автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Применение метода эллиптических оценок при построении географических информационных систем экологического назначения

Введение

Глава 1 Динамика процессов распространения и эллиптические оценки

1.1 Динамика процессов распространения

1.1.1 Теория процессов распространения

1.1.2 Определение и основные свойства областей достижимости управляемых динамических систем

1.1.3 Индикатрисы и фигуротриссы скоростей управляемых динамических систем

1.2 Эллиптические оценки; областей достижимости управляемых систем %

1.2.1 Уравнения эллипсоидов

1.2.2 Аффинные преобразования эллипсоидов

1.2.3 Аппроксимация произвольных областей эллипсоидами

1.2.4 Операция сложения эллипсоидов

1.2.5 Дифференциальные уравнения эволюции эллипсоидов 27 1.2.6. Эллиптические оценки процесса распространения на плоскости 31 1.2.7 Оценки аппроксимации эллипсоидов при вариации множества ограничений на управляющие воздействие

Глава 2 Методика проведения исследования динамики специфических областей с помощью метода эллиптических оценок

2.1 Привязка контуров специфических областей к местности

2.2 Множественное сглаживание границ процесса распространения 39 2.3. Алгоритмы построения аппроксимирующих эллипсов

2.4 Оптимальные гарантированные оценки процессов распространения

2.5 Метод подвижных сеток

Глава 3 О применении современных географических информационных систем в задачах экологического мониторинга

3.1 Организация информации в ГИС

3.2 Инструментальные средства ГИС

3.2.1 Инструментальная система ARC/INFO

3.2.2 Система ERDAS Imagine

3.2.3 Инструментальная система MAPINTO

3.2.4 Система GeoDraw, GeoGraph, GeoConstructor

3.2.4.1 Векторный редактор GeoDraw

3.2.4.2 ГИС конечного пользователя GeoGraph for Windows v. 1.

3.2.4.3 Средство разработки ГИС приложений GeoConstructor v. 1.

3.2.5 Геоинформационная система ПАНОРАМА

3.2.6 Набор компонент BAIKONUR GIS ToolKit. 81 3.2.5 Выводы по системам

3.3 Обзор существующих программных систем экологического назначения, разработанных с применением ГИС

Глава 4 Программная реализация и практическое применение метода эллиптических оценок

4.1 Модель деятельности по мониторингу подвижных областей на поверхности Земли и ее программная реализация

4.2 Оценка низового пожара в районе Кас-Енисейской эрозионной равнины

4.3 Оценка процесса эоловой переработки песчаных форм Ю

4.4 О получении контуров специфических областей Ю8 Заключение 110 Список литературы 112 Приложение 1. Модель деятельности по формированию эллиптических оценок 120 Приложение 2. Справка об использовании результатов диссертационной работы в СФ ВНИИПО МВД РФ

Актуальность проблемы. При мониторинге ряда природных и техногенных процессов, в особенности при составлении оперативных и прогнозных экологических карт возникают задачи оценки динамики природных и техногенных процессов на поверхности Земли.

Традиционно обработка и анализ таких карт осуществляются визуальными методами на основе опыта и аналитических способностей исследователей, с применением достаточно ограниченного арсенала обрабатывающих средств. Результаты анализа при таком подходе во многом зависят от профессиональной подготовленности специалиста, его интуиции и сложности поставленной задачи. С усложнением задач в различных прикладных областях возрастают объемы информации, вовлекаемой в их решение, однако этот процесс все больше наталкивается на барьер естественных возможностей человека воспринимать и выполнять содержательный анализ различных данных. Для повышения эффективности труда исследователей требуется привлечение средств автоматизированной обработки.

В последнее время в области информационных технологий широкое применение получили Географические Информационные Системы (ГИС). Основой такой системы является карта местности в электронном виде с объектами, имеющими пространственную привязку и информативное наполнение. Это позволяет таким системам быстро и наглядно отображать территорию и свойства объектов на ней при возникновении какого-либо события.

Применение ГИС в картографии, управлении, кадастре, экологии началось уже давно как за рубежом, так и в России. Созданы мощные инструментальные средства ГИС и соответствующие базы картографических данных. ГИС - технологии приобрели промышленный характер. 5

На сегодняшний день ГИС получили широкое распространение в системах экологического мониторинга, в частности для оценки состояния воздушной и водной сред, почв, растительного покрова и других элементов природной среды. Во многих случаях в задачи экологического мониторинга входит оценка динамики специфических областей на поверхности Земли. Такими областями могут быть пятна техногенных загрязнений, лесные или степные пожары, ареалы обитания вредителей, зоны опустынивания и ряд других. Физическая природа этих процессов различна, однако в ряде случаев движение границ указанных областей можно описать простейшей моделью волнового фронта с детерминированными или случайными скоростями. В ряде работ [16, 28] подобные процессы названы процессами распространения.

Данная работа посвящена исследованию и программной реализации одного из методов, способных описывать подобные процессы, методу эллиптических оценок, впервые предложенному проф. Ф. Л. Черноусько (1983) [85, 86]. Данный подход имеет ряд преимуществ перед детерминированными и вероятностными методами: он математически относительно прост, практически удобен и дает гарантированную двустороннюю оценку конфигурации исследуемых областей.

Метод эллиптических оценок позволяет описывать в общем случае п-мерные области. Это дает возможность строить, в частности, эллиптические оценки трехмерных динамических областей, таких как пожары в штабелях лесоматериалов, угольных и торфяных массивах, распространение загрязнений в толще горных пород, рост злокачественных опухолей и других.

Цель работы: разработать методику оценки и прогнозирования поведения динамических природных объектов различной физической природы, имеющих характер подвижных областей на поверхности Земли (пятна техногенных загрязнений, лесные или степные пожары, ареалы обитания вредителей, зоны опустынивания и другие); 6 создать ГИС - ориентированную информационную систему, предназначенную для реализации подобной методики.

Основные задачи работы:

- предложить адекватную математическую модель, позволяющую осуществлять оценку и прогнозирование процессов распространения;

- разработать комплекс методов и алгоритмов для реализации ряда специфических функций: привязка контуров исследуемых областей к местности, их сглаживание, прогнозирование

- обосновать выбор современных инструментальных средств ГИС для создания информационной системы оценки динамики процессов распространения и технологию их использования;

- на основе использования САБЕ-технологий спроектировать ГИС -ориентированную информационную систему для оценки динамики процессов распространения;

- создать и заполнить базу экспериментальных данных о процессах распространения на поверхности Земли;

Научная новизна. Предложена методика анализа и прогнозирования динамики процессов распространения в задачах экологического мониторинга на основе теории эллиптических оценок Ф. Л. Черноусько. В рамках данной методики разработаны методы и алгоритмы обработки экспериментальных данных, в том числе:

• привязка контуров динамических областей к местности;

• автоматической аппроксимации эллипсами произвольных областей на плоскости;

• множественного сглаживания границ экспериментальных областей;

• прогнозирования границ процесса распространения на основе метода подвижных сеток;

• оценки параметров дифференциальных уравнений, описывающих динамику аппроксимирующих эллипсов. 7

Практическая ценность работы:

- Разработана ГИС - ориентированная информационная система, позволяющая проводить оперативный мониторинг природных объектов различной физической природы.

- Предложена функциональная модель деятельности по мониторингу подвижных областей на поверхности Земли, основанная на методологии ШЕБО и позволяющая использовать современные информационные технологии для разработки программных систем экологического назначения.

Реализация результатов работы: Разработка принята к использованию в Сибирском филиале ВНИИПО МВД РФ в АРМ «Пожаротушение». Результаты работы также использованы в спецкурсе «Геоинформационные системы» для студентов специальности 22.04.00 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», который автор вел в 1998-1999 учебном году в СибГТУ.

На защиту выносятся:

1. Методика анализа и прогнозирования динамики процессов распространения на основе теории эллиптических оценок Ф. Л. Черноусько

2. Методы и алгоритмы обработки экспериментальных данных:

• привязки контуров динамических областей к местности;

• автоматической аппроксимации эллипсами произвольных односвязанных областей на плоскости;

• множественного сглаживания границ процесса распространения;

• прогнозирования контуров процессов распространения на основе метода подвижных сеток и эллиптических оценок и эллиптических оценок. 8

3. Метод построения ГИС-ориентированных информационных систем, основанный на встраивание ГИС конечного пользователя как отдельного программного модуля создаваемой системы.

4. Разработка ГИС - ориентированной информационной системы для оценки динамики специфических областей на поверхности Земли.

Апробация работы. Результаты исследований . и основные теоретические результаты, отдельные положения, а также практические результаты разработок были представлены на научных конференциях: Межрегиональная конференция «Проблемы информатизации региона» (Красноярск, 1995,1996), Третья Всероссийская конференция «Проблемы информатизации региона» (Красноярск, 1997), Четвертая Всероссийская конференция «Проблемы информатизации региона» (Красноярск, 1998), XXXVI Международная научная студенческая конференция «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 1998), на семинарах и научно-технических конференциях СибГТУ (1996-1998).

Структура работы. Диссертация изложена на 134 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии (86 источников) и двух приложений.

3.2.5 Выводы по системам

Из современных визуальных сред разработки приложений типа Microsoft Visual Basic, Borland С++ Builder, Borland Delphi автор выбрал Borland Delphi 3.0 поскольку эта среда программирования имеет удобный язык разработки. Кроме того, работать в данной среде программирования автору представилась возможность работать на легальных условиях.

Для разработки и использования программного приложения с использованием функций ГИС конечного пользователя по первому и второму пути, необходимо наличие у разработчика и пользователя самой ГИС конечного пользователя, что вынуждает приобретать программные средства не только разработчику, но и пользователю необходимой ГИС. При разработке приложений первым путем появляется необходимость обучения оператора, работающего с данным приложением, не только работе с приложением, но и с самой ГИС конечного пользователя. При разработке приