- Текст книги “Основы применения военной геоинформационной системы «Оператор» в радиотехнических войсках”
- Основные возможности
- Основные характеристики
- Сетевая модель и сетевой анализ. Граф дорог
- Профессиональный редактор карты (свыше 120 режимов)
- Географическая информационная система оператор
- Оформление специальных карт
- Редактор оперативной обстановки
- Ведение и обработка специальных карт для ВВС, ВМФ. Железнодорожные карты для мобилизационных мероприятий
- Создание и экспорт карт
- «Умные знаки» меняют вид при смене значений семантики
- Списки документов, фотографий и карт. Настройка печати и отображения
- ГИС Оператор запущена на платформе Эльбрус
- Навигация
- Атлас карт
- Работа с пространственными данными из интернет источников
- Отображение 3D–моделей местности в ГИС «Оператор»
- Расчеты на плоскости и в пространстве
- Трехмерное моделирование
- Тематическое картографирование
- Моделирование движения специальных объектов на фоне 3D-модели
- Создание баз данных в ГИС «Оператор» для формирования интегрированной электронной карты
- Подготовка к изданию
- Импорт и просмотр
- Назначение системы
- Автор книги
- ДоронинОсновы применения военной геоинформационной системы “Оператор” в радиотехнических войсках
- ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИС «ОПЕРАТОР»
- ОСНОВЫ РАБОТЫ С «ЛИСТАМИ» ЭЛЕКТРОННЫХ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ
- Литература
Текст книги “Основы применения военной геоинформационной системы «Оператор» в радиотехнических войсках”
Основные возможности
Развитые средства редактирования векторных и растровых карт местности и нанесения прикладной графической информации на карту. Поддержка нескольких десятков различных проекций карт и систем координат, включая системы 42 года, ПЗ-90, WGS-84 и другие. Поддержка всего масштабного ряда – от поэтажного плана до космонавигационной карты Земли. Объем одной векторной карты может занимать несколько Тб. Одна растровая или матричная карта может занимать до 1 Тб.
Основные характеристики
- Может быть изготовлена для платформ на процессорах: Intel/AMD, Эльбрус, ARM, PowerPC, SPARC, MIPS и других
- Совместим с различными средствами обеспечения безопасности (средства авторизации, шифрования данных, антивирусы, брандмауэры и другие).
- Пользовательский интерфейс реализован на русском и английском языках.
В состав ГИС входят разнообразные инструменты, для обработки пространственной информации о местности.
- Гибкая система классификации пространственных данных, умные условные знаки;
- Поддержка международных стандартов OGС, ISO 19100, IHO, ICAO и других по обмену и отображению пространственных данных;
- Поддержка базы данных параметров национальных систем координат по коду EPSG;
- Поддержка распространенных форматов обмена пространственными данными;
- Совмещение данных из баз данных и данных из открытых источников по протоколам web-браузера;
- Профессиональный редактор цифровых топографических, морских, аэронавигационных и других карт и планов городов;
- Коллективная удаленная работа с данными, контроль доступа и защита данных на основе облачных технологий;
- Подготовка цифровых карт к изданию;
- Поддержка международных стандартов отображения и хранения морских (IHO) и аэронавигационных (ICAO) данных.
Сетевая модель и сетевой анализ. Граф дорог
Задачами сетевого анализа являются поиск минимального маршрута между узлами с учетом значений семантических характеристик ребер сети и нахождение объектов в пределах заданного расстояния от указанного узла (графа удаленности). Сетевая модель данных (граф дорог) представлена в виде пользовательской карты, содержащей объекты: узел и ребро сети с семантическими характеристиками, в которых хранится информация о связности сети и атрибуты для решения задач сетевого анализа.
Профессиональный редактор карты (свыше 120 режимов)
Географическая информационная система оператор
ГИС «Оператор» для силовых структур
ГИС «Оператор» содержит средства редактирования оперативной обстановки, разнообразные классификаторы и библиотеки условных знаков оперативной обстановки.ГИС «Оператор» имеет сертификат соответствия в системе сертификации средств защиты информации Минобороны России по требованиям безопасности информации и соответствует требованиям безопасности информации по 2 уровню контроля отсутствия недекларированных возможностей
Продукт реализован на языках: русский, английский, французский, испанский, казахский, украинский, китайский, вьетнамский.
Геоинформационная система «Оператор» принята на снабжение ВС РФ приказом министра обороны РФ № 598 от 15 августа 2013 г.
Оформление специальных карт
Ведение карт оперативной обстановки, использование средств мультипликации для отражения динамики изменения обстановки.
Редактор оперативной обстановки
Нанесение и редактирование оперативной обстановки, оформление дежурных карт.
Ведение и обработка специальных карт для ВВС, ВМФ. Железнодорожные карты для мобилизационных мероприятий
Создание и экспорт карт
Создание новых карт с автоматическим заполнением параметров проекции по коду EPSG или из списка параметров в формате XML.
Экспорт карт в форматы SXF, MIFMID, SHPDBF (Shape), OGC GML (XML), S57, Arinc-424.
«Умные знаки» меняют вид при смене значений семантики
Списки документов, фотографий и карт. Настройка печати и отображения
ГИС Оператор запущена на платформе Эльбрус
Компании ЗАО «МЦСТ» и КБ «Панорама» провели испытания разрабатываемого целью которых, являлась проверка функционирования отечественной ГИС Оператор на программно-аппаратной платформе «Эльбрус».
Данная ГИС принята на снабжение ВС РФ приказом министра обороны РФ № 598 от 15 августа 2013г., что делает ее стратегически важным ресурсом. Предназначена она для управления картами местности, снимками и матрицами на основе атласа карт, создания карт оперативной обстановки, отображения 3D моделей местности и оперативной обстановки.
