cselekvő, akció és reakció képesség. A dinamikusan változó környezetének érzékelése alapján cselekszik, viselkedik. Az ágens nem csak kommunikál a környezetével, hanem fizikai hatás gyakorlására is képes. • Kommunikáció képesség más ágenssel, sajátos szimbolikus ágens nyelv segítségével. • Koordinatív. Képesség a koordinált tevékenységre a közös ágens környezetben. • Rendszer együttműködés. • Az ember alkotta ágensek képesek együttműködni, korábban létrehozott, nem ágens-alapú megoldásokkal. A településüzemeltetés szolgáltatás számos területén használják az ágens technológiát a hatékonyság és a szolgáltatás minőség növelése érdekében. A korábban felsorolt rendszereken kívül, ágenseknek tekinthetjük az önálló intelligenciával rendelkező, egymással kommunikáló eszközöket. Ilyenek például



4.13. ábra. Egyszerű, reflex alapon működő ágens vázlata

8. 4.8. A hagyományos (egyszerűbb) és a komplex rendszerek tulajdonságainak összevetése Amint azt már korábban említettük a településüzemeltetés rendszertechnikai szempontból úgynevezett komplex rendszernek tekinthető, amelyben természetesen egyszerűbb rendszerek is körülhatárolhatók. A kétféle rendszer szint fontosabb, az informatikai rendszer szempontjából is lényeges sajátosságai, a következőkben foglalhatók össze:

Összefoglalás A vállalkozások és azok információs rendszerei bonyolult rendszerek. A tervezésük, a bevezetésük és az üzemeltetésük egyaránt igényli a rendszerelméleti alapelvek és a rendszertechnika tudatos alkalmazását. A vezérlés, a szabályozás és az adaptív szabályozás, valamint az ágens technológia modelljei keretet, módszertani megalapozást adnak a vállalati információs rendszer egészének és részeinek kimunkálásához. Ellenőrző kérdések 1. Vázolja a rendszer és modellképzés folyamatát! 2. Milyen módon határolhatjuk körül az általunk vizsgálni vagy fejleszteni kívánt rendszert? 3. Vázolja a szabályzás modelljét, a szabályozó alrendszer funkcióinak és kapcsolatainak részletezésével! 4. Vázolja a számítógépes modellezés folyamatának fontosabb elemeit! 5. Milyen jellemző tulajdonságai lehetnek az ágenseknek? 6. Soroljon fel alkalmazási területeket az ágenstechnológia alkalmazására!


5. fejezet - Fontosabb azonosítási, adatgyűjtési, monitorozási technológiák Bevezetés A településüzemeltetést szolgáló informatikai rendszerek számos funkciót, illetve funkcionális elemet foglalnak magukban. A tanulási egység ezek közül az azonosítás, az adatgyűjtés, a monitorozás fontosabb megismerést segíti. A felsoroltak önmagukban is bonyolult és kiterjedt területek. A lényeges jellemzőik megismerését példák segítik.

1. 5.1. A vállalati informatikai rendszer fontosabb funkcionális elemei. Az információrendszer fontosabb funkcionális elemei • az adatok összegyűjtése; • az adatok tárolása; • az adatok továbbítása; • az adatok feldolgozása; • az adatok megjelenítése. Az információs rendszernek tükröznie kell az egész szervezetet, annak működését. Eszerint az információs rendszert a valós rendszer sajátos modelljeként, leképezéseként lehet elképzelni. Az informatikai rendszer működtetésének rutinfeladatai • az adatgyűjtés; • az adatok ellenőrzése, tárolt adatok biztonságának, védelmének biztosítása; • az újabb adatok származtatása (algoritmusokkal, függvényekkel, stb.); • az adatok csoportosítása, rendszerezése; • az eredmények megjelenítése, küldése, fogadása, továbbítása külső rendszerek felé, a tájékoztató üzenetek megjelenítése; • dokumentumok, jelentések készítése. Az adatgyűjtéshez szervesen hozzátartozik az azonosítás, vagyis annak a dolognak a meghatározása, amelynek állapotáról, illetve állapot változásáról az adatok hírt adnak, és amelyek alapján a feldolgozás, az értékelés, a felhasználás folyamatai megvalósulhatnak.

2. 5.2. Azonosítás módja, technológiája szerinti osztályozás. A gazdálkodást, a racionális rendszerüzemeltetést szolgáló adatgyűjtés elengedhetetlen eleme az azonosítás. Ugyanis az alapadatok mindig valakire vagy valamire vonatkoznak. Az idők folyamán sokféle elektronikus


Fontosabb azonosítási, adatgyűjtési, monitorozási technológiák azonosító módszer, technológia fejlődött ki. A fejlesztés, a módszerek finomítása, hatékonyságuk fokozása ma is intenzíven folyik. Az erőfeszítések sorába a módszerek, a technológiák összekapcsolásának lehetőségei is beletartoznak. Az eddig kidolgozott azonosító megoldások a következő osztályok valamelyikébe sorolható be: • tudáson alapuló azonosítás; • azonosító birtokláson, a személyhez, állathoz, tárgyhoz tartozó azonosító alapján történő azonosítás; • biometria alapú azonosítás; • viselkedés alapú azonosítás; • testen, esetleg testben viselt eszközök jelzése alapján történő azonosítás. A felsorolt fő elektronikus azonosítási elveket a hozzájuk tartozó megvalósító megoldásokkal az 5.1. ábra foglalja össze.

5.1. ábra. A fő elektronikus azonosítási elvek és a hozzájuk tartozó megvalósító megoldások A tervszerű adatgyűjtés a folyamatokról és/vagy a folyamat elemeiről meghatározó jelentőségű. Megalapozza • az előrejelzést, • a tervezést, • a nyilvántartást, • az üzemeltetést, • az ellenőrzést, • a döntéshozást, • a megismerést, • a korszerűsítő megoldásokat. A tervszerű és meghatározott célú adatgyűjtés fontos eleme a hatókörébe tartozó objektumok és személyek azonosítása. Az adatgyűjtés költséges és időigényes, többnyire ismétlődő feladat, ezért az automatizáláshoz fontos érdek fűződik. A vállalati döntéseket megalapozó információk, illetve tudás jelentős részben a gyűjtött adatok feldolgozásából származik. A folyamatot az 5.2. ábra foglalja össze. 50 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Fontosabb azonosítási, adatgyűjtési, monitorozási technológiák

5.2. ábra. Az adatgyűjtés, az információ és a tudásképzés folyamata Az adatgyűjtésnek számos lehetősége van. A fontosabb technikai megoldásokat az 5.3. ábra mutatja. A rendelkezésre álló sokféle megoldás közül a helyi igények és adottságok, valamint a gazdaságosság gondos mérlegelése alapján választhatjuk ki a megfelelőt. Az adatgyűjtés rendszerének megtervezését, és annak működtetését a vállalkozás vezetési, irányítási szempontjainak szem előtt tartásával kell megvalósítani. Ehhez az irányítástechnika alapmodelljei a vezérlés, a szabályozás, az adaptív szabályozás modelljei nyújtanak megfelelő kereteket. A gyűjtött adatok rendeltetése, hogy tükrözzék a szervezet fontos alkotóinak különböző elemi állapotait, az egyes állapotok megváltozását, a funkciók megvalósulását. A jól kialakított adatgyűjtés révén településüzemeltetés szervezeti egységeinek vezetése időben, az igényeknek megfelelő részletességű adathoz, illetve információkhoz juthat. Az adatbázisokba bekerülő technikai, technológiai, forgalmi és pénzügyi adatok igény szerinti kombinációja és szintézise előállítható és lekérdezhető.

5.2. ábra. A fontosabb adatgyűjtési technológiák

3. 5.3. Pozíciójeles adatgyűjtés, bizonylatolás 51 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Fontosabb azonosítási, adatgyűjtési, monitorozási technológiák Ez a megoldás azon a tényen alapszik, hogy egy-egy funkcionális területhez a gyűjtendő adatok köre egyértelműen behatárolható. Az adatok megnevezését és azok lehetséges értékeit a gyűjtő pozíciójeles bizonylatra, meghatározott színnel rányomtatják. A kitöltésnél, az éppen aktuális értékeket a kitöltő x-el jelöli. Egy kitöltött bizonylat, szükség esetén, szemmel is olvasható. A pozíciójeles bizonylatok adatait egy optikai leolvasó, logikai ellenőrzés után továbbítja a számítógépbe. (Például ezt a megoldást használják a lottószelvényeknél is). A pozíciójeles adatgyűjtésnek, az 1970-es és 80-as években a termelés és a szolgáltatás területén széles kőrben alkalmazott rendszere, AGRINFO néven, a Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar jogelődjének szabadalma alapján került kifejlesztésre. Az üzemeltetési adatok gyűjtésében a módszernek ma már sok hatékony versenytársa van, de ezek általában költségesebbek is. A pozíciójeles bizonylatolás elsősorban ott alkalmazható, ahol decentralizáltan, és sok helyen történik azonos típusú adatgyűjtés.

4. 5.4. Vonalkódos azonosítási, adatgyűjtési technológia A vonalkódos azonosítási technológia az egyik legelterjedtebb. Ennek okaként a szabványosodás, az egyszerűség, az általános biztonsági igények kielégítése és az alkalmazás viszonylag kis költsége említhető. A legelterjedtebb az egydimenziós vonalkódos azonosítás (Bar kód), de a lehetőségek és a biztonság növelése érdekében megszületett a kétdimenziós azonosítók szabvány is. A kétféle vonalkód típust az 5.3. ábra mutatja. (http://www.taltech.com/resources/barcode).

5.3. ábra. Az egy- és kétdimenziós azonosító címke képe Vonalkód alapú rendszer fontosabb elemei: • Adatírás: • vonalkód generátor (http://www.terryburton.co.uk/barcodewriter/generator/), • címkenyomtató, nyomda, feliratozó berendezés; • Adathordozó: • vonalkóddal ellátott címke, • azonosítandó objektum; • Olvasás: vonalkód olvasó; • Csatlakozások: interfész elemek; • Kommunikáció: Eszközkezelő és kommunikációs segédszoftver; • Adatkezelés: felhasználói rendszer; • Kapcsolódó rendszerek. A vonalkód technológiának, a korábban említett előnyök mellett, hátrányai, illetve korlátai is vannak. Ezek között a következők említhetők: 52 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Fontosabb azonosítási, adatgyűjtési, monitorozási technológiák • Az olvashatóság nagymértékben függ az azonosító címke nyomtatási minőségétől. (A nyomtatási minőség meghatározója a szimbólum, annak mérete, elhelyezése, valamint a szimbólum specifikációja, amiket az ANSI X3.182, CEN EN 1635, ISI/IEC 15416 szabványok írnak elő) • A vonalkód címkék szennyeződése, sérülése csökkenti az olvasás biztonságát. • A vonalkódos technológiánál az alkalmazható karakterszám korlátozott. Az egydimenziós vonalkódoknál, típustól függően, az adattároló képesség 15-30 karakter. A kétdimenziós rendszernél, ugyancsak a típustól függően a kapacitása 3-4000 karakter is lehet. • Fontos követelmény, illetve korlát, hogy az olvasónak „látnia" kell a vonalkód címkét. • Egyszerre csak egy kód olvasható le. • A címke egyszer 'írható', később nem módosítható. Az azonosítás és adatgyűjtés rendszeréhez általában is két fontos fogalom kapcsolódik. Ezek a következők: • Érvényesség (Validation). Az érvényességi vizsgálat arra terjed ki, hogy a dekódolt azonosítóadat szerepel-e az adatbázisban. • Ellenőrző vizsgálat (Verification). Ez a vizsgálat a szabványnak, illetve a specifikációnak való megfelelésre terjed ki. A vonalkódos rendszernél ez egyszerűbb esetben szemrevételezéssel történhet. Például az elhelyezkedés, a szkennelés lehetőségének megítélése. A vonalkódos azonosító rendszer alkalmazás szintje, és ennek megfelelően kódrendszer lehet • nemzetközi, • vállalati, intézményi. A kiforrott vonalkódos technológia vállalati vagy intézményi szinten viszonylag olcsón és gyorsan bevezethető. A szükséges hardver és szoftver eszközök a kereskedelemben megvásárolhatóak. Az Interneten a Bar-kód generátorok ingyen elérhetők. A saját rugalmas kódrendszer kidolgozása gondos tervezést igényel, mert az utólagos módosítás jelentős költséggel és veszteséggel jár. A vonalkódos rendszernek szervesen be kell illeszkedni a vállalati információs rendszerbe.

5. 5.5. Rádió-frekvenciás azonosítás és adatgyűjtés, (Radio Frequency Identification and Data Capture, RFID) A rádiófrekvenciás azonosító technológiát az egyszerűsége, a sokrétű és rugalmas alkalmazhatósága, az elfogadható megbízhatósága és a viszonylag alacsony költsége miatt egyre kiterjedtebben használják. Ehhez a nagyfokú szabványosítás is hozzájárul. Az információ- és kommunikációtechnológia egyik markáns fejlődési trendje az úgynevezett dolgok Internetének (INTERNET of things) kialakulása. Ebben jelentős szerepet játszik az RFID technológia. Az alkalmazási terület már ma is nagyon széles, a technológia további gyors felfutása várható. (http://www.explania.com/en/channels/technology/detail/what-is-rfid http://www.iot-visitthefuture.eu/index.php?id=78). A rádiófrekvencia spektrum felhasználását szigorú nemzetközi egyezmények szabályozzák. rádiófrekvenciás azonosítás technológia számára kiosztott frekvencia tartományokat az 5.5. ábra szemlélteti.


A


5.5. ábra. Az azonosítás és monitorozás fontosabb frekvencia tartományainak elhelyezkedése a frekvencia spektrumon A rádiófrekvenciás azonosító rendszer részei: • az informatikai rendszerrel összekötött (on-line) vagy különálló (off-line), intelligens olvasó egység, amelyben speciális szoftver működik, • az azonosító címkék (transponder-ek, tag-ek). Mind a kétféle egység kétirányú rádiófrekvenciás kommunikációs képességgel rendelkezik. Az olvasó az azonosítótól érkező analóg rádiófrekvenciás jelet digitális jellé konvertálja, és ezt továbbítja a számítógéphez. Vonalkóddal szemben az RFID technológia nagy előnye, hogy az olvasónak nem kell rálátni a címkére, és egyszerre több azonosító leolvasása is megtörténhet. Nemzetközi szabványok, illetve egyezmények rögzítik az alkalmazási rendszerek alapjellemzőit. A rádiófrekvenciás spektrum főbb jellemzőit az 5.4. ábra szemlélteti. Minden alkalmazási terület, illetve rendszer alapjellemző a működésére engedélyezett rádiófrekvencia. Ugyanakkor vannak szabad felhasználású frekvenciatartományok is. Ilyen például a 2,4 GHz körüli tartomány. A RFID rendszereket a működési frekvenciájuk alapján csoportosíthatjuk, a következők szerint: • Alacsony frekvenciás (LF) RFID azonosító (125 kHz), • Nagyfrekvenciás (HF) RFID azonosító (13,56 MHz). • Ultra-nagyfrekvenciás (UHF) RFID azonosító (2,45 GHz). A legelterjedtebben a 125 kHz vagy a 13,56 MHz frekvenciatartományban működő azonosító rendszereket alkalmazzák. Attól függően, hogy az azonosító címkék rendelkeznek-e saját energiaforrással vagy sem, aktív, illetve passzív megoldásról beszélhetünk. A passzív címkék, amelyek nem tartalmaznak saját energiaforrást az olvasó által kibocsátott rádiófrekvenciás jel közvetítésével jutnak energiához. Az olvasó rádiófrekvenciás sugárzása áramot indukál az antennában ahhoz, hogy a címkébe épített kisméretű CMOS IC feléledjen, és választ küldjön az adatkérésre. Az antenna tehát speciális tervezést igényel: nem elég, hogy összegyűjti a szükséges energiát, a válaszjelet is közvetítenie kell. A modulált rádiófrekvenciás jel közvetíti a címke azonosítóját. Mivel az olvasó és a címke antennája együtt alkotja az elektromágneses mezőt ezért egymáshoz viszonylag közel kell lenniük, (1-5 cm). A szakmában erre a proximity azonosító elnevezést is használják. Jelenleg a passzív azonosítók a legelterjedtebbek, köszönhetően az alacsony előállítási költségeknek. A passzív RFID rendszer működési vázlatát az 5.6. ábra szemlélteti. Az aktív RFID címkék vagy jeladók beépített energiaforrással rendelkeznek. Képességük és hatótávolságuk is nagyobb. Egyes megoldások írható olvasható memóriával is rendelkeznek.



5.6. Passzív RFID működési vázlata A saját energiaforrással rendelkező azonosító tag-ok általában kiterjedtebb szolgáltatásokat tesznek lehetővé. Például az azonosítón kívül a memóriájuk tartalmát is közölhetik. Az energiaforrásuk élettartama tíz év körüli. A fél-aktív RFID címkék rendelkeznek belső áramellátással, de ez csak a mikrochip működtetésére szolgál az adatok továbbításához az olvasó által gerjesztett elektromágneses mező szükséges. Előnyei: nagyobb olvasási távolság (akár 100m), egybeépíthető különböző szenzorokkal. Hátrányai: az akkumulátornak és a tartósabb bevonatnak köszönhetően drágábbak, mint a passzív megoldások. Az aktív RFID azonosítók rendelkeznek beépített energiaforrással és adókészülékkel, amelyek a mikrochip működtetésére és a jeltovábbításra szolgálnak. A hatótávolságuk így akár egy kilométer is lehet. Egyes típusaik külső szenzorokkal is összekapcsolhatók. Előnyeik: nagyobb olvasási távolság, különböző szenzorokkal egybeépíthető. Az aktív RFID azonosítók hátránya, hogy az akkumulátor és a tartósabb bevonat miatt költségesebbek. Az RFID technológia alkalmazása a településüzemeltetésben. A számos alkalmazási lehetőség közül kettőt említünk. A kommunális hulladékgyűjtő edényeken elhelyezett RFID azonosító új szintre emeli a szilárdhulladék elszállítás költség elszámolását. Az azonosítással egybekötött tömegmérés lehetőséget arra, hogy a lakosság a termelt hulladék mértékének megfelelően fizesse az elszállítás díját. Ennek az alkalmazási módnak a rendszerét vázolja az 5.7. ábra. A másik példa a településüzemeltetésben használt mobilgépek távkövetésére, illetve az úgynevezett flotta irányítására vonatkozik. A példából az is kitűnik, hogy az RFID azonosítás más technológiákkal jól összekapcsolható. Az 5.8. ábra egy ilyen komplex rendszert szemléltet. A flottamenedzselő rendszer valósidejűen mutatja a járművek földrajzi helyzetét, biztosítja a távfelügyeletet, a távdiagnosztikát, a felek közötti kommunikációt. A mobil folyamatok legfontosabb adatai rögzítésre kerülhetnek, ami alapot szolgáltat a hatékonyságot növelő elemzéseknek is.



5.7. ábra. Az RFID azonosító technológiát használó hulladékgyűjtési és elszámolási rendszer vázlata

5.8. ábra. Az RFID technológia a flottairányítás rendszerébe is beépülhet

6. 5.6. Érintős memória (Touch Memory), információs gomb (iGomb) Az információ technológia decentralizálódik. A számítástechnikai elemek a gépi eszközein, illetve a fizikai világ szintjén is megjelenik. Az érintős (touch) memória olyan számítástechnikai elem, amely mostoha környezeti feltételek mellett is alkalmazható. (-40, +70 C fok). A rozsdamentes acél tokba foglalt elektronika többféle feladatra készül. Valamennyi típusnak alapjellemzője, hogy a világon egyedülálló azonosítóval rendelkezik. Az iGombok alaptípusait az 5.9. ábra mutatja.



5.9. ábra. Az érintős memória fontosabb típusai Az azonosítók felragaszthatók a gépekre, raklapokra, konténerekre, elhelyezhetők kulcstartóba. Segítségükkel elektronikus munkalapot alakíthatunk ki. Érintős memóriák átlátszó plexi lapba helyezve és a plexi lap alá a rögzíteni kívánt eseményeket tartalmazó papírlapot helyezzük. Azaz minden iGombhoz egy eseményt rendelünk. Az adatgyűjtésre az úgynevezett adatgyűjtő ceruza szolgál. A leolvasót az iGombhoz érintve kiolvasásra kerül annak azonosítója és tartalma. A hordozható mikroprocesszoros adatgyűjtő ceruza a kiolvasott adatokhoz a kiolvasás dátumát és pontos időpontját is rögzíti. Az adatgyűjtő memóriájában tárolt adatokat egy, a számítógép soros vagy USB portjához csatlakozó egységgel olvashatjuk ki és tárolhatjuk az adatbázisban. A rendszer működési vázlatát az 5.10. ábra szemlélteti.

5.10. ábra. Az érintős memória technológia alkalmazási rendszere Például ezzel az adatgyűjtési technológiával pontosan rögzíthetők az üzemeltetési folyamatok eseményei, azok időpontjai. Ennek segítségével olyan idődiagramot kaphatunk, amely részletes elemzést tesz lehetővé. A hosszabb idő intervallumot felölelő elemzés időarányai az értékeléseket és a döntéseket megalapozottabbá teheti. Az 5.11. ábra az idődiagramra és az összegző eredményre mutat példát.



5.11. ábra. Példa idődiagramra és az összegző eredményre

7. 5.7. Gép-gép kommunikáció (M2M, Machine to Machine) A gépek és rendszerek üzemeltetése terén az M2M technológia számos lehetőséget biztosít. Az M2M egy új paradigmát jelent a távoli gépek üzemeltetésében, illetve az üzemeltetés irányításában. Ennek révén megvalósulhat a hatékony • távfelügyelet, • távdiagnosztika, • számítógéppel támogatott táv szaktanácsadás. Igény esetén a távoli gépek állapotáról, azok üzemeltetési jellemzőiről, akár valósidejű adatok juthatnak el a központhoz. A kétirányú kommunikáció a gépek távirányítását is lehetővé teszi. Szigorú infokommunikációs biztonsági követelmények kielégítése mellett, a távoli gép mikrokontrolleres hálózati rendszerében (CAN-BUS) bizonyos program módosítások is megvalósíthatók. Az M2M technológia alkalmazásának egyik alapfeltétele, hogy a távoli gépek kommunikációs képességgel rendelkezzenek. Ehhez olyan kommunikációs egység, azaz modem vagy kommunikációs átjáró (Gateway) szükséges, amely a gép kontroller hálózata és a nagyterületi hálózati rendszer között az együttműködést megteremti. A távoli gépeknél a kommunikációs egység lehet külső vagy beágyazott. A kétféle megoldás vázlatát az 5.12. ábra mutatja. A mobilgépek esetében a gép-gép adatkommunikációra legelterjedtebben a mobil telefon GPRS technológiáját alkalmazzák. A GPRS (General Packet Radio System) csomagkapcsolást valósít meg, ami az Internethez kapcsolódást is elősegíti. Az M2M technológia működési vázlatát az 5.13. ábra szemlélteti.


Fontosabb azonosítási, adatgyűjtési, monitorozási technológiák 5.12. ábra. A távoli gép kommunikációs egységének megoldásai

5.13. ábra. A Gép-Gép kommunikáció (M2M) technológia működési vázlata

8. 5.8. A gépek kontroll hálózata. CAN BUS (Controller Area Network) A számítástechnika, illetve az információ technológia a gépészeti berendezések és a gépek szintjén is megjelenik. (A gépészet és az információ technológia konvergenciája). Ennek a folyamatnak az egyik eredménye és egyben a fejlődés további előmozdítója a hálózati technológiák egyre kiterjedtebb alkalmazása. Az úgy nevezett kontroller hálózatok, a CAN BUS alkalmazása a mobil gépekben és az üzemi és létesítményi berendezésekben egyre általánosabbá válik (vegyes működési elvű rendszerek). A CAN BUS egy nagy megbízhatóságú soros, kétirányú adatkommunikációs hálózat. A vezeték pár (CAN_H, CAN_L) képezi az adat BUS-t. Erre csatlakoznak a csomópontok, vagyis a mikrokontrollerek, az érzékelők, a kijelzők, a monitorok. Egy-egy mikrokontroller meghatározott funkciót lát el (5.14. ábra). Így például külön egység szolgál a motor, az erőátvitel, a hidraulika rendszer és a diagnosztika működtetésére, illetve felügyeletére.

5.14. ábra. A CAN BUS rendszer felépítése A CAN adatkommunikációs BUS rendszer mára nagyfokú szabványosodást ért el (SAE J1939, ISO 11783, ISO 11898). Ez jelentősen elősegíti az ipari, a létesítményi és a mobil gépekhez kötődő technológiák automatizálását és a kommunikációs rendszerek összekapcsolhatóságát. 59 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Fontosabb azonosítási, adatgyűjtési, monitorozási technológiák A CAN hálózaton un. brodcast típusú adat átvitel valósul meg, ami azt jelenti, hogy egy adott egység üzenetét minden egység veszi (lásd rádió adás). Az egységek az üzenet csomag (keret, frame) alapján döntik el, hogy az számukra szükséges, vagy nem. A hálózatra fűzött egységek, illetve azok egyes adása nem azonos rangú. Az üzenet csomagok a prioritás szintjére vonatkozó adatot is hordozzák. Az adat BUS-on a magasabb prioritású üzenetek mindig adási elsőbbséget élveznek. A kontroller hálózat együtt tud működni a GPS helymeghatározó egységgel. A CAN BUS a BLUETOOTH vezeték nélküli, rádió-frekvenciás jelátvitellel együttműködve, széles lehetőséget ad a távfelügyelet és a távdiagnosztika megvalósítására. Szabványos adapter (J1939 gateway) a hálózat és a külső számítógép közötti kapcsolatot teremti meg. A leírtakat szemlélteti az 5.15. ábra.

5.15. ábra. A CAN BUS és a csatlakozó rendszerek együttműködésének vázlata Bluetooth rádiófrekvenciás jelátvitel. Ez a technológia széles kőrben elterjedt. Fontosabb jellemzői a következők: • Általános ható távolság: 10 méter. • Normal teljesítmény: 1 mWatt. • Vevő érzékenység: -70 dB. • Frekvencia Spektrum: 2.402GHz - 2.480 GHz (Industrial, Scientific, and Medical, ISM band). • Maximális sávszélessége (jel átviteli sebessége) 721 kbit/s + 56 kbit/s hang csatorna. A Bluetooth technológia előnye, hogy nagy eszköz sűrűséget enged meg kommunikációs konfliktusok nélkül. A megoldást a frekvencia és idő szeletelés technológiája adja. A rendelkezésre álló frekvencia tartomány 79 elkülönülő, 1 MHz szélességű csatornára kerül felosztásra. Az üzenetekből nagyon rövid csomagok kerülnek kialakításra. Ezek random módon kerülnek be a kialakított 79 közvetítőcsatornába. A frekvencia-ugrások (hops) száma 1600 hops/second. Ez minimalizálja a kommunikációs csatornák zajterhelésének idejét. Összefoglalás A településüzemeltetést szolgáló informatikai rendszerek számos funkciót, illetve funkcionális elemet foglalnak magukban. Az információrendszer fontosabb funkcionális elemei • az adatok összegyűjtése; • az adatok tárolása;


Fontosabb azonosítási, adatgyűjtési, monitorozási technológiák • az adatok továbbítása; • az adatok feldolgozása; • az adatok megjelenítése. Az információs rendszernek tükröznie kell az egész szervezetet, annak működését. Eszerint az információs rendszert a valós rendszer sajátos modelljeként, leképezéseként lehet elképzelni. Az informatikai rendszer működtetésének rutinfeladatai • az adatgyűjtés; • az adatok ellenőrzése, tárolt adatok biztonságának, védelmének biztosítása; • az újabb adatok származtatása (algoritmusokkal, függvényekkel, stb.); • az adatok csoportosítása, rendszerezése; • az eredmények megjelenítése, küldése, fogadása, továbbítása külső rendszerek felé, a tájékoztató üzenetek megjelenítése; • dokumentumok, jelentések készítése. Ismertetésre kerültek fontosabb azonosítási, az adatgyűjtési és a monitorozást is szolgáló technológiák. A tanulási egység a vonalkódos, a pozíciójeles, a rádiófrekvenciás (RFID), az érintő-memóriás technológiák fontosabb jellemzőiről adott áttekintést A felsoroltak önmagukban is bonyolult és kiterjedt területek. A lényeges jellemzőik megismerését példák segítik. Ellenőrző kérdések 1. Melyek az információrendszer fontosabb funkcionális elemei, és a működés rutinfeladatai? 2. Mi jellemzi az adatgyűjtési funkciót? 3. Hogyan rendszerezhetők az azonosítási technológiák? 4. Összefoglalóan jellemezze a megismert azonosítási, adatgyűjtési technológiákat! 5. Hogyan csoportosíthatók az RFID technológiák? 6. Hogyan működik a passzív RFID? 7. A CAN BUS rendszer jellemzői. 8. Az M2M technológia felépítése és funkciói.


6. fejezet - A településüzemeltetési szolgáltató rendszerek IKT fejlesztését megalapozó modellek Bevezetés Egy vállalati informatikai rendszer maga is rendszer, tehát tervezése fejlesztése és üzemeltetés nem nélkülözheti a modellezés módszereit. A szolgáltató vállalkozások helyzete eltér a termelő vállalkozásokétól. A termelővállalati terület modelljeinek kimunkálása sokkal hamarabb megindult. Az információ- és kommunikációtechnológia kiterjedt és sokrétű támogatást nyújt ennek a területnek. A szolgáltató szféra a kilencvenes évektől egyre erőteljesebben igényli az információ- és kommunikációtechnológiát. A sikeres fejlesztések és alkalmazások itt is szükségessé teszik az általános rendezőelvek és rendezőmodellek meglétét. A tanulási egység segítségével ezekről szerezhetők meg azok az alapismeretek, amelyek révén az informatikai rendszerek fejlesztése, használata tudatosabbá válik. A megszerzett ismeretek alapján az informatikai szakemberekkel való együttműködés könnyebbé válik.

1. 6.1. A szolgáltató szféra alapmodelljei A korszerű gazdaságokban a szolgáltatói szféra egyre nagyobb szerepet játszik a GDP előállításában. Ugyan akkor paradox módon ez a gazdasági szegmens lényegesen kisebb mértékben részesül a kutatási és fejlesztési ráfordításokból, mint a termelő szféra. A szolgáltatások területén kevésbé állnak rendelkezésre azok rendezőelvek és modellek, amelyek megalapozottabbá teszik a vállalkozási működést, és segítik az ehhez elengedhetetlenül szükséges hatékony informatikai rendszer kiépítését és működtetését. Ezért a továbbiakban néhány olyan modell kerül ismertetésre, amelyek az adott területen segíthetik az irányítási, illetve az infokommunikációs rendszer fejlesztését és racionális üzemeltetését. Általánosan egy szolgáltató rendszer fő elemeit és a működését meghatározó környezet fontosabb elemeit a 6.1. ábra szemlélteti.

6.1. ábra. Egy szolgáltató rendszer fő alkotói és környezete Egy létesítmény, például egy fürdő és wellness szolgáltató rendszer általános modelljét a 6.2. ábra mutatja. A rendszer két eltérő funkcionális terület integrált együttműködésén alapszik. Az alaptevékenység, amelyből a bevételek is származnak, a közvetlen vendég kiszolgálás. Ennek feltételrendszerét az alaptevékenységnek helyet adó létesítmény és annak üzemeltetése képezi.


A településüzemeltetési szolgáltató rendszerek IKT fejlesztését megalapozó modellek

6.2. ábra. A fürdő és wellness rendszer általános modellje Nem szorul magyarázatra, hogy a modellbe foglalt két funkcionális terület informatikai igénye eltérő. Ennek ellenére egy közös integrált informatikai rendszer kiépítését kell megvalósítani, amelyik kielégíti mindkét terület sajátos igényét, és nincs fölösleges kettőzés. A két meghatározó funkcionális terület kapcsolódásának vázlatát a 6.3. ábra mutatja.

6.3. ábra. A fürdő/wellness rendszer integrált információs rendszerének alkotói A két informatikai terület közül jelenleg a létesítmény üzemeltetés területén állnak rendelkezésre a kiforrottabb informatikai megoldások.

2. 6.2. Az informatikai rendszer globális funkciói, fejlesztési nézőpontok Az informatikai rendszer kiépítésénél azokat a funkciókat és adat utakat kell szem előtt tartani, amelyeket a 4.4. ábra foglal rendszerbe.



6.4. ábra. Alapvető funkciók és kapcsolatok az információs rendszerben Az informatikai rendszer kiépítésénél és működtetésénél többféle nézőpontot kell egyidejűleg érvényesíteni. A 6.5. ábra a fontosabb nézőpontokról és azok kapcsolódásáról ad áttekintő összefoglalást.

6.5. ábra. Egy fürdő és wellness szolgáltató egység informatikai rendszerének áttekintését szolgáló nézőpontok, kapcsolódások A könyvelés és az ügyvitel szemlélete és informatikai igénye merőben eltér, azokétól a szakemberekétől, akik a valós alapfolyamatokat tervezik és irányítják. Az említett területek eltérő igényeit és működési eszközrendszerét a 6.6. ábra foglalja össze. A feltüntetett szempontok az informatikai rendszer kialakításához is fontos adalékul szolgálnak.



6.6. ábra. Az eltérő funkcionális területek főbb jellemzői A rendszerstruktúra fontosságára a korábbiakban már utaltunk. A különböző szempontok és rendezőelvek alapján elvégzett strukturálás nagyban segíti a vállalkozás mélyebb megismerését. Ugyanakkor ezek a struktúrák fontos támpontot adnak az informatikai rendszer kiépítéséhez is. A 6.7. ábra a fontosabb alapstruktúrákat és azok jellemzőit mutatja be. A vállalkozás rendszerében mindhárom struktúra típusnak létjogosultsága van, és az informatikai rendszer kialakításánál mindegyikre támaszkodni kell. A hierarchikus struktúra a függőségi viszonyok leképezését, a költséghelyek megjelölését segíti. A sorrendi struktúra leginkább a technológiai folyamatok ábrázolására, modellezésére alkalmas. A korszerű infokommunikációs rendszer kiépítése, az adat és információ áramlási utak megszervezése a hálós kapcsolati struktúrák feltárását és alkalmazását igényeli. Általában is mondható, hogy a hálós szerveződés biztosítja a hatékonyabb rendszerműködést és a nagyobb rugalmasságot. Már rövidtávon is, de hosszabb távon mindenképpen, a tudásalapú szolgáltató rendszerek kifejlesztésére kell törekedni. A különböző szolgáltatói területeknél, így a fürdő és wellness szektornál is ki kell, hogy alakuljon az a tudományos háttér, amely a megalapozottabb fejlődést támogatja. Ennek a rendszernek a modelljét mutatja be 6.8. ábra, amelyből egyértelműen kitűnik az érintett területek közötti informatikai együttműködés szükségessége.



6.7. ábra. Alapstruktúrák és jellemzőik

6.8. ábra. A szolgáltatások és a tudományos háttér informatikai kapcsolata

3. 6.3. Létesítményüzemeltetés (Facility Management) A fürdő és wellness szolgáltatók létesítményei általában rendkívül összetettek, ami a létesítményüzemeltetést (Facility Management-et) is nagyon bonyolulttá teszi. Az eltérő funkciójú és adottságú létesítmények, a sokféle technikai technológiai rendszereikkel, nagy kihívást jelentenek az üzemeltetést támogató infokommunikációs rendszer kialakításánál és működtetésénél. A létesítmény üzemeltetés fontosabb funkcionális területeit a 6.9. ábra foglalja össze. A részben önálló területek integrált együttműködését, valamint az összehangolt és hatékony fejlesztést, a rendszertechnikára alapozott stratégiai fejlesztés biztosítja. A teljes rendszer menedzselésében az integrált informatikai rendszer kitüntetett szerepet játszik.



6.9. ábra. A stratégiai tervezés, a rendszer- és informatikamenedzselés központi szerepet játszik Nagyobb, bonyolultabb létesítmények esetén a funkciók jellege alapján alakítanak ki irányítási területeket. Erre közöl példát a 6.10. ábra. A hatékony működést a közös, integrált és szolgáltatás orientált informatikai rendszer biztosítja. Célszerű az INRANET kiépítése. Mivel a létesítményüzemeltetésben a számítógépes hálózat mellett a vezeték nélküli és a vezetékes eszközhálózati rendszerek is egyre fontosabb szerepet játszanak, ezek is integráns részét kell, hogy képezzék az informatikai rendszernek.

