Разработка структуры специализированной базы геоданных структуры и базы данных состояния войск для применения в автоматизированных системах управления войсками
Разработка структуры
специализированной базы геоданных структуры и базы данных состояния войск для
применения в автоматизированных системах управления войсками
Введение
Развитие современной армии, как и развитие современного
общества в целом, базируется на внедрении и развитии информационных технологий.
Важнейшей составной частью большинства технологий являются средства обработки
цифровой информации о местности во взаимосвязи с многообразными данными о
противнике и своих войсках.
Цифровое поле боя или электронное поле боя - новый термин,
появившийся в последнее время, охватывает цифровую информацию о местности
непосредственно по полю боя и средства ее эксплуатации в виде собственно самой
ГИС. Электронное поле боя - серьезный качественный скачок в части применения
ГИС для операций. Однако нельзя говорить, что произойдет полная замена бумажных
карт на ЦИМ (цифровая информационная модель). Речь идет лишь о их совместном
использовании и дополнении. Бумажные карты будут востребованы в течение обозримого
будущего, однако командиры, органы управления будут располагать дополнительными
источниками пространственной поддержки принятия решений, ранее доступные только
командующим и стратегическим направлениям.
ГИС дает возможность создавать информационные продукты,
отображающие информацию, точно соответствующую потребностям пользователя. Кроме
того, нельзя не учитывать тот факт, что ГИС системы дают новые возможности
трехмерной визуализации картографической информации, недоступные для бумажных
карт. Трехмерное представление местности из конкретной точки местонахождения
наблюдателя или виртуальный облет местности с нанесенной боевой обстановкой,
даст более полную картину командиру любого звена, чем просто бумажная карта с
нарисованными на ней объектами.
Одно из главных требований к карте военного назначения -
поддержка ситуационного отображения. Карта действует как пространственная
структура, на которую накладывается оперативно-тактическая обстановка, которая
показывает текущее размещение сил и связанных с картой. Бумажная карта не
способна быстро отразить ситуацию. ГИС спасает положение путем передачи по
каналам связи только лишь оверлейных слоев с текущей обстановкой. Причем это
может быть не только список координат, описывающих статус местоположения
объектов, но и элементы, имеющие сложную пространственную структуру и
пространственные отношения (оси движения в виде пространственного графа,
границы с топологией, маршруты, минные поля и т.д.).
При размещении на местах воинских подразделений, они
нуждаются в детальном понимании ландшафта, чтобы провести успешные действия.
Наиболее важные области применения ГИС:
— планирование движения
техники с учетом конкретной боевой обстановки, состояния местности, скрытности,
времени суток, характеристик конкретной боевой техники и т.д.;
— планирование полетов
авиации и беспилотных летательных аппаратов с целью нанесения ударов, перевозки
грузов и личного состава, ведения разведки;
— оптимизация расписания и
маршрутов движения;
— определение наиболее
возможных маршрутов передвижения противника и планирование размещения средств
противодействия.
При разработке специализированной ГИС большую роль играет
разработка классификатора. Классификатор отображает структуру ГИС, от этого
зависит ее функциональность и производительность.
Для успешной разработки классификатора необходимо хорошо
понимать механизмы хранения и визуализации данных. Также для ГИС военной
направленности остро стоит вопрос надежной защиты данных.
Рассмотрению этих вопросов посвящена моя выпускная
квалификационная работа.
1.
Конструкторский раздел
1.1 Анализ способов хранения геоданных в ГИС
Рассмотрим и проанализируем представление и хранение
информации на примере СУБД ArcSDE. Она использует объектно-реляционную модель
данных. Эта модель данных позволяет описывать не только геометрию объектов, но
и их поведение, правила, взаимосвязи с другими классами объектов и объектами
базы геоданных. Эта интеграция поведения с геометрией позволяет создавать более
сложные, расширенные модели ГИС-данных. База геоданных позволяет хранить как
векторные (содержащие до четырех измерений), так и растровые (в виде мозаики
или каталога растров) данные, а также топологические взаимоотношения,
геометрические сети, метаданные, размерности и т.д.
1.1.1 Организация хранения векторных данных
Векторные данные в схеме ArcSDE образуют классы. Под классом
понимается таблица, которой приписывается «поведение». Строки в таблице
соответствуют записям для отдельных объектов, которые имеют свое «поведение» в
ГИС. Например, к классу объектов могут быть отнесены объекты типа «собственник
земельных участков». Пользователь может устанавливать взаимоотношения между
полигональными векторными объектами для земельных участков и объектами класса
собственников.
Каждый объект описывается атрибутами, которые хранятся как
данные в полях таблицы для класса векторных объектов. Атрибуты определяют
стандартные и частные свойства векторных объектов и могут быть численными,
текстовыми или описательными идентификаторами.
Каждый объект на логическом уровне имеет пространственную
привязку - систему наземных координат, в которой представлен набор данных.
Привязка служит для описания реального положения набора данных на земле.
Пространственная привязка включает такие характеристики, как тип
картографической проекции, дату, допустимый диапазон значений координат
(например, для координат x, y или x, y, z).
В схеме ArcSDE существуют подтипы - наборы классов для
отдельных представителей класса векторных объектов. Класс векторных объектов
может содержать векторные объекты, которые имеют одинаковое «поведение» и
одинаковые свойства, но их значение или роль в данной модели могут отличаться.
Векторные объекты в ArcSDE объединяются в наборы -
совокупность классов векторных объектов с одинаковой пространственной
привязкой. Классы векторных объектов в наборе векторных объектов могут быть
организованы в виде сетей или пространственных топологий. Наборы векторных
объектов аналогичны покрытиям, в которых они являются совокупностью связанных
классов векторных объектов, однако, наборы векторных объектов имеют меньше
ограничений и более функциональны, чем покрытия. Наборы векторных объектов
становятся особенно полезными, когда необходимо моделировать пространственно
связанные векторные объекты, такие, например, как производственные сети,
дороги, слои, характеризующие окружающую среду, географические регионы и
т.п.реализует в своей архитектуре геометрические сети - определяемый
пользователем набор классов векторных объектов, которые образуют часть
неразрывной сети, состоящей из краевых элементов, переходов и поворотов.
Набор классов векторных объектов, которые используют общую
геометрию, определяемый пользователем, называется пространственной топологией.
Пространственная топология позволяет использовать один общий набор линий, для
представления геометрии ряда классов векторных объектов. Например, такие классы
объектов, как типы почв, растительность, модель местности и водные объекты,
могут использовать совместно общие границы полигонов. Любое изменение,
внесенное в общую границу, автоматически обновляет коллективно используемые
границы для всех векторных объектов. Классы векторных объектов, которые
участвуют в пространственной топологии, организуются в такие же наборы
векторных объектов.
Для определения допустимых значений для атрибутов в виде
диапазона или набора значений используются домены.
Правила проверки корректности являются одним или более
ограничением, накладываемым на значения атрибутов, топологию или положение
векторных объектов, для обеспечения единства «поведения» векторных объектов.
Например, правила неразрывности накладывают ограничения на места соединений в
сетях.
1.1.2 Организация хранения растровых данных
Базы геоданных могут содержать наборы растровых данных.
Каждый растр представляет изображаемое пространство в виде одинаковых по
размерам элементов или пикселей. Набор растровых данных хранится в виде
двумерной матрицы с определенным значением параметра для каждого элемента
изображения. Каждый элемент изображения имеет одинаковые размеры по высоте и
ширине. Положение (географические координаты) верхнего левого угла сетки вместе
с размерами элемента и числом элементов в строках и столбцах определяет
пространственный экстент растрового набора данных.
Растровые данные представляют собой обособленный класс
данных, используемый в ГИС. ArcSDE обеспечивает возможность работы с достаточно
большим количеством растровых форматов.работает с растровыми данными также
хорошо, как и с векторными. Когда создается бизнес-таблица со столбцом
растрового типа, ArcSDE рассматривает этот столбец как набор растровых данных.
Набор растровых данных может иметь множество изображений, составляющих этот
набор, но геопривязанные изображения не могут соединиться в один растровый слой
с непривязанными изображениями. Информация о растровом столбце, хранится в
одной из системных таблиц ArcSDE, называемой raster_columns.
Растровые наборы данных содержат один или более слоев,
называемые полосами (bands). Например, обычное цветное изображение состоит из
трех полос (красной, зеленой и синей). Изображение цифровой модели местности
(DEM) содержит одну полосу (полутоновое монохромное изображение со значениями
яркости, соответствующими отметкам высот), а многоспектральное изображение
может иметь много спектральных полос.
Каждая полоса растра содержит помимо самих элементов такие
данные, как:
- статистику (минимальное, максимальное и
среднее значение для элементов изображения);
- гистограмму значений яркостей элементов
изображения;
- таблицу значений атрибутов (необязательная
вспомогательная атрибутивная информация о различных значениях элементов
изображения);
- принятую по умолчанию цветовую таблицу
(color map) для отображения растрового изображения (необязательна).
Растровые наборы данных в банке данных пространственной
информации могут занимать очень большие объемы и покрывать большие
географические области, обеспечивая при этом высокое разрешение. Для
обеспечения эффективного доступа и хранения таких данных, растровые данные
автоматически режутся на отдельные фрагменты, и при этом сжимаются. При
загрузке растровых данных, ArcSDE сшивает в мозаику необходимое число таких
фрагментов, чтобы обеспечить покрытие требуемого экстента. При загрузке в
ArcSDE в мозаику можно сшивать изображения с одинаковым разрешением.
Поскольку растровые данные могут покрывать очень большие
площади, то часто будет необходимо использовать вырезанные фрагменты из общего
слоя растровых данных. В ArcSDE можно определять видимый экстент растрового
изображения, чтобы минимизировать время на ожидание получения данных с сервера.
Для ускорения отображения передача данных ограничивается автоматически текущим
экстентом карты.
Для работы с очень большими растрами ArcSDE реализует каталог
снимков - таблицу со ссылками на растровые файлы. Таблица может лежать в базе
данных, а снимки - на файловом сервере. Для ускорения отображения и в целях
экономии места их можно сжать с использованием MrSID.
В ArcSDE можно создавать пирамидальные слои для растровых
данных, которые представляют собой ряд слоев, получаемых из исходного
изображения с понижением разрешения. Каждый слой получается в результате
преобразования (resampling) исходного изображения в изображение с более грубым
пространственным разрешением. Пирамидальные слои используются для ускорения
процесса вывода и отображения растровых изображений в тех ситуациях, когда не
используется максимальное разрешение в изображении, например, при уменьшении
масштаба изображения на экране. Каждый последующий слой пирамид характеризуется
более высокой степенью обобщения.
Когда используется изображение, для которого созданы
пирамидальные слои, ArcSDE автоматически определяет масштаб наиболее
подходящего пирамидального слоя, чтобы использовать его каждый раз, когда
происходит перерисовка изображения на экране.
Для хранения растрового набора данных с созданными
пирамидальными слоями требуется дополнительная память, которая зависит от числа
слоев в пирамиде. Обычно затраты памяти для создания пирамидальных слоев
составляют около 8% от исходного объема. Однако, выигрыш от создания
пирамидальных слоев при работе с большими изображениями, оказывается неизмеримо
большим. Как правило, этот выигрыш начинает сказываться при объеме изображений,
превышающем 100 мегабайт.
1.1.3
Выбор средства для реализации банка данных пространственной информации
Основной задачей банка данных пространственной информации
является обеспечение хранения пространственной (растровой и векторной)
информации, а так же атрибутивной информации пространственных объектов в базе
данных. ArcGIS предоставляет инструментарий для решения данных задач.
Программный продукт ArcSDE представляет собой интерфейс,
позволяющий хранить пространственные данные и управлять ими в выбранной системе
управления базами данных (СУБД).представляет собой открытую систему, которая
работает с различными системами управления базами данных, включая Oracle,
Informix, IBM DB2, Microsoft SQL Server. ArcSDE масштабируется от работы с
базами данных небольших рабочих групп до баз данных крупных предприятий и
позволяет эффективно использовать встроенные в СУБД развитые средства
аутентификации пользователей, резервного копирования и восстановления данных, а
также другие преимущества централизованного хранения и управления базой данных.
При использовании различных баз данных, созданными
организациями или отдельными пользователями, ArcSDE обеспечивает общую модель
хранения географической информации. ArcSDE значительно улучшает характеристики
всей ГИС за счет распределения функций приложения ГИС между сервером базы
данных, клиентом и сервером приложений ArcSDE.
Преимущества ArcSDE:
- многопользовательское редактирование
данных без их блокирования;
- простая возможность решения возникающих
при таком редактировании конфликтов;
- возможность работы с использованием
различными пользователями или группами собственных версий данных;
- автономное редактирование, позволяющее
скопировать часть информации из базы в файл и, произведя правку этого файла,
поместить результаты опять в общую базу;
- возможность для хранения очень больших
объемов как векторных, так и растровых данных с сохранением быстрого доступа к
этим данным, особенно ограниченной выборки из большого объема;
- предоставление функций сервера приложений,
обеспечивающих удаленным клиентам возможность доступа к данным (чтение и
изменение) по сетям общего пользования по протоколу TCP/IP с обеспечением
достаточно высокого уровня защищенности серверной и клиентской сетей (при
установке сетевых экранов);
- работа на различных операционных системах
и на различных СУБД.
1.1.4 Длинные транзакции и альтернативные версии
Стандартное представление данных в СУБД обеспечивает
способность управлять одновременным доступом к данным только на уровне таблиц,
но не обеспечивает выполнение длинных транзакций при внесении изменений в ГИС,
или обработки сценариев типа «что случится, если». ArcSDE дает возможность
осуществлять это с использованием версий.
Главная роль от использования версий сводится к упрощению
практики внесения изменений. Многие операции редактирования в ГИС требуют всего
нескольких минут на выполнение редактирования. Однако есть ряд задач, которые
требуют для выполнения редактирования нескольких часов, дней или даже месяцев.
Выполнение таких длинных транзакций возможно при создании версий. Версии дают
пользователям возможность одновременно создавать несколько независимых
представлений для базы данных, не копируя эти данные. Многие пользователи могут
при этом одновременно вносить изменения в одни и те же векторные объекты или
строки таблиц.
В конце сеанса редактирования, либо при согласовании с
другими версиями отредактированные объекты объединяются в версии-получателе в
базе геоданных. Если один и тот же объект был отредактирован в различных
версиях, возникает конфликт. При такой ситуации ArcSDE выводит специальное
диалоговое окно, которое обеспечивает помощь пользователю в разрешении
конфликта, соответствующие конфликтующие объекты отображаются на карте.
Таким образом, ArcSDE представляет инструментарий,
позволяющий сформировать банк данных геопространственной информации.
1.1.5 Информационная база состояния войск
Информационная база состояния войск предназначена для
хранения в СУБД следующей информации:
- данных о своих восках, войсках иностранных
государств;
- вариантов моделирования обстановки;
данных о типовых и реальных штатных структурах своих
войск и войск иностранных государств;
данных о наличии, состоянии и тактико-технических характеристиках
вооружения, техники, имущества и боеприпасов;
оперативно-тактических нормативов;
оперативно-тактических условных знаков;
схем технических решений.
шаблонов документов;
результатов решения информационно-расчетных задач;
данных о местности;
Базы данных (БД) являются неотъемлемой частью современных
автоматизированных систем управления войсками.
Любая АСУВ использует структуры данных для получения исходных
данных, нормативно справочной информации, хранения результатов работы. Любая
информация, используемая входящими в состав АСУВ информационными и
информационно-расчетными задачами, в соответствии с современной методологией
создания программного обеспечения, должна храниться в БД.
Проблемным вопросом является момент комплексирования
программного обеспечения, и организации обмена данными между
автоматизированными рабочими местами должностных лиц и звеньев управления. Это
обусловлено тем, что программное обеспечение разрабатывается различными
организациями, каждая из которых предоставляет для использования собственные
структуры данных.
Решение этой проблемы заключается в использовании единой базы
данных, с использованием настроек представлений и специально организованных
скриптов для формирования минимально необходимой структуры данных.
По способу физической реализации база данных должна быть
реализована как реляционная база данных.
База данных должна быть описана схемой данных, в которой
необходимо отобразить структуры таблиц, ключевые поля, связи между таблицами.
Структура информационной базы имеет в своей основе
реляционную модель данных. Информация в базе данных хранится в виде отдельных
связанных таблиц. По составу информации можно выделить 4 следующих смысловых
группы таблиц:
данные о своих войсках и войсках противника,
тактико-технические характеристики вооружения, техники и боеприпасы,
стандартные справочники и классификаторы, условные знаки, шаблоны документов,
технические решения, ссылки на дополнительную информацию, представленную
отдельными файлами;
информация для планирования и расчета передвижения войск,
включая построение войск, нормативно-справочные таблицы, данные о местности и
планируемых маршрутах передвижения в выбранном районе, информация для решения
задач оптимизации маршрутов передвижения своим ходом, железнодорожным и воздушным
транспортом, а также связанных задач расчета фортоборудования, горюче-смазочных
материалов, крепления техники, организации комендантской службы;
данные о возможностях, боевом порядке, составе и
укомплектованности формирований своих войск и войск противника, полученные в
результате решения задач оценки. Данные хранятся в виде, обеспечивающим доступ
к ним всем задачам, имеющим потребность в реальной информации о войсках на
выбранный момент времени;
раздел данных о минно-взрывных заграждениях. Эта информация получена
в результате решения задачи сбора и является постоянно пополняемой.
Структура таблицы включает в себя:
описание полей;
ключ;
индексы;
ограничения;
В описании полей для каждого поля задаются:
имя (только латинскими буквами);
тип (для обеспечения совместимости с существующими
приложениями хранения, обработки и отображения информации допускается
использование стандартных типов данных);
размер (в зависимости от типа поля).
Каждая таблица имеет ключевое поле.
Ключ представляет собой комбинацию полей, данные в которых
однозначно определяют каждую запись в таблице.
Индекс, как и ключ, строится по полям таблицы, однако он
может допускать повторение значений составляющих его полей. Поля, по которым
построен индекс, называются индексными. При создании индексы именуются
латинскими буквами. Индексирование таблиц БД реализовано в необходимом для
ускорения обработки запросов масштабе.
Связи между таблицами устанавливаются при участии только
ключевых или проиндексированных полей.
При работе со связанными таблицами разрешается использовать
стандартные процедуры каскадного обновления и удаления данных. При удалении
записи главной таблицы нужно удалять и соответствующие ей записи в подчиненной
таблице (каскадное удаление).
При необходимости включения в базу данных графической
информации необходимо организовать таблицу ссылок, в которой указываются ссылки
на файлы, содержащие такую информацию.
1.1.6 Защита базы данных от несанкционированного
доступа
Остановимся подробнее на рассмотрении вопросов защиты данных.
Комплекс программно-аппаратных средств и организационных (процедурных) решений
по защите информации от несанкционированного доступа (далее НСД) могут включает
следующие четыре подсистемы:
— управления доступом;
— регистрации и учета;
— криптографическую;
— обеспечения целостности.
Защита базы данных означает защиту самих данных и их
контролируемое использование на рабочих ЭВМ сети, а также защиту любой
сопутствующей информации, которая может быть извлечена из этих данных или
получена путем перекрестных ссылок. Когда рассматриваются процедуры защиты
сетевых БД, то данные и их логические структуры представляются двумя различными
способами. Отдельные объекты данных могут быть сами обьектами защиты, но могут
быть организованы в структуры БД (сегменты, отношения, каталоги и т.д.). Защита
таких структур рассматривается в основном при анализе механизмов контроля
доступа. Обеспечение защиты данных на рабочих ЭВМ может быть описано следующим
образом:
. Защита содержания данных объединяет функции,
процедуры и средства защиты, которые предупреждают несанкционированное
раскрытие конфиденциальных данных и информации в БД.
