Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоинформационный метод планирования перемещения подвижных объектов гидрографической службы

ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Автореферат диссертации по теме "Геоинформационный метод планирования перемещения подвижных объектов гидрографической службы"

На правах рукопиа

ТРАВИН Сергей Викторович

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ МЕТОД ПЛАНИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ ГИДРОГРАФИЧЕСКОЙ

СЛУЖБЫ

Специальность 25.00.35 - "Геоинформатика"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

и

Санкт-Петербург - 2006

Работа выполнена в Военно-морском институте радиоэлектроники им А С Попова

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Биденко Сергей Иванович

Официальные оппоненты Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Яшин Александр Иванович; кандидат технических наук, доцент Раков Игорь Иванович

Вед\ щая организация - Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН

мин на заседании

Защита состоится « '¿х'» //о хг 2006 г в ''-Р ч ¿X? диссертационного совета Д 212 197 03 при Российском государственном гидрометеорологическом университете по адресу 195196, г Санкт-Петерб\рг. пр. Металлистов, д. 3, аудитория^-^гГ"

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного гидрометеорологического университета.

Автореферат разослан « 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.197.03 доктор технических наук, профессор

П.П. Бескид

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность Земная поверхность во все времена привлекала внимание исследователей в области теоретической и региональной географии для решения задач стратегического и тактического планирования социальной активности на реальной Земле.

Основные теоретические изыскания классической географии, ее топологических приложений связаны с проблемами расстояния, близости и соседства.

Перемещение по реальной Земле требует досконально учета как параметров и свойств конкретной местности, так и требований и ограничивающих условий подвижных су бъектов определенной территориально-социальной активности.

Все это в полной мере относится к подвижным объектам Гидрографической службы флота, решающих ответственные задачи временного и координатного обеспечения функциональной активности транспортной отрасли страны.

Деятельность инфраструктуры и объектов флотской или водной составляющей транспортной деятельности РФ характеризуются большой содержательной сложностью и глобальным территориальным охватом. Это требует значительных \силий по различным видам ее обеспечения (материально-технического, навигационного, гидрометеорологического, организационного, правового, имущественного, общей безопасности и т.д.).

На Гидрографическую служб} (ГС) флота возложены ответственные задачи навигационно-гидрографического обеспечения (НТО) и гидрометеорологического обеспечения (ГМО) функционирования флота на всех морских направлениях, во всей функциональной сложности способов и методов реализации транспортных операций на море.

Координирование действий флота составляет одну из важнейших задач гидрографической службы.

Основными средствами координатного обеспечения действий флота в настоящее время являются радионавигационные системы (РНС), спутниковые навигационные системы (СНС) и их функциональные

С.-Петербург ОЭ 200 ¿акт

очередь контрольно-корректирующие станции (ККС)) предназначенные для значительного повышения точности координирования в локальной зоне РНС и функциональные приложения СНС имеют как стационарное, так и мобильное исполнение.

Развертывание систем координирования ГС на прибрежном театре определяется операционной зоной флота, требованиями по обеспечению функциональной устойчивости подвижных радионавигационных объектов (ПРНО) ГС. требованиями к точности определения места единицами флота, исходя из решаемых ими задач.

Важной задачей органов управления ГС является оптимизация территориального размещения РНС и ККС на театре действий.

Одним из путей совершенствования функционирования системы управления ГС является интенсивное внедрение в процессы принятия решений автоматизированных систем с применением современных информационных технологий (ИТ), в том числе геоинформационных.

Одной из актуальной задач управления ГС флота является планирование перемещения ее радионавигационных подвижных объектов (РНПО) Планирование перемещения должно осуществляться в сжатые сроки и с высоким качеством.

Планирование перемещения РНПО в условиях постоянного ужесточения требований к полноте, оперативности и точности получаемых результатов традиционными способами крайне затруднено Достижение поставленных целей возможно на пути применения современных геоинформационных технологий в сочетании с новыми подходами к цифровой картографии

Основой для эффективного решения задач планирования перемещения (ЗПП) РНПО может быть проблемно-ориентированная модель местности (ПОММ). которая включает в себя модель представления цифровой картографической информации (ЦКИ) и способ интерпретации территориальных данных.

В настоящее время специальное математическое, программное и информационное обеспечение комплексов средств автоматизации (КСА) РНПО использует средства геоинформационных систем (ГИС), разработанные для других предметных областей Следует отметить, что применяемые средства ГИС не

удовлетворяют требованиям по точности, оперативности и достоверности определения параметров транспортной доступности и проходимости (ТДиП), поскольку недопустимо велико время оценки тактических свойств местности при автоматизированном решении ЗПП Поэтому актуальность работы обусловлена необходимостью преодоления противоречия между общим характером ЦКИ о местности и необходимостью учета в ЦММ специфических свойств местности при решении задач перемещения по реальной Земле.

Объект исследования: процессы автоматизированной обработки информации при планировании перемещения РНЧП.

Предмет исследования: геоинформационное моделирование местности при решении задач планировании перемещения РНПО.

Целью исследования является повышение качества планирования перемещения РНЛО.

Научная задача заключается в разработке модели представления цифровой картографической информации, методики формирования ПОММ местности и алгоритмов ее применения для решения задач планирования перемещения радионавигационных подвижных объектов.

Методологическую основу решения научной задачи составили теории множеств, нечеткой математики, функционального и статистического анализа, вычислительной геометрии, математической картографии и геоинформатики.

На защиту выносятся следующие научные результаты:

1. Модель представления цифровой картографической информации для решения задач планирования перемещения РНПО.

2. Методика формирования проблемно-ориентированной модели местности для решения задач планирования перемещения РНПО

3. Алгоритмы применения проблемно-ориентированной модели местности для решения задач планирования перемещения РНПО.

Научная новизна полученных в работе результатов:

Новизна первого научного результата состоит в разработке проблемно-ориентированной модели местности, учитывающей динамику и корреляцию показателей движения для картографических объектов цифровых карт под воздействием факторов различной физической природы.

Новизна второго научного результата состоит в разработке методики формирования ПО ММ для решения ЗПП радионавигационных подвижных объектов пу тем оригинальной интерпретации семантических данных цифровых картографических объектов на основе положений теории нечетких множеств

Новизна третьего научного результата состоит в конкретизации методики формирования ПОММ и содержательном наполнении ее этапов семантическими данными цифровых картографических объектов.

Теоретическая значимость работы состоит в разработке новых подходов к организации векторного представления геоинформации, которые позволяют у читывать специфические требования задач маршрутизации на реальной местности в конкретных условиях.

Практическая ценность работы заключается в доведении моделей и методов до компьютерных программ и методик, обеспечивающих выполнение требований по оперативности, точности и полноте обработки данных о транспортной доступности и проходимости при планировании перемещения РНПО. а также в разработке практических рекомендаций по обеспечению внедрения геоинформационных технологий в перспективные системы управления территориальными объектами и системами.

Публикации По теме работы опубликовано 5 статей, 10 докладов, 5 тезисов докладов на научно-технических конференциях. 5 отчетов по НИР.

Апробация. Результаты работы апробированы на 9 научно-технических конференциях в СПБГЭТУ, ГМА, МГА, ВМИРЭ, СПб ВМИ, ГНИНГИ, X Международной конференции «Региональная информатика-2005».

Реализация Научные и практические результаты диссертации внедрены: в НИР «Обучение-ГИ», «Жердь-РВО», «Жердь-ИМИСС», «Развитие ФВО -ГЕО», «Поддержка-ГС»; отраслевые фонды алгоритмов и программ ГС ВМФ. ГС БФ; учебный процесс РГТМУ, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», ГМА, ВМИРЭ, ВМИ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (79 наименований) и 6 приложений. Основное содержание изложено на 124 страницах, содержит 29 рисунков и 14 таблиц. Приложение объемом 69 страниц содержит 15 таблиц и 4 программных листинга.

П. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены объект и предмет исследования, цель работы, научная задача, результаты, выносимые на защиту, их новизна, теоретическая и практическая значимость. Приводится аннотация и даны сведения о публикации, апробации и реализации результатов исследования.

В первой главе выполнен анализ работы органа управления ГС флота при планировании перемещения радионавигационных частей и подразделений традиционным способом Проводится анализ возможностей современных информационных технологий, в частности геоинформационных технологий, по повышению качества планирования перемещения. Отмечается, что существующие методики автоматизированного расчета не используют современных достижений в области геоинформационных технологий, которые основываются на применении цифровых карт. В настоящее время в качестве основного обменного формата цифровой картографической информации о местности в Министерстве Обороны Российской Федерации утвержден формат «БХР». Это векторный формат, формальное описание которого представлено выражениями

где' Л/г/ - заголовок «8ХР». состоящий из картографического описания файла; I - количество картографических объектов (КО); {О,} - множество картографических объектов ( / = 1. / )

(1)44).

М = (МЙ,1,{0,}),

(1)

о, = (г„ с„

(2)

где: - код КО (из классификатора объектов); С, - метрика; 5, - семантика.

где: У - количество точек метрики;

с' -у'-е координаты /-го КО (/ = 1,./); с^ - {х,у) ;

где х - значение координаты по оси абсцисс (X), у - по оси ординат (У);

={4}. (4)

где - к-я характеристика I-го КО (к = 1, К ), К - количество характеристик КО;

= (и'к.е'к^, где и'к - к-й код характеристики (из классификатора) /-го КО,

е'к - значение к-й характеристики 1-то КО. ■

Традиционный способ расчета основных характеристик маршрута не учитывает такие обстоятельства, как изменение и взаимовлияние показателей движения (транспортная доступность, скорость движения, расход топлива) для картографических объектов цифровых карт под воздействием различных факторов: физико-географических условий (ФГУ) (¿Р. сезонных и метеорологических условий (СиМУ) 0я. временного фактора (ВФ) $, оперативно-тактических факторов (ОТФ) <2И, а они весьма существенны (см. рис. 1).

т| - (ТчР)лТлР, где: Т- время перемещения; Т7 - расход топлива; О, - 1-й картографический объект ЦКМ.

Рис 1 - Изменения показателей перемещения для картографического объекта

Известно, что перемещение, как правило, от одной точки (р%) до другой (ру) может производиться по нескольким (.V) допустимым маршрутам-

где г„=({р",р%,...,р}}:р%е01-,кеК;пеМ) - п-й маршрут от р, до р/.

Показатели перемещения на п-м маршруте меняются в зависимости от перечисленных факторов (см. рис. 2).

чо=-

Транспортная доступность:

О, если Я = 1 в противном случае

Расход горючего

по маршруту г„: К-1

Р = I

к=1

где: к - индекс участка маршрута г„\ Ркм\ ~ расход топлива на участке

=як, ^ттх, укми о"', е7, е").

где: ^ттх -расход топлива по ТТХ; Ук,к+ 1 ~~ скорость движения.

Время перемещения

по маршруту г„:

Т=У ^'к,к+1

Укм\ '

где: к - индекс участка маршрута гп,

Ак,к+\ - расстояние между участками маршрута;

Ук.ш ~ скорость перемещения на участке ГКШ = 1'(к, Утпо <2°, <2\ где: I тхх — скорость движения при нормальных условиях эксплуатации по ТТХ.

Рис. 2 - Зависимость показателей перемещения от факторов влияния

Таким образом, задача исследования сводится к разработке проблемно-ориентированной модели местности, которая должна позволить осуществлять поиск рационального маршрута, используя известные математические алгоритмы, по комбинированному критерию:

R = < arg min(r| (/*„)) : X(rn) = 1, n<=N), где r| = (TvF)aTaF.

В соответствии с разнесенными во времени этапами обработки цифровой картографической информации целесообразна декомпозиция поставленной научной задачи на совершенствование элементов научно-методического аппарата формирования и применения проблемно-ориентированной модели местности Выявленные недостатки существующего научно-методического аппара-

та обработки информации о тактических свойствах элементов местности позволили сформулировать совокупность актуальных нерешенных вопросов, которые определили следующие частные задачи исследования по разработке: модели представления цифровой картографической информации, методики формирования проблемно-ориентированной модели местности и алгоритмов ее применения для решения задач планирования перемещений радионавигационных частей и подразделений.

Вторая глава содержит решение поставленных частных задач.

Первая задача - разработка модели представления цифровой картографической информации для решения задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений. Предложена следующая структура проблемно-ориентированной модели местности' матрица транспортной досту пности (МТД), граф дорожной сети (ГДС) и способ интерпретации данных в модели представления Первая составляющая - МТД - включает в себя цифровую картографическую информацию о ТДиП любого участка местности. Вторая составляющая - ГДС - содержит цифровую картографическую информацию о ТДиП объектов дорожной сети Способ интерпретации данных основывается на применении математического аппарата теории нечетких множеств, который позволяет учесть погрешности модели по отношению к ее оригиналу, связанные с реальной «размытостью» и «неоднородностью» природных объектов, и изменения показателей движения под воздействием различных факторов влияния К таким факторам в модели представления относятся: ФГУ тип дорожного покрытия, высота над уровнем моря и т п., ОТФ - разрушение, затопление, заражение, минирование, усталость личного состава и т. п.. СиМУ - зима, весна, лето, осень, дождь, снег и т п. и ВФ - ночь, день.

Данные факторы в диссертации учитываются при расчетах коэффициентов у словий движения (КУД), назначение которых представлено в табл. 1

Таблица 1

Коэффициенты условий движения_

Колесная техника Гусеничная техника

Скорость Расход топлива Скорость Расход топлива

И'1 И'3 V/

Все КУД объединяются в множество

Ж= {'н>\м?1,м>Ъ,м/1'}. (5)

Для интерпретации различных по своей природе данных в модели представления используется теория нечетких множеств. Нечеткое множество, описывающее влияние ФГУ на параметры движения транспортных средств для одного КО, может быть представлено соотношением:

или: (6)

И Ё((г,Х),*")=[0Л Ё",

где: {2:- код и его семантика (единичный фактор), влияющие на параметры движения по О картографическому объекту;

и,л - значение коэффициента условий движения; ц £ - характеристическая функция. Характеристическая функция ц Л определяет степень принадлежности коэффициента условия движения и" нечеткому множеству Ё". Воздействия ОТИ, СиМУ и ВФ описываются нечеткими множествами:

^(в',»")}, (7)

У е?

где: н " - значение коэффициента условия движения.