6.10. ábra. A létesítményüzemeltetés modellje


A településüzemeltetési szolgáltató rendszerek IKT fejlesztését megalapozó modellek A létesítmény maga, de a létesítmény gépei és technológiai eszközei racionálisan és hatékonyan csak úgy üzemeltethetők, ha itt is alkalmazásra kerülnek az irányítás és rendszertechnika alapelvei. Hasznos rendezőelvként alkalmazhatjuk a gépek és rendszerek általános modelljét. Minden eszköz vagy gép csak kétféle alapfolyamatban szerepelhet. Az egyik, amikor a funkciójának megfelelően használjuk a gépet, azért, hogy valamilyen munkatárgyon célszerű változást hozzunk létre. Ezt géphasználati folyamatnak nevezzük. A géphasználati folyamatok a gépek műszaki állapot változását idézik elő. Ezek a változások időnként helyreállítási, karbantartási, javítási folyamatokat tesznek szükségessé. Ezeket a folyamatokat, amelyekben maguk a gépek képezik a munka tárgyát összefoglalóan műszaki kiszolgáló folyamatoknak nevezzük. A gépek, berendezések üzemeltetésének mindkét alapfolyamata, vagyis a használat és a műszaki kiszolgálás megfelelő irányítást igényel. A géphasználat és a műszaki kiszolgálás folyamatait a hierarchia magasabb fokán a rendszerüzemeltetés irányítása hangolja össze. Az üzemeltetés rendszerének általános, az irányítást és az információs folyamatokat is magában foglaló modelljét a 6.11. ábra szemlélteti.

6.11. ábra. A gépüzemeltetés rendszerének általános modellje Az üzemeltetési rendszer általános modellje módot ad arra, hogy a kapcsolatokat elemezzük és meghatározzuk azokat gyűjtendő adatokat és információkat, amelyekre a hatékony irányítás megvalósításához szükségesek. A gépüzemeltetés általános modelljét célszerű kiterjeszteni a szolgáltatató rendszerre. A szolgáltatás során a szolgáltatást nyújtó személy, vagy egység valamilyen technológiai eszköz felhasználásával elégíti ki a felhasználó igényét. Ennek megfelelően beszélhetünk szolgáltatás használatról vagy igénybevételről. Ennek modelljét mutatja a 6.12. ábra. A vázolt logika továbbvitelével felvázolható a szolgáltatási rendszer működésének teljes modellje (6.13. ábra). A kapcsolatok elemzése itt is segíti a hatékony infokommunikációs rendszer kialakítását.



6.12. ábra. A szolgáltatás igénybevétel folyamatának általános elemi modellje

6.13. ábra. A szolgáltatás rendszerének általános üzemeltetési modellje

4. 6.4. EIB instabus rendszer (Europian Installation BUS) Az EIB rendszer az épületek, létesítmények villamos energiával működő technikai és technológiai egységeinek, berendezéseinek infokommunikációs hálózatba fűzését teszi lehetővé. A rendszer az épület informatikában érdekelt európai gyártó cégek együttműködése révén született meg, és kvázi szabványnak is tekinthető. Az EIB rendszer adatkommunikációs hálózata adatsín, vagyis BUS felépítésű. Az adatsínre csatlakoznak a szabályozást, vezérlést végző mikrokontrollerek, valamint a különböző érzékelők. A villamos hálózatra kapcsolt gépek, berendezések és az adatkommunikációs hálózat közötti kapcsolatot a címezhető relék valósítják meg. Az EIB, a létesítménynek a különböző funkciójú egységeit, illetve területeit, - mint például a beléptetést, a fűtést, a világítást, a vízgépészetet, stb., - egységes rendszerbe tudja integrálni. A rendszer felépítésének elvi vázlatát az 6.14. ábra mutatja.


A településüzemeltetési szolgáltató rendszerek IKT fejlesztését megalapozó modellek A rendszer, a helyi igényhez igazodóan, több hálózati szegmensből épülhet fel, amelyek úgynevezett hálózati híddal kapcsolódnak össze. A hálózatra kapcsolt egységek saját intelligenciával rendelkeznek, bármelyik egység kiesése esetén a rendszer többi része üzemképes marad. Nagy előny, hogy a rendszer egyes részei leállítása nélkül is átprogramozhatók, konfigurálhatóak.

6.14. Az EIB hálózati rendszer vázlata A teljesség igénye nélkül egy EIB alapú rendszer a fürdő létesítményekben a következő feladatok, illetve folyamatok kézbentartását, felügyeletét láthatja el: • a medencék pH és fertőtlenítőszer mérése és adagolása; • a medencék és uszodaterek keringetési és fűtési folyamatainak vezérlése; • az élményelemek vezérlése; • a szolgáltató egységek, például a szauna, stb. felügyelete, folyamat szabályozása; • a folyadékszintek figyelés; • a vegyszeradagoló szivattyúk vezérlése; • a beléptető rendszer komplex működtetése, felügyelet; • a tűzvédelmi, és riasztási rendszer komplex felügyelete; • a biztonsági rendszer felügyelete, terület védelem; • energia management. Például a fogyasztásnak, az áramszolgáltató által előirt határértékek közötti tartása. Az EIB rendszer természetesen kapcsolódik a gazdálkodás a vezetés informatikai rendszeréhez. Ennek révén a vezetés és az operatív irányítás folyamatosan hozzájuthat minden lényeges adathoz, információhoz. Így magas szintem megvalósulhatnak a naplózás, a mért értékek ciklikus lekérdezése, grafikonos vagy táblázatos formába történő megjelenítés és az adatok archiválása.

5. 6.5. Projekt menedzselés számítógépes támogatása Manapság a projektek korát éljük. A projekt tehát az eredeti jelentésének megfelelően, mindig magában foglalja a tervezés és a jövőre irányuló cselekvés értelmi elemeit. Általánosan a projekt feladata az 6.15. ábra alapján értelmezhető.



6.15. ábra. A projekt rendszerek általános működési sémája Egy vállalati információs rendszer tervének elkészítése, az informatikai rendszer adaptálása, illetve bevezetése rendkívül komplex feladat. Az informatikai piac az ilyen bonyolult feladatok, projektem tervezéséhez és bonyolításához úgynevezett projektmenedzsment programrendszereket kínál. Ezek általános ismerete segítheti a vezetőket és szakembereket mind az adaptálással, mind pedig az alkalmazással kapcsolatos döntésüknél. Az ISO minőségbiztosítási rendszere a 8402 (1994) a projekt fogalmi meghatározására a követező megfogalmazást adja: „Egyedi folyamatrendszer, amely kezdési és befejezési dátumokkal megjelölt, specifikus követelményeknek – beleértve az idő-, költség- és erőforrás-korlátokat – megfelelő célkitűzés elérése érdekében vállalt, koordinált és kontrollált tevékenységek csoportja.” Az egyedi folyamatrendszer kezelésében a projekt menedzsment programok a következőkben összefoglalt funkcióikkal, tulajdonságaikkal nyújthatnak hatékony segítséget: • logikai tervezés, • idő tervezés, kritikus út meghatározás, • erőforrás tervezés, erőforrás felhasználás menedzselés, • terv, tény figyelés, • gyors módosítási, áttervezési lehetőség, • grafikus támogatás, • dokumentálás, • hatékony prezentáció, • kapcsolódási lehetőség más objektumorientált programokhoz. (OLE, OLE-szerver). A logikai tervezés és az időtervezés egyaránt grafikus támogatás segítségével történik, az úgynevezett Gant diagram elkészítésével. Erre mutat példát az 6.16. ábra.



6.16. ábra. Példa a logikai és idő tervezésre (Gant diagram) A projekt részfolyamataihoz az időigényen kívül különböző erőforrások rendelhetők, például ember, gép, stb. A projekt programok fontos funkciója az erőforrások menedzselése. Grafikusan megjeleníthetők, hogy egyes naptári időszakban adott erőforrásból milyen összesített igény mutatkozik. Erre láthatunk példát az 6.17. ábrán. A rendelkezésre álló erőforrás kapacitást meghaladó igény megszüntetésének lehetőségei: • nyújtott vagy kettős műszak, • időmódosítás, • bér szolgáltatás igénybevétele, • technológiamódosítás.

6.17. ábra. Példa az erőforrás menedzselésre Összefoglalás A szolgáltatói szféra információ- és kommunikációtechnológiai támogatása jelenleg még elmarad a termelő szféráétól. A szolgáltatás területének rendezőelvei és rendező modelljei szükségesek a hatékony infokommunikációs rendszerek kialakításához. A létesítmény két meghatározó alrendszert, illetve funkcionális területet foglal magában. Ezek a létesítményben folyó alaptevékenységek rendszere, és az a létesítmény, amely ennek az alaptevékenységnek helyet ad és biztosítja a működés feltételeit. A két terület számára egy integrált infókommunikációs rendszer kell kialakítani, olyan módon, hogy az eltérő igények megfelelően kielégítést nyerjenek. 72 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A településüzemeltetési szolgáltató rendszerek IKT fejlesztését megalapozó modellek A bemutatott EIB eszközhálózati rendszer, amely a számítógépes hálózattal is együtt tud működni, sokoldalúan támogatja a létesítményüzemeltetést. A létesítményüzemeltetéshez kapcsolódó projektek bonyolítását, irányítását a számítógépes projekt menedzsment program hatékonyan segíteni tudja. Ellenőrző kérdések 1. Ismertesse a létesítményüzemeltetési rendszer általános modellje! 2. Ismertesse a fürdő/wellness rendszer integrált információs rendszerének alkotóit! 3. Milyen alapvető funkciók tartoznak a létesítményüzemeltetés rendszerébe? 4. Milyen alapfolyamatok alkotják a gépüzemeltetés rendszerét? 5. Egy vállalkozásban milyen alapvető rendszerstruktúrák fordulhatnak elő, melyek ezeknek a főbb jellemzői? 6. Az EIB rendszer strukturális felépítése. 7. Az EIB rendszer fontosabb szolgáltatásai. 8. A projekt menedzser program jellemzői és szolgáltatásai.


II. rész - Térinformatika


7. fejezet - Térinformatikai rendszerek Bevezetés A természeti világ dolgai térben helyezkednek el, a természet jelenségei, folyamatai térben és időben zajlanak. A társadalmi, gazdasági folyamatok szintén a térben és az időben játszódnak. Tehát térbeli, földrajzi világban, illetve környezetben élünk. A természeti világ dolgai térben helyezkednek el, a természet jelenségei, folyamatai térben és időben zajlanak. A társadalmi, gazdasági folyamatok szintén a térben és az időben játszódnak. Tehát térbeli, földrajzi világban, illetve környezetben élünk. A XX. század második felében számos olyan tudományos és technológiai fejlődés indult el és bontakozott ki, amelyek rendkívül nagy, a térbeliséghez is kötődő adatmennyiség megjelenését eredményezték. Csak utalásszerűen, elég az űrtechnika, a környezetkutatás, valamint a hálózati és egyéb infrastrukturális fejlesztések által létrehozott hatalmas adatkezelési igényt megemlíteni. A dolgok térbeliségének és azok sok szempontú leírását szolgáló adattömeg együttes kezelését, elemzését a hagyományos eszközök, így például a térképek nem tudták megfelelően megoldani. Az új társadalmi és gazdasági igények kielégítésére született meg és indult gyors fejlődésnek a számítógéppel térinformatika. Kiterjedt vizsgálatok tanúsága szerint az ember által kezelt adatoknak mintegy 80 %-a kötődik a térbeliséghez. Tehát nem szorul különösebb magyarázatra, hogy nagy valószínűséggel az élete során mindenki valamilyen kapcsolatba kerülhet a térinformatikával, a térinformatikai rendszerekkel. Találkozhatunk ezekkel az ingatlanpiaci tájékoztatás, az önkormányzati szolgáltatás, a gépjármű navigálás kapcsán. A felsorolás nagyon sokáig folytatható lenne. Ez önmagában is meghatározza a kurzus tárgyának, a térinformatikának a fontosságát. Az informatikával foglalkozó szakemberek közül sokan nem csak egyszerű felhasználói lesz a területnek, hanem a rendszer tervezői, adaptálói, vagy alkalmazásfejlesztői, amihez itt megalapozó ismereteket és áttekintést kapnak, amire a szükséges mélyebb és részletesebb ismeretek ráépülhetnek. A térinformatika, illetve a térinformatikai rendszerek szakirodalma rendkívül szerteágazó és kiterjedt. Ennek a hatalmas szellemi erőforrásnak az adott igényhez igazodó hatékony felhasználása csak az alapvető koncepciók és sajátosságok megismerése, valamint a megfelelő tájékozódási készség megszerzése útján lehetséges. A térinformatikai tananyag kapunyitást jelent erre a nagy és fontos területre, lehetővé téve, hogy ki-ki a tudását igénye, érdeklődése szerint önállóan tovább mélyíthesse, vagy szélesíthesse. A hallgató a tanulási folyamat eredményeként koncepcionális ismereteket és készségeket szerez arra, hogy: • a térinformatikai rendszerek és alkalmazások használatát tudatosan, gyorsan és hatékonyan elsajátíthassa, • hatékonyan tudjon közreműködni a térinformatikai rendszerek kiválasztásában, adaptálásában, fejlesztésében, • a szakterületéhez kötődő térinformatikai alkalmazásfejlesztési munkákba eredményesen tudjon bekapcsolódni és közreműködni.

1. 7.1. A térinformatika, a térinformatikai rendszerek definíciója Egy tudományos vagy szakmai terület fejlettségét manapság nagymértékben az is meghatározza, hogy az általa használt fogalmi rendszer mennyire logikusan épül fel, és a fogalmak meghatározása mennyire egyértelmű és pontos. Ugyancsak a fejlettség egyik fontos fokmérője az is, hogy az adott terület milyen modellekkel, illetve rendezőelvekkel rendelkezik. Ezért ezeknek a mi témakörünk tárgyalásánál is megfelelő hangsúlyt kell kapniuk. A térinformatikához kapcsolódó fogalmak meghatározása, magyarázata az Interneten is elérhetők. (Térinformatika lap.) A valós világunk dolgainak helyhez kötődését, valamint a tulajdonságaikat, sajátosságaikat, relációikat leíró jellemzők együttes kezelését, elemzését, modellezését megoldani nagyon komplex feladat. Nem 75 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Térinformatikai rendszerek

véletlen tehát, hogy a térinformatika, a térinformatikai rendszerek, - a számos tudomány és technológiai terület együttműködése és kölcsönhatása eredményeként is, - csak viszonylag hosszú idő alatt érték el a mai fejlettségüket. Ebben a fejlődési folyamatban a földrajz tudomány, a geodézia, a matematika, és kiemelten az informatika és az információtechnológia játszotta a legfontosabb szerepet. A térinformatika interdiszciplináris jellege, az alkalmazási területek növekvő száma is hozzájárult ahhoz, hogy az idők folyamán sokféle megközelítés jelent meg, és ennek megfelelően sokféle definíció született. A bonyolult fogalmak, illetve rendszerek pontos definiálása nem könnyű feladat. Az egyszerűbb eseteknél megszokott egymondatos meghatározás legfeljebb egy nézőpontból lehet kielégítő. A térinformatika esetében, lévén bonyolult fogalom a több szempontú meghatározást kell alkalmaznunk. Ehhez a rendszerelmélet, illetve a rendszertechnika adhat segítséget, ahol is a bonyolult rendszerek definiálása mindig a több szempontúság alapelve szerint történik. A térinformatika ma is gyorsan fejlődő terület. Az ilyen gyorsan fejlődő területeken észre kell vennünk, hogy időben a fogalmak tartalma és jelentése is változhat. Korunkban a műszaki fejlődés egyik meghatározó megatrendje, a technológiák konvergenciája, integrációja. Manapság, ha az Interneten a térinformatika kulcsszóra rákeresünk a térinformatikai rendszer (GIS) mellett a távérzékelés és a globális helymeghatározó rendszer (GPS) is megjelenik. Itt is a technológiák konvergenciájának lehetünk szemtanúi. Jelenleg, - kiemelten négy funkcionális terület szolgálja a földrajzi helyekhez és az időhöz kötődő problémák informatikai támogatását (7.1. ábra). A tágabb értelembe vett térinformatika együttműködő rendszerei: • a térinformatikai rendszerek. GIS (Geographic Information System), • a globális pozicionáló rendszerek. GPS (Global Pozitioning System), • a távérzékelő rendszerek. RS (Remote Sensing), • a térbeli objektumok földi mérő- és adatgyűjtő rendszerei. (Referencia adatszolgáltató rendszerek).

7.1. ábra. A tágabb értelemben vett térinformatika kapcsolódó területei A vázolt négy terület jellemzője, hogy önállóan, egymástól függetlenül is létezhetnek, működhetnek és betölthetik alapfunkciójukat. Mindegyiknek megvan a sajátos elméleti kerete, illetve háttere. Lévén, hogy a területek konvergenciája ma is tart. A 2. ábrán vázolt legtágabban értelmezett térinformatika esetében átfogó egységes elméleti keretről, illetve tudományról még nem beszélhetünk.

2. 7.2. A térinformatika, illetve a térinformatikai rendszer (GIS) meghatározása A világos és egyértelmű definíciót nehezíti, hogy a fejlődés folyamán, - részben ugyan eltérő tartalommal, de a terület megjelölésére különböző szinonim kifejezések születtek. A szinonim fogalmak közül néhány: 76 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


• Földrajzi Információs Rendszer, • Térinformatika, • Térinformatikai Rendszer, • Térinformációs Rendszer, • Területi Információs Rendszer, • Geo-informatika, • Föld (terület) Hasznosítási Rendszer. A felsoroltakból legáltalánosabban a térinformatika, illetve a térinformatika eszköz és technológiai oldalát képviselő térinformatikai rendszer (GIS - Geographic Information System) megnevezések honosodtak meg. Mivel mi az utóbbi fogalmat általánosan és a legtágabb értelmezésben taglaljuk a két megnevezést azonosnak, és a továbbiakban felcserélhetőnek tekintjük. Hozzá kell azonban tennünk, hogy a térinformatikai rendszer, vagy a GIS megnevezést a forgalmazott konkrét termékekre, illetve a megvalósított alkalmazásokra is használják. A többszempontúság követelményét szem előtt tartva a meghatározás a következő négy szempont alapján, kielégítő módon elvégezhető (7.2. ábra): • Funkció orientált leírás • Az alkotó objektumok, illetve az eszközrendszer szerinti leírás • Technológiaként történő definiálás • Tudományterületként történő definiálás.

7.2. ábra. A térinformatika, illetve a térinformatikai rendszer definiálásának szempontjai



3. 7.3. A térinformatika tudományterületként történő meghatározása A térinformatika alkalmazott tudomány, amelynek alapvető feladata a GIS technológiák és alkalmazások fejlesztéséhez, a velük végezhető elemzésekhez tudományos elveket, absztrakt modelleket és módszereket szolgáltatni. A térinformatika tudomány tárgya a földfelszíni, illetve a térbeli entitások és kapcsolataik, valamint a térbeli jelenségek információ-technológiai eszközökkel történő leképezése, kezelése, elemzése és prezentációja általános problémáinak vizsgálata. Ennek alapján tudományos alapelvek és módszerek kimunkálása, amelyek a gyakorlati megoldásokat megalapozzák, hatékonyságukat növelik. A térinformatika multidiszciplináris tudományterületként is tekinthető, amely elsősorban a térbeliséggel foglalkozó földrajz, geometria és környezet, valamint az informatika tudományok együttműködése kapcsán alakult ki és fejlődik. A térinformatika interdiszciplináris tudományterület is, mert több tudomány határterülete és átfedése révén alakult ki. A segítségével kimunkált döntés előkészítések több szakterület szakembereinek közreműködésével valósulhat meg. A térinformatika fejlődését és széleskörű elterjedését, alkalmazását jelentős mértékben annak is köszönheti, hogy eredményeit és lehetőségeit számos tudományterület hasznosítani tudja. Ugyanakkor, ez azzal is együtt jár, hogy az alkalmazó tudományok is visszahatnak a térinformatikára, elősegítve annak további fejlődését. A fontosabb tudományterületi kölcsönkapcsolódásokat a 7.3. ábra foglalja össze.

7.3. ábra. A térinformatika fontosabb tudományterületi kölcsönkapcsolódásai

4. 7.4. A térinformatika meghatározása a funkciói alapján 78 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


Az ember alkotta, célszerűen működő rendszereket általában a társadalmi, gazdasági élet területén megjelenő funkcióigények kielégítésére való törekvés hozza létre. Természetes dolog tehát, hogy a rendszerek meghatározásának egyik lehetséges módja a funkcióinak megjelölése és jellemzése. Általában is, a rendszerek a sajátosságaikkal, tulajdonságaikkal írhatók le. A funkciók a rendszer alapműködéshez, rendeltetéshez, céljellemzőihez kapcsolódó tulajdonságokat jelentik. Puszta tapasztalatból is tudjuk, hogy a komplex rendszereknél, mint amilyenek a térinformatikai rendszerek sokfunkciójúak, és a funkciók al- és részfunkciók sokaságára bonthatók. A térinformatika, - a végfelhasználók által igényelt funkciók alapján, - a következő módon határozható meg: • A térinformatika, tájékoztatási, oktatási, tudományos vagy döntés előkészítő céllal, eredménytérképek előállítására és a hozzájuk kapcsolódó információk megjelenítésére alkalmas informatikai rendszer. A térinformatikai rendszerek alapfunkcióinak megvalósítását igen nagyszámú részfunkció támogatja. Ezek közül néhánnyal a későbbiekben megismerkedhetünk. A térinformatikai rendszerek a működésre is utaló funkciók alapján a következők szerint definiálható: A GIS egy olyan számítógépes információs rendszer, amely lehetővé teszi: • a nagytömegű térbeli adatok gyűjtését, • tárolását, • kezelését, • elemzését, • a térbeli folyamatok, jelenségek modellezését, • a levezetett térképi és egyéb információk megjelenítését.

5. 7.5. A térinformatika meghatározása az alkotó objektumai, illetve eszközrendszerei alapján A térinformatikai rendszerek meghatározó összetevői a következők: • Speciális és általános célú hardverek: digitalizálók, számítógépek, hálózati eszközök, megjelenítők. • Speciális szoftverek. A térbeli és leíró adatok bevitelét, tárolását, kezelését, megjelenítését szolgáló adatbázis kezelő rendszer. Elemző, modellező programok, eljárások. • A valós világ adott részét leképező térbeli és leíró adatok (attribútumok) adatbázisa. • A különböző rendszerek együttműködését biztosító szabványok, szabványos interfészek és formátumok, valamint program modulok (interoperabilitás, interoperability).

6. 7.6. A térinformatika technológiaként történő meghatározása Elöljáróban magának a technológiának a komplex fogalmát kell értelmeznünk, hogy aztán erre alapozva, ebből a nézőpontból határozhassuk meg térinformatikát. A technológia a mérnöki szakmában alapvető fontosságú fogalom, amelynek meghatározása az idők folyamán tartalmában sokat változott. A görög eredetű szóösszetétel: tekhne-logos mesterség tant jelentett. Sokáig a dolgok megcsinálásának, létrehozásának mikéntjét, az ahhoz szükséges ismereteket tartották technológiának, (know how). Egy másik megközelítésben a fogalom meghatározása a “miből, mit, mivel, hogyan, milyen eszközökkel?” kérdések alapján történt.



A technológia mindig valamilyen emberi alkotás létrehozására vonatkozott, illetve vonatkozik. A fogalom rendszertechnikai szemléletű megközelítésében is az emberi tevékenység általános modelljéből indulhatunk ki. Az ember, vagy szervezet, eszközöket használva, célszerű változásokat hoz létre a munkatárgyakon (7.4. ábra).

7.4. ábra. A technológia elemi rendszere A gazdasági vállalkozások szempontjából, rendszertechnikai alapon a következő megfogalmazás a célszerű: A technológia valamilyen termék vagy szolgáltatás előállítására szervezett, irányított ember – gép - szoftver rendszer, amely egyrészt a vállalkozás, vagy intézmény alrendszere, másrészt, relációja van a globális innovációs folyamatrendszerhez. Az általános megfogalmazást szem előtt tartva a térinformatikát speciális technológiaként definiálhatjuk, a következők szerint: A térinformatika, mint technológia • az ember által meghatározott célok szerint, • a kiinduló térbeli adatokból, • az ezek kezelésére és elemzésére szolgáló informatikai eszközökkel, • eredménytérkép, döntéstámogató anyag formájában, új terméket, illetve szolgáltatást állít elő. Az a megfogalmazás, hogy a technológia a vállalkozás vagy az intézmény alrendszere, a térinformatikai rendszer megválasztása, illetve fejlesztése szempontjából döntő fontosságú. A megoldási lehetőségek közüli választást ugyanis az határozza meg, hogy melyik eredményezi a befoglaló rendszer, azaz a vállalkozás vagy intézmény hatékonyabb működését. Az innovációs folyamattal kapcsolatos relációnál viszont a fejlesztőnek, döntéshozónak azt kell megvizsgálnia, hogy a meglévő vagy választott technológia és a világszínvonal között milyen eltérés mutatkozik. Tehát a térinformatikai rendszerek fejlesztésénél is fontos az úgynevezett technikai és technológiai rés meghatározása. Összefoglalás A társadalmi és gazdasági élet egyre több területe igényli a nagytömegű térbeli adatok kezelését, elemzését. Ez az igény hozta létre a térinformatikát, aminek a fejlődése kezdettől gyors és töretlen. Az utóbbi időben a fejlődés egyik mozgatója a technológiák konvergenciája, integrációja. Kiemelten négy funkcionális terület szolgálja a földrajzi helyekhez és az időhöz kötődő problémák informatikai támogatását: a térinformatikai rendszerek (GIS), a távérzékelés, a globális helymeghatározás rendszere (GPS) és a földi referencia mérőrendszerek. A térinformatikai rendszer definíciója több szempontú megközelítéssel végezhető el kellő színvonalon. A tudomány és a technológia szempontú, valamint a funkció és alkotóelem szerinti meghatározás a fejlesztők, a döntéshozók, és az alkalmazók számára egyaránt jó támpontul szolgál. Ellenőrző kérdések 1. Milyen tényezők indították és mozgatják a térinformatika fejlődését? 2. Milyen technológiai konvergencia és integráció szélesíti és teszi komplexebbé a térinformatikát? 3. Sorolja fel a térinformatikai rendszer definiálásának szempontjait! 80 Created by XMLmind XSL-FO Converter.


4. Határozza meg a térinformatikát a kiemelt szempontok alapján!


8. fejezet - A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel Bevezetés A tanulási egység segítségével térképészeti alapismeretek szerezhetők. Megismerhető továbbá, hogy a térbeli objektumok, illetve a térbeni és időbeni jelenségek miként képezhetők le adatmodellekkel. A hallgató áttekintést kap a vektoros és a raszteres leképezés jellemzőiről, a térképi és a leíró adatok összekapcsolási módjáról. Megismerkedhet a topológikus és a nem topológikus térinformatikai térkép jellemzőivel

1. 8.1. Térkép alapismeretek A térkép alapvető szerepet tölt be a térinformatikában. A valós világ leképezésének, modellezésének meghatározó eszköze. A magyar nyelv ennél a fogalomnál nagyon kifejező azt sugallva, hogy az itt a föld képéről van szó. A Nemzetközi Térképészeti Szövetség (International Cartographic Association, ICA) a következő meghatározást fogalmazta meg: „A térkép a Föld felszínén, illetve azzal kapcsolatban álló anyagi és elvont dolgoknak kicsinyített, általánosított síkbeli megjelenítése.” A leképezés módját, formáját tekintve a térkép lehet analóg vagy digitális. A nyomtatott, vagy fénykép alapú analóg térképek ma is jelentős szerepet töltenek be a térinformatikában. Legtöbbször ezek képezik a térinformatikai rendszerek legfontosabb alapadat forrását. Praktikus meggondolások alapján a geodéziában és a térképészetben igen gyakran használják az ún. geoidmodellt a Föld alakjának pontosabb fizikai leírására. A geoid-modellben a Föld alakját olyan felülettel közelítjük, amelynek minden pontján azonos a gravitációs gyorsulás, a Föld gravitációs vonzásának az értéke. A modell használata azért terjedt el, mert a tengerek átlagos felszíne a geoid-modellt követi, a hagyományos térképészetben pedig a lokális magasságot a legközelebbi tenger átlagos szintjéhez viszonyították. Ez a magyarázata annak, hogy GPS rendszerrel meghatározott Descartes-koordinátaadatokat nem csak a WGS-84, hanem a geoid-modellbe is transzformálni szokták. Érdemes megjegyezni, hogy a geoid-modell meglehetősen szabálytalan, zárt matematikai formulákkal nem írható le. Az analóg térképek legfontosabb ismérvei. Egy térkép által közölhető maximális információmennyiséget a térkép befogadóképességének nevezzük. Ennek korlátai miatt ki kell válogatni a fontos és még megjeleníthető információkat. Ezt a folyamatot nevezzük térképi általánosításnak. A hagyományos, leggyakrabban nyomtatás útján előállított térképeket • a térbeli adatok tárolására, illetve azok megjelenítésére, • a térbeni viszonyok és kapcsolódások bemutatására, • navigációs célokra, • a tervezések támogatására használjuk. Ezek a térképek egy adott időpontra vonatkozóan nagy tömörséggel és hatékonyan tárolják és prezentálják az adatokat, információkat. Az előállításuk nyomdai úton történik, ezért az aktualizálásuk lassú és költséges. Így ezt a megoldást statikusnak tekintjük. Az analóg térképek az időben viszonylag gyorsan változó térbeli jelenségek, folyamatok elemzésére nem használhatók A térinformatikai rendszerek, többek között ezt a hátrányt küszöbölik ki, mert lehetővé teszik a gyors és nem túl költséges aktualizálást. Így a térbeni és az időbeni változások leképezhetőek, modellezhetőek. 82 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel Méretarány. A definícióból is kitűnik, hogy a térkép a valóságos terület kicsinyített képe. A kicsinyítés mértéke, vagyis a méretarány a térkép nagyon fontos jellemzője. Bizonyos egyszerűsítéssel a valóság kisebbítésének mértékét, vagyis a térképi és a felszíni hosszúságok közötti arányt nevezzük méretaránynak. A térképeket méretarány alapján is osztályozhatjuk a következők szerint: • felmérési alaptérképek (nagy méretarány): 1:500 – 1:10.000, • földmérési alaptérképek: 1:500 – 1:1.000, 1:2.000, 1:4.000, • topográfiai térképsorozat: 1:10.000, 1:25.000, 1:100.000, • földrajzi térképek (kis méretarány): 1:200.000-től. Már itt felhívjuk a figyelmet arra a fontos dologra, hogy az analóg térképek digitalizálása során a térkép méretarány jellemzője eltűnik, de ez nem jelenti azt, hogy ezt a továbbiakban teljesen figyelmen kívül hagyhatjuk. Vetítés. A térkép definíciója arra is utal, hogy a valós világ síkbeli leképezése történik. A Földünk alakjából (geoid) adódóan annak felszíne görbült. Ezért a síkbeli ábrázolás csak valamilyen vetítési mód alkalmazásával valósítható meg. Az ideális az lenne, ha a vetítéssel a terület-, a hossz- és a szögtartás egyaránt megvalósulhatna. Ezek azonban egyidejűleg nem teljesíthetők. A vetület típusok: síkvetület, hengervetület, kúpvetület. Ezeket a szakirodalom részletesen taglalja. (pl.: http://geo.efe.hu/onlinejegyzet/geoinfo/geoinfo.htm). Magyarországon az Egységes Országos Vetület (EOV) alkalmazása a legáltalánosabb. Itt is felhívjuk a figyelmet, hogy a térinformatikai alapadatok kül9nböző vetületi rendszerekből származhat, így azokat a felhasználás előtt közös vetületi rendszerbe kell konvertálni. A korszerű térinformatikai eszközök ezt a szolgáltatást biztosítják.

2. 8.2. Adatmodell, adatmodellezés A valós világot adatmodellekkel is leképezhetjük. A rendszerek, a valós világ objektumai a meghatározó jellemzőikkel írhatók le. Az adatmodellezés során éppen ez történik. Azaz a valóság entitásainak azonosítóit, meghatározó jellemzőit és a közöttük fennálló kapcsolatokat meghatározott struktúrájú adatbázisba képezzük le. Az adatokat felhasználva, a hardver és szoftver eszközök segítségével, számunkra hasznos alfa-numerikus és/vagy grafikus információkhoz juthatunk. Definíciószerűen az adatmodell az adott rendszer jellemzőinek, a közöttük, valamint a környezet között fennálló kapcsolati jellemzőknek strukturált adatokkal történő leírása, leképezése. A megvalósításhoz szükséges tervező és kivitelező folyamat az adatmodellezés. A leíró adatok kezelésére a számítástechnika viszonylag korai szakaszában kialakultak a hatékony módszerek. Mint arra már többször is utaltunk, a térinformatika sajátosságát az informatikán belül pont az adja, hogy a térbeliség leképezését és kezelését is nyújtja számunkra. A térinformatika olyan sajátos adatmodelleket alakított ki, amelyek az objektumok térbeli és egyéb leíró jellemzőit integráltan képezi le. A térinformatikai rendszerek speciális hardver és szoftver eszközei ezeket hatékonyan kezelik. Ahhoz, hogy a térinformatika integrált adatmodell rendszerét megértsük, és ez által tudatosabban fejlesztők vagy alkalmazók legyünk, három fontos feladatot kell áttekintenünk. Elsőként a térbeli adatok sajátosságát és leképezési lehetőségeit tekintjük át. Ezt követően a leíró adatok esetében végettük el ugyanez. Végül a két meghatározó alkotó összekapcsolhatóságának mikéntjét taglaljuk. A térbeli objektumok leképezés szempontjai. Egy–egy objektum térbeli jellemzőit olyan módon kell leképeznünk, hogy választ tudjunk kapni a következőkre: • hol helyezkedik el (georeference), • milyen az alakja (shape),


A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel • milyen más objektumokkal van kapcsolatban (relationship). A hagyományos analóg térképek a térbeli objektumokat grafikusan képezik le. Bár egy papír alapú térkép egyszerre különböző típusú objektumokat megjeleníthet, ennek az áttekinthetőség korlátot szab. A földrajzi atlaszok lapozgatásánál megszoktuk, hogy ugyan annak a területnek a különböző típusú fő jellemzőit más-más térképlap jeleníti meg. Például közigazgatási, vagy hegy- és vízrajzi térkép, stb. Természetes tehát, hogy a téma szerinti analóg térképezés módszerét a digitális térképezés is átvette. A rugalmasság és a hatékonyság biztosítása érdekében itt még finomabb téma szerinti bontás lehetőségét teremtették meg. Képletesen szólva egy-egy digitális térképlapon célszerűen csak egy meghatározott objektum típus kerül leképezésre. Adott területről korlátozás nélküli számban készülhet különböző témát, tematikát leképező digitális térképlap. A térinformatika ezekre a fedvény, vagy a réteg megnevezést használja. A számítógéppel támogatott tervezőrendszerek (CAD) és a térinformatikai rendszerek (GIS) kölcsönhatásban fejlődtek, és fejlődnek ma is. A CAD rendszerekben kialakult rétegkezelési technológiát a térinformatikai rendszerek is adaptálták.

3. 8.3. A térbeli objektumok rétegszemléletű síkbeli leképezése A háromdimenziós valós világ objektumainak síkbeli grafikus képét merőleges vetítéssel kapjuk. Általában egy adott területen többféle dolog van jelen. A réteg szemléletű síkbeli grafikus leképezést úgy valósíthatjuk meg, hogy ésszerű rendezőelvek, osztályozó szempontok alapján elkülönítést, azaz tematikus-csoportosítást végzünk. Egy adott osztályozási szempont szerint elkülönített objektumok vetülete képez egy réteget vagy fedvényt. A leírtakat a 8.1. ábra szemlélteti.

8.1. Példa a rétegszemléletű leképezésre A vázolt modell lényege, hogy a leképezett terület objektumait olyan csoportokra tagoljuk, amelyeknek elemei nem fedik egymást, ugyanakkor számítástechnikailag azonosan kezelhetők. A számítástechnikai kezelés szempontjából az is fontos követelmény, hogy a réteg objektumai, folyamatosan fedjék a síkot. Az ábrát szemlélve a kihagyás nélküli takarás a talajtípus rétegen természetszerűen megvalósul. Nem így a hálózat, illetve a pontszerű objektumokat tartalmazó rétegeken. Azért, hogy a teljes lefedés kritériuma érvényesüljön, az üres területeket is objektumokként kell tekinteni, és kezelni. A térinformatikában a réteg szemlélet alkalmazásának több előnye van. Ezáltal az adatmodell jól áttekinthető, ugyanakkor a térbeli elemzések, modellezések során gyors adatelérés és adatkezelés valósítható meg. A térinformatikában a réteg szemlélet alkalmazásának több előnye van. Ezáltal az adatmodell jól áttekinthető, ugyanakkor a térbeli elemzések, modellezések során gyors adatelérés és adatkezelés valósítható meg.


