Волков С. Н. - Землеустройство. Том 6 - 2002

ние чертежа, зарамочное оформление, надписи, условные знаки, штампы и др.).

4. Получение производных карт (уклонов местности, экспози­ ций). Для этого используются специальные пакеты, содержащие функцию 3D-преобразования. Вводится рельеф местности, запус­ каются специальные модули (ArcInfoу Microstation и др.), позволя­ ющие получить цифровую модель рельефа (ЦМР); далее запуска­ ется стандартный модуль П П для получения карты уклонов, экс­ позиций, почвенных карт и др.

5. Процесс проектирования и размещения полей и элементов проекта на компьютере происходит так же, как и вручную, только осуществляется на полученной векторной карте при помощи вы­ шеперечисленных программных продуктов.

6. Выполнение автоматизированных расчетов по профилю ре­ шаемой задачи. Те из них, которые нужны в процессе проектиро­ вания, осуществляются с помощью стандартных функций исполь­ зуемой программы (например, вычисление площадей, расстоя­ ний, периметров, панорамирование, изменение угла зрения, 3D- преобразование). Расчеты, необходимые для обоснования проектных землеустроительных решений, выполняются путем вы­ зова соответствующих внешних программ.

7Запись результатов расчетов и графического проектирования

вфайлы и их вывод на внешние устройства (принтер, плоттер).

3 . В Ы Ч И С Л Е Н И Е П Л О Щ А Д Е Й К О Н Т У Р Н Ы Х И Л И Н Е Й Н Ы Х О Б Ъ Е К Т О В

Одна из наиболее распространенных задач, которая будет ре­ шаться с помощью автоматизированной системы проектирова­ ния, — вычисление площадей контурных и линейных объектов с увязкой в пределах карты для любого слоя (в том числе и резуль­ тирующего). При решении этих задач желательно использование карт, составленных в равновеликих проекциях, на которых отсут­ ствуют искажения площади.

В состав САЗПР должны входить процедуры, обеспечиваю­ щие идентификацию контурных объектов и контроль их замкну­ тости; идентификацию линейных и точечных объектов, отражае­ мых внемасштабными условными знаками, построение буфер­ ных зон в соответствии с их линейными размерами; вычисление площадей всех объектов с учетом выделенных буферных зон; учет площадей вложенных (вкрапленных) объектов; увязку пло­ щадей в рамках секций, планшетов; наложение на планшет но­ вого контура по геодезическим координатам и при необходимос­ ти переувязку контуров на планшете; деление объекта или объе­

динение двух и более контуров в один по заданному значению площади.

Рис. 11. Схема вычисления площадей контуров в автоматизированном режиме

Укрупненная схема решения данной задачи по вычислению площадей контуров на ЭВМ в автоматизированном режиме пред­ ставлена на рис. 11.

В зависимости от используемых аппаратных средств и специа­ лизированных программных пакетов приведенная схема может изменяться. Тем не менее блок вычисления площадей в том или

58

59

ином виде имеет место практически в любой автоматизированной системе, предназначенной для нужд землеустройства.

Использование в САЗПР принципа наложения выдвигает со­ ответствующие требования к программному обеспечению. В част­ ности, должна обеспечиваться потребность пользователя в ин­ тегрированной информации при графическом и логическом на­ ложении слоев для точки, контура, группы контуров (например, по их номерам), для произвольной области карты по границе, взятой из другого слоя, и т.д. Справка должна строиться по принципу вложенности, то есть в контур первого слоя входят контуры второго, в каждый из которых входят контуры третьего слоя и т. д.

По желанию пользователя результат наложения может быть со­ хранен как новый слой, а интегрированная семантическая инфор­ мация загружена в базы данных. Система должна также уметь вы­ делять из простого или интегрированного слоя заданный слой или подслой и сохранять его как самостоятельный.

4 . Ф О Р М Ы Д Л Я В Ы В О Д А И С Х О Д Н Ы Х И Р Е З У Л Ь Т И Р У Ю Щ И Х Д А Н Н Ы Х

Для вывода исходных и результирующих данных могут исполь­ зоваться различные формы; рассмотрим наиболее типичные из них.

Таблицы отчетности. Система должна обеспечивать вывод ис­ ходных или вычисленных в процессе работы параметрических ха­ рактеристик по заданным точкам, контуру, совокупности конту­ ров, карте как для простого, так и интегрированного слоя, а также составление принятых форм отчетности —поконтурной ведомос­ ти, справки о вкрапленных земельных участках, экспликации зе­ мель; списка всех землепользователей (землевладельцев) с указа­ нием площадей всех участков по документам и результатам обсле­ дований; списка землепользователей без оформленных докумен­ тов (включая случаи самовольного строительства или захвата участков); ведомости неиспользуемых или нерационально исполь­ зуемых земель и т.д.

Карты и схемы. Для их построения и вывода в САЗПР должен быть предусмотрен механизм, позволяющий расширять суще­ ствующие и создавать новые библиотеки условных картографи­ ческих знаков; строить гладкие кривые; оформлять графическое изображение (штриховки, заливки, размещение условных знаков, надписи различной ориентации и конфигурации, типы и цвет ли­ ний и т.д.); строить рамки и координатные сетки; выполнять зарамочное оформление (надписи, легенда, штамп и т. д.); структу­ рировать элементы слоев по приоритетам для вывода чертежа на плоттер.

60

Произвольные запросы. В любых базах данных стандартные зап­ росы используют, чтобы по одному или нескольким критериям выбирать из системы требуемые данные и отображать их в заранее предусмотренной форме. Однако в ряде случаев этого недостаточ­ но, и тогда возникает необходимость в выборе информации из се­ мантических баз данных в соответствии с условиями, заданными пользователем, а также в поиске и выводе на экран соответствую­ щих графических объектов.

Документы произвольной формы, создаваемые с использованием генератора отчетов. Необходимость в их разработке возникает, когда традиционные отчетные формы уже не отвечают современ­ ным требованиям. С этой целью в состав модулей САЗПР вклю­ чают генератор отчетов, позволяющий пользователю видоизме­ нять или разрабатывать самостоятельно таблицы выходных доку­ ментов.

5 . З А Щ И Т А И Н Ф О Р М А Ц И И

Большое значение при эксплуатации САЗПР имеет защита ин­ формации. Система должна быть защищена от несанкциониро­ ванного доступа, от случайного удаления и редактирования важ­ ной информации, от сбоев электропитания и в программном обеспечении. Важно, чтобы при эксплуатации ПП четко соблюда­ лись принципы авторизации и аутентификации, соблюдения прав интеллектуальной собственности. В данном случае под авториза­ цией понимается установление разрешенных для пользователей действий, аутентификацией— проверка подлинности имен пользователей, их групп и компьютеров (обычно с помощью па­ рольной защиты). Законом преследуются использование, копиро­ вание и распространение программного обеспечения без санкции правообладателя.

При разработке САЗПР должны быть разработаны инструктив­ ные положения с четким заданием установочных параметров про­ ектирования (разрешения, цензы, точности, единицы измерения, параметры переходов в разные системы координат и т. д.). Следует продумать правила регистрации пользователей, пароли, разграни­ чения уровней доступа и назначения полномочий и т. д.

Контрольные вопросы и задания

1.Перечислите основные требования, предъявляемые к САЗПР.

2.Решение каких задач должны обеспечивать модули, включаемые в САЗПР?

3.Опишите общую технологическую схему землеустроительных работ.

4.Какие функции должна обеспечивать система для корректной работы с гра­ фической, параметрической н семантической базами данных?

5.Назовите основные технологии обработки планово-картографического ма­

териала.

61

6.Какие функции должна обеспечивать автоматизированная система в про­ цессе создания проекта пользователем?

7.Каковы основные функции графического редактора?

8.Назовите методы преобразования исходного графического материала в циф­ ровую форму.

9.Каковы особенности цифрования при применении дигитайзера?

10.Какие модели представления данных используются в САЗПР?

11.Из каких этапов состоит процесс графического автоматизированного про­ ектирования?

12.Какие процедуры САЗПР должны обеспечивать вычисление площадей объектов для любого слоя в пределах карты?

13.В чем заключается принцип наложения (принцип вложенности)?

14.Какой механизм предусматривается в САЗПР для построения и вывода на печать проектов, схем, карт?

15.Объясните важность проблемы защиты информации.

Г л а в а V

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ОСНОВНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ САЗПР

1. О Б О Б Щ Е Н Н А Я Б Л О К -С Х Е М А С А З П Р

В соответствии с основными принципами формирования САЗПР и задачами землеустроительного проектирования ее обоб­ щенную блок-схему можно представить следующим образом

(рис. 12, табл. 1).

1. Основные элементы САЗПР

Обозначение

ЕА

ЕМ

EG

ЕТ

ЕР

ЕС

EK

ЕН

ЕО

ES

EBG

ЕВТ

ЕВХ

ER

ЕМ

EZ

ЕЕ

|	Наименование

Диалоговая система управления Система методологической поддержки проектировщика

Система ввода и предварительной обработки исходного планово­ картографического материала

Система ввода атрибутивной информации

Система преобразования графической и атрибутивной информа­ ции

Проектировочные системы (совокупность подсистем, обеспечива­ ющих решение отдельных проблемных задач землеустройства)

Система автоматической обработки и интерпретации данных

Система оценки земли; система учета и обработки кадастровых показателей

Система оценки варианта решения Система нормативной оценки

Автоматизированный банк графических данных Автоматизированный банк атрибутивных данных Автоматизированный банк данных типовых решений

Система аналитической обработки графики и связанных с ней па­ раметров

Система тематического картографирования Система запросно-справочной службы

Система моделирования отдельных творческих функций

Далее рассмотрены назначение и функции отдельных элемен­ тов данной системы.

63

Рис. 12. Обобщенная блок-схема САЗПР

2 . Д И А Л О Г О В А Я С И С Т Е М А У П Р А В Л Е Н И Я

Основной целью диалоговой системы (элемент ЕА) являются управление работой САЗПР и совместное решение слабоформализованных задач проектирования. При этом выделяют информа­ ционную и операционную составляющие процесса взаимодей­ ствия проектировщика и системы. В первом случае программами диалога обеспечивается решение задач информационного обмена, во втором —управление последовательностью обработки задач (ходом вычислительного процесса), поддержка методологии про­ ектирования, заложенной в концепции функционирования САЗПР, и др.

Интерактивным (>диалоговым) режимом работы компьютерной программы называется ее исполнение, предполагающее постоян­ ное взаимодействие человека и ЭВМ, обмен между ними серией запросов и ответов. Тем самым обеспечивается гибкое управление вычислительным процессом. В этом смысле говорят также о диа­ логовой обработке данных на ЭВМ.

3. М Е Т О Д О Л О Г И Ч Е С К А Я П О Д Д Е Р Ж К А П Р О Е К Т И Р О В Щ И К А

Система методологической поддержки (элемент ЕМ) представ­ ляет собой совокупность компонентов программного, информа­ ционного и методического обеспечения, необходимых для выпол­ нения унифицированных процедур обработки информации и пре­ доставления проектировщику методологической помощи на всех уровнях работы с системой. Далее под методологической помо­ щью мы будем понимать предоставление проектировщику (через диалоговую систему) следующей информации:

типовые решения; статистические данные о весовой значимости различных кри­

териев и факторов, используемых в процессе проектирования; методические рекомендации в виде заранее заготовленных воп­

росов и подготовленных на них ответов; имеющийся опыт решения аналогичных проектных задач.

4. В В О Д И П Р Е О Б Р А З О В А Н И Е Г Р А Ф И Ч Е С К О Й И А Т Р И Б У Т И В Н О Й И Н Ф О Р М А Ц И И

Укрупненная схема системы ввода и предварительной обработки исходного планово-картографического материала (элемент EG)

представлена на рис. 13.

Данные дистанционного зондирования (ДДЗ) — это данные о по­ верхности Земли, объектах, расположенных на ней или в ее не­ драх, полученные в процессе съемок дистанционными (неконтакт­ ными) методами.

Система ввода атрибутивной информации (элемент ЕТ), как следует из ее названия, призвана обеспечивать как пакетный, так и диалоговый ввод любых параметрических данных, необходимых для расчета по одной или нескольким программам системы про­ ектирования (ЕСП), а также ввод семантических описаний, загру­ жаемых графических объектов или их частей. Данный элемент представляет собой библиотеку программ, объединенных единым интерфейсом, обеспечивающим доступ к ним как в интерактив­ ном режиме, так и на основе команд, вырабатываемых другими программами.

Функции системы конвертирования (элемент ЕР) состоят в том, чтобы обеспечить возможность ввода данных, подготовленных с использованием других автоматизированных систем, в САЗПР для дальнейшей работы с ними. Особенностью данной системы на со­ временном этапе является отсутствие единого международного формата обмена данными. Пока имеются соглашения относитель­ но требований к передаче данных и их синтаксису, существует не­ сколько международных стандартов для обмена графической ин-

5 — 6993

65

Рис. 13. Укрупненная схема системы ввода и предварительной обработки исходного планово-картографического материала

формацией и довольно широко описаны форматы наиболее извест­ ных СУБД. Таким образом, проблема решается на основе раз­ дельной конвертации графических и параметрических данных, вследствие чего после передачи информации может возникнуть необходимость в повторном выполнении ряда операций. При раз­ работке системы необходимо стремиться к минимизации всех ра­

бот. связанных с установлением взаимно однозначных связей между графическими элементами и соответствующей атрибутив­ ной информацией.

5 . П Р О Е К Т И Р О В О Ч Н Ы Е П О Д С И С Т Е М Ы

Элемент ЕС является совокупностью подсистем, обеспечиваю­ щих решение отдельных предпроектных задач, задач межхозяйственного и внутрихозяйственного землеустройства, рабочего проектирования, обслуживания нестандартных запросов. Они включают:

комплексы задач по проведению предпроектных аналитичес­ ких расчетов в диалоговом режиме (типа «что будет, если?»);

конкретные проектные задачи, связанные с образованием земле­ владений и землепользований (определение оптимальных размеров хозяйств, расчеты по обоснованию кормовой базы, балансу труда, земли, размещению объектов производственной и социальной ин­ фраструктуры, вычисление и увязка площадей); задачи внутрихо­ зяйственного землеустройства (размещение производственных под­ разделений, хозяйственных центров, угодий и севооборотов, попей, рабочих участков, дорог, лесополос и др. с расчетным инженерно­ экономическим и графическим проектированием);

задачи, обеспечивающие разработку самостоятельных рабочих проектов по отдельным видам землеустроительных мероприятий (освоение земель, коренное улучшение кормовых угодий, мелио­ рации, закладка многолетних насаждений и др.).

В функции всех этих подсистем может не входить автоматиза­ ция подготовки того или иного документа в полном его объеме. Однако каждая из подсистем за счет автоматизации отдельных стадий и операций проектирования должна обеспечивать повы­ шение качества и точности проектных решений, рост производи­ тельности труда проектировщиков.

Специфические функции в САЗПР выполняет подсистема ав­ торского надзора за осуществлением проектов землеустройства. Она является архивом всех выходных материалов по проектам раз­ личных видов и в то же время используется для оказания помощи землевладельцам и землепользователям по освоению проектов землеустройства (путем корректировки отдельных проектных ре­ шений, проведения различных дополнительных расчетов и обо­ снований). В ее функции могут входить также передача данных и поддержание связи с подсистемой контроля за состоянием и ис­ пользованием земель, входящей в информационно-справочную систему административного района.

Система учета и обработки кадастровых показателей (элемент ЕН) содержит пространственно-локализованную информацию о состоянии земельных ресурсов на конкретных участках.

66

67

Система оценки земли (входит в элемент ЕН) предназначена для решения комплекса вопросов, связанных с оценкой земли с уче­ том ее природных свойств, последствий антропогенного воздей­ ствия, наличия элементов инфраструктуры, спроса и предложения на рынке земли и т. д.

Оценка вариантов решения (элемент ЕО) производится на осно­ ве информации из нормативных БД, баз данных типовых решений и анализа опыта проектировщика в соответствии с концепциями развивающихся стандартов и эвристичности.

Система нормативной оценки (элемент ES) является реализаци­ ей концепции развивающихся стандартов и ориентирована глав­ ным образом на работу с другими элементами системы (ЕС, ЕО, ЕЕ и др.) при получении и оценке варианта проекта.

Применяемые в настоящее время в землеустройстве системы автоматизированной обработки и интерпретации данных (элемент ЕК) реализуют широкий набор процедур логико-математического преобразования геодезических, картографических, почвенных, геоботанических, земельно-кадастровых, землеустроительных, оценочных и иных данных, используемых при решении землеуст­ роительных задач. Все они построены на математических моделях преобразования данных и формальной логике. Соответствующие алгоритмы базируются на выборе графа обработки данных (опре­ деленной последовательности программ из ряда возможных аль­ тернатив) и на подборе параметров (для каждой программы в гра­ фе), определяющих конкретный вариант вычислительного про­ цесса (рис. 14).

Впроцессе эксплуатации систем типа САЗПР библиотека об­ рабатывающих программ нередко быстро разрастается, что услож­ няет их использование в производственных условиях и делает не­ обходимым постоянное участие специалистов-разработчиков, призванных создавать новые программы или модернизировать действующие. Это серьезно удорожает сопровождение системы и делает ее менее надежной.

Вприменяемой ныне технологии автоматизированной интер­ претации автоматизации подвергается лишь определенный этап обработки. Все остальные процедуры реализуются специалистами вручную. Кардинальное решение этой проблемы связано с разра­ боткой систем, функционирующих на принципах искусственного интеллекта (интеллектуальных пакетов обрабатывающих про­

грамм и экспертных систем). Все дело в том, что процедуры углуб­ ленной обработки и интерпретации данных, а также формирова­ ния выводов несводимы к вычислительным операциям по жестко заданной логике. Они являются эвристическими и успешно реа­ лизуются только опытными, высококвалифицированными специ­ алистами; здесь нередко требуется найти оптимальное решение в условиях объективного дефицита информации и знаний об иссле-

Рис. 14. Схема процесса автоматизированной обработки и интерпретации данных

дуемом объекте, ограниченных возможностей любого программ­ ного комплекса.

Содержание пакетов прикладных программ подсистемы за­ висит от набора конкретных землеустроительных задач, решае­ мых ею.

6 . А В Т О М А Т И З И Р О В А Н Н Ы Е Б А Н К И Д А Н Н Ы Х

Автоматизированные банки данных графической и атрибутив­ ной информации, типовых решений (элементы EBG, ЕВТ и ЕВХ) представляют собой систему математических, программных, ин­ формационных и лингвистических средств, обеспечивающих ре­ шение задач накопления, хранения, обработки и предоставления информации о графических объектах и связанных с ними семан­ тических характеристиках, параметрах расчета, реализациях от­ дельных проектных решений. В них накапливается информация о фактической результативности и эффективности наиболее типич­

68

69

ных землеустроительных мероприятий с целью последующего ис­ пользования в конструктивных подсистемах САЗПР для планиро­ вания, проектирования и обоснования землеустроительных ме­ роприятий в перспективе.

Информация, хранимая в автоматизированных банках, состоит из баз данных, управляемых соответствующими СУБД, и содер­ жит справочные данные, системы документации, классификаторы и кодификаторы, прогнозы и планы, типовые проектные реше­ ния.

Каждая такая база данных содержит сведения о пространствен­ ных объектах, включая их позиционную и непозиционную (атри­ бутивную) составляющие, организованные по определенным пра­ вилам, относящимся к их описанию, хранению и преобразова­ нию. При этом позиционная часть данных обычно организуется и управляется собственными программными средствами САЗПР, а атрибутивная —той или иной коммерческой СУБД.

При формировании баз данных реализуются следующие прин­ ципы:

информационного единства, предполагающий использование единой системы классификации, условных обозначений и симво­ лов, терминологии и размерности данных, проблемно-ориентиро­ ванных языков, способов представления и кодирования однород­ ной информации, обеспечение уникальной идентификации объектов;

надежности хранения информации, что означает возможность ее возобновления в случае разрушения и обеспечения адекватных реакций на ошибочный запрос;

избыточности (контроль за объемом хранимой информации, полнотой исходных данных, недопущение повторного ввода ин­ формации);

комплексности (регламентирование информационных связей между всеми задачами, решаемыми при обосновании проектов

внутрихозяйственного землеустройства, унификация форм и ме­ тодов обращения к информации);

динамичности и достоверности используемых показателей, до­ пустимой точности их определения;

однородности информации (обеспечение уникальной иденти­ фикации данных);

прогрессивности (обеспечение возможности расширения ин­ формационных массивов с учетом перспектив развития САЗПР); переносимости (возможность изменения физической реализа­ ции базы данных на конкретных машинах и носителях без изме­

нения ее логической организации).

Особое значение в рамках функциональной структуры САЗПР имеет автоматизированный банк атрибутивных данных (подсисте­ ма специального информационно-нормативного обеспечения). Строго говоря, эту подсистему следует рассматривать скорее как

обеспечивающую, так как ее главная функция —аккумулирова­ ние, создание и ведение базы специальной информации и норма­ тивов, не содержащихся в стандартных компонентах информаци­ онного обеспечения, но необходимых для автоматизации проек­ тирования в главных функциональных подсистемах САЗПР и предназначенных в основном для внутреннего использования.