. Средства контроля доступа разрешают доступ к данным
только полномочных объектов в соответствии со строго определенными правилами и
условиями.
. Управление потоком защищенных данных при передаче из
одного сегмента БД в другой обеспечивает перемещение данных вместе с
механизмами защиты, присущими исходным данным.
. Предотвращение возможности выявления (prevention of
inference) конфиденциальных значений из данных, содержащихся в регулярных или
статистических БД, в результате выявления статистически достоверной информации.
. Контроль согласованности при использовании БД
предполагает процедуры, которые обеспечивают защиту и целостность отдельных
элементов-данных, в частности их значений (зависимость от значений). Успешная
реализация таких процедур означает, что данные в БД всегда логически связаны и
значения критических данных передаются от узла к узлу только при наличии
специальных полномочий.
. Контекстная защита данных, характерная для схем
защиты динамических БД, также должна быть включена в состав процедур защиты БД.
В этом случае защита отдельного элемента БД в каждый данный момент времени
зависит от поведения всей системы защиты, а также предшествующих операций,
выполненных над этим элементом (зависимость от предыстории).
. Предотвращение создания несанкционированной
информации предполагает наличие средств, которые предупреждают, что объект
получает (генерирует) информацию, превышающую уровень прав доступа, и
осуществляет это, используя логическую связь между данными в БД.
Следует отметить, что применение криптографических методов
способно существенно повысить стойкость защиты баз данных от
несанкционированного доступа. Задача криптографической защиты БД существенно
отличается от криптозащиты информации в рамках обычной файловой системы по
следующим причинам:
. Возникает задача проектирования защиты информации с
учетом СУБД либо путем встраивания защитных механизмов в СУБД, либо в виде
внешних защитных оболочек (для систем, работающих без функций защиты).
. Файлы БД - это файлы определённой структуры.
Пользователи могут иметь доступ к информации только из определенных частей БД,
то есть возникает задача ранжирования прав доступа (избирательной защиты) внутри
файла БД.
. Размер шифруемой информации в файле БД в общем
случае произволен и ограничен только структурой БД. Для более полной защиты
необходимо ввести следующие уровни:
а) Регистрация и аутентификация пользователей, ведение
системного журнала. Идентификацию и аутентификацию пользователей можно
проводить следующими способами:
— по индивидуальному
паролю, вводимому с клавиатуры;
— с помощью ключевой
дискеты;
— с помощью электронного
ключа;
— другие способы.
В системном журнале регистрируются любые попытки входа в
систему и все действия оператора в системе.
б) Определение прав доступ к информации БД для
конкретного пользователя (авторизация пользователя) при обращении к СУБД. Все
действия пользователя протоколируются в системном журнале. Определение полномочий
пользователя при доступе к БД происходит на основе анализа специальной
информации - списка пользователей с правами доступа, которая формируется
администратором БД, исходя из принципа минимальных полномочий для каждого
пользователя. Это второй этап процедуры авторизации пользователя. На этом
уровне происходит конфигурация БД под полномочия конкретном пользователя.
Пользователю предоставляется в виде как бы отдельной базы та часть БД, доступ к
которой ему разрешен администратором. Все обращения вне этой части должны
блокироваться системой. В этом случае пользователь работает с виртуальной
«личной» БД.
в) Непосредственный доступ к БД. На этом уровне для
повышения защищенности системы в целом целесообразно использовать зашифрование
/ расшифрование отдельных объектов БД. Ключи для шифрования можно определять
исходя из идентификатора пользователя и его полномочий, то есть «паспорта»
пользователя. При создании базы данных вводится дополнительное поле, в котором
записывается уровень конфиденциальности данной записи. Информация БД шифруется
и хранится на диске в зашифрованном виде. В каталоге СУБД создается БД,
представляющая из себя регистрационную книгу, где содержится следующая
информация: имя или код пользователя, пароль, уровень доступа. Данный файл и управляющая
программа также шифруются. Создается и запускается управляющий файл. К
недостаткам данной реализации относятся:
— возможность удаления и
модификации управляющего файла;
— при некорректном
завершении на диске может остаться файл базы данных в явном виде. Для
надежности после работы желательно «затирать» пустые места на диске, чтобы при
НСД невозможно было восстановить не кодированный файл с помощью дисковых
утилит, хотя это дополнительная трата времени.
В заключение следует отметить, что при разработке механизмов
защиты БД следует помнить о некоторых их особенностях:
— в БД объекты могут
представлять собой сложные логические структуры, определенное множество которых
может отображаться на одни и те же физические объекты;
— возможно существование различных
требований по защите для разных уровней рассмотрения - внутреннего,
концептуального и внешнего для БД;
— защита БД связана с
семантикой данных, а не с их физическими характеристиками.
1.2 Разработка классификатора базы геоданных
ГОСТ Р 51606-2000 «Карты цифровые топографические. Система
классификации и кодирования цифровой картографической информации. Общие
требования» устанавливает общие требования к системе классификации и
кодирования цифровой картографической информации, а также к классификаторам
объектов цифровых топографических карт масштабов 1:10000, 1:25000, 1:50000,
1:100000, 1:200000, 1:500000, 1:1000000.
Положения данного стандарта подлежат применению
расположенными на территории Российской Федерации учреждениями, организациями и
предприятиями независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности,
имеющими лицензию Федеральной службы геодезии и картографии России на
изготовление и распространение цифровых топографических карт, соответственно
должны быть учтены при разработке Системы.
Прежде, чем перейти к системе классификации и кодирования
цифровой картографической информации, необходимо определить следующие термины:
Классификатор объектов цифровых топографических карт - это
нормативный документ, представляющий систематизированный свод наименований и
кодовых обозначений объектов ЦТК, их признаков и значений признаков,
классифицированных и кодированных в соответствии с принятой системой
классификации и кодирования объектов ЦТК;
Кодирование объектов цифровых топографических карт - это
присвоение объектам ЦТК, их признакам и значениям этих признаков символьных
обозначений в соответствии с определенными правилами, которые обеспечивают
возможность их выделения из множества данных;
Кодовое обозначение объекта цифровой топографической карты -
это совокупность кода объекта ЦТК, номера этого объекта в массе однотипных,
кодов характерных для данного объекта признаков и кодов значений этих
признаков;
Система классификации и кодирования объектов цифровых
топографических карт - это свод правил и конкретных указаний, определяющих
порядок классификации и кодирования объектов ЦТК, а также признаков указанных
объектов и их значений.
Система классификации и кодировании цифровой картографической
информации охватывает все объекты ЦТК, основные и дополнительные признаки
(характеристики) этих объектов, и предполагает использование единого (общего)
классификатора для ЦТК масштабов 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000, 1:200000,
1:500000 и 1:1000000. Система разработана с учетом принципов, использованных
при формировании содержания топографических карт, включая их математическую
основу, условные знаки и справочную информацию. Система классификации объектов
ЦТК и созданные в соответствии с ней классификаторы однозначно определяют
принадлежность всех подлежащих классификации объектов ЦТК к классификационным
группировкам. При распределении объектов ЦТК на классификационные группировки
используется иерархический метод классификации.
Система классификации объектов ЦТК позволяет использовать ее
для решения как картографических (производственных и научно-исследовательских),
так и пользовательских задач, предполагающих использование цифровой
картографической информации. Система классификации не ориентирована на решение
одной задачи (группы задач) в ущерб другим задачам.
Классификационные группировки объектов ЦТК созданы
вложенными, т.е. целиком входят одна в другую. Пересечение (неполное вхождение)
группировок отсутствует.
Объекты ЦТК, которые отображают особенности топографической
карты, обусловленные графическим представлением картографической информации,
включены в систему классификации в виде отдельных классификационных
группировок.
1.2.1 Общее представление о доменах
Значения атрибутивных характеристик могут быть сформированы с
использованием классификаторов и справочников. Такие характеристики образуют
домены.
Домен атрибутов - справочная таблица, в которой приведены
допустимые значения кодов для атрибутов объектов. Домен атрибутов предназначен
для ограничения перечня допустимых значений, которые можно использовать для
атрибутивных характеристик объектов ЦТК в. Домен атрибутов может включать как
непосредственно значения, так и правила для их получения.
Главными свойствами домена являются:
. название домена - предназначено для однозначной
идентификации домена атрибутов в Системе;
. тип данных, используемый для атрибутивной
характеристики объекта ЦТК. Предусмотрены следующие типы данных:
- Short - целый тип short имеет
размер 2 байта и, соответственно, позволяет выразить множество значений равное
2 в степени 16: 2^16=65 536. Так как тип short является знаковым и содержит как
положительные, так и отрицательные значения, то диапазон значений находится
между от минус 32 768 до 32 767;
- Long - целый тип, имеет
размер 8 байт (64 бита). Минимальное значение минус 9 223 372 036 854 775 808,
максимальное значение 9 223 372 036 854 775 807;
- Float - дробный тип, имеет
размер 8 бит для хранения целой части и 23 бита для хранения дробной части.
Минимальное значение 1.175494351 E минус 38, максимальное значение 3.402823466
E + 38;
- Double - дробный тип, имеет
размер 11 бит для хранения целой части и 52 бита для хранения дробной части.
Минимальное значение 2.2250738585072014E минус 308, максимальное значение
1.7976931348623158 E + 308;
- Text - набор строковых
символов;
- Date - дата и время.
. тип домена, может быть следующим:
- домен диапазона значений - используется
для задания диапазонов допустимых значений при использовании числовых типов.
Пример: любые дробные числа от минус 10 до 10;
- домен значений - определяет допустимый
набор значений, которые могут принимать атрибут любого типа. Пример: целые
числа: 1, 5, 10.