Свертка всех факторов влияния для любой географической точки с координатами (фД) сводится к дизъюнктивной сумме нечетких множеств, описывающих конкретную ситу ацию:

где: ® - символы дизъюнктивной суммы нечетких множеств;

К1^ - нечеткие множества, описывающие ФГУ в точке с координатами (фД);

L - индекс картографического объекта из цифровой карты (/ = \,L) в точке, N - индекс КУ Д,

Е я , EqS , ЕдТ - нечеткие множества, описывающие ОТФ, СиМУ, ВФ Значения КУД определяются выражением:

w" = F(wn | max fi(w")). (9)

Матричная структура формируется из ЦКМ обменного формата. МТД представляет собой совокупность элементарных участков местности псевдоквадратной формы, свойства которых считаются одинаковыми. Для каждого участка оцениваются условия перемещения в направлениях (см. рис. 3) восьми соседних участков и группа связности

8 a,-i,j-1 1 А у 2

7 ^

1 w J a>,j+i

6 ^ 5 ^ т ai+i,j \ 4

Рис. 3 - Направления векторов движения в матричной составляющей

Математическое описание матричной составляющей может быть представлено выражением:

V 'Л '

(10)

где: а1 - ячейка матрицы;

/', у - индексы ячейки матрицы; /(/) - количество столбцов (строк). Ячейка матрицы имеет вид:

а.

где; фу, - географические координаты, т9- шаг по широте;

шаг по долготе; фо, 'и, - географические координаты начальной точки отсчета; IV - множество весов;

в? - группа связности;

где р - номер группы связности. Множество весов:

где: т - число соседних ячеек; п - количество КУД.

При планировании перемещения радионавигационных частей и подразделений, а это задача большой размерности, необходимо оперативно оценивать наличие пути. В целях повышения оперативности оценки ТДиП целесообразно выделить совокупность групп связности МТД Группа связности определяет тот факт, что между ячейками с одинаковыми значениями номера группы связности можно проложить путь, а с разными - нет. Таким образом, ячейки матрицы с одинаковыми номерами группы связности будут описывать картографическую область, в которой с использованием модели представления цифровой картографической информации можно будет выполнять требуемые расчеты.

Как известно, специальная техника радионавигационных частей и подразделений в основном осуществляет передвижение по имеющейся дорожной сети Следовательно, ятя повышения точности результатов и уменьшения размерности задачи в случае, если должностным лицам органов управлений требуется производить расчеты только по дорожной сети, целесообразно использовать в модели представления подмодель, описывающую непосредственно только дорожную сеть.

Дорожная сеть представляется в виде взвешенного графа С . Его элементами являются вершины V (перекрестки) и ребра К (участки дорог), к которым приписаны весовые значения И'к . Каждому перекрестку дополнительно приписывается номер гр\ ппы связности. Он служит той же цели, что и в матричной составляющей.

Математическое описание графа представляется выражением'

(и,

где Г = {\:к,0р|у к = (фк, 1к): к \.К\р = 1,Р } - множество вершин, которые соответствуют перекресткам дорожной сети.

Фк > ~Кк ~ координаты к-го перекрестка.

6р - группа связности,

р - номер группы связности;

й = - множество ре-

бер. соответствующих участкам дорог между двумя разными перекрестками

- и-я метрика, описывающая географическое расположение

ребра ги] ,

V- количество элементов метрики,

(Г и - множество коэффициентов условий движения для г-го ребра и-й метрики 1¥г и = «„ \ г е Я, >0л/= Щи ,

п - число КУД.

Структура графоаналитической составляющей показана на рис. 4

Рис. 4 - Структура графоаналитической составляющей

Вторая частная задача - разработка методики формирования проблемно-ориентированной модели местности для решения задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений Существенными недостатками известных методик планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений являются- значительные трудовые и временные затраты. необходимость высокой квалификации исполнителей, большая роль фактора су бъективности в получаемых результатах.

Один из путей преодоления указанных недостатков - автоматизация расчетов с использованием модели представления цифровой картографической информации Для автоматизированного преобразования цифровой картографической информации из обменного формата в формат применения проблемно-ориентированной модели местности разработана методика формирования.

Методика обеспечивает учет всей известной семантической (атрибутивной) и метрической (координатной) информации о картографических объектах и наиболее полное использование пространственно-логических связей между объектами цифровой карты. Данные обстоятельства обусловили структуру методики формирования проблемно-ориентированной модели местности, вюпо-

чающей реализацию четырех основных этапов' определение параметров формирования проблемно-ориентированной модели местности, подготовку исходных данных, создание проблемно-ориентированной модели местности, запись проблемно-ориентированной модели местности в виде файлов ЦКМ формата применения.

На первом этапе определяются параметры формирования проблемно-ориентированной модели местности, обусловленные информационными потребностями должностных лиц к функциональным задачам комплексов средств автоматизации и требованиями к допустимой погрешности результатов расчета Множество допустимых координат выбираемого района описываются выражением:

У = {<ср, Л) : фыи- <Ф<<РяЕ >-5Е Ь (12)

где <сры\\, - широта и долгота северо-западного угла района, (Фзе, >-як) - широта и долгота юго-восточного угла района.

Второй этап заключается в предварительной подготовке исходных данных для выполнения расчетов. Во-первых, осуществляется чтение списка цифровой карты, формирование общего списка картографических объектов на район ответственности радионавигационных частей и подразделений, преобразование координат объектов из координат цифровой карты обменного формата «5ХР», сшивка метрических данных объектов, которые находятся на границе листов цифровых карт. Выбор картографических объектов для матричной составляющей, метрика которых принадлежит выбранному множеству 4У, выполняется по правилу:

Для графоаналитической составляющей выборка картографических объектов осуществляется по правил}

О = ({¥, К): (ф, Л) е К Хи }икт1 е .

Третий этап методики предназначен для преобразования ЦКИ из обменного формата в проблемно-ориентированную модель местности и расчета основных характеристик Сначала выполняется оценка ТДиП местности. При этом рас-

считывается список номеров групп связности для всей картографической области и назначаются номера групп связности матричной и графоаналитической составляющих Далее рассчитываются КУД для учета ФГУ, в соответствии с выражением (9).

На четвертом этапе производится сжатие информации в проблемно-ориентированной модели местности с целью минимизации использования внешней памяти. Сжатие осуществляется алгоритмом, применяемым в ГИС технологиях для построения квадратичного дерева. Далее данные проблемно-ориентированной модели местности записываются в виде файлов цифровой карты формата применения.

Решение третьей частной задачи исследования включает в себя разработку алгоритмов применения проблемно-ориентированной модели местности для решения задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений. Одна часть данных проблемно-ориентированной модели местности может использоваться для решения прикладных задач путем простого доступа к картографической информации, другая требует более сложных форм доступа Один из простейших способов доступа применяется при решении задач определения свойства транспортной доступности местности. Он осуществляется чтением группы связности в указанных точках местности и последующим сравнением данных Сложные формы доступа предполагают проведение трудоемких вычислений с цифровой картографической информацией перед выдачей необходимой информации должностным лицам. В первую очередь к ним относятся поиск рационального маршрута и определение области транспортной досту пности. Для этого в работе предложены два следующих алгоритма.

Первый алгоритм описывает поиск рационального маршрута на графоаналитической составляющей. Суть его заключается в уменьшении пространственной размерности графа за счет динамического составления подграфа меньшей размерности (коридора) Для создания коридора определяется картографическая область, в которую входят: перекрестки и участки дорог, расположенные на стандартном расстоянии от прямой линии, соединяющей начальные и конечные точки, а также перекрестки и участки дорог, находящиеся внутри

окружностей, проведенных вокруг начальной и конечной точек на таком же расстоянии При создании коридора размерность задачи уменьшается, а следовательно. уменьшается и время поиска рационального маршрута.

Второй алгоритм позволяет построить области доступности. Область доступности - район, расположенный от заданной картографической точки на расстоянии, которое сможет преодолеть транспортное средство за установленное время Сущность алгоритма заключается в направленном обходе элементарных ячеек местности вокруг назначенной точки При этом осуществляется расчет

.времени перемещения до каждой ячейки / с унетом всех факторов влияния.

Алгоритм завершается при полном обходе выбранной должностным лицом картографической области. Критерием выбора ячейки для построения области доступности Лп на заданном временном ряде Д = {Д1,Д2,...,АИ,...,А;У} является следующее выражение:

Л = (К >: ^ * А*>1и-,и=. (1з>

В третьей главе проведена оценка качества планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений Оценка проводилась с использованием цифровых карт разных масштабов для Европейской части Российской Федерации.

Анализ полученных результатов показывает, что применение разработанных предложений позволяет повысить полноту анализируемой исходной информации более чем на 30% . Это происходит за счет учета всей совоку пности воздействующих факторов - ФГУ, СиМУ. ОТФ и ВФ, оказывающих существенное влияние на свойства доступности картографического объекта.

Кроме того, при расчетах за счет использования цифровой картографической информации более точно (на 20 %) вычисляется протяженность маршрута, расход топлива и время перемещения по маршруту.

В результате применения разработанных в диссертации предложений общее время решения задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений с использованием проблемно-ориентированной модели местности (ПОММ) может сократиться на 30% (см. рис. 5).

Рис 5. Время решения задач планирования перемещения радионавигационных

частей и подразделений

В заключении обобщены результаты диссертационного исследования. Обоснованы их научная новизна и практическая ценность. Приведены задачи, требующие дальнейших исследований, в частности разработки НМА оценки разведзащищенности маршрутов передвижения. Отмечается, что разработанные положения для планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений целесообразно адаптировать для применения в войсковых формированиях не только Министерства обороны, но и других ведомств.

В работе показано, что методика формирования и алгоритмы применения проблемно-ориентированной модели местности доведены до программной реализации и использовались в ходе выполнения опытно-конструкторских работ. В дальнейшем результаты исследования могут быть использованы при разработке и совершенствовании КСА радионавигационных частей и подразделений. Отдельные предложения по обработке цифровой картографической информации могут быть применены в средствах специального математического, программного и информационного обеспечения функциональных задач комплексов средств автоматизации объектов управления (пунктов управления).

Ш. ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Отчет по НИР «Обучение - ГИ», per. № 30253, п. 4 «Требования к навыкам операторов по применению геоинформационных технологий поддержки управления». - Петродворец: ВМИРЭ, 2002. - 42 с (Соавторы Биденко С.И., Лямов Г.В.).

2. Геоинформационный метод поддержки проектирования системы базирования ВМФ // Труды научно-теоретич. конф. «Современное состояние военно-морского образования». - СПб: СПбВМИ, 2001. - С. 124 - 128.

3. Геоинформационная технология оценки обстановки с помощью электронных карт // Труды научно-теоретич конф. «Современное состояние военно-морского образования». - СПб: СПбВМИ, 2001. - С. 128 - 130. (Соавтор Биденко С.И.).

4. Отчет о выполнении составной части НИР «Геомоделирование территориальной ситуации для анализа и оценки обстановки», п. 9.3. Шифр «Жердь-РВО», гос. Per. № 01200006148 (СПбГЭТУ (ЛЭТИ)). - СПб: Изд-во СПбГЭТУ (ЛЭТИ), 2002.-47 с

5. Модели геоструктур для представления территориальной ситуации в системах управления // Сб. трудов Каб.-Бал. гос. ун-та, Сер. 4, Информатика, № 3 (15). - 2003. - С. 19 - 26. (Соавторы Биденко С.И.. Зорин Г.Н.).

6. Геомоделирование в системе отображения и оценки радионавигационной обстановки в районе функциональной активности // Труды РИРВ, Сер. 1 (Навигация), № 3, (37). - 2003. - С. 214 - 222. (Соавторы Биденко С.И., Семенов Г. А.).

7. Отчет по НИР «Жердь-ИМИСС», per. № И-20//ИС-23, п. 7.1 «Геоинформационная технология оценки обстановки в тактической зоне» // СПб:Гос.НИИ МИСС, 2002. - 36 с. (Соавторы Биденко С.И., Краснова А.И.).

8. Методы и модели геоинформационной поддержки территориального управления // Сб. трудов молодых ученых Тихоокеанск. ВМИ, Секц. № 3 (Военная электроника и информатика). - 2002. - С. 148 - 159. (Соавтор Аристов В.Н.).

9. Отчет по НИР «Поддержка-ГС», per. № 030254, п. 5 «Геоинформационная поддержка управления развертыванием радионавигационных частей и

подразделений ГС» - Пстродворец' ВМИРЭ им А.С Попова, 2002 - 67 с (Соавторы Биденко С И . Лямов Г.В )

10 Геоинформационный анализ и оценка ситуации в территоральной инфраструктуре // Известия СПбГЭТУ (ЛЭТИ), Сер. Информатика, Управление и Компьют технологии. Вып 3 - 2003 - С 86-94 (Соавтор Биденко СИ)

11 Геоинформационные методы представления и оперативного анализа данных в зоне функционирования радионавигационных подразделений гидрографической службы // Труды НИПИОкеангеофизика (Геленджик), разд 6 (Океанология) , № 6 (30). - 2004. - С. 56 - 63. (Соавторы Биденко С И , Яро-славцев H.A.).

12 Модели и методы территориального моделирования системы навигационного оборудования ВМФ // Труды Конференции «Координатно-временное обеспечение РФ в новом тысячелетии» - СПб: РИРВ, 2003 - С 84 -87 (Соавторы Биденко С И , Семенов ГА)

13 Концепция и принципы геоинформационного моделирования в системах территориального проектирования // Труды XIV-й межвузовской конференции «Военная радиоэлектроника» - Петродворец' ВМИРЭ, 2003 - С 188189.

14. Теоретические основы использования геоинформации в АСУ// Труды XIV-й межвузовской конференции «Военная радиоэлектроника» - Петродворец: ВМИРЭ, 2003 - С 189 - 190. (Соавтор Биденко С И.).

15 Концепция моделирования геопространства // Труды научно-техническ конф. ГМА - СПб: ГМА им адм С.О. Макарова, 2005. - С 187 -190. (Соавтор Биденко С И.).

16 Проблемно-ориентированная модель местности для решения задач перемещения // Труды научно-техническ конф. ГМА - СПб: ГМА им адм С.О. Макарова, 2005 - С. 191 - 193

17 Модель территориальной системы «средства навигационного оборудования - местность» // Труды XVl-й межвузовской конференции «Военная радиоэлектроника», Петродворец' ВМИРЭ, 2005. С 147 - 150 (Соавтор Биденко С.И.).

18 Метод геоинформационной поддержки управления в системе «средства РНО - транспортная сеть» // Труды XVI-й межвузовской конференции

«Военная радиоэлектроника», Петродворец' ВМИРЭ, 2005. С 151 - 153.

19. Объектно-ориентированная модель местности для представления территориальной обстановки // Труды научно-техническ конф ФВО ГМА, СПб: ГМА им адм С.О. Макарова, 2005 С. 158 - 165. (Соавтор Биденко С.И.).

20. Геоинформационный метод поддержки управления сложным территориальным объектом // Труды научно-техническ. конф. ФВО ГМА, СПб: ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2005. С 166-171.

21. Геомодель системы «средства навигационного оборудования - среда» // Труды XVII-й межвузовской конференции «Военная радиоэлектроника». - Петродворец-ВМИРЭ, 2006 - С 129-131 (Соавтор Биденко С И.).

22. Метод геоинформационной поддержки управления перемещением в системе «средства навигационного оборудования - среда» // Труды XVII-й межвузовской конференции «Военная радиоэлектроника» - Петродворец-ВМИРЭ, 2006 - С. 132 - 135.

23. Геомоделирование маршрутов развертывания радионавигационных подразделений // Тр\ды научно-техническ конф. ГМА. - СПб- ГМА им. адм С.О Макарова. 2006 - С 181 - 185 (Соавтор Биденко С И )

24. Методика использования объектно-ориентированной модели местности в задачах маршрутизации // Труды научно-техническ. конф. ГМА. СПб: ГМА им. адм С О. Макарова, 2006. - С. 186 - 189.

11одписано в печать и свет 10.04 2006 г Формат 60x84 1 16 Печать офсетная_Объем 1,2 п л_Тираж - 100 эю

Отпечатано в типографии ВМИРЭ им. А.С.Попова 198514, Санкт-Петербург, Петродворец, ул. Разводная, 15

»-8786

i

ч

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Травин, Сергей Викторович

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПОДХОДОВ К СОЗДАНИЮ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ МОДЕЛИ МЕСТНОСТИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПЛАНИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ ЧАСТЕЙ И ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ГИДРОГРАФИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ.

1.1. Анализ существующих подходов к решению задач планирования

М перемещения радионавигационных частей и подразделений.

1.2. Требования по оперативности расчетов и точности представления данных при решении задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений.

1.2.1. Требования по оперативности обработки данных о тактических свойствах картографических элементов местности.

1.2.2. Требования к цифровым картам при использовании их в задачах планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений гидрографической службы.

1.3. Анализ возможностей современных геоинформационных технологий по повышению качества решения задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений гидрографической службы.

1.3.1. Анализ информационного процесса преобразования картографической информации в геоинформационных системах военного назначения.

1.3.2. Анализ существующих средств лингвистического и информационного обеспечения геоинформационных систем.

1.3.3. Анализ существующих средств математического и программного обеспечения применения цифровой картографической информации.

1.4. Ограничения на вычислительные ресурсы современных средств автоматизации военного назначения.

1.5. Определение требований к данным о тактических свойствах объектов р местности при решении задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений гидрографической службы.

1.5.1. Требования по составу и свойствам учитываемых объектов местности.

1.5.2. Требования к форме представления цифровых картографических объектов.

1.6. Постановка задачи исследования по совершенствованию планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений

Ф гидрогафической службы с использованием элементов геоинформационных технологий.

Выводы по главе 1.

2. ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ПЛАНИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ ЧАСТЕЙ И

ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ГИДРОГРАФИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ.

2.1. Модель представления цифровой картографической информации для $ задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений.

2.1.1. Классификация и кодирование данных проблемно-ориентированной модели местности.

2.1.2. Интерпретация семантических свойств объектов цифровой картографической информации в проблемно-ориентированной модели местности.

2.1.3. Матричная составляющая модели представления цифровой картографической информации.

2.1.4. Графоаналитическая составляющая модели представления цифровой картографической информации.

2.1.5. Реализация матричной составляющей модели.

Щ 2.1.6. Реализация графоаналитической составляющей модели.

2.2. Методика формирования проблемно-ориентированной модели ^ местности для решения задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений по данным цифровых карт.

2.3. Алгоритмы применения проблемно-ориентированной модели местности для решения задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений.

2.3.1. Алгоритм поиска рационального маршрута перемещения радионавигационных частей и подразделений.

2.3.2. Алгоритм построения областей доступности при использовании проблемно-ориентированной модели местности.

2.3.3. Оценка характеристик маршрута перемещения радионавигационных частей и подразделений.

Выводы по главе 2.

3. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ МОДЕЛИ МЕСТНОСТИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПЛАНИРОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ ЧАСТЕЙ И ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ.

3.1. Оценка адекватности отображения района действий проблемноориентированной моделью местности.

3.1.1. Оценка качества проблемно-ориентированной модели местности для планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений гидрографической службы.

3.1.2. Оценка качества планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений.

3.2. Методика реализации проблемно-ориентированной модели местности для решения задач планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений.

3.2.1. Формат представления графа дорожной сети.

3.2.2. Формат представления матрицы доступности.

Ц 3.2.3. Визуализация проблемно-ориентированной модели местности.

3.2.4. Модуль формирования проблемно-ориентированной модели местности.

3.2.5. Библиотека программного интерфейса к проблемноориентированной модели местности.

Выводы по главе 3.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоинформационный метод планирования перемещения подвижных объектов гидрографической службы"

О

Действия сил флота в настоящее время характеризуются большой содержательной сложностью и глобальным территориальным охватом [50].

На гидрографическую службу (ГС) Военно-Морского Флота (ВМФ) возложены ответственные задачи навигационно-гидрографического обеспечения (НГО) и гидрометеорологического обеспечения (ГМО) действий сил флота на всех морских театрах действий, во всей функциональной сложности способов и методов ведения войны на море [4, 44]. ♦ Координирование (координатное обеспечение) действий сил флота подводных лодок, надводных кораблей, авиации, береговых войск) составляет одну из важнейших задач ГС ВМФ [5].

Основными средствами координатного обеспечения действий сил флота в настоящее время являются радиотехнические средства навигационного оборудования (РТ СНО), включающие радионавигационные системы (РНС), спутниковые навигационные системы (СНС) и их функциональные приложения (в первую очередь контрольно-корректирующие станции (ККС)), предназначенные для значительного повышения точности координирования в локальной зоне [6]. РНС и функциональные приложения СНС имеют как стационарное, так и мобильное исполнение.

Развертывание систем координирования ГС на театре военных действий (ТВД) определяется операционной зоной флота, требованиями по обес-^ печению боевой устойчивости радионавигационных частей и подразделений

РНЧП) ГС, требованиями к точности определения места боевыми единицами, исходя из решаемых ими задач.

Важной задачей органов управления ГС является оптимизация территориального размещения РНС и ККС на театре военных действий.

Одним из путей совершенствования функционирования системы управления ГС является интенсивное внедрение в процессы принятия решений автоматизированных систем с применением современных информационных технологий (ИТ), в том числе геоинформационных.

Информационные технологии призваны обеспечить адекватное восприятие должностными лицами информации, циркулирующей в системе управления войсками (силами) и оружием, снизить трудоемкость и повысить оперативность с одновременным повышением качества принимаемых решений. В настоящее время одним из направлений развития ИТ является автоматизация процессов обработки и отображения картографической информации, основанная на применении цифровых карт (ЦК). ЦК - цифровая картографическая модель, содержание которой соответствует содержанию карты определенного вида и масштаба [1].

Применение ЦК в системах автоматизации военного назначения (СА ВН) обеспечивается в основном соответствующими средствами математического, программного и информационного обеспечения. В комплексе данные средства, а так же средства организационного и технического обеспечения формирования, ведения и применения ЦК и собственно картографические данные являются основой геоинформационных систем (ГИС) и геоинформационных технологий (ГИТ), применяемой в системах автоматизации военного назначения [2].

ЦК в средствах автоматизации представляются в различных форматах. Под форматом ЦК понимают специально введенную систему классификации и кодирования цифровой картографической информации (ЦКИ). Важнейшими форматами ЦК являются обменные форматы, производимые па предприятии изготовителе, и форматы применения, непосредственно используемые в СА ВН.

