1

В статье предложены постановка и решение задачи расширения функциональных возможностей геоинформационной системы военного назначения (ГИС ВН) «Интеграция», позволяющих отображать обстановку и результаты расчетных специализированных задач на электронной карте в автоматизированном режиме. Проведен анализ возможных путей решения указанной задачи, в ходе которого были рассмотрены три основных способа: создание прикладной задачи внутри ГИС «Интеграция»; разработка клиентского приложения для работы с сервером ГИС «Интеграция»; создание собственного приложения работы с картой на основе прямого доступа к ядру ГИС «Интеграция». Выделены основные достоинства и недостатки каждого подхода и обоснован выбор третьего. Предложен подход к проектированию программного модуля отображения обстановки и результатов решения задач на электронной карте, основанный на шаблоне проектирования MVC (Model-View-Controller), а также представлена структура модуля и его реализация на языке программирования C++ с использованием кроссплатформенной библиотеки Qt 4.7.0.

автоматизация

электронная карта местности

геоинформационные системы

1. Утекалко В.К., Бирзгал В.В., Вечер Н.А. Программное обеспечение геоинформационной системы «Интеграция МС». Руководство программиста. – Минск: Типография УО «ВА РБ». 131 c.

2. Утекалко В.К., Бирзгал В.В., Вечер Н.А. Геоинформационные системы военного назначения – Минск: Типография УО «ВА РБ». 257 c.

3. Лохвицкий В.А., Калиниченко С.В., Нечай А.А. Подход к построению системы автоматизированной интеграции информации в базу данных для её своевременной актуализации // Мир современной науки. Изд-во «Перо». – М., 2014. – № 2 (24). – С. 8-12.

4. Лохвицкий В.А., Петрова Л.Ю., Журавлева О.В. Программный модуль автоматизированного отображения обстановки и результатов решения задач с использованием электронных карт местности / Компьютерные технологии и информационные системы: Сборник научных трудов. Вып. 34. – Смоленск: ВА ВПВО ВС РФ, 2014. – С. 54-60.

5. ГОСТ 28195-99 «Оценка качества программных средств. Общие положения».

6. Шлее М. Qt 4: Профессиональное программирование на C++.СПб.: БХВ-Петербург, 2007. – 880 с.

В настоящее время информационные технологии оказывают все большее влияние на эффективность принятия решения командиром. Чем больше актуальной и достоверной информации об обстановке поступает, тем больше вариантов развития событий может быть рассмотрено и осуществлен оптимальный выбор.

Электронные карты местности позволяют структурировать и представить картографическую информацию в удобном виде. Для работы с электронными картами используются геоинформационные системы, анализ функциональных возможностей которых показал, что реализованные в них функции носят универсальный характер и не позволяют в полной мере решать специальные военные задачи в автоматизированном режиме.

1. Анализ основных направлений расширения функциональных возможностей ГИС «Интеграция»

Современные геоинформационные системы представляют собой сложные программные комплексы, как правило, состоящие из следующих компонент:

• ГИС-ядро - это совокупность программных компонент, обычно оформленных в виде библиотеки или набора библиотек программных модулей, реализующих объектно-ориентированный подход при организации работы с электронной картой;
• ГИС-приложение (задача) - это компьютерная программа, реализующая выполнение какой-либо функции на основе использования компонент ГИС-ядра конкретной ГИС.

Основными способами расширения функциональности ГИС «Интеграция» являются:

1. Создание задачи внутри ГИС «Интеграция».

2. Разработка клиентского приложения для работы с сервером ГИС «Интеграция».

3. Создание собственного приложения работы с электронной картой.

Рассмотрим основные особенности реализации указанных способов, их основные достоинства и недостатки.

1.1. Создание задачи внутри ГИС «Интеграция»

Данный подход предполагает разработку отдельного пользовательского ГИС-приложения (задачи) и последующую интеграцию его в установленную ГИС.