A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel • a pont, • a vonal és • a terület (poligon). Eddig mindig a valóságos objektumok leképezéséről beszéltünk. A megismert modellezési szemlélet és a felsorolt elemek azonban absztrakt, illetve származtatott dolgok grafikus megjelenítését is lehetővé teszik. Ennek a kiterjesztésnek az alapján például egy rétegen a magassági szintvonalakat is ábrázolhatjuk. Ilyen módon a síkbeli megjelenítés ellenére egyfajta harmadik dimenziós kiterjedés is érzékeltethető. A tényleges háromdimenziós ábrázolás, - amit már a korszerű térinformatikai rendszerek lehetővé tesznek, - a felsorolt egyszerű grafikai alapelemeken kívül felületek és testek alkalmazását is szükségessé teszi. Miután megismertük a térbeli objektumok rétegszemléletű leképezésének módját egyszerű ábrázolási elemek segítségével, tovább kell lépnünk az adatmodell szintű strukturált leírás megvalósítására. A térbeliség jellemzőit kétféle adatmodellel képezhetjük le. Ezek: • a vektoros adatmodell és • a raszteres adatmodell. Az objektumok térbeli adatit mindkét esetben a választott vonatkozási, illetve koordináta rendszer határozza meg.

4. 8.4. Vektoros adatmodell Ebben a rendszerben a valós világ objektumait síkra vetítéssel képezzük le, és a megjelenítéshez a leképező elemekként, a pontot, a vonalat és a poligont használjuk (8.2. ábra).

8.2. ábra. Vektoros leképezés A térinformatikában a térbeli adatok mindig valamilyen meghatározott vonatkozási, illetve vetületi rendszerben értelmezhetők. A fedvényben található objektumok és jellemzőik, tulajdonságaik térbeli helyzetét a vetületi rendszer ismert referencia koordinátái határozzák meg. A legáltalánosabban használt referencia rendszer a szélességi és hosszúsági koordináták. Egyes esetekben azonban a felhasználó által választott derékszögű koordinátarendszer koordináta értékei is használhatók. A térinformatikai elemzések szempontjából a vetületi rendszer ismerete elengedhetetlenül fontos, mert csak azonos vetületi rendszerbe tartozó rétegek, illetve fedvények teszik lehetővé az együttes kezelést és elemzést.


A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel A vektoros adatmodell a valós világ objektumait a leképező elemek, azaz a pontok, a vonalak és a poligonok adott vetületi rendszerben meghatározott koordinátái segítségével írja le. Tekintsük át röviden ezeknek az elemeknek a fontosabb sajátosságait, funkcióit. A pont az X, Y koordinátával meghatározott, területtel nem rendelkező objektum. Szerepe háromféle lehet: • Az objektum térbeli helyének jelölése, • Csomópont Egy vonal kezdő vagy végpontja. • Töréspont (vertex). A vonal (arc). A vonalas objektumokat jelenít meg koordináta párok sorozatával. Nem rendelkezik szélességgel és területtel. A kezdő és a végpont megadása az irány kijelölését is szolgálhatja. A vonal szerepe lehet: • Vonalas objektum leképezése, • Poligonok határvonala (illetve mindkettő). A poligon területtel rendelkező objektumot képez le. A poligon egy zárt alakzat, a határvonalaival egy egységes területet zár közre, mint például egy megye, vagy egy ingatlan. Topológikusan vonalak sorozatával írható le, amelyek a határvonalakat alkotják. A vektoros rendszerekben a felület ábrázolása, modellezése egymáshoz illeszkedő háromszög felületekkel történik. Az ilyen domborzati modellnél a háromszög csúcsaihoz a magassági értékek is hozzátartoznak. A 8.1. táblázat az alkalmazási példákra is utalva foglalja össze a vektoros leképzés fontosabb sajátosságait. 8.1. táblázat A vektoros leképzés elemei és sajtosságai

A valós világ objektumainak grafikus leképezésének módját geometriai elemekkel összefoglalóan a 8.3. ábra szemlélteti. A koordináta párok adják azt a lehetőséget, hogy a leképezések adatbázis szinten is megvalósulhasson. Összefoglalóan azt mondhatjuk, hogy olyan modellt alkottunk, amelyben a térbeli objektumok a koordináta adatokkal tárolt geometriai elemek halmaza.


A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel 8.3. ábra. A vektoros adatmodell alapelemei A térinformatikai rendszerek az említettek alapján a geometriai, illetve grafikus objektumok kezelését és megjelenítését, valamint az ehhez szükséges adatok tárolását és kezelését és azok igény szerinti megjelenítését átjárható módon oldják meg. Ehhez azonban arra is szükség van, hogy az objektumokhoz azonosítót rendeljünk. Ezért mielőtt a geometriai alapelemek grafikus és adatformájú modelljei közötti kapcsolatot taglalnánk, röviden kitérünk az azonosítás kérdésére. A térinformatika fogalmi meghatározásánál külső, a végfelhasználói igényeknek megfelelő, és a rendszer működéséhez kötődő funkciókról beszéltünk. Az azonosítás rendszerének kiépítése is visszatükrözi ezt a kétszintűséget. Egyszerű példával élve a felhasználó látni szeretné a megyehatárokat vagy az ország folyóit. Az ilyen jellegű igény kielégítése a fogalmi, illetve az osztályba soroló azonosítók meglétét teszi szükségessé. Könnyű belátni, hogy az ilyen típusú azonosítás szorosan összefügg a réteg, vagy fedvény szemlélettel. A térinformatikai rendszer fejlesztése során ezért is nagyon körültekintően kell eljárnunk a tematikák, az osztályok megválasztásánál. Már többször említettük, hogy a térinformatika fő sajátosságát az adja, hogy a térbeli, grafikus és az úgynevezett leíró adatokat (attribútumokat) integráltan tudja kezelni és felhasználni. A kétféle adattípus, amit számos rendszer elkülönítve is tárol az összekapcsolhatóság és integrált kezelés igénye miatt, egy belső, úgynevezett geo-kódolást tesz szükségessé. A geokód a vektoros elemek egyedi azonosítására szolgál, a geometriai és a leíró adatok összekapcsolása a geokód alapján történik A fogalmi, illetve az osztály kódhoz kapcsolódás természetesen fennáll, hiszen egy-egy egyed az osztály konkrét eleme. A 8.4. ábrán láthatjuk, hogy a pontszerűen leképező térbeli objektumokat grafikusan ábrázoló geometriai elemek mindegyike egyedi azonosítóval rendelkezik. Az adattáblázat, amely a leképezést a koordináta adatokkal valósítja meg, szintén tartalmazza ezeket az egyed, vagy geokódokat.

8.4. ábra. A pontok grafikus és adattáblázatos leképezése A 8.5. ábra a vonalak grafikus és adattáblázatos modelljeit szemlélteti. Láthatjuk, hogy a vonalakhoz tartozó kezdő és vég koordináta párokkal, csomópontokkal vonalszakaszok határozhatók meg. Ezekhez újabb belső kódok rendelhetők, ami alapján egy más tárolási megoldás valósítható meg.

8.5. ábra. A vonalak grafikus és adattáblázatos modelljei


A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel

8.6. ábra. A poligon grafikus és adattáblázatos modelljei Az előző gondolatmenetet a poligonok leképezése esetén is alkalmazhatjuk, amint azt a 8.6. ábra mutatja. A kiindulási alapot itt is a pontok, ez esetben a poligon csúcspontjainak koordináta értékei képezik. Az ábrán látható, hogy az F1 azonosítóval rendelkező poligon a csúcspontok sorrendjével definiálható. A csomópontok sorrendje a körbejárás irányát is kifejezheti.

5. 8.5. Topológia a vektoros adatmodellben A korábbiakban a térbeli objektumok leképezése és adatmodellbe foglalása során nem foglalkoztunk azzal, hogy a folytonos valós világ dolgai egymáshoz viszonyítva, illetve egymással milyen térbeli kapcsolatokkal rendelkeznek. Az objektum egyedek megjelenítése a vektoros modellben elvileg kétféle: • topológia nélküli adatszerkezet, • topológiával készített adatszerkezet. A topológia a geometriai elemek térbeli kapcsolatát írja le. A vektoros adatmodellben a topológiai jellemzők az adatok elemzésében nélkülözhetetlenek. Az egyszerű, strukturálatlan, azaz nem topológikus adatmodellek esetén egyrészt az analízisek legtöbbje nem végezhető el, másrészt, az adatok tárolásához is lényegesen nagyobb tároló kapacitásra van szükség. A problémát könnyen megérthetjük, ha néhány szomszédos poligon, például telkek topológikus és nem topológikus leképzését egymással szembeállítjuk, (8.7. ábra).

8.7. ábra. Leképezési modell variációk A 8.7. ábrát felhasználva tételezzük fel, hogy a felületek nem közvetlenül érintkeznek egymással, hanem az A, B, C csomópontokkal megadott vonal egy útnak felel meg. A topológiai leképezésnél az A, B csomópontok koordinátáival meghatározott vonalat,- azaz az utat,- úgy kell leírnunk, hogy az balról az F1, jobbról pedig az F2 felületekkel (poligonokkal) szomszédos. A B, C csomópontok által meghatározott vonalszakasz rendre szomszédos az F1 és F3 felületekkel. Itt azt is láthatjuk, hogy a csomóponti sorrend irány megjelölésre is szolgál. A 8.5. ábrára hivatkozva természetesen a leírás nem csak a csomópontokkal, hanem a vonalszakaszok azonosításával is megoldható. 88 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel A topológiai jellemzők, kapcsolatok a térképi transzformációk, például a kicsinyítés vagy a nagyítás hatására nem változnak. Vagyis a szomszédosság vagy az egyéb topológiai relációk továbbra is fennmaradnak. Terület-vonal topológia. Ez a kapcsolódás azt írja le, hogy egy területrészt milyen egymással összekapcsolódó vonalak határolnak. Mint láttuk a területeket nem csak a csúcspontok, hanem a határoló vonalelemek megadásával is leírhatjuk. A digitális térképezésnél két területet nagyon sokszor egy vonalas létesítmény (út, vasút) választ el egymástól. A topológiára alapozva elegendő a vonalas objektumot térképezni és a területeket a vonal két oldalához kapcsolni. A területeket és a vonalat külön-külön geometriai elemekkel ábrázolni felesleges, és problémákhoz is vezethet. Csak a terület-vonal topológiával lehet olyan problémákat megoldani, mint az elkülönülő, darabolt területek, szigetek leírása és elemzése. Csomópont-vonal-csomópont topológia a hálózatok analizálásához teremti meg a feltételeket. A topológia segítségével könnyedén megmondhatjuk, hogy milyen útvonalakon juthatunk el az egyik csomópontból egy másikba. Az útvonalak közül az érintett vonalak hosszúságának ismeretében kiválaszthatjuk a legrövidebbet. A hálózatok elemzésén kívül ez a kapcsolódás a topológiai hibák felderítésére is alkalmas.

6. 8.6. A térbeli és a leíró adatok összekapcsolása A térbeli objektumokhoz, illetve az azokat leképező adatokhoz korlátozás nélküli számban kapcsolhatunk leíró jellemzőket, adatokat. A leíró adatokat, az úgynevezett attribútumokat szintén adattáblázatokba foglalhatjuk. A térbeli és a leíró jellemzők adatai, illetve adattáblázatai, a közös azonosítók, illetve kódok segítségével kapcsolhatók össze. A megoldás módját a 8.8. ábra szemlélteti. A térbeli jellemzőket, köztük a topológiai kapcsolatokat leképező adattáblázat az objektum azonosító kódja (F1) révén kapcsolható össze a leíró jellemzőket tartalmazó adattáblázattal. A térinformatikában kiterjedten alkalmazott relációs adatbázis kezelő rendszerek hasonló elven számos adathalmaz összekapcsolását teszik lehetővé, utat nyitva a hatékony elemzéseknek. A térbeli objektumok leíró adatai, vagy másként az attribútumai, tartalmuk, illetve típusuk alapján két nagy csoportba oszthatók: • statikus, azaz időtől független adatok, • időfüggő adatok. Az idősoros adatok lehetővé teszik a jelenségek térbeni és időbeli változásainak együttes elemzését. Ennek eredményeként grafikusan is megjeleníthető a változások dinamikája és iránya.

8.8. ábra. Magyarázó vázlat a térbeli és a leíró jellemzők összekapcsolására. Ezzel eljutottunk a térinformatikában kiterjedten alkalmazott vektoros adatmodell leglényegesebb jellemzőinek megismeréséhez. Ehhez az adatgyűjtés, a digitalizálás, a kezelés, az elemzés és a megjelenítés taglalása még további adalékokkal szolgálnak. Összefoglalás A tanulási egység alapján megismerhettük a térkép fő jellemzőit, ami segíti a digitális térképrendszerek alkalmazását.


A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek leképezése adatmodellekkel A térbeli objektumok és a térbeni és időbeni jelenségek adatmodellekkel történő leképezés részletes tárgyalása alapot szolgáltat ahhoz, hogy a hallgató, a szakterületét szolgáló térinformatikai alkalmazások létrehozásában közre hatékonyan tudjon működni. A réteg (fedvény) szemléletű leképezés, a vektoros ábrázolás, a topológikus és nem topológikus térkép készítés, valamint a térbeli és leíró jellemzők összekapcsolási módszer megismerése jelentős támaszt ad a térinformatika tudatos alkalmazásához. Ellenőrző kérdések 1. A térkép definíciója. 2. Ismertesse az analóg térkép fontosabb jellemzőit! 3. Ismertesse az adatmodell fogalmát! 4. Melyek a réteg- (fedvény) szemléletű leképezés fő jellemzői? 5. A vektoros adatmodell kialakításának fő feladatai. 6. A topológia fogalma. A topológikus leképezés előnyei. 7. Ábra segítségével magyarázza el a térbeli és a leíró jellemzők összekapcsolásának módját!


9. fejezet - Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei Bevezetés A tanulási egység a raszteres leképezési technológiához nyújt hasznos ismereteket. A vektoros és a raszteres leképezés összevetése alapján a módszer megválasztása tudatosabb lehet. Az alkalmazási területek áttekintése rávilágít a térinformatika hasznosságára. A tanulási egység fontos szemléletformálási célt is szolgál, mivel rámutat, hogy a térinformatikai rendszer fontos integráló szerepet tölthet be a különböző alkalmazói területek vonatkozásában. A GIS által nyújtott lehetőségek rendszerezett bemutatása és a fontosabb alkalmazási területek felvázolása, a szakterületen eligazodást ad. Ezáltal hallgató a térinformatikának tudatosabb használója vagy fejlesztője lehet.

1. 9.1. A térbeli objektumok grafikus leképezése A raszteres adatmodellnek is - hasonlóan a vektoros adatmodellhez,- meg kell oldania a térbeni objektumok grafikus leképezését, illetve megjelenítését, valamint az adatokkal történő leképezést. A raszteres adatmodellnek is alap feladata a térbeli és a leíró adatok összekapcsolásának és integrált kezelésének biztosítása. A vektoros adatmodell megalkotásánál az volt a kiindulópont, hogy a valós világ objektumait síkbeli leképezéssel pontok és vonalak sorozatával jelenítettük meg. Ez tulajdonképpen annak felel meg, ahogyan az ember az író és a rajzoló eszközeivel igyekezett ábrázolni a valóságot. A raszteres adatmodell jellemzőit is akkor érthetjük meg könnyen, ha a grafikus leképezés eszközéből, illetve a származtatás módjából indulunk ki. Képzeljünk el egy adott területről készített légi fényképet. Az egyszerűség kedvéért tételezzük fel, hogy a felvételkor a fényképezéskor az optikai tengely a földfelszínre éppen merőleges volt. Helyezzünk erre a terület felülnézetét ábrázoló fényképre egy négyzetrácsokkal ellátott átlátszó fóliát. Ezek után azokat a négyzetrácsokat, amelyekben egy adott kategóriájú objektumok, például épületek jelennek meg satírozzuk be egy kiválasztott színnel. Ez meglehetősen unalmas és fáradságos munka, még akkor is, ha a legkiterjedtebb objektumnál nem végzünk színezést Szerencsére nekünk ezt, csak gondolatban kell elvégezni. A térinformatikai rendszerek alkalmazásakor ez a munka a számítógépre hárul. Az említett folyamat végén a négyzetrácsos fóliánk a valós terület raszteres síkbeli grafikus leképezését jeleníti meg. Ezen a grafikus képen egy-egy objektum, illetve objektumrészlet helye a négyzetrács sorainak és oszlopainak indexelése segítségével határozható meg. Származtathatjuk a raszteres grafikus képet olyan módon is, ahogyan azt a 9.1. ábra szemlélteti, vagyis az objektumok által fedett területeknek egy raszterre történő függőleges vetítésével. Végezzünk el egy másik gondolatkísérletet is. Egy adott területen terepi felmérést kell végezni. Meg kell határozni, az előforduló talajtípusokat és a művelési ágakat, valamint azok térbeli elhelyezkedését. Ennek egyik megvalósítási módja az lehet, hogy szabályos térközönként megállapítjuk és feljegyezzük, hogy ott mi található. Képletesen szólva a feladatot úgy végezhetjük el, mintha a területet egy négyzethálóval fednénk le, és minden négyzetnél, mintavétel alapján felírnánk az észlelteket. A munka végén a kapott eredményekből egy raszteres térképet készíthetünk. Ehhez a területen talált mindenegyes talajtípushoz, illetve művelési ághoz hozzárendelhetünk egy színt, vagy egy szürkeségi tónust. Ennek eredményeként a 9.2. ábrán láthatóhoz hasonló képet kaphatunk.


Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei

9.1. ábra. A raszteres leképezés objektum területek függőleges vetítésével Amint az a 9.2. ábrán megfigyelhető a színezés helyett, vagy azzal együtt számokkal megadott kódolás is alkalmazható.

