WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     |
|

На правах рукописи

Сорокин Алексей Анатольевич КОМПЛЕКСНАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА РАБОТЫ С ФОНДОВЫМИ ГЕОЛОГИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ “ГЕОФОНД” Специальность 05.25.05 – Информационные системы и процессы, правовые аспекты информатики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2006

Работа выполнена в Дальневосточном геологическом институте Дальневосточного отделения Российской академии наук и Институте вычислительных технологий Сибирского отделения Российской академии наук.

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук, Наумова Вера Викторовна, член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, Смагин Сергей Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, Жижимов Олег Львович, доктор технических наук, Потапов Вадим Петрович

Ведущая организация: Институт динамики систем и теории управления Сибирского отделения РАН

Защита состоится 27 декабря 2006 г. в 10 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 003.046.01 в Институте вычислительных технологий СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, просп. Ак.

Лаврентьева, 6, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в специализированном читальном зале вычислительной математики и информатики научного отделения СО ГПНТБ (просп. Ак. М.А. Лаврентьева, 6).

Автореферат разослан 24 ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 003.046.01 д.ф.-м.н. Л.Б. Чубаров 2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Геология является информационно насыщенной наукой. Спектр информации, с которой оперируют ученые в своей работе, достаточно широк – от полевых и лабораторных записей до картографической пространственной информации. Для работы с такими массивами данных существует целый ряд решений и подходов, позволяющих существенно автоматизировать процесс обработки текстовой и графической информации, применять элементы экспертных систем, осуществлять моделирование природных процессов и явлений. Большой вклад в развитие этих направлений внесли работы В.Я.

Цветкова, А.В. Кошкарева, Е.Н. Черемисиной, Ю.А.Воронина, Е.Г.Капралова, J.W.Harbaugh, V.B.Robinson и др.

Важным материалом научно-исследовательских и проектных работ являются геологические фонды, включающие отчеты по изучению природных объектов и месторождений, первичные материалы в виде полевых дневников, графиков, результатов лабораторных исследований и др. Подавляющий объем этих данных хранится в региональных территориальных фондах информации Министерства природных ресурсов Российской Федерации. С развитием вычислительной техники, форма в которой они передаются на хранение, существенно изменилась. Помимо обязательного бумажного варианта, все данные передаются в электронном виде: на магнитных и лазерных носителях. Электронные приложения содержат как текстовое содержание отчетов, так и цифровые карты различных форматов, базы данных, выходные файлы специализированных программных комплексов.

Зачастую ведется параллельное сопровождение бумажных и электронных каталогов фондовой информации, что приводит к существенному росту трудозатрат по обслуживанию соответствующей инфраструктуры и снижению эффективности поиска данных. Применяемые в настоящее время методы для работы с накопленными массивами информации не могут полноценно осуществлять весь комплекс действий: вести быстрый тематический, многокритериаль ный поиск, комплектовать ее по предметным группам, осуществлять учет, обеспечивать удаленный доступ к каталогу и т.п.

Построение систем работы с фондовыми данными должно основываться на комплексном подходе, использующем современные средства обработки и предоставления информации, а также накопленный опыт и технологии работы с пространственными геологическими материалами.

Цель работы. Разработать модель информационной системы, предназначенной для сбора, классификации, хранения и доступа к фондовым геологическим материалам и осуществить разработку программных компонент, построенных на ее основе.

Основные задачи работы:

1. Провести анализ существующих компьютерных решений в области учета фондовых геологических материалов с точки зрения создания эффективного инструмента работы и поиска тематической информации.

2. Изучить потоки данных, нормативные требования и условия функционирования систем работы с фондовыми геологическими материалами.

3. Разработать модель комплексной информационной системы, реализующей принципы организации и структурирования данных в рамках концептуального, логического и физического проектирования систем.

4. Осуществить проектирование и разработку комплекса программных компонент (алгоритмы обработки данных и пользовательский интерфейс) на основе созданной модели и современных информационных технологий.

