WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Андрианов Дмитрий Евгеньевич

МОДЕЛИ, МЕТОДЫ И алгоритмы ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА разнородных данных  ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ в ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМах

Специальность: 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка
информации (технические системы)»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Курск – 2008

Работа выполнена на кафедре «Информационные системы» Муромского института (филиала) государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет»

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Садыков Султан Садыкович

Официальные оппоненты:

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор, Синицын Игорь Николаевич.

Заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор, Пылькин Александр Николаевич.

доктор технических наук, доцент, Дегтярев Сергей Викторович.

Ведущая организация:

Государственный научный центр Российской Федерации – ВНИИгеосистем, г Москва.

Защита диссертации состоится «30» октября 2008 года в 14 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций
Д 212.105.03 при Курском государственном техническом университете по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Курского государственного технического университета.

Автореферат разослан «____»___________2008 года.

Секретарь совета по защите докторских

и кандидатских диссертаций Д 212.105.03                        Ф.А. Старков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Для оперативного управления динамично развивающимися регионами и особенно многочисленными муниципальными образованиями и необходимы достоверные и актуальные данные об объектах и протекающих процессах на их территории, а также передовые технологии накопления, обработки и представления информации.

Наиболее остро на сегодняшний день стоит вопрос сбора и обработки информации о пространственно распределенных объектах городской инфраструктуры, где плотность информации достаточно высокая. Поэтому устаревшая методика предоставления информации лицу принимающему решение в виде отчетов и бумажных карт теряет свою актуальность. Для оперативности управления объектами муниципальной собственности необходимо использовать информационные системы, которые позволили бы анализировать пространственное расположение и взаимное влияние объектов. Современные геоинформационные системы (ГИС) с их широким спектром возможностей позволяют наглядно отобразить информацию о конкретных объектах, процессах и явлениях в их совокупности. ГИС выявляют взаимосвязи и пространственные отношения, поддерживают коллективное использование данных и их интеграцию в единый информационный массив. Сочетание этих качеств и позволяет строить ГИС.

Многолетний опыт работы отечественных и зарубежных исследователей в данной сфере показал, что необходимо разработать такую структуру информационной системы муниципального управления, чтобы она с максимальным приближением соответствовала современной организационной структуре управления. Дальнейшие задержки во внедрении информационных технологий могут серьезно повлиять на качество предоставляемых услуг, а быстрое внедрение невозможно из-за отсутствия значительных финансовых запасов. Поэтому необходимо разработать методику внедрения с учетом всех выше перечисленных фактов.

В муниципальных образованиях накопилось большое множество различных геологических, топографических, географических и других карт. Многие из этих карт уже хранятся в векторном формате. В известных продуктах, например, фирмы ESRI, MapInfo и др. проверяется корректность послойной топологии. Однако вопросам межслойной топологии уделяется мало внимания, что приводит к ошибкам. Эта же проблема встает при вводе новых карт. Отсюда открытым остается вопрос корректного размещения пространственных объектов на цифровую карту. При вводе необходимо, чтобы данные располагались на карте по определенным правилам. В настоящее время за корректностью карты следит пользователь. Поэтому существует вероятность внесения ошибок в расположение объектов. Решение задачи автоматического контроля размещения пространственной информации требует новых теоретических подходов по описанию топологических отношений между слоями.

Если анализировать методы вычисления топологических отношений в известных геоинформационных системах, то можно сделать вывод о том, что в них анализируется взаимное влияние посредством координатной составляющей. Этот подход неприемлем ввиду трудностей с вычислениями и с тем, что разномасштабные и тематические карты одной и той же местности зачастую несопоставимы между собой. На один и тот же район может иметься несколько карт. Они могут быть разных годов и масштабов. В зависимости от типа съемки и года эти карты имеют некоторое несоответствие относительно пространственных объектов. Обработка такой картографической информации является неудобной и затруднительной. То есть возникает необходимость определения того, как взаимосвязаны пространственные объекты с разных карт.

Карта состоит из значительного числа объектов, принадлежащих разным слоям и связанных между собой различными отношениями. Из-за слабой формализации пространственных данных каждый раз приходится решать задачу представления информации, т.к. существующие методы описания объектов не отвечают современным требованиям, которые направлены на обеспечение взаимосвязи объектов между собой как внутри одного слоя, так и между слоями.

В этой связи актуальной является задача теоретического исследования этих отношений и практическое приложение для ввода и корректировки картографической информации на основе интегрированных информационных систем муниципального управления.

Современный подход к формированию системы топологических отношений  в ГИС основан на использовании теории бинарных межобъектных отношений и специализированных методах обработки, развитых зарубежными учеными М. Эгенгофером, Э. Митчеллом, М. Де Мерсом и др. 

Методологической основой исследования послужили труды отечественных ученых В.В. Александрова, А.М. Берлянта, Л.С. Берштейна, Е.Г. Капралова, Н.И. Конона, А.В. Кошкарева, И.К. Лурье, А.Н. Пылькина, И.Н. Синицына, В.С. Тикунова, А.М. Трофимова, В.Я Цветкова, А.Н. Швецова, Е.Н. Черемисиной, Л.Е. Чесалова и др. При этом следует отметить, что основное внимание преимущественно уделялось вопросам создания геоинформационных систем, основанных на анализе атрибутивной или координатной информации. Вместе с тем вопросы организации информационной поддержки принятия решений, построенные на анализе взаимного влияния объектов исследованы недостаточно. Ввиду недостаточной теоретической проработки вопросов создания ГИС, их реализация не имеет в настоящее время комплексного решения для задач интегрированных систем управления.

Таким образом, основным противоречием в настоящее время является объективная необходимость повышения оперативности управления региональной и муниципальной инфраструктурой и возможностями существующих систем информационной поддержки управления. Особенно обостряется это противоречие в рамках средних и малых городов, которые вынуждены базироваться на распределенных информационных системах.

Это противоречие определяет актуальную научную проблему – оперативность анализа и обработки разнородных данных о пространственно-распределенных объектах, обеспечивающей повышение эффективности управления муниципальной инфраструктурой.

Теоретический аспект сформулированной проблемы состоит: в обосновании путей совершенствования методов обработки и анализа информации о пространственно-распределенных объектах (ПРО) муниципальной собственности; разработке модели представления данных на основе межобъектных топологических связей; разработке теоретических основ обработки информации, направленных на всесторонний, системный анализ ПРО; разработке методов решения задач пространственного анализа, основанных на взаимном влиянии объектов  посредством бинарных топологических отношений, и построенных на их основе типовых структур.

Практический аспект проблемы заключается: в разработке структуры муниципальной геоинформационной системы (МГИС); разработке программных средств и организационно-методического обеспечения, позволяющих создавать системы управления муниципальными ресурсами. Разработанные модели, методы и алгоритмы имеют прикладной характер, использованы при создании соответствующих аппаратно-программных комплексов и внедрении проектов МГИС на их основе.

Цель работы.

Разработка теоретических и реализационных основ анализа и обработки разнородных данных о пространственно-распределенных объектах региональной инфраструктуры на основе создания и внедрения геоинформационных систем.

Задачи.

Достижение указанной цели требует решения следующих задач.

1. Анализ состояния проблемы обработки информации в системе управления региональной инфраструктурой, определение путей повышения оперативности и постановка задач исследования.

2. Разработка структурно-функциональной организации подсистемы анализа и обработки разнородных данных и обоснование оперативно-технических требований к ее основным элементам.

3. Обоснование и разработка математической модели представления данных о пространственно-распределенных объектах региональной инфраструктуры, обеспечивающей оценку взаимного влияния и динамику объектов в пространственной области.

