автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Информационная технология обработки графических данных в строительных системах автоматизации проектирования

На правах рукописи

РГ5 ОД

" 3 С?И Г:г?Г7

БЕЛОВ Сергей Борисович

ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ В СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Специальность: 05.13.12- Системы автоматизации проектирования (строительство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2000

Работа выполнена о Институте автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской Академии 11а\к (ИЛПУ ДВОРАИ)

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ

Доктор технических наук, профессор Григорьев Э.П.

Доктор технических наук, профессор Киевский Л.В.

Доктор технических наук, профессор Москаленко А.Д.

Ведущая организация: Государственное предприятие «Центр программных средой массового применения в строительстве» Государственного комитета по Строительству РФ

УЗ» и^/чХ^ 2000 г. в «

Зашита состоится «I .У» 2000 г. в « часов на заседании диссертаци-

онного совета Д 053.11.11 в Московском Государственном Строительном Университете по адресу: г. Москва, Шлюзовая набережная, д. 8, ауд. 520а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Государственного Строительного Университета.

Автореферат разослан «^^ь г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Н2, ~5-05,0

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Разработка и применение информационных тех! ологнй является одним из приоритетных направлений науки и практики в строительстве, имеющим большое значение для развития строительной деятельности в современных условиях. Архитектурные, землеустроительные, экологические, инвестиционные и др. задачи, решаемые в строительной отрасли, связаны с использованием и обработкой разнообразной графической и пространственной информации о строительном пространстве и объектах. Информационная система по экологической, геотехнической, геологической среде города создает базу для снижения трудоемкости, оптимизации объемов и сроков проектных работ, для оптимизации проектных решений и для обоснования высокоэффективных строительных технологий, обеспечивающих экологическую безопасность городской среды.

Вместе с тем, анализ использования технологий обработки графических и пространственных данных в строительной отрасли показывает недостаточный уровень и ограниченность их применения при решении практических задач. Помимо исторических, организационных и экономических причин такое положение связано с отсутствием научно-обоснованной интегрированной информационной технологии обработки этого вида дан-пых, учитывающей особенности и ориентированной на решение задач строительного профиля. Применение разрозненных информационных систем для этих целей не является удовлетворительной альтернативой, так как приводит к значительным трудностям при объединении создаваемых на их основе прикладных модулей в комплексную информационную систему из-за концептуальной, информационной и программной несовместимости, характерной для базовых систем1 обработки графических и пространственных данных.

В связи с этим представляет научный и практический интерес на основе применения методов системотехники строительства и анализа задач строительной отрасли выявить методологические принципы, построения, конструктивные требования и необходимое функциональное наполнение интегрированной информационной технологии, являющейся инструментальной основой для создания специализированных приложений, решающих задачи обработки графических и пространственных данных в строительных системах автоматизации проектирования. Прикладной интерес представляет реализация информационной технологии в виде пакета универсальных алгоритмов и программ, пригодных для решения широкого спектра задач в строительной и других отраслях хозяйства.

Целью исследования является создание научно-методологических основ и практических методов построения информационной технологии обработки графнчесгих данных

для использования в строительных системах автоматизации проектирования. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи.

- Проведен анализ задач строительного проектирования, использующих графические и пространственные данные и анализ современного состояния теории и практики разработки соответствующих информационных систем в стране и за рубежом.

- Определены методологические принципы построения, требования к структуре и необходимому функциональному наполнению разрабатываемой информационной технологии.

- Разработана базовая модель представления графических и пространственных данных, являющаяся методологической основой построения информационной технологии.

- Разработан и программно реализован пакет оригинальных методов и алгоритмов, поддерживающих автоматизированный сбор данных с графических материалов (карт, схем, планов и др.); выполняющих внутримодельные преобразования представлений данных; создающих различные визуальные представления данных (традиционные и объемные карты, трехмерные пространственные сцены, динамическое отображение данных и др.).

- Исследованы методы повышения производительности обработки данных с использованием мультипроцессорных устройств. Разработаны параллельные вычислительные алгоритмы визуализации, получены теоретические оценки й экспериментальные данные их производительности. Разработаны средства поддержки эффективной работы созданного распределенного программного обеспечения в вычислительной сети.

- На базе разработанного программного комплекса созданы прикладные системы: региональный банк картографических данных, автоматизированная картографическая система, система городского кадастра и учета земельных и лесных ресурсов, проектирования строительных дорожных работ, размещения оборудования и др.

- Проведено внедрение результатов исследования и созданного программного комплекса, в результате практического применения подтверждена эффективность полученных результатов.

Объект и предмет исследования: задачи автоматизации проектирования в строительстве, использующие графические данные и информационные технологии их обработки; методология построения информационной технологии обработки графических данных и вопросы ее программной реализации, модели и алгоритмы обработки данных.

Методологические основы н методы исследования: системотехника строительства, отечественные и зарубежные исследования по средствам обработки графических и пространственных данных, машинная графика, вычислительная геометрия, объектное и

структурное программирование, распознавание образов, инженерия знаннй и методы экспертных систем. Методологическая схема исследования приведена на рисунке Рис. 1.

Научная новизна диссертационной работы:

- впервые проведен системотехнический анализ специфики и особенностей использования средств обработки графических и пространственных данных в задачах автомгтизнрован-ного проектирования в строительстве в целях определения принципов построения, требований и необходимого функционального наполнения создаваемой информационной технологии,

- созданы научно-методологические основы и практические методы построения информационной технологии обработки рассматриваемого вида данных, отвечающие требованиям прикладной области, обеспечивающие концептуальную, информационную и программную совместимость создаваемых на ее основе прикладных систем,

- разработана и программно реализована новая модель представления графических и пространственных данных, объединяющая объектно-локализованные, пространственно-распределенные и конструктивно-геометрические данные, необходимые для решения рассматриваемого круга прикладных задач,

- разработан комплекс оригинальных алгоритмов для автоматизированного сбора, хранения, внутримодельных преобразований и для получения различных визуальных представлений графических и пространственных данных,

- на основе исследований разработанных алгоритмов параллельной обработки графических данных получены оценки применимости мультипроцессорных вычислительных устройств для обработки рассматриваемого вида данных.

На защиту выносятся:

- комплекс теоретических и практических методов построения информационной технологии обработки графических и пространственных данных в строительных системах автоматизации проектирования, включающий новую модель представления данных и пакет оригинальных алгоритмов обработки данных,

- интегрированная информационная технология, реализованная в виде программного комплекса для распространенной аппаратно-программной платформы \VINTEL. использующая мультипроцессорные системы и многомашинные информационно-вычнслитель-ные архитектуры,

- результаты применения разработанной информационной технологии для создания приложений в строительстве, управлении, образовании и других областях.

Рис.1. Методологическая схема исследования

Практическая значимость результатов исследования. Созданная информационная технология и программные средства имеют практическую направленность и предназначены для создания на их основе специализированных систем по сбору; хранению, передаче и обработке графических и пространственных данных в строительных системах автоматизации проектирования и в других областях. Применение разработанных средств позволяет эффективно решать задачи автоматизации обработки графических данных, опираясь на предложенные решения, при этом разрабатываемые прикладные модули обладают информационной и программной совместимостью и открытостью. Комплекс программных средств обеспечивает высокий уровень автоматизации на всех этапах обработки ог ввода, исходных данных до получения результатов обработки в требуемых формах представления. Средства автоматизированного ввода данных с графических документов, объединяющие автоматический ввод и интерактивные методы существенно повышают производительность процесса формирования цифровой графической информации. Средства визуализации эффективно решают задачу автоматизации создания карт, отвечающих отраслевым требованиям оформления. В целом программный комплекс, реализующий технологию, позволяет с небольшими затратами и в ограниченные сроки создавать специализированные прикладные системы разного назначения.

Внедрение результатов исследования проводилось в 1986-1999 гг. Результаты исследования в виде методик и программных продуктов использовались в составе средств автоматизации картографирования в ЦНИИ Геодезии, аэрофотосъемки и картографии (Москва), в Дальневосточном (Хабаровск) и Приморском (Владивосток) аэрогеодезнческих предприятиях Федеральной службы геодезии и картографии. На базе информационной технологии разработаны системы, с помощью которых созданы банки цифровых картографических данных по гг. Владивосток, Находка и др., используемые в земельных, архитектурных и др. подразделениях администраций. Компоненты технологии использовались в задачах автоматизации научных исследований в институтах ДВО РАН, в задачах строительного и машиностроительного проектирования, в Дальневосточной гос. морской академии (ДВГМА, Владивосток) в проектировании пространственных форм и поверхностей. Программная реализация для транспьютерной системы передана для использования во ВНИИ Проблем вычислительной техники и информатики (Москва). Информационная технология и разработанные на ее основе прикладные пакеты используются в учебном процессе в ДВГМА на кафедре начертательной геометрии и инженерной графики. МФТИ на кафедре АНИ, МГСУ на кафедре САПР в курсе «Системотехника строительства».

Связь с планами отраслей наук и народного хозяйства. Представленные в диссертации исследования проводились в рамках ряда программ.

Государственные научно-технические программы: Программа ГКНТ СССР по созданию транспьютерного набора и многопроцессорных вычислительных систем; Программа Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ «Перспективные информационные технологии»; грант Российского Фонда фундаментальных исследований (99-01-00640); Федеральная целевая программа «Интеграция» (А0026).

Научно-исследовательские темы ИАПУ ДВО РАН: «Автоматизация научных исследований на неоднородной вычислительной сети» (гос.регистр. 81055372), «Разработка методов исследования и прогр. средств информационно-вычислительных сетей» (01860107742), «Исследование и разработка средств машинной графики и методов надежного хранения информации для автоматизации картографирования и моделирования сложных объектов» (01910016835), «Исследование и разработка средств машинной графики и применение их в гибких производственных системах» (01861107736).

Научно - техническая программа Федеральной службы геодезии и картографии «Разработка технологий автоматизированного создания и обновления топографических карт».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 24 международных, всесоюзных, региональных конференциях и семинарах. В частности: советско-финский симпозиум «Интерактивные системы» (Тбилиси, 1979); всесоюзн. конференции «Проблемы машинной графики» (1979-1987); всесоюзн. конф. "Вычислительные сети коммутации пакетов" (Рига, 1981); всесоюзн. конф. "Проблемы автоматизации топографо-геодезических и картографических работ" (Новосибирск, 1981); всесоюзн. конф. по искусственному интеллекту (Минск, 1990); всесоюзн. конф. «Транспьютерные системы и их применение» (Звенигород, 1991); всесоюзн. научно-технический семинар «Картографические информационные системы» (Москва, 1992); международная конф. «Региональная информатика» (С.Петербург, 1994); региональный семинар по автоматизации в архитектуре и градостроительстве (Находка, 1995); региональная конф. с международным участием по геоинформатике «АвиаГИС» (Хабаровск, 1996); научная конф. «Методы и средства распознавания сложной графической информации» (Н.Новгород, 19961998); научные семинары ИАПУ ДВО РАН, ДВГМА, ЦНИИГАиК, РосНИЦ Роскомзем.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 печати, работ, в т.ч. монография.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание составляет 232 страницы текста, 71 иллюстрацию, 13 таблиц. Список литературы включает 266 наименований.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность исследовании, формулируются цель и поставленные задачи, характеризуется научная новизна и практическая ценность работы.

Глава 1 посвящена системотехническому анализу специфики использования средств обработки графических и пространственных данных и соответствующих информационных технологий в задачах строительной отрасли и определению методологических принципов построения, конструктивных требований и необходимого функционального наполнения создаваемой технологии.

Строительная деятельность, являясь связанной с землей и строительным пространством, во многих аспектах имеет дело с графической и пространственной информацией. В особенности это относится к автоматизированным строительным системам, используемым в планировании, проектировании, управлении. Анализ показывает, что существующая эффективность использования технологий обработки графической и пространственной информации является недостаточной для современного уровня развития строительной индустрии. Одной из причин этого является отсутствие научно-обоснованной комплексной информационной технологии обработки рассматриваемого типа данных, учитывающей особенности строительной деятельности. Принципиальное системотехническое положение, касающееся обработки информации в строительных системах, состоит в том. что необходимые для строительных задач специализированные информационные модули должны строиться на базе единой методологии, обеспечивающей их совместимость, интегрируемость и взаимодействие. Существующие информационные технологии обработки графических данных не в полной мере отвечают потребностям рассматриваемых задач по причинам методологической разнородности, ограниченной информационной и программной совместимости. Основными принципами построения требуемой технологии являются ее методологическая целостность, комплексность и адекватность рассматриваемой прикладной области. Назначением информационной технологии является обеспечение инструментальных средств и технологических решений для задач автоматизации строительного проектирования, использующих графические и пространственные данные.

Базой для построения целостной информационной технологии является единая модель представления данных. Растущая потребность в использовании накопленных массивов геоинформации и логика развития географических информационных систем привели к необходимости выработки унифицированной модели представления пространственных данных. Активная работа по спецификации их обобщенной модели ведется рабочими

группами 180ЯС211, СЮ18, СЕМ/ТС287, сформулировавшими ряд предложений по этой проблеме. Модель графических и пространственных данных, на которой строится функциональное наполнение и процессы обработки в создаваемой информационной технологии, разрабатывается на основе анализа потребностей строительных задач с учетом рекомендаций по стандартизации представления пространственных данных. Анализ показывает, что существует потребность в использовании двух видов пространственных данных -объектно-локализованного и пространственно-распределенного для представления, соответственно, пространственных объектов и пространственно-распределенных величин. Для решения задач моделирования и проектирования объектов строительного пространства, необходимо расширение модели данных включением в нее объемных пространственных форм. Эти типы данных нетипичны для систем обработки пространственной информации, однако их включение в модель данных позволяет расширить моделирующие и изобразительные возможности создаваемой информационной технологии. Включение в модель данных объектов конструктивной геометрии приводит к необходимости решения совокупности связанных задач - построение объектов с применением разных способов задания (конструктивные операции, наборы сечений, выборки из пространственно-распределенных данных и др.), преобразование форм представлений, разработка производительных алгоритмов визуализации для диалоговых приложений. Большинство систем моделирования, основанных на конструктивном методе, используют ограниченный набор пространственных примитивов, что связано, в частности, с трудностью решения задачи визуализации и построения эквивалентных граничных представлений объектов, построенных с помощью конструктивных операций. В работе решается задача создания алгоритмов, обеспечивающих использование расширяемого набора пространственных примитивов и построение эквивалентных граничных описаний пространственных сцен.

Потребности рассматриваемых прикладных задач определяют состав функционального наполнения информационной технологии. Процессы обработки данных, на которых делается акцент в работе: автоматизированный сбор данных с графических материалов, преобразование форм представлений и оперативное обновление данных, визуальное представление данных с использованием разнообразных методов. Из анализа задач могут быть сформулированы методологические требования к информационной технологии: (а) соответствие модели данных предложениям по стандартизации и открытой операционной модели геоинформационной системы, (б) концептуальная целостность и адекватность предметной области и применение общих алгоритмических и программных решений в процессах обработки данных, (в) комплексность решения, состоящая в поддержке полного цикла

обработки данных инструментами информационной технологии, (г) эффективность реализации, использование мультипроцессорных систем и параллельных вычислительных алгоритмов, оптимизация программной структуры при работе в вычислительной сети.