5. Разработать технологию интеграции элементов системы в Internet/Intranet пространство с целью обеспечения удаленного доступа к тематическим материалам.

6. Реализовать модель информационной системы и внедрение набора программ для работы с фондовыми геологическими материалами в ФГУ “ТФИ по Амурской области”.

Методы исследования основываются на использовании основ CASE- технологий, объектно-ориентированном подходе в проектировании и разработ ке программных средств и баз данных, а также теории передачи информации.

Основные защищаемые положения:

1) Создана система обработки фондовой геологической информации “Геофонд”, основанная на комплексном подходе, сочетающем интеграцию баз данных, ГИС компонент и сетевых технологий. Такой подход к решению задач обработки и предоставления доступа к геологическим фондовым материалам расширяет функциональные возможности системы.

2) Эффективная работа системы обеспечивается использованием современной телекоммуникационной среды и протоколов передачи данных. Использование протокола TCP/IP для обеспечения функционирования потоков данных создает оптимальные условия доступа и защиты информации из Internet/Intranet пространства.

3) Интеграция элементов ГИС в разработанные компоненты создает универсальный механизм поиска информации по объектам системы без наличия четких атрибутов их описания. Созданная система обеспечивает взаимную связь между табличной и пространственной информации, что создает эффективный инструмент поиска геологических материалов.

Научная новизна работы:

создана модель информационной системы, основанная на комплексном подходе построения компьютерных систем работы с фондовыми геологическими данными.

реализована информационная система сбора, регистрации, хранения, передачи и обработки геологической фондовой информации.

разработана сетевая технология интеграции тематических каталогов фондовой геологической информации в глобальную сеть Internet.

Практическая значимость. На основе внедрения разработанной комплексной информационной системы “Геофонд” в Федеральном государственном учреждении “Территориальный фонд информации по природным ресурсам и охране окружающей среды МПР России по Амурской области” сделан вывод об эффективности предложенных технологий и разработанных моделей для функционирования систем работы с фондовыми геологическими материалами.

Созданная система позволяет выполнять весь спектр действий с фондовой информацией, начиная от ее ввода и заканчивая предоставлением удаленного доступа к тематическим банкам данных. С целью эффективной работы с геологическими материалами в систему интегрированы ГИС-элементы, обеспечивающие эффективный подход по поиску информации.

Внедрение. Разработанная автором комплексная информационная система “Геофонд” апробирована и внедрена в Федеральном государственном учреждении “Территориальный фонд информации по природным ресурсам и охране окружающей среды МПР России по Амурской области”.

Разработанные алгоритмы и программы использованы автором для выполнения работ по гранту Дальневосточного отделения РАН - “Разработка и создание информационно-поисковой системы “Геология и минеральные ресурсы Амурской области” (06-III-В-08-373).

Личный вклад автора заключается в формулировке и реализации задач исследований, основных положений научной новизны и практической значимости работы, а также в программной реализации компонент системы.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям доктору геолого-минералогических наук Вере Викторовне Наумовой и члену-корреспонденту РАН Сергею Ивановичу Смагину за большую методическую и консультационную помощь, а также постоянную поддержку и внимание к работе. Особую признательность автор выражает Е.В. Морозову за многолетнее сотрудничество, помощь и поддержку в подготовке работы.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации докладывались или представлялись автором на Международном семинаре “ISIS-99” (Владивосток, 1999г.); X Российской конференции “Распределенные информационно-вычислительные ресурсы” (Новосибирск, 2005); III региональной научно-практическая конференция “Молодежь XXI века: шаг в будущее” (Благовещенск, 2001г.); IV региональной научно-практическая конференция “Молодежь XXI века: шаг в будущее” (Благовещенск, 2002г.); V ре гиональной научно-практическая конференция “Молодежь XXI века: шаг в будущее” (Благовещенск, 2003г.); III школе-семинаре “Территориальные исследования Дальнего Востока” (Биробиджан, 2005г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ и получено 4 свидетельства об официальной регистрации программных продуктов для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложений содержит 111 страниц машинописного текста, 1 таблицы, 31 рисунка. Список литературы включает наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы основные положения и цель, а также задачи исследования. Определяется научная новизна, практическая значимость, приводятся основные результаты работы.