ГИС Оператор — это система для создания единого информационного пространства, основанного на едином формате представления картографической основы (SXF), которая используется в следующих ведомствах:
- Министерство обороны РФ
- Федеральная служба безопасности РФ
- Федеральная служба РФ по контролю за оборотом наркотиков
- Служба Крови
- Министерство природных ресурсов и экологии РФ
- Министерство внутренних дел РФ
- Министерство РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
- Министерство иностранных дел РФ.
В качестве аппаратно-программной платформы для испытаний использовался опытный образец четырёхпроцессорного вычислительного комплекса «Эльбрус». Данный комплекс базируется на микропроцессорах Эльбрус-4С, и видеокарте AMD Radeon с поддержкой аппаратного ускорения 3D-графики. В качестве операционной системы использовалась ОС «Эльбрус».
Т.к. ранее ГИС Оператор был разработан для платформ Windows и Linux (МСВС), при его переводе потребовалась перекомпиляция программы под указанную выше ОС.
Проведенные испытания продемонстрировали полноценные функциональные возможности ГИС Оператор при работе на платформе Эльбрус, а также высокую скорость работы системы, достаточную для комфортной работы персонала.
На мой взгляд данные испытания свидетельствуют о том, что ВС РФ решили всерьез заняться переводом стратегически важных систем на отечественные разработки.
Универсальная геоинформационная система, имеющая средства создания и редактирования цифровых карт и планов городов, обработки данных ДЗЗ, выполнения различных измерений и расчетов, оверлейных операций, построения 3D моделей, обработки растровых данных, средства подготовки графических документов в цифровом и печатном виде, а также инструментальные средства для работы с базами данных.
Сертифицированная версия поставляется по отдельному запросу
Навигация
Отображение собственного местоположения на фоне карты. Пересчет координат, полученных в системах ГЛОНАСС (ПЗ-90) и НАВСТАР (WGS-84) в систему координат 42 года. Отображение трехмерных координат, скорости и азимута движения, пройденного расстояния, азимута на заданную точку и других параметров. Отображение пройденного пути и выбор маршрутов для дальнейшего движения.
Атлас карт
Набор перекрывающихся карт на один и тот же район, но с разным масштабом и уровнем детализации. Автоматическая загрузка и отображение карты оптимальной детализации при изменении масштаба отображения. При помощи дополнительного модуля — «МЕНЕДЖЕР КАРТ» доступна удобная систематизация метаданных о картографических ресурсах в вашей локальной сети. Подробнее здесь.
Работа с пространственными данными из интернет источников
Поддержка международных стандартов и протоколов обмена данными OGC WMS, OGC WMTS и TMS позволяет получать любую пространственную информацию с сервисов расположенных в среде Интернет. Просмотр снимков Google и DigitalGlobe совместно с другими пространственными данными позволяет получить более наглядную информацию на необходимую территорию. В качестве подложки к любым пространственным данным могут выступать сервисы GOOGLE, YANDEX, OPENSTREETMAP, КОСМОСНИМКИ, YAHOO!, VIRTUALEARTH.
Отображение 3D–моделей местности в ГИС «Оператор»
Трехмерная модель местности представляет собой поверхность, построенную с учетом рельефа местности, на которую может быть наложено изображение векторной, растровой или матричной карты, и расположенные на ней трехмерные объекты, соответствующие объектам двухмерной карты. Она является полноценной трехмерной картой, которая позволяет выбирать объекты на модели с целью запроса информации об объекте, редактировать их внешний вид и характеристики. На трехмерной модели можно увидеть как наземные, так и подземные объекты.
«ГИС «Оператор» предоставляет библиотеку 3D-моделей знаков оперативно-тактической обстановки, которая может применяться при планировании операций в комплексе с трехмерной моделью местности. Данная библиотека позволяет наглядно отображать не только основные типы техники, стоящей на вооружении подразделения, но и непосредственно ее моделей или модификаций, что дает возможность более эффективного планирования их применения.»
Трехмерные модели местности могут быть созданы с помощью Профессиональной ГИС «Панорама».
Расчеты на плоскости и в пространстве
Расчеты на плоскости и в пространстве с учетом искажений проекций, кривизны Земли, трехмерных координат, матриц высот и качественных характеристик. Выполнение оверлейных операций над множеством объектов. Контроль топологической корректности данных. Поиск и отбор объектов по значениям атрибутивных характеристик, размерам, пространственному положению относительно других объектов.
Пересчет координат и высот из одной системы координат в другую. Для пересчета ортометрической высоты относительно геоида (MSL – средний уровень мирового океана) к геодезической высоте относительно поверхности эллипсоида WGS 84 и обратно применяются матрицы формата MTW, содержащие модель геоида EGM2008. Значение ортометрической высоты не зависит от системы координат, параметров проекции и других свойств картографического изображения. Значение геодезической высоты зависит от параметров эллипсоида, относительно которого она измеряется (WGS 84, ПЗ-90.11, Красовского 1940 года и так далее). Для перехода от ортометрической высоты к геодезической высоте ПЗ-90.11 выполняется пересчет к геодезической высоте WGS 84 по модели EGM2008, а затем пересчет с учетом параметров ГОСТ 32457-2017 к ПЗ-90.11. Гравитационная модель Земли (EGM2008) – это геопотенциальная модель, состоящая из коэффициентов сферических гармоник, опубликованных Управлением геоматики Национального агентства геопространственной разведки (NGA). NGA предоставляет модель в двух форматах: в растровом (матричном) изображении, хранящем высоту геоида относительно поверхности эллипсоида WGS 84 по каждой координате при заданном разрешении, или в формате, предоставляющем числовые параметры – коэффициенты – определяющие модель.
Трехмерное моделирование
Трехмерная модель местности в ГИС Панорама x64 представляет собой поверхность, построенную с учетом рельефа местности, на которую может быть наложено изображение векторной, растровой или матричной карты, и расположенные на ней трехмерные объекты, соответствующие объектам двухмерной карты. Она является полноценной трехмерной картой, которая позволяет выбирать объекты на модели с целью запроса информации об объекте, редактировать их внешний вид и характеристики. На трехмерной модели можно увидеть как наземные, так и подземные объекты.
Тематическое картографирование
Создание диаграмм на карте по значениям семантических характеристик или значениям выбранных полей таблиц баз данных. При создании картограмм существует возможность пропорционального и непропорционального распределения диапазонов значений атрибутивных характеристик.
Моделирование движения специальных объектов на фоне 3D-модели
Комплекс расчета траекторий движения объектов по реальным условиям местности для подготовки полетных заданий
Создание баз данных в ГИС «Оператор» для формирования интегрированной электронной карты
Василий Иванов К.в.н., полковник, Военная академия связи «имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого» МО РФ, доцент кафедры боевого применения войск связи. Игорь Титов Майор, слушатель командного факультета, Военная академия связи «имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого» МО РФ. Дмитрий Морозов Курсант факультета радиосвязи, Военная академия связи «имени Маршала Советского Союза С.М. Будённого» МО РФ.
В статье рассматриваются вопросы назначения, структуры и порядка формирования элементов базы данных в интересах создания интерактивной электронной карты с использованием геоинформационной системы военного назначения ГИС «Оператор». Разработанная база данных в ГИС является единой информационной системой хранения и представления данных, получаемых от различных источников и разного формата (текстового, графического, медийного и др.).
Рис. 1. Основные функции ГИС «Оператор»
ГИС позволяют создавать такие цифровые модели, которые отображают информацию, точно соответствующую потребностям пользователя. Кроме того, ГИС дают новые возможности трехмерного отображения картографической информации, недоступные для бумажных карт. Трехмерное представление цифровых моделей из конкретной точки или облет местности с нанесенной оперативной обстановкой обеспечивает получение более полной картины командиру любого звена, чем просто бумажная карта с нанесенными на нее объектами.
Пример таблицы базы данных отображаемой информации
Сама по себе электронная карта будет выполнять свои функции только тогда, когда она будет обеспечена соответствующим инструментарием. Без средств просмотра, расстановки условных знаков, анализа, печати — средств построения цифровых моделей, она малопригодна для использования.
Работа должностных лиц (ДЛ) по принятию решения и планированию связана с получением большого объема информации от взаимодействующих и подчиненных, отделов и служб.
Использование ГИС ВН в работе ДЛ органов управления войск является новой ступенью по обеспечению управления войсками и оружием, что, в свою очередь, определяет необходимость поиска новых решений по их применению для выполнения новых задач ходе принятия решения и планирования, в том числе и связи.
Каждое решение командира любого уровня связано с комплексной оценкой различных данных, которые можно представить с помощью ИЭК.
Электронные карты с оперативной обстановкой являются одним из основных инструментов работы командиров различных уровней управления.
Последние обновления ГИС позволяют наряду с расчетными задачами решать информационные задачи на основе интеграции в ГИС ВН различной текстовой, графической и специальной информации, тем самым превращая электронную карту в мощнейший информационносправочный инструмент с широкой интеграцией информации в ее объекты. Таким образом, пользователь (должностное лицо) создает с использованием ГИС интегрированную электронную карту боевой обстановки (обстановки по связи) или другой необходимой тематики.
Рис. 2. Пример совмещения всех данных на одной электронной карте
В ней ДЛ одновременно с расчетами решаются вопросы оптимизации информации, ее наглядности, точности, обеспечение привязки по времени, местности. Интегрированная рабочая карта позволяет работать с графическими и текстовыми материалами непосредственно в ГИС.
Работу ИЭК можно обеспечить в совокупности с автоматизированными системами управления. Область применения данных карт: повседневная деятельность войск, подготовка к боевым действиям, учениям, обеспечение дежурства на пунктах управления и т.д.
Первым шагом для создания базы данных в ГИС необходимо определить, какую информацию мы хотим видеть при выборе объекта на карте, то есть составить приблизительную таблицу базы данных отображаемой информации (пример представлен в таблице).
Рис. 3. Создание базы данных
После этого откроется окно администратора базы данных, где в окне создания проекта необходимо указать название таблицы и место для хранения файла (рис. 4).
Рис. 4. Окно администратора базы данных
Рис. 5. Окно редактора таблиц
В дальнейшем необходимо в открывшемся окне Создание таблицы выбрать тип таблицы — по умолчанию стоит тип Paradox 7. В целом для создания таблицы этого типа будет достаточно, поэтому оставляем данный тип таблицы и нажимаем «OK» (рис. 6).
Рис. 6. Окно выбора типа таблиц
После этого откроется непосредственно окно создания таблицы с выбранным типом таблицы, с помощью кнопок Добавить можно добавить строку, указав наименование строки, тип строки, размер и ключ, если это необходимо. Для выбора типа строки необходимо нажать правую кнопку мыши или «Пробел» и из появившегося списка выбрать необходимый тип (рис. 7).
Рис. 7. Выбор типа строки
Примечание. Для некоторых типов строк выбрать размер невозможно. К таким типам относятся: S — короткое целое, N — числовое, $ — деньги и др. Об этом также будет показана подсказка снизу (рис. 8). Задание поля Ключ предполагает ключевые поля, которые должны отображаться первыми в списке полей.
Доводим таблицу до необходимого вида и сохраняем ее нажатием на кнопку Сохранить как, где указываем имя таблицы, место для хранения данной таблицы, и нажимаем «ОК» (рис. 9).
Рис. 8. Подсказка при выборе параметра таблицы
Рис. 9. Сохранение таблицы данных
После указания имени и выбора места хранения таблицы на компьютере необходимо также указать имя таблицы в проекте, где автоматически будет присвоено такое же имя (рис. 10).
По нажатию кнопки Добавить таблица будет добавлена в проект создаваемой базы данных. Окно редактора таблиц, которое отобразится после добавления таблицы, допускается закрыть, так как на данном этапе оно уже не потребуется, и в окне проекта, на вкладке Источники данных, развернув ветку Локальные таблицы, можно увидеть созданную таблицу. Двойным нажатием мыши по названию данной таблицы откроется заполняемая форма таблицы (рис. 11).
Рис. 10. Окно параметров таблицы
Рис. 11. Окно заполняемой формы таблицы
Рис. 12. Установка связи объекта с записью в таблице
Заполняем открывшуюся таблицу необходимой информацией, то есть вносим некоторые сведения об объекте, и производим связь с нужным объектом по кнопке Связать объект и запись (рис. 12).
Данное действие необходимо, чтобы запись из таблицы отображалась только при выборе нужного объекта.
Для более удобного восприятия информации об объекте возможно создать форму, в которой информация об объекте будет отображаться в ином виде. Для этого в окне проекта выбираем вкладку Формы пользователя и нажимаем кнопку Создать (рис. 13).
Рис. 13. Создание формы пользователя
После этого откроется окно для создания формы, то есть пустой шаблон и панель инструментов Конструктор форм, в которой на вкладке Доступ к данным BDE выбираем значок таблицы и указываем ее на форме. Задаем имя таблицы, выбираем в списке таблиц проекта уже созданную таблицу и нажимаем Выполнить (рис. 14).
Рис. 14. Привязка таблицы к форме
Заполняем другие поля в Инспекторе объектов, как показано на рис. 15.
Рис. 15. Инспектор объектов
Добавляем в нашу форму объект изображения на вкладке Управление данными по кнопке Изображение
Рис. 16. Добавление изображения на форму
Доводим форму до ума для указания на форме других элементов отображения или управления информации, используя такие кнопки, как:
На рис. 17 показано, как выглядит часть элементов на форме.
Рис. 17. Элементы взаимодействия таблицы с формой
Рис. 18. Готовая форма отображаемой информацией
Доведем форму до нужного нам вида, как, к примеру, показано на рис. 18, и закроем ее. При закрытии формы также необходимо сохранить ее с помощью кнопки Сохранить как (рис. 19).
Рис. 19. Окно сохранения формы
После сохранения форма будет отображаться в списке форм пользователя (рис. 20).
Рис. 20. Окно проекта форм пользователя
Чтобы созданная форма отображалась при выборе объекта на карте, необходимо установить связь с картой с помощью соответствующей кнопки, которую также можно видеть на рис. 20.
После нажатия кнопки Связь с картой отобразится окно параметров связи форм пользователя и объектов карты. В поле Имя формы выбираем созданную форму, в строке Тип связи указываем Объект либо Слой (в нашем случае Объект), в поле Локализация — Любой, как показано на рис. 21.
Рис. 21. Параметры связи форм пользователя и объектов карты
Также указываем в поле Значение ключа необходимый объект, с которым хотим установить связь. Откроется окно параметров связи карты и таблицы данных, где выбираем соответствующий каталог, то есть созданную таблицу данных, и указываем параметры (рис. 22).
Рис. 22. Параметры связи карты и таблицы данных
После этого нажимаем кнопку Установить; в результате отобразится окно выбора объекта карты, в которой необходимо указать название карты, слой, локализацию и название самого объекта, — данные действия отражены на рис. 23.
Рис. 23. Выбор объекта карты для связи
После проделанных действий необходимо в окне Параметры связи форм пользователя и объектов карты нажать кнопку Установить, чтобы сохранить значение ключа. Финальным действием выбираем объект с привязкой к базе данных и получаем информацию об объекте в созданной форме, где объект также подсвечивается цветовой обводкой (рис. 24).
При первом запуске ГИС для выбора объекта, по которой необходимо отобразить информацию, программа попросить выбрать таблицу в окне администратора проекта (рис. 25).
Рис. 24. Запрос данных из базы для объекта
Рис. 25. Итоговое отображение формы с привязкой к объекту
Вариантов интеграции разнородных данных существует огромное количество, поэтому необходимо соблюдать принцип минимума объектов и документов на карте — любую информацию возможно развернуть посредством скрытых ссылок на документы с тактикотехническими характеристиками или справок по событиям в свойствах объектов. Основываясь на данном методе, возможно в сжатые сроки подгрузить информационные блоки на топографическую карту оперативной обстановки.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что использование интерактивных электронных карт с помощью ГИС ВН в интересах Вооруженных Сил обеспечивает возможность ускорения разработки карт оперативной обстановки, экономии сил и средств, а также своевременность изменения карты ввиду быстрой смены местоположения подразделений во время учений и боевых действий.
В результате повышается оперативность принятия решений, базирующихся на обработке больших массивов данных и их минимального представления в ходе принятия решения.
Подготовка к изданию
Комплекс подготовки карт к изданию предназначен для улучшения наглядности печатной карты с учетом требований по оформлению карт, подготовки схем, атласов и формирования расчлененных изображений карты для офсетной печати.
Импорт и просмотр
- векторных карт из форматов (SXF, TXF, OGC GML (XML), KML (Google), Arinc 424 и др.);
- морские навигационные карты в форматах S57 с поддержкой классификатора и библиотеки условных знаков по стандарту S52 Международной гидрографической организации;
- растровых данных в форматах TIFF, GeoTIFF, JPEG, BMP, PNG, BIR, GPKG;
- матриц высот, матриц качеств, геологических матриц слоев, TIN-моделей, данных лазерного сканирования (облако точек в формате MTD);
- 3D-моделей объектов в форматах collada, DAE, OBJ.
Назначение системы
- Управление картами местности, снимками и матрицами на основе атласа карт.
- Создание карт оперативной обстановки и обмен данными с другими системами.
- Отображение 3D моделей местности и оперативной обстановки.
- Выполнение расчетов длин, площадей, азимутов, объемов по карте, построение маршрутов по дорожной сети.
- Построение профилей, зон видимости, зон затопления, буферных зон, выполнение оверлейных операций над группами объектов.
- Подключение к карте баз данных для совместной работы.
- Построение тематических карт, графиков, диаграмм, отчетных документов, врезок карт, нанесение на карту таблиц и текстовых документов.
- Динамическое подключение к карте Интернет-ресурсов.
ГИС Оператор запрашивает карты, матрицы, снимки и документы на ГИС Сервере
Система ориентирована на использование в следующих ведомствах для создания единого информационного пространства, основанного на едином формате представления картографической основы (SXF), создаваемой в Роскартографии и ТС ВС РФ, единой системе классификации и кодирования картографической информации и сертифицированном программном обеспечении:
- Министерство обороны Российской Федерации
- Федеральная служба безопасности Российской Федерации
- Федеральная служба Российской Федерации по контролю за оборотом наркотиков
- Служба Крови
- Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации
- Министерство внутренних дел Российской Федерации
- Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
- Министерство иностранных дел Российской Федерации
Поддерживаются современные протоколы стандарта OGS Web Map Service Interface (WMS) и OGS Web Feature Service Implementation Specification (WFS), а также протоколы подключения к ресурсам DigitalGlobe и Google. Обеспечивается многопользовательская работа с картами и базами данных с контролем доступа.
Автор книги
сообщить о нарушении
ДоронинОсновы применения военной геоинформационной системы “Оператор” в радиотехнических войсках
В настоящее время автоматизация различных процессов в современной жизни обретает широкий характер. Разработка и усовершенствование автоматизированных систем намного упрощает выполнение различных задач в различных сферах. Процесс автоматизации не обходит стороной и вооруженные силы. В войсках обширно внедряются информационные системы и технологии для решения различных задач. Не остается в стороне и военная топография, новые разработки в области геоинформационных систем позволяют оперативно решать различные задачи при планировании и ведении боевых действий войск.
При работе с бумажными версиями карт затрачивается большое количество времени при выполнении различных операций. Склейка карт, измерение расстояний между объектами, построение профилей местности, анализ рельефа местности, нанесение обстановки и различной информации – все это требует большого количества времени. Однако, время планирования боевого планирования ограничено, и возникает необходимость оперативной подготовки графических боевых документов с соблюдением временных рамок и требований руководящих документов. Бумажные версии карт требуют непрерывного учета лицами, ответственными за топогеодезическое обеспечение в части. При разработке документов «от руки» есть определенные плюсы – отсутствие необходимости оборудования для разработки карт (электронно-вычислительные машины, крупногабаритные печатающие устройства), возможность наносить любые знаки от руки. Необходимо помнить и о том, что от ошибок человека не застрахован никто, и из-за одной ошибки, может появиться необходимость перерисовывать карту.
Рассмотрим применение электронных карт. Хранение карт осуществляется в отдельных файлах, соответствующих номенклатуре карт. При этом с файлами карт осуществляется хранение файла классификатора, определенного масштаба и определенным набором условных обозначений. Совокупность файлов карт и классификатора позволяет оперативно склеить необходимые части карт. При необходимости, можно подготовить отдельные листы карт к печати, для дальнейшей работы с ними вручную. В электронном варианте появляются новые возможности работы с топографическими картами. Построение матрицы высот, построение профиля местности, нанесение или изменение обстановки, выполнение различных специализированных расчетов и т.д.
Отдельного внимания заслуживают некоторые функции геоинформационных систем, такие как расчет радиолокационных полей РЛС, выбор оптимальной позиции РЛС, построение сетки ПВО, расчет зон радиационного или химического заражения при авариях на объектах или зон затопления при аварии на гидросооружении. При выполнении вышеуказанных расчетов, учитывается рельеф местности, что позволяет объективно оценивать обстановку, и по результатам расчетов нанести информацию на карту. Не требуется анализ местности и снятие углов закрытия с помощью топографических приборов (теодолит), что существенно экономит время при расчете зон обнаружения РЛС.
Обзор учебников и пособий показывает, что на данный момент отсутствуют специальные учебники для специалистов РТВ, в области геоинформационных систем военного назначения, что вызывает необходимость самостоятельного изучения офицерами материалов, при прохождении службы. Затрачивается время на изучение интерфейса, функций и особенностей применения ГИС. В связи с этим данное пособие актуально, особенно при обучении курсантов в военных учебных центрах. Умение работать с графическими документами – умение творческое.
А творческая активность является одним из военно-профессиональных качеств офицера. Таким образом, данное качество формируется еще в учебном заведении, а не во время прохождения службы, что способствует повышению качества подготовки военных специалистов.
В данном учебно-методическом пособии будут рассмотрены базовые функции геоинформационной системы военного назначения «Оператор» с учетом специфики планирования боевого применения радиотехнических войск. Пособие составлено на базе эксплуатационной документации и опыта применения ГИС в войсках, что позволяет обеспечить углубленное изучение материала. Изучение данного пособия рекомендуется одновременно с изучением дисциплины «Военная топография». Пособие может быть использовано курсантами других военно-учетных специальностей, высших учебных заведений, а также при подготовке специалистов других ведомств. Контрольные вопросы, помеченные * необязательны для ответа, и предназначены для самостоятельного изучения, путем ознакомления с документацией и справочной системой ГИС.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИС «ОПЕРАТОР»
ГИС Оператор разработана ЗАО Конструкторское бюро «Панорама» на основе ГИС «Карта 2011» для использования в ВС России и других силовых структурах РФ, включает ее основные инструментальные средства, необходимые и достаточные для автоматизации решения различного рода задач, связанных с использованием электронных карт местности.
Основные направления использования ГИС Оператор:
топогеодезическое обеспечение войск, автоматизация учета и хранения данных, расчет запасов карт;
ведение дежурных и оперативных карт и схем, автоматизация формирования графических документов;
инструментальное и информационное обеспечение учений и командно-штабных тренировок;
автоматизация процессов управления войсками, обеспечение развития концепции сетецентрических войн;
объемное моделирование местности и оперативной обстановки, создание виртуальных макетов местности;
информационное обеспечение боевого применения высокоточного оружия;
оперативный поиск и обеспечение дежурной смены и подразделений, непосредственно участвующих в ликвидации ЧС, картографическими материалами на территорию ЧС;
статистический анализ и прогнозирование возникновения ЧС;
прогнозирование развития ЧС;
информационное обеспечение принятия оперативных решений при возникновении ЧС и в ходе ликвидации последствий ЧС;
профилактика возникновения техногенных ЧС (паспортизация потенциально опасных объектов, навигационное и диспетчерское сопровождение перемещения потенциально опасных грузов);
ведение Банка данных цифровой картографической основы;
обработка, визуальный анализ тематических справочных данных, формирование наглядных графических документов с использованием цифровой картографической основы, автоматизированная обработка и отображение данных, результатов расчетов и прогнозов;
анализ картографической информации, прогнозирование ареалов произрастания наркосодержащих растений, информационное обеспечение принятия оперативных решений;
бортовая навигация и диспетчерское сопровождение транспортных средств.
ГИС Оператор содержит средства редактирования оперативной обстановки, разнообразные классификаторы и библиотеки условных знаков оперативной обстановки, принятые в РФ и НАТО. Для создания электронных карт обстановки о чрезвычайных ситуациях поддерживается классификатор, созданный в соответствии с требованиями ГОСТ Р 22.0.10-96 (1).
ГИС «Оператор» 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 (2).
Новые версии ГИС «Оператор» выпускаются и для операционной системы «Astra Linux», что позволяет решать проблемы совместимости при переходе на отечественное программное обеспечение.
Установка ГИС «Оператор»
ГИС «Оператор» поставляется в войска по государственным контрактам в коробочном исполнении с компакт-диском и описью содержимого. CD-диск типовой поставки для Министерства Обороны содержит:
Установочный файл setup.exe
Ведомость эксплуатационных документов
Руководство системного программиста
Установка ГИС «Оператор» из состава типовой поставки не требует специальных настроек. В других случаях ГИС может поставляться с электронным ключом Guardant или кодом активации. Типовая поставка поставляется без ключей, что не требует настройки лицензии. Для установки ГИС необходимо вставить диск, запустить файл с правами администратора setup.exe и следовать указаниям мастера установки. Установки дополнительных программ и библиотек для работы ГИС не требуется. Процесс установки ГИС на ПЭВМ изображен на рисунках 1.1-1.6.
Рисунок 1.1 – Начальное окно мастера
Рисунок 1.2 – Лицензионное соглашение
Рисунок 1.3 – Выбор пути для установки
Рисунок 1.4 – Настройка ярлыков
Рисунок 1.5 – Процесс установки
Рисунок 1.6 – Завершение установки
Интерфейс ГИС «Оператор»
Рисунок 1.7 – Основное окно ГИС «Оператор»
Пункт меню Файл содержит следующие команды, обеспечивающие доступ к цифровым данным в различных форматах представления.
Служит для создания карты, плана, пользовательской карты, района работ, классификатора карты, матрицы, матрицы качеств, матрицы слоев, растра качеств, TIN-модели, MTD-модели.
Открывает существующий файл векторных, растровых или матричных данных.
(Server of maps)
Регистрирует пользователя, устанавливает соединение, открывает векторные карты, растры или матрицы в отдельном окне или добавляет к ранее открытым данным.
Открывает пространственные данные с геопорталов, с использованием интерфейсов WMS, WMTS, TMS.
Предназначен для организации автоматического перехода между перекрывающимися картами разного масштаба.
Менеджер карт (Manager of maps)
Предназначен для хранения и использования большого количества информации о картографических данных в локальной сети.
Закрывает электронную карту, растр, матрицу, пользовательскую карту, матрицу слоев, матрицу качеств, TIN-модель, MTD-модель.
Добавляет к активной векторной карте растр, матрицу, матрицу слоев, пользовательскую карту, матрицу качеств, TIN-модель, MTD-модель, проект карты.
Добавить из директории
(Add from a directoty)
Добавляет к активной векторной карте все однотипные данные, находящиеся в указанной директорию.
Добавляет и обновляет данные в активной карте.
Загружает файлы SXF (SXF, TXF, DIR), файлы Google Earth (KML), файлы AutoCad (DXF), файлы ArcView (SHP), файлы MapInfo (MIF), файлы S57 (030, 000), Граф дорог (GDF), файлы MicroStation (DGN), файлы OGS GML (XML), файлы XYH (TXT), файлы Excel с координатами (xls), файлы XYH (DBF), таблицы DBF с адресами.
Загружает файлы GPX (GPS Exchange Format), файлы GPS/NMEA/Magellan Explorist (UPT,RTE,LOG), файлы GPS/NMEA (TXT), файлы GPS/OziExplorer (WPT,RTE,PLT,EVT), файлы GPS/Польский формат (MP).
Загружает растры с геопортала OGC WMS, растры с сервера Digital Globe, растры с сервера Google, файлы GML (XML) с сервера OGC WFS.
Ручное сохранение текущего состояния карты на диск (обычно выполняется автоматически в соответствии с установленным периодом обновления).
Сохраняет электронную карту в указанном формате (BMP, SXF, TXF, ЕMF) .
Выводит на внешнее устройство печати или в файл печати (PRN, PS).
Завершает работу программы.
Сервисные модули реализованы в виде динамических библиотек (DLL). ГИС Оператор содержит следующие сервисные модули (меню Задачи):
Расчеты по карте
Сортировка и сжатие данных
Рисунок 1.8 – Общий вид меню Задачи
Дополнительные сервисные модули запускаются через меню: Задачи – Запуск приложений. В состав дополнительных модулей входят модули формирования тематических карт и диаграмм, обработки матриц высот и обработки классификатора. Дополнительные сервисные модули, входящие в состав ГИС «Оператор» изображены на рисунке 1.9. Такая структура программного обеспечения позволяет пользователям разрабатывать собственные задачи путем замены управляющей оболочки графической среды на программу пользователя и вызова соответствующих функций из динамических библиотек через интерфейс прикладного программирования MAPAPI (1).
Рисунок 1.9 – Типовой состав дополнительных сервисных модулей
Контрольные вопросы
1) Для чего предназначена геоинформационная система «Оператор»?
2) Какие способы лицензирования предусмотрены для ГИС?
3) Что включает в себя CD-диск ГИС «Оператор» поставляемый в войска?
4) Какие существуют способы запуска ГИС?
5) Какие виды векторных данных поддерживаются при импорте в ГИС?
6) Какие дополнительные задачи реализованы в ГИС в интересах радиотехнических войск?
7) Какие дополнительные задачи входят в разделы «Топографические задачи», «Инженерные задачи», «Комплекс задач поддержки БЛА»?*
ОСНОВЫ РАБОТЫ С «ЛИСТАМИ» ЭЛЕКТРОННЫХ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ
В качестве основного обменного формата цифровой информации о местности в ВС и ряде федеральных служб РФ утвержден формат с кодовым обозначением «SXF». Как правило, каждый файл в формате SXF изготовлен на основе картометрической геоинформационной технологии, содержит цифровую картографическую информацию в линейной форме представления и соответствует по содержанию и точности одному листу топографической карты и в соответствии с ГОСТ 28441-99 (“Картография цифровая. Термины и определения”) является топографической цифровой картой (ТЦК) (3).
Цифровые топографические карты поставляются отдельными листами в соответствии с номенклатурой карт топографической службой. На рисунке 2.1 отображен список карт номенклатуры K37 масштаба 1 : 100 000.
Рисунок 2.1 – Пример поставки карт номенклатуры K37
В нашем случае предоставлены карты нескольких номенклатур с классификатором (файл расширения .rsc). Список изображен на рисунке 2.2. В зависимости от файла классификатора зависит внешнее отображение карты и наличие различных условных обозначений. Файл называется 100t03g.rsc. Исходя из названия классификатор предназначен для карт масштаба
1 : 100 000, 2003 года выпуска. В комплекте с ГИС (в папке с программой) поставляются аналогичные классификаторы 2005 года выпуска (рисунок 2.3).
Рисунок 2.2 – Пример поставки карт нескольких номенклатур с классификатором (100t03g.rsc)
Рисунок 2.3 – Классификаторы карт, поставляемые с ГИС
Импорт отдельных листов карты
Откроем один из листов карты, сначала с классификатором 2003 года, а затем 2005 года. Для открытия карты необходимо в меню «Файл» выполнить команду «Открыть» (или нажать F3). Выбрать файл карты (в нашем примере K37007.sxf).
Рисунок 2.4 – Выбор файла для открытия
После выбора карты, выбрать классификатор карты. От правильности выбора классификатора зависит качество отображаемой карты.
Рисунок 2.5 – Окно выбора классификатора
После выбора классификатора, отобразится информация о карте: наименование района, данные об открываемой и сохраняемой карте, выбор формата карты, номенклатура карты, тип, масштаб и количество листов.
Рисунок 2.6 – Окно импорта карты
Для открытия нажать кнопку «Выполнить» и после завершения процесса нажать кнопку «Выход». После нажатия кнопки «Выход» отобразится лист карты.
Рисунок 2.7 – Лист карты при использовании классификатора 2003 года
Рассмотрим аналогичный лист карты, но уже с классификатором 2005 года. Лист карты открытый с данного классификатора отображен на рисунке 2.8. При этом наблюдаются отличия в качестве отображения листа, таким образом, файл классификатора при импорте карты является ключевым. Файл классификатора 2005 года находится в папке с ГИС.
Рисунок 2.8 – Лист карты при использовании классификатора 2005 года
Подготовка листа карты к изданию. Добавление пользовательских карт
При необходимости подготовки картографического материала к печати, для дальнейшей склейки листов, можно подготовить зарамочное оформление листа. Для подготовки оформления нужно выполнить команду «Запуск приложений», в пункте меню «Задачи» (или нажать клавишу F12).
В разделе «Подготовка документов и отчетов» выбрать задачу «Оформление документов для печати». После запуска в левой части окна отобразится панель задачи. Нажмите кнопку «Макеты зарамочного оформления»
Рисунок 2.9 – Окно подготовки макета зарамочного оформления
Масштаб формирования зарамочного оформления ограничен 1 : 200 000. Для начала оформления нажимается кнопка «Новый» и заполняется необходимая информация. Выбирается масштаб карты, в нашем случае 1 : 100 000.
Рисунок 2.10 – Пример заполняемой информации
В разделе «Состав» выбирается информация, которая необходима в зарамочном оформлении.
Рисунок 2.11 – Выбор состава зарамочного оформления
После выбора и ввода настроек, макет сохраняется нажатием кнопки «Сохранить как» и выбирается место сохранения. Файл сохраняется в формате .frm. После сохранения окно настроек закрывается. Для формирования зарамочного оформления необходимо нажать кнопку «Зарамочное оформление».
Рисунок 2.12 – Окно формирования зарамочного оформления
В данном окне в разделе «Оформление» необходимо выбрать классификатор в соответствии с масштабом карты (как правило для карт масштаба
1 : 100 000 соответствует frm100000.rsc). Выбрать сформированный раннее шаблон оформления и нажать кнопку «Выполнить». После формирования оформления отобразится протокол (рисунок 2.13), где будет описан путь сохраненного оформления (как правило оформление сохраняется в папке FRAME, которая создается в папке, в которой изначально располагается карта).
Рисунок 2.13 – Протокол обработки
Для добавления зарамочного оформления или пользовательской карты, нажимается кнопка «Ведение списка открытых в окне данных»
В окне (Рисунок 2.14) нажать кнопку «Добавить» и выбрать файл рамки зарамочного оформления, сохраненный в пути, который был описан в протоколе обработки (файл Frame.sit).
Рисунок 2.14 – Окно списка данных карты
Таким образом, в ГИС реализована работа с картой по принципу слоев. Каждый слой – отдельная карта и содержаться в отдельных файлах (в том числе и матрицы высот). После открытия файла Frame.sit в окне списка данных отобразится новая пользовательская карта, а в окне карты отобразится зарамочное оформление. Отображением каждой карты можно управлять нажатием значка
Рисунок 2.15 – Карта с сформированным зарамочным оформлением
Мы рассмотрели пример подготовки отдельного листа к печати для дальнейшей склейки и применения по назначению.
Печать карты
Подготовка устройства к печати
1) Привести устройство печати в состояние готовности (подключить устройство к электрической сети, к системному блоку и включить устройство).
2) Установить драйвер устройства печати (Пуск Настройка Принтеры Установка принтера).
3) Выполнить предварительную настройку драйвера устройства печати (Пуск Настройка Принтеры Файл Свойства).
Подготовка карты к печати
1) Настроить вид объектов при печати (Выбор объекта Инфо На печать).
2) Установить состав отображения (Вид Состав отображения).
Настройка параметров печати
1) Загрузить диалог печати карты (Файл Печать);
2) Выбрать и настроить устройство печати (Свойства принтера);
3) Калибровать устройство печати;
4) Выбрать область печати;
5) Установить масштаб печати;
6) Установить дополнительные параметры печати.
Калибровка устройства печати
Калибровка производится с целью приближения фактических размеров изображения к теоретическим. Результат (калибровочные коэффициенты) записывается в INI-файл и может быть использован в диалоге печати при включенной опции Печать с учетом калибровки. Калибровка выполняется для каждого устройства печати и только в текущем разрешении.
Калибровать с печатью пробной страницы:
1) Ввести исходные габариты прямоугольника калибровки;
2) Напечатать пробную страницу;
3) Замерить и ввести фактические габариты прямоугольника и длину диагонали (для контроля правильности измерений);
4) Напечатать контрольную страницу;
5) Замерить габариты контрольного прямоугольника;
6) Установить калибровочные коэффициенты.
Калибровать без печати пробной страницы:
2) Ввести калибровочные коэффициенты;
3) Напечатать контрольную страницу;
4) Замерить габариты контрольного прямоугольника;
5) Установить калибровочные коэффициенты.
Рисунок 2.16 – Диалог печати карты
Печать и замер контрольного прямоугольника обязательными не являются. При появлении полей диалога, выделенных красной рамкой, необходимо проверить правильность их заполнения. Фактические размеры не могут отличаться от исходных более чем на 5%. Разница между расчетной и фактической длинами диагонали не может быть больше точности измерений.
Рисунок 2.17 – Диалог калибровки устройства печати
Выбор области печати
В качестве области печати может быть выбран Весь район или участок местности. Для выбора области печати необходимо нажать кнопку Выбрать, затем отметить область на карте выбором двух точек. Диалог откроется повторно (выбор области печати можно производить многократно). Для оценки и изменения области печати Вам необходимо нажать кнопку Изменить. Изменение области производится мышью. Окончание режима – кнопка Пробел, Ввод или двойное нажатие левой кнопки мыши. При нажатии на кнопку Окно область печати устанавливается по размеру области окна карты.
Установка масштаба печати
Масштаб печати зависит от текущего режима размещения изображения на странице:
Разбить постранично – масштаб устанавливается из списка стандартных масштабов;
Растянуть на страницу – масштаб рассчитывается автоматически и изменению не подлежит. Постраничное деление производится в соответствии с размерами страницы, заданной ориентации расположения страницы (книжная, альбомная
Литература
- Геоинформационная система «Карта 2011». Технология построения трехмерной модели. Панорама 19912010. Ногинск. 2010.
- Геоинформационная система «Карта 2011». Технология создания библиотеки трехмерных знаков тактической, оперативнотактической обстановки. Панорама 19912013. Ногинск. 2013.
- Сайт «Программист», http://olocoder.ru.
- Иванов В.Г., Бородин Н.Д. Основы формирования единого геоинформационного пространства специального назначения с использованием Webтехнологий // САПР и графика. № 3. 2016. С. 1820.
- Горбунов А.А., Пономорчук А.Ю., Иванов В.Г. Использование геоинформационных систем при принятии управленческих решений в единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций // Научноаналитический журнал «Вестник СанктПетербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России». 2015. № 2. С. 7176.
- Сайт «КБ Панорама», http://www.gisinfo.ru.
- Сайт «ГИС Техник», http://gistechnik.ru.
- Иванов В.Г., Панихидников С.А., Королев К.В. Анализ современных геоинформационных систем для применения в системах военного назначения. В сборнике: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании // III Международная научнотехническая и научнометодическая конференция: сборник научных статей. 2014. С. 820825.
- Иванов В.Г., Бородин Н.Д. Основы формирования единого геоинформационного пространства специального назначения с использованием Webтехнологий // САПР и графика. 2016. № 3. С. 1820.
- Горбунов А.А., Пономорчук А.Ю., Иванов В.Г. Использование геоинформационных систем при принятии управленческих решений в единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций // Научноаналитический журнал «Вестник СанктПетербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России». 2015. № 2. С. 7176.
- Сайт «КБ Панорама», http://www.gisinfo.ru.
- Сайт «ГИС Техник», http://gistechni
- Иванов В.Г., Панихидников С.А., Королев К.В. Анализ современных геоинформационных систем для применения в системах военного назначения. В сборнике: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании. III Международная научнотехническая и научнометодическая конференция: сборник научных статей. 2014. С. 820825.
- Иванов В.Г., Гаврилин И.В., Насыпов Д.Н. Интегрированная электронная карта как единая информационная система боевой обстановки. САПР и графика. 2017. № 8. С. 6772.
- Сайт «КБ Панорама», http://www.gisinfo.ru.
- Сайт «ГИС Техник», http://gistechnik.ru.