В главе 2 рассматриваются модели представления данных, разработанные в соответствии со сформулированными методологическими требованиями. Предложенная модель данных является расширением объектной модели данных предлагаемой в работах по стандартизации. В модель данных включены объекты конструктивной геометрии и иерархические модели объемных объектов. Разработана модель, описывающая картографические условные знаки для представления данных в виде карты. Модель данных поддерживает объектно-локализованные и пространственно-распределенные данные. Данные объектно-локализованного вида описывают пространственную форму объекта в виде совокупности геометрических элементов. Пространственно-распределенные данные задаются в виде отношений, связывающих геометрические элементы (точки, линии, сетки, поверхности и т.д.) со значениями описываемой величины. Разработанная структура классов, представляющих элементы пространственных данных показана на рисунках Рис. 1 и Рис. 2 (используются обозначения языка описания объектно-ориентированных систем иМ1.).

Рис.1. Модель объектно-локализованных пространственных данных

Модель объектно-локализованных данных включает элементы: точка (класс point на рисунке), линия (curve), участок поверхности (surface), набор геометрических элементов (geometrycollection), элементы конструктивной геометрии (cgprimitive и cgcollec-tion), элементы иерархического описания объемных объектов (otobject, otnode.

voxel, bspobject, bspnode). Классы, представляющие названные элементы, образуют иерархию с отношениями наследования и агрегирования.

Базовым в модели данных является абстрактный класс geometry, представляющий уникально идентифицированный пространственный объект. Другие объекты являются специализациями этого класса, наследующие его функциональные методы. Операции, определенные на классах, обеспечивают полный набор действий, требуемых для построения и манипулирования геометрическими описаниями, размещения и выборки данных и основные вычислительные операции. Операции, определенные для класса geometry: объединение, пересечение, разность, вычисление буферной зоны объекта, создание нового объекта трансформацией заданного, вычисление расстояния между объектами.

Операции построения и манипулирования описаниями объектов определены единообразно для всех введенных классов объектов. Типичными действиями при работе с объектами являются агрегирование их в составной объект, операции над .агрегатом и его элементами, доступ к элементам агрегата. Конструкции SEQUENCEOneMeHT> и ЗЕТ<элемант>, определенные в виде параметризованных классов, реализуют средства агрегирования элементов в упорядоченный или неупорядоченный список.

Geometry

SpatialReferenceSystem

CGobject

Л

±

CGPrimitive

1

"l

CGCoIlection

Sphere

Parallelepiped

Polyhedron

H.

GSurface

Примитивы: Sphere, Parallelepiped, Polyhedron, Cylinder, Cone, GCylinder, GTorus, GSuface

Рис. 2. Модель данных объектов конструктивной геометрии

Модель данных, описывающая объекты конструктивной геометрии представлена на Рис. 2. Она включает - абстрактный объект конструктивной геометрии (cgobject), абстрактный конструктивный примитив (cgprimitive) и его специализации - примитивы sphere и др., совокупность объектов конструктивной геометрии (cgcollection). Предложенный набор примитивов отличается наличием примитивов обобщенны;! цилиндр, обобщенный тор и параметрическая поверхность, расширяющих моделирующие возмож-

ности информационной системы. При построении описания пространственной сцены возможно использование любых реализованных примитивов и выполнение допустимых операций конструирования. Набор примитивов легко пополняется новыми элементами в силу формального определения примитива как класса, поддерживающего выполнение фиксированного набора операций, используемых в алгоритме визуализации: ортогональное преобразование координат, вычисление точек пересечения с пространственной прямой, определение габаритных размеров.

Пространственные сцены конструируются из примитивов применением операций объединения, пересечения, дополнения и ортогональных преобразований над примитивами и их совокупностями. Описание пространственной сцены представляется в виде многоуровневого скобочного выражения, включающего примитивы и операции над ними. При алгоритмической обработке сцены производится преобразование ее описания в структуру трехуровневого дерева, соответствующего эквивалентному описанию сцены в виде дизъ-

N М,

юнктивной нормальной формы lJPl/Э, , где [J,p| - операции объединения и пересече-

1-1 1

ния, Pt - примитив или его дополнение. Такое представление сцены является более эффективным для ее алгоритмической обработки, например при визуализации.

Операции, поддерживаемые конструктивными примитивами, определены в абстрактном классе cgobject: пересечения примитива с прямой, геометрическое преобразование, габаритные размеры, взятие дополнения. Тип примитива, построенного из класса cgobject, определяется функцией, сообщающей тип примитива или вид агрегирующей операции в совокупности конструктивных объектов (объединение или пересечение).

Для описания сформированных объемных объектов в модель данных включены средства их представления в виде иерархических структур - октантных и двоичных BSP деревьев. Описание объемных объектов методом конструктивной геометрии обладает наглядностью и удобством внесения изменений в описание сцены Представление сцены в виде иерархических структур дает возможность реализации быстрых алгоритмов визуализации, позволяющих оперативно получать изображения сложных сцен и организовать динамический режим отображения. В соответствии с этим иерархические структуры используются для представления пространственных сцен, не требующих значительных изменений. Реализованная алгоритмическая база выполняет преобразование конструктивной сцены в иерархическую структуру, которая сохраняется в базе данных и используется при визуализации. Для быстрого отображения пространственной сцены используется также преобра-

зование сцены в эквивалентное граничное представление, выполняемое средствами информационной технологии.

Работа с пространственно-распределенными данными поддерживается группой классов, показанных на рисунке Рис. 3. Базовый абстрактный класс coverage содержит операции формирования и манипулирования описанием пространственно-распределенных данных (используется также термин «покрытие»), операцию, вычисляющую значение на указанном геометрическом элементе из области определения покрытия и операцию преобразования типа представления, задающую и вычисляющую новый тип представления.

Рис. 3. Модель данных пространственно-распределенного типа

Конкретные типы пространственно-распределенных данных представлены классами, наследуемыми из базового абстрактного класса - точечное (роютсоуевасе), линейное (1Дыезишгссотекасе), сеточное (ошзсоуенасе), нерегулярная триангуляционная сеть (тхысоуекаое), полигональное покрытие (роысооыесоуекасе).

Модель пространственно-распределенных данных описывает пространственные данные произвольного вида-земной рельеф, физические и статистические поля и т.п. Особое значение для строительных и других приложений, связанных с землей и окружающей средой, имеет обработка данных о рельефе земной поверхности, в связи с чем в работе проведен детальный анализ существующих технологий сбора и использования данных о земном рельефе, разработана схема их автоматизированной обработки и необходимая алгоритмическая база.

Разработанная модель данных реализована в виде схемы данных СУБД (в настоящей версии - 11а1таОВ), используемой как хранилище данных, и в виде формата последовательного символьного файла, используемого для переноса данных между программными компонентами и для обмена данными с другими системами обработки данных.

Для описания системы условных обозначений, используемых при визуализации данных в картографической форме, предложен модельный подход к описанию картографических

условных знаков и разработан соответствующий декларативный язык их описания. Разработанный набор моделей порождает множество используемых на картах условных обозначений. Созданы средства для работы с библиотеками знаков, необходимых для представления данных с использованием как стандартных, так и специальных систем знаков. Система построения условных знаков выполняет трансляцию декларативных описании знаков, построение и обслуживание библиотек знаков, генерацию графических образов знаков при размещении их на карте.

Глава 3 посвящена методам, средствам и алгоритмам автоматизированного сбора данных с графических документов и преобразованию данных. Рассматриваются средства сбора данных с типичных источников — картоматериалов, планов, схем и т.п. Внимание к графическим документам определяется большим объемом картографических данных, представленных в этой форме - соотношение накопленных бумажных и цифровых картографических материалов составляет примерно 85 и 15 %. При этом от 50 до 70% затрат на автоматизированные строительные системы связаны с подготовкой исходной информации, в которых доля графических и пространственных данных составляет значительную величину, возрастающую с внедрением в строительство геоинформационных технологий.

Среди различных методов сбора данных с графических материалов наиболее перспективными представляются методы, основанные на применении растровых сканирующих устройств. Основной проблемой при их разработке является автоматизация формирования описаний объектов, требующая распознавания их изображений. Анализ состояния дел в этой области показывает, что системы оцифровки карт с возможностью автоматического построения объектов практически отсутствует на рынке информационных услуг. На основе проведенного исследования процесса сбора данных с графических материалов и анализа опыта разработки систем аналогичного назначения разработана схема сбора данных с картоматериалов, использующая комплексный подход, соединяющий автоматизированную алгоритмическую обработку с интерактивным управлением сбором данных. Основные этапы разработанной схемы сбора данных: (1) сканирование карты или иного графического материала, (2) определение координатного преобразования для привязки данных к координатам карты и построение корректирующего преобразования для трансформации изображения с целью устранения искажений, (3) выполнение маркировки элементов изображения по тинам пространственной локализации объектов - символы, линейные и площадные элементы, (4) скелетизация и векторизация изображения, переводящая геометрическую составляющую картографических данных в векторное представление, (5) автоматизированное формирование описаний объектов, (6) дополнение описаний объектов атри-

бутными данными, контроль и корректировка полученного цифрового описания введенного графического материала.

Процесс ввода графических материалов поддерживаются разработанными оригинальными алгоритмами. Для.этапа построения геометрического описания объектоь выполнен сравнительный анализ методов выделения скелетных линий на растровом изображении графического материала. На основе анализа и практических испытаний на базе метода удаления граничных точек реализован производительный алгоритм получения векторного представления сканированного графического материала. Для этапа формирования описаний объектов разработаны и реализованы алгоритмы, автоматизирующие построение описаний внемасштабных, линейных и площадных картографических объектов. Алгоритмы распознавания используют структурные методы, сопоставляющие топологию обрабатываемого объекта с библиотекой шаблонов с последующим анализом геометрического подобия объекта и библиотечного образца. Используются также полуавтоматические методы с участием оператора. Алгоритмы являются открытыми для их развития в направлении повышения качества^ надежности и скорости распознавания и расширения набора обрабатываемых объектов. Практическое применение программных средств, построенных на базе разработанных методов и алгоритмов, для ввода большого числа планов городской застройки, городских инженерных коммуникаций, топографических карт показало их эффективность и экономичность.

Обработка пространственно-распределенных данных исследована на примере данных о рельефе местности, широко используемых в строительном проектировании и других задачах. Средства сбора данных о рельефе формируют его описание в виде пикетов, горизонталей, галсовых измерений участками, покрывающими рассматриваемую территорию. При этом отдельные фрагменты задаются в разных формах и пространственных разрешениях. Описание рельефа может включать также объекты (овраги, откосы и др.), уточняющие его поведение, которые должны учитываться при алгоритмической обработке. Разработанные и реализованные алгоритмы ввода и построения цифрового представления рельефа, учитывают указанные особенности применяемых средств сбора данных о рельефе. Пакет разработанных алгоритмов позволяет выполнять: (1) приведение разнородных данных по рельефу к единому представлению, (2) объединение фрагментов, описывающих участок территории, в т.ч. взаимно перекрывающихся, в единое целое, (3) выборку фрагментов с произвольной границей для обработки, (4) представление результатов выборки в требуемой форме. Реализованная схема преобразований представлений рельефа между различными формами показана на рисунке Рис. 4.

Работа с объемными геометрическими объектами поддерживается средствами конструирования и пакетом алгоритмов для преобразования форм представления объектов этого типа. Конструирование объемных объектов возможно как с использованием программных интерфейсов, так и в диалоговой системе конструктивной геометрии, объединяющей возможности информационной технологии по работе с объемными объектами. Реализация диалоговой системы выполнена на основе оригинального диалогового графического монитора, представляющего универсальное программное средство для построения диалоговых графических прикладных программ. Для объемных геометрических объектов разработаны алгоритмы построения их эквивалентных граничных представлений, используе-. мых для быстрой визуализации пространственной сцены. Полигональное граничное представление объемного объекта строится: для произвольных объектов - анализом топологии и геометрии соседних сечений объемного объекта; для параметрических объектов - нахождением линий пересечений объектов и удалением попадающих внутрь объектов фрагментов поверхности.

Рис. 4. Преобразование представлений рельефа

Оперативное обновление собранных графических и пространственных данных выполняется разработанными специализированными картографическими редакторами. С их помощью реализуются: (1) полный объем операций над объектами, предусмотренный моделью данных, (2) сервисы, поддерживающие типовые действия оператора, учитывающие особенности технологии сбора данных с картоматериалов, (3) построение цельного описания объекта из фрагментов, расположенных на соседних листах карты, (4) координатные преобразования и трансформации для компенсации деформации картоматериала, (5) экспорт и импорт данных во внешний обменный формат данных (Arclnfo, AutoCAD, ЦНИИГАиК). Средства сбора данных включают также алгоритмы проверки корректности данных. При наличии формальных критериев корректности описания объекта (например, требования к его геометрии), они сообщаются средствам контроля с указанием вида реак-

ции системы на нарушение заданных критериев, например, автоматическая коррекции дефектов в данных, сообщение оператору, запись в протокол и пр.

Разработанные методы и алгоритмы позволяют обрабатывать различные графические документы - чертежи, графики и др., применяемые в строительных и других системах автоматизированного проектирования. Реализованные программы составляют пакет технологических средств для организации сбора и оперативного обновления графических и пространственных данных в строительных и других прикладных системах.

Глава 4 посвящена средствам визуального представления графических данных. Значительное число задач, рассматриваемых в строительной отрасли, относятся по оценкам специалистов к не формализуемому типу. Они эффективно решаются в режиме активного взаимодействия специалиста-эксперта и компьютерной программы с применением визуально-графических методов, в реализации которых важную роль играют средства высокоинформативного визуального отображения информации, предоставляемой эксперту. Анализ пространственных данных в наибольшей мере требует применения развитого арсенала средств визуализации, что связано со сложной организацией, типовым разнообразием и большим объемом этого вида данных. Разработанные средства визуализации данных объединяют оригинальные алгоритмы построения традиционных и объемных карт, алгоритмы отображения пространственных сцен, пространственно-распределенных данных, динамический режим отображения данных.

Процесс формирования картографического представления данных, реализованный в информационной технологии включает этапы: (1) создание библиотек условных знаков и таблиц соответствия, задающих правила представления объектов условными знаками, (2) формирование графического описания карты по цифровой модели местности, (3) корректировка графического описания карты. Выполнение первых двух этапов обеспечивается средствами формирования и поддержки библиотек условных знаков и алгоритмами, выполняющими отображение пространственных объектов в совокупности условных обозначений. Графическое изображение рельефа местности и других пространственно-распределенных данных, выполняется алгоритмами построения изолинейныХ представлений данных, реализованными в функциональной группе преобразований представлений данных.

Задача создания корректного в картографическом смысле графического содержания карты решается с применением методов экспертных систем и инженерии знаний. В результате работы со специалистами - картографами сформирована база знаний, включающая около 900 правил и создан ряд экспертных систем, выполняющих автоматическую корректировку размещения графических элементов содержания карты, обучение и кон-

сультирование по правилам составления карт, дающих рекомендации по устранению ситуаций, нарушающих правила размещения элементов содержания на карте. Опыт применения этих систем показал целесообразность и результативность применения экспертного подхода для решения задач обработки картографической информации.

Разработанный метод представления данных в виде объемной карты создает визуальное представление фрагмента местности в виде условной объемной схемы, обладающей высокой наглядностью для представления территории и объектов на ней, облегчающей их интерпретацию пользователями. Предложенный алгоритм строит пространственную сцену, включающую рельеф местности, здания, коммуникации и др. объекты территории. Схематичное объемное изображение условно передает сведения о свойствах объектов, которые берутся из геометрических описаний, вычисляются по атрибутным данным или поступают из базы описаний типовых объектов. Трехмерная модель сцены визуализируется одним из реализованных в информационной технологии методов отображения пространственных объектов. Метод отображения данных позволяет задавать визуальные свойства объектов и правила определения этих свойств при отсутствии данных в описании объекта, выполнять оперативные изменения объектов (добавление, удаление, перемещение и пр.) в процессе анализа сцены, указывать разные точки наблюдения и параметры проецирования. Метод отображения ориентирован на визуальный анализ участков городской застройки, ландшафтов, транспортных систем, для построения информационных справочных систем населенных пунктов и на решение аналогичных задач.

Разработанный базовый алгоритм визуализации объемных сцен, заданных методом конструктивной геометрии, использует 2-буферный подход, отличающийся особенностями: (I) изображение строится непосредственно по конструктивному описанию сцены, геометрические вычисления сведены к вычислениям в плоскости сечения объемной сцены, (2) состав примитивов является расширяемым, при этом реализован набор примитивов - обобщенных геометрических фигур, (3) выполнена оптимизация получения центральных проекций, (4) одновременно решена задача получения граничного представления объекта. В алгоритме выполняется расчет плоских сечений примитивов для строк экрана и вычисляется ближайшая видимая точка с учетом заданных конструктивных операций. В состав примитивов базового варианта алгоритма входят: полупространство, параллелепипед, шар, многогранник, цилиндр, конус, тор, обобщенные цилиндр и тор, участок параметрической поверхности. Для обобщенных примитивов разработаны оригинальные эффективные алгоритмы с достаточной для диалоговых режимов работы производительностью.

Динамическая визуализация реализована методом перемещения во времени точки наблюдения сцены или изменением положения и формы объектов при неизменной точке наблюдения. Реализация обоих методов выполнена с помощью разработанного алгоритма, оптимизирующего объем вычислений для последовательных кадров путем сохранения неизменных частей в изображении. В первом случае для нового кадра выполняется новая трассировка лучей для объектов, при этом результаты расчета для предыдущего кадре не используются, но сохраняются описания объектов в виде BSP-дерева, заданные в системе координат сцены. При перемещении и изменении объектов с фиксированной точкой наблюдения используются результаты расчетов для предыдущего кадра - объекты разделяются на статические и динамические (для которых известна зависимость изменения положения и формы по времени). Обработка статических и динамических объектов разделяется так, чтобы полный перерасчет изображения сцены делать только для последних.

Визуализация пространственно-распределенных данных, заданных трехмерными скалярными полями выполняется в виде изоповерхностей. Объектами являются объемы, ограниченные изоповерхностями на скалярном поле в R}, т.е. области (Р ¿Со), где Р- значение скалярного поля. В пространстве сцены могут описываться одновременно объекты разных полей, при этом с каждым полем связывается свой цвет, а его интенсивность характеризует значение параметра. Применение операций объединения, пересечения, вычитания объектов позволяет визуализировать области, где выполняется совокупность условий типа {Pi ? С/, ... Pi ? СУ, где '? 'обозначает операцию отношения. Эта возможность обеспечивается за счет применения модели конструктивной геометрии при описании сцены. При одновременном изображении изоповерхностей для нескольких полей используется режим визуализации с прозрачностью. Указанные и другие возможности позволяют выполнять в интерактивном режиме визуальный анализ результатов трехмерного моделирования. Алгоритм использует октантные деревья, описывающие геометрию изоповерхностей. Особое внимание в алгоритме обработки уделено скорости трассировки лучей в октантных деревьях и сокращению вычислений при отображении элементов поверхности. Для этого используются сохраняемые значения нормалей, вычисляемые при предобработке сцены как градиенты заданных полей g (х, у ,z) = VP(x, у, г), что сокращает вычисления при визуализации сцены с измененной точкой наблюдения, в алгоритме используются также свойства когерентности близких лучей трассировки.

В главе 5 рассматривается реализации информационной технологии для многомашинных и мультипроцессорных вычислительных систем. Рост масштабов градостроительства

и расширение географического охвата территорий, вовлекаемых в строительные проекты, приводят к увеличению объема информации обрабатываемой в строительной системе, к потребности в децентрализации ее хранения и обработки. Вследствие этого появляется необходимость в использования телекоммуникационных технологий для доступа к информационным массивам и распределенных программных архитектур, а также необходимость увеличения скорости обработки используемых данных.

Программная реализация информационной технологии базируется на методологии построения распределенного программного обеспечения с архитектурой «клиент-сервер», включающей программные компоненты, расположенные на клиентском и серверном компьютерах. В работе решается задача эффективного разделения программного обеспечения информационной технологии для поддержки производительной работы в условиях изменяющихся параметров вычислительной системы - параметров коммуникационного канала, характеристик компьютеров и свойств прикладной программы. Для решения поставленной задачи программная система рассматривается как набор функциональных модулей, реализованных в виде программных объектов, поддерживаемых службой распределенных объектов сетевой операционной системы (MS Windows). Задача распределения программных модулей формулируется как задача оптимизации на графе, в котором узлы соответствуют модулям, дуги - межмодульным связям. Числовые атрибуты, связанные с узлами и дугами отражают вычислительные затраты в модулях и затраты на межмодульные обмены. Граф программной структуры описывается множеством, модулей М = {т,} и межмодульных связей С = {{тпт )}. Распределение модулей между компьютерами описывается функцией F = {/„,}, где fm = 1, если модуль т расположен на компьютере i и fm = 0 в противном случае. Бинарная матрица А = [a:j} определяет связи модулей, расположенных на разных компьютерах: аи =0 для модулей i,j расположенных на одном компьютере, alt = 1 в противном случае. Обозначив время выполнения модуля т, па серверной и клиентской стороне ЕЬ,ЕЪ, время передачи данных между модулями т: и т( -D , общее время работы программной системы может быть оценено выражением

N N N

T(F) = ■ fu ■ fv + -ау . Для минимизации времени работы системы

1-1 1-1 IJ.I

ищется распределение модулей F, при котором достигается min(T(F)).

При наличии дополнительных ограничений на доступные ресурсы, решается задача оптимизации с ограничениями. Например, при ограничениях на оперативную память, если

S, - требуемая оперативная память для /-го модуля, S,,SC - объемы памяти, доступной для программной системы на серверной и клиентской стороне, дополнительные ограпнче-

N N

ния будут иметь вид: S, -f2l <SC.

«•i i-i

Приведенные выражения определяют задачу, которая решается при нахождении требуемого распределения программных модулей между компьютерами. Значения параметров, входящих в выражения собираются средствами системного мониторинга во время работы программы и накапливаются для анализа и уточнения распределения модулей. Оптимизация работы программной системы выполняется последовательными итерациями с уточнением распределения для адаптации к параметрам вычислительной среды. Распределение зависит от операционной обстановки, однако, при достаточных периодах стабильности внешних условий последовательные уточнения дают эффективное распределение модулей для сложившихся условий. В случае значительной динамики внешних параметров используются распределения, найденные для усредненных значений, близких к текущим условиям работы программы. В настоящей реализации принят подход, в соответствии с которым все модули программной системы разделены на группы, априорно размещаемые на серверной или клиентской стороне, и перемещаемые, для которых может быть выбран наиболее подходящий компьютер. Управление работой программной системы осуществляется системным монитором, следящим за внешними параметрами и назначающим перемещаемые модули для исполнения на той или другой стороне. В основе управления лежит набор оптимальных распределений модулей, полученных в результате обработки данных, собранных во время предыдущих сеансов работы прикладной программы. Предложенный подход реализован в виде системных программных средств на ВЦ ИАПУ РАН для использования в распределенных интерактивных графических системах и в результате практических испытаний показал свою эффективность.

Повышение скорости обработки данных в информационной технологии решается применением мультипроцессорных устройств и соответствующих параллельных вычислительных алгоритмов. Достижение требуемой производительности возможно при использовании относительно недорогих масштабируемых параллельных вычислительных устройств с требуемым числом обрабатывающих процессоров. При этом получение адекватного выигрыша в производительности обработки данных возможно при создании алгоритмов, эффективно загружающих обрабатывающие процессоры. В работе исследованы вопросы ускорения вычислений применительно к трудоемким процессам визуализации

пространственных сцен. Использовались мультипроцессорные устройства: транспьютерные системы с процессорами Texas Instruments и многопроцессорная вычислительная система МВС отечественной разработки.

Рис. 5. Пример конфигурации исследуемой транспьютерной сети

Для транспьютерной системы (Рис. 5) разработан параллельный алгоритм визуализации объектов, построенных конструктивными методами, и исследована его работа на разных данных (пространственных сценах) и аппаратных конфигурациях. Реализован и исследован метод разделения экранного пространства на области равного размера. Полученная аналитическая оценка производительности алгоритма представляется выражением

М

-,где Кмс(М) - ускорение вычислений.

1 + М / +(ГА„/Г1)/(Л/-1-Л// * „ т.е. отношение времени обработки на одном транспьютере ко времени обработки на А/ транспьютерах, А'Яг - число строк в изображении, ТК,ТЛМ - время обработки на одном транспьютере и аддитивная величина, отражающая затраты, связанные с установочными действиями и обменом данными между транспьютерами. При условии М«1 выражение упрощается и имеет вид: Каи{М) =-—-.

Анализ аналитических оценок и экспериментальные исследования алгоритма позволяют сделать выводы: (1) рост производительности обработки имеет тенденцию к насыщению с увеличением числа используемых транспьютеров, (2) повышение эффективности распараллеливания требует уменьшения аддитивной составляющей Тш за счет распараллеливания геометрического преобразования и вычисления глобальных характеоистик сцены или выполнением их на высокоскоростном геометрическом процессоре, (3) эффективность распараллеливания понижается с уменьшением размера экранной области и значительной неоднородности сцены, для уменьшения влияния неоднородности целесообразно

применение адаптивного разбиения экранного пространства на неоднородные участки. (4) использование относительно небольшого числа транспьютеров (20-30) допускает динамическую визуализацию пространственных сцен средней сложности.

Задача сбалансированной загрузки процессоров исследовалась на многопроцессорной вычислительной системе МВС. Исследовались статические и динамические стратегии разделения вычислений для метода визуализации сцены, основанного на трассировке лучей, проходящих через пиксели экрана, и на применении октантных деревьев для представления сцены. Наиболее равномерную загрузку дает случайная выборка пикселей для процессоров, имеющая согласующуюся с экспериментальными данными оценку вероятности, что загрузка процессора будет в пределах заданного отклонения. Разработанный алгоритм использует механизм когерентности трассируемых лучей, сокращающий объем вычислений для текущего луча за счет использования результатов предыдущих вычислений. Для объединения преимуществ метода случайной выборки пикселей и механизма когерентности лучей используется развертка экрана и случайная выборка на ней непрерывных серий пикселей. Динамическое разделение нагрузки процессоров использует гибридный подход, объединяющий статическое распределение со случайной выборкой и разверткой экрана и локальное перераспределение загрузки процессоров. Динамическая балансировка управляется процессором, выполняющим диспетчерские функции на основе анализа накапливаемых данных о состоянии обрабатывающих процессоров.

Проведенные исследования разработанных алгоритмов и анализ полученных теоретических оценок и экспериментальных данных позволяют определить границы эффективности применения многопроцессорных архитектур для рассматриваемого класса ;адач и оценить зависимость производительности от параметров процессорной структуры.

В главе 6 рассматривается реализации и применения разработанной информационной технологии. Выполнено два варианта реализации: ориентированный на решение задач цифровой картографии и полная реализация. Первый вариант включает компоненты: региональный банк картографической информации, подсистему создания графических оригиналов карт, средства формирования библиотек описаний картографических условных знаков, системные компоненты - интерактивная графическая система, средства поддержки распределенной работы программной системы, драйверы специальных графических устройств, сетевая СУБД для хранения сложно-структурированных графических данных, средства для работы с устройствами ввода графических данных.

Региональный банк картографической информации содержит средства ввода данных в банк, средства выборки данных с библиотекой стандартных запросов, механизм вывода

данных в требуемом представлении, средства размещения данных в архивах и их сопровождение. Хранилище данных банка организовано по двухуровневой схеме, совмещающей оперативность доступа к данным с возможностью накопления больших их объемов при использовании устройств архивирования данных. Структуризация картографической информации производится по трапециям картографической разграфки, что обеспечивает эффективную выборку данных по заданной территории и рациональный механизм обмена между оперативными базами данных и архивом. Объекты, хранимые в банке, описываются реляционными отношениями, разделенными на ряд баз данных - «Картографический объект», «Плановые и высотные сети» - содержащая описания геодезических сетей, «Объект работ» - содержащая описания объектов работ картпроизводства, «Рельеф» - содержащая цифровые модели рельефа. В базе данных «Рельеф» допускается хранение различных представлений рельефа, при этом для каждого участка территории хранится исходная модель, поступившая из систем сбора данных - пикетная, регулярная сеточная, горизонтали, галсы, микроформы рельефа. При запросе данных по рельефу производится автоматическое преобразование и формирование требуемой модели представления рельефа. Подсистема автоматизированного создания цифровых графических оригиналов карт является одним из потребителей данных банка, она выполняет отображение цифровой модели местности в цифровое описание графического оригинала листа карты, отвечающее требованиям на картографическую продукцию.

Второй вариант программной реализации информационной технологии выполнен в виде технологического программного комплекса, его основные блоки: (1) средства поддержки автоматизированного массового ввода данных с картоматериалов, оперативное редактирование и контроль данных, (2) средства хранения пространственных данных в базах данных, (3) диалоговая многооконная графическая оболочка с системой запросов и средств визуализации данных, (4) средства для работы с объемными объектами. Комплекс реализует базовый набор функций и позволяет создавать на его основе специализированные прикладные системы, предоставляя их разработчикам типовые.технологические решения для основных процессов обработки графических данных. Особенности реализации комплекса - унифицированное представление объектов, отвечающее разработанной модели данных, организация хранения данных, допускающая эффективную выборку объектов по геометрическим параметрам, поддержка работы с разнообразными типами атрибутов объектов (скалярные, векторные, матричные величины, таблицы, рисунки и пр.). расширяемый классификатор объектов, настраиваемый на прикладные области, настраиваемое

логическое разделение данных на тематические слои, открытость системы для расширения и настроек, интеграция со стандартными СУБД.

Комплекс имеет трехуровневую программную архитектуру: (1) интерфейс доступа к СУБД, (2) специализированный программно-диалоговый интерфейс с базой пространственных данных для разработчиков прикладных информационных систем и для расширения функциональности комплекса, (3) пользовательский интерфейс программной оболочки и прикладных подсистем. Программная оболочка формирует окружение, в котором находятся прикладные модули, ее назначением является обеспечение координированной работы прикладных подсистем, управление их взаимодействием и синхронизацией.

Средства, поддерживающие работу с объектами конструктивной геометрии, собраны в модуле «Диалоговая конструктивная геометрия» (ДКГ), представляющим собой диалоговый вариант операций построения, редактирования и визуализации конструктивных сцен. Система ДКГ дополняет возможности, входящие в программный интерфейс функциональной группы конструктивной геометрии информационной технологии. Система ДКГ выполнена на основе оригинального диалогового монитора, позволяющего создавать программы с сетевой структурой диалога и стековой организацией переходов между состояниями. Монитор управляется задаваемой диаграммой состояний - множеством состояний программы, связанных переходами, управляемыми доступными в этих состояниях командами. При использовании мультипроцессорных устройств программное обеспечение ДКГ конфигурируется для обращения к его возможностям. При этом головная программа на хост-компьютере, управляет работой мультипроцессорного устройства, передавая на него программные коды и данные для обработки, и получает результаты в виде фрагментов изображения пространственной сцены.

Практическое применение информационной технологии и разработанных программных средств осуществляется в период 1978-1999 гг. На первом этапе областями использования являлись автоматизация картографирования, автоматизация научных исследований (АНИ), САПР судостроения, учебный процесс. На втором этапе основными областями применения являются информационные задачи по созданию территориальных кадастровых систем и автоматизированных систем управления, использующих геоинформацию, автоматизированные системы проектирования в строительстве и конструировании поверхностей пространственных форм. Ряд работ выполнялись по заказам городских и краевой администраций Приморского края.

Работы по автоматизации картографирования проводились по заказам организаций Федеральной службы геодезии и картографии РФ - ЦНИИГАиК (Москва), ПО «Дальаэрогео-

дезия» (Хабаровск), Приморское аэрогеодезическое предприятие (Владивосток) и внедрялись в период 1978 - 1992 г. Опытная и производственная эксплуатация программного обеспечения осуществлялась на названных предприятиях. Первой разработкой, переданной в производственную эксплуатацию, явилась система автоматизированной подготовки графических оригиналов карт (1986.). Следующая работа - реализация совместного с ЦНИИГАиК проекта Регионального банка картографической информации, переданного в эксплуатацию в ПО «Дальаэрогеодезия» (1989). Заключительный этап работ - создание программных средств автоматизации цифровой картографии, переданных в ПО «Дальаэрогеодезия» и Приморское аэрогеодезическое предприятие (1992).

Информационная технология обработки графических и пространственных данных применялась в задачах автоматизации научных исследований в институтах ДВО РАН. Основные потребности в обработке данных средствами разработанной технологии существуют в океанологии, географии, геологии и других исследованиях, связанных с Землей.

Средства моделирования и визуализации объемных сцен использовались для решения задачи компоновки и размещения оборудования в заданных объемах. Подсистема конструктивной геометрии как инструмент решения названной задачи вошла в САПР Морского бюро машиностроения «Малахит» (С.Петербург). Она используется также в системе многомерного геометрического моделирования «Вектор» (ДВГМА, ИАПУ ДВО РАН и др.) - интерактивном расчетно-графическом комплексе конструирования форм объектов и компоновки оборудования в судостроении, машиностроении, строительстве и др.

Программные средства информационной технологии используются в обучении САПР, вычислительной геометрии, инженерному дизайну на кафедре начертательной геометрии и инженерной графики ДВГМА, на кафедре автоматизации научных исследований МФТИ, на кафедре САПР МГСУ в курсе «Системотехника строительства».

Вторая очередь реализаций информационной технологии внедрялась и применяется начиная с 1992 г. Направления применения:

А) Работы по созданию баз картографических данных (БД) по картоматериалам, данным полевой съемки и другим источникам геопространственной информации. По заказу администрации г.Владивостока создание БД цифровых карт масштаба 1:500 по территории города, охватывающих здания, сооружения, наземные и подземные инженерные коммуникации и другие объекты городского хозяйства. По заказу администрации г.Находка создание БД цифровых карт масштаба 1:2000 по территории города и СЭЗ, включающих рельеф, гидрографию, здания и сооружения, дороги, инженерные коммуникации, земельные участки. По заказу администрации г.Партизанска создание БД карт масшпба 1:25000

0 территории города, включающих все объекты карты. По заказу отдела природных ре-урсов краевой администрации и комитета охраны природы создание БД цифровых карт 1асштаба 1:200000 по территориям Приморского края, охватывающих рельеф, гидрогра-шю, растительность, дороги, населенные пункты, административные границы.

Б) Работы по созданию систем городского кадастра - автоматизированных информаци-шных систем управления городским хозяйством в целом или отдельными его частями транспортные и инженерные коммуникации, проектирование архитектурных сооружений

1 т.п.). В системах решаются задачи инвентаризации объектов городского хозяйства, подготовка отчетных документов, выполнение инженерных расчетов, планирование, прогноз н др. Работы выполнялись по заказам архитектурных отделов городских администраций. Для создания автоматизированной системы управления объектами городского хозяйства система передана в архитектурное управление администраций гг. Находка и Уссурийск, предприятие «Водоканал» гг. Владивосток и Находка, комитет дорожного хозяйства администрации Приморского края.

В) Приложения программной системы для автоматизированного учета земель в земельных комитетах городов Приморского края. По заказу администрации Приморского края (краевой земельный комитет, краевой комитет охраны окружающей среды и природных ресурсов) разработана система краевого земельного кадастра.

Г) Прикладные ГИС и работы по учету лесных ресурсов регионов. (1) Работа, выполненная для Института экономических исследований ДВО РАН и Института лесного хозяйства, представляющая интегрированные данные по Хабаровскому краю. (2) Учет и обработка сведений по лесхозам по заказу Приморского краевого управления лесным хозяйством, эксплуатация разработанной системы проводилась в лесхозе г. Партизанска.

Основные выводы и результаты

1. Проведенный в диссертационной работе системотехнический анализ задач строительной отрасли показывает высокий уровень потребности в средствах обработки графических и пространственных данных в задачах автоматизации проектирования. Вместе с тем, эффективность использования указанных средств является недостаточной, что связано с отсутствием научно-обоснованной интегрированной информационной технологии обработки этого вида данных, учитывающей особенности строительных задач. Имеющиеся системы не в полной мере отвечают требованиям методологической, информационной и программной совместимости, функциональным возможностям. Учитывая, что развитие и применение информационных технологий является одним из приоритетных направле-

нин науки и практики в строительстве, имеющее большое значение для развития строительной деятельности, задача создания адекватной информационной технологии обработки графических и пространственных данных для строительства является теоретически и практически актуальной. Решение этой задачи составляет цель диссертационной работы.

2. Для достижения поставленной в диссертационной работе цели используемся методология и теория системотехники строительства, отечественные и зарубежные теоретические и прикладные исследования по информационным технологиям и их стандартизации, современные программные технологии. В соответствии со схемой исследования на основе анализа прикладных задач определены методологические принципы построения создаваемой информационной технологии, требования к ее структуре и функциональному наполнению.

3. Разработана новая модель представления графических и пространственных данных, являющаяся концептуальной основой информационной технологии. Модель данных объединяет традиционные типы графических и пространственных данных, объемные модели, применяемые в САПР, пространственно распределенные данные, типичные для задач моделирования. Алгоритмический базис технологии строится на единой модели данных, что обеспечивает её целостность, адекватность предметной области, позволяет применять общие алгоритмические и программные решения в процессах обработки.

4. Разработан и программно реализован пакет оригинальных методов и алгоритмов функционального наполнения информационной технологии. Состав и требования к нему определены из анализа задач рассматриваемой отрасли и исследований по структу ре систем обработки пространственных данных. Основные реализованные функциональные группы - алгоритмы массового автоматизированного ввода графических материалов; методы хранения и доступа к сложно структурированным графическим данным; алгоритмы внутримодельных преобразойаний данных; алгоритмы визуализации данных в виде традиционных и объемных карт, пространственных объемных сцен, динамическое отображение данных и ряд других.

5. Разработан и реализован оригинальный алгоритмический аппарат для работы с объемными объектами, отличающийся наличием формализованного метода расширения состава базовых объектов и возможностью перехода между разными формами описания объектов - конструктивно-геометрическим, граничным, иерархическим. Разработанные алгоритмы позволяют получать визуальные представления данных виде пространственных сцен, включающих модель местности, объемные пространственные формы, наборы изоповерхностей для пространственно-распределенных данных.

6. Исследованы методы ускорения обработки графических данных на базе использования мультипроцессорных устройств. Разработаны оригинальные алгоритмы визуализации, использующие параллельные вычисления и исследована их работа на транспьютерной системе и многопроцессорной системе МВС-100. Теоретический анализ и экспериментальные исследования алгоритмов позволили определить область применимости мультипроцессорных систем для обработки рассматриваемых данных. Показана эффективность применения мультипроцессорных систем для динамического отображения пространственных данных.

7. Исследована реализация информационной технологии в виде распределенной программной системы для работы в вычислительной сети. Показано, что задача эффективного распределения программных модулей между компьютерами формулируется в виде задачи оптимизации на графе, отображающем программную структуру системы, при этом выполняется адаптивное распределение модулей. Разработаны системные программные средства поддержки распределенного режима работы программного обеспечения информационной технологии.

8. Информационная технология реализована в виде программного комплекса. Использование его при решении ряда прикладных задач, подтвердило эффективность теоретических и практических результатов диссертационного исследования и информационной технологии, что проявляется в сокращении времени создания прикладных систем, сокращении затрат на формирование баз графических и пространственных данных, хорошей совместимости создаваемых приложений.

9. Проведено внедрение результатов исследования - программного комплекса и прикладных систем в строительной и других отраслях (на предприятиях Федеральной службы геодезии и картографии РФ), в земельных, архитектурных, дорожных и др. подразделениях администраций ряда городов, в СПМБМ «Малахит» (С.Петербург), в учебных процессах ДВГМА на кафедре начертательной геометрии и инженерной графики, МФТИ на кафедре автоматизации научных исследований, МГСУ на кафедре САПР.

10. Результаты исследования могут быть развиты по ряду направлений: расширение модели представления данных, совершенствование алгоритмов выполнения геометрических запросов к данным, создание новых методов автоматизации ввода графических документов с расширением состава распознаваемых объектов и их связей, разработка новых методов визуального отображения данных с адаптивными алгоритмами, переменной точностью отображения, генерализацией информации, расширение применения параллельных вычислений.

Основные публикации по теме диссертации

1. Белов С.Б. Иерархическая структура данных для интерактивной графической систолы. Препринт, Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1979, 39с.

2. Белов С.Б. Организация динамической загрузки программ в ОС ЕС. Препринт. Вла-швосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1979, 18с.

3. Bobkov V., Belov S. et al. The Interactive Graphics System DISGRAF II Интерактивные :истемы / Тр. советско - финского симпозиума, -Тбилиси, 1979, с.240-248.

4. Бобков В.А., Белов С.Б., Говор В.И. Интерактивная графическая система общего на-шачеиия // Диалоговые вычислительные комплексы: Материалы Всесоюзн. совещания. -Серпухов: ИФВЭ, 1979, с.279-284.

5. Белов С.Б., Бобков В.А. Сателлитная графическая система с фиксированным распре: гелением функций // Проблемы международн. системы научн. и технич. информации / М.: У1ЦНТИ, 1981, № 3, с.20-25.

6. Бобков В.А., Белов С.Б., Соловых И.А. Опыт эксплуатации протокола управления зиртуальным графическим терминалом // Вычислительные сети коммутации пакетов: Тез. докл. II Всесоюзн. конф., - Рига: ИЭВТ АН ЛатвССР, 1981, с. 109-112.

7. Белов С.Б., Бобков В.А. Универсальная графическая система // Проблемы вычислительной техники / М.: МЦНТИ, Координационный комитет АН СССР по вычислительной технике, 1981, с.145-155.

8. Белов С.Б. Система управления базой графических данных ПРИС. В кн.: Проблемы машинной графики: Матер. Всесоюзн. конф., Новосибирск, 1982, с.11-18.

9. Бобков В.А., Белов С.Б. Графический протокол // Программирование, 1983, № 1. =.39-49.

10. Белов С.Б. и др. Интерактивное конструирование сложных геометрических форм гиперключевым методом с использованием базы данных // Методы и средства обраб. сложно-структур. семант. насыщ. графич. инф. / Тез. докл. Всесоюзн. конференции. -Горький, 1983, 4с.

11. Bobkov V., Belov S. A Graphics Protocol // Program, and Comput.Soñw. (USA), v.9. 1984, no.l, p.21-9.

12. Белов С.Б. Исследование и разработка графического программного обеспечения для распределенной вычислительной системы. Автореф. дисс. на соискание уч.степенн канд.фнз.-мат.наук, Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 1984, 20 с.

13. Белов С.Б., Бобков В.Д., Соловых И.А. Распределенные графические системы // Машинная графика баз данных / М.: МЦНТИ, 1984, № 26, с.65-85.

14. Белов С.Б. и др. Сетевое программное обеспечение с использованием ЕС и СМ ЭВМ И В кн.: Алгоритмы и профаммы. ГосФАП, ВНТИЦентр, №2 (65), 1985, 61 с.

15. Белов С.Б., Бобков В.А., Васильев A.A. Интерфейс с рабочей станцией в реализации графического стандарта GKS // Системное программное обеспечение автоматизации научных исследований / Сборник научных трудов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1986. с.94-104.

16. Бобков В.А., Белов С.Б. Структура графического комплекса УНИГРАФ и его применение // Проблемы информационных систем / М.: МЦНТИ, 1988, № 5, 8с.

17. Белов С.Б. Реализация универсальной рабочей станции для децентрализованной GKS-ориентированной графической системы // В кн.: "Программирование", материалы национальной школы, Варна, НРБ, 1988, с.108-111.

18. Бобков В.А., Белов С.Б., Говор В.И. и др. Проблемы разработки баз знаний для экспертных систем в области картографии // Программное обеспечение новой информационной технологии / Тез. докл. Всесоюзн. научно-технического совещ. - Калинин, 1989,5с.

19. Болотов В. П., Роньшин Ю.И., Белов С.Б. Аппарат конструктора - инструментарий интерактивного расчетно-графического программирования в САПР // Интегрированные системы автоматизированного проектирования. - М., 1989, с. 188-189."

20. Бобков В.А., Белов С.Б., Роньшин Ю.И., Май В.П. Интерактивная графическая система конструирования и визуализации сложных геометрических объектов // Транспьютеры и их применение / Тез. докл. I Всесоюзн. конф. - Звенигород, 1991, 4 с.

21. Бобков В.А., Белов С.Б., Пастернак C.B., Май В.П. Об организации муниципальной, информационной системы города Владивостока // В кн.: "Региональная информатика", Труды международной конференции, С.Петербург, 1993,24 с.

22. Белов С.Б., Бобков В.А. Технология оцифровки карт для городских территорий // Вестник Дальневосточного отделения РАН, 1994, №2, с.51-54.

23. Белов С.Б. и др. Система городского кадастра // Вестник Дальневосточного отделения РАН, 1994, №2, с.55-59.

24. Бобков В.А., Белов С.Б. и др. Система программной поддержки городского территориального кадастра АТЛАС // Геодезия и картография, 1994, № 6, с.54-57.

25. Белов С.Б., Бобков В.А., Кадничанский С.А. Модельный подход к описанию картографических условных знаков // Геодезия и картография, 1994, № 10,.с.42-46.

26. Бобков В.А., Белов С.Б., Май В.П., Роньшин Ю.И. Параллельные вычисления в алгоритмах визуализации пространственных объектов, построенных методом конструктивной геометрии // Программирование, 1994, № 2, с.16-26.

27. Белов С.Б. и др. Система конструирования и реалистичной визуализации сложных геометрических объектов // Автометрия, 1995, №2, с.73-78.

28. Бобков В.А., Белов С.Б., Кадничанский С.А. Алгоритмы преобразования цифровой модели рельефа// Геодезия и картография, 1995, № 6,9 с.

29. Белов С.Б. и др. Распознавание условных графических обозначений. - Методы и средства обработки сложной графической информации. Тезисы докладов 5-й с участием стран СНГ научной конференции. Нижний Новгород, 1998, с. 10-11.

30. Бобков В.А., Белов С.Б. и др. Векторизация растровых изображений // Информационные технологии, №7, 1998, с.7-11.

31. Белов С.Б. Средства производства и использования картографических информационных ресурсов по объектам градостроительства // Современные технол. и инвестиц. процессы в строительстве. Тр. секции «Строительство» РИА. Вып. 1 / Изд. секции «Строительство» РИА. - М., 2000, с. 60-69.

32. Бобков В.А., Белов С.Б., Морозов М.А., Роньшин Ю.И. Автоматизация обработки данных микроформ рельефа // Геодезия и картография, № 3,2000, Зс.

33. Белов С.Б. и др. Распознавание условных знаков // Информационные технологии, №6,2000, 7с.