4. Создание методов и алгоритмов обработки и анализа пространственно-распределенных разнородных данных  на основе стратифицированного представления геопространственной информации.

5. Разработка алгоритмов и информационной технологии получения и обработки атрибутивной пространственно-ориентированной информации распределенных пространственных систем.

6. Формирование методики структурно-параметрического синтеза геоинформационных систем обеспечивающих обработку и анализ геопространственной информации о городской инфраструктуре.

7. Экспериментальные исследования подсистемы обработки и анализа разнородных пространственных данных применительно к муниципальным ГИС.

Объект исследования.

Система управления распределенными объектами городской инфраструктуры.

Предмет исследования.

Методика построения муниципальных информационных систем управления, средства обработки и анализа данных о пространственно-распределенных объектах.

Методы исследования.

При решении поставленных задач в диссертационной работе использованы топология, теория и методы системного анализа, теория баз данных, теория построения информационных систем, теория множеств и реляционная алгебра, теория графов, методы объектно-ориентированного проектирования

Научная новизна.

Получены следующие основные результаты, обладающие научной новизной:

1. Математическая модель представления данных о пространственно-распределенных объектах, особенностью которой является теоретико-множественное описание процессов обработки разнородных данных о геообъектах, обеспечивающей оценку взаимного влияния и динамику поведения объектов за счет анализа их топологических и геометрических характеристик.

2. Разработаны методы анализа и обработки распределенных разнородных данных, состоящие в стратификации представления геопространственной информации, позволяющие адекватно описать пространственно-топологические отношения объектов.

3. Способы и алгоритмы получения и обработки предметно-ориентированной атрибутивной информации, особенностью которых является интеграция разнородных данных распределенных систем, позволяющие адекватно описать пространственно-распределенный объект за счет бинарных топологических отношений. 

4. Структурно-функциональная организация управления территориями, особенностью которой является введение функциональных элементов и связей между ними, обеспечивающая обработку разнородных данных и атрибутивной информации с выдачей своевременной информации для принятия решений.

5. Методика структурно-параметрического синтеза, основанная на применении алгоритмов ввода и обработки разнородных данных о пространственно-распределенных объектах и обеспечивающая наиболее полную идентификацию объектов.

Теоретическая значимость работы.

Заключается в развитии теории, методов и алгоритмов для муниципальных систем управления, обеспечивающих на основе системного подхода обработку данных о пространственно-распределенных объектах.

Практическая ценность результатов работы.

Практическая ценность работы состоит в том, что изложенные в ней методы, алгоритмы, программные средства направлены на решение задач построения отдельных подсистем и в целом всей МГИС.

1. Метод формального описания топологических характеристик объектов, основанный на бинарных матрицах однозначно описывающих положение объекта относительно других в двумерном и трехмерном пространствах.

2. Модель описания информации о пространственно-распределенных объектах, которая позволяет по принципам формирования информационных моделей ИС строить геоинформационные модели.

3. Методика создания муниципальных геоинформационных систем, которая включает в себя пять этапов: подготовительный – аналитический и технический, развертывание, наполнение и поддержка. Оригинальность данного решения состоит в том, что организационно актуальные данные поступают в систему в текущий момент, т.е. исключается проблема известных МГИС – «старение» данных во время их оцифровки.

4. Подсистему ввода данных, которая использует ряд разработанных технологий и способов:

- конвейерная технология оцифровки планшетов на твердом носителе с возможностью корректировки нагрузки и перераспределения работ между операторами;

- автоматизированный способ сбора данных с первичных источников позволяющий идентифицировать ПРО и связывать с ним набор атрибутивных данных.

5. Подсистема автоматического контроля размещения пространственно-распределенных объектов, в основу которой заложены послойные и межслойные топологические отношения, позволяющие, в отличие от известных систем, вычислять допустимое место расположения.

6. Подсистема поддержки данных в актуальном состоянии, которая, учитывая топологические взаимосвязи объектов, позволяет сохранять взаимосвязи объектов при удалении и занесении в систему нового.

7. Практическая реализация теоретических разработок предложенных в диссертационной работе:

- в подсистеме обработки информации об инженерной инфраструктуре городской теплосети;

- в подсистеме поддержки данных в актуальном состоянии и их обработки в горводоканале;

- в подсистеме построения газораспределительных коммуникаций на основе топологических характеристик объектов;

- в подсистеме ввода данных в муниципалитетах на основе информации адресного бюро и комитета муниципального имущества.

Реализация результатов работы.

Исследования по данной тематике велись:

- на основании постановления Главы округа Муром «О рабочей группе по созданию электронной карты округа Муром» от 04.12.2002 №1856;

- в рамках госбюджетной НИР №340/98 «Разработка методов, устройств и систем автоматизированной обработки видеоинформации»;

- по договорной НИР №2315/00 с МУП «Водопровод и канализация» г. Мурома;

- в рамках гранта им. Столетова №ГС-389 «Разработка и исследование методов управления тепловыми сетями» (2003-2004 гг.);

- а также в рамках государственного контракта №386/460 «Развитие информационно-аналитической системы мониторинга, анализа и прогнозирования развития образовательных ресурсов Российской Федерации на период до 2015 года» 2006 г.

Разработанные методы, модели и алгоритмы, а также реализующие их программные средства внедрены в следующих организациях:

- администрация округа Муром Владимирской области;

- муниципальное унитарное предприятие «Водопровод и канализация» г. Мурома;

- департамент жилья и инженерной инфраструктуры администрации города Нижнего Новгорода;

- администрация г. Кулебаки Нижегородской области;

- администрация Павловского района Нижегородской области.

На соответствующие программные модули получены 4 свидетельства ФИПС об официальной регистрации программы для ЭВМ [19-22].

Результаты диссертационной работы внедрены в учебном процессе на кафедре информационных систем в рамках дисциплины «Геоинформационные системы» специальности «Информационные системы и технологии» и дисциплины «Информационные системы государственного и муниципального управления» специальности «Прикладная информатика в сфере сервиса» Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета.

Внедрения подтверждены соответствующими актами.

Основные положения выносимые на защиту.

  1. Методы и алгоритмы теоретико-множественные описания обработки информации о пространственно-распределенных объектах, позволяющие адекватно описывать взаимное расположение картографических объектов.
  2. Обобщенная математическая модель процесса формирования данных о пространственно-распределенных объектах, позволяющая оценивать взаимное влияние и динамику поведения объектов при помощи анализа их геометрического и топологического расположения.
  3. Расширение возможностей обработки картографической информации, отличающееся тем, что в его основу заложены методы и алгоритмы обработки с использованием бинарных матриц описания расположения объекта в двумерном и трехмерном пространствах.
  4. Методика создания муниципальных геоинформационных систем, основанная на применении алгоритмов ввода и обработки разнородных данных для задач идентификации пространственно-распределенных объектов.
  5. Архитектура муниципальной геоинформационной системы, основанная на интеграции разрозненных данных о пространственно-распределенных объектах.
  6. Результаты практического применения методов и алгоритмов обработки информации в подсистемах управления различными муниципальными службами.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- Международных конференциях «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации. Распознавание 2001, 2005, 2008», Курск, 2001, 2005, 2008 гг.

- Международных научно-практических конференциях «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций», Рязань, 2001, 2004, 2005 гг.

- Международной научно-технической конференции «Автомати-зированная подготовка машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования», Вологда, 2005 г.

- 2-ой международной научно-практической конференции «Геопространственные технологии и сферы их применения», Москва, 2006 г.

- 2-ой международной научно-практической конференции «Составляющие научно-технического прогресса», Тамбов, 2006 г. 

- Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение», Москва, 2001 г., 2006 г.

