ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ СЛОЕВ

Полезная модель относится к вычислительной технике, к информационным аналитическим системам формирования картографических слоев, в частности к геоинформационным системам (ГИС) для сферы стратегического и оперативного управления.
В настоящее время для сферы государственного стратегического и оперативного управления требуется обеспечить формирование картографических слоев на основе неограниченного объема записей, имеющих относительную адресную привязку.
Известна геоинформационная система по патенту РФ на полезную модель №18586, G06F 17/30. Данная система содержит средства коммуникации, системное программное и прикладное обеспечение, базу метаданных, базы геопространственных данных, средства управления приемом и выполнением заявок в виде ядра системы, связанного со средствами коммуникаций. Однако данная система не обеспечивает конструирование картографических слоев на основе массивов входной информации, а оперирует уже сформированными картографическими слоями.
Известен способ картографического отображения двумерных распределений, заданных в цифровой форме по патенту РФ на изобретение №2415381, G01C 11/04. Данным предложением решалась задача повышения достоверности отображения картографической информации. Однако рассмотренный способ не предполагает автоматизацию формирования двумерных распределений как основы картографического слоя.
Известна система цифровой картографической основы по патенту РФ на изобретение №2277722, G06F 19/00. Система решает задачу учета, контроля подготовки решений в части эксплуатации дорожной сети. Данная система взята нами за прототип по количественному совпадению входящих в ее состав модулей.
Система содержит устройства сбора и обработки информации, связанные с датчиками контроля и слежения, модуль архива цифровой картографической информации, модуль визуализации и классификации цифровых картографических данных, модуль аппаратно-программного обеспечения, модуль сбора, хранения и адаптации цифровой и картографической информации. Система решает задачу отражения перспективы развития, реконструкции дорог с постоянным обновлением картографической основы в реальном времени.
Однако данная система не предполагает сбор текстовой информации и создание картографического слоя, включающего описательные данные и семантическую информацию по точкам слоя любой тематики, построенного на данных неточной картографической привязки, т.е. формировать картографические (ГИС-слои) слои по массиву входной информации.
Поясним, что в идеальном варианте ГИС - информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных. ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых), включает соответствующий задачам набор функциональных возможностей ГИС, в которых реализуются операции геоинформационных технологий, поддерживается аппаратным, программным, информационным обеспечением.
ГИС хранит два типа информации - графическую и семантическую.
Графические данные - это набор графических слоев системы. Графический слой представляет собой совокупность пространственных объектов, относящихся к одной теме в пределах некоторой территории и в системе координат, общих для набора слоев.
Семантические данные представляют собой описание по объектам графической базы, информация в семантическую базу данных заносится пользователем.
Картографический слой (ГИС-слой) - совокупность пространственных объектов, относящихся к одной теме (классу объектов) в пределах некоторой территории и в системе координат, общих для набора слоев. Послойное или многослойное представление является наиболее распространенным способом организации пространственных данных в послойно-организованных слоях.
По способу хранения графической информации существуют следующие картографические (ГИС-слои) слои: векторные; растровые; слои рельефа; слои с серверов.
Функциональным назначением картографических (ГИС-слоев) слоев является объединение пространственных объектов (точнее набора данных характеризующих их в визуальной базе данных), имеющих какие-либо общие свойства. Такими свойствами могут быть:
принадлежность к одному типу пространственных объектов (слой зданий, слой гидрообъектов, слой административных границ и т.д.);
отображение на карте одним цветом;
представление на карте одинаковыми графическими примитивами (линиями, точками, полигонами) и т.д.
Кроме того, слой может добавлять свойства объектам. Например, объекты принадлежащие слою не могут быть отредактированы, удалены, показаны и т.д.
Многослойная организация при наличии гибкого механизма управления слоями позволяет объединить и отобразить гораздо большее количество информации, чем на обычной карте. В качестве отдельных слоев можно также представить исходные данные, в процессе обработки которых получается карта.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей, за счет формирования картографических слоев (ГИС-слоев) из массива входной информации, позволяющего отображать требуемую информацию, характеризующую данную территорию (адресную привязку)
Эта задача решена тем, что
Система формирования картографических слоев по массиву входной информации, содержащая модуль сбора, хранения картографической информации, связанный с модулем архива картографической информации и с модулем визуализации и классификации картографических данных,
снабжена подсистемой формирования геоданных, содержащей блок формирования картографических объектов, связанный с блоком формирования семантической информации, связанным с блоком формирования картографических слоев, при этом
модуль сбора, хранения картографической информации выполнен в виде подсистемы загрузки входной информации, включающей в себя блок сбора и временного хранения входной информации, связанный с блоком проверки соответствия входной информации и базовой, связанный с блоком вычисления оценок соответствия входной и хранимой информации и связан с подсистемой формирования геоданных,
модуль архива картографической информации включает в себя блок хранения базовой адресной информации, связанный с блоком формирования статистической информации, который связан с блоком хранения статистической информации, блок хранения базовой адресной информации связан с блоком формирования картографических слоев подсистемы формирования геоданных,
модуль визуализации и классификации картографических данных, представляет собой блок визуализации геоданных, связанный с блоком хранения базовой информации и блок визуализации статистических данных, связанный с блоком хранения статистической информации.
Система формирования картографических слоев (ГИС-слоев) по массиву входной информации, имеющей адресную привязку реализована по классической трехуровневой архитектуре распределенных информационных систем: пользовательская часть и серверная часть как база данных на сервере СУБД и сервере приложений.
Пользовательская часть представляет собой ПК пользователей ПЭВМ Pentium IV 2,40 ГГц, ОЗУ 256 Мб, НЖД 40 Гб.
Сервер баз данных Sun Fire V440 с операционной системой Solaris, под управлением СУБД Oracle. Сервер приложений HP ProLiant DL360R07 с операционной системой MS Windows 2008 server.
Уровень базы данных представляет собой совокупность хранимых процедур, написанных на языке PL/SQL. Эти процедуры обеспечивают выборку информации из схемы базы данных по запросу сервера приложений. Сервер приложений реализует основные функции по обработке и представлению информации и геоданных.
Сущность полезной модели пояснена представленной блок-схемой, где:
1 - Подсистема загрузки входной информации. Представляет собой процессор и предустановленные программные средства для отображения информации и осуществления диалога с пользователем.
2 - Блок сбора и временного хранения входной информации. Функционирует на сервере баз данных и обеспечивает хранение необработанных данных, на основании которых формируется картографический слой.
3 - Блок проверки соответствия входной информации и базовой. Функционирует на сервере приложений и обеспечивает реализацию функций сравнения и выявления ошибок и неточностей во входной информации.
4 - Блок вычисления соответствия входной и хранимой информации. Функционирует на сервере приложений и обеспечивает реализацию вычислений эвристических критериев соответствия между адресными данными.
5 - Подсистема формирования геоданных. Функционирует на сервере приложений и обеспечивает формирование картографического слоя.
6 - Блок формирования картографических объектов. Функционирует на сервере приложений и обеспечивает сборку картографических слоев, имеющих привязку к картографическим координатам.
7 - Блок формирования семантической информации. Функционирует на сервере приложений и обеспечивает наполнение картографических слоев описательными данными.
8 - Блок формирования картографических слоев. Функционирует на сервере приложений и обеспечивает итоговую сборку картографического слоя на основе картографических и семантических данных.
9 - Блок хранения базовой адресной информации. Функционирует на сервере баз данных и обеспечивает долгосрочное хранение доступ к картографическим слоям и их атрибутам.
10 - Блок визуализации геоданных. Представляет собой один или более процессор и предустановленные программные средства для отображения информации и осуществления диалога с пользователем.
11 - Блок формирования статистической информации. Функционирует на сервере приложений и обеспечивает сбор статистики по геоданным и реализацию критериев сбора статистики.
12 - Блок хранения статистической информации. Функционирует на сервере баз данных и обеспечивает долгосрочное хранение доступ к статистическим данным.
13 - Блок визуализации статистических данных. Одна или более ЭВМ, включающих в себя процессор и предустановленные программные средства для отображения информации и осуществления диалога с пользователем в области просмотра статистики в табличном и графическом виде.
Работа Системы заключается в формировании картографических слоев (ГИС-слоев) по входному массиву информации, имеющей условную адресную привязку. Входной массив информации о событиях, которые необходимо представить на карте, образованной наложением картографических слоев в блоке визуализации (10) загружается во временную область - блок сбора и временного хранения входной информации (2) для предварительной проверки на аномалии. Проверка в блоке соответствия входной информации и базовой (3) осуществляется на основе ряда численных критериев, определяющих уровень сходства адресной информации входных данных и эталонных, для автоматического определения мест новых объектов на карте (4). Реализация данных проверок в подсистеме (2) за счет автоматизации данных функций и снижения участия пользователя в процессе сравнения данных позволяет автоматически провести привязку неформализованный данных к картографическим объектам. Подготовленные данные, снабженные оценками привязок к картографическим данным, используются для формирования макета картографического слоя, включающего привязку пустых объектов с привязкой к карте в блоке формирования картографических объектов (6). Картографический слой наполняется описательной информацией в блоке формирования картографического слоя (8) и пополняет массив хранимых геоданных в блоке хранения базовой адресной информации (9). В блоке формирования статистической информации (11) осуществляется сбор статистической информации на основе ее метрических характеристик. Статистическая информация по основным показателям и срезам данных блока хранения статистической информации (12) представляется пользователю блоком визуализации статистических данных (13) в формате графиков и сводных таблиц. В результате сформированы ГИС-слои.
Таким образом, показано, что обеспечена функция автоматизированного формирования картографических слоев (ГИС-слоев) по массивам входной информации, позволяющих отображать требуемую информацию, характеризующую данную территорию (адресную привязку).