34. Белов С.Б. Представление городской архитектурной среды в виде объемной карты для визуальной оценки проектных решений // Промышленное и гражданское строительство, № 3,2000, с. 34-35.

35. Белов С.Б., Гельцер Ю.Г. Объемно-графическое моделирование переустройства инженерных коммуникаций городских территорий // Строит, материалы и технологии XXI века, №4,2000, с. 30-31.

36. Семечкин А.Е., Белов С.Б. Геоинформационная технология организации переустройства градостроительных комплексов // Промышленное и гражданское строительство, № 4, 2000, 2с.

37. Гельцер Ю.Г., Белов С.Б. Объемное графирование переустройства инженерных коммуникаций городских территорий // Сборник науч. и педагог, трудов / Под ред. A.A. Гусакова, В.Ф. Яковлева, A.A. Волкова. - М.: МГСУ, 2000, с.85-87.

38. Белов С.Б., Гельцер Ю.Г. Картографическая информационная технология при организации переустройства инженерных коммуникаций городских территорий // Промышленное и гражданское строительство, № 5,2000,2с.

39. Белов С.Б. Обработка графических данных в строительных САПР. - М.: ММС, 2000. - 196с., ил.

Личный вклад в совместных публикациях

Все результаты исследований, приведенные в диссертации, получены С.Б. Беловым самостоятельно. В работах [3, 4, 7] автору принадлежат алгоритмы обработки и визуализации пространственно-распределенных данных, разработка интерактивных методов, принципов уровневого построения графического обеспечения и динамического конфигурирования системы. В работах [5, б, 9, 11, 13, 14, 15, 16] автору принадлежат программная реализация распределенной графической системы и разработка графического протокола взаимодействия компонент графической системы. В работе [18] автору принадлежит постановка задачи автоматизации постороения графического оригинала карты. В работе [19] автору принадлежат разработка системы управления базой графических данных и алгоритмов доступа к данным. В работах [21, 22, 23, 24, 25, 28] автору принадлежат разработка моделей представления данных, проект и программная реализация географической информационной системы АТЛАС и др., определение принципов технологии обработки графических данных, алгоритмы обработки графической информации на этапа.'1: сбора, обработки в базе данных и визуализации. В работах [20, 26, 27] автору принадлежат разработка модели конструктивного геометрического представления, алгоритм визуализации, методика и программно-алгоритмические средства расширения состава пространственных примитивов, разработка монитора графического диалога, алгоритмы распараллеливания вычислений для объектов конструктивной геометрии, алгоритмы диспетчеризации процессоров, получение оценки вычислительной эффективности по проведенным вычислительным экспериментам на транспьютерной конфигурации. В работе [29] автору принадлежит постановка задачи распознавания картографических условных знаков и алгоритм конструирования некоторых классов площадных условных знаков. В работе [30] автору принадлежит постановка задачи по исследованию применимости различных методов векторизации растровых изображений для обработки картографических материалов и участие в программной реализации алгоритма векторизации. В работе [33] автору принадлежит модель представления объектов микрорельефа, методика их ввода оператором и алгоритм обработки. В работах [35, 36, 37, 38] автору принадлежит информационная технология обработки графических и пространственных данных.

Введение.

Глава 1. Анализ информационной технологии обработки графических данных, постановка задачи исследования.

1.1 Обзор систем обработки графических и пространственных данных

1.2 Стандартизация средств обработки пространственных данных

1.3 Анализ архитектурно-строительных задач, использующих графические и пространственные данные

1.4 Предмет исследования, постановка задачи, методологические требования

1.5 Выводы по главе

Глава 2. Методология и модели исследования.

2.1 Модели пространственных данных

2.1.1 Геометрические данные объектно - локализованного вида

2.1.2 Объемные модели геометрических данных объектно - локализованного вида

2.1.3 Геометрические данные пространственно - распределенного вида

2.2 Модели графических условных знаков

2.2.1 Внемасштабные условные знаки

2.2.2 Линейные условные знаки

2.2.3 Площадные условные знаки

2.2.4 Площадные условные знаки с базовой линией

2.3 Реализация моделей данных в СУБД

2.4 Выводы по главе

Глава 3. Исследование и разработка методов ввода и редактирования графических данных

3.1 Сбор данных с картографических материалов

3.1.1 Общая схема сбора данных

3.1.2 Начальная обработка графического документа

3.1.3 Автоматизация формирования объектов

3.1.4 Диалоговая обработка данных

3.2 Трехмерные геометрические объекты 122 3.2.1 Диалоговое построение объектов конструктивной геометрии

3.2.2 Преобразование представлений объектов

3.3 Данные пространственно-распределенного вида

3.3.1 Обработка микроформ рельефа

3.3.2 Преобразование представлений данных пространственно-распределенного вида

3.4 Обмен данными с внешними системами

3.5 Выводы по главе

Глава 4. Исследование и разработка методов визуализации графических данных.

4.1 Картографическое представление данных

4.1.1 Построение карт в условных обозначениях

4.1.2 Размещение элементов содержания на карте

4.2 Представление данных в виде объемной карты

4.3 Визуализация пространственных сцен

4.3.1 Базовый алгоритм визуализации

4.3.2 Визуализация параметрических поверхностей

4.3.3 Визуализация граничного представления объектов

4.3.4 Визуализация динамических сцен

4.4 Построение и визуализация изоповерхностей трехмерных скалярных полей

4.5 Выводы по главе

Глава 5. Разработка методов использования многомашинных и мультипроцессорных платформ.

5.1 Работа технологического комплекса в вычислительной сети

5.2 Мультипроцессорная обработка графических данных

5.2.1 Используемые мультипроцессорные архитектуры

5.2.2 Визуализация трехмерных сцен на транспьютерной сети

5.2.3 Визуализация трехмерных сцен на многопроцессорной вычислительной системе МВС

5.3 Выводы по главе

Глава 6. Реализация информационной технологии, применение и внедрения полученных результатов.

6.1 Банк цифровой картографической информации

6.1.1 Архитектура банка

6.1.2 Организация хранения информации

-46.2 Средства создания цифровых графических оригиналов карт

6.3 Базовый технологический комплекс обработки пространственных данных

6.3.1 Архитектура программной реализации

6.3.2 Программные компоненты

6.4 Диалоговая система конструктивной геометрии

6.4.1 Организация диалоговой программы

6.4.2 Взаимодействие с мультипроцессорными устройствами

6.5 Применение информационной технологии в решении прикладных задач

6.6 Выводы по главе

Актуальность проблемы

Разработка и применение информационных технологий является одним из приоритетных направлений науки и практики в строительстве, имеющим большое значение для развития строительной деятельности в современных условиях. Архитектурные, землеустроительные, экологические, инвестиционные и др. задачи, решаемые в строительной отрасли, связаны с использованием и обработкой разнообразной графической и пространственной информации о строительном пространстве и объектах. Информационная система по экологической, геотехнической, геологической среде города создает базу для снижения трудоемкости, оптимизации объемов и сроков проектных работ, для оптимизации проектных решений и для обоснования высокоэффективных строительных технологий, обеспечивающих экологическую безопасность городской среды.

Вместе с тем, анализ использования технологий обработки графических и пространственных данных в строительной отрасли показывает недостаточный уровень и ограниченность их применения при решении практических задач. Помимо исторических, организационных и экономических причин такое положение связано с отсутствием научно-обоснованной интегрированной информационной технологии обработки этого вида данных, учитывающей особенности и ориентированной на решение задач строительного профиля. Применение разрозненных информационных систем для этих целей не является удовлетворительной альтернативой, так как приводит к значительным трудностям при объединении создаваемых на их основе прикладных модулей в комплексную информационную систему из-за концептуальной, информационной и программной несовместимости, характерной для базовых систем обработки графических и пространственных данных.

В связи с этим представляет научный и практический интерес на основе применения методов системотехники строительства и анализа задач строительной отрасли выявить методологические принципы построения, конструктивные требования и необходимое функциональное наполнение интегрированной информационной технологии, являющейся инструментальной основой для создания специализированных приложений, решающих задачи обработки графических и пространственных данных в строительных системах автоматизации проектирования. Прикладной интерес представляет реализация информационной технологии в виде пакета универсальных алгоритмов и программ, пригодных для решения широкого спектра задач в строительной и других отраслях хозяйства.

Целью исследования

Целью исследования является создание научно-методологических основ и практических методов построения информационной технологии обработки графических данных для использования в строительных системах автоматизации проектирования. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи.

- Проведен анализ задач строительного проектирования, использующих графические и пространственные данные и анализ современного состояния теории и практики разработки соответствующих информационных систем в стране и за рубежом.

- Определены методологические принципы построения, требования к структуре и необходимому функциональному наполнению разрабатываемой информационной технологии.

- Разработана базовая модель представления графических и пространственных данных, являющаяся методологической основой построения информационной технологии.

- Разработан и программно реализован пакет оригинальных методов и алгоритмов, поддерживающих автоматизированный сбор данных с графических материалов (карт, схем, планов и др.); выполняющих внутримодельные преобразования представлений данных; создающих различные визуальные представления данных (традиционные и объемные карты, трехмерные пространственные сцены, динамическое отображение данных и др.).

- Исследованы методы повышения производительности обработки данных с использованием мультипроцессорных устройств. Разработаны параллельные вычислительные алгоритмы визуализации, получены теоретические оценки и экспериментальные данные их производительности. Разработаны средства поддержки эффективной работы созданного распределенного программного обеспечения в вычислительной сети.

Рис. 1. Методологическая схема исследования

-8- На базе разработанного программного комплекса созданы прикладные системы: региональный банк картографических данных, автоматизированная картографическая система, система городского кадастра и учета земельных и лесных ресурсов, проектирования строительных дорожных работ, размещения оборудования и др.

- Проведено внедрение результатов исследования и созданного программного комплекса, в результате практического применения подтверждена эффективность полученных результатов.

Объект и предмет исследования

Объектом и предметом исследования явяляются задачи автоматизации проектирования в строительстве, использующие графические данные и информационные технологии их обработки; методология построения информационной технологии обработки графических данных и вопросы ее программной реализации, модели и алгоритмы обработки данных.

Методологические основы и методы исследования: системотехника строительства, отечественные и зарубежные исследования по средствам обработки графических и пространственных данных, машинная графика, вычислительная геометрия, объектное и структурное программирование, распознавание образов, инженерия знаний и методы экспертных систем. Методологическая схема исследования приведена на рисунке Рис. 1.

Научная новизна диссертационной работы:

- впервые проведен системотехнический анализ специфики и особенностей использования средств обработки графических и пространственных данных в задачах автоматизированного проектирования в строительстве в целях определения принципов построения, требований и необходимого функционального наполнения создаваемой информационной технологии,

- созданы научно-методологические основы и практические методы построения информационной технологии обработки рассматриваемого вида данных, отвечающие требованиям прикладной области, обеспечивающие концептуальную, информационную и программную совместимость создаваемых на ее основе прикладных систем,

-9- разработана и программно реализована новая модель представления графических и пространственных данных, объединяющая объектно-локализованные, пространственно-распределенные и конструктивно-геометрические данные, необходимые для решения рассматриваемого круга прикладных задач,

- разработан комплекс оригинальных алгоритмов для автоматизированного сбора, хранения, внутримодельных преобразований и для получения различных визуальных представлений графических и пространственных данных,

- на основе исследований разработанных алгоритмов параллельной обработки графических данных получены оценки применимости мультипроцессорных вычислительных устройств для обработки рассматриваемого вида данных.

На защиту выносятся:

- комплекс теоретических и практических методов построения информационной технологии обработки графических и пространственных данных в строительных системах автоматизации проектирования, включающий новую модель представления данных и пакет оригинальных алгоритмов обработки данных,

- интегрированная информационная технология, реализованная в виде программного комплекса для распространенной аппаратно-программной платформы \VINTEL, использующая мультипроцессорные системы и многомашинные информационно-вычислительные архитектуры,

- результаты применения разработанной информационной технологии для создания приложений в строительстве, управлении, образовании и других областях.

Практическая значимость и внедрение результатов исследования

Созданная информационная технология и программные средства имеют практическую направленность и предназначены для создания на их основе специализированных систем по сбору, хранению, передаче и обработке графических и пространственных данных в строительных системах автоматизации проектирования и в других областях. Применение разработанных средств позволяет эффективно решать задачи автоматизации обработки графических данных, опираясь на предложенные решения, при этом разрабатываемые прикладные модули обладают информационной и программной совместимостью и открытостью. Комплекс программных средств обеспечивает высокий уровень автоматизации на всех этапах обработки от ввода исходных данных до получения результатов обработки в

- 10 требуемых формах представления. Средства автоматизированного ввода данных с графических документов, объединяющие автоматический ввод и интерактивные методы существенно повышают производительность процесса формирования цифровой графической информации. Средства визуализации эффективно решают задачу автоматизации создания карт, отвечающих отраслевым требованиям оформления. В целом программный комплекс, реализующий технологию, позволяет с небольшими затратами и в ограниченные сроки создавать специализированные прикладные системы разного назначения.

Внедрение результатов работы

Внедрение результатов работы проводилось в 1986-1999 гг. Результаты исследования в виде методик и программных продуктов использовались в составе средств автоматизации картографирования в ЦНИИ Геодезии, аэрофотосъемки и картографии (Москва), в Дальневосточном (Хабаровск) и Приморском (Владивосток) аэрогеодезических предприятиях Федеральной службы геодезии и картографии. На базе информационной технологии разработаны системы, с помощью которых созданы банки цифровых картографических данных по гг. Владивосток, Находка и др., используемые в земельных, архитектурных и др. подразделениях администраций. Компоненты технологии использовались в задачах автоматизации научных исследований в институтах ДВО РАН, в задачах строительного и машиностроительного проектирования, в Дальневосточной гос. морской академии (ДВГМА, Владивосток) в проектировании пространственных форм и поверхностей. Программная реализация для транспьютерной системы передана для использования во ВНИИ Проблем вычислительной техники и информатики (Москва). Информационная технология и разработанные на ее основе прикладные пакеты используются в учебном процессе в ДВГМА на кафедре начертательной геометрии и инженерной графики, МФТИ на кафедре АНИ, МГСУ на кафедре САПР в курсе «Системотехника строительства».

Связь с планами отраслей наук и народного хозяйства

Представленные в диссертации исследования проводились в рамках ряда программ.

Государственные научно-технические программы:

- Программа ГКНТ СССР по созданию транспьютерного набора и многопроцессорных вычислительных систем;

- Программа Министерства науки, высшей школы и технической политики РФ «Перспективные информационные технологии»;

-11

- Грант Российского Фонда фундаментальных исследований (99-01-00640);

- Федеральная целевая программа «Интеграция» (А0026).

Научно-исследовательские темы ИАПУ ДВО РАН:

- «Автоматизация научных исследований на неоднородной вычислительной сети» (гос.регистр. 81055372),

- «Разработка методов исследования и прогр. средств информационно-вычислительных сетей» (01860107742),

- «Исследование и разработка средств машинной графики и методов надежного хранения информации для автоматизации картографирования и моделирования сложных объектов»(01910016835),

- «Исследование и разработка средств машинной графики и применение их в гибких производственных системах» (01861107736).

Научно - техническая программа Федеральной службы геодезии и картографии

- «Разработка технологий автоматизированного создания и обновления топографических карт».

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 24 международных, всесоюзных, региональных конференциях, семинарах, в частности:

- Советско-финский симпозиум «Интерактивные системы» (Тбилиси, 1979).

- Всесоюзные конференции «Проблемы машинной графики» (1979 - 1987).

- Всесоюзная конференция "Вычислительные сети коммутации пакетов" (Рига, 1981).