В первой главе представлено описание всех типов фондовых геологических материалов; перечень задач, которые должны решать системы их обработки, а также общие требования к архитектуре таких систем.

Основным информационным источником геологических знаний являются ресурсы территориальных фондов геологической информации Министерства природных ресурсов РФ. Хранящиеся в них данные можно разбить на две основные группы.

1. Производственная и научная информация. К ней относятся отчеты по изученным геологическим объектам. Информационные материалы, передаваемые в территориальные фонды геологической информации Министерства природных ресурсов РФ, должны соответствовать утвержденным требованиям и государственным стандартам, в отличие, например, от научных и учебных заведений, где для описания геологической информации могут использоваться различные международные стандарты и форматы. Базовыми в этой области в России являются два документа:

ГОСТ 7.63-90. Отчет о геологическом изучении недр. Общие требования и к содержанию и оформлению.

инструкция Министерства геологии СССР от 11 августа 1976 года “О государственном учете результатов работ по геологическому изучению недр и о порядке хранения и пользования отчетными геологическими материалами”.

Помимо текстовой информации, составляющей основу отчета, в отчете могут содержаться следующие дополнительные материалы:

Топографические карты. Основной фонд общегеографических отечественных карт представлен топографическими картами. Они, составляются в равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаусса-Крюгера, в системах координат СК-42 и СК-95. Топографические карты представлены, как правило, в векторных и растровых форматах.

Данные дистанционного зондирования. Во всем мире широко используются данные спутников NOAA, Landsat, SPOT, IRS, RADARSAT, ERS, а также информация российских систем КВР-1000, ТК-350.

Элементы информационных систем и программных комплексов. Специфика работ по изучению геологических объектов состоит в том, что геологическая информация является в подавляющем своем большинстве пространственной. Поэтому в геологии придается большое значение применению географических информационных технологий.

Представление и описание пространственных данных, поставляемых в территориальные фонды информации, строится на основе стандартов принятых в Российской Федерации в периоды с 1998 по 2002 гг.:

ГОСТ Р 51605-2000 “Карты цифровые топографические. Общие требования”;

ГОСТ Р 51606-2000 “Карты цифровые топографические. Система классификации и кодирования цифровой картографической информации. Общие требования”;

ГОСТ Р 51607-2000 “Карты цифровые топографические. Правила цифрового описания картографической информации. Общие требования”;

ГОСТ Р 51608-2000 “Карты цифровые топографические. Требования к качеству”.

Проведенный анализ подходов и технологий, использующихся в существующих системах, обеспечивающих работу с фондовыми материалами, показал отсутствие комплексных решений, основанных на современных информационных технологиях. Существующие программные средства решают лишь узко специализированные задачи.

Во второй главе приведено описание работ по формированию концептуальной, логической и физической моделей данных информационной системы сбора, регистрации, хранения, передачи и обработки геологической фондовой информации с использованием вычислительной техники.

В последнее время передаваемые в территориальные фонды материалы состоят из обязательного бумажного варианта и электронного, включая приложения (цифровые карты различных форматов, базы данных, выходные файлы специализированных программных комплексов). Имеющиеся средства учета не могут полноценно осуществлять весь комплекс работ с данным массивом информации: вести быстрый тематический, многокритериальный поиск, комплектовать её по предметным группам, осуществлять учет работы, обеспечивать удаленный доступ к системе и т.п.

В результате оценки существующих информационных систем был выявлен ряд признаков, которые не отвечают современным требованиям. Среди них можно выделить:

Отсутствие прямой связи между бумажным и электронным каталогом Практика параллельного сопровождения бумажного и электронного каталогов данных не позволяет оперативно осуществлять поиск и мониторинг информации по заданным геологическим объектам или выбранной территории.

Pages:     |
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.