9.2. ábra Raszteres térkép terepi felvételezés alapján Az objektumok, vagyis a valóságos dolgok térbeli elhelyezkedése a sorok és oszlopok indexelésével adható meg, vagy másként egy olyan koordináta rendszer koordinátáival, amelynek kezdőpontja a kép bal felső sarka. A raszteres vonatkoztatási rendszer a földrajzi szélesség és hosszúság értékei alapján is képezhető, illetve megvalósítható. Amennyiben a raszteres térképi leképezést ilyen módon kívánjuk megvalósítani, akkor úgynevezett referencia pontokra van szükség. Ezeknek a pontoknak természetesen az adott vetületi rendszerben ismernünk kell a koordináta értékeit. Minimum három pont szükséges az illesztés elvégzéséhez. Az ennél több pont ismeret javíthatja az illesztés pontosságát. A térinformatikai rendszerek rendelkeznek azzal a szolgáltatással, amelyik ezt az illesztést számítógépes úton megoldja.


Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei Az előzőek alapján megállapíthatjuk, hogy a raszteres grafikus leképezésnél, illetve térképnél az egyes térbeli objektumok alakját az azonos színű, vagy szürkeségi tónusú, tehát azonos kódú, egymással térben összefüggő rácselemek, azaz pixelek rajzolják ki Ez a megjelenítési mód a számítástechnikában általánosan elterjedt, hiszen a monitorok a képeket a pixelek színének, vagy fényességének, tónusának megfelelő variálása útján jelenítik meg. A raszteres ábrázolásnál a képszerű megjelenés a pixelek méretétől nagy-mértékben függ. A raszteres leképezés során minden cella, vagy pixel egy értéket kap. Adott cellaméret mellett előfordulhat, hogy egy cellában két, vagy esetleg többféle dolog megjelenhet. A leképezésnél az általánosságban használt megoldás az 50%-os szabály, vagyis ha a cellát kitöltő jelenség a pixel terület legalább az 50%-át eléri, akkor hozzá tartozik az egész cella. A valós világ rétegszemléletű leképezése, a vektoros adatmodellnél megismert elveknek megfelelően, a raszteres rendszerben is indokolt. Könnyű azonban belátni, hogy itt ennek a módszernek az alkalmazása lényegesen nagyobb tárolási igényt támaszt. Ennek az igénynek a csökkentése érdekében különböző adattömörítési módszereket dolgoztak ki és alkalmaznak.

2. 9.2. A raszteres rendszer grafikus elemeinek adatformájú leképezése Az eddigiekben megismertük azt, hogy a térbeli objektumokat hogyan lehet leképezni grafikusan a raszteres rendszerben. A térinformatikai műveletek és elemzések a grafikus objektumok adatformájú leképezését is szükségessé teszi. A két leképezési forma között itt is egyértelmű és kölcsönös megfeleltetés valósul meg. A grafikus és az adatformájú leképezés módjának és kapcsolatának megértéséhez vegyünk egy egyszerű példát. Tételezzük fel, hogy egy adott térségnek megfelelő raszteres térkép rétegen csak egy objektum található. A térkép a folytonos teret képezi le, tehát ahol nincs objektum, ott a rétegen úgynevezett üres objektum található (9.3. ábra.). Az objektum képét jelöljék a szürke pixelek, az üres objektum maradjon fehér. A szürke pixelekhez hozzárendelhetjük az 1-es értéket, az üresekhez pedig, a 0-t Az adat formájú leképezés egy olyan mátrixszal történik, amelyek ugyan annyi sora és oszlopa van, mint a térképi raszternek. A hasonlóság és a kölcsönös megfelelés egyértelműen megmutatkozik, A raszteres adatmodellben tehát a fedvényekre (rétegekre) vonatkozó műveletek az azokat leképező mátrixokkal végzett műveleteket jelentik.

9.3. ábra. A grafikus és az adat formájú leképezés a raszteres rendszerben

3. 9.3. A térbeli és a leíró jellemzők leképezése a raszteres adatmodellben A pixelekhez, vagy raszter cellákhoz természetesen nem csak a grafikus leképezés jellemzői köthetők, hanem az általuk képviselt terület leíró jellemzői is. Mivel a leíró jellemzők száma elvileg nem korlátozott, ezért a raszteres adatmodell igen nagyszámú mátrix tárolását teheti szükségessé. A raszteres adatmodellt, azaz a térbeli és az attribútum jellemzők integrált leképezési módjának megértéséhez a 9.4. ábra további adalékokat szolgáltat. Láthatjuk, hogy a réteg szemlélet itt úgy valósul meg, hogy minden leíró jellemző típusnak egy-egy raszter réteg felel meg. A raszter cellák (pixelek) a folytonos tér meghatározott területét jelölik. Tehát a raszteres adatmodellnél ezekhez a cella területekhez elvileg korlátozás nélküli leíró, 93 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei vagy másként szakmai jellemző köthető. Az ábra jelölése szerint a cellák helyét, azaz a térbeli elhelyezkedést az Xi;Yj koordináta párok határozzák meg. Amint az a korábban leírtakból kitűnik, az adattárolásnál ezek rendre a mátrix adott sorának és oszlopának a sorszámát jelentik.

9.4. ábra. A térbeli és a leíró jellemzők leképezése a raszteres adatmodellben

4. 9.4. A vektoros és a mátrixos adatmodell összevetése Miután megismertük a térinformatikában alkalmazott kétféle adatmodell típust, célszerű ezeket összevetni. Elöljárójában le kell szögezni, hogy ennek az összevetésnek nem lehet célja annak eldöntése, melyik a jobb megoldás. Ilyen szempontból ugyanis nincs értelme feltenni a kérdést. A kétféle adatmodellt a gyakorlati igények kielégítésére hozták létre. Tárgyalásuknál már részben felfedezhettük az alapfunkciók megközelítésében fellelhető azonosságokat, és természetesen az eltérő jellegű térinformatikai feladatokra való alkalmasságuk terén mutatkozó különbségeket is. A vektoros és a raszteres adatmodellek közös jellemzői: • Mindkét adatmodell biztosítja a térbeli és a leíró jellemzők integrált kezelését. • Mindkét adatmodell biztosítja a térbeli objektumok grafikus leképezését, megjelenítését. • Közös tulajdonság az objektum osztályok, a különböző tematikák réteg szemléletű leképezése és az adatok ennek megfelelő rendszerbe szervezése. Ezzel összefüggésben a vizsgált valós világ objektumainak, jelenségeinek ésszerű osztályozása, kategorizálása meghatározóan fontos feladat. • A térbeli és a leíró jellemzők adatformájú leképezése relációs adatbázis kezelő rendszerekkel hatékonyan kezelhetők. A vektoros adatmodell alkalmazási előnyei, elsősorban a leképezési módból adódóan a vonalas, hálózat jellegű objektumok kezelésénél, elemzésénél, optimalizálásánál mutatkoznak meg. Ebben a rendszerben az objektum fogalom, az objektum szemlélet alkalmazása természetes. A grafikus megjelenítés nagymértékben hasonlít a rajzeszközökkel létrehozott térképekhez, ezért is népszerű ez az adatmodell a mérnöki jellegű munkáknál. A vektoros adatmodell hátránya a képjellegű forrásadatok, mint például a légi- és űrfelvételek kezelésére kevésbé alkalmas. Néhány bonyolultabb művelet; ilyen az átfedések kezelése, stb. csak bonyolult algoritmusokkal és nagy időráfordítással oldhatók meg. A raszteres adatmodell előnyei között éppen a képszerű forrásadatok hatékony kezelése említhető. A raszteres rendszerre általánosan elmondható, hogy a folytonos térbeli felületek elemzésére sokkal hatékonyabb eszköz, mint a vektoros. A raszteres rendszer egyszerű adatszerkezete könnyen illeszthető a számítógépes struktúrához.


Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei Egy adott terület leírására több egymásra helyezett raszter réteget használunk. A rétegek kombinációja, összekapcsolása segítségével hatékony matematikai elemzések végezhetők. A raszteres adatmodell nagyon jól használható a természeti, környezeti jelenségek leírására. A folytonos változások modellezésére különösen jól alkalmazható. Példaként a domborzat, a légszennyezés, a talajminőség változás, a növénykultúrák leképezése említhető. A raszteres adatmodellnél a geometriai felbontás azzal az aránnyal jellemezhető, hogy egy raszter cella a valós világban mekkora négyzet felületének felel meg. A raszteres adatmodell hátrányi között, a már említett nagy tároló kapacitás igény említhető. Az objektum szemlélet csak nehézkesen alkalmazható. A hálózat jellegű problémák kezelésében ez a rendszer nem hatékony. A kétféle adatmodell, teljességre nem törekvő jellemzéséből kitűnik, hogy bizonyos feladatok elvégzésénél az egyik, más jellegű feladatoknál pedig, a másik használata az előnyösebb. A térinformatikai rendszerek fejlesztői ezért arra törekszenek, hogy termékük mindkét adatmodell megvalósítására alkalmas legyen. A térinformatikai feladatok, elemzések csak egyféle adatmodellben végezhetők el. Amennyiben ez a feltétel nem teljesül, a feldolgozások, vagy elemzések megkezdése előtt, az azonos adatmodell biztosítása érdekében konverziót kell végrehajtani. Ennek biztosítására különböző konvertáló programokat alakítottak ki. A konvertáló programok megléte a GIS programrendszerek egyik fontos értékmérője.

5. 9.5. Adatbázis kezelők a térinformatikában Mind a vektoros, mind a raszteres leképezés eredményeképpen, a térbeli és a leíró jellemzők rendezett adatok formájában jelennek meg, számítógéppel feldolgozható, kezelhető adatbázist alkotva. Ezek az adatbázisok a térinformatika kiemelkedően fontos és értékes alkotói. Létrehozásuk nagy erőforrás ráfordítást igényel. Az adatbázisokat általában adattáblázatok rendszerbe szervezett, illetve rendszerbe szervezhető halmazaként foghatjuk fel. A táblázat egy sorát rekordnak nevezzük, amely annyi mezőből áll, amennyi az oszlopok száma. A táblázatok természetesen szöveges formájú adatokat is tartalmazhatnak. (Pl.: név, utcanév stb.). Az adatmezők típusa lehet numerikus, szöveges, dátum formájú, idő, függvény, vagy csatolt objektum, mint például kép. Az egyes mezőkre, táblákra, az adatbázisra névvel hivatkozunk. A rekordokra történő hivatkozás a rekord sorszámával, indexével, egyedi azonosítójával vagy valamilyen relációval történik. Az adatbázisokat nem csak a térinformatika használ, így a hozzá kapcsolódó fogalmak is általánosabbak. Az adatbázisok mindig a valós világ valamilyen részének adott szempontú leképezésére, modellezésére szolgál. A dolgokat itt entitásnak vagy egyednek nevezik, amit az egyed tulajdonságok és a kapcsolatok és ezek tulajdonságai jellemeznek. Vegyünk egy ingatlanos példát. Entitások és tulajdonságaik: • Ingatlan; - helyrajzi szám, típus, cím, • Tulajdonos; - név, lakcím, adószám. Kapcsolat: • Ingatlan → tulajdonos. Kapcsolat attribútum: tulajdoni hányad. A kapcsolatok típus háromféle lehet: 1:1 (pl.: ország, főváros), 1:n (pl.: tulajdonos, ingatlan(ok)), n:m (pl.: hálózati csomópont, piko hálózat). Az entitás – reláció modell (E – R modell) megalkotásának minősége döntően befolyásolja az alkalmazás funkcionalitását és hatékonyságát. Ezt a munkát ma már grafikus fejlesztő programok támogatják. Az adatbázisok kezelése a számítógépek egyik leggyakoribb alkalmazási területének tekinthető. Az idők folyamán az adatbázis kezelő rendszerek kialakulását, illetve fejlődését különböző alapelvek felhasználása határozta meg. Ennek megfelelően a következők említhetők: • hierarchikus, 95 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei • hálós, • relációs és • objektum orientált adatbázis kezelő rendszerek. Az első kettő ma már nem jelentős, annak ellenére, hogy a hálós rendszer kifejlesztésében a térinformatika igényei nagymértékben szerepet játszottak. Ma már a térinformatikai rendszerek zöme valamilyen relációs adatbázis kezelőt foglal magában. A relációs modellben a rekordok közötti kapcsolatokat a tárolt adatok közötti relációk definiálják. Az objektum szemlélet jól megfelel a térbeli dolgok kezelésére, leírására. Az objektumorientált adatbázis kezelők is megjelentek már a térinformatikai rendszerekben. Az objektumorientált megközelítésben a rendszert alkotó, egymással kölcsön kapcsolatban álló, és egymásra ható objektumok leírása és kezelése történik. Az objektum osztályoknak háromféle tulajdonsága van: • osztály, vagy halmaz tulajdonság, • kiemelő (exclusiv) tulajdonság, • osztályba soroló feltétel vagy jellemző. Az objektum jellemzőknek, tulajdonságoknak három alaptípusa van: • azonosító, • leíró, • kapcsoló vagy reláció tulajdonság típus. Az objektum orientált módszer egyik jellemzője a “becsomagolás”, vagyis a műveletek, és az adatok együttese alkotja az objektumot (9.6. ábra).

9.6. ábra Az objektum orientált módszer becsomagolási technológiája A térinformatikai rendszerek többsége jelenleg még a jól kiforrott relációs adatbázis kezelőt foglalja magában. Az elemző és modellező eljárások is ehhez kerültek kifejlesztésre. Így az objektum orientált szoftver technológia elterjedése ezen a területen csak fokozatosan, időben elhúzódóan valósul meg. Az objektum orientált adatbázis kezelők mellett két érv szól. A valós világ térbeni dolgainak objektum alapú leképezése logikusan és hatékonyan megoldható. Összevetve a relációs adatbázis kezelőkkel, az objektum orientált rendszerek másik előnyként a térinformatikai műveletek lényegesen gyorsabb végrehajtása említhető. Az eddigiekben áttekintettük a valós világ leképezésének általános elveit, a térinformatika azon fontos jellemzőjét, hogy az a térbeli és a leíró jellemzők leképezését és kezelését integrált módon oldja meg. Megismertük az úgynevezett réteg szemléletet és ennek alkalmazási módját. Továbbá megismertük a vektoros


Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei és a raszteres adatmodelleket, amelyek segítségével a térinformatika a valós világot leképezi, és a térbeli jelenségeket kezeli. A térinformatikai rendszerek fejlesztése, vagy a feladatokhoz illeszkedő megoldás kiválasztása összetett és felelősség teljes feladat. Ezt a munkát segítheti a 9.7. ábrán látható rendező modell. Ez egy átfogó összefoglalást ad a térinformatikai rendszer kiépítésének folyamatáról, egyben felvillantja azokat a döntési pontokat, illetve lehetséges alternatívákat, amelyeket a fejlesztőnek, vagy a felhasználónak figyelembe kell venni. A korszerű térinformatikai rendszerek hatékony modellező szoftver modulokkal is rendelkeznek, valamint az adat és tudásbázisuk felhasználásával szakértői rendszer- szolgáltatásokat is nyújtanak. A 9.8. ábra a térinformatikai rendszerek alapstruktúráját szemlélteti.

9.7. ábra. A térinformatikai rendszer kialakításának áttekintő vázlata

9.8. ábra. A térinformatikai rendszerek alapstruktúrája



6. 9.6. A térinformatika általnyújtott lehetőségek összefoglaló áttekintése A számítógépes térinformatika kialakulását először a térkép készítési feladatok meggyorsításának, egyszerűbbé tételének az igénye indította el. A gyorsan kibontakozó eredmények és lehetőségek azonban ezt a területet hamar háttérbe szorították. A digitális térképezés, természetesen új alapokon, ma is segíti az analóg térképkészítést. A térbeli jelenségek leírásában a hagyományos vagy digitális a térkép szerepe másodlagossá vált, az elsődleges szerepet a térbeli információs rendszerek vették át. A térinformatikai rendszerek merőben új funkciókat is biztosítanak, igen nagy hatékonyság mellett. Ezeket a funkciókat összefoglalóan úgy tekinthetjük át, és érthetjük meg, ha számba vesszük, hogy grafikus és táblázatos formában milyen kérdésekre kaphatunk, általában nagyon gyors válaszokat. Itt is meg kell azonban jegyezni, hogy a válaszok minősége az alapadatok pontosságától és minőségétől döntő mértékben függ. Alapkérdések, amelyekre a korszerű térinformatikai rendszerek segítségével válaszokat kaphatunk: • Mi található az adott helyen? • Hol van helyileg egy adott dolog? • Milyen változások következtek be adott helyen, egy adott időszakban? • Hol következtek be adott változások? • Mi következik be adott változások, illetve hatások esetén? • Hol célszerű valamit létrehozni? • Mit kell végrehajtani egy adott területen? • Mi lenne az optimális megoldás meghatározott feltételek mellett? • Milyen pályajellemzőkkel mozgott, mozog egy mobil objektum? • Hogyan juthatunk el egy adott helyre, kritériumokkal vagy azok nélkül? • Mekkora a területe az adott objektumnak? • Milyen távolság van két objektum között? A kérdések hosszú sorát áttekintve könnyen felismerhető, hogy a térinformatikai rendszerek a nagytömegű adat elemzésével, vagy a szimuláció alkalmazásával segítenek bennünket a valós világunk jobb megismerésében, és a döntéseink megalapozottá tételében. Tehát a GIS lényegesen többet jelent, mint egyszerű számítógépes térkép megjelenítés. A kérdésekre kapott válaszok lehetősége mellett a térinformatika alkalmazása további előnyökkel szolgálhat. A teljességre törekvés igénye nélkül ezek közül néhányat kiemelünk. A GIS további előnyei: • igény szerinti gyors módosítás, • adatintegráció biztosítása, • helyi hálózatos, Internetes, intranetes és extranetes használati alkalmazás lehetősége, • adatokat oszt meg és szervez nagy hatékonyság mellett, • tudást, ismeretet integrál és oszt meg, • hatékony felhasználói, szervezeti kooperációt biztosít


Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei • tudományos, szakmai és szervezeti integráló erőforrás. A térinformatikai rendszerek sokszereplős, sok felhasználós rendszerként is működhetnek. Ez az egyre jobban terjedő hálózatos megoldásoknak köszönhető. Az 9.9. ábra egy településen megvalósítható megoldás vázlatát mutatja. A közös adatbázis természetesen csak megfelelő hozzáférési jogosultság alapján vehető igénybe. Egy település esetén, de általánosabban is a közös térinformatikai adatbázis kialakítását, annak rendkívül nagy létrehozási és aktualizálási költsége indokolhatja. Ezek az adatbázisok az egyre terjedő és szolgáltatásaiban bővülő elektronikus ügyintézés és önkormányzás fontos elemét képezik.