- Международном симпозиуме «Надежность и качество 2008», Пенза, 2008 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 59 печатных работ, включая 4 монографии, 5 учебных пособий, 4 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ, 27 статей, 19 публикаций тезисов докладов в трудах всероссийских и международных конференций. Основные результаты работы опубликованы в 11 статьях в журналах и сборниках трудов, входящих в перечень периодических научных изданий, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России.

В работах выполненных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателем разработаны: в [3, 11, 20, 22, 24, 26, 39, 42, 43, 51, 52, 58] – подходы к построению структурно-функциональной организации муниципальных информационных систем, метод формального описания топологических характеристик ПРО на основе бинарных матриц, в [4, 10, 19, 25, 37, 38, 47, 48, 53] - методы и алгоритмы расширяющие возможности обработки картографической информации в МГИС, в [2, 17, 23, 27, 40, 41, 59] – методика  создания муниципальных геоинформационных систем, в [12, 13, 21, 45, 46, 49, 54, 55] – обобщенная математическая модель процесса формирования данных о пространственно-распределенных объектах.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 327 наименований, и приложения. Работа изложена на 338 листах машинописного текста, содержит 110 рисунков и 14 таблиц.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, показаны ее научная новизна и практическая ценность, сформулированы цель и задачи работы.

В первой главе рассмотрены вопросы информатизации муниципальных систем управления. Отмечается возрастающая роль информационных систем в социально-экономическом развитии города, где особое место занимают вопросы обработки и анализа пространственно распределенных данных.

Определена основная задача региональных, городских и муниципальных органов и подведомственных им организаций – эффективное управление на основе предоставления и совершенствования услуг, обеспечивающих здоровье, безопасность и благосостояние граждан, что служит необходимым условием устойчивого развития территорий. Это определяется выбранной стратегией управления и развития. В настоящее время большая часть документации в муниципальной структуре управления формируется и передается в бумажном виде. Поскольку финансовые и материальные ресурсы, имеющиеся в распоряжении местных и региональных правительств, далеко не безграничны, достижение высокой степени их использования с помощью современных информационных и геоинформационных технологий является важным моментом.

Проанализированы модели описания пространственно-распределенных объектов, учитывающие особенности пространственной и семантической информации, взаимосвязи между ними и многообразие форм, из которых может состоять объект учета и анализа. Установлено, что невозможность принятия адекватных решений по управлению муниципальным комплексом при отсутствии и недостатке информации, равно как и невозможность своевременного анализа информации, приходящей из множественных и несогласованных между собой источников, требуют создания интегрированной муниципальной системы управления (ИМСУ) с применением геоинформационных технологий.

Установлено, что характерной чертой российского рынка ГИС является гипертрофированное развитие его крайних сегментов. Первый, характеризующийся высокой стоимостью предлагаемых решений (до 1 млн. долларов США и выше), – это полномасштабные "корпоративные" ГИС, создаваемые для крупных ведомств, городов или территорий. Они требуют не только значительных вложений, но и большого обслуживающего персонала. Проблемы в развитии этого сегмента часто происходят из-за слабой подготовленности в области ГИС как специалистов, отвечающих за функционирование системы, так и различных пользователей, в том числе управленцев, аналитиков и руководителей на различных уровнях.

Второй сегмент – это продукты, предназначенные для массовых потребителей и представляющие собой в основном поисково-справочные системы. В настоящее время стоимость таких решений, ставшая фактически "квантом стоимости" массовых ИТ-продуктов в России, составляет несколько сотен рублей. Так, можно найти практически любую ГИС и много разнообразных данных, но без гарантий достоверности информации, не говоря уже о лицензионной чистоте таких продуктов.

Число типов объектов в городской среде так велико, и они рассредоточены по такому большому числу пред­метных областей, имеющим еще и свои относи­тельно независимые классификационные системы, что одноуровневый список слоев является недопус­тимым ограничением на работу с электронной кар­той. Требуется реализация многоуровневых слоев. Если же рассматривать еще и требование модели­рования (не только пространственного), то мы естественным путем приходим к необходимости использования объектно-ориентированного под­хода (ООП) к описанию городской среды, а также МГИС — как модельного представления города.

В объектной модели объект муниципальной собственности представляется как один или несколько многоугольников, имеющих уникальный идентификатор и значение функции F, разное для каждого многоугольника.

В этой модели описание распределенного объекта включает:

- местоположение объекта в известной системе координат, которые могут быть международными (например, географическая система координат, универсальная система координат Меркатора), национальными и локальными (например, система координат плана города);

- атрибуты объекта, которые, как правило, нельзя представить в виде графических образов на электронной карте, поэтому они обычно представляются в виде различных таблиц, текстовых описаний (легенд), картинок, мультимедийных данных, т.е. разнородной информации. С каждым объектом может быть связан определенный набор таких характеристик;

- топологические взаимосвязи, определяющие пространственное расположение объекта относительно других объектов.

На сегодняшний день наиболее известными являются три вида пространственных моделей данных: на основе алгебраической топологии, топологических структур и топология на основе метрических характеристик. В главе приведен анализ этих трех видов моделирования, представлены их достоинства и недостатки.

Вторая глава содержит общее математическое описание пространственно-распределенных объектов, разработана модель представления пространственно-распределенных данных и методы решения задач пространственного анализа.

Любая карта, в частности города, содержит огромное количество разнообразной информации. Она представляет собой сложную структуру, которую необходимо разбить на простые объекты. Т. к. целью работы является описание информации на двумерной карте, то введем ряд определений простых объектов на плоскости. Под объектом будем понимать абстрактный пространственный элемент, который имеет данные для его описания и методы их обработки.

Точечный объект – это малоразмерный объект, который характеризуется координатами:

,

(1)

Точечным объектом можно представлять опорный пункт, столб, дерево, колодец и т.д.

Линия – это геометрическое место точек, заданное уравнением:

,

(2)

Линейный сегмент – это линия между двумя точками, линейный сегмент задается координатами:

,

(3)

где , - точечные объекты.

Линейный объект ­– это последовательность линейных сегментов:

(4)

Дорогу, тепловую сеть, линию электропередач можно представить линейным объектом.

Полигональный объект – это двумерный объект, образованный замкнутой последовательностью линейных сегментов, т.е.

(5)

Полигональный объект позволяет отображать на карте кварталы, здания, ограждения и т.д.

Сложным называется картографический объект, который состоит не менее чем из двух картографических элементов так, что:

(6)

Системой картографических объектов или картой будем называть множество картографических объектов так, что

(7)

Слоем карты назовем сочетание картографических объектов, выделенных из карты по заданным условиям так, что

(8)

Дано определение топологического отношения между любыми двумя множествами и , называемое отношением таким, что при аффинных или топологических преобразованиях это отношение будет сохраняться.

Введены следующие типы топологических отношений между картографическими объектами: соседство, изолированность, близость, вложенность. Эти топологические отношения наиболее полно отражают взаимодействие пространственных объектов.

Определение 2.18. Картографический объект находится в соседстве с картографическим объектом или между и установлено топологическое отношение “Соседство” , т.е. тогда и только тогда, когда картографические объекты и имеют общую граничную точку или линию, т.е. если есть совпадение координат точек обоих объектов.

Теорема 1. Отношение «Соседство» выполняется, если отношение антирефлексивно, симметрично, транзитивно и  пересечение картографических объектов и есть непустое множество, т.е. , и непустое множество должно состоять только из граничных точек картографических объектов и .

Определение 2.19. Картографический объект изолирован от картографического объекта или между и установлено топологическое отношение изолированности , т.е. тогда и только тогда, когда объекты и не пересекаются друг с другом.

Теорема 2. Отношение «Изолированность» выполняется, если антирефлексивно, симметрично, транзитивно и при этом выполняется .

Существует частный случай отношения изолированности:

Определение 2.20. Картографический объект находится в близости к картографическому объекту или между и установлено топологическое отношение “Близость” , т.е. тогда и только тогда, когда картографический объект расположен на заданном расстоянии от картографического объекта .

Теорема 3. Отношение «Близость» выполняется если антирефлексивно, симметрично, транзитивно и при этом выполняется условие того что картографические объекты и не должны пересекаться между собой, т.е. ; минимальное расстояние между граничными точками картографических объектов и не превышает заданного расстояния , т.е.

,

(9)

где - граничные точки картографических объектов и соответственно;

-расстояние между граничными точками ;

- минимальное расстояние между граничными точками ;

- заданное расстояние, в пределах которого определено отношение “Близость”.

Определение 2.21. Картографический объект вложен в картографический объект или между и установлено топологическое отношение “Вложенность” , т.е. тогда и только тогда, когда все элементы объекта находятся внутри объекта.

Теорема 4. Отношение «Вложенность» выполняется если рефлексивно, ассиметрично, нетранзитивно и при этом выполняется условие .

Определение 2.22. Картографический объект пересекается с картографическим объектом или между и установлено топологическое отношение “Пересечение” , т.е. .

Теорема 5. Отношение «Пересечение» выполняется если рефлексивно, симметрично, транзитивно и выполняется .

Введем геометрические отношения между картографическими объектами, которые характеризуют геометрическое расположение пространственных объектов: параллельность и перпендикулярность.

Определение 2.23. Картографический объект параллелен картографическому объекту или между и установлено геометрическое отношение “Параллельность” , т.е. тогда и только тогда, когда в объектах и можно найти по одному линейному сегменту, которые параллельны между собой, т.е.

,

(10)

где , линейные элементы.

Определение 2.24. Картографический объект перпендикулярен картографическому объекту или между и установлено геометрическое отношение “Перпендикулярность” , т.е. тогда и только тогда, когда в объектах и можно найти по одному линейному сегменту, которые перпендикулярны друг другу, т.е.

,

(11)

где , -  линейные сегменты.

На основе полученных топологических отношений строятся топологические структуры, где можно определить, к какой из них относится та или иная отдельно взятая группа пространственных объектов. Для этого применяется следующий общий подход.

Пусть дана эталонная топологическая структура:

,

(12)

где - подсистема абстрактных картографических объектов, n – количество объектов;

- заданное множество типов топологических и геометрических отношений в подсистеме , h – количество отношений;

- заданная матрица топологических отношений между объектами из .

Объекты, которые необходимо исследовать на принадлежность к одной из типовых структур, выделим следующим образом:

,

(13)

где - подсистема выделенных для сравнения картографических объектов, n – количество объектов;

- множество типов топологических и геометрических отношений в подсистеме , h – количество отношений;

- матрица топологических отношений между объектами из .

Эталонная структура заполняется перед этапом анализа и сравнивается затем со структурой . Чтобы заполнить структуру необходимо сначала выделить объекты и типы отношений, а затем взаимодействие объектов. Для этого следует инициализировать матрицу . Исследуемые объекты из относятся к структуре , если обе структуры равны.

Две топологические структуры и будут равны, если выполняется:

(14)

Таким образом, чтобы проанализировать исследуемые пространственные объекты на принадлежность к типовой структуре нужно провести сравнение типов отношений и, если они совпадают, сравнить матрицы и .

Тогда, встает серьезная проблема проектирования таких систем как ГИС. Для этого проведена параллель между информационными и геоинформационными системами. Геоинформационные системы содержат данные первого и второго вида, а информационные – только второго.

Таблица 1. Соответствие данных в ГИС и ИС

Геоинформационные системы

Информационные системы

1. Карта

1. База данных

2. Слой

2. Сущность

3. Картографический объект

3. Экземпляр сущности

4. Топологическое отношение

4. Реляционные отношения

5. Входная информация – карты, снимки, изображения

5. Входная информация –неупорядоченные данные (без нормализации)

6. Выходная информация – выборка географически распределенных данных

6. Выходная информация – выборка нормализованных данных

При разработке геоинформационных систем необходимо модифицировать существующую информационную модель данных таким образом, чтобы она имела возможность устанавливать пространственные отношения между объектами.

Модель, которая будет характеризовать пространственное взаимодействие объектов, назовем пространственно-информационной или геоинформационной моделью данных. Такая модель имеет следующую схему записи:

Рис. 1. Схема геоинформационной модели данных

Особый интерес представляет метод описания топологических отношений  в трехмерном пространстве, где в основу положена математическая модель «девяти пересечений» М. Эгенгофера, которая использует пересечения различных составных элементов объектов.

Часть точек пространства в множестве A, расположенная во внутренней части объекта и обозначенная А°, является объединением всех открытых множеств в A. Замкнутое выражение A, обозначенное A-, является пересечением всех замкнутых множеств A. Внешняя часть A относящаяся к вложенному пространству R2, обозначенного A-, является множеством всех точек R2 не содержащихся в A. Граница A, обозначенная ∂A, является пересечением замкнутого выражения А и замкнутого выражения внешней части A. Тем самым выполняется формальная характеристика расположения объектов на плоскости. Для описания положения объекта в трехмерном пространстве введем дополнительные обозначения. Часть точек 3D пространства расположенная во внутренней части объекта обозначим как А°3. Внешняя часть объекта будет представлять собой две непересекающиеся области A-3u и A-3d – область, расположенная над объектом и область, расположенная под объектом соответственно. Верхняя граница A, обозначенная ∂uA, является пересечением замкнутого выражения А и замкнутого выражения верхней внешней части A. И, соответственно, нижняя граница A, обозначенная ∂dA, является пересечением замкнутого выражения А и замкнутого выражения нижней внешней части A.

Таким образом, пространственная область определена как 3-мерное множество точек, которое является гомеоморфным к 5-областям, то есть, каждая из восьми объектных частей области в трехмерном пространстве ­– это внутренняя часть, граница, и внешняя часть -  непустая и связанная.

Для двух областей А и B, бинарное топологическое отношение между ними характеризуется как сравнение границы (∂A), внутренней части (А°), внешней части (A-) на горизонтальной плоскости и верхней, нижней границ (∂uA, ∂dA), внутренней части (А°3), верней и нижней внешних частей  (A-3u, A-3d) в вертикальной плоскости объекта A с границей (∂В), внутренней частью (B°), и внешней частью (В-) на горизонтальной плоскости и верхней, нижней границ (∂uВ, ∂dВ), внутренней части (В°3), верней и нижней внешних частей  (В-3u, В-3d) в вертикальной плоскости объекта B. Эти четырнадцать объектных частей объединены так, что они формируют шестнадцать пересечений, которые представляют топологические отношения между этими двумя объектами. Ими являются пересечения:

граница - граница, обозначается ∂A∩∂B,

граница – внутренняя часть, обозначается ∂A∩B °,

граница – внешняя часть, обозначается  ∂A∩ В-,

внутренняя часть - граница, обозначается  A°∩∂B,

внутренняя часть - внутренняя часть, обозначается  A°∩B °,

внутренняя часть - внешняя часть, обозначается  A°∩ В-,

внешняя часть - граница, обозначается  А-∩∂B,

внешняя часть - внутренняя часть, обозначается  А-∩B °,

внешняя часть - внешняя часть, обозначается  А-∩В-,

верхняя граница – нижняя граница, обозначается ∂uA∩∂dB,

нижняя граница – верхняя граница, обозначается ∂dA∩∂uB,

верхняя граница – внутренняя часть, обозначается ∂uA∩B °3,

нижняя граница – внутренняя часть, обозначается ∂dA∩B °3,

внутренняя часть - внутренняя часть, обозначается  A°3∩B °3,

верхняя внешняя часть - внутренняя часть, обозначается  А-3u∩B °3,

нижняя внешняя часть - внутренняя часть, обозначается  А-3d∩B°3.