- Всесоюзная конференция "Проблемы автоматизации топографо-геодезических и картографических работ" (Новосибирск, 1981).

- Всесоюзная конференция по искусственному интеллекту (Минск, 1990).

- Всесоюзная конференция «Транспьютерные системы и их применение» (Звенигород, 1991).

- Всесоюзный научно-технический семинар «Картографические информационные системы» (Москва, 1992).

- Международная конференция «Региональная информатика» (С. Петербург, 1994).

- 13

10. Результаты исследования могут быть развиты по ряду направлений: расширение модели представления данных, совершенствование алгоритмов выполнения геометрических запросов к данным, создание новых методов автоматизации ввода графических документов с расширением состава распознаваемых объектов и их связей, разработка новых методов визуального отображения данных с адаптивными алгоритмами, переменной точностью отображения, генерализацией информации, расширение применения параллельных вычислений.

-261

Заключение

1. Проведенный в диссертационной работе системотехнический анализ задач строительной отрасли показывает высокий уровень потребности в средствах обработки графических и пространственных данных в задачах автоматизации проектирования. Вместе с тем, эффективность использования указанных средств является недостаточной, что связано с отсутствием научно-обоснованной интегрированной информационной технологии обработки этого вида данных, учитывающей особенности строительных задач. Имеющиеся системы не в полной мере отвечают требованиям методологической, информационной и программной совместимости, функциональным возможностям. Учитывая, что развитие и применение информационных технологий является одним из приоритетных направлений науки и практики в строительстве, имеющее большое значение для развития строительной деятельности, задача создания адекватной информационной технологии обработки графических и пространственных данных для строительства является теоретически и практически актуальной. Решение этой задачи составляет цель диссертационной работы.

2. Для достижения поставленной в диссертационной работе цели используется методология и теория системотехники строительства, отечественные и зарубежные теоретические и прикладные исследования по информационным технологиям и их стандартизации, современные программные технологии. В соответствии со схемой исследования на основе анализа прикладных задач определены методологические принципы построения создаваемой информационной технологии, требования к ее структуре и функциональному наполнению.

3. Разработана новая модель представления графических и пространственных данных, являющаяся концептуальной основой информационной технологии. Модель данных объединяет традиционные типы графических и пространственных данных, объемные модели, применяемые в САПР, пространственно распределенные данные, типичные для задач моделирования. Алгоритмический базис технологии строится на единой модели данных, что обеспечивает её целостность, адекватность предметной области, позволяет применять общие алгоритмические и программные решения в процессах обработки.

-265

4. Разработан и программно реализован пакет оригинальных методов и алгоритмов функционального наполнения информационной технологии. Состав и требования к нему определены из анализа задач рассматриваемой отрасли и исследований по структуре систем обработки пространственных данных. Основные реализованные функциональные группы - алгоритмы массового автоматизированного ввода графических материалов; методы хранения и доступа к сложно структурированным графическим данным; алгоритмы внутримодельных преобразований данных; алгоритмы визуализации данных в виде традиционных и объемных карт, пространственных объемных сцен, динамическое отображение данных и ряд других.

5. Разработан и реализован оригинальный алгоритмический аппарат для работы с объемными объектами, отличающийся наличием формализованного метода расширения состава базовых объектов и возможностью перехода между разными формами описания объектов - конструктивно-геометрическим, граничным, иерархическим. Разработанные алгоритмы позволяют получать визуальные представления данных виде пространственных сцен, включающих модель местности, объемные пространственные формы, наборы изоповерхностей для пространственно-распределенных данных.

6. Исследованы методы ускорения обработки графических данных на базе использования мультипроцессорных устройств. Разработаны оригинальные алгоритмы визуализации, использующие параллельные вычисления и исследована их работа на транспьютерной системе и многопроцессорной системе МВС-100. Теоретический анализ и экспериментальные исследования алгоритмов позволили определить область применимости мультипроцессорных систем для обработки рассматриваемых данных. Показана эффективность применения мультипроцессорных систем для динамического отображения пространственных данных.

7. Исследована реализация информационной технологии в виде распределенной программной системы для работы в вычислительной сети. Показано, что задача эффективного распределения программных модулей между компьютерами формулируется в виде задачи оптимизации на графе, отображающем программную структуру системы, при этом выполняется адаптивное распределение модулей. Разработаны системные программные средства поддержки распределенного режима работы программного обеспечения информационной технологии.

-2668. Информационная технология реализована в виде программного комплекса. Использование его при решении ряда прикладных задач, подтвердило эффективность теоретических и практических результатов диссертационного исследования и информационной технологии, что проявляется в сокращении времени создания прикладных систем, сокращении затрат на формирование баз графических и пространственных данных, хорошей совместимости создаваемых приложений.

9. Проведено внедрение результатов исследования - программного комплекса и прикладных систем в строительной и других отраслях (на предприятиях Федеральной службы геодезии и картографии РФ), в земельных, архитектурных, дорожных и др. подразделениях администраций ряда городов, в СПМБМ «Малахит» (С.Петербург), в учебных процессах ДВГМА на кафедре начертательной геометрии и инженерной графики, МФТИ на кафедре автоматизации научных исследований, МГСУ на кафедре САПР.

1. Автоматизация в тематической картографии / Тез. докл. 8-й Всесозн. конф. по тематическому картографированию, Москва 1985 г., - М., изд. МГУ, 1985, 182 с.

2. Алексеев A.C., Акава Н.И., Пяткин В.П., Хорев А.Г. Концепция высокоэффективной вычислительной системы для центра прикладных исследований в области дистанционного зондирования Земли. Автоматизир. обработка видеоданных, Новосибирск, 1987, с.3-10.

3. Алсынбаев К.С., Дейхин JI.E., Ерофеев С.Г., Кравченко Ю.А. Программный комплекс векторизации TRACK // Исслед. в области цифрового картографирования, ГИС-технологий и кадастра: Науч. техн. сб.- М.: ЦНИИГАиК, 1995, с.32-40.

4. Антипов А.Н., Рагозин A.B. Использование картографической информации в гидрологических исследованиях. География и природные ресурсы, 1987, № 4, с. 80-87.

5. Банки географических данных для тематического картографирования, М., изд. Моск. ун-та, 1987, 188 с.

6. Баяковский Ю.М., Галактионов В.А., Т.Н. Михайлова. Графор. Графическое расширение Фортрана. М.: Изд. Наука, 1985, 288с.

7. Белов С.Б. Иерархическая структура данных для интерактивной графической системы. Препринт, Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1979, 39с.

8. Белов С.Б. Организация динамической загрузки программ в ОС ЕС. Препринт, Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1979, 18с.

9. Белов С.Б. Система управления базой графических данных ПРИС. В кн.: Проблемы машинной графики: Матер. Всесоюзн. конф., Новосибирск, 1982, с. 11-18.

10. Белов С.Б. Исследование и разработка графического программного обеспечения для распределенной вычислительной системы. Автореф. дисс. на соискание уч.степени канд.физ.-мат.наук, Дубна: Объединенный институт ядерных исследований, 1984, 20 с.

11. Белов С.Б. Обработка графических данных в строительных САПР. M.: ММС, 2000. - 196с., ил.

12. Белов С.Б. Представление городской архитектурной среды в виде объемной карты для визуальной оценки проектных решений // Промышленное и гражданское строительство, № 3, 2000, с. 34-35.

13. Белов С.Б., Бобков В.А. Универсальная графическая система для сети ЭВМ. Средства вывода. Препринт, Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1979, 46с.

14. Белов С.Б., Бобков В.А. Сателлитная графическая система с фиксированным распределением функций // Проблемы международной системы научной и технической информации / МЦНТИ, 1981, № 3, с. 20-25.

15. Белов С.Б., Бобков В.А. Универсальная графическая система // Проблемы вычислительной техники / МЦНТИ, Координационный комитет АН СССР по вычислительной технике, 1981, с. 145-155.-268

16. Белов С.Б., Бобков В.А., Соловых И.А. Распределенные графические системы // Машинная графика баз данных / МЦНТИ, 1984, № 26, с.65-85.

17. Белов С.Б. и др. Сетевое программное обеспечение с использованием ЕС и СМ ЭВМ // Алгоритмы и программы / Инф. бюллетень ГФАП, 1985, № 2.

18. Белов С.Б. и др. Распознавание условных знаков // Информационные технологии, №6, 2000, 7с.

19. Белов С.Б., Бобков В.А. Структура графического комплекса УНИГРАФ и его применение // Проблемы информационных систем / МЦНТИ, 1988, № 5, 8 с.8.

20. Белов С.Б., Бобков В.А., Кадничанский С.А. Модельный подход к описанию картографических условных знаков // Геодезия и картография, 1994, № 10, с. 42-46.

21. Белов С.Б., Бобков В.А. Технология оцифровки карт для городских территорий // Вестник ДВО РАН, 1994, №2, с. 51-54.

22. Белов С.Б., Гельцер Ю.Г. Объемно-графическое моделирование переустройства инженерных коммуникаций городских территорий // Строит, материалы и технологии XXI века, №4, 2000, с. 30-31.

23. Белов С.Б., Бобков В.А. и др. Система городского кадастра // Вестник ДВО РАН, 1994, №2, с.55-59.

24. Белов С.Б., Бобков В.А., Май В.П., Ронынин Ю.И. Система конструирования и реалистичной визуализации сложных геометрических объектов // Автометрия №2, 1995, с. 73-78.

25. Белов С.Б., Бобков В.А., Май В.П., Морозов М.А. Распознавание условных графических обозначений. Методы и средства обработки сложной графической информации. Тезисы докладов 5-й с участием стран СНГ научной конференции. Нижний Новгород, 1998, с.10-11.

26. Беляев С.Ю., Козелецкий Г.В. Визуализация трехмерных сцен в реальном времени на IBM PC/AT // Программирование, 1992, № 4, с.28-39.

27. Берлянт A.M., Гедымин A.B., Кельнер Ю.Г. и др. Справочник по картографии.- М.: Недра, 1988, 428с.

28. Беручашвили H.JI., Кевхишвили А.Г. Экспертные системы в географических исследованиях. Изв. ВГО, 1989, том 121, вып. 1, с. 3-10.

29. Бобков В.А., Белов С.Б., Говор В.И. Графический пакет для ЭВМ-М4030 с графическими дисплеями ЕС- 7064 и А5433 // Автометрия, 1978, № 5.

30. Бобков В.А., Белов С.Б. ДИСГРАФ: пакет графических программ. Работа с графическим дисплеем ЕС-7064 в ОС ЕС ЭВМ. Препринт, Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1978, 42 с.

31. Бобков В.А. Белов С.Б. Система машинной графики для сети ЭВМ // Тез. докл.У Всесоюзн. школы-семинара по вычислительным сетям. Владивосток, 1980.

32. Бобков В.А., Белов С.Б. Графический протокол. Средства вывода. Препринт, Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1980, 28с.

33. Бобков В.А. Белов С.Б. Графический протокол // Тез. докл.У Всесоюзн. школы-семинара по вычислительным сетям. Владивосток, 1980, с. 19-21.

34. Бобков В.А., Белов С.Б. Сетевой графический протокол. Препринт, Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1980, 40с.

35. Бобков В.А., Белов С.Б., Соловых И.А. Опыт эксплуатации протокола управления виртуальным графическим терминалом // Вычислительные сети коммутации пакетов: Тез. докл. II Всесоюзн. конф., Рига: ИЭВТ АН ЛатвССР, 1981, с. 109-112.

36. Бобков В.А., Говор В.И. Проект автоматизированной картографической системы АКСИС // Проблемы автоматизации топографо-геодезических и картографических работ: Материалы Всесоюзн. конф. Новосибирск, 1981.

37. Бобков В.А., Белов С.Б., Соловых И.А. Опыт реализации графического протокола на экспериментальном участке вычислительной сети. В кн.: Шестая Всесоюзн. школа-семинар по вычислительным сетям, Винница, 1981, с. 82-86.

38. Бобков В.А., Белов С.Б. Графический протокол // Программирование, 1983, № 1, с. 39-49.

39. Бобков В.А., Белов С.Б., Васильев A.A. Реализация графического стандарта на ЕС ЭВМ // Проблемы машинной графики и цифровой обработки изображений / Тез. докл. Всесоюзн. конф. Владивосток, 1985.

40. Бобков В.А., Белов С.Б., Васильев A.A. Интерфейс с рабочей станцией в реализации графического стандарта GKS // Системное программное обеспечение автоматизации научных исследований / Сб. научн. трудов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1986. с.94-104.

41. Бобков В.А., Белов С.Б., Ронынин Ю.И., Май В.П. Интерактивная графическая система конструирования и визуализации сложных геометрических объектов // Транспьютеры и их применение / Тез. докл. I Всесоюзн. конф. Звенигород, 1991.

42. Бобков В.А., Белов С.Б. и др. Система программной поддержки городского территориального кадастра АТЛАС // Геодезия и картография, 1994, № 6, с. 54-57.

43. Бобков В.А., Белов С.Б., Кадничанский С.А. Алгоритмы преобразования цифровой модели рельефа // Геодезия и картография, 1995, № 6 , 7 с.

44. Бобков В.А., Белов С.Б., Морозов М.А., Роньшин Ю.И. Автоматизация обработки данных микроформ рельефа // Геодезия и картография, № 3, 2000, Зс.

45. Боданский Е.А., Эльман Р.И. Проблемы и возможности автоматизации лесохозяйст-венного картографирования лесов. В кн.: Картография в эпоху НТР : теория, методы, практика. Тез. докл. Всесозн. совещ. по картографии. М., ИГ АН СССР, 1987, с. 88-89.

46. Боданский Е.А., Старостенко Д.А., Эльман Р.И. Формирование цифровой базы данных при автоматизации картографирования лесов. Иссл. земли из космоса, 1986, № 1, с. 104-110.

47. Болотов В.П., Рогачев С.И., Белов С.Б., Роньшин Ю.И. Интерактивная система проектирования судовых поверхностей // Проблемы машинной графики и цифровой обработки изображений / Тез. докл. Всесоюзн. конф. Владивосток, 1985, с. 160-161.

48. Болотов В. П., Роньшин Ю.И., Белов С.Б. Аппарат конструктора инструментарий интерактивного расчетно-графического программирования в САПР // Интегрированные системы автоматизированного проектирования. - М., 1989, с. 188-189.

49. Болотов В. П. Геометрическое программирование задач начертательной геометрии на ЭВМ в системах "Аппарат конструктора" и "Вектор". Учебное пособие. - Владивосток: ДВГМА, 1990, 46с.

50. Борисов В.М., Громов С.А., Тикунов B.C. Географическая информационная система для характеристики воздушного загрязнения территории // География и природные ресурсы, 1992, №3, с. 151-154.

51. Боровина Т.А., Кислюк О.С. Интерактивная система получения изображений и анализа строения сложных молекул с помощью растровых графических устройств // Авто-метрия.-1986, №5, с. 114-116.

52. Бруданин В.Б., Пасько A.A., Пилюгин В.В. Диалоговые системы и для графического анализа функций. Препринт ОИЯИ, Дубна, 1985, 14с.

53. Ван Рет Ф., Ламотэ В., Флеракерс Э. Методы ускорения трассировки лучей с использованием MIMD архитектуры // Программирование, 1992, № 4, с.50-61.

54. Васильев Н.И. Разработка комплекса общегеографических картооснов для картографирования территории союзной республики традиционным и автоматизированным методами (на примере Украинской ССР). Автореф. дисс. канд. геогр. наук. Киев, 1987, 15с.

55. Васин Ю.Г., Лебедев Л.И. Распознавание дискретных условных знаков. Методы и средства обработки сложной графической информации. Тезисы докладов 5-й с участием стран СНГ научной конференции. Нижний Новгород, 1998, с. 22-23.

56. Вельтмандер П.В. Распределенная система интерактивной машинной графики локальной вычислительной сети. В кн.: Интерактивные системы: Матер, школы-семинара. Тбилиси, 1983, с. 158-160.- 271

57. Воробьев Б.Н., Черванев И.Г. Геоинформационная система "Рельеф": структурно -семантический подход. В кн.: Картография в эпоху НТР: теория, методы, практика. Тез. докл. Всесоюзн. совещания по картографии М., ИГ АН СССР, 1987, с. 91-92.

58. Воробьев Б.Н., Черванев И.Г. Концептуальная модель геоинформационной системы "Рельеф". "Геоинтерфейс". Бюллетень семинара по геоинформатике и автоматизированной картографии МФГО, 1990, № 4, с. 13-17.

59. Ворожейкин А.П., Киселев В.В., Меньших А.Е., Соломатин М.Е. Проблемы автоматизации создания карт на основе аэрокосмической информации // Геодезия и картография, 1986, №12, с. 31-34.

60. Вяткин С.И., Долговесов Б.С. и др. Визуализация свободных форм и воксельных объемов в реальном времени // Труды конф. ГРАФИКОН-99, -М: изд-во МГУ, 1999, с. 222-230.

61. Гельцер Ю.Г., Белов С.Б. Объемное графирование переустройства инженерных коммуникаций городских территорий // Сборник науч. и педагог, трудов / Под ред. A.A. Гусакова, В.Ф. Яковлева, A.A. Волкова. М.: МГСУ, 2000, с.85-87.

62. Геоинформатика и географические информационные системы Общие положения ОСТ ВШ 02.001-97, Дата введения 01.03.98, Москва.

63. Говор В.И., Казанский A.B. Подсистема КАРТА ввода и хранения карт в изолиниях на магнитных носителях. В кн.: Проблемы краткосрочного прогнозирования и управления: Тез. докл. I Всесоюз. совещ. Владивосток: ТИНРО, 1982, с. 95-97.

64. ГОСТ Р50828-95 "Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования".

65. Гусаков A.A. Системотехника строительства / Предисл. Г.С.Поспелова. М.: Стройиздат, 1983. - 440 с.

66. Гусаков A.A., Ваганян Г.А. и др. Аэрокосмическая информатика и организация крупномасштабного строительства/Спец. ред. H.A. Дубровская, Ер.: Айастан, 1990, 221 с.

67. Давыдчук B.C., Линник В.Г., Чепурной Н.Д. Организация геоинформационных систем для моделирования антропогенных нарушений природной Среды. В кн.: Глобальные проблемы современности: региональные аспекты, М., ВНИИСИ АН СССР, 1988, вып.5, с. 163-167.

68. Дебелов В.А., Мацокин A.M. Система машинной графики СМОГ-85. Препринт №504, Новосибирск, 1985.

69. Доникян С., Эгрон Ж. Ядро непроцедурного метода моделирования эскизов трехмерных сцен // Программирование, 1992, № 4, с.28-39.

70. Задорожный В.В., Казаков A.B. Однопроходный алгоритм построения осевой линии на графических изображениях / Управляющие системы и машины. Институт кибернетики им. В.М. Глушкова АН Украины, вып.1-2, 1992, с.131-135.

71. Зайцев О.Г., Проблемы стоимости карт. Информационный бюллетень, ГИС Ассоциация, 1996, №3(5), стр. 19.

72. Захаров A.JL, Москаленко Е.А., Павлова O.A. Принципы построения автоматизированной картографической системы морской картографии. Вестн. ЛГУ, 1987, № 3, с. 115117.

73. Казанский A.B., Трусенков С.Т. Районирование территорий в режиме графического диалога с ЭВМ. Прикладной пакет программ ДИСТРИКТ: Препринт, ИАПУ ДВНЦ АН СССР, Владивосток, 1980, 32с.

74. Капчиц Б.З., Туровский В.Ф., Ческис С.Г. Автоматизированные технологии в мелкомасштабном картографировании. В кн.: Картография в эпоху НТР: теория, методы, практика. Тез. докл. Всесозн. совещ. по картографии. М., ИГ АН СССР, 1987, с. 102-103.

75. Капустин А.Д., Федорова Ю.Г. и др. Об одной адаптивной модели представления объектов в задачах трехмерной компьютерной графики // Труды конф. ГРАФИКОН-99, М.: изд-во МГУ, 1999, с. 95-102.

76. Карлов A.A., Кирилов A.C. SLANG диалоговая программная подсистема построения карт линий уровня на базе ГРАФОРА. - В кн.: Проблемы машинной графики: матер. Всесоюзн. конф. Новосибирск, 1982, с. 72-80.

77. Кислюк О. С. Схема представления для обобщенных многогранников // Системное программное обеспечение автоматизации научных исследований. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1986. с. 127-135.

78. Клименко C.B., Кочин В.Н. Способ изображения поверхностей: Препринт, Серпухов: ИФВЭ, 1979.

79. Клименко C.B., Кочин В.Н., Самарин A.B., Черняев Е.В. Иллюстративная машинная графика, состояние и перспективы // Проблемы машинной графики / Тез. докл. IV Всесоюзн. конф. Серпухов, 1987, с.5-6.

80. Климов В.Е., Клишин В.В. Решение задачи синтеза геометрии трехмерных объектов в классе полиэдров. Изв. АН СССР. Техн. киберн., 1988, No.2, с. 129-134.

81. Колесников C.B. Продукция: цифровые модели рельефа. Теоинтерфейс". Бюллетень семинара по геоинформатике и автоматизированной картографии МФГО, 1990, № 4, с. 6-8.

82. Копаев Г.В. Результаты сравнительной оценки векторизаторов. Информационный бюллетень, ГИС Ассоциация, 1996, №2, стр. 59-62.

83. Космические исследования для градостроительства. Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1981. 176 с.-273

84. Кошкарев A.B. Картография и геоинформатика: пути взаимодействия. Изв. АН СССР, сер. геогр., 1990, № 1, с. 27-37.

85. Кошкарев A.B. Программы, проекты, базы и банки данных географических и картографических автоматизированных информационных систем. В кн.: Картография и геоинформатика. Итоги науки и техники, сер. Картография, М., ВИНИТИ АН СССР, 1991,т. 14, с. 118-176.

86. Кошкарев A.B., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы, М., Наука, 1987, 126 с.

87. Кошкарев A.B., Стариков В.Г. ЭВМ картографирование для целей природопользования (программное обеспечение геоинформационной системы). Препринт. Тихоокеанский институт географии ДВНЦ АН СССР, Владивосток, 1992, 42с.

88. Кошкарев A.B., Тикунов B.C., Трофимов A.M. Теоретические и методические аспекты развития географических информационных систем. География и природные ресурсы, 1991, № 1, с. 11-16.

89. Кошкарев A.B., Тикунов B.C. Геоинформатика, М., 1993.

90. Критические технологии в строительстве. // Строительные материалы XXI века, №3-4, 1999, с. 6-17.

91. Кузьмиченок В.А. О расчете освещенности при автоматизированной технологии светотеневого изображения рельефа. Геодезия и картография, 1986, № 7, с. 32-34.

92. Кузьмиченок В.А. "Геоинтерфейс". Бюллетень семинара по геоинформатике и автоматизированной картографии МФГО, 1990, № 4, с. 10-13.

93. Кочин В.Н., Сухов Е.П., Шарифуллина Е.П. Интеграция программного обеспечения иллюстративной графики // Проблемы машинной графики / Тез. докл. V Всесоюзн. конф. Новосибирск, 1989, с. 21.

94. Лимонтов Л.Я., Мительман Е.Я. Технология сбора исходных данных для цифрового моделирования рельефа. "Геоинтерфейс". Бюллетень семинара по геоинформатике и автоматизированной картографии МФГО, 1990, № 4, с. 4-6.

95. Лисицкий Д.В. Основные принципы цифрового картографирования местности. М. Недра, 1988, 261 с.

96. Лисицкий Д.В. Проблемы и пути становления ГИС-индустрии в России на современном этапе развития // Исслед. в области цифрового картографирования, ГИС-технологий и кадастра: Научн. техн. сб. - М.: ЦНИИГАиК, 1995, с.3-11.

97. Молокова О.С., Уварова Т.Г. Комплекс картографических экспертных систем РЭ-СО. В трудах 2-й Всесоюзн. конф. по искусственному интеллекту. Минск, 1990.

98. Мусин В.К. Региональная геоинформационная система // Геодезия и картография. ■ 1992, N2,- с.35-37

99. Мусин O.P., Сербенюк С.Н. Цифровые модели "рельефа " континуальных и дискретных географических полей. В кн.: Банки географических данных для тематического картографирования. М., Изд-во Моск. ун-та, 1987, с. 156-170.

100. Мусин O.P., Кошель С.М. Пакет программ МАГ- средство для создания и использования цифровых моделей рельефа. "Геоинтерфейс". Бюллетень семинара по геоинформатике и автоматизированной картографии МФГО, 1990, № 4, с. 9-10.

101. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений / Пер. с англ. под ред. И.Б. Гуревича. М.: Радио и связь, 1986, 400с.

102. Пилюгин В.В., Сумароков JI.H. Фролов К.В. Машинная графика и автоматизация научных исследований. Вестник АН СССР, 10, 1985, сс.50-58.

103. Построение экспертных систем. Под ред. Ф. Хейеса-Рота, Д. Уотермана, Д. Лената. М., Мир, 1987, 441 с.

104. Ротков С.И. Аппликационный метод формирования моделей пространственных объектов // Проблемы машинной графики / Тез. докл. V Всесоюзн. конф. Новосибирск, 1989, с. 29.

105. Роныпин Ю.И., Васильев A.A. Система управления данными изображений // Системное программное обеспечение автоматизации научных исследований / Сборник научных трудов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1986. с.116-126.

106. Рубцов Б.Г., Геоинформационная система Maplnfo. САПР и графика, 1998.

107. Садыков С.С., Самандров И.Р. Скелетизация бинарных изображений / Зарубежная радиоэлектроника. М.: Радио и связь, вып. 11, 1985.

108. Саломонссон О. Об идентификации, интеграции, и организации данных в городских и региональных информационных системах // Город, системы и информатика. В кн.: Новые идеи в географии. Вып.2. М., Прогресс, 1976, с. 223-242.

109. Семенов С.М. Банк океанографических данных на ЭВМ СМ-4 // Проблемы автоматизации геофизических исследований / Сборник научных трудов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985, с.23-32.

110. Сергеев А.Э. Поговорим о геоинтранетике. Способы построения многопользовательских геоинформационных систем. Информационный бюллетень, ГИС Ассоциация, 1998, №3(15), стр. 75-77.-275

111. Сиротин В.Г. Графическая информационная система АЛЬБА: области применения, концепция и основные принципы построения // Автометрия. 1990, N4,- с.81-87.

112. Системное программное обеспечение автоматизации научных исследований // Сборник научных трудов (под ред. Перчука В.Л., Рудневой И.В.). Владивосток: ДВО АН СССР, 1986, 164с.

113. Системотехника строительства. Энциклопедический словарь / Под редакцией A.A. Гусакова. М.: Фонд «Новое тысячелетие», 1999, 432 с.

114. Смирнов Л.Е. Трехмерное картографирование. Л.: изд-во ЛГУ, 1982, 104 с.

115. Справочник "Искусственный интеллект". Кн. I. "Системы общения и экспертные системы" /Под ред. Э.В. Попова. - М.: "Радио и связь", 1990.

116. Суханов М.Г., Чесалов Л.Е. К вопросу о реализации ГИС в Internet. Информационный бюллетень, ГИС Ассоциация, 1998, №3(15), стр. 80.

117. Тикунов B.C. Исследования по искусственному интеллекту и экспертные системы в географии. Вестн. Моск. ун-та, сер. геогр., 1989, № 6, с. 3-9.

118. Тикунов B.C. Некоторые теоретические вопросы картографии. Геодезия и картография, 1991, №7, с. 27-31.

119. Тикунов B.C. Математизация тематической картографии. Препринт. Тихоокеанский институт географии. Владивосток, 1986, 24 с.

120. Транспьютеры. Архитектура и программное обеспечение / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1993.

121. Цифровое моделирование местности в топографо-геодезических целях. Обзорная информация ЦНИИГАиК, серия: механизация и автоматизация крупномасштабных съемок. Вып. 44, М., ЦНИИГАиК, 1980, 56 с.

122. Фу К. Структурные методы в распознавании образов. «Мир, М. 1997, 319с.

123. Халугин Е. И., Жалковский Е.А., Жданов Н.Д. Цифровые карты./ Под ред. Е.И. Халугина. М.: Недра, 1992, 419с.

124. Цифровое моделирование местности в топографо-геодезических целях. Обзорная информация ЦНИИГАиК. Серия: Механизация и автоматизация крупномасштабных съемок. Вып. 44, М„ ЦНИИГАиК, 1980, 56с.

125. Цыганков М. Иерархическая дискретная трассировка лучей в октантных деревьях // Графикон 98.

126. Черванев И.Г. Альтернативы компьютерного моделирования рельефа. Теоин-терфейс". Бюллетень семинара по геоинформатике и автоматизированной картографии МФГО, 1990, №4, с. 3-4.

127. AhujaN. and Nash С. Octree representations of moving objects. Comput. Vision Graph. Image Process. 26, 1984, 207 216.

128. Albrecht J., Brosamle H. and Ehlers M., VGIS a Graphical Front-End for User-Oriented GIS Operations. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. XXXI, Part B2. Vienna 1996, pp. 78-88.

129. Appel A. The notation quantitive invisibility and the machine rendering of solids. Proc. 1967 ACM national conference, p. 144.

130. H.H. Atkinson, I. Gargantini and M.V.S. Ramanath. Determination of the 3D border by repeated eliminations of internal surfaces. Computing 32(4), 1984, pp. 279-295.

131. M.A. Berezovsky, A.K. Yablonsky. Synthesis of halftone 3D images on array processor. Computers & Graphics. Vol.12, No.3/4, 1988, 433-440.

132. Blinn J.F. A generalization of algebraic surface drawing. ACM Transactions on Graphics. Vol., No.3, 1982, 235-256.

133. Bobkov V., Belov S. et al. al. The Interactive Graphics System DISGRAF // Интерактивные системы / Труды советско-финского симпозиума, -Тбилиси, 1979, с.240-248.

134. Bobkov V.A., Belov S.B. A graphics protocol. Program. & comput. software (USA), Vol.9 (1984), No 1, pp.21-29.

135. G. Booch, J. Rumbaugh, I. Jacobson, The Unified Modeling Language User Guide, Addison Wesley, 1999.

136. Bossier J.D., Pendleton D.L., Swetnam G.F., Vitalo R.L., Schwarz C.R., Alper S., Danley H.P. Knowledge-based cartography: the NOS experience. Amer. Cartogr., 1988, Vol.15, No 2, pp.149-161.

137. Bouille F. Making expert systems work in geographic information systems. Proc. 13-th Int. Cartogr. conf. Morelia, Oct.12-21, 1987, Vol.1, Aguascalientes, 1988, pp.109-112.

138. Baruch Orit. Line thinning by line following / Elsevierscince publishers B.V. (North Holland): pattern recognition letters, Vol.8, No.4, pp.271-276.

139. Cahn D.U., Yen A.C. A device-independent network graphics system. Comput. Graph., Vol.17, No.3, 1983, p.167-173.

140. Cameron S. and Chee-Keng Yap. Refinement methods for geometric bounds in constructive solid geometry. ACM Transactions on Graphics. Vol.11, No.l, 1992, 12-39.