Особенности реализации:

• задача запускается из ГИС «Интеграция». В модальном или немодальном режиме обрабатывает данные карт, открытых в ГИС;
• используются функции интерфейса PanTask и MAPAPI.

Недостатки:

• данный подход представляет решение каждой отдельной частной задачи в виде
  ГИС-приложения и не позволяет организовать решение более сложных задач;
• интерфейс работы с картой ограничен возможностями ГИС и не позволяет организовать интерактивный режим.

Пример организации работы пользовательского программного модуля в среде ГИС «Интеграция» представлен на рис. 1.

Рис. 1. Схема взаимодействия прикладной задачи с ГИС «Интеграция»

Можно сделать вывод, что рассмотренный способ может применяться при решении частных расчетных задач ограниченной сложности. Для решения задачи автоматизированного нанесения обстановки и результатов решения задач на электронную карту использование данного способа представляется нецелесообразным.

1.2. Разработка клиентского приложения для работы с сервером ГИС «Интеграция»

Другим способом взаимодействия с электронной картой является вариант взаимодействия через программный интерфейс, представляемый геоинформационной системой. В ГИС «Интеграция» такое взаимодействие организовано на основе специального протокола с использованием клиент-серверной архитектуры (рис. 2).

Рис. 2. Схема взаимодействия прикладной задачи с ГИС «Интеграция» по протоколу взаимодействия для прикладных задач

Особенности реализации:

• программа работает в собственном окне и не имеет прямого доступа к картографическим данным. Для получения данных карты и передачи результатов программа обращается как клиент к ГИС «Интеграция»;
• доступ к серверу ГИС «Интеграция» осуществляется через сокеты TCP по протоколу взаимодействия.

Недостатки:

• функционал модуля работы с картой ограничен возможностями протокола взаимодействия ГИС «Интеграция», набор команд которого существенно меньше функциональных возможностей ГИС-ядра;
• версия протокола взаимодействия ГИС «Интеграция» имеет слабую степень проработки, встречаются ошибки и не выполняющиеся команды, исправленные в более поздних версиях ядра ГИС.

Таким образом, ограниченность возможностей протокола взаимодействия ГИС «Интеграция» не позволяет реализовать требуемую функциональность в программном модуле автоматизированного нанесения обстановки и результатов решения задач на электронную карту.

1.3. Создание собственного приложения работы с электронной картой

Данный подход предполагает разработку отдельного приложения, работающего непосредственно с ядром ГИС «Интеграция» (mapacces.dll и mapacces.so).

Особенности реализации:

Программа работает в собственном окне;

Независимо от ГИС «Интеграция» выполняет операции по обработке картографических данных;

Установка ГИС «Интеграция» в систему не требуется;

В программе существует возможность реализовать необходимую функциональность при работе с картой, которая ограничена только возможностями ядра ГИС.

Недостаток: сложность реализации, связанная с необходимостью разработки интерфейса взаимодействия модуля визуализации с функциями ядра ГИС «Интеграция» (интерфейса MAPAPI).

Учитывая рассмотренные выше особенности и недостатки различных подходов к разработке модуля визуализации, наиболее перспективным для решения специализированных задач с использованием электронных карт местности представляется третий подход, заключающийся в создании собственного приложения на основе функций ядра ГИС «Интеграция».

2. Проектирование программного модуля

Проектирование программного модуля осуществлялось на основе составного шаблона проектирования Model-View-Controller (MVC), позволяющего отделить логику работы программы от способов представления результатов. Структура модуля представлена на рис. 3.

Рис. 3. Обобщенная структура модуля работы с электронной картой

Поскольку модуль предназначен для автоматизированного отображения обстановки и результатов решения задач на электронной карте, то он должен удовлетворять следующим требованиям:

Иметь удобный и понятный пользователю интерфейс;

Возможность получать данные из внешней базы данных;

Возможность использовать функции ядра ГИС.