1.2.2 Домены атрибутов
По результатам информационного обследования сформирован
список доменов геоинформационной системы (табл. 1.1).
Табл. 1.1 Перечень используемых в геоинформационной системе
доменов
|
№
|
Наименование
домена
|
Назначение
|
|
Политико-административное
значение
|
Определяет
перечень допустимых значений для политико-административной принадлежности
пространственного объекта
|
|
Сквозной
топографический классификатор
|
Определяет
перечень допустимых типов пространственных объектов в соответствии с
кодификатором пространственных объектов
|
|
Состояние
объекта
|
Определяет
перечень допустимых состояний пространственных объектов
|
|
Материал
покрытия
|
Определяет перечень
допустимых значений для материала покрытия пространственного объекта
|
|
Типы зон
опасных геологических процессов
|
Определяет
перечень допустимых значений для типов зон опасных геологических процессов
|
|
Классификатор
валют
|
Определяет
перечень допустимых значений для наименований валют
|
|
Тип высоты
|
Определяет
перечень допустимых значений для типа высоты
|
|
Вид добываемого
сырья
|
Определяет
перечень допустимых значений для видов добываемого сырья
|
|
Форма
собственности складских объектов
|
Определяет
перечень допустимых значений правовой формы собственности складских помещений
|
|
Функциональное
назначение
|
Определяет
перечень допустимых значений функционального предназначения пространственного
объекта
|
|
Функциональные
особенности поселения
|
Определяет
перечень допустимых значений для типа поселения
|
|
Функциональное
назначение складского объекта
|
Определяет
перечень допустимых значений для типа складских объектов
|
|
Характер грунта
|
Определяет
перечень допустимых значений для типов грунтов
|
|
Расположение
объекта
|
Определяет
перечень допустимых значений для способа расположения пространственного
объекта
|
|
Класс склада
|
Определяет
перечень допустимых значений для класса функционального назначения складского
помещения
|
|
Категория
земель
|
Определяет
перечень допустимых значений для категорий земель
|
|
Использование
земельного участка
|
Определяет
перечень допустимых значений для видов использования земельного участка
|
|
Материал
сооружения
|
Определяет
перечень допустимых значений материалов сооружений
|
|
Навигация
|
Определяет
перечень допустимых значений для типов водных водоемов относительно навигации
|
|
Единицы
измерения площади
|
Определяет
перечень допустимых значений для единиц измерений площади
|
|
Характер
растительности в кварталах
|
Определяет
перечень допустимых значений для определения растительности в квартале
|
|
Градация
численности населения
|
Определяет
перечень допустимых градаций численности населения в населенном пункте
|
|
Тип поста
|
Определяет
перечень допустимых значений типов постов
|
|
Заповедники и
заказники
|
Определяет
перечень допустимых значений названий заповедников и заказников
|
|
Тип права или
обременения
|
Определяет
перечень допустимых значений типов права и обременения
|
|
Тип
водохранилища
|
Определяет
перечень допустимых значений для типов водохранилищ
|
|
Статус объекта
недвижимости
|
Определяет
перечень допустимых значений для статусов объектов недвижимости
|
|
Статус
земельного участка
|
Определяет
перечень допустимых значений для статусов земельных участков
|
|
Продукт
транспортировки
|
Определяет
перечень допустимых значений для пунктов транспортировки жидкостей /
материалов
|
|
Техническое
оснащение
|
Определяет
перечень допустимых значений для видов технического оснащения
|
|
Тип складской
площадки
|
Определяет
перечень допустимых значений для типов складских площадок
|
|
Способ
передвижения
|
Определяет
перечень допустимых значений для способов перемещения
|
|
Тип сервитута
|
Определяет
перечень допустимых значений для сервитутов
|
|
Сопутствующая
растительность
|
Определяет
перечень допустимых значений для сопутствующей растительности
|
|
Вид растительности
|
Определяет
перечень допустимых значений для видов растительности
|
|
Тип
растительности
|
Определяет
перечень допустимых значений для типов растительности
|
|
Вид объекта
недвижимости
|
Определяет
перечень допустимых значений видов объекта недвижимости
|
|
Вид
материальных потоков
|
Определяет
перечень допустимых значений для материалов потолков
|
|
Наличие внешних
транспортных связей
|
Определяет
перечень допустимых значений для определения внешней транспортной связи
|
|
Качественные
характеристики воды
|
Определяет перечень
допустимых значений для характеристики качества воды
|
|
Градация ширины
объектов по шкале
|
Определяет
перечень допустимых значений для градации ширины объекта по шкале
|
|
Горизонтальное
выравнивание
|
Определяет
перечень допустимых значений, используемых для описания горизонтального
выравнивания
|
|
Вертикальное
выравнивание
|
Определяет
перечень допустимых значений, используемых для вертикального выравнивания
|
Табл. 1.2. Перечень доменов используемых в информационной
базе состояния войск
|
№
|
Наименование
домена
|
Назначение
|
|
1
|
Вид военного
недвижимого объекта
|
Определяет вид
военного недвижимого объекта
|
|
2
|
Вид войскового
формирования
|
Определяет вид
войскового формирования
|
|
3
|
Уровень
войскового формирования
|
Определяет
численность войскового формирования
|
|
4
|
Вид наземной
военной техники
|
Определяет вид
наземной военной техники
|
|
5
|
Вид надводной
военной техники
|
Определяет вид
надводной военной техники
|
|
6
|
Вид подводной
военной техники
|
Определяет вид
подводной военной техники
|
|
7
|
Вид воздушной
военной техники
|
Определяет вид
воздушной военной техники
|
|
8
|
Состояние
территории военных действий
|
Определяет
состояние территории военных действий
|
|
9
|
Вид боевых
действий
|
Определяет вид
боевых действий
|
|
10
|
Перечень задач
противника
|
Определяет
перечень задач противника
|
|
11
|
Перечень задач
своих войск
|
Определяет
перечень задач своих войск
|
|
12
|
Боеприпасы для
единицы техники
|
Определяет
боеприпасы для единицы техники
|
|
13
|
Перечень
назначений подразделений
|
Определяет
перечень назначений подразделений
|
|
14
|
Перечень
наименований должностей
|
Определяет
перечень наименований должностей
|
|
15
|
Информация о
составе войсковых формирований
|
Определяет
информация о составе войсковых формирований
|
|
16
|
Перечень
наименований техники иностранных государств
|
Определяет
перечень наименований техники иностранных государств
|
|
17
|
Состав
войсковых формирований иностранных государств
|
Определяет
состав войсковых формирований иностранных государств
|
|
18
|
Техника
войсковых формирований иностранных государств
|
Определяет
технику войсковых формирований иностранных государств
|
|
19
|
Глубина
распространения первичного облака паров и аэрозоля БТХВ (боевое токсичное
химическое вещество)
|
Определяет
глубину распространения первичного облака паров и аэрозоля БТХВ (боевое
токсичное химическое вещество)
|
|
20
|
Глубина
распространения вторичного облака БТХВ
|
Определяет
глубину распространения вторичного облака БТХВ
|
|
21
|
Объект
водохранилище
|
Информация об
объекте водохранилище
|
|
22
|
Объект плотина
|
Информация об
объекте плотина
|
|
23
|
Объект канал
|
Информация об
объекте канал
|
|
24
|
Объект озеро
|
Информация об
объекте озеро
|
|
25
|
Объект река
|
Информация об
объекте река
|
|
26
|
Объект участок
реки
|
Информация об
объекте участок реки
|
|
27
|
Объект брод
|
Информация об
объекте брод
|
|
28
|
Объект
автодорога
|
Информация об
объекте автодорога
|
|
29
|
Объект участок
автодороги
|
Информация об объекте
участок автодороги
|
|
30
|
Объект мост
|
Информация об
объекте мост
|
|
31
|
Объект тоннель
|
Информация об
объекте тоннель
|
Домены типа вид военной техники определяют, к какому виду
военной техники относится данный объект, например - танки, самоходные артиллерийские
установки и т.д.
Такие характеристики боевой техники, как скорость, дальность
огня, дальность хода без дозаправки, количество членов экипажа и т.д.
указываются в значениях атрибута для каждого вида техники. Эти данные помогут
произвести анализ ситуации и моделирование вероятного дальнейшего развития
событий на поле боя.
1.3 Описание методов визуализации геоданных
В зависимости от способа представления пространственной
информации визуализацию можно подразделить на:
- 2D представление пространственной
информации. Данный способ представления характерен для картографической
информации или электронных карт;
Основные понятия ГИС тесно связаны с электронными картами и
их содержанием. Электронная карта представляет собой набор элементов
расположенных в определенном порядке на странице. Главными элементами
электронной карты являются фрейм карты, содержащие слои электронной карты,
масштабную линейку, указатель на север (стрелка), заголовок, текст описания, а
также символы легенды. Фрейм карты обеспечивают отображение географической
информации, во фрейме географические сущности представлены в виде ряда слоев
карты, которые составляют наполнение карты (рис. 1).
Рис. 1. Карта как набор картографических слоев
Картографические слои представляют информацию с помощью:
- дискретных пространственных объектов,
представленных коллекцией точек, линий и полигонов;
- аэрофотосъемки или спутниковых
изображений, которые занимают определенную часть карты;
- непрерывные поверхности, такие как рельеф,
который может быть представлен несколькими способами, например, в виде набора
горизонталей и точек высот.