9.9. ábra. Példa egy települési térinformatikai rendszerre

7. 9.7. A térinformatika fontosabb megjelenési formái A térinformatika egyre többféle formában jelenik meg. A 9.10. ábra a lehetséges formákról ad összefoglaló képet. A kezdeti időszakot sokáig a professzionális GIS rendszerek forgalmazása és alkalmazása jellemezte. Ezek sikere nyomán igény merült fel arra, hogy bizonyos térképi funkciókat az adatbázis alkalmazásokba is be lehessen építeni. A szoftverházak ehhez fejlesztőrendszereket és beépíthető modulokat alakítottak ki és hoztak forgalomba. Természetesen a beépített térképi szolgáltatások funkcionalitása lényegesen elmarad a professzionális rendszerekétől. A GIS és a GPS technológiák különböző szintű integrációja révén navigációs céllal a járművekben is megjelentek a térkép alapú beépített rendszerek. A mobil kommunális gépekben szintén megjelentek a beépített térinformatikai megoldások. A mobil alkalmazások száma rohamosan növekszik.

9.10. ábra. A térinformatikai rendszerek alkalmazási módjai, területei Az önálló és a beépített térinformatikai rendszerek szolgáltatásai eltérőek. A legfejlettebb és a legteljesebb szolgáltatások természetesen az önálló, professzionális rendszereknél alakultak ki. A módszerekből számosat a beépített rendszerek is átvettek. Röviden tekintsük át az önálló GIS-ek legfontosabb szolgáltatásait: 99 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei • Tematikusábrázolás. • Programozott lekérdezés. SQL (strukturált lekérdező nyelv) szolgáltatás. • Térképszerkesztés, térképi műveletek. • Távolság mérés. • Területmérés. • Térkép transzformáció (pl.: zoom, mozgatás). • GPS és Távérzékelés kapcsolat. • Dokumentálás. • Demonstráció, publikáció. • Objektum beágyazás, kapcsolás, (OLE).

8. 9.8. A térinformatika fontosabb alkalmazási területei A térinformatika alkalmazási területeit teljességgel számba venni lehetetlen, hiszen amint, már említettük az adataink döntő hányada kötődik a térbeliséghez. Ennek ellenére a fontosabb alkalmazási területek felsorolásszerű ismertetése azért lehet fontos, mert az ezeken kialakult adatbázisok szinte felbecsülhetetlen erőforrást képviselnek. A fejlődés pedig, a kapcsolódások, a komplex adatbázis rendszerek kialakulása irányába mutat. A térinformatika fontosabb alkalmazási területei: • környezet védelem, • katasztrófa védelem • topográfiai, kartográfiai információs rendszerek, • föld, földhasználati információs rendszerek, • mezőgazdaság, • erdőgazdaság, • vízgazdálkodás, vízügy, • precíziós mezőgazdaság, • települési, önkormányzati információs rendszerek, • közművek információs rendszerei, • ingatlan nyilvántartás, • üzleti információs rendszerek, • jármű flottairányítás, • gépek, gépsorok, technológiai berendezések térbeli elrendezése, • létesítményüzemeltetés, (Facility Management).


Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei Példaként az önkormányzat, illetve a településüzemeltetés azon fontosabb funkcionális területeit említjük, ahol a térinformatika alkalmazása ma már csaknem nélkülözhetetlen. Bár a különböző funkcionális területek más, más igényeket támasztanak, például a méretarány vonatkozásában, az integrált adatbázis kialakítását célszerű megvalósítani. A térinformatika fontosabb alkalmazási területei: • Közmű hálózatok térinformatikai rendszerei • Vízhálózat, • Szennyvíz hálózat, • Elektromos hálózat, • Gáz hálózat, • Távfűtő hálózat, • Informatikai közmű hálózat. • Települési közlekedési hálózat, • Föld ingatlan, földhasználat nyilvántartás, • Épített ingatlan nyilvántartás, • Közterület nyilvántartás, • Településrendezési tervek, • Településfejlesztési tervek. • Intézményi nyilvántartás, • Közigazgatási nyilvántartás, • Katasztrófavédelmi rendszer, • Környezetvédelmi rendszer • Légszennyezettség, • Zajszennyezettség stb. A GIS alapú közmű nyilvántartás kialakítási menetének példaként történő áttekintésével számos általánosítható megoldás, illetve megközelítés birtokába juthatunk. Az 9.11. ábrán bemutatott vázlaton a legfontosabb tevékenységek, azok kapcsolódásai, valamint a megvalósítás folyamatának logikai menete követhető nyomon. Ez a példa is rámutat arra, hogy a működőképes és korrekt adatokat, valamint a döntéstámogató információkat nyújtó GPS alkalmazások kialakítása bonyolult, általában sok funkció összehangolását igénylő folyamat. Egy kereskedelmi forgalmazású térinformatikai rendszer (GIS) megvásárláskor tulajdonképpen egy üres keretrendszerekként, úgynevezett shell programként áll rendelkezésünkre. Amint azt az 9.12. ábra mutatja, több fontos fejlesztő tevékenység révén juthatunk el oda, hogy az adott tartalmú adatmodell szerinti alkalmazás megvalósuljon.



9.11. ábra. Egy közműhálózat GIS alapú nyilvántartási rendszerének megvalósítási vázlata.

9.12. ábra. A GIS keret programrendszer többfázisú fejlesztő munka révén válik alkalmazói rendszerré A térinformatika Interneten történő megjelenése új távlatokat nyitott. Ez is előmozdíthatja a komplex adatbázis rendszerek kialakulását, a meglévők ésszerű összekapcsolását. További nagy lehetőségek a szolgáltatások kiterjesztése terén mutatkoznak. Az üzleti térinformatika például teljesen új dimenziókhoz jutott. A GIS Internetes alkalmazásának fontosabb szolgáltatási területei: • marketing, • logisztika, • lakossági tájékoztatás, önkormányzati ügyintézés, • vásárlói tájékoztatás, • térképes ügyfél kapcsolat, • elektronikus kereskedelem • alaptérkép szolgáltatás. Összefoglalás


Raszteres adatmodell. Az adatmodellek összehasonlítása. A térinformatika alkalmazási területei A tanulási egységből megismerhettük a raszteres adatmodell fontosabb jellemzőit, a létrehozásának fontosabb módszertani kérdéseit. A térinformatikai ismeretekhez nagyban hozzájárult a vektoros és a raszteres adatmodell jellemzőinek rendszerezése és összevetése, valamint az előnyök és a hátrányok számbavétele. A térinformatikai rendszerek főbb elemeinek és az általános struktúrájának bemutatása az átfogó áttekintést szolgálja. Az alkalmazási módok és a lehetséges alkalmazási területek áttekintése rávilágít a térinformatika hasznosságára. A példák jól szemléltetik a GIS rendszerek integráló hatását. A településüzemeltetés bonyolult, és fokfunkciós területe ma már nem nélkülözheti a térinformatikát. Ellenőrző kérdések 1. Hasonlítsa össze a vektoros és a raszteres adatmodellt! Ismertesse a két megoldás fontosabb jellemzőit! 2. Vázolja a térinformatikai rendszerek általános struktúráját! 3. Melyek a térinformatika megjelenési formái, alkalmazási módjai? 4. A településüzemeltetés melyik területein alkalmazhatjuk a térinformatikát?


10. fejezet - Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés Bevezetés A fejezet hozzásegíti a hallgatót, hogy rendezett ismeretei legyenek a térinformatikai rendszerek által nyújtott alapvető funkciókról és szolgáltatásokról. Ezáltal tudatosan tudja saját feladatait megfogalmazni. A hallgató globális képet arról, hogy a GIS általános szoftver struktúrája hogyan épül fel szolgálva az elvárt funkcionalitást. A lekérdező mechanizmus elvi és gyakorlati ismeretei a térinformatikai hatékony használatát biztosítja. A műveletek sokaságát nem lehet bemutatni. A kiragadott példák főleg szemléletformálást és a lehetőségek tárházának bemutatását szolgálják. A hallgatók áttekintést kapnak a földrajzi helymeghatározás és távérzékelés technológiáiról, azok alkalmazási lehetőségeiről.

1. 10.1. A térinformatikai rendszer adatforrásai A térinformatikai rendszerek egyik legfontosabb alkotója a térbeli és a leíró adatokat magában foglaló adatbázis. Ennek feltöltése, majd a folyamatos aktualizálása a térinformatika egyik legkritikusabb területe. A megfelelő minőségű alapadat biztosítás igen jelentős idő és költség ráfordítást, valamint nagyfokú szervezettséget igényel. A helyes szemlélet kialakítása érdekében célszerű áttekinteni, hogy a szakemberek véleménye szerint átlagosan milyen költség arányok adódnak a hardver, a szoftver és az adatbázis kialakítása vonatkozásában. E szerint • Hardver költségek: 1 költség egység, • Szoftver költségek: 10 költség egység, • Adatbázis feltöltés: 100 költség egység. A térinformatikai rendszere fejlesztése és működtetése szempontjából az is fontos, hogy az egyes alkotóknál milyen átlagos élettartamokkal, életciklusokkal számolhatunk. A várható elavulási idők: • Hardverek: 3-8 év • Szoftverek: 7-15 év • Adatok: 25-70 év (esetenként ennél is hosszabb). A közölt adatok nagyon fontosak a térinformatikával kapcsolatos alapvető szemlélet kialakítása szempontjából. A fejlesztők és a döntéshozók a stratégiájuk kialakítása során, illetve a rendszerkiépítés és fenntartás költségtervezésénél szintén szem előtt kell, hogy tartsák az összetevőkre vonatkozó ráfordítás és élettartam arányokat. A térinformatikai adatbázisok számos forrásból épülhetnek. A lehetséges forrásokat összefoglalóan a 10.1. ábra mutatja. Az alapadat források a leképezés, illetve az adatmodell kialakításának a folyamatát is nagymértékben meghatározzák. A közölt adatok nagyon fontosak a térinformatikával kapcsolatos alapvető szemlélet kialakítása szempontjából. A fejlesztők és a döntéshozók a stratégiájuk kialakítása során, illetve a rendszerkiépítés és fenntartás


Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés költségtervezésénél szintén szem előtt kell, hogy tartsák az összetevőkre vonatkozó ráfordítás és élettartam arányokat. A térinformatikai adatbázisok számos forrásból épülhetnek. A lehetséges forrásokat összefoglalóan a 10.1. ábra mutatja. Az alapadat források a leképezés, illetve az adatmodell kialakításának a folyamatát is nagymértékben meghatározzák.

10.1 ábra. A térinformatikai rendszerek adatforrásai A térbeli adatok raszteres és vektoros adatmodell szerinti leképezésének folyamata. Az adatforrások alapadatai különböző előkészítési és digitalizálási folyamaton keresztül kerülnek be a GIS adatbázisába. A folyamat az adatmodell függvénye is. A 10.2. ábra a raszteres adatmodellnél, a 10.3. ábra pedig a vektoros adatmodell esetén mutatja a térbeli adatok útját.

10.2. ábra. A raszteres leképezés folyamata


Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés

10.3. ábra. A Vektoros leképezés folyamata

2. 10.2. A képdigitalizálás alapjai A térinformatikai rendszerek kiemelten fontos adatforrását az analóg térképek, valamint a légi- és űrfelvételek képezik. Ezeket az adatformájú leképezés érdekében digitalizálnunk kell. Ezért röviden áttekintjük a képdigitalizálás néhány elvi összefüggését. A digitális képfeldolgozás azon alapul, hogy a valós világ objektumainak képe számítógéppel kezelhető adatokká alakítható. Ezt az átalakítást digitális képalkotásnak nevezzük. A digitális képalkotás logikailag három fázisban valósul meg: • leképezés, • mintavételezés, • kvantálás. A 10.4. ábra a képdigitalizálás folyamatát vázolja.

10.4. ábra. A képdigitalizálás folyamatának vázlata A digitalizálás eszközei ezt a három fázist elkülönülve, vagy egybevontan valósítják meg. A korszerű nagyintegráltságú, CMOS technológiára épülő eszközeinkben a képdigitalizálás logikailag elkülönülő feladatait fizikailag egy egység végzi el.


Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés A képdigitalizálás folyamán mindig információvesztés lép fel. Az eredeti kép a digitalizált képből csak közelítően állítható helyre. A képbeviteli eszközök a képérzékelők és a jelátalakítók együttesét jelentik. A térinformatika rendszerek képbeviteli eszközei a sík- vagy dobszkennerek. Ritkán a digitális kamerák is alkalmazásra kerülnek. A képbeviteli eszközök fontosabb jellemzői: • felbontás, • sebesség, • színhűség (fontos követelmény a színkalibrálás). A mintavételezési intervallum megválasztási szabálya. A felbontás, azaz a mintavételezési intervallum helyes megválasztása nagyon fontos. Ettől függ, hogy egy térkép vagy űrfelvétel adott méretű objektuma megfelelően leképződik-e digitális formában. A mintavételezési intervallum hatásának tanulmányozásához vegyünk egy ismétlődő elemeket (téglalapokat) tartalmazó képrészletet! (10.5. ábra). Végső soron azt szeretnénk, mind a fehér, mind a szürke objektumok megjelenjenek a digitalizált képen is.

10.5. ábra. Példa a rosszul megválasztott mintavételezési értékre Az ismétlődő elemek méretének és osztásának változatlansága mellett csökkentsük a mintavételezés intervallumát. Ennek hatására a 10.6. ábrán látható változás következik be, vagyis itt már minden rajzelem digitális leképezése megtörténik. Szabályba is foglalhatjuk a mintavételezés intervallumának megválasztási szabályát a következők szerint: HA a legkisebb leképezendő strukturális elem mérete d, AKKOR a mintavételezés intervallumának kisebbnek kell lenni, mint d/2. Vagy másként: HA egy kép ismétlődő strukturális elemeinek ismétlődési frekvenciája (elem/mm) f, AKKOR a struktúra leképezése érdekében a mintavételezés sűrűségének legalább 2f értékűnek kell lennie.


Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés 10.6. ábra. Példa a jól megválasztott felbontásra A képdigitalizálás során az eszközeink lépésről lépésre mérik az analóg kép adott keresztmetszetében az intenzitásnak, illetve fényességi értékeknek megfelelő feszültség étékeket. Ennek eredményeként a 10.7. számú magyarázó ábrán látható folyamatos, azaz analóg leképezés történik. Ezt követően a választott mintavételezési intervallumon belül valamilyen algoritmus segítségével átlagolás történik. Az átlag alatti és feletti értékek számunkra elvesznek. A méréssel és az átlagolással kapott értékek már diszkrét értékek. Matematikailag valós számok.

10.7. ábra. A mintavételezés magyarázó ábrája Kvantálás. A kvantálás a mintavételi mérés és átlagolás nyomán megszületett diszkrét fényességi, vagy másként intenzitás, illetve szürkeségi-értékek átskálázását jelenti. A számítástechnikában egy bájt nyolc bitjének segítségével 256, elkülönülő értéket tudunk megadni. Az úgy nevezett szürkeárnyalatos kép esetén a nyolc-bites képábrázolással 256 intenzitási szintet tudunk képezni, illetve megkülönböztetni. Mint említettük a méréssel és az átlagolással kapott értékek diszkrétek, matematikailag valós számok. A kvantálás során ezekből egész értékeket kell képeznünk, annak megfelelően, hogy 256 pozitív egész szám áll rendelkezésünkre a lehetséges intenzitás értékek megjelölésére. A diszkrét mért értékekből a szokásos kerekítési szabályok betartásával képezzük az egész értékeket. A kvantálás elvét a 10.8. ábra segítségével követhetjük nyomon. Tételezzük fel, hogy az analóg kép adott keresztmetszetében a Pi,j és a Pk,l koordinátájú mintavételi helyeken rendre 29,7 és 30,2 intenzitás értékek adódtak. Az ábra tanúsága szerint, a kerekítési szabálynak megfelelően ezekből egyaránt a 30-as kvantálási érték adódik. A kvantálási skála 0-val kezdődik, ami a feketének felel meg, és 255-tel végződik, ami a fehéret jelenti. Színes kép esetén alapszínenként valósul meg a kvantálás. A három alapszín a vörös (R), a zöld (G) és a kék (B) egyenként 256 kvantálási szintet igényel, ami 24 bites képábrázolást jelent.


Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés 10.8. ábra. A kvantálás magyarázó ábrája

3. 10.3. Adatbevitel szkennerekkel Kezdetben a szkennereket nagymértékben térképészeti igények figyelembe vételével fejlesztették. Ez meghatározta az eszközökkel szemben támasztotta követelményeket. A legfontosabbak között a következők emelhetők ki: • a nagyméretű (1 m fölötti) térképek digitalizálására való alkalmasság, • a leképezés geometriai pontosságának biztosítására. Az első nagyteljesítményű szkennerek a 70-es évek végén jelentek meg, ezért a műszaki megoldást még nem tudták az úgy nevezett sorszenzorokra alapozni, mivel azok akkor még nem léteztek. A szürkeárnyalatos képek letapogatására egy, a színesekére három érzékelőt alkalmaztak. A nagyméretű térképet dobra erősítették, ami a szkennelés folyamán forgott, a megvilágító berendezéssel kombinált optika és érzékelő egység a dob tengelyével párhuzamos haladó mozgást végzett. A két mozgás kombinációjából kialakuló letapogatási pálya csavarvonal jellegű volt. Amennyiben nem papír, hanem átlátszó fólia szkennelése volt a feladat, a megvilágítást a tejüvegből készült dob végezte. A következő fejlődési szakaszban (80-as évek közepe) már a síkágyas szkennereket alkalmazták. Ezek a síkágyas plotterek mintájára készültek. A kocsira szerelt, színenként alkalmazott, egyedi érzékelők, és megvilágító berendezéseik kétirányú mozgását egy mozgó híd X irányú, illetve a hídon lévő kocsi Y irányú mozgatásával valósították meg, léptetőmotorok segítségével. A fejlődés következő szakaszában a CCD elemek sorba rendezése révén (vonal CCD) már nem volt szükség a kétirányú mozgatásra. Napjainkban mind a dob, mind a síkágyas szkennereket alkalmazzuk. Az első a térképek, utóbbi inkább a fényképek digitalizálására használatos. A 10.9. ábra a nagyméretű analóg térképek digitalizálására alkalmas dobszkennert mutatja.