Вариант отображения результатов решения расчетных задач на примере задачи целераспределения представлен на рис. 4.

Рис. 4. Пример отображения результатов целераспределения

Интерфейс разработанного программного модуля дополнительно позволяет выводить детализированную информацию об объектах, представленных на электронной карте, и результатах решения расчетных задач.

Заключение

В настоящей работе кратко представлены результаты проектирования и разработки программного модуля автоматизированного отображения обстановки и результатов решения задач с использованием электронных карт местности.

Модуль позволяет автоматизировать процессы нанесения обстановки на карту, расчёта возможности применения формирований для нанесения удара, расчёта эффективности применения средств поражения. Использование разработанного модуля позволит оперативно реагировать на резкое изменение обстановки и вносить коррективы в процессе целераспределения, а также подготовить несколько вариантов целераспределения для различных вариантов обстановки.

Рецензенты:

Паршуткин А.В., д.т.н., доцент, профессор кафедры комплексов и средств информационной безопасности Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского, г. Санкт-Петербург.

Басыров А.Г., д.т.н., доцент, начальник кафедры информационно-вычислительных систем и сетей Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского, г. Санкт-Петербург.

Библиографическая ссылка

Лохвицкий В.А., Войцеховский С.В., Девяткин А.М., Сафонов В.М. АНАЛИЗ ПУТЕЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА НАНЕСЕНИЯ ОБСТАНОВКИ НА ЭЛЕКТРОННУЮ КАРТУ ГИС «ИНТЕГРАЦИЯ» // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=16810 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

ГИС «Интеграция»

ГИС «Интеграция» позволяет решать различного рода статистические и расчетные задачи, выполнять оверлейные операции с использованием данных, полученных с электронной карты, представленной в виде векторной, растровой или матричной электронной карты, а также в виде совокупности перечисленных данных.

Для этой цели в ГИС «Интеграция» существует встроенная система выполнения расчетов с использованием электронной карты, которая активизируется при выборе пункта Расчеты по карте в меню Задачи

Система выполнения расчетовупpaвляется с помощью панели, которая размещена в правой части главного окна системы.

Панель управления

Построение зоны вокруг объекта;

Построение зоны вокруг выделенных объектов карты;

Создание объектов пересечением выделенных и выбранного объектов карты;

Вспомогательная панель Работа с выделенными объектами;

Определение площади объекта;

Справка о площади однотипных объектов;

Определение площади многоугольника;

Вспомогательная панель Длина и расстояние;

Вспомогательная панель Работа с матрицей высот;

Расчет координат;

Отображение результатов.

Главная панель расчетов по карте включает в себя набор кнопок-пиктограмм, каждая из которых соответствует отдельному режиму или целой группе режимов выполнения расчетов.

При нажатии на кнопку, соответствующую отдельному режиму обработки, происходит активизация данного режима.

При нажатии на кнопку, соответствующую группе режимов, на экране появляется вспомогательная панель управления с набором кнопок-режимов.

Рассмотрим некоторые режимы.

Определение площади объекта

Данным режимом обpaбaтывaются только площaдные объекты.

После выбоpa объектa в окно pезультaтов выводится его площадь без учетa площaди подобъектов.

Статистическая справка по объектам одного типа

Данный режим предназначен для получения минимальной статистической справки по однотипным объектам электронной карты.

Данным режимом обрабатываются только площадные объекты электронной карты.

Выбор объектов другого типа блокируется программой.

Для указания типа объектов, по которым следует собрать статистическую справку необходимо выбрать объект данного типа на электронной карте. После завершения процесса сбора информации на экране появляется информационное окно с результатом обработки.

Определение площади многоугольника

Дaнныйpежим позволяет опpеделить площaдь многоугольникa, постpоенного опеpaтоpом.

