Казаков В.Г.   Казаков В.В.   Яценко А.С.  

Информационные системы по атомной спектроскопии: от баз данных к системам поддержки принятия решений

Докладчик: Казаков В.Г.

Информирование ученого и инженера данными о спектральных свойствах атомных систем является важнейшей частью обеспечения научных исследований в целом ряде областей: от астрофизики и физики газовых лазеров до элементного анализа и археологии. Традиционное представление таких данных в виде справочных печатных изданий все более уступает место базам данных, опубликованным в Интернет. При этом компьютеризация процесса информационного обеспечения способна не только оперативно обеспечить исследователя актуальной фактической информацией, но открывает целый ряд возможностей более сложной и эффективной поддержки научной деятельности, выражающейся организации на основе баз данных средств анализа, визуализации, моделирования физических явлений. Однако, такое развитие функциональности требует, как правило, решения весьма нетривиальных задач.
 

Так, на информационную систему могут быть возложены функции генерации визуальных образов атомных спектров - диаграмм Гротриана. Однако, их построение является сложной интеллектуальной задачей и до последнего времени осуществлялось специалистами «вручную». Только в последних исследованиях достигнут, наконец, определенный прогресс в автоматизации построения таких визуализаций.
 

Другой актуальной задачей является контроль достоверности информации, размещаемой в спектроскопических базах данных. Эта информация собирается из многих, весьма разнородных, источников, часто – вторичных, что является потенциальным источником различных ошибок. Более того, и сама первичная информация является результатом экспериментальных измерений, имеет относительную достоверность и может противоречить результатам других измерений. Исследователь во многих случаях способен на основе анализа всей совокупности информации, относящейся к какому-либо элементу спектра, делать обоснованные суждения относительно достоверности тех или иных конкретных данных. Это, например, может быть сделано из знания множества физических закономерностей, ограничивающих спектральные характеристики. Однако, попытка создания аналогичной функциональности в информационной системе требует развития специальных алгоритмов интеллектуального анализа и существенного усложнения модели данных системы.


Еще одна интересная задача развития функциональности – автоматизированное нахождение качественных и количественных составов, порождающих спектры, соответствующие полученным экспериментально. Впрочем, она является лишь одной из целой серии задач, для решения которых требуется моделирование физических процессов и явлений, основанное на банках спектральной информации.
Вся описанная функциональность не вполне характерна для традиционного понимания информационной системы как эквивалента системе базе данных, поскольку предполагает развитие сложных инструментов интеллектуального анализа, когнитивной графики, имитационного моделирования и т.д. Скорее такие системы следует характеризовать как системы поддержки принятия решений, отнесённые к областям научной деятельности.
 

НГУ совместно с ИАиЭ СО РАН развивает информационную систему по атомным спектрам «Электронная структура атомов» (http://grotrian.nsu.ru), в которой сделан ряд попыток дополнения стандартной функциональности спектральных баз данных элементами поддержки принятия решений. Полученные результаты обсуждаются в докладе.
 


К списку докладов