10.9. ábra. Dobszkenner A több ezer elemi érzékelőt, azaz CCD elemet egyesítő sorszenzorral ellátott korszerű szkennerek többsége, - a nyomtatókhoz hasonló módon, - behúzza a letapogatandó térképet vagy műszaki rajzot. Ezeknél az eszközöknél csak a szélesség jelenti a korlátot

4. 10.4. Raszter-vektor átalakítás, vektorizálás A vektorizálás automatizált vektoros adatnyerési eljárás. Az analóg térképek vagy az analóg légi felvételek szkennerelés útján digitalizált raszteres térképekké képezhetők le. A távérzékelés is digitális raszteres képeket szolgáltat. Ezeknek a képeknek a vektorizálása számos előnnyel jár. A feladat megoldására számos módszer és kereskedelmi szoftvertermék született. A professzionális térinformatikai rendszerek a raszter-vektor átalakítási funkciót magukban foglalják. Erre a funkcióra különböző szoftverfejlesztők önálló, kereskedelmi termékeket is kifejlesztettek. 109 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés A vektorizálásra rendelkezésre álló eszközrendszerek termelékeny és viszonylag olcsó megoldást jelentenek, de ez csak akkor igaz, ha a kiinduló alaptérképek jó minőségűek. Az eszközök a feladatot elvileg automatikusan elvégzik, a valóság azonban az, hogy az emberi ellenőrzés és korrekció nem nélkülözhető. A módszerek és eljárások sokaságának ismertetésére nincs mód, de kiemelhető néhány olyan alapelv, illetve megközelítés, ami az alkalmazásokban közösnek mondható. Az egyik ilyenként emelhető ki az adott szempontok alapján végzett objektum-szeparálás, illetve osztályozás. Ez, a 10.10. ábra tanúsága szerint az adott sajátosságnak megfelelő élek, illetve a foltok megtalálásán és elemzésén alapszik. Általában az mondható, hogy a szeparálás, illetve az osztályozás szempontjainak ismerete szükséges ahhoz, hogy a feladat elvégezhető legyen. Ennek a megadását a felhasználónak kell elvégezni.

10.10. ábra. A szegmentálás és osztályozás alapesetei Mind a szegmentálás mind az osztályozás a fényességi, vagy intenzitás értékek vizsgálata alapján történik. A példaként közölt 10.11. ábra alapján könnyen belátható, hogy a vonal, és a folt objektumok a fényességi értékek jelentős változása alapján ismerhetők fel. Az elkülönítés úgynevezett küszöbérték (threshold) megadásával lehetséges. Az ábrán a középvonalas valamint a határvonalas vektorizálásra láthatunk példát. A középvonalas vektorizálás szkennelt vonalas jellegű térképek, a határvonalas pedig folt jellegű, illetve tematikus térképek esetén alkalmazható.

10.11. ábra. Vektorizálási módok

5. 10.5. Fontosabb GIS szolgáltatások. Információ lekérdezés 110 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés A térinformatikai rendszerek szoftverei folyamatosan fejlődnek, javul a funkcionalitásuk, és a szolgáltatásaik bővülnek. Egy új fejlődési lépcsőnek tekinthető például, hogy az adatbázis, illetve adatbázis kezelő rendszer mellett fontos alkotóelemként épül be a tudásbázis és a szakértői rendszer. A térinformatikai szoftver rendszerek struktúrájának fejlesztése részben azt szolgálja, hogy a felhasználó számára minél többféle művelet elvégezhető legyen, és ebből adódóan a nyújtott szolgáltatások köre bővüljön. A térinformatikai szoftver rendszerek struktúrájának fejlesztése részben azt szolgálja, hogy a felhasználó számára minél többféle művelet elvégezhető legyen, és ebből adódóan a nyújtott szolgáltatások köre bővüljön. A teljesség igénye nélkül a fontosabb GIS szolgáltatások között a következők említhetők: • objektum transzformációk, • szegmentálás, • osztályozás, • él kiemelés, vonal meghatározás, • folt, terület, területhatár meghatározás, • terepmodellezés, • GPS és távérzékelési adatok kezelése. A felsoroltak más összetettebb térinformatikai műveletek, illetve modellezési eljárásokban részműveletekként is előfordulhatnak. Például a továbbiakban tárgyalt lekérdezési és modellezési módszerek is tartalmazzák ezeket. Adat lekérdezés, SQL. A térinformatikai rendszerek funkcionalitása leginkább azzal jellemezhető, hogy az alapadatok bázisán milyen kérdésekre kaphatunk válaszokat. Ilyen alapvető kérdések a következők lehetnek: • Mi található az adott helyen? • Hol van helyileg egy adott dolog? • Milyen változások következtek be adott helyen, egy adott időszakban? • Hol következtek be adott változások? • Mi következik be adott változások, illetve hatások esetén? • Hol célszerű valamit létrehozni? • Mit kell végrehajtani egy adott területen? • Meghatározott feltételek mellett adott helyen mi lenne az optimális megoldás? • Milyen pályajellemzőkkel mozgott, mozog egy mobil objektum? • Hogyan juthatunk el egy adott helyre, kritériumokkal vagy azok nélkül? • Mekkora a területe az adott objektumnak? • Milyen távolság van két objektum között? A lekérdezést a rendszerbe beépülő SQL szoftver technológia biztosítja. A tudatos használat érdekében, röviden ismerkedjünk meg ennek fontosabb jellemzőivel. Az SQL (Structured Query Language) strukturált lekérdező nyelv ipari szabvánnyá vált. Platform független, csaknem minden adatbázis kezelő része. Az SQL nem algoritmikus nyelv. Nem tartalmaz algoritmikus szerkezeteket (pl.: ciklus, elágazás, eljárás, stb.). Az SQL u.n. halmazorientált nyelv, amely halmazelemek relációival dolgozik.


Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés Az SQL nyelv funkcionális tagolása: • adatdefiníció, • adatmanipuláció, • adatvezérlés, • lekérdezés. A lekérdezés módja, amint azt a 10.12. ábra mutatja, kétféle lehet: menüvezérelt és alkalmi. A lekérdezési utasítás általános formája a következő: SELECT attribútum név, attribútum név… (oszlop) FROM reláció (tábla) WHERE (kritériumok)

10.12. Az SQL lekérdezési módjai A lekérdezés mechanizmusának megértését a 10.13. ábrán közölt vázlat segíti. A térinformatikai rendszerekben a lekérdezés eredménye általában grafikusan, azaz térkép, valamint táblázat formájában jelenik meg. Példaként nézzük meg ennek megvalósulási formáját. Tételezzük fel, hogy meg akarjuk tudni, hogy Békés megyében, 1993-ban melyik településeken nem volt benzinkút. A vizsgálathoz a MATÉRIA adatbázisát használtuk fel. Az eredmények a 10.4. és a 10.5. ábrán láthatók. A példa egyben a GIS megjelenítési funkcióiból is felvillant lehetőségeket.

10.13. Az SQL lekérdezés működési vázlata



10.14. ábra. A lekérdezés eredménye táblázat formában

10.15. ábra. A lekérdezés eredménye térkép formában

6. 10.6. A helymeghatározás rendszere A műholdas globális helymeghatározó rendszer (Global Positioning System - GPS) olyan új és korszerű technológia, amely a hagyományos feladatokat új eszközökkel oldja meg. A műholdas globális helymeghatározás nem önálló tudományterület, hanem több tudományterület (geodézia, geofizika, űrtudomány, űrtechnológia, elektromágneses térelmélet, rádiótechnika, híradástechnika, elektronika, számítástechnika, informatika, méréstechnika, szabályozástechnika stb.) eredményeit felhasználó és integráló műszaki megoldás. A műholdas helymeghatározás az űrkutatás, az űrtechnika egyik igen hasznos, és ma már egyre tágabb körben alkalmazott eredménye. A kezdetektől, - ami még a katonai területhez kötődött, a mai napig számos technikai és technológiai megoldás született. A 9.1. ábra ezekről mutat összefoglaló képet. Pozicionáló rendszerek. A globális helymeghatározás rendszerét GPS néven először az USA-ban építették ki. Ezt követően a Szovjetunió is kiépítette a saját rendszerét, amit ma Oroszország üzemeltet. Jelenleg folyamatban van az EU rendszerének kiépítése is. Tehát a globális pozicionálást a következő rendszerek szolgálják: • GPS, (USA), • GLONASS, (Orosz) • GALILEO, (EU (fejlesztés alatt).



10.16. ábra. A műholdas helymeghatározás technológiai rendszere GPS általános alkalmazási funkciói A helymeghatározás alkalmazási területe egyre bővül. Ezt alapvetően a GPS által nyújtott alapfunkciók teszik lehetővé, amelyeket egy-egy alkalmazásnál önállóan vagy kombinálva használhatjuk a feladat megoldására. A fontosabb funkciók közé a következők sorolhatók: • Hely, pozíció meghatározás XYZ koordinátákkal, szélesség, hosszúság, magasság. Az XY koordináta értékekhez minimum 3, az XYZ koordináták meghatározásához minimum 4 műholdra kell “rálátni”. Pontosabban fogalmazva, a koordináta értékek meghatározásához a vevő készülékünkkel minimum 3, illetve 4 műhold jelét kell biztonságosan fogni. • Időmérés, univerzális idő. • Irány meghatározás. • Sebesség mérés. • Célra vezetés. • Pályakövetés, pályaregisztrálás.

7. 10.7. A távérzékelés Általánosan a távérzékelés olyan méréstechnikai megoldás, amelynél a mérendő objektumról úgy kapunk jeleket, adatokat, hogy az érzékelő attól valamilyen távolságra van. A jel közvetítést ilyen esetben a hang, vagy az elektromágneses hullámok közvetítik. Az emberiség életében óriási előrelépést jelentett, hogy a földfelszínét légi és űrobjektumokról is lehetet tanulmányozni. Ez magyarázza, hogy a távérzékelés fogalma ma elsődlegesen a föld felszínének légi és űr eszközökkel történő megfigyelését jelenti. Ez utóbbi értelemben a távérzékelés funkciója az adat és információszolgáltatás a földi objektumokról és jelenségekről. A távérzékelés egy sajátos információszerzési rendszer, amelynek segítségével a földfelszín objektumairól, azok sajátosságairól kapunk adatokat, ismereteket. Méréstechnikailag az jellemzi, hogy a mérő-rendszer és az érzékelt objektum között, - a földi referenciaméréseket kivéve,- nagy távolság van. A műholdak esetén kb. 800 km. Az információt az elektromágneses hullámok, azok sajátosságai hordozzák. Alapvető jellemzők: hullámhossz és energia. A távérzékelés alapvető folyamatai: • az elektromágneses hullám-jelek érzékelése és rögzítése,


Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés • az adatok feldolgozása és értelmezése. A távérzékelés munkahipotézise: nem létezik két olyan, egymástól egy vagy több tulajdonságban különböző tárgy, amelyről származó és érzékelhető elektromágneses hullám energia tartalma és spektrális sajátosságai térben és időben teljesen azonosak lennének.

7.1. 10.7.1. A távérzékelés elméleti alapja A távérzékelésnél a vizsgált felszín tulajdonságairól a jeleket, információkat az elektromágneses sugárzás közvetíti. Ezért az elektromágneses sugárzás fontosabb jellemzőinek megismerése elengedhetetlen. A 10.17. ábra több fontos dolgot mutat összefoglalóan. Az ábra felső része a Nap sugárzott energiáját mutatja a hullámhossz függvényében. A középső ábrarész nagyon fontos információt közöl a légkörünk sajátosságáról, az elektromágneses hullámok elnyeléséről a különböző hullámhossz tartományokban. A távérzékelés ugyanis csak azokban az ablakoknak nevezett hullámhossz tartományokban lehetséges, ahol a légkör hullámelnyelő hatása kicsi. Az ábra alsó része a távérzékelés legfontosabb érzékelési tartományait láthatjuk.

10.17. ábra. Az elektromágneses hullámok spektruma. A nap energiája, a légkör áteresztőképessége, és a letapogatási tartományok a hullámhossz függvényében. A 10.18. ábra alapján megérthetjük, hogy az élő egészséges leveleket miért látjuk zöldnek. Továbbá az is világossá válik, hogy a távérzékelésben az egészséges vegetáció miért éppen az infra tartományban észlelhető és különíthető el. A vízfelület az elsődleges fényforrásból a kéket nyeli el legkevésbé, így a reflektált elektromágneses hullám kéknek megfelelő tartománya árulkodik a vízfelület jelenlétéről.

10.18. ábra. A reflexió magyarázó vázlata Az elektromágneses hullám jelek osztályozása. Az objektumokról érzékelt elektromágneses hullám eredetét tekintve lehet • reflexiós, vagy 115 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés • saját sugárzás. A reflexiót kiváltó úgynevezett elsődleges (primer) sugárzás eredetét tekintve lehet: • természetes sugárzás (Nap), • mesterséges sugárzás (radar, lézer). A testek saját sugárzása: • hő, • radiometrikus sugárzás. A mesterséges sugárzás reflexiója esetén aktív, a természetes sugárzás reflexiója, illetve a saját sugárzás esetén passzív távérzékelésről beszélünk. A távérzékelés rendszere. A távérzékelés rendszere globálisan a fő funkcióival határozható meg. Ezek a funkciók a következők: • érzékelés, adatgyűjtés, • érzékelt adatok eljuttatása a földi állomásra, • elő feldolgozás, archiválás, • referencia adatok gyűjtése, tárolása, szolgáltatása • szolgáltatás a felhasználók részére, • felhasználás. A legkiterjedtebben alkalmazott passzív távérzékelés rendszeréről a 10.19. ábra nyújt áttekintő vázlatot.

10.19. ábra. A passzív távérzékelés rendszerének vázlata. A polgári élet számára a legtöbb adatot, a passzív távérzékelést megvalósító műhold rendszerek biztosítják. Ezek egyike az USA által fejlesztett és üzemeltetett LANDSAT multispektrális műhold rendszer, amelynek az első generációja 1972-ben lépett működésbe. Közelítőleg 4-5 évenként történik generációváltás. Az európai fejlesztést a SPOT rendszer képviseli. A távérzékelési technológiák szolgáltatásainak integrált felhasználása a leghatékonyabb (10.20. ábra).



10.20. ábra. A távérzékelési technológiák, és adatok integrált alkalmazása

7.2. 10.7.2. Az érzékelők információ feldolgozó képessége Minden mérő-érzékelő rendszernek egyik alap jellemzője az információ átbocsátó képessége (Ia). A mérőérzékelő rendszer ezen tulajdonsága határozza meg, hogy az elektromágneses sugár jellemzőit milyen felbontással tudja feldolgozni. A térbeli és a spektrális felbontást biztosító jellemzők együttes információ mennyisége a feldolgozásnál nem haladhatja meg a rendszer információ feldolgozó képességét. A távérzékelés teljességi és helyettesíthetőségi törvénye szerint a felbontó képességek egymás rovására eltolhatók. A fekete-fehér (pánkromatikus) felvételnél nincs spektrális felbontás (Is), de a lehető legjobb a térbeli felbontás (It). A leírtakat egyszerűképletben is összefoglalhatjuk: Ia= Is+ It Alkalmazási területek nagyvonalú áttekintése • Földhasználati térképezés. • Mezőgazdasági tematikus térképezés. • Mezőgazdasági termésbecslés, előrejelzés. • Növénykárok felmérése. • Az agrotechnikai beavatkozások hatásvizsgálata. • Talajállapot, erózió felmérés. • Erdők méretének állapotának felmérése. • Fatípus meghatározás. • Vizek, a vizek állapotának felmérése. Belvíz figyelés. • Települések elemzése. • Környezeti károk felmérése. A 10.1. táblázat a LANDSAT tematikus térképező fontosabb jellemzőit foglalja össze. 10.1. táblázat. A LANDSAT tematikus térképező fontosabb sajátosságai



A SPOT műholdak A SPOT program a francia kormány kezdeményezésére 1978-ban indult, majd svéd és belga csatlakozással 1986-ban helyezték földkörüli pályára a SPOT-1 műholdat. Azóta újabb generációk szolgálják a távérzékelést. A SPOT program a francia kormány kezdeményezésére 1978-ban indult, majd svéd és belga csatlakozással 1986-ban helyezték földkörüli pályára a SPOT-1 műholdat. Azóta újabb generációk szolgálják a távérzékelést. • A felvételezés sávjai az igényekhez igazítva programozással beállítható. Ezzel javulhat a távérzékelés gazdaságossága. • A teleszkóp függőleges felvételezési helyzethez képest elforgatva a műhold vissza tud „tekinteni” a már elhagyott pályára. Ez olyankor lehet hasznos, amikor a korábbi pályán haladáskor az éppen jelenlévő felhők a földfelszín felvételezését gátolták. • A teleszkópok megfelelő szögállításával egy adott domborzatos területről sztereografikus felvételek is készíthetők. A SPOT műholdak érzékelő, leképező egysége CCD mátrix. Az érzékelés három hullámhossz tartományban történik. Tehát ezeknek a műholdaknak a spektrális felbontása kisebb, mint amit a LANDSAT TM nyújt, ugyanakkor a térbeli felbontásuk jobb. Fekete fehér felvételnél 10 m. Természetesen mindkét jelentős műhold rendszerre igaz, hogy az újabb generációk egyre jobb alapjellemzőkkel rendelkeznek. Összefoglalás A tanulási egység áttekintést adott a térinformatikai adatforrásokról. Az adatforrás legtöbbször analóg térkép, ami szükségessé tesz a digitalizálást. A térinformatikai rendszerek kiterjedt szolgáltatást nyújtanak. A GIS programrendszerek (GIS), a földrajzi helymeghatározás (GPS), valamint a távérzékelés technológiai lehetőségeinek integrálása biztosítja a térinformatika legnagyobb hatékonyságát. Ellenőrző kérdések 1. Ismertesse a térinformatikai rendszerek lehetséges alapadat forrásait! 2. Ismertess a digitális képalkotás logikai menetét és jellemezze az egyes fázisok sajátosságait. 118 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Adatgyűjtés, digitalizálás. A térinformatika adatforrásai. Földrajzi helymeghatározás. Távérzékelés 3. Mi a méret leképezés, illetve a mintavételezési intervallum meghatározás általános szabálya? 4. Jellemezze a raszter-vektor átalakítást! 5. Vázolja a vektoros leképezés folyamatát! 6. Vázolja a raszteres leképezés folyamatát! 7. Ismertesse a távérzékelés munkahipotézisét! 8. Mik a GPS rendszer legfontosabb szolgáltatási funkciói?


Videó Inteligens otthon Térinformatika Biztonságtechnika Hiperspektrális adatgyűjtés Hiperspektrális adatelemzés Településüzemeltetési szolgáltató rendszerek

cxx Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Szakinformatika Dr. Faust, Dezső

Recommend Documents