Transcript MCDA_2 ระบบการตัดสินใจเชิงพื้นที่ (Spatial Decision 272KB Jan

ระบบการตัดสิ นใจเชิงพืน้ ที่
(Spatial Decision Support Systems)
นฤเศรษฐ์ ประเสริ ฐศรี , สาธิต แสงประดิษฐ์
บทนา
การประมวลผลร่ วมกันระหว่างขบวนการทาง GIS และเทคนิคการ
วิเคราะห์ และการวิเคราะห์การตัดสิ นใจแบบใช้หลายหลักเกณฑ์ ซึ่งถูกรวมอยูใ่ น
แนวคิดของ MC-SDSS (multicriteria-spatial decision support system)
เรื่ องต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ group SDSSs (GSDSSs), collaborative
spatial decision making (CSDM), spatial knowledge-base systems (SKBSs),
spatial expert systems (SESs), intellegent SDSSs (ISDSSs), and spatial expert
support systems (SESSs) และมีจุดประสงค์เพื่อพัฒนาวิธีการของผูต้ ดั สิ นใจสาหรับ
ปัญหาที่มีรูปแบบกึ่งโครงสร้าง วัตถุประสงค์โดยรวมของ SDSS คือ ให้สามารถมี
การโต้ตอบกันของผูใ้ ช้ดว้ ยระบบคอมพิวเตอร์ที่มีเครื่ องมือสาหรับการวิเคราะห์
เชิงพื้นที่ และมีขอ้ มูลคาอธิบาย และการสร้างแบบจาลองของปัญหาการตัดสิ นใจ
เชิงพื้นที่
INTRODUCTION TO SPATIAL DECISION
SUPPORT SYSTEMS
• บทนาของระบบสนับสนุนการตัดสิ นใจเชิงพื้นที่
– Decision Problem and Decision Support ปัญหาใน
การตัดสิ นใจและข้อสนับสนุนในการตัดสิ นใจ
– Computer-Based Systems for Supporting
Spatial Decision การใช้ระบบคอมพิวเตอร์ ช่วยในการสนับสนุน
การตัดสิ นใจเชิงพื้นที่
Decision Problem and Decision Support
ภาพที่ 1 Degree of Problem structure
โครงสร้ างของระดับการตัดสิ นใจแก้ ปัญหา
• ใช้ตวั ผูต้ ดั สิ นใจเองเพียงอย่างเดียว (Decision
Maker)
• ใช้คอมพิวเตอร์และตัวผูต้ ดั สิ นใจประกอบกัน
(Computer and Decision Maker: DSS)
• ใช้คอมพิวเตอร์เพียงอย่างเดียว (Computer)
รูปแบบของโครงสร้ างการตัดสิ นใจ
• สามารถแบ่งออกเป็ น 3 รู ปแบบ
– การตัดสิ นใจแบบไม่มีโครงสร้างที่แน่นอน (Unstructured
Decisions)
– การตัดสิ นใจที่มีรูปแบบกึ่งโครงสร้าง (Semi-structured
Decisions)
– การตัดสิ นใจที่มีรูปแบบโครงสร้างที่แน่นอน (Structured
Decisions)
ความแตกต่ างของการตัดสิ นใจอย่ างมีรูปแบบและ
อย่ างไม่ มีรูปแบบ
• ข้อมูล (Data) คือ ใช้แสดงสถานะของสิ่ งที่เกิดขึ้นจริ งบนพื้นโลกที่
สัมพันธ์กบั ปัญหา
• ขั้นตอนหรื อกระบวนการ (Procedures) คือ ลาดับขั้นหรื อขั้นตอนในการ
แก้ไขปัญหา
• เป้ าหมายและข้อบังคับ (Goals and constraints) คือ เป็ นวัตถุประสงค์
ของการแก้ไขปัญหา และข้อจากัดในการกาหนดระยะการตัดสิ นใจ
• ยุทธศาสตร์ (Strategies) คือ กระบวนการที่นามาประยุกต์ใช้เพื่อให้
บรรลุตามเป้ าหมาย
องค์ ประกอบของการแก้ ไขปัญหา
• 1. Type I problems: เป็ นโครงสร้างที่มีองค์ประกอบทั้ง 4 อย่าง (data, procedures,
evaluation criteria and constrains, and strategies) อยูภ่ ายใต้การตัดสิ นใจของ
โปรแกรมคอมพิวเตอร์เป็ นหลัก (Tasks performed by computer) เรี ยกว่าระบบการ
ประมวลผล (data processing system (DPS))
• 2. Type II problems: เป็ นปั ญหาแบบกึ่งโครงสร้าง ที่สามารถแก้ปัญหาได้โดยใช้
ระบบสนับสนุนการตัดสิ นใจ (decision support systems (DSSs))
• 3. Type III problems: ปั ญหาในการตัดสิ นใจเป็ นลาดับขั้นและอาศัยความรู ้ดา้ น
วิชาการให้มีความยืดหยุน่ ในการแก้ปัญหาที่สามารถเปลี่ยนรหัสได้ ระบบที่ใช้
แก้ปัญหาชนิดนี้ คือ ระบบผูเ้ ชี่ยวชาญ (expert systems (ESs))
• 4. Type IV problems: เป็ นปั ญหาแบบกึ่งโครงสร้างที่อาศัยความรู ้ดา้ นวิชาการให้มี
ความยืดหยุน่ ในการแก้ปัญหาที่ไม่สามารถเข้ารหัสได้ ระบบที่ใช้แก้ปัญหาชนิดนี้
คือ ระบบสนับสนุนผูเ้ ชี่ยวชาญ (expert support systems (ESSs))
ภาพแสดง Decision problems, computer systems, and problem-solving activities. (Source: Sprague
and Watson 1996.)