Обменные форматы изготавливаются предприятиями-изготовителями цифровых карт и предназначены для поставки ЦК организациям и предприятиям, применяющим ГИТ. В качестве основного обменного формата цифровой картографической информации о местности в Вооруженных Силах Российской Федерации (ВС РФ) утвержден формат «SXF» (Storage eXchange Format) [3]. Как правило, каждый файл в формате «SXF» изготовлен на основе бумажной картометрической информации, содержит ЦКИ в линейной форме представления и соответствует по содержанию одному листу топографической карты, что в соответствии с ГОСТ 28441-99 является цифровой картой (ЦК) [1].

ЦК в форматах применения предназначены для непосредственного использования в прикладных расчетах. От принятого формата применения ЦК и средств обработки ЦКИ во многом зависит качество и скорость решения функциональных задач (ФЗ) в СА ВН.

При сложившихся условиях применения ГИТ под средствами обработки ЦКИ понимаются:

- средства изготовления ЦК обменного формата;

- средства преобразования данных ЦК из обменного формата в формат применения;

- средства доступа ФЗ к данным ЦК в формате применения, в том числе средства визуализации цифровой картографической информации на автоматизированных рабочих местах (АРМ) должностных лиц органов управлений.

Известно, что наиболее трудоемкой задачей при планировании перемещения РНЧГТ своим ходом является, задача поиска рационального маршрута движения от одного участка местности (рубежа, района дислокации или сосредоточения, пункта разгрузки и т.д.) до другого. Под рациональным понимается маршрут, движение по которому считается лучшим с точки зрения минимизации значения показателя движения, выбранного должностным лицом. Например, маршрут выбирают по критерию минимального времени преодоления маршрута, минимального расхода горючего или кратчайшего по расстоянию. Критерии могут объединяться. Должностные лица органов управления в процессе планирования при оценке маршрута могут накладывать дополнительные ограничения и вводить корректные условия. Например, маршрут может быть проложен по определенной территории с максимальным использованием маскировочных свойств местности, движение должно осуществляться только ночью и т.д. При этом маршрут движения прокладывается по участкам местности, которые являются проходимыми для различных типов техники, используемой в частях и подразделениях ГС флота. Необходимо, учитывать, что специальная техника, которая формируется для перемещения в составе колонны, может быть размещена на колесной, гусеничной или смешанной базе.

Все это определило актуальность темы диссертации, выбор объекта и предмета исследования. Объектом исследования является автоматизация процесса планирования перемещения радионавигационных частей и подразделений ГС флота, а предметом - закономерности формирования и применения проблемно-ориентированной модели местности (ПОММ) для решения задач планирования перемещения РНЧП ГС.

Возрастающие требования к точности результатов и оперативности расчетов должны учитываться при разработке новых ФЗ, предназначенных для поддержки принятия решений должностных лиц (ДЛ) органов управления (ОУ) (в частности, по поиску рационального маршрута, поиска мест дневного и ночного отдыха, расчета необходимых мест заправок и др.) в перспективных образцах комплексов средств автоматизации КСА (в соответствии с техническими заданиями на ОКР «Бриз», «Спрут», «Девиация», «Зверь», «Скорпион»).

Эти обстоятельства определили цель исследования, которая заключается в повышении качества планирования перемещения РНЧП ГС флота.

Анализ процесса применения цифровой картографической информации (ЦКИ) при решении задач планирования РНЧП позволяет выявить требования по полноте, оперативности и точности обработки данных.

Анализ существующего научно-методического аппарата обработки ЦКИ о транспортной доступности и проходимости местности свидетельствуют о том, что применяемые на сегодняшний день методики формирования и применения моделей не позволят обеспечить в полной мере выполнение выявленных требований по полноте, достоверности информации и оперативности ее обработки при расчете транспортной доступности участков местности.

Все это обусловливает актуальность поставленной и решенной в диссертации научной задачи, которая заключается в разработке модели представления цифровой картографической информации, методики формирования ПОММ и алгоритмов ее применения для решения задач планирования перемещения РНЧП. Анализ и выбор путей решения поставленной научной задачи определили структуру диссертации, которая включает введение, три основных раздела, заключение и приложения.

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Травин, Сергей Викторович

Выводы по главе 3

Планирование перемещения РНЧП с использованием разработанных ин

114 формационно-программных средств позволяют более эффективно вырабатывать решения должностными лицами органов управлений, а именно:

- проводить расчет времени на подготовку к маршу,

- выбирать и оценивать маршруты движения на основе данных цифровой карты местности,

- производить расчет временных параметров марша,

- производить расчет расхода горючего,

- автоматически формировать текстовые, табличные и графические фрагменты в боевые документы и др. [32].

При расчетах используются нормативно-справочная информация, данные, учитывающие параметры движения техники в различных сезонных и метеорологических условиях по различным типам дорожных покрытий. Поиск рационального маршрута в пределах указанного коридора осуществляется на основе данных цифровой карты местности в формате "SXF", матрицы высот в форматах "MTW" и графа дорожной сети формата "GDB". При этом применяется алгоритм Дейкстры [39] для поиска кратчайшего пути на взвешенном графе. При оценке маршрутов используются следующие показатели, характеризующие передвижение различных видов техники по дорожной сети:

- расход ГСМ, учитывающий сезонные и метеорологические условия, особенности местности (в частности, высоту над уровнем моря), особенности дорожного покрытия,

- скорость движения, учитывающий особенности движения (возможность применения ВТО, ОМП), сезонные и метеорологические условия, особенности дорожного покрытия, подготовку водителей, рельеф местности;

- наличие непреодолимых препятствий,

- наличие препятствий, уменьшающих скорость движения (переправы, броды, закругления дорог малого радиуса и т.д.).

Целью применения информационно-программных средств являются повышение обоснованности и оперативности, снижение трудоемкости и повышение качества подготовки данных для планирования перемещения РНЧП.

Результаты решения задачи по планированию марша отображаются на экране автоматизированного рабочего места на фоне ЦКМ в виде выделенных участков дорожной сети с последующим документированием, они запоминаются в базе данных и, при необходимости, могут передаваться подчиненным или выводиться на печать. I

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе с позиций системного подхода проведен анализ проблемы несоответствия существующего способа геоинформационной поддержки планирования перемещения и развертывания РНЧП требованиям по своевременному и качественному удовлетворению информационных потребностей должностных лиц органов управления, реализующие процесс планирования РНО. В частности, рассмотрено существующее положение дел по планированию перемещения традиционным неавтоматизированным способом без ис-щ[ пользования ГИТ и при помощи рекомендованного к применению в ВС РФ программного средства «Интеграция», которое обеспечивает лишь частичную автоматизацию решения задач планирования перемещения. Определены пути решения исследуемой проблемы. Разработана проблемно-ориентированная модель местности для решения задач планирования перемещения РНЧП, предназначенная для использования при подготовке, непосредственном планировании и частично при оперативном управлении в ходе боевых операций с учетом влияния различных групп факторов. ^ В соответствии с поставленной научной задачей в рамках диссертационной работы получены следующие основные результаты:

1. Проведен анализ предметной области, в результате которого определены роль и место задач планирования перемещения РНЧП в комплексе задач планирования и управления оперативного звена управления. Проведен анализ существующего положения дел по ГИО задач планирования перемещения. Выявлена проблема и осуществлена ее структуризация, а также определены основные пути ее решения.

2. Разработана модель представления цифровой картографической информации для оценки тактических свойств участков местности. Обоснована необходимость предварительного преобразование обменного формата ЦКМ в формат представления, с целью снижения пространственной сложности алгоритмов доступа к данным и, соответственно, повышения оперативности решения задач планирования. Разработаны алгоритмы преобразования ЦКМ из обменного формата в форматы представления. Исходя из информационных потребностей задач планирования, обоснована требуемая точность и целесообразность применимости картографических данных. Учитывая специфику формата представления ЦКМ, предложены алгоритмы доступа к цифровым данным.

3. Впервые разработана оригинальная методика преобразования для автоматизации процесса создания ПОММ из обменного формата цифровых карт местности в формат применения. При этом минимизируются объем представляемой ГИ, за счет использования квадратичного дерева и одновременно исправляются ошибки обменного формата. Это позволяет должностным лицам картографической службы заблаговременно сформировать цифровую проблемно-ориентированную модель местности, по которой в дальнейшем должностные лица органов управлений смогут оперативно получать достоверную информацию о транспортной доступности местности, о возможных путях перемещения РНЧП, что подчеркивает научную новизну данной методики.

Практическая значимость методики определяется снижением временных затрат по анализу физико-географических условий района проведения операции на этапе планирования, за счет предварительной подготовки ЦКМ, а также повышением точности и достоверности моделирования за счет автоматизации процессов обработки ЦКИ.

4. Разработаны два алгоритма применения ПОММ. Первый алгоритм -поиск рационального маршрута перемещения РНЧП на графоаналитической составляющей. Второй алгоритм позволяет построить область доступности на матричной составляющей. Научная новизна третьего результата заключается в использовании нового подхода к формированию "коридора" для планирования перемещения и в использовании нового подхода к сокращению пространственной сложности алгоритмов за счет адаптивности выбора параметров формирования "коридора".

В практическом аспекте разработка алгоритмов позволяет существенно снизить временные затраты по поиску эффективных вариантов перемещения с возможностью визуального представления должностным лицам мест передислокации РНЧП за один скачек.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждены применением апробированных средств и методов исследования, корректностью принятых допущений и ограничений, достоверностью исходных данных и достаточно полным учетом факторов, оказывающих существенное влияние на процесс планирования перемещения РНЧП, а также согласованностью полученных результатов с результатами исследований, проведенных другими авторами по тематике, близкой к теме диссертации.

Все предложенные результаты реализованы программно и оформлены в виде быстрого прототипа.

Научные результаты диссертации достаточно полно изложены и опубликованы в двадцати четырех статьях, десяти докладах, пяти тезисах докладах на научно-технических конференциях, пяти отчетов по НОТ. Результаты диссертационных исследований реализованы. Реализация результатов работы подтверждена соответствующими актами реализации.

В дальнейших исследованиях представляется необходимым сосредоточить внимание на:

- оптимизации алгоритмов обработки и визуализации ЦКИ, в целях обеспечения требуемых эргономических свойств представляемой ГИ на АРМ управления РНЧП;

- создании более совершенного математического аппарата учета и оценки разведзащищенности маршрутов движения, выбора различных тактических вариантов совершения марша, комплексированию функциональных задач, использующих цифровую картографическую информацию.

Целесообразно разработанные научные положения для планирования РНЧП адаптировать для применения перемещения других войсковых формирований не только Министерства обороны РФ, но и других ведомств [54]. При этом в ходе исследований необходимо будет учесть специфику планирования перемещения и тактико-технических характеристики транспортных средств.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Травин, Сергей Викторович, Петродворец

1. Картография цифровая. Термины и определения. ГОСТ 28441 - 99. -М.: Изд-во стандартов, 1999. - 9 с.

2. Открытый формат цифровой информации о местности. Открытый формат классификатора. Структура текстового файла. Код формата SXF. Код формата - RSC. Редакция 4.0. - Ногинск: Топослужба ВС РФ, 1998. - 60 с.

3. Наставление по навигационно-гидрографическому и гидрометеорологическому обеспечению сил флота Л.: ГУНиО, 1996. - 368 с.

4. Наставление по радионавигационному обеспечению сил флота. Л.: ГУНиО, 1998.-239 с.

5. Организационно-штатные структуры подразделений и частей Гидрографической службы: Учебное пособие / В.Г. Микавтадзе, А. Е. Поташко,

6. B. А. Осипов, А. М. Соколов. СПб.: BMA, 1998. - 136 с.

7. Организационно-штатные структуры подразделений и частей Гидрографической службы: Альбом схем / Руководитель авторского коллектива Микавтадзе В.Г. СПб.: BMA, 1999. - 75 с.

8. Методика оценки живучести комплексов автоматизации при перемещении пунктов управления ГС флота. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Чернышев И.В. СПб.: ВАС, 1998. - 170 с.

9. Геоинформационное обеспечение задач выбора позиций средств радионавигации. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Кошовый П.П. СПб.: ВУС, 2004. - 192 с.

10. АлчиновА. И., Филатов И. Д. Перспективы использования геоинформационных систем в работе штабов и войск. // Военная мысль № 5, 1997.1. C. 49-53.

11. Педенко П.П. Основы теории боевой эффективности общевойсковых соединений. Монография. М.: ВАФ . 1994. 276 с.

12. Отчет о выполнении составной части НИР «Геомоделирование территориальной ситуации для анализа и оценки обстановки», п. 9.3. Шифр «Жердь-РВО», гос. Per. № 01200006148 (СПбГЭТУ (ЛЭТИ)). СПб: Изд-во СПбГЭТУ (ЛЭТИ), 2002. - 47 с.

13. Основы геоинформатики: В 2 кн. Кн.1: Учеб. Пособие для студ. Вузов / Е.Г.Капралов, А.В.Кошкарев, B.C. Тикунов и др.; Под ред. B.C. Тикунова. -М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 352 с.

14. Основы геоинформатики: В 2 кн. Кн.2: Учеб. Пособие для студ. Вузов / Е.Г.Капралов, А.В.Кошкарев, B.C. Тикунов и др.; Под ред. B.C. Тикунова. -М.: Издательский центр «Академия», 2004.-480 с.

15. Травин С.В., Биденко С.И., Зорин Г.Н. Модели геоструктур для представления территориальной ситуации в системах управления // Сб. трудов Каб.— Бал. гос. ун-та, Сер. 4, Информатика, № 3 (15). 2003. - С. 19-26.

16. Травин C.B. Проблемно-ориентированная модель местности для решения задач перемещения // Труды научно-техническ. конф. ГМА. СПб: ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2005. - С. 191 - 193.

17. Травин C.B., Биденко С.И. Геомоделирование маршрутов развертывания радионавигационных подразделений // Труды научно-техническ. конф. ГМА. СПб: ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2006. - С. 218 - 222.

18. Классификатор картографической информации. СПб: ГУНиО МО, 1999.-458 с.

19. Заде JI.A. Размытые множества и их применение в распознавании образов и кластер-анализе. В сб.: Классификация и кластер. М: Мир, 1980, с.208-247.

20. Заде JT.A. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М: Мир, 1976. 165 с.

21. Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте (Р3112194-0366-03), утв. Минтрансом России 29.04.2003. М. Изд-во Минтранса, 2003. - 352 с.

22. Приказ Министра обороны N 65, 1992 г. «Нормы расхода горючего, масел, смазок и специальных жидкостей при эксплуатации и ремонте вооружения и наземной военной техники армии и флота». М. Воениздат, 1992. - 158 с.