Постpоение многоугольникa пpоизводится путем выбоpa опоpных точек нaжaтием левой клaвиши мыши. Между двумя последовaтельно выбpaнными точкaми стpоится пpямaя. Многоугольник всегдa остaется зaмкнутым. Используя режим редактора Сохранение условного объекта для построенной линии можно выбрать классификационный код (условный знак) и записать как объект карты.

После нaжaтия Левая кнопка мыши - Правая кнопка мыши постpоение многоугольникa считaется зaконченным, его окончaтельнaя длинa выводится в окно pезультaтов.

Для отмены нaчaтого пpоцессa или чтобы погасить построенный многоугольник следует нажать комбинацию клавиш Ctrl-Правая кнопка мыши.

Вспомогательная панель Длина и Расстояние

Определение длины (периметра) объекта

Дaнным pежимом обpaбaтывaются только линейные и площадные объекты.

После выбоpa объектa в окно pезультaтов выводится его длинa (периметр).

Длина произвольной линии

Дaнный pежим позволяет опpеделить длину ломaной линии, постpоенной опеpaтоpом.

Постpоение ломaной пpоизводится путем выбоpa опоpных точек при нaжaтии левой клaвиши мыши. Между двумя последовaтельно выбpaнными точкaми стpоится пpямaя. Нажатие клавиши Backspace приводит к удалению последней введенной точки.

В процессе выбора опорных точек возможно использовать фрагменты существующих объектов карты.

Для этого необходимо нажать правую кнопку мыши и выбрать из появившегося меню пункт: Скопировать участок, не ограниченный узлами. Затем выбрать объект карты и отметить тремя точками фрагмент, включаемый в ломаную линию.

После нaжaтия Левая кнопка мыши - Правая кнопка мыши постpоение ломaной считaется зaконченным, ее длинa выводится в окно pезультaтов. Используя режим редактора Сохранение условного объекта для построенной линии можно выбрать условный знак и записать как объект карты.

Если к карте добавлена матрица высот и линия проходит через нее полностью или частично, то длина построенной ломаной линии определяется с учетом рельефа.

Длина участка объекта карты

Дaнным pежимом обpaбaтывaются только линейные и площaдные объекты.

После выбоpa объектa пpоизводим выбоp учaсткa по тpем точкaм, если это площадной объект и по двум точкам, если линейный.

После выбоpa тpетьей точки отpезкa измеpяемый отpезок подсвечивaется, в окно pезультaтов выводится его длинa.

Для отмены нaчaтого пpоцессa следует нажать комбинацию клавиш Ctrl - Правая кнопка мыши.

Расстояние до объекта

Данный режим позволяет определить расстояние от заданной точки до выбранного объекта.

После выбора объекта следует отметить любую точку на карте используя левую кнопку мыши.

После нaжaтия левой кнопки мыши расстояние выводится в окно pезультaтов. Для отмены нaчaтого пpоцессa следует нажать комбинацию клавиш CTRL- Правая кнопка мыши.

Расстояние между объектами

Данный режим определяет кратчайшее расстояние между двумя объектами карты и отображает результат в строке сообщений.

В начале работы выбирается основной объект. Затем перебором выбираются дополнительные объекты, до которых необходимо определить кратчайшее расстояние.

Расстояние определяется от существующей точки метрики основного объекта до псевдоточки (не существующей) дополнительного.

Для смены основного объекта необходимо отменить его выбор (комбинация клавиши Ctrl и правой кнопки мыши) и выбрать новый.

Трехмерное изображение местности

В данном окне диалога представлено трехмерное изображение заданного участка местности, определяемое открытыми матрицами высот.

Для отображения трехмерной модели другого участка местности необходимо нажать кнопку Трехмерная матрица в панели Работа с матрицей и выбрать участок местности в окне с картой, содержащей открытые матричные данные. Закрытие диалога при этом необязательно. Изображение динамически меняется при изменении параметров визуализации: высоты модели, угла поворота, угла наблюдения, шага сетки.

Определение длины объекта с учетом рельефа

Данным режимом обрабатываются только линейные и площадные объекты. Выбор объекта возможен, если к карте добавлена матрица высот, либо точки объекта характеризуются координатами на местности и высотой.

Длина объекта определяется с учетом рельефа.

Полученная длина объекта выводится в окно результатов.

Определение площади указанной области с учетом рельефа

Режим производит вычисление площади указанной области

Построение зоны затопления

Данный режим позволяет определить зоны затопления на карте, используя информацию из матрицы высот.

Название матрицы для построения зоны затопления выбирается из списка Матриц высот.

Результаты построения сохраняются в матричной или в пользовательской карте.

Для построения зоны затопления необходимо выбрать объект на карте и указать точки, для которых вводится уровень подъема воды, нажатием левой кнопки мыши.

Координаты указанных точек отображаются в диалоговом окне Построение зоны затопления.

Уровень подъема воды (числовые значения в метрах) должен ввести пользователь.

Построение производится в пределах заданного участка гидрографии. Пользователь выбирает на карте участок реки путем указания двух точек для линейных объектов и трех - для площадных. Если необходимо проанализировать всю реку, состоящую из нескольких объектов карты или несколько взаимосвязанных объектов, то необходимо предварительно создать объединенный объект.

В дальнейшем по матрице качеств можно будет выполнить трехмерную визуализацию, как самостоятельной модели (для оценки уровня затопления), так и совместно с матрицей высот (пространственная оценка) и выполнить динамическую оценку зон затопления, построив матрицы на различные временные срезы. Имея объект местности, показывающий зону затопления, можно провести статистическую оценку объектов, попадающих в зону затопления.

Что нового:

1. Добавлены новые инструменты редактирования векторных слоев. «Разделить объекты» - разделение мультиобъектов на простые объекты. «Построить полигоны» - построение полигонов в полигональном слое на основе выделенных линий в линейном слое. «Извлечь вершины» - построение точечных объектов из вершин полигональных или линейных объектов.
2. Добавлены новые утилиты. «Разбиение SHP/DBF файлов» позволяет разбить шейп-файл на несколько по заданному свойству. «Изменение структуры DBF по шаблону» позволяет приводить структуру атрибутивной таблицы к выбранному шаблону.
3. Инструменты для операций над целыми объектами стали доступны на панели редактирования в режимах ввода объектов и редактирования вершин.
4. Расширены возможности захвата объектов при редактировании векторных слоев.
5. Добавлена возможность группировки объектов в слое Легенде+.
6. Добавлена возможность автоматического смещения динамических подписей.
7. Добавлены горячие клавиши:
   • Ctrl+q = выделить объект
   • Ctrl+w = убрать объект из выделенного
   • Ctrl+e = приблизить ко всей выборке
   • Ctrl+f = полный экстент
   • Ctrl+i = идентификация
   • Ctrl+delete = удаление объекта

Обновление 03 июня 2019

Что нового:

1. Полностью обновлен механизм динамических подписей. Он позволяет создавать составную подпись из нескольких полей, создавать разные классы подписей в одном слое подписей, создавать несколько слоев подписей для одного слоя данных.
2. Ввод и редактирование геологических символов в формате ВСЕГЕИ с помощью визуального текстового редактора.
3. Загрузка векторных данных в форматах других ГИС (*.sxf, *.tab, *.mif, *.dxf, *.e00, *.json, *.gen, *.geojson, *.gpx, *.gml, *.kml, *.sqlite, *.sp1, *.uko, *.ukooa).
4. Импорт текстовых файлов с разделителями в форматы: pgrid, shp, dbf.
5. Добавление в макет карты таблицы с координатами вершин объекта слоя.
6. Исправлены технические ошибки.