การใช้ ระบบคอมพิวเตอร์ ช่วยในการสนับสนุนการตัดสิ นใจ
เชิงพืน้ ที่
• การจาแนกปัญหาของการตัดสิ นใจ และระบบคอมพิวเตอร์ที่ตอบสนอง
(ภาพที่ 2) สามารถที่จะแบ่งระบบสนับสนุนการตัดสิ นใจเชิงพื้นที่ ได้ 4
แบบ คือ
– 1. ระบบการประมวลผลข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial data processing systems
(SDPSs))
– 2. ระบบสนับสนุนการตัดสิ นใจเชิงพื้นที่ (Spatial decision support systems
(SDSSs)
– 3. ระบบผูเ้ ชี่ยวชาญ (Spatial expert systems (SESs))
– 4. ระบบสนับสนุนผูเ้ ชี่ยวชาญ (Spatial expert support systems (SESSs))
SPATIAL DATA PROCESSING SYSTEMS
(ระบบการประมวลผลข้ อมูลเชิงพืน้ ที)่
• จุดประสงค์หลักของระบบการประมวลผลข้อมูลเชิงพืน้ ที่
เพื่อตัดสิ นใจในการแก้ไขปั ญหา คือ
– 1. การรวบรวมเอาปัญหาการตัดสิ นใจมาแสดงเป็ น
แบบจาลองสาหรับที่จะแก้ปัญหา
– 2. รวบรวมเอาวิธีการและเทคนิคต่างๆ สาหรับมาทาการ
วิเคราะห์แบบจาลอง
SDPSs
• ระบบ SDPSs จะไม่สามารถทาให้ยทุ ธศาสตร์มีความยืดหยุน่ ได้ ซึ่งเป็ นสิ่ งหนึ่งที่
แตกต่างจาก SDSSs และ SDPSs ต้ องการปั ญหาที่ชัดเจน มีรูปแบบโครงสร้ างที่
แน่ นอน ในขณะที่ SDSSs ถูกออกแบบมาสาหรับแก้ไขปัญหาแบบกึ่งโครงสร้าง
แต่ท้ งั สองจะเหมือนกันคือ สามารถแสดงข้อมูลในรู ปแบบของระบบ GIS บน
แผ่นกระดาษ และฐานข้อมูล ข้อมูลเชิงสถิติ และระบบโปรแกรมคอมพิวเตอร์
อื่นๆ
• การตัดสิ นใจภายใต้ระบบ GIS จะถูกสมมุติวา่ ปัญหาเป็ นแบบมีโครงสร้างที่
แน่นอนซึ่งใช้ระบบโปรแกรมคอมพิวเตอร์แก้ปัญหา
SPATIAL DECISION SUPPORT SYSTEMS
(ระบบสนับสนุนการตัดสิ นใจเชิงพืน้ ที)่
• แนวคิดของระบบ SDSSs มีการพัฒนาไปพร้อมๆ กับ
ระบบ DSSs ตามคานิยามทัว่ ไปของระบบ DSSs แล้ว
ระบบ SDSSs สามารถโต้ตอบ ออกแบบระบบ
คอมพิวเตอร์ให้สามารถสนับสนุนต่อผูใ้ ช้ หรื อผูใ้ ช้ที่เป็ น
กลุ่ม ให้ได้รับประโยชน์อย่างแท้จริ งในการตัดสิ นใจ ใน
ขณะเดียวกันก็จะแก้ปัญหาที่มีรูปแบบกึ่งโครงสร้างด้วย
จากการศึกษางานวิจยั ที่ผา่ นมาระบบ SDSSs ควรจะมี
ลักษณะที่สาคัญ มีดงั นี้
SDSS
• 1. การออกแบบให้มีความชัดเจนในการแก้ปัญหาโครงสร้างที่มีความ
อ่อนแอ
• 2. มีความน่าเชื่อถือและง่ายต่อการใช้งานในส่ วนของส่ วนต่อประสาน
• 3. สามารถรวมการวิเคราะห์แบบจาลองให้มีความยืดหยุน่ ของข้อมูล)
• 4. สามารถหาแนวทางในการแก้ปัญหาไว้โดยการสร้างทางเลือกไว้เผือ่
• 5. สามารถสนับสนุนการตัดสิ นใจได้หลากหลายรู ปแบบ