Для 2D и 3D визуализации дискретных пространственных объектов
в Системе применяются следующие слои пространственных данных:
. слои политико-административного деления:
- политико-административные границы;
- пограничные знаки;
- политико-административные единицы;
. слои населенных пунктов:
- адреса домов, строений;
- строения (линии);
- строения (точки);
- строения (полигоны);
- структура поселения;
- населенные пункты (точки);
- населенные пункты (полигоны);
. слои производственной и социальной инфраструктуры:
- линии связи и электропередачи;
- пункты и сооружения связи (точки);
- пункты и сооружения связи (полигоны);
- производственные и социальные объекты
(линии);
- производственные и социальные объекты
(точки);
- производственные и социальные объекты
(полигоны);
- трубопроводы и коммунальные сети (линии);
- объекты обслуживания трубопроводов и
коммунальных сетей (точки);
- объекты обслуживания трубопроводов и
коммунальных сетей (полигоны);
. слои геодезической основы:
- пункты геодезической сети;
- грунты (точки);
- грунты (полигоны);
- географическая сетка;
- номенклатурные листы;
. слои гидрографии и сопутствующих объектов:
- дополнительные объекты гидрографии
(линии);
- дополнительные объекты гидрографии
(точки);
- дополнительные объекты гидрографии
(полигоны);
- изобаты;
- отметки глубин;
- гидрография (линии);
- гидрография (точки);
- гидрография (полигоны);
- гидротехнические объекты (линии);
- гидротехнические объекты (точки);
- гидротехнические объекты (полигоны);
. слои транспортной инфраструктуры:
- транспортные сооружения (линии);
- транспортные сооружения (точки);
- транспортные сооружения (полигоны);
- автодороги и пути;
- сооружения при автодорогах (точки);
- сооружения при автодорогах (полигоны);
- железные дороги и пути;
- сооружения при железных дорогах (точки);
- сооружения при железных дорогах
(полигоны);
. Рельеф суши:
- отметки высот на искусственных объектах;
- рельеф (линии);
- рельеф (точки);
- рельеф (полигоны)
- горизонтали;
- отметки высот;
. Растительность и грунты:
- растительность (линии);
- растительность (точки);
- растительность (полигоны);
- просеки;
- просеки и лесные кварталы (полигоны);
- локализованные характеристики лесных
кварталов;
- грунты (точки);
- грунты (полигоны);
. Технические объекты:
- технические объекты точечные;
- технические объекты линейные;
- технические объекты полигональные.
Для представления тематической информации в подсистеме
используются следующие тематические слои:
- карты природных явлений: геологические,
почвенные, природного районирования, охраны природы и другие;
- карты кадастровых систем (для решения
социально-экономических вопросов владения и пользования): земельного, карты
сооружений (нефтепроводы, газопроводы, линии электропередач и т.д.) и другие;
- карты экологической обстановки, сооружений
инженерной защиты, опасных процессов и др. явлений;
- карты тематических слоев по направлениям
анализа строительства олимпийских объектов и сооружений;
- карты тематических слоев по направлениям
анализа транспортной инфраструктуры, включая граф дорожной сети;
- карты тематических слоев по направлениям
анализа инженерных сетей;
- карты социальной инфраструктуры;
- карта электронной адресно-справочной системы.
1.3.1 2D представление пространственной
информации
Для визуализации аэрофотосъемки или спутниковых изображений
должны быть сформированы мозаики снимков.
Слитые ортотрансформированные фотоизображения являются
основным материалом для интерпретации объектов лазерной съемки и дешифрирования
объектов для составления векторных топопланов, создаваемых в соответствии с
требованиями «Классификатора топографической информации (информация,
отображаемая на картах и планах масштабов 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000,
1:10000)» ГУГК СССР, 1986.
Рассмотрим решение задач дистанционного зондирования земли на
примере программного продукта ArcGIS Engine Runume. С его помощью
предоставляются широкие возможности по загрузке, анализу и организации
многопользовательского доступа к изображениям.
Отображение на экране изображений большого размера серьезно
сказывается на производительности системы, поскольку иногда необходимо
оперировать сотнями мегабайт или даже гигабайтами информации. Соответственно,
чтобы отобразить целиком изображение размером в несколько гигабайт придется
ждать, пока будет считан и обработан весь необходимый объем данных. Чтобы
ускорить загрузку и визуализацию изображений в Системе применяется технология
пирамидных слоев (рис. 2).
Рис. 2. Пирамидальные слои для растровых изображений
При заданном уровне масштаба отображается не исходное
изображение, а его копия, с разрешением, уменьшенным в соответствующее
количество раз. Пирамидные слои вычисляются один раз, хранятся вместе с
изображением и подгружаются в зависимости от текущего масштаба изображения. Это
увеличивает общий объем данных примерно на треть, но зато многократно ускоряет
их отображение.
При выводе изображения на экран, который представляет собой
матрицу пикселей с определенным разрешением, возникает проблема, куда отнести
пиксель изображения, который попадает на несколько пикселей экрана. При
отображении растров, позволяет выбрать один из трех методов передискретизации:
ближайшего соседа, билинейной интерполяции и кубической интерполяции.
Для улучшения восприятия, кроме изменения яркости, контраста
и прозрачности Система предоставляет богатый инструмент по применению различных
преобразований гистограмм (растяжка, эквализация или выравнивание и т.д.). Эти
инструменты не изменяют реальные значения пикселей изображения и служат только
для улучшения визуального восприятия изображений.
Координатная привязка (трансформирование) осуществляется с
помощью набора инструментов «Геопривязка» (Georeferencing). В случае привязки
космических снимков модели сенсоров не учитываются, осуществляется только
трансформирование по опорным точкам методом полиномов или сплайн-интерполяцией.
Ортотрансформированием называется исправление искажений снимка, связанных с
рельефом местности. Ортотрансформирование может быть применено к растрам,
имеющим заранее известные RPC-коэффициенты (т.н. коэффициенты рациональных
полиномов, обычно они хранятся в виде отдельного файла). Также, необходима
цифровая модель рельефа местности. Связующие точки не требуются.
Ортотрансформирование может быть применено «на лету», а также к набору растров
(raster dataset) при его создании или обновлении.
Система поддерживает чтение самых распространенных алгоритмов
компрессии, в том числе LZW, Packbits, RLE. Сохранять изображения можно с
использованием трех алгоритмов: LZ77 (без потерь), JPEG (с потерями), JPEG2000
(с потерями/без потерь). LZ77 обычно используется как алгоритм по умолчанию.
Данные, записанные в формате MrSID, доступны для чтения без ограничений. Также,
можно экспортировать изображение в этот формат, если его размер не превышает 50
мегабайт. Для экспорта изображений большего размера необходима дополнительная
лицензия или специализированное программное обеспечение от компании LizardTech.
Система поддерживает базовые операции с растровыми
изображениями.
Инструмент Clip обеспечивает возможность вырезать фрагмент
растра (рис. 3). Обрезка может производиться по заданным координатам углов
прямоугольника, а также с помощью графики или существующих растровых или векторных
слоев.
Рис. 3 Вырезание фрагмента растра
Инструмент Composite bands позволяет объединить отдельные
растры в многоканальное изображение или, наоборот, вырезать отдельные слои из
существующего многоканального изображения. На (рис. 4) приведен пример
объединения трех отдельных каналов в одно многоканальное изображение и его
визуализация с помощью цветовой схемы RGB.
Рис. 4. Объединение отдельных каналов в многоканальное
изображение
Инструмент Resample изменяет пространственное разрешение
растра в заданное количество раз (рис. 5).
Рис. 5. Изменение разрешения растра
Если на одну и ту же территорию имеется привязанное
многоканальное изображение, а также панхроматическое, но с более высоким
разрешением, то с помощью алгоритмов, которые объединены под общим названием
pan-sharpening, в Системе можно синтезировать новое многоканальное изображение
с разрешением исходного панхроматического, другими словами улучшить
пространственное разрешение.
На рисунке представлен пример слияния панхроматического и
многозонального изображения (SPOT) (рис. 6).
Рис. 6. Улучшение разрешающей способности растра
Необходимо учитывать, что при использовании данной операции
искажается исходная спектральная информация многоканального изображения.
Для хранения растровой информации предусмотрена возможность
формирования каталога растров. Каталог растров является частью базы геоданных и
предназначен, прежде всего, для хранения больших объемов растровых данных. В
каталоге могут храниться сотни или тысячи изображений с разным пространственным
и спектральным разрешением, различным количеством каналов. Представлен пример
каталога растров (рис. 7).
Рис. 7. Каталог растров
Растровые изображения могут быть объединены в мозаики и
храниться в базе геоданных в виде наборов растров (raster dataset). В отличие
от растрового каталога, данные объединяемые в мозаику, должны иметь одинаковое
количество каналов. Желательно также близкое пространственное разрешение.
Особенностью наборов растров является возможность добавлять новые изображения
без пересчета всей мозаики (кроме персональных баз геоданных).
Изображения, которые объединяются в мозаику (рис. 8), могут
иметь различные яркостные характеристики (яркость, контраст, распределение
яркостей по площади изображения), поэтому для получения мозаики без заметных
линий сшивки необходима обработка областей перекрытия изображения. Она может
быть проведена с помощью нескольких алгоритмов: вычисление
среднеарифметического значения, выбор максимального или минимального значения,
смешение (Blend), выбор пикселя того изображения, которое указано первым или
последним в списке загружаемых в мозаику.
Рис. 8. Мозаика растров
Система предоставляет богатый инструментарий по работе с
растровыми изображениями.
При заданном уровне масштаба отображается не исходное
изображение, а его копия, с разрешением, уменьшенным в соответствующее
количество раз. Пирамидные слои вычисляются один раз, хранятся вместе с
изображением и подгружаются в зависимости от текущего масштаба изображения. Это
увеличивает общий объем данных, но зато многократно ускоряет их отображение.
При выводе изображения на экран, который представляет собой
матрицу пикселей с определенным разрешением, возникает проблема, куда отнести
пиксель изображения, который попадает на несколько пикселей экрана. При
отображении растров, позволяет выбрать один из трех методов передискретизации:
ближайшего соседа, билинейной интерполяции и кубической интерполяции.
Для улучшения восприятия, кроме изменения яркости, контраста
и прозрачности Система предоставляет богатый инструмент по применению различных
преобразований гистограмм. Эти инструменты не изменяют реальные значения
пикселей изображения и служат только для улучшения визуального восприятия
изображений.
1.3.2 3D представление
пространственной информации
Основное предназначение 3D визуализации - это
отображение пространственных данных, приближенное к реальности, сформированное
на основе 2D
представления. Например, обычный двумерный слой зданий может быть представлен
как набор трёхмерных фигур, которые получаются за счёт «выдавливания»
многоугольников вверх на некоторую высоту, задаваемую в атрибуте высоты зданий
(рис. 9). Этот способ еще называют псевдотрехмерным, т.к. этот основан на том,
что создается структура данных, в которых значение третьей координаты Z (обычно высота) каждой
точки (X,
Y) записывается в качестве
атрибута.
Рис. 9. Строения сформированы методом выдавливания
многоугольников на заданную высоту
Для повышения реалистичности поверхностей на них обычно
«натягивают» некоторые растровые изображения, например аэрокосмоснимки
местности или сканированные карты.
Представление пространственных объектов в слое задается с
использованием большого набора текстур и 3D объектов, для точечных, линейных и
полигональных объектов, которые могут использоваться, для улучшения отображения
и придания реалистичности. Среди таких стилей:
- 3D дома;
- 3D небоскребы;
- 3D индустриальные здания и оборудование;
- 3D базовые фигуры;
- 3D уличная оснастка (знаки, фонари,
скамейки);
- 3D деревья и растения;
- 3D машины;
- и другие.
При 3D визуализации возможно отображения трехмерных моделей в
формате 3D studio, SketchUp, примеры можно увидеть на рис. 10 и рис. 11.
Рис. 10. Трехмерная модель олимпийского парка
Рис. 11. Трехмерная модель санно-бобслейной трассы
Для представления непрерывной поверхности, такой как рельеф,
пользуются регулярными и нерегулярными моделями.
Регулярная сеть (GRID) представляет собой решётку,
используемую для разбиения земной поверхности на ячейки в регулярно-ячеистом
представлении рельефа. Данная модель обработки соответствует модели
представления данных в виде матрицы высот. В случае регулярной сетки
структурной единицей хранения данных является одна ячейка, координаты
(абсцисса, ордината, аппликата) содержатся в узлах сети.
Триангуляционная нерегулярная сеть (TIN - Triangulated
Irregular Network) является системой неравносторонних треугольников, построение
производится согласно триангуляции Делоне. Моделью представления рельефа, построенного
по TIN, является многогранная поверхность. Информация содержится в
вершинах треугольников (рис. 12).
Рис. 12. Триангуляционная нерегулярная сетка
TIN-модель создаётся по информации опорных
точек, структурных линий и площадей заполнения постоянным значением.
Различаются следующие типы структурных линий:
линии гладкого перегиба - линейные объекты гидрографии;
линии негладкого перегиба - хребты, водоразделы;
линии разрыва, вдоль которых происходит смещение поверхности
по высоте, - обрывы.-модель даёт возможность
использовать переменную плотность исходных точек в зависимости от изменений
рельефа, что позволяет создать эффективную и точную модель поверхности (рис. 13).
В построении TIN-модели используются также и другие
пространственные объекты, уточняющие структуру рельефа - хребты, линии
водотока, водные поверхности с постоянной высотой. Пространственные трёхмерные
объекты могут иметь также и искусственное происхождение, например
автомагистрали.
Рис. 13. 3D визуализация. Модель TIN
Разработчики INPHO убеждены, что наибольшую точность
построения модели рельефа для экологических целей обеспечит гибридный алгоритм,
разработанный на основе передовых методов объединения классического GRIDа с
совокупностью структурных линий (рис. 14).
Рис. 14. Гибридная модель обработки: 1 - река,
2 - промоина
При этом данные о значениях отметок будут сформированы не
только в узлах регулярной сетки, но и в местах пересечения сетки со
структурными линиями.
Помимо очевидных преимуществ модели TIN имеют и свои
недостатки. Их создание и пересчет достаточно трудоёмки. Стоимость получения
качественных исходных может быть высокой, а их обработка требует больше времени
и ресурсов, чем в случае гридов.обычно используются в приложениях, где
применяются региональные и мелкомасштабные представления, в то время как ТINы -
для более детального крупномасштабного моделирования. GRID применяется, если
пространственная точность исходных данных невысока или если не нужно точное
представление линейных объектов типа дорог или потоков. Если исходные данные
очень точны, и необходимо сохранить их точность, либо надо отображать линейные
объекты - целесообразно использовать модель ТIN.
2.
Технологический раздел
2.1 Понятие, назначение и структура СПО
«Локальный клиент» Системы ГИС-3D
Рассмотрим работу программы «Локальный клиент ГИС-3D»,
в которой используется данный классификатор.
Программа содержит набор инструментальных средств,
необходимых для работы с графическими представлениями геопространственных
данных. СПО локального клиента разработано на основе комплекта разработчика
приложений, предоставляемого компанией ESRI - ArcGIS Engine Developer Kit.
Локальный клиент ГИС-3D имеет два режима работы:
— оn-line режим, когда
пользователь работает в локальной вычислительной сети объекта автоматизации и
имеет постоянную связь как с централизованной базой геоданных, так и с
подсистемой администрирования ГИС-3D;
Программа «Локальный клиент ГИС-3D» первоначально всегда
запускается в режиме off-line.
Для запуска СПО локального клиента в конфигурации «On-Line
Клиент» далее необходимо:
- выбрать пункт меню «Файл»ž «Подключиться» или
нажать на кнопку на панели инструментов 
(«Подключиться»).
Откроется окно для авторизации пользователя.
- ввести имя пользователя;
- ввести пароль;
- нажать на кнопку «Оk». На экране монитора
отобразится окно «Клиент ГИС-3D».
2.2
Основные функциональные возможности СПО «Локальный клиент»
2.2.1 Структура пользовательского интерфейса и
назначение элементов управления
Главное окно каркасного приложения имеет следующие основные
интерфейсные элементы:
1
окно
«Навигатор»;
2
рабочая
область каркасного приложения;
3
область
отображения журнала выполнения задач.
Для запуска требуемой программы необходимо осуществить
двойной щелчок левой кнопкой «мыши» по ее наименованию в окне Навигатора.
Программа откроется в рабочей области каркасного приложения.
Одновременно в рабочей области каркасного приложения могут
находиться несколько запущенных программ.
2.2.2 Перечень задач функциональных модулей
В on-line режиме работы в окне «Навигатор» находится следующий список
функциональных модулей:
1) «Каталог» предназначен для работы с базами данных.
2) «2D» предназначен для работы с данными в двухмерном режиме.
Включает в себя следующие задачи:
a. адресная система;
b. работа с
векторными картами;. редактирование векторных карт;. подготовка к печати.
3) «3D» предназначен для работы с данными в трехмерном режиме.
Включает в себя следующие задачи:. Глобус;
b. Сцена.
4) «Адресный реестр» предназначен для ведения справочников
адресной системы. Включает в себя следующие задачи:. Помещения/комнаты;
b. Типы
адресов;. Субъекты Федерации;. Районы;. Населенные пункты;. Нестандартные
префиксы;. Топонимы;. Геонимы;. Адреса;. Земельные участки /
части ЗУ;. Здания/строения.
2.3 Работа с задачами функциональных модулей
2.3.1 Модуль «Каталог»
Для запуска программы «Работа с источниками данных
(каталоги)» необходимо в окне «Навигатор» выбрать приложение «Каталог». В
результате в рабочей области каркасного приложения окна программы «Клиент ГИС-3D» отобразится окно
«Каталог».
На панели инструментов «Источники данных» расположены
программные кнопки:
− «Добавить данные с сервера ArcSDE»;
− «Добавить данные локально»;
− «Слияние изменений в основной и
открепленной версиях данных».
2.3.2
Модуль «2D»
Данный модуль позволяет работать с пространственными данными
в двухмерном режиме. Модуль состоит из следующих задач:
) «Работа с векторными картами» - работа с
пространственной информацией, без права её редактирования;
) «Редактирование векторных карт» - работа с
пространственной информацией, с правом её редактирования;
) «Подготовка к печати» - подготовка к печати карт
(проектов), созданных в вышеперечисленных программах;
Панель инструментов окна «Работа с векторными электронными
картами» состоит из семи панелей:
— «Источники данных» -
добавление данных с сервера ArcSDE (с основной БГД) и с ArcGis Server (опубликованные сервисы
с ГИС сервера), добавление данных локально (слои, шейп-файлы, файловые БГД и
др.) и открытие цифровой модели рельефа;
— «Стандарт» - выполнение
стандартных функций (открыть, сохранить, вырезать и др.);
Состав кнопок панели инструментов можно настроить с помощью
контекстного меню, появляющегося посредством нажатия правой кнопки «мыши», при
нахождении курсора в зоне панели.
Место расположения кнопок панели инструментов можно изменить,
«перетащив» «мышью» требуемую панель в нужное место.
Создание рабочего проекта
Рабочий проект (карта) создается из растровых и векторных
данных. Данные могут храниться в основной БГД, в локальных БГД или в виде
растровых (.img.bmp.jpg) и векторных (.lyr.shp.dwg) файлов на локальном компьютере пользователя.
Для создания рабочего проекта необходимо в задаче «Работа с векторными картами»
добавить данные, настроить их отображение и сохранить проект.
Добавление данных
Добавление данных осуществляется с помощью панели «Источники
данных». Также данные с сервера ArcSDE, с ArcGIS Server и локально можно
добавить с помощью контекстного меню, вызываемого нажатием ПКМ в левой части
рабочего окна программы.
Для добавления данных с сервера ArcSDE необходимо:
) выбрать режим «Добавить с сервера ArcSDE». Откроется
окно «Настройки соединения».
) ввести параметры соединения с удаленным ArcSDE сервером;
) нажать на кнопку «Принять». Откроется окно «Добавить»;
) выбрать необходимые классы пространственных объектов и
нажать на кнопку «Открыть». В левой части рабочего поля программы отобразится
дерево слоев векторной электронной карты, в правой части рабочего поля
отобразиться векторная электронная карта.
При снятии признака «Использовать версию по умолчанию» в окне
«Настройки соединения» после нажатия кнопки «Принять» откроется окно
«Управление версиями» для выбора версии БГД.
Для добавления данных с ArcGIS Server необходимо:
) выбрать режим «Добавить данные с ArcGIS Server». Откроется окно
«Соединение с ArcGis Server».
) ввести URL сервера и, при необходимости аутентификации, имя
пользователя и пароль.
) нажать на кнопку «ОК». Откроется окно «Доступные сервисы»;
) выбрать необходимый сервис;
) нажать на кнопку «ОК». В левой части рабочего поля
программы отобразится дерево слоев векторной электронной карты, в правой части
рабочего поля отобразиться векторная электронная карта.
Для добавления данных с локальной ПЭВМ необходимо:
) выбрать режим «Добавить данные локально». Откроется
диалоговое окно «Открыть»;
) используя фильтр найти и выделить необходимые данные;
) нажать на кнопку «Открыть». В левой части рабочего
поля программы отобразится дерево слоев векторной электронной карты, в правой
части рабочего поля отобразится векторная электронная карта.
Для добавления цифровой модели рельефа необходимо:
) Выбрать режим «Добавить цифровую модель рельефа».
Откроется окно «Найти каталог»;
) Выбрать необходимую директорию. В левой части
рабочего поля программы отобразится дерево цифровой модели рельефа, в правой
части рабочего поля отобразится цифровая модель рельефа.
2.3.3 Модуль «3D»
3D модуль включает в себя две функциональные задачи: «3D-визуализация ArcScene» и
«3D-визуализация ArcGlobe».
Работа с программой Режим «Сцена»
Выбрать приложение «Режим «Сцена»». В результате в рабочей
области каркасного приложения окна программы «Клиент ГИС-3D» отобразится окно «3D-визуализация ArcScene».
Для начала работы требуется открыть файл рабочего проекта.
Для этого необходимо нажать на кнопку 
и выбрать необходимый
объект.
В левой части рабочего поля программы отобразится дерево
слоев векторной электронной карты, в правой части рабочего поля отобразится
векторная 3D
электронная карта.
Панель инструментов окна «Режим «3D-Сцена»» состоит из 4-х
панелей:
— «Источники данных»;
— «Стандарт»;
— «Моделирование
экологических процессов»;
— «Выделение»;
— «Адресная система».
Построение трехмерных объектов из плоских
картографических данных с атрибутом высоты
Для построения трехмерных объектов необходимо:
— из списка слоев выбрать
площадной слой, из которого будут строиться трехмерные объекты, вызвать
контекстное меню, нажав правой кнопкой мыши по выбранному слою, и выбрать пункт
«Свойства». Откроется окно «Свойства слоя»;
— поставить отметку у
признака «Экструдировать объекты в слое»;
— выбрать правило
использования значения экструзии;
— нажать на кнопку 
(«Калькулятор запроса»).
Откроется окно «Конструктор выражений»;
— в поле «Выражение» задать
значение параметра «Высота»;
— В результате слой
площадных объектов из плоских картографических данных преобразовался в
трехмерные объекты с атрибутом заданной высоты.
Если значения высот неизвестны, а известно, например,
количество этажей в зданиях и высота этажа, или известна минимальная и
максимальная высота объекта, в конструкторе запросов можно составить выражение,
в соответствии с которым здания будут «вытянуты» на необходимую высоту.
Для автоматического текстурирования объектов необходимо
выполнить следующие действия:
— в окне «Свойства слоя» на
вкладке отметить признак «Установить текстуру». Станет доступной кнопка 
(«Выбрать текстуру…»);
— нажать на кнопку («Выбрать текстуру…»).
Откроется окно «Загрузка текстуры»;
— открыть необходимый файл
текстуры;
В результате трехмерные объекты, построенные ранее,
приобретут установленную текстуру.
2.3.4
Программа Режим «Глобус»
Выбрать приложение «Режим «Глобус»». В результате в рабочей
области каркасного приложения окна программы «Клиент ГИС-3D» отобразится окно «Режим
«Глобус»».
Панель инструментов окна «Режим «Глобус»» состоит из шести
панелей:
— «Источники данных»;
— «Стандарт»;
— «Вращение»;
— «Эффекты»;
— «Выделение»;
— «Адресная система».
Добавления данных производится так же, как в приложении
«Режим «Сцена»».
Если слои проекта не отображаются, тогда необходимо
восстановить пути к источникам данных (аналогично 2D проектам).
3.
Технико-экономический раздел
3.1 Расчет трудоемкости разработки
программного обеспечения
геоданные визуализация программный трудоемкость
Трудоемкость разработки программного обеспечения складывается
в основном из затрат на проектирование, написание кода и отладку создаваемого
ПО.
3.2 Базовый показатель для определения
составляющих затрат труда
Базовым показателем для определения составляющих затрат труда
является условное число операторов в программе.
В данной работе программный продукт разработан в среде (язык SQL), следовательно, за
число операторов в программе можно принять количество строк.
Базовый показатель для вычисления затрат труда вычисляется по
формуле:
|
|
(3.1)
|
где c - коэффициент сложности программы;- коэффициент
коррекции программы в ходе ее разработки;- число операторов (исходных команд).
Коэффициент с - относительная сложность задания относительно
отношения к типичной задаче, сложность которой принята более 1, лежит в
границах от 1,25 до 2,0 и выбирается равным 1,50.
Коэффициент коррекции программы р - увеличение объема работ
за счет внесения изменений в программу лежит в границах от 0,05 до 0,1 и
выбирается равным 0,08.
В данном программном продукте q = 7 500.
Находим базовый показатель:
|
|
(3.2)
|
3.3 Затраты труда на подготовку и описание
задачи
Затраты труда на подготовку и описание задачи tоп:
(3.3)
3.4 Затраты труда на исследование алгоритма
решения задачи
Затраты труда на исследование алгоритма решения задачи tис:
|
|
(3.4)
|
Где B - коэффициент недостаточности описания задачи. Примем B
= 1.4;
k - коэффициент квалификации (зависит от стажа работника в
качестве программиста Таблица 3.1)
Таблица 3.1
|
Опыт работы
|
Коэффициент
квалификации
|
|
до 2-х лет
|
0,8
|
|
2 - 3 года
|
1
|
|
3- 5 года
|
1.1 - 1.2
|
|
5 - 7 года
|
1.3 - 1.4
|
|
Больше 7 лет
|
1.5 - 1.6
|
Исходя из приведенной таблицы, принимаем k = 0.8.
|
|
(3.5)
|
3.5 Затраты труда на разработку блок-схемы
Затраты труда на разработку блок-схемы алгоритма tал:
|
|
(3.6)
|
3.6 Затраты труда на программирование по
блок-схеме алгоритма
Затраты труда на программирование по блок-схеме tпр:
|
|
(3.7)
|
3.7 Затраты труда на отладку программы на ЭВМ
Затраты труда на отладку программы tотл:
|
 (3.8)
|
|
3.8 Затраты труда на подготовку документов по
задаче
Затраты труда на подготовку документации tД:
|
|
(3.9)
|
где tпр - затраты труда на подготовку документов;оф
- время на оформление документов.
|
|
(3.10)
|
|
|
(3.11)
|
Следовательно,
|
|
(3.12)
|
3.9 Суммарные затраты труда на создание
программного обеспечения
Суммарные затраты рассчитываются по формуле:
|
|
(3.13)
|
|
 Работник Суммарные затраты Затраты
труда [чел. час] Разработчик tоп + tд 1519 Программист tпр +
tотл 4035 Аналитик tис
+ tал 926
|
(3.14)
|
|
|
|
|
|
3.10
Расчет затрат на разработку программного обеспечения
3.10.1 Расчет заработной платы
Заработная плата складывается из двух составляющих: основной
заработной платы и дополнительной.
По данным отделы кадров, основная заработная плата
разработчика составляет 13 000 руб.; программиста - 12 000 руб., аналитика - 15
000 руб.
Исходя из этого, можем рассчитать часовую ставку.
|
Работник
|
Часовая ставка
[руб./час]
|
|
Разработчик
|
77
|
|
Программист
|
71
|
|
Аналитик
|
Основная заработная плата рассчитывается по формуле:
|
|
(3.15)
|
где k - количество работников;
tk - суммарные затраты труда для каждого работника;ср
- среднее число дней в месяце: (365 - 113)/12 = 21 день;
Дополнительная заработная плата определяется как 10% от
основной заработной платы.
(3.16)
Рассчитаем основную и дополнительную заработную плату:
|
Работник
|
Основная ЗП
[руб.]
|
Дополнительная
ЗП [руб.]
|
|
Разработчик
|
116 963
|
17 544,45
|
|
Программист
|
286 485
|
42 972,75
|
|
Аналитик
|
82 414
|
12 362,1
|
|
Всего
|
485 862
|
72 879,3
|
Суммарная заработная плата (ФЗП - фонд заработной платы):
|
|
(3.17)
|
3.10.2 Страховые взносы
Страховые взносы составляют 34% от фонда заработной платы.
|
|
(3.18)
|
3.10.3 Эксплуатация ЭВМ
Стоимость электроэнергии
|
|
(3.19)
|
где M - мощность ЭВМ (0.35 кВт);з - коэффициент
загрузки (0.8);кВт.ч - стоимость 1 кВт час электроэнергии для
предприятия (2.8 руб.);эф - эффективный фонд рабочего времени,
рассчитывается по формуле:
|
 (3.20)
|
|
где Дном
= 258 - номинальное число рабочих дней в году;= 8 [час] - продолжительность
рабочего дня;= 2% - планируемый процент времени на ремонт ЭВМ.