141. ChrismanN., The risks of software innovation: a case study of the Harvard Lab. The American Cartographer, 15 (3), pp.291-300,1988.

142. H. Chiyokyra and F. Kimura. Design of solids with free from surfaces. Computer Graphics. Vol.17, 1983,289-298.

143. H. Chiyokyra and F. Kimura. A method of representing the solid designing process. IEEE CG&A, April 1985, p.32-41.

144. Ching Y. Suen. On the definition of reference skeletons for comparing thinning algorithms / Vision Interface'88: 2nd Conf. Comput. Vision Can., June 6-10, 1988, pp.70-75.

145. Convay D. Constructive solid geometry using the isoluminance contour model. Computers & Graphics. Vol.15, No.3,1991, 341-347.-217

146. Collison R.W., Open Systems from the Perspective of the Information Systems/ Service Provider, in Open Systems and Interoperability, ed. P. Radford, Stanley Thorne Publishers, 1995

147. Coppock J.T., Rhind D.W., The History of GIS. In Maguire D.J., Goodchild M.F., and Rhind D.W., (eds.) Geographical Information Systems: Principles and Applications, London: Longmans Publishers, l,pp.21-43, 1991.

148. Cullman N. Optimized software distribution in satellite graphics systems. In: Eurographics 80, 1980, p.269-280.

149. Desaulniers H. and N.F. Stewart. An extension of manifold boundary representation to the r-sets. ACM Transactions on Graphics. Vol.11, No.l, 1992, 40-60.

150. Doerschler J. S., Freeman H. A Rule-Based System for Dense-Map Name Placement. Communications of the ACM, 335, 1, Jan. 1992, pp.68-79.

151. Estes J.E., Sailer C., Tinney L.R. Applications of artificial intelligence techniques to remote sensing. The Profess. Geogr., 1986, Vol.38, No 2, pp.133-141.

152. Eidebenz Ch., Perret A. Map revision supported by digital vector/raster techniques. -ISPRS 16th Congress, Kyoto, 1988, Com. VI, Vol.27, B4, pp.116-144.

153. Ferguson E. Alex. A technical and operational comparison of geographic information systems as applied to the Canada forest industry. Vancouver, FRDA, 1989, 20p.

154. Fisher P., Mackaness W.A., Peacegood G., Wilkinson G.G. Artificial intelligence and expert systems in geodata processing. Progr. Phys. Geogr., 1988, Vol.12, No 3, pp.371-388.

155. Fisher P., Mackaness W.A. Are cartographic expert systems possible? Proc. AutoCarto 8, 1987, pp.530-534.

156. J. Flaquer. Boolean operations based on the planar polyhedral representation. Computers & Graphics. Vol.12, No.l, 1988, 59-64.

157. De Floriani L., B. Falcidieno. A hierarchical boundary model for solid objects representation. ACM Transactions on Graphics. Vol.7, No.l, 1988, 42-60.

158. De Floriani L., B. Falcidieno. Geometric modeling of solid objects by using a face ad-jancy graph representation. Computer Graphics. Vol.19, No.3, 1985, 131-139.

159. Franz Herbert. Solid modeling for architectural design using octpaths. Computers & Graphics. Vol.9, No.2, 1985, 107-116.

160. Frost, Sullivan, Geographical Information System (GIS) markets to triple worldwide, near $4 billion. Mountain View, California: Frost and Sullivan, press release, 16 February 1995.

161. Foley J.D. Optimum design of two computer networks. In: Information Processing 80, 1980, p.587-592.

162. Foley J. and Van Dam A. Fundamentals of Interactive Computer Graphics. Addison-Wesley, Reading, Mass, 1983.

163. Fuchs Henry, Zvi M. Kedem, Bruce Naylor. "On Visible Surface Generation by A Priori Tree Structures", Proceedings ofSIGGRAPH1980 (published as Computer Graphics, volume 14, number 3), July 1980, pp. 124-133.

164. GeoGraph для Windows. Руководство пользователя. Версия 1.5. M.: "Центр Геоинформационных Исследований, Институт Географии РАН", 1997. - 134 с.

165. ГеоГраф, GeoDraw профессиональные отечественные ГИС для широкого круга пользователей // ГИС-обозрение. -1994. -Зима. с. 24-25.

166. Goldberg М., Alvo М., Karam G. The analysis of Landsat imagery using expert systems forestry applications. Proc. AutoCarto 6,1984, pp.493-503.

167. Griffits J.L. Eliminating hidden edges in line drawing. Computer aided design, 11, No.2, 1979.

168. U.G. Gujar, I.Y. Nagendra. Construction of 3D solid objects from orthographic views. Computers & Graphics. Vol.13, No. 1, 1989, 505-521.

169. Gutmann H., Weiss J. Device independent and decentralized graphic system. Comput. Graph., 1980, Vol.13, No.4, p.288-302.

170. Heirich A., Arvo J., A Competitive Analysis of Load Balancing Strategies for Parallel Ray Tracing.

171. Isler V. and Ozguc B. Fast ray Tracing 3D models. Computers & Graphics. Vol.15, No.2, 1991,205-216.

172. INMOS Limited, Occam 2 Reference Manual, Prentice Hall (1988).

173. A. Kaufman, D. Cohen and R. Yagel, "Volume Graphics", IEEE Computer, Vol. 26, 7, July 1993, pp.51-64.

174. F. Kimura. GEOMAP-III: designing solids with free-form surfaces. IEEE CG&A, June 1984, pp. 58-72.

175. Kilgour A.C. A hierarchical model of a graphics system. Comput. Graph., Vol.15, No.l, 1981, p.35-47.

176. Klimenko S.V., Kochin V.N., Samarin A.V. Pipeline approach for building the presentation graphics systems. EUROGRAPHICS 85, Vandolini C.E. (Editor), Elsevier Sci. Pub., 1985, pp.427-438.

177. V.E. Klimov, V.V. Klishin, A.V., A.V. Neder and A.S. Terentiev. A system of solid modeling for low-cost CAD systems. Computers & Graphics. Vol.12, No.3/4, 1988, 407-413.

178. V.R. Khachaturov, N.D. Astakhov, V.E. Veselovsku, A.V. Zlotov, I.A. Krylov and I.H. . Sigal. Computer-aided oilfield assimilation design system: purpose and major capabilities. Computers & Graphics. Vol.12, No.3/4, 1988, 467-475.

179. D.H. Laidlaw, W.B. Trumbore, J.F. Hughes. Constructive solid geometry for polyhedral objects. Computer Graphics. Vol.20, No.4, 1986, 161-168.

180. MacEachren Alan M. VISUALIZATION Cartography for the 21st century. Department of Geography, Pennsylvania State University, USA, to be published in the Proceedings of the Polish Spatial Information Association conference, May, 1998, Warsaw Poland.

181. Maguire D.J., Goodchild M.F., and Rhind D.W., eds.: Geographical Information Systems: Principles and Applications. London: Longman House, 1991, pp.319-335.

182. F. Major, J. Malenfant, N.F. Stewart. Distance between objects represented by octrees defined in different coordinate systems. Computers & Graphics. Vol.13, No.4,1989, 497-503.

183. Margalit A., Gary D. Knott. An algorithm for computing the union, intersection or difference of two polygons. Computers & Graphics. Vol.13, No.2, 1989, 167-184

184. Mantula M. Boolean operations of 2-manifolds through vertex neighborhoods classification. ACM Transactions on Graphics. Vol.5, No. 1, 1986, 1-29.

185. A.M. Matsokin, V.A.Debelov, V.G. Sirotin and A. Upol'nikov. Multi-purpose computer graphics system SMOG-85. Computers & Graphics. Vol.12, No.3/4, 1988, 441-447.

186. Matsuyama T. Knowledge-based aerial image understanding systems. IGARSS' 86: Remote Sens. Today's Solut. Tomorrow's Inf. Needs. Proc. Symp, Zurich, 8-11 Sept. 1986, Vol.1, Paris, 1986, pp.277-282.

187. J.R.Miller. Sculptured surfaces in solid models: issues and alternative approaches. Computer Graphics IEEE, 1986, 37-48.

188. Mirante A. and Weingarten N. The radial sweep algorithm for constructing triangulated irregular network. IEEE CA&A, 1982, pp.11-21.

189. Naylor, Bruce. A Priori Based Techniques for Determining Visibility Priority for 3-D Scenes, Ph.D. dissertation, University of Texas at Dallas, May 1981.

190. Naylor B., Constructing Good Partitioning Trees, Graphics Interface '93, Toronto CA, 181-191, May 1993.

191. Naylor B., Binary Space Partitioning Trees A Tutorial, Presented at Conf. Proc. of SIG-GRAPH '94, 25 pgs, September 1994.

192. Nickerson B.G., Freeman H. Development of a rule-based system for automatic map generalization. Proceed. Second Int. Symp. On Spat. Data Handling, July 5-10, 1986, Seattle Washington, USA, 1986, pp.537-556.

193. The U.S. National Imagery and Mapping Agency's (NIMA) 1999 Report, Electronic Publication, Available as http://164.214.2.59/TAT/pf99/pathJmder99.html.

194. The OpenGIS Guide. Introduction to Interoperable Geoprocessing and the OpenGIS Specification, OGC Technical Committee, 3rd Edition, Editors: K. Buehler and L. McKee, 1998.- 280

195. Open GIS Consortium. The OpenGIS Abstract Specification Model, Topic 1, Feature Geometry, Wayland, Massachusetts, 1998.

196. Open GIS Consortium The OpenGIS Specification Model Topic 6: The Coverage Type and Its Subtypes, Wayland, Massachusetts, 1998.

197. Paterson M., Yao F. Efficient Binary Space Partitions for Hidden-Surface Removal and Solid Modeling, Discrete and Computational Geometry, 485-503,1990.

198. PC TIN. Users guide. ESRI Canada ltd. Don Millers, Ontario, 1990, pp. 1-1-5-29.

199. Peuquet D.J. Data structures for a knowledge-based geographic information system. -Proc. of the Int. Symp. On spatial data handling, Zurich, Switzerland, 1984, pp.372-391.

200. K. Preiss. Constructing the solid representation from engineering projections. Computers & Graphics. Vol.8, No.4, 1984, 381-389.

201. Potmesil M., Hoffert E.M., The pixel machine: A parallel image computer // Computer graphics. Vol.23, No.3, 1989, 69-78.

202. K.N. Ramachandran Nair, R. Sancar. An approach to geometric modeling of solids bounded by sculptured surfaces. Computers & Graphics. Vol.11, No.2, 1987, pp.113-120.

203. Rao G., Stone H., Hu T. Assignment of tasks in a distributed processor system with limited memory. IEEE Trans, on Computers, 1979, Vol.TC-28, p.291-299.

204. Requicha A.A.G. Representation of rigid solids theory, methods and systems. Comp. Surveys, 12, 4, 1980, 437-464.

205. Requicha A.A.G. and Voelcker H.B. Solid modeling: A historical summary and comparer assessment. IEEE, Computer Graphics and Applications 2,2(march 1982), 9-24.

206. Requicha A.A.G. and Voelcker H.B. Solid modeling: Current status and research directions. IEEE Computer Graphics and Applications 3(7), October 1983, 25-37.

207. Requicha A.A.G. and Voelcker H.B. Boolean operations in solid modeling: boundary evaluation and merging algorithms. Proceedings of the IEEE. 73, 1 (January 1985), 30-44.

208. Requicha A.A.G. and Chan S.C. Representation of geometric features, tolerances and attributes in solid modellers based on constructive geometry. IEEE Journal of robotics and automation 2(3), 156-166 (September 1986).

209. Ripple W.J., Ulshoefer V.S. Expert systems and spatial data models for efficient geographic data handling. Photogramm. Eng. and Remote Sens., 1987, 53, No 10, pp.1431-1433.

210. Robinson V.B., Frank A.U. Expert systems for geographic information systems. Photogramm. Eng. and Remote Sens., 1987, 53, No 10, pp.1435-1441.

211. Robinson V.B., Frank A.U., Blaze M.A. Expert systems and geographic information systems: rewiew and prospects. Journal of Surveying Engineering, 1986, Vol.112, No 2, pp.119130.

212. Rockwood A. P. The displacement method for implicit blending surfaces in solid models. ACM Transactions on Graphics. Vol.8, No.4, 1989, 280-297.

213. Rosenthal D.S.H. Models of interactive graphics software. In: Methodology of interaction/ Eds. R.A. Guedj et al. - North-Holland Publ. Company, 1980, p.361-370.

214. Rossignac J.R., Requicha A.A.G.Depth buffering display techniques for constructive solid geometry. IEEE, Computer Graphics and Applications 6(9), 29-39 ( September) 1986.-281

215. J.Rumbaugh, I.Jacobson, G.Booch, The Unified Modeling Language Reference Manual, Addison Wesley, 1999.

216. Salmon J., A Mathematical analysis of the scattered decomposition. Proceedings of the Third Caltech Conference and Applications (Pasadena, January), ACM Press, pp. 239-240, 1988.

217. H. Samet and M.Tamminen. Bintrees, CSG trees and time. Computer Graphics. Vol.19, 1985,.121-130.

218. Sárkózy F., GIS functions, Department of Surveying, Budapest, 1997.

219. Sárkozy F., GIS Functions Interpolation, Technical University, Department of Surveying, Budapest, (To be published in Periodica Polytechnica Civil Engineering), April 3-th 1998.

220. Spackman J. and Willis P. The smart navigation of a ray through an oct-tree. Computers & Graphics. Vol.15, No.2, 1991, 185-194.

221. Stewart A., Holt C., Clint M., Perrot R. A dap fortran subroutine for thinning digitized pictures / The British Computer Society: Computer journel, Vol.34, No.4, 1991, pp.377-379.

222. Stone H.S. Critical load factors in two-processor distributed systems.- IEEE Trans, on software eng., 1978, Vol.SE-4.

223. M.Tamminen and H. Samet. Efficient octree conversion by connectivity labeling. Computer Graphics. Vol.18, 1984, 43-51.

224. Terrasoft. Reference guide. Version 8c. Nanaimo, British Columbia: Digital Resource Systems, 1989, pp. 1-1-D-l.

225. Tomlinson R.F. Geografic information systems, spatial data analysis and decision making in government. University of London, July 1974, 444p.

226. Tomlinson R.F., Calkins.H.W., Marble D.F. Computer handling of geographical data. UNESCO Press. Paris, 1976, 214p.

227. Tomlinson R.F. Report to study conference on data management for ICSU IGBP on the results of the first meeting of the international geographical union global database planning project held at tylney hall, England, May 1988, 13p.Ms.

228. Tomlinson R.F., The impact of the transition from analogue to digital cartographic representation. The American Cartographer, 15 (3), pp.249-261, 1988.

229. J. Venstra, N. Ahuja. Line drawings of octreee represented objects. ACM Transactions on Graphics. Vol.7, No.l, 1988, 61-75.

230. ISO/IEC DIS 14772 (1997). The Virtual Reality Modeling Language (VRML97). Available as http://vag.vml.org/VRML97/DIS/index.html.

231. Wang P.S.P., Zhang Y.Y. A fast and flexible thinning algorithm / IEEE Transactions on computers, Vol.38, №5, 1989, pp.741-745.

232. Watson D.F. and Philip G.M. Systematic triangulations. Computer Vision, Graphics and image processig, 26, 1984, pp.217-232.

233. Weiler K. Edge-based data structures for solid modeling in curved-surface enviroment. IEEE Comput. Graph.Appl. 5, 1(1985), pp. 21-40.

234. R. Yagel, D. Cohen and A. Kaufman, "Discrete Ray Tracing", IEEE Computer Graphics & Applications, Vol. 12, 9, September 1992, pp. 19-28.-283