• 6. ยอมให้มีการโต้ตอบและย้อนกลับมาแก้ไขปัญหาเดิมได้
SDSS
• ลักษณะของระบบ DSSs ทั้ง 6 ข้อที่กล่าวมา สามารถประยุกต์
รวมเข้ากับแนวคิดของระบบ SDSSs ซึ่งมีลกั ษณะที่สาคัญ
เพิ่มเติมอีก 4 ข้อ คือ
–
–
–
–
1. เปิ ดช่องทางให้มีการนาเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่ได้หลากหลาย
2. ยอมให้มีการแสดงความสัมพันธ์ทางพื้นที่และโครงสร้าง
3. รวมเทคนิคการวิเคราะห์เชิงพื้นที่เข้าไปด้วย
4. เปิ ดช่องทางให้มีการแสดงผลในรู ปแบบฟอร์มได้หลากหลาย
รวมทั้งแผนที่ดว้ ย
โครงสร้ างของระบบ SDSSs
• ประกอบด้วย 3 องค์ประกอบหลัก
– 1. ระบบการจัดการฐานข้อมูล และฐานข้อมูลเชิงภูมิศาสตร์
(Database management system (DBMS) and geographical
database)
– 2. ระบบการจัดการแบบจาลอง และข้อมูลแบบจาลอง
(Model-based management system (MBMS) and model
base
– 3. การสร้างกล่องโต้ตอบและระบบการจัดการ (Dialogue
generation and management systems (DGMS))
ภาพที่ 3 Components of SDSS.
ตาราง component
SPATIAL EXPERT SYSTEMS
(ระบบผู้เชี่ยวชาญเชิงพืน้ ที)่
• ระบบผูเ้ ชี่ยวชาญเชิงพื้นที่ เป็ นระบบที่ใช้คอมพิวเตอร์ในการ
ทางาน ซึ่ งมีวธิ ี การวิเคราะห์และแก้ไขปัญหาให้อย่าง
สมเหตุสมผล มีการลาดับและโอนย้ายความรู้ความชานาญ และ
ให้คาแนะนาคล้ายๆ กับบุคคลผูม้ ีความรู้ความเชี่ยวชาญเป็ น
อย่างดี ซึ่งบางทีจะเรี ยกว่า Spatial Knowledge-Base System
(SKBS) วัตถุประสงค์ของขบวนการนี้เพื่อต้องการแก้ไขปัญหา
เชิงพื้นที่เฉพาะเรื่ องเช่น การแก้ปัญหาการเลือกทีต่ ้ งั โรงงาน
อุตสาหกรรมและร้านค้าขายปลีก การจัดการทรัพยากรธรรมชาติ
และการประเมินภัยพิบตั ิทางธรรมชาติ
SES
• สมมุติฐานโดยทัว่ ไปของระบบ SES คือ เป็ นระบบที่สามารถใช้ผทู้ ี่
ไม่เชี่ยวชาญมาพัฒนาขีดความสามารถในการแก้ไขปั ญหาได้
ลักษณะที่สาคัญของระบบ SES คือ
•
1. สามารถแก้ปัญหาเชิงพื้นที่ได้ดีกว่าบุคคลทัว่ ไปที่จะสามารถ
ทาได้
•
2. ใช้ความเชี่ยวชาญด้านความรู้ภายใต้กฎเกณฑ์หรื อกรอบงาน
•
3. มีปฏิสมั พันธ์กบั ผูต้ ดั สิ นใจ
SES
• ลักษณะเฉพาะของ SES สามารถที่จะให้เหตุผลสมจริ ง และแสดงออกมา
ในรู ปแผนที่ได้ และสรุ ปผลออกมาในรู ปของแบบฟอร์มหรื อแผนที่
ในขณะที่ระบบผูเ้ ชี่ยวชาญ (Expert Systems) จะนาเสนอในรู ปของ
Boolean operations และ SES จะรวม spatial operations เข้าไปด้วย เช่น
“north of”, “with in”, “outside” และ “farther than”
•