23. Травин С. В. Метод геоинформационной поддержки управления перемещением в системе «средства навигационного оборудования среда» // Труды XVII-й межвузовской конференции «Военная радиоэлектроника». - Петрод-ворец: ВМИРЭ, 2006. - С. 132 - 135.

24. Тикунов B.C. Моделирование в картографии. М.: Изд-во МГУ, 1997. -404 с.

25. Бугаевский JI.M. Картографические проекции: справочное пособие. -М: Недра, 1992.-239 с.

26. Берлянт A.M. Образ пространства: карта и информация. М.: Мысль, 1986. 240с.

27. Жалковский Е. А. Прогрессивные технологии картографо-геодезического обеспечения РФ // Геоэкоинформатика. М.: МГУ, 1995. с. 28 -33.

28. Наставление по службе штабов. Правила разработки и оформления документов. -М.: Воениздат, 1990. -265 с.

29. Биденко С.И. Геомоделирование обстановки в интересах управления функционально сложными территориальными объектами. СПб: ГУНиО МО, 2003.- 136 с.

30. Травин C.B., Биденко С.И. Геоинформационный анализ и оценка ситуации в территоральной инфраструктуре // Известия СПбГЭТУ (ЛЭТИ), Сер. Информатика, Управление и Компьют. технологии, Вып. 3. — 2003. С. 86 - 94.

31. ОСТ ВШ 02.001-97. Информационные технологии в высшей школе. Геоинформатика и Геоинформационные системы. Общие положения.

32. Информационная технология. Термины и определения. ГОСТ 34.003 -90. М.: Изд-во стандартов, 1990. - 16с.

33. Мартыненко А. И., Бугаевский Ю. JL, Шибалов С. Н. Основы ГИС: теория и практика. Фадеев В.A. WinGis руководство пользователя. - М., 1995-232с. - ISBN 5-87885-004-4 МП "Геоинформационные технологии".

34. Старцев А. В., Старовойтов В. В. Подход к моделированию и классификации информации банка картографических данных // Геодезия и картография. М., 1992. -№8. -с. 48-52.

35. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы: построение и анализ. М.: МЦНМО, 2000. 358 с.

36. Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования. М. ГОСТ Р50828-95, 1995.

37. Геоинформационное картографирование. Система электронных карт.

38. Электронные топографические карты. М. Проект ГОСТ PB, 2002.

39. Геоинформационное картографирование. Геоинформационные системы военного назначения. Общие технические требования. М. Проект ГОСТ PB, 2002

40. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ данных и систем. М. 1990.

41. Вайсман Г.М., Верле Ю.С. Радиосистемы в гидрометеорологии. JI.: Гидрометиздат, 1970. - 488 с.

42. Бушуев С.Н. и др. Основа общей теории систем. Часть 1. СПб.: ВАС, 1992.-248 с.

43. Бушуев С.Н. и др. Основа общей теории систем. Часть 2. СПб.: ВАС, 1992.-332 с.

44. Советов Б.Я. Информационные технологии. Учебное пособие. М.: Просвещение, 2004 - 364 с.

45. Топография с основами геодезии. Под редакцией Харченко A.C., Божок А.П. Учебник. М.: Высшая школа.,1986. - 304 с.

46. Наставление по службе штабов, соединений и частей Сухопутных войск М.: Воениздат, 1992. - 200 с.

47. Управление силами флота. Ред. Попов Б.В.- СПб: BMA, 1990. 416 с.

48. Техническое и тыловое обеспечение войск. Учебное пособие. Киев, ВА ПВО, 1990.-330 с.

49. Майника Э. Алгоритмы оптимизации в сетях и графах. М.: Мир. 1981.-252 с.

50. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход./ Пер. с англ. под ред. Г. П. Гаврилова. М.: Мир. 1985. - 486 с.

51. Травин C.B., Аристов В.Н. Методы и модели геоинформационнойподдержки территориального управления // Сб. трудов молодых ученых Тихо-океанск. ВМИ, Секц. № 3 (Военная электроника и информатика). 2002. - С. 148- 159.

52. Отчет о НИР «Разработка комплекса штабных математических моделей боевого применения радиотехнических войск на основе новых информационных технологий». Шифр «Основание-2» / Под рук. О. Б. Неилко. СПб: ФВУ ПВО, 2000.

53. Травин C.B., Биденко С.И., Семенов Г.А. Геомоделирование в системе отображения и оценки радионавигационной обстановки в районе функциональной активности // Труды РИРВ, Сер. 1 (Навигация), № 3, (37). 2003. - С. 214-222.

54. Отчет о НИР «Совершенствование комплекса штабных математических моделей боевого применения радиотехнических войск на основе новых информационных технологий». Шифр «Основание-2» / Под рук. О. Б. Неилко. СПб: ФВУ ПВО, 2000.

55. Раков И.В., Саенко И. Б., Лебедев С. Э. и др. Новые информационные технологии: Учеб. пособие. СПб.: ВУС, 2004. 318 с.

56. Травин C.B. Методика использования объектно-ориентированной модели местности в задачах маршрутизации // Труды научно-техническ. конф. ГМА, СПб: ГМА им. адм. С.О. Макарова, 2006.-С. 186- 189.

57. Берлянт А. М. Картографический метод исследования. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. - 252 с.

58. Берлянт А. М. Геоиконика. М.: Астрея, 1996. - 207 с.

59. Биденко С. И., Комарицын А. А. Информационные системы поддержки принятия решений: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ, 2004. - 32 с.

60. Бусыгин Б. С., Гаркуша И. Н., Серединин Е. С., Гаевенко А. Ю. Инструментарий геоинформационных систем (справочное пособие). — Киев: ИРГ 1 "ВБ", 2000.-172 с.

61. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов. // Под ред. А. М. Берлянта и А. В. Кошкарева. М.: ГИС-Ассоциация, 1999. - 204 с.

62. Иванников А. Д., Кулагин В. П., Тихонов А. Н., Цветков В. Я. Геоинформатика. М.: МАКС Пресс, 2001. 349 с.

63. Лисицкий Д. В. Основные принципы цифрового картографирования местности. М., 1988. 386 с.

64. Лютый А.А. Язык карты: сущность, система, функции. М.: ИГ АН У СССР, 1988.-292 с.

65. Новаковский Б. А., Прасолова А. И. Цифровая картография: цифровое моделирование и электронные карты. М., 2000. 327 с.

66. Светличный А. А., Андерсон В. Н., Плотницкий С. В. ГИС: технология и приложения. Одесса, 1997. 279 с.

67. Халугин Е. И., Жалковский Е. А., Жданов Р. Д. Цифровые карты. -М.: Недра, 1992.-419 с.

68. Цветков В. Я. Геомаркетинг. М.: МАКС Пресс, 2002. 299 с.f

69. Шайтура С. В. Геоинформационные системы и методы их создания. -Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 1998. 252 с.

70. Шаши Ш., Санжей Ч. Основы пространственных баз данных. М.: КУДИЦ - ОБРАЗ, 2003. - 336 с.

71. Яшин А. И. Геоинформационные системы и технологии: Учебное по-щ собие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ, 2002. - 65 с.

72. Burrough P. A., McDonnel R. A. Principles of Geographical Information Systems. Oxford University Press, 1998. 333 p.

73. Jones C. Geographical Information Systems and Computer Cartography. Longman Limited. 1997. 319 p.

74. Monmonier M.S. Computer-assisted cartographi. Principles and prospects, Prentice-Hall Inc., 1992. 214 p.