Тем не менее то обстоятельство, что данная подсистема пред­ назначена для создания самостоятельного информационного про­ дукта, который может поставляться и внешним потребителям, де­ лает целесообразным ее включение в число функциональных под­ систем САЗПР. Это позволяет более четко выстроить связи всех остальных функциональных подсистем и избежать ошибок в оп­ ределении их функций.

Обслуживание базы данных заключается в постоянном ее по­ полнении и корректировке информации. Периодичность этих операций зависит от степени консервативности содержащейся в ней информации.

7. С И С Т Е М А А Н А Л И Т И Ч Е С К О Й О Б Р А Б О Т К И Г Р А Ф И К И И С В Я З А Н Н Ы Х С Н Е Й П А Р А М Е Т Р О В

Функции этой системы (элемент ER) весьма сложны и много­ образны. Условно их можно свести к двум большим группам.

I. Решение заранее детерминированных задач, таких, как: определение местоположения объектов в географических или

прямоугольных координатах; вычисление геометрических параметров линейных, площадных

и внемасштабных объектов (величина углов, длины прямых и из­ вилистых объектов, периметры, площади и т.д.);

вычисление объемов различного рода (количество осадков, вы­ падающих на определенную территорию, наличие запасов полез­ ных ископаемых, объем ледников, котловин, озер, отдельных воз­ вышений и т.д.);

получение навигационных данных (вычисление и отображе­ ние на экране линии положения ортодромии, локсодромии, кур­

са и т. д.); получение новых характеристик по данным анализа карты (гус­

тота речной сети, плотность населения, степень облесенности, средняя длина рек, количество объектов заданной тематической

группы и т. д.); оценка качества и точности введенной карты (контроль задан­

ного масштаба, определение ошибок в положении плановых кон­ туров, погрешностей в определении высот и т.д.);

построение производных карт (карты уклонов, крутизны склонов, экспозиций и т. д.) на основе цифровых моделей релье­ фа и др.

70

71

2. Решение пространственных задач, основанных на обработке интегрированной информации, получаемой в процессе логичес­ кого наложения слоев. Классическим примером задач данной группы является вычисление площадей сельскохозяйственных угодий в разрезе землепользований (в случае отнесения кадастро­ вой информации и данных о земельных угольях к разным слоям) с последующим составлением всего пакета необходимых докумен­ тов. Заметим, что, как показывает практика, именно такое раз­ дельное хранение информации является наиболее целесообраз­ ным, так как изменения, вносимые в один слой, при этом никак не затрагивают другой. В то же время логическое наложение слоев всегда позволяет получить объективную картину распределения угодий по землевладельцам.

Система тематического картографирования (элемент ЕМ) при­ звана обеспечить вывод на внешние устройства графических изоб­ ражений, необходимых для интерпретации выполненных расче­ тов, а также получение карт, землеустроительных схем, графиков, формируемых при получении варианта проектного решения и служащих приложениями к нему.

8. С И С Т Е М А З А П Р О С Н О -С П Р А В О Ч Н О Й С Л У Ж Б Ы

Данная система (элемент EZ) предназначена для того, чтобы с использованием возможностей выбранных СУБД, а также соот­ ветствующих интерфейсных программ обеспечить возможность получения информации на основе:

заранее определенных запросов с использованием специаль­ ных меню;

применения генераторов отчетов (для формирования новых от­ четных таблиц);

использования специальных языковых средств (SQL-запросы). Подсистема автоматизации нестандартных землеустроитель­ ных запросов включает комплекс задач, связанных с внедрением нового правового и экономического механизма регулирования зе­ мельных отношений, принятием управленческих решений, осу­ ществлением природоохранных мер, а также с различными земле­ устроительными действиями: перераспределением земель, реорга­ низацией предприятий, формированием целевых земельных фон­ дов. К ним относятся, в частности, задачи по определению цен на землю, дифференциации земельного налога и арендной платы, экономическому стимулированию рационального землепользова­

ния и др.

9 . М О Д Е Л И Р О В А Н И Е Т В О Р Ч Е С К И Х Ф У Н К Ц И Й

В подсистеме моделирования творческих функций (элемент ЕЕ) полностью реализуется концепция эвристичности. Данный элемент используется при работе с любыми элементами системы, когда искомое решение лежит за пределами формализованных ал­ горитмов для данной задачи.

Экспертные системы (ЭС) — это программы, обеспечиваю­ щие переработку не только данных, но и знаний. Основные блоки ЭС — база знаний, механизм логических решений, банк данных и интерфейсы «Человек — ЭВМ». Знания могут накап­ ливаться в базе знаний в различных формах. Наибольшее рас­ пространение имеет форма правил в виде отношений «Если — го». Другие формы представления знаний — семантические сети, фреймы, списки, предикатная логика. Каждая запись в базе знаний представляет собой частные сведения, полученные от экспертов, из учебников, наставлений для пользователя и других источников.

Банк данных содержит информацию о текущем состоянии ре­ шаемой проблемы. Он включает исходные факты, вновь получае­ мые производные факты, дедуктивные цепи.

Механизм логических решений представляет собой звено, со­ единяющее базу знаний и банк данных в процессе решения по­ ставленной задачи. Он включает процедуру интерпретации пра­ вил, контрольные стратегии, план действий. В процессе решения задачи сведения из базы знаний сравниваются с фактами, имею­ щимися в банке данных, причем сравнение выполняется много­ кратно с использованием промежуточных результатов.

Большое значение в экспертных системах придается двум принципам:

решение принимает человек, когда его знания и опыт превос­ ходят возможности, заложенные в программу;

диалог между системой и пользователем должен быть построен таким образом, чтобы пользователь не только отвечал на вопросы системы, но и задавал ей вопросы типа «почему?», «как?», «почему нет?», «что, если?..».

При проектировании ЭС нет необходимости разрабатывать ее полностью самостоятельно со всеми необходимыми компонента­ ми (устройствами логического вывода, базой знаний, компонента­ ми приобретения знаний, о&ьяенения и диалога). Можно исполь­ зовать в качестве «пустых» ЭС базовые системы, такие, как AU-TX, Expert, Emycin, Exsys, Guru, Zoops, Mycin и др.

Реализация технологии автоматизированной интерпретации,

имитирующей деятельность высококвалифицированных специа­ листов, осуществляется в виде обобщенной расчетно-логической системы или системы распределенного искусственного интеллек­

72	73

та. Программное обеспечение такой системы включает два компо­ нента:

совокупность интеллектуальных комплексов обрабатывающих программ, предназначенных для решения различных задач авто­ матизированной интерпретации;

набор экспертных систем.

Интеллектуальные комплексы создаются на принципах функ­ ционального программирования. Процедуры обработки данных образуют в них базу знаний, которая реализуется в виде функцио­ нальной семантической сети, представляющей собой неориенти­ рованный граф, настраиваемый на обработку конкретных данных в момент реализации вычислительного процесса. Это значит, что обработка данных при решении конкретных задач выполняется не по жестким (как обычно), а по самонастраивающимся графам, ко­ торые формируются автоматически, а в особо сложных ситуаци­ ях —с участием специалиста, исходя из заданных требований, со­ става исходных данных и ряда проверяемых условий и ограниче­ ний.

Экспертные системы реализуют принципы углубленной авто­ матизированной обработки данных и формирование решений на основе использования базы знаний с применением как теорети­ чески обоснованных математических процедур, так и формализо­ ванных специальных знаний по анализу, обобщению и формули­ рованию выводов, имеющихся у специалистов-экспертов.

В соответствии с изложенными подходами можно интегриро­ вать работу САЗПР со всеми логически связанными с ней функ­ циональными системами, осуществлять концептуальное и физи­ ческое проектирование отдельных ее элементов, строить рацио­ нальные и унифицированные модели автоматизации отдельных составляющих землеустройства и за счет этого добиться устране­ ния избыточности информации не только в отдельной подсисте­ ме, но и в рамках всей системы, что позволит радикально повы­ сить производительность труда проектировщиков и качество раз­ рабатываемых проектов.

Тем самым будет сделан реальный шаг по созданию единого информационного пространства для всех видов землеустроитель­ ных работ, заложен фундамент для осуществления поэтапного пе­ рехода на автоматизированное землеустроительное проектирова­ ние, картографирование и веление государственного земельного кадастра.

Контрольные вопросы и задания

1.Перечислите основные элементы автоматизированной системы проектиро­ вания в землеустройстве.

2.Что представляет собой обобщенная блок-схема САЗПР?

3.Какова основная цель диалоговой системы?

4.Что представляет собой система методологической поддержки проектиров­ щика?

5.Что понимается под методологической помощью?

6.Какие методы формирования цифровых моделей местности вы знаете?

7.Перечислите основные эталы работ при формировании цифровых моделей

методом сканирования.

8. Что представляет собой система ввода атрибутивной информации?

9 В чем состоят функции системы конвертирования графической и атрибу­ тивной информации?

10.Перечислите главные проектировочные подсистемы САЗПР.

11.Какую роль играет подсистема информационно-нормативного обеспече­

ния?

12.Что представляет собой система автоматизированной обработки и интер­ претации данных?

13.Что представляют собой автоматизированные банки данных?

14.Каких принципов необходимо придерживаться при формировании баз

данных?

15.Определите основные функции системы аналитической обработки графи­ ческих и связанных с ней параметрических данных

16.Приведите примеры пространственных задач, основанных на обработке

интегрированной информации.

17.Каковы цель и функции системы запросно-справочной службы?

18.Какие комплексы должны содержаться в подсистеме стандартных и подси­

стеме нестандартных землеустроительных запросов?

19.Какие компоненты входят в программное обеспечение систем моделирова­ ния творческих функций?

20.Какие принципы обработки данных и принятия решений реализуют ин­

теллектуальные комплексы и экспертные системы?

74

Г л а в а VI

ГРАФИКА В ЗЕМЛЕУСТРОИТЕЛЬНЫХ САПР

ИГИС

1.О Б Щ И Е П О Л О Ж Е Н И Я

Вземлеустроительном проектировании все шире используются методы графического компьютерного проектирования. При этом технология работ (рис. 15) независимо от применяемых программ­ ных средств состоит из следующих главных элементов:

ввод планового материала объекта землеустройства в компью­ тер;

редактирование введенного изображения с целью получения хорошего растра;

цифрование растра с вводом семантики по слоям; получение интегрированных или преобразованных слоев;

вывод на экран или принтер необходимой информации по объекту (например, изображение объекта, его характеристики, площади контуров, семантическая информация и т. д.);

редактирование оцифрованных объектов (например, измене­ ние внешних границ объектов, полей, севооборотов, трансформа­ ция угодий и т. д.).

Ввод изображения объекта производится по стандартным про­ граммам посредством сканера, дигитайзера или цифровой фото­ камеры. Редактирование изображений проводится в таких про­ граммах, как Microsoft Paint, Imaging, Adobe Photoshop и др.

Оцифровку осуществляют с помощью MapInfo, AutoCAD, MicroStation, Winds, Easy Trace и др., на основе которых выполня­ ется и само проектирование. Эти программы позволяют автомати­ чески рассчитывать площади контуров, изменять их границы и перевычислять площади, длины линий, площади групп контуров, составлять экспликации, проводить зонирование по необходимым признакам и многое другое.

2 . Г Р А Ф И Ч Е С К И Е Т Е Х Н О Л О Г И И

Сегодня большая часть выпускаемых персональных компьюте­ ров оснащается средствами для работы с 3D-графикой. Операции по преобразованию аналогового видеосигнала в понятную для компьютера цифровую форму предъявляют весьма серьезные тре­ бования к производительности процессора и графической платы.

Растровые

файлы

ОСканирование исходного материала

Рекомендуется выполнять на широко­ форматном профессиональном сканере: хороший растр — залог успеха!

Рабечее место бригадира ввераторов

riiib

□ И

=

ОПодготовка проектного файла

Настройка параметров проекта: состав слоев, используемые базы данных, точность прокладки трасс и тл.

Подготовка растрового поля: сшивка, коррекция, фильтрация. Сегментация проекта (если необходимо) и передача егооператорам.

ОВекторизация

проектного файла

Оцифровка линейных, площадных, точечных объектов. Ввод атрибу­ тивных данных, геокодированив. Верификация векторных данных.

О «Сшивка» сегментов проекта

(при необходимости)

Объединение векторных сегментов, склейка сег­ ментов на границах. Заключительная верификация проекта, его экспорт в ГИС

Рис. 15. Схема техно­ логической цепочки получения цифровой основы проекта (по материалам фирмы

Easy Trace)

76

77