ในการพัฒนาของ Expert Systems ขึ้นอยูก่ บั สมมุติฐานของ
Decision-Maker โดยสามารถแสดงได้ในรู ปแบบ ของโครงสร้างแบบ
IF/THEN ซึ่งรู ปแบบ สามารถเขียนอยูใ่ นรู ป
If condition, then add outcome to the context
• โดย Outcome ที่ได้เกิดจาก condition หรื อเงื่อนใขนั้นเป็ นจริ ง Context
คือพื้นที่ที่ได้จากการให้ระบบ เรี ยนรู ้ในเงื่อนไขที่เป็ นจริ ง
SPATIAL EXPERT SUPPORT SYSTEMS
(ระบบสนับสนุนผู้เชี่ยวชาญเชิงพืน้ ที)่
• วัตถุประสงค์เบื้องต้นของ SDSSs และ SESs มีลกั ษณะที่คล้ายกัน เพื่อเป็ น
การพัฒนาคุณภาพในการตัดสิ นใจ แต่อย่างไรก็ตามยังมีขอ้ ที่แตกต่างกัน ใน
ตารางที่ 2 เป็ นการเปรี ยบเทียบระหว่าง SDSSs และ SESs ข้อหลักที่แตกต่าง
กันคือวัตถุประสงค์ของ SDSSs จะมีส่วนสนับสนุนการตัดสิ นใจได้มากกว่า
ผูต้ ดั สิ นใจ จุดศูนย์รวมของ SDSSs จะอยูภ่ ายใต้ขบวนการการตัดสิ นใจซึ่ง
เป็ นการปฏิสมั พันธ์ระหว่างตัวผูต้ ดั สิ นใจกับระบบคอมพิวเตอร์ ในขณะที่
SESs จะมุ่งเน้นไปที่การแนะนาผูใ้ ช้ ภายใต้ความรู ้ของผูเ้ ชี่ยวชาญที่เก็บไว้อยู่
ในระบบ นอกจากนี้ SDSSs จะทาให้ผใู ้ ช้เผชิญหน้ากับปัญหามีความยืดหยุน่
ขึ้น ส่ วนระบบ SESs ผูใ้ ช้ยดื หยุน่ ได้นอ้ ยมากหรื อแทบไม่ได้เลย ลักษณะ
เดียวของ SESs คือใช้ความรู ้ของผูเ้ ชี่ยวชาญทั้งด้านข้อมูลและกฎการ
ภาพที่ 4 Framework for spatial expert support system (SESS).
SESs
• จากโครงข่ายการทางานโดยทัว่ ไปของระบบ SESS ในภาพที่ 4 ระบบ
ES อาจจะถูกรวมเข้าไปด้วย ซึ่งเป็ นอีกหนึ่งองค์ประกอบหลักของ
SDSS เบื้องหลังของแนวคิดนี้เหมะกับผูใ้ ช้ที่ยงั ไม่มีประสบการณ์ ซึ่งจะ
มีความยืดหยุน่ และมีเครื่ องมือที่ตอบสนองต่อการตัดสิ นใจ ดังนั้นการ
ออกแบบระบบ SESS ที่ดีควรจะมีท้ งั accessible และ flexible สาหรับ
ระบบที่สามารถ accessible ผูใ้ ช้สามารถที่จะตรวจสอบและควบคุม
ขบวนการแก้ไขปัญหาได้ ส่ วนเรื่ องของการ flexible ระบบ SDSS
สามารถที่จะเปลี่ยน ข้อมูล วิธีการ เป้ าหมาย เกณฑ์การประเมิน หรื อกล
ยุทธ์แบบง่ายๆ ที่เป็ นจุดสาคัญในกระบวนการแก้ไขปัญหา ได้
SESs
• แต่กม็ ีขอ้ โต้แย้งว่าระบบ SDSSs และ SESs อาจจะ
เปลี่ยนแปลงไปได้ตามเทคโนโลยีที่เปลี่ยนไป การรวม
ระบบ SESs เข้ากับระบบ SDSSs จะสามารถปรับปรุ ง
คุณภาพให้มีประสิ ทธิ ภาพที่ดีข้ ึนได้ท้ งั สองระบบ สิ่ งที่
แตกต่างด้านความสามารถของระบบ SDSSs และ SESs ที่
เกิดจากการรวมกันของสองเทคโนโลยี แสดงใน ตารางที่
3