авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Оглы разработка технологической модели муниципальных геоинформационных систем для задач гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Рустамов Махир Гурбан оглы

Разработка технологической модели

муниципальных геоинформационных систем для задач гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций

Специальность: 25.00.35 -Геоинформатика

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2009

Работа выполнена в Московском государственном университете геодезии и картографии, на кафедре вычислительной техники и автоматизированной обработки аэрокосмической информации.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Шайтура Сергей Владимирович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Цветков Виктор Яковлевич

кандидат технических наук Наумов Сергей Владимирович

Ведущая организация:

«Межотраслевой институт повышения квалификации кадров по новым направлениям развития техники и технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана (МИПК МГТУ им. Н.Э. Баумана)

Защита диссертации состоится __________2009 г. в______часов на заседании диссертационного совета Д.212.143.03 Московского государственного университета геодезии и картографии по адресу:

105064, Москва, Гороховский пер., 4, МИИГАиК – зал заседаний ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии

Автореферат разослан "___"____________2009 г.

Ученый секретарь Климков Ю.М.

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Для оперативного управления органами государственной власти любого уровня требуется привлечение в сжатые сроки разнородной (геологической, экологической, экономической и т.п.) информации, в том числе координатно-привязанной. Эта информация должна представляться в удобной для анализа форме и обеспечивать принятие наиболее оптимальных управленческих решений. Геоинформационные системы позволяют интегрировать разнородную информацию, обрабатывать ее различными методами и представлять в виде, удобном для анализа.

Создание муниципальных геоинформационных систем (МГИС) является весьма актуальной задачей. Можно выделить несколько причин:

  • ухудшение экономической ситуации в стране. МГИС позволяет управлять городом, районом, территорией максимально эффективно, четко планируя предполагаемые виды работ и их стоимость;
  • хроническое недофинансирование работ по модернизации инженерных сетей городов и районов. Как следствие, это приводит к возрастанию вероятности возникновения чрезвычайных ситуаций, быстро и эффективно реагировать на которые при отсутствии МГИС невозможно;
  • поиск многими городами и регионами прямых внешних инвестиций. Реализация любого инвестиционного проекта неминуемо приводит к необходимости построения бизнес-плана и создания комплексной оценки по многим параметрам готовности территории для реализации конкретного проекта. МГИС является наилучшим инструментом для проведения комплексной оценки возможности реализации инвестиционного проекта.

Разработкой методологии создания геоинформационных систем занимались в России Берлянт А.М., Васин Ю.Г., Жалковский Е.А., Журкин И.Г., Тикунов В.С., Лурье И.К, Мартыненко А.B., Цветков В.Я. Известны исследования в области создания муниципальных информационных систем Симонова А.В., Сурнина А.Ф. и другие.

Целью диссертации является разработка технологий создания муниципальной информационной системы на основе интегрирования геопространственной информации и использование ее в задачах гражданской обороны и чрезвычайных ситуациях (ГО и ЧС).

В диссертации решаются следующие задачи:

  1. провести анализ существующих средства для создания муниципальных ГИС;
  2. разработать методики и технологии интегрирования геопростраственных данных в муниципальных ГИС;
  3. проанализировать методы моделирования ЧС в условиях города с целью использования их для создания системы поддержки принятия решения начальниками ГО и ЧС муниципальных образований;
  4. разработать организационно-программное обеспечение для внедрения интегрированных ГИС в обеспечении безопасности образовательных учреждений.

Диссертационная работа является законченным трудом, в котором изложены научно-обоснованные технологические разработки, имеющие существенное значение для задач гражданской обороны и чрезвычайное ситуаций муниципальных образовании.

Степень достоверности результатов проведенных исследований. Достоверность результатов исследования подтверждается логикой математических расчетов и проверкой на практике при проведении испытаний системы в муниципальных образованиях Москвы и Баку.

Научная новизна. Выносимые на защиту результаты работы заключается в том, что впервые разработаны:

  1. Методика создания единой городской информационной системы на основе интегрирования геопространственных данных, которая, в отличий от других, позволяет оперировать едиными пространственно-распределенными данными.
  2. Технология создания и архитектура интегрированных муниципальных ГИС. Технология предполагает совместное функционирование разнородных баз данных, привязанных к единой топооснове.
  3. Алгоритмы и программы обеспечения безопасности населения муниципального образования. Программы впервые позволяют получать обоснованные и просчитанные на компьютере решения, которые начальник ГО муниципального учреждения должен принимать в режиме чрезвычайной ситуации.
  4. Методика внедрения геоинформационной математической модели ЧС в образовательных учреждениях города. Методика апробирована в ряде образовательных учреждений Москвы и Баку и показала на практике свою эффективность.

Практическая значимость работы Результаты диссертационных исследований могут быть использованы начальниками гражданской обороны муниципальных образований для принятия решений о действиях в режиме чрезвычайных ситуаций и начальниками штабов гражданской обороны для проведения командно-штабных учений. Результаты работы апробированы в МИИГАиК, в ряде школ города Москвы (668, 1994, 614) и Баку (146, 213, 216).

Апробация. Основные результаты работы докладывались более чем на 5 Всесоюзных и Международных совещаниях и конференциях. Среди них:

  1. Ежегодная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых АзСАУ, Баку, 2000.
  2. 60-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК, Москва, 2006.
  3. Первая городская научно-практическая конференция «Информационные технологии в обеспечении безопасности образовательных учреждений», М, 2005.
  4. 61-я юбилейная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК, посвященная 25-летию первого полета в космос Савиных В.П., Москва, 2007.
  5. X Международная научно-практическая конференция «Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологии для оценки состояния окружающей среды, инвентаризация земель и объектов недвижимости», Китай, 2006.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 научных статьи, одна из них в журнале, рекомендованном ВАК.

Структура диссертации. Работа объемом 200 страниц включает 10 рисунков, 21 таблицу; состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 99 наименований и 5 приложений.

Содержание. Содержание глав диссертационной работы раскрывается в последовательности, соответствующей поставленным в ней задачам.

В первой главе диссертации дается обзор средств создания муниципальной интегрированной информационной системы и разрабатывается методика создания универсальной интегрированной муниципальной автоматизированной системы.

Современное программное обеспечение ГИС можно разбить на следующие категории:

  1. Инструментальные ГИС – системы с наиболее широкими возможностями, включающие ввод, хранение, сложные запросы, пространственный анализ, вывод твердых копий;
  2. ГИС-вьюеры предназначены для просмотра введенной ранее и структурированной информации;
  3. Векторизаторы растровых картографических изображений предназначены для реализации процедур ввода пространственной информации со сканера, включают полуавтоматические средства преобразования растровых изображений в векторную информацию;
  4. Специализированные средства пространственного моделирования включают системы, оперирующие с пространственной трехмерной информацией;
  5. Средства обработки и дешифрирования данных дистанционного зонди­рования предназначены для обработки цифровых изображений земной по­верхности, полученных методами аэрофото и космической съемки.

Инструментальные ГИС разбиваются на универсальные и специализированные, полнофункциональные и с ограниченным набором функций.

К универсальным полнофункциональным ГИС относят наиболее крупные инструментально-программные комплексы, которые включают специальные графические станции, мощные устройства ввода и вывода, большой набор программных модулей для различных приложений. К таким ГИС традиционно относят InterGraph, ArcInfo.

Следующей группой ГИС являются универсальные ГИС с ограниченным набором функций. Эти ГИС обычно работают на персональных компьютерах фирмы ИБМ, состоят из графического редактора, базы данных, средств для программирования приложений. К таким ГИС относятся: MapInfo, Wingis, GeoDraw. Если сравнивать первые два пакета, то первый больше ориентирован на мелкомасштабные карты (он имеет большое количество географических проекций), а второй на крупномасштабные карты (имеет средства точного позиционирования).

Специализированные ГИС ориентируются на создание только одной группы карт. Так специализированной кадастровой ГИС является система CADdy. ГИС «Панорама» специализируется на работе с топографическими картами среднего масштаба.

Таким образом, обзор методов создания муниципальных ГИС позволил сделать вывод о том, что развитие муниципальных ГИС двигалось по направлению интеллектуализации и интеграции от простейших систем сбора информации до сложных систем, позволяющих принять решение в интегрированных информационных системах.

Появление Персональных ЭВМ позволило создать автоматизированные рабочие место (АРМ) специалистам городской службы (ГС). Однако низкая производительность Персональных ЭВМ начала 90-х годов и их достаточно высокая цена не позволили создать единую ГИС.

В настоящее время высокая производительность и достаточно низкая цена персональных ЭВМ и средств передачи информации между ними позволяют создавать единую информационную систему, успешно ее внедрять и развивать.

Отсутствие единой общегородской базы данных с каждым годом будет сказываться всё больше и больше, так как в условиях рыночной экономики и политического плюрализма возрастает значение принимаемых на уровне города управленческих и политических решений, в первую очередь экономического и социального направлений. Для их выработки, прежде всего, необходим анализ как можно большего объёма различной информации, описывающей различные аспекты жизнедеятельности города.

Создание информационной системы на базе интегрированных геопрастранственных данных позволит учесть индивидуальные особенности каждой системы, и создать программное обеспечение с широким спектром возможностей.

В диссертации разработана методика создания интегрированной автоматизированной муниципальной системы. Программное обеспечение муниципальных ГИС должно состоять из комплекса взаимоувязанных по идеологии, технологиям и данным программно-технических средств, которые позволяют вводить, обрабатывать, накапливать и выдавать по запросам пространственно-координированные данные.

Современная городская информационная система должна интегрировать в себе разнородную информацию, с которой оперируют различные муниципальные структуры. Основой для такой интеграции является координатно-привязанная информация.

Данная методика может с одинаковой эффективностью эксплуатироваться как в локальном, так и в сетевом варианте. Это позволяет начать работы по внедрению ГИС без использования локальных вычислительных сетей (ЛВС).

Для того чтобы начать работу по внедрению единой ГИС, необходимо проведение первого этапа работ. Он включает в себя: обследование объектов автоматизации, демонстрацию АРМов специалистов городских служб и специализированных функций администраторов-технологов, разработку расширенного технического задания, составление календарного плана на доработку программного обеспечения ГИС под конкретные условия функционирования объектов автоматизации, расчет трудоёмкости внедрения ГИС.

Второй этап включает в себя: доработку программного обеспечения ГИС под конкретные условия функционирования объектов автоматизации, загрузку существующих общегородских баз данных в структуры ГИС, опытную эксплуатацию ГИС, доработку программного обеспечения ГИС по результатам опытной эксплуатации, передачу ГИС в промышленную эксплуатацию.

Во второй главе диссертации были проанализированы и развиты методы моделирования муниципальных информационных систем. Муниципальные ГИС предназначены для решения информационных и расчетных задач, связанных с обработкой пространственных данных, и используются при управлении и планировании, инвентаризации ресурсов, мониторинге, анализе, прогнозировании и в других конкретных приложениях.

Для создания муниципальной ГИС необходимо решить ряд сложных и дорогостоящих задач, в том числе: создание и введение регулярно обновляемой цифровой топографической основы, организации согласованного обновления пространственной информации, собираемой различными ведомствами, создание общегородских классификаторов, основных структурных единиц города (улиц, микрорайонов т.п.), создание единого координационного центра для ведения муниципальной ГИС.