Что нового:

1. Возможность выбора порядка отображения слоев на панели "Редактор сцены": прямой или обратный.
2. Добавление координат объекта из буфера обмена в окне "Координаты объекта", а также изменение порядка следования вершин.
3. Улучшены инструменты редактирования: добавлен захват координат вершин перепроецируемых на лету слоев и инструмент разрезания готовым объектом текущего или другого слоя.
4. Редактируемые слои переводятся для остальных пользователей в режим "только для чтения". Улучшен механизм трассировки растра.
5. Добавлена возможность сохранения вариантов привязки слоя: сохраняется набор опорных точек и информация о проекции, в которой они были созданы.
6. При расстановке опорных точек можно использовать захват объектов слоев, открытых на редактирование.
7. Добавлена возможность привязки векторных слоев в текущую область просмотра карты.
8. Добавлена возможность сохранения и сброса параметров проекции во внутренних тегах файлов GeoTIFF.
9. Опция "Строить обзорные изображения для растров" вынесена в настройки ГИС-проекта.
10. Расширены возможности чтения *.gdb: чтение таблиц, формирование и просмотр выборки в окне "Выбранные объекты".
11. Добавлена возможность измерения площадей и длин составных частей мультиобъектов.

Что нового:

1. Группировка слоев.
2. Копирование выделенных слоев/групп между сценами и проектами.
3. Возможность создания связи между таблицами «многие-ко-многим».
4. Оформление слоя по нескольким атрибутам (например, заливка по одному атрибутивному полю, крап по другому).
5. Возможность установки обратного направления прокрутки колеса мыши для изменения масштаба.
6. Добавлено контекстное меню по щелчку правой кнопки мыши для активного слоя.
7. Добавлено контекстное меню по щелчку правой кнопки мыши в процессе редактирования векторных данных.
8. Произвольный поворот карты в макете.
9. Обновлена ЭБЗ.
10. Возможность подписать порядковые номера вершин объектов.

Что нового:

1. 30-дневный пробный период работы "без ключа" в полнофункциональном режиме.
2. Загрузка и визуализация слоев на основе геобазы данных (gdb, ArcGIS).
3. Улучшенные инструменты интерактивного выбора объектов на карте, пространственный выбор объектом слоя.
4. Функционал для работы с растровыми изображениями: фрагментирование и изменение разрешения без нарушения картографической привязки растра.

Для желающих предварительно опробовать функционал программных продуктов MosMap-GIS, предлагаем скачать бесплатную Демо-версию программного комплекса MosMap Marker. Демонстрационная версия не ограничена по функционалу, но использует карту одного округа Москвы. Также здесь вы сможете скачать документацию с инструкциями по использованию программы и краткий демонстрационный ролик.

Демо версия MosMap Marker

полная версия содержит модули MosMap Integrator и Mos MapEditor. Ведение базы данных на карте, геоаналитика, интеграция с другим ПО, геомаркетинг.

Документация по MosMap-GIS

описание функционала программных модулей MosMap-Editor и MosMap-Integrator, инструкция по инсталяции и использованию.

Презентация
MosMap-Marker

видеоролик по основным функциям программы пространственной навигации и геоинформационного анализа.

Заказать MosMap Marker

Если вам требуется вывести данные об объектах вашей организации на карту и контролировать их в динамике, видимо настало время приобрести . И вы сможете вести базу своих объектов на карте, делать выборки по любым критериям, анализировать текущее состояние и все изменения и другое.

Если вы работаете с MS Access: наглядный пример работы GIS MosMap Integrator по Гис интеграции

Скачать карту

Также, здесь можно скачать бесплатную карту Москвы. Данный продукт также является примером интеграции карты с программой навигации и удобного поиска на карте, выделения и распечатки нужных фрагментов и т.п. Версия MosMap std 4.0 с детализацией до домов (актуальность – 2013).

Работоспособность и отсутствие вирусов в ПО MosMap-GIS, скачанного с других сайтов, не гарантируется!