При данных
значениях эффективный фонд составляет
|
|
(3.21)
|
Тогда стоимость электроэнергии за год составит:
|
|
(3.22)
|
Техническое обслуживание и ремонт
Техническое обслуживание и текущий ремонт составляют 2.5% от
стоимости оборудования. В нашем случае стоимость компьютера составляет:
|
|
(3.23)
|
Тогда затраты на техническое обслуживание и ремонт
составляют:
|
|
(3.24)
|
3.10.4 Амортизационные отчисления
Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:
|
|
(3.25)
|
где Cобор - стоимость компьютера;
НА - норма амортизации, которая рассчитывается по
формуле:
|
 (3.26)
|
|
где Сликв -
ликвидационная стоимость, составляет 5% от стоимости оборудования: 
;
Тнорм - нормативный срок службы (от 3 до 5 лет).
Примем Тнорм = 5 [лет].
Подставив указанные значения в формулу (3.26), получим:
|
 (3.27)
|
|
Тогда амортизационные отчисления за год составят:
|
 (3.28)
|
|
Суммарные годовые эксплуатационные затраты:
|
|
(3.29)
|
Стоимость одного часа рабочего времени:
|
|
(3.30)
|
где СЭ - годовая стоимость эксплуатации, вычисленная по
формуле (3.29);эф - эффективный фонд рабочего времени, вычисленный
по формуле (3.30).
Таким образом, стоимость часа рабочего времени составляет:
|
 (3.31)
|
|
Таким образом, затраты, связанные с эксплуатацией ЭВМ:
|
 (3.32)
|
|
где 
- общее время использования ЭВМ для решения
задачи:
|
|
(3.33)
|
Следовательно, суммарные затраты на эксплуатацию ЭВМ
составят:
|
|
(3.34)
|
Вычислим временной коэффициент:
|
|
(3.35)
|
Из суммарных затрат, затраты:
на электроэнергию:
[руб.];
на техническое обеспечение и ремонт:
[руб.];
амортизационные отчисления:
[руб.].
3.11 Накладные расходы
Накладные расходы составляют 50% от основной заработной
платы:
|
|
(3.36)
|
3.11.1 Материалы и комплектующие
Материалы и комплектующие составляют 1.5% от стоимости
оборудования, т.е.
|
|
(3.37)
|
3.11.2 Суммарные расходы
Суммарные расходы на разработку программного обеспечения
составили:
|
|
(3.38)
|
3.12 Перечень затрат на разработку программного
обеспечения
Перечень затрат на разработку программного обеспечения сведен в
Таблица 3.2
Таблица 3.2
|
Статьи затрат
|
Сумма, руб.
|
% от общей
суммы
|
|
Материалы и
комплектующие (СМиК)
|
372,00
|
0,04
|
|
Основная
заработная плата (Зосн)
|
485 862,00
|
48,00
|
|
Дополнительная
заработная плата (Здоп)
|
72 879,00
|
7,27
|
|
Страховые
взносы (СС)
|
189 922,00
|
18,95
|
|
Затраты на
электроэнергию (СЭЭ(общ))
|
3 438,00
|
0,34
|
|
Затраты на
техническое обеспечение и ремонт (СТО(общ))
|
1 344,00
|
0,13
|
|
Амортизационные
отчисления (Аобщ)
|
10 215,00
|
1,02
|
|
Накладные
расходы (Снакл)
|
242 931,00
|
24,25
|
|
ИТОГО:
|
1 003 964,00
|
100
|
В результате проведенных расчетов, себестоимость разработки
программного обеспечения составляет 1003964,00 рублей.
3.13 Расчет совокупной стоимости владения
Подсчет ССВ применительно к информационной системе,
находящейся в стадии проекта, является задачей определения показателя
виртуальной системы и требует применения метода экспертных оценок.
Модель ССВ, разработанная компанией Gartner Group и
получившая широкое распространение в середине 90-х, отражает полный перечень
статей затрат, связанных с внедрением и обслуживанием ИС в течение срока их
жизни.
Таблица 4.3
|
Статья затрат
|
Содержание
|
Удельный вес
|
|
1.
Программно-аппаратное обеспечение
|
Стоимость
внедрения ИС (затраты на приобретение оборудования, программного обеспечения,
материалов; затраты на работы по монтажу, пуско-наладке, инсталляции, включая
услуги по первичному обучению пользователей)
|
0,25
|
|
2.
Администрирование
|
Затраты на
выполнение функций управления ИС (зарплата сотрудников служб эксплуатации,
системных администраторов, а также субподрядные работы по реагирующему и
упреждающему управлению)
|
0,21
|
|
3. Поддержка
|
Затраты на
внешнюю техническую поддержку, услуги по сопровождению и обеспечению работы
системы, услуги на обучение в течение срока эксплуатации системы
|
0,16
|
|
4. Разработка
|
Затраты на
разработку планов модернизации и развития КИВС (анализ возможных технических
решений, выбор производителей, поставщиков и подрядчиков)
|
0,06
|
|
5. Коммуникации
|
Затраты на
услуги связи и передачи данных
|
0,04
|
|
6. Человеческий
фактор
|
Незапланированные
косвенные затраты, связанные с действием «человеческого фактора» (ошибки и
трудности в работе с КИВС, приводящие к непроизводительным затратам времени и
ресурсов пользователей)
|
0,21
|
|
7. Простои
|
Потери из-за
плановых и внеплановых перерывов в работе КИВС.
|
0,07
|
Статья затрат, связанная с программно-аппаратным обеспечением
включает в себя затраты на приобретение оборудования (15 000 руб.),
программного обеспечения (1 003 964 руб.), первичное обучение пользователей (30
000 руб.) и, как видно из таблицы, составляет 0,25 часть от всех затрат,
связанных с ССВ данной системы.
Таким образом, ССВ = (15 000 + 1 003 964 + 30 000)/0.25 = 4
195 856 (руб.).
3.14 Рекомендации по снижению затрат на
разработку
Из таблицы затрат на разработку программного обеспечения
можно сделать вывод о том, что основными статьями расходов являются накладные
расходы и заработная плата.
В связи с этим, для наилучших результатов по снижению затрат
можно добиться за счет снижения времени разработки. Для этого можно принять
следующие меры:
Включение в группу разработки представителя заказчика или
специалиста в предметной области. Это позволит снизить вероятность ошибки на
этапе проектирования, и как следствие время на разработку проекта в целом.
Использование для проектирования и автоматического написания SQL кода инструментальных CASE-систем таких, как ER/Studio, ERWin и т.д.
Использование удобных средств разработки, для уменьшения
времени написания программ.
Описанные меры, приведут к сокращению времени на написание
кода, а также на отладку программы. За счет этого снижается время разработки, и
как следствие затраты на разработку.
Заключение
Результатом выполнения выпускной квалификационной работы
является разработанный классификатор базы геоданных для использования в
специализированных геоинформационных системах для управления войсками.
Для успешной разработки классификатора в работе был проведен
анализ основных способов хранения геоданных в ГИС, были описаны методы
визуализации геоданных, а также рассматривался вопрос обеспечения безопасности
и защиты данных от несанкционированного доступа.
Разработанный классификатор, при применении в ГИС с развитыми
технологиями визуализации и моделирования ситуаций, позволяет решать следующие
важные задачи в автоматизированных системах управления войсками:
— планирование движения
техники с учетом конкретной боевой обстановки, состояния местности, скрытности,
времени суток, характеристик конкретной боевой техники и т.д.;
— планирование полетов
авиации и беспилотных летательных аппаратов с целью нанесения ударов, перевозки
грузов и личного состава, ведения разведки;
— оптимизация расписания и
маршрутов движения;
— определение наиболее
возможных маршрутов передвижения противника и планирование размещения средств
противодействия.
Полученный классификатор базы данных может выступать в
качестве компонента специализированной ГИС.
Данная работа содержит расчет себестоимости программного
комплекса и обзор мер по обеспечению безопасности при эксплуатации программного
комплекса.
Список источников
1. С.
Мафтик «Механизмы защиты в сетях ЭВМ» - /М., «Мир»-, 1993.
. Гришкин
С.Г., Магданов М.Г. «Криптографическая защита БД» /Безопасность информационных
технологий, Э1, 1994.
. Петров
В.А., Пискарев А.С., Шеин А.В. «Информационная безопасность. Защита информации
от несанкционированном доступа в автоматизированных системах» /М., МИ - ФИ,
1993.
. Скворцов
А.В., Триангуляция Делоне и её применение. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. -
128 с.
. Щербаков
В.В., Методическое пособие по курсу «Геоинформационные технологии»,
Екатеринбург 2002 г.
. Н.С.
Рассказова, А.В. Бобылев, Представление данных цифровых моделей рельефа в
экологических геоинформационных системах, 2010 г.
. ГОСТ
12.0.003-74. Опасные и вредные производственные факторы [Электронный ресурс].
Введ. 1976-01-01. - Адрес в Интернет: http://www.mbty.ru.
. ГОСТ
12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности [Электронный ресурс].
. Введ.
1984-07-01. - Адрес в Интернет: http://www.mbty.ru.
. СНиП
23-05-95. Естественное и искусственное освещение [Электронный ресурс].
. Взамен
СНиП 11-4-79; введ. 1996-01-01. - Адрес в Интернет: http://www.mbty.ru.
. ГОСТ
12.1.002-84. Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни
напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах [Электронный
ресурс]. Взамен ГОСТ 12.1.002-75; введ. 1986-01-01. - Адрес в Интернет: http://www.mbty.ru.
. НПБ
105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по
взрывопожарной и пожарной опасности [Электронный ресурс]. - Взамен НПБ 105-95,
НПБ 107-97; введ. 2003-08-01. - Адрес в Интернет: http://www.bib-gost.narod.ru.
. Взамен
СНиП 2.01.02-85*; введ. 1998-01-01. - Адрес в Интернет: http://www.mbty.ru.
. ГОСТ
Р 51606-2000 «Карты цифровые топографические. Система классификации и
кодирования цифровой картографической информации. Общие требования»
[Электронный ресурс] - Адрес в Интернет: http://www.complexdoc.ru