При создании МГИС неизбежно возникает ряд задач, требующих правильного решения: разработка концепции, выбор программно-аппаратного обеспечения, выбор аппаратного обеспечения для МГИС, выбор или создание цифровой картографической основы города, выбор организации-исполнителя (внешней или внутригородской) для проведения необходимых работ, постановка технологии ведения МГИС (актуализация пространственных и атрибутивных данных, обучение и/или повышение квалификации персонала, организационно-управленческие решения и т.п.), внедрение МГИС в информационную и организационную структуру управления городским хозяйством.

Технологической основой муниципальной автоматизированной информационной системы следует считать геоинформационные системы, поскольку: топографическая основа города является неизменной на протяжении большого срока и может быть основой для привязки к ней других тематических данных; ГИС интегрируют современные информационно-технологические решения (сети, САПР, мультимедиа); ГИС обладают функциями автоматизированных картографических систем и систем принятия пространственных решений; освоение ГИС-технологий отвечает интересам информатизации регионального планирования и управления; необходимо прикладное программное обеспечение, ориентированное на создание социально-экономических карт различного назначения, различных уровней оформления и получения качественных твердых копий.

Муниципальные автоматизированные информационные системы должны обеспечиваться следующими функциями ГИС: ввод и редактирование картографических данных, поддержка внешних обменных форматов наиболее популярных программных средств, возможность преобразования картографических проекций, поддержка возможности использования различных систем географических координат, поддержка (ввод, редактирование) атрибутивной информации в одном из форматов стандартной СУБД, возможность нанесения надписей на карту, отражение атрибутивной информации в текстовом виде на карте, осуществление элементарных математико-статистических преобразований (нормирование, группировки и т.д.), возможность их визуализации. Поддержка следующих способов картографического изображения: простые значки, структурные значки, круговые и столбчатые диаграммы, линейные знаки и знаки движения, картограмма, картодиаграмма, качественный фон, создание и поддержка библиотеки стандартных и пользовательских значков и штриховок, возможность совмещения картографических способов изображения, формирование макета печати, включающего: название карты, карту, дополнительные карты-врезки, рамку, легенду карты, указание масштаба, пояснительный текст.

Для формирования МГИС используют: базовую цифровую модель местности; цифровые тематические и специальные карты; данные дистанционного зондирования (ДЗЗ), в том числе аэро и космические снимки в цифровом формате; тематические данные, в том числе данные государственной статистики; метаданные; нормативную информацию.

Источниками картографических данных для МГИС является совокупность картографических, аэрокосмических, статистических материалов. Возможно привлечение дополнительной информации (полевых данных спутникового позиционирования - GPS, данных стационарных наблюдений гидрологических, метеорологических и пр. пунктов), библиотечных (текстовых) материалов.

Геоинформационное обеспечение для МГИС должно базироваться на единой топографо-геодезической основе, единых классификаторах информации, форматах и согласованных структурах баз данных, что позволит объединять независимо создаваемые базы данных в общий банк, сократить время создания МГИС и уменьшить затраты на создание.

Исходной основой для цифрования должны служить составительские (издательские) оригиналы топографических карт, создаваемые по общепринятым общегосударственным научно-техническим требованиям, которые могут обеспечить соответствие точности цифрового плана их графическому аналогу и удовлетворить, с точки зрения точности, потребности департаментов, комитетов и отделов администрации области, федеральных органов власти и органов местного самоуправления, а также предприятий и организаций.

В качестве базовой ЦММ для муниципальной ГИС рекомендуется использовать цифровой топографический план (ЦТП) масштабов 1:500 - 1:10000 на территорию городской застройки и масштабов 1:10000 - 1:50000 - на территорию пригородных зон. В зависимости от тематики, проблемной ориентации и решаемых в ГИС задач для создания ЦММ используют следующие картографические материалы: топографические карты и планы; карты административно - территориального устройства; кадастровые карты и планы; фотокарты, ортофотопланы местности; ландшафтные карты; карты природного районирования и схемы природных контуров; карты использования земель и др.

На топографическую подоснову накладываются тематические слои природных и общественных явлений:



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.