Топологическое отношение между областями А и B, кратко представлено как  матрица 4x4, и назовем ее «шестнадцатью пересечениями».

Топологические отношения характеризованы топологическими инвариантами «шестнадцать пересечений», то есть, свойства, которые сохраняются при топологических преобразованиях. Содержание этих шестнадцати пересечений идентифицировано как самый простой и самый общий топологический инвариант, хотя другие могут быть полезны также как компоненты пересечения и их измерения. Инвариант содержания характеризует каждое из этих шестнадцати пересечений значением пустой (∅) или непустой (¬∅). С различением пустой/непустой этих шестнадцати пересечений, потенциально можно получить 216 различных топологических отношений. Точно то, что два из этих топологических отношений сохраняется между любыми двумя областями. Шестнадцать пересечений пустой/непустой  описывают набор отношений, которые обеспечивают полный охват - три объектные части: граница, внутренняя часть, и внешняя часть – полное разделение трехмерного пространства. Содержания их пересечений такие, что любое множество является или пустым или непустым. Фактическое число осуществимых отношений зависит от измерения пространства относительно измерения объектов и от топологических свойств объектов, вложенных в это пространство. Например, граница (нециклической) линии (множество ее начальных и конечных точек) является разделенной, тогда как граница области без отверстий является соединенной, и различие в этих топологических свойствах влияет на то, какие топологические отношения могут быть реализованы.

В третьей главе проанализирована законодательная основа применения МГИС и на ее основе предложена методика разработки и внедрения системы. Эта методика состоит из пяти этапов: подготовительный (аналитический), подготовительный (технический), развертывание, первичное наполнение и сопровождение.

Учитывая большой объем данных, которые необходимо ввести в систему на первом этапе создания цифровой топографической основы, остро встает вопрос о выборе технологии ввода. Правильно выбранная технология позволит так организовать процесс, чтобы сделать это максимально быстро и с наименьшими затратами трудовых и материальных ресурсов.

В современных условиях, когда вычислительная техника имеет необходимую мощность, более предпочтительна технология ввода и векторизации объектов по единому растровому полю.

Отметим что, описанная технология не позволяет:

  1. Определить порядок, в котором должны векторизоваться планшеты.
  2. Распределить работу по векторизации слоев между всеми операторами.

Для сокращения времени ввода первичных данных векторизацию должна выполнять группа операторов, которые работают параллельно. Психологически операторам гораздо проще выполнять векторизацию заранее заданной группы слоев. Тогда человек привыкает к условным обозначениям, инструментам их ввода, а следовательно, его квалификация повышается и он вводит информацию более быстро и безошибочно.

Другая особенность заключается в том, что все слои карты должны векторизоваться в определенной последовательности. Например, площадные объекты необходимо векторизовать после линейных и точечных. В противном случае линейные и точечные объекты растровой картографической подложки будут просто не видны.

Учитывая данные обстоятельства, целесообразно организовать работы по конвейерному принципу, применяемому при поточном производстве. Такая модель организации работ при вводе большого объема картографических данных с бумажных носителей, позволяет:

  1. Полностью формализовать и обосновать последовательность операций над каждым планшетом.
  2. Построить модель для расчета времени векторизации всех данных с учетом количества операторов, набора слоев, которые необходимо обработать, и других параметров.
  3. Обеспечить параллельную работу операторов одновременно с последовательной векторизацией всех слоев.

Усовершенствованная конвейерная технология ввода и векторизации объектов МГИС по единому растровому полю реализуется в пять этапов:

  1. Сканирование всех планшетов и сохранение полученных растров в память ЭВМ.
  2. Сшивка всех растровых планшетов в единое растровое картографическое поле (растровая карта).
  3. Нумерация планшетов для определения порядка их векторизации.
  4. Группировка слоев и распределение их между операторами векторизации.
  5. Векторизация объектов растровой карты.

При отсутствии синхронизации между тактами можно добиться максимальной загрузки всех операторов. В этом случае оператор начинает векторизацию очередного планшета, не дожидаясь завершения такта конвейера. Простои возможны только в том случае, когда на очередном планшете еще не векторизованы предыдущие группы слоев другими операторами. Создание резервных заделов обеспечит непрерывную работу всех операторов.

После завершения ввода пространственных данных объектов муниципального управления необходимо «привязать» к объектам атрибутивные данные. Это обеспечит решение аналитических задач, в которых проявляется вся мощь ГИС. Главная проблема, стоящая перед разработчиком на этом этапе заключается в сложности идентификации объектов карты по имеющимся семантическим данным.

О пространственном объекте электронной карты обычно известно:

  1. Слой Si, в котором располагается объект.
  2. Топологические связи объекта (близкие, изолированные, пересекающие объекты).
  3. Атрибуты объекта МГИС, которые вводятся при создании объекта.

По отношению В, т.е. по таблице БД, можно определить:

  1. Слой Si, в котором располагаются объекты, с которыми необходимо установить связь.
  2. Информацию, которая будет доступна после связывания с объектом, а следовательно, к нему относиться.

Таким образом, из пересечения этих двух множеств сведений можно выделить подмножества объектов слоя, которые могут соответствовать каждой записи из таблицы БД, т.е. найти s(b)⊂Si ∀b∈B. Основная идея алгоритма заключается в том, что для каждого b∈B последовательно исключаются объекты, не подходящие по тем или иным причинам. В результате останется один или несколько объектов. В последнем случае в режиме диалога эксперт определит правильный объект.

Способ идентификации объектов включает в себя четыре этапа:

  1. Последовательное исключение объектов, используя противоречия в семантических данных.
  2. Последовательное исключение объектов, используя их топологические связи.
  3. Исключение объектов в режиме диалога с экспертом.
  4. Сохранение результатов отбора, т.е. запись атрибута С ∀b∈B в одноименный атрибут объекта s(b)∈Si, идентифицированного по b.

Рис. 2. Взаимоотношение объектов карты и БД до идентификации.

Для организации сбора пространственно-распределенной информации предложено использовать агентно-ориентированный подход. При агентно-ориентированном подходе каждый пользователь представлен в системе своим агентом, который реализует часть его функций и помогает ему взаимодействовать с другими работниками, взаимодействуя с их агентами. Для получения лучших результатов агенты должны быть наделены интеллектом. Тогда они смогут решать некоторые задачи самостоятельно. Кроме этого, агентно-ориентированный подход позволяет объединять разобщенные информационные системы в единую распределенную интеллектуальную информационную систему.

Формально агент представляется совокупностью параметров:

A=<N, M, K>,                                                                         (15)

где N – имя агента;

M – множество сообщений, которые агент использует для взаимодействия с другими агентами;

K – база знаний агента A.

В свою очередь,

M={M(I),M(O)},                                                                         (16)

где M(I) – множество входящих сообщений для агента;

M(O) – множество исходящих сообщений агента.

Составляющая К агента из (13) может быть представлена в виде

       ,        (17)

где FB – база данных и фактов, с которой взаимодействует агент;

P={pi} – множество продукций;

PI – интерпретатор продукций.

Продукции представляют собой выражения вида

       ,        (18)

где i – имя продукции;

Q – сфера применения продукции, для экономии времени выделения нужной продукции;

A⇒B – ядро продукции. Обычное прочтение ядра выглядит так: «ЕСЛИ А, то В», но возможны и другие интерпретации.

P – условие применимости ядра продукции;

N – описывает постусловия продукции; они актуализируются только в том случае, если ядро продукции реализовалось.

В простейшем случае, ядро продукции может быть записано предложением вида:

ЕСЛИ <условие> ТО <действие>

где <условие> – некоторое логическое выражение. Для его вычисления могут использоваться факты из базы знаний, ответы от других агентов или от пользователя. Таким образом, чтобы обработать правило вывода, может потребоваться запрос к другим агентам. Это аналогично тому, как один работник спрашивает другого при решении какого-либо вопроса. То есть в знаниях агента учитывается не только, какие данные ему необходимы, но и у кого их можно получить. Во время такого вопроса активируется другой агент;

<действие> – описывает действие, которое должен совершить агент. Это может быть выявление нового факта или аннулирование существующего, уведомление других агентов о наступлении события, уведомление пользователя, совершение других действий, в частности, запуск служебных программ.

Агентно-ориентированный подход позволяет проводить автоматизацию работы пользователей в некоторой организации, использующей корпоративную информационную систему. На модель поведения агента переносится та часть функций пользователя, которую можно формализовать. При этом между агентами моделируется и взаимодействие. Люди используют для этого естественный язык общения, в то время как агенты обмениваются сообщениями. Обладая искусственным интеллектом, агенты способны стать персональным помощником в работе каждого пользователя либо даже заменить человека полностью при выполнении некоторых формализуемых задач.

В главе также рассмотрена реализация алгоритма многоуровневого представления пространственных данных. Этот алгоритм можно сравнить с моделью уровней управления на предприятии в информационных системах, где на низшем уровне информация необходима работникам оперативного управления, на среднем – менеджерам, а на высшем – руководителям высшего звена.

Действительно, карта масштаба 1:500 – это информация для оперативного учета, 1:2000 – для анализа обстановки, а самый верхний уровень – для управления в целом, например, для рассмотрения возможности расширения граничной территории города.

Используя такой подход, можно сначала проанализировать общее расположение объектов, а затем, декомпозируя карту, узнать более подробную пространственную информацию изучаемых данных.

Математическая модель многоуровневого представления пространственных данных имеет следующий вид:

,

(19)

где - пространственные объекты, n – количество объектов,

- слои, m – количество слоев, - матрица топологических отношений между слоями, - уровни карты, k – количество уровней.

В свою очередь в каждом слое на уровне по-разному отображаются объекты .

Поэтому пространственные данные принимают следующую структуру:

(20)

где - пространственное отображение объекта на уровне , - данные или атрибуты объекта .

Смысл пространственной структуры (22) заключается в следующем. Каждый объект состоит из двух частей:

  1. пространственного отображения на карте;
  2. атрибутивных данных этого объекта.

Однако объект в один и тот же момент времени для одного пользователя на экране монитора может иметь только одно пространственное отображение. Поэтому представляется как совокупность (логическое “или”), а не система.

Для того, чтобы уменьшить количество неточной информации, необходимо проводить уже на этапе ввода объектов их автоматический контроль. Здесь, разработан алгоритм автоматического контроля размещения объектов.

Пусть f – область всей карты , g - допустимая область для размещения объекта .

Необходимо найти область g при заданных отношениях между слоем , к которому относится объект , и всеми слоями .

1. Если слой изолирован от слоя , т.е. , то каждый объект слоя изолирован от каждого объекта слоя . Например, при имеем :

И .

(21)

При этом объект будет находиться в изолированности с любым другим объектом, например, с , если все базовые объекты, из которых состоит , находятся в изолированности со всеми базовыми объектами из .

Допустимая область определяется следующим образом (рисунок 3.1):

,

(22)

где - допустимая область для отношения изолированности;

f – область всей карты;

- объекты, изолированные от , количество которых равно .

В четвертой главе разработаны ряд подсистем МГИС с характеристикой их принципиальных особенностей. Для реализации этих принципов управления реализуем архитектуру МГИС в виде уровней управления городом. Это обосновывается тем, что уровни управления городом уже устанавливают тип обрабатываемых данных, процедуры и цели их обработки. Это же лежит в основе разбиения архитектуры МГИС на уровни. Поэтому в МГИС выделяются три основных уровня:

  1. Учетный.
  2. Уровень оперативного управления (управленческий).
  3. Интеграционный.

Установлено, что ГИС имеет особое значение для управления городской инфраструктурой на всех уровнях. Это подтверждается объективной необходимостью перехода на прозрачную систему управления, использование которой позволит, в частности, привлечь необходимые инвестиции. ГИС позволяет свести воедино измерения с помощью мощных средств визуализации, анализа и моделирования. Сейчас эта технология все больше интегрируется в системы планирования и поддержки принятия решений, в структуру рабочих процессов во многих муниципальных организациях.

Рис.3. Концептуальная схема архитектуры МГИС

В пятой главе приводятся экспериментальные исследования разработанных методов и алгоритмов, которые проводились с использованием реальных городских карт (см. рис.4).

Рис. 4. Ошибочное расположение подъезда

Статистические характеристики алгоритма применительно к различным топологическим отношениям приведены на рисунке 5.        

Рис. 5.  Скорость работы алгоритма вычисления топологических отношений

Также значительное сокращение времени работы алгоритма построения трехмерных моделей зон затопления наблюдалось при использовании топологических характеристик ПРО.

Рис. 6. Линия зоны затопления, спроецированная на карту

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертационной работе в рамках решения поставленной научно-технической проблемы разработки теории, методов и моделей обработки информации о пространственно-распределенных объектах, а также создания и внедрения муниципальной геоинформационной системы получены следующие результаты:

1. Проведен анализ проблемы оперативного управления пространственно-распределенными объектами, выявлены достоинства и недостатки, определен перечень нерешенных задач. Показано, что системы управления пространственно-распределенными объектами не соответствуют современным требованиям к системам обработки информации из-за разрозненности хранения и разноплановости исходных данных.

2. Разработано общее алгебраическое описание пространственных объектов и отношений между ними. Рассмотрены простые и сложные объекты, слои карты. Определены топологические отношения: внутриобъектные, между объектами одного слоя, между слоями. Показаны следующие типы: соседство, изолированность, вложенность, близость, пересечение, параллельность и перпендикулярность, которые позволяют наиболее полно характеризовать положение ПРО в пространстве.

3. Созданы новые методы и алгоритмы обработки информации о пространственно-распределенных объектах, а именно:

- метод решения задач пространственного анализа особенностью, которого является возможность описания пространсвенного расположения объекта за счет бинарной матрицы «девяти пересечений»;

- этот метод расширен до трехмерного анализа положения объекта за счет увеличения матрицы связей до шестнадцати значений;

- предложен метод интегрированного описания объектов, отличающийся тем, что топологические связи определяются до классификации объектов по слоям коммуникационной карты.

4. Базируясь на анализе процессов обработки информации о ПРО, синтезе структурно-функциональной организации систем обработки пространственной информации разработана обобщенная математическая модель, учитывающая взаимовлияние объектов как на одном тематическом слое, так и при анализе межслойных характеристик.

5. Разработан ряд алгоритмов наполнения атрибутивной информацией ГИС и поддержки ее в актуальном состоянии, основанные на конвейерной технологии ввода и способе автоматизированной идентификации, которые позволили уменьшить временные затраты на ввод и идентификацию данных.

6. Разработана библиотека алгоритмов автоматического контроля размещения объектов на цифровой карте, установки топологических отношений, определения буферных зон и др., которая позволяет на основе введенной теории топологических отношений обрабатывать данные о пространственно-распределенных объектах городской инфраструктуры.

7. Предложена новая архитектура муниципальной информационной системы, которая основана на применении геоинформационного интегратора и позволяет объединить данные о ПРО из разрозненных муниципальных предприятий. Для построения МГИС разработана и апробирована методика, отличительной особенностью которой является сохранение существующих систем управления муниципальными объектами с добавлением новых функциональных возможностей.

8. Разработаны и внедрены ряд подсистем различного назначения, представляющие собой основу муниципальной ГИС:

- подсистема обработки информации об инженерной инфраструктуре городской теплосети;

- подсистема поддержки данных в актуальном состоянии и их обработки в горводоканале;

- подсистема построения газораспределительных коммуникаций на основе топологических характеристик объектов;

- подсистема ввода данных в муниципалитетах на основе информации адресного бюро и комитета муниципального имущества.

9. Исследования разработанных алгоритмов показали:

- с использованием введенных топологических отношений между объектами удалось сократить время работы алгоритмов поддержки карты в актуальном состоянии до нескольких секунд;

- применение кусочно-аффинного преобразования для сопоставления городских карт различных масштабов позволило произвести корректировку положения объекта и установить среднюю ошибку в координатах от 1,2 до 1,8 метра.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ

Монографии

  1. Андрианов, Д.Е. Геоинформационные системы: исследование, анализ и разработка [Текст] / Д.Е. Андрианов. М.: Государственный научный центр Российской Федерации - ВНИИгеосистем, 2004. 184 с.
  2. Андрианов, Д.Е. Системы оперативного управления пространственно распределенными объектами [Текст] / Д.Е. Андрианов, К.В. Макаров, Р.А. Штыков. М.: Радио и связь, 2005. 286 с.
  3. Андрианов, Д.Е. Разработка муниципальных геоинформационных систем [Текст] / Д.Е. Андрианов, С.С. Садыков, Р.А. Симаков. М.: Мир, 2006. 105 с. 
  4. Андрианов, Д.Е. Теоретические основы описания и анализа плоских пространственно-распределенных объектов в ГИС [Текст] / Д.Е. Андрианов, С.В. Еремеев, С.С. Садыков. Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007. – 110 с.

Учебное пособие

  1. Андрианов, Д.Е. Разработка муниципальных геоинформационных систем: Учебное пособие [Текст] / Д.Е. Андрианов. Владимир: Изд-во Владим. Гос. ун-та, 2007. – 101 с.

Статьи в центральных журналах перечня ВАК

  1. Андрианов, Д.Е. Проектирование и расчет тепловой сети промышленного предприятия на основе математических моделей [Текст] / Д.Е. Андрианов, Р.А. Штыков, Ю.В. Уткин // Промышленная энергетика М.: НТФ «Энергопрогресс», №3, 2004. 34-37 с.
  2. Андрианов, Д.Е. Экономия энергии путем управления тепловыми сетями на промышленном предприятии [Текст] / Д.Е. Андрианов, Р.А. Штыков, Ю.В. Уткин // Промышленная энергетика М.: НТФ «Энергопрогресс», №6, 2003, 6-10 с.
  3. Андрианов, Д.Е..  Модели и алгоритмы вычисления топологических отношений в геоинформационных системах [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Булаев // Программные продукты и системы. Приложение к международному журналу «Проблемы теории и практики управления» Тверь: МНИИПУ, 2006, №3, С.27 – 32
  4. Андрианов, Д.Е. Метод определения взаимосвязипространственно распределенных объектов [Текст] / Д.Е. Андрианов // Геоинформатика, М.: ФГУП ГНЦ РФ – ВНИИгеосистем, 2006, №4, с. 7-9.
  5. Андрианов, Д.Е. Создание метода представления топологических отношений в трехмерном пространстве для задач городских ГИС [Текст] / Д.Е. Андрианов // Геоинформатика, М.: ФГУП ГНЦ РФ – ВНИИгеосистем, 2007, №2, с. 1-3.
  6. Андрианов, Д.Е. Проект системы оперативного управления энергетическим обеспечением промышленного предприятия [Текст] / Д.Е. Андрианов // Промышленная энергетика, М.: НТФ Энергопресс, 2007, №5, с. 27-28.
  7. Андрианов, Д.Е. Автоматизированнавя обработка пространственной информации в геоинформационных системах [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Булаев // Автоматизация и современные технологии, М.: Машиностроение, 2007, №8 С. 3-6.
  8. Андрианов, Д.Е. Метод интегрированного описания топологических отношений в геоинформационных системах [Текст] / Д.Е. Андрианов // Программные продукты и системы. Тверь: МНИИПУ, 2007, №3, С.90 – 91.
  9. Андрианов, Д.Е. Разработка алгоритма актуализации электронных карт в муниципальных геоинформационных системах [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Булаев // Геоинформатика, М.: ФГУП ГНЦ РФ – ВНИИгеосистем, 2007, №4, с. 17-20.
  10. Андрианов, Д.Е. Технология ввода данных в муниципальных геоинформационных системах [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Булаев // Программные продукты и системы. Тверь: МНИИПУ, 2007, №4, С.39 – 41.

Свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ

  1. Андрианов, Д.Е. Модуль построения зоны затопления по электронной карте. [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Булаев, М.С. Соколов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2008610779 от 15 февраля 2008 г.
  2. Андрианов, Д.Е. Модуль широкоформатной печати. [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Булаев, М.С. Соколов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2007613961 от 14 сентября 2007 г.
  3. Андрианов, Д.Е. Модуль поддержания актуальности объектно-коммуникационной карты. [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Булаев, М.С. Соколов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2007614672 от 9 ноября 2007 г.
  4. Андрианов, Д.Е. Пакет прикладных программ для муниципальных ГИС. [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Булаев, М.С. Соколов. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. № 2008611563 от 15 апреля 2008 г.

Доклады на международных конференциях

  1. Андрианов, Д.Е. Обработка геоинформации в экологических системах [Текст] / Д.Е. Андрианов, С.С. Садыков // Сборник материалов 5-й международной конференции «Распознавание 2001», Курск, 2001. С. 39-41.
  2. Андрианов, Д.Е. Разработка городской геоинформационной структуры [Текст] / Д.Е. Андрианов, Р.А. Штыков // Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций: материалы 10 Международной науч.-техн. конф. Рязань: Рязанская государственная радиотехническая академия, 2001. С. 213-218.
  3. Андрианов, Д.Е. Принципы разработки математической модели сети теплоснабжения [Текст] / Д.Е. Андрианов, Р.А. Штыков // XXVIII «Гагаринские чтения». Международная молодежная научная конференция. М.: МАТИ, 2002. С. 178-179.
  4. Андрианов, Д.Е. Технология обработки геоинформационных данных [Текст] / Д.Е. Андрианов // Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций: Материалы 13-й Международной науч. – техн. конф. Рязань: Рязанская радиотехническая академия, 2004. С. 208-210.
  5. Андрианов, Д.Е. Применение ГИС технологий в городской газовой службе [Текст] / Д.Е. Андрианов // Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций: Материалы 13-й Международной науч. – техн. конф. Рязань: Рязанская радиотехническая академия, 2004. С. 210-211.
  6. Андрианов, Д.Е. Описание топологических отношений в геоинформационных системах на основе теории нечетких множеств [Текст] / Д.Е. Андрианов // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации. Распознавание – 2005: Сборник материалов 7 Международной конференции. Курск, Курский государственный технический университет. 2005. С. 31-32.
  7. Андрианов, Д.Е. Анализ пространственных топологических отношений  [Текст] / Д.Е. Андрианов // Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций: Материалы 14-й Международной науч. – техн. конф. Рязань: Рязанская радиотехническая академия, 2005. С. 203-204.
  8. Андрианов, Д.Е. Разработка системы классификации топологических отношений в ГИС [Текст] / Д.Е. Андрианов // Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций: Материалы 14-й Международной науч. – техн. конф. Рязань: Рязанская радиотехническая академия, 2005. С. 204-205.
  9. Андрианов, Д.Е. Формализация представления сложных топологических отношений в геоинформационных системах  [Текст] / Д.Е. Андрианов // Автоматизированная подготовка машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования. Материалы Международной научно-технической конференции. Т.2. – Вологда: ВоГТУ, 2005.С. 157-159.
  10. Андрианов, Д.Е. Классификация топологических отношений в муниципальных геоинформационных системах  [Текст] / Д.Е. Андрианов // Автоматизированная подготовка машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования. Материалы Международной научно-технической конференции. Т.2. – Вологда: ВоГТУ, 2005. С. 176-179.
  11. Андрианов, Д.Е. Представление данных в муниципальных геоинформационных системах [Текст] / Д.Е. Андрианов // 2-я Международная научно-практическая конференция «Геопространственные технологии и сферы их применения». Тезисы докладов – М.: ИА «Гром», 2006. С. 101-104.
  12. Андрианов, Д.Е. Назначение и функциональные возможности городских геоинформационных систем  [Текст] / Д.Е. Андрианов // Составляющие научно-технического прогресса: сборник материалов 2-й международной научно-практической конференции. – Тамбов: Першина, 2006.  С. 168-170.
  13. Andrianov, D.E., Algorithm of representation of complex topologycal relations in geoinformation systems [Text] / D.E. Andrianov, A.V. Bulaev  // Digital signal processing and its applications, march 29-31 2006: Proceeding of the 8-th international conference. Release VIII – 2. – Moscow.: RSTSREC, 2006. Р. 669.
  14. Андрианов, Д.Е. Алгоритм представления сложных топологических отношений в геоинформационных системах [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Булаев // Цифровая обработка сигналов и ее применение. Доклады 8-й международной конференции. Выпуск VIII – 2. – М.: РНТОРЭС, 2006. С. 669.

Статьи в сборниках статей и всероссийские конференции.

  1. Андрианов, Д.Е., Концепция построения муниципальных информационных систем [Текст] / Д.Е. Андрианов, Р.А. Штыков // С-Петербург: Гидрометиоиздат, 2001. С. 12-17.
  2. Андрианов, Д.Е. Географическая информационная система городской газовой службы [Текст] / Д.Е. Андрианов, Р.А. Штыков Е.С. Саломадина // Компьютерные и информационные технологии обработки и анализа данных: Сборник научных статей / Под ред. С.С. Садыкова. – Муром: Изд. – полиграфический центр МИ ВлГУ, 2001. С. 29-34.
  3. Андрианов, Д.Е. Разработка специального программного обеспечения по обработке информации для принятия управленческого решения при контроле радиационного фона исследуемой местности [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.И. Соболев, А.О. Горштейн // Компьютерные и информационные технологии обработки и анализа данных: Сборник научных статей / Под ред. С.С. Садыкова. – Муром: Изд. – полиграфический центр МИ ВлГУ, 2001. С. 135-138.
  4. Андрианов, Д.Е., Географическая информационная система муниципального хозяйства [Текст] / Д.Е. Андрианов, С.С. Садыков, К.В. Макаров, С.В. Кошелев // Системный анализ. Теория и практика. – Изд-во Костром. гос. технол. университета, 2001. С. 5-12.
  5. Андрианов, Д.Е. Технические средства сбора и обработки информации в инженерных сетях [Текст] / Д.Е. Андрианов, Р.А. Штыков // Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. В.В. Ромашова, В.В. Булкина. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. С. 135-139.
  6. Андрианов, Д.Е., Формализация параметров инженерных сетей. [Текст] / Д.Е. Андрианов  // Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. В.В. Ромашова, В.В. Булкина. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. С. 140-144.
  7. Андрианов, Д.Е. Разработка географической информационной системы газовой службы [Текст] / Д.Е. Андрианов, Е.С. Саломадина // Межвузовский сборник научных трудов / Под ред. В.В. Ромашова, В.В. Булкина. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. С. 145-149.
  8. Андрианов, Д.Е., Обработка информации в картографических системах [Текст] / Д.Е. Андрианов // Сборник научных статей. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. С.43-46.
  9. Андрианов, Д.Е. Расчет параметров тепловых сетей [Текст] / Д.Е. Андрианов,  Р.А. Штыков // Сборник научных статей. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. с. 47-55.
  10. Андрианов, Д.Е., Некоторые методы описания геоинформационных систем  [Текст] / Д.Е. Андрианов,  С.В. Еремеев // Сборник научных статей. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. С. 87-96.
  11. Андрианов, Д.Е., Методика расчета параметров состояния в геоинформационных системах [Текст] / Д.Е. Андрианов, С.С. Садыков // Практика системного анализа. – Кострома: 2002. С. 44-49.
  12. Андрианов, Д.Е., Расчет характеристик газовой сети с использованием ГИС [Текст] / Д.Е. Андрианов // Информационные технологии в проектировании, производстве и образовании: Сборник трудов Российской научно – практической конференции. – Ковров: КГТА, 2002 С. 98-101.
  13. Андрианов, Д.Е., Симаков Р.А. Вопросы построения муниципальной системы поддержки принятия решений [Текст] / Д.Е. Андрианов, Р.А. Симаков // Обработка информации: методы и системы: Сборник научных статей. М.: Горячая линия – Телеком, 2003. С. 39-42. 
  14. Андрианов, Д.Е. Вопросы совершенствования систем оперативного управления инженерной инфраструктуры тепловой сети [Текст] / Д.Е. Андрианов,  Р.А. Штыков // Обработка информации: методы и системы: Сборник научных статей. М.: Горячая линия – Телеком, 2003. С. 43-48. 
  15. Андрианов, Д.Е., Формальное определение топологических отношений между картографическими объектами [Текст] / Д.Е. Андрианов, С.С. Садыков, С.В. Еремеев // Обработка информации: методы и системы: Сборник научных статей. М.: Горячая линия – Телеком, 2003. С. 49-58. 
  16. Андрианов, Д.Е., Геоинформационные системы, обработка и анализ данных [Текст] / Д.Е. Андрианов, А.В. Куксин // Обработка информации: методы и системы: Сборник научных статей. М.: Горячая линия – Телеком, 2003. С.63-66.
  17. Андрианов, Д.Е. Обработка и анализ информации в ГИС [Текст] / Д.Е. Андрианов, Гуреев А.П. // Методы и системы обработки информации. Сборник научных статей. М.: Горячая линия – Телеком, 2004. С. 77-82.
  18. Андрианов, Д.Е. Основы классификации топологических отношений в муниципальных геоинформационных системах [Текст] / Д.Е. Андрианов // Системы и методы обработки и анализа информации. Сборник научных статей. – М.: Горячая линия – Телеком, 2005. С. 44-50
  19. Андрианов, Д.Е. Разработка метода создания интегрированного паспорта геоинформационного объекта [Текст] / Д.Е. Андрианов // Алгоритмы, методы и системы обработки данных: Сборник научных статей. – М.: Горячая линия – телеком, 2006, С. 39-44
  20. Андрианов, Д.Е. ГИС для управления городами и территориями [Текст] / Д.Е. Андрианов, К.Ю. Медведев // Алгоритмы, методы и системы обработки данных: Сборник научных статей. – М.: Центр информационных технологий в природопользовании, 2007, С. 13-18.
  21. Андрианов, Д.Е. Управление процессом разработки муниципальных информационных систем [Текст] / Д.Е. Андрианов, В.В. Фролов // Алгоритмы, методы и системы обработки данных: Сборник научных статей. – М.: Центр информационных технологий в природопользовании, 2007, С. 18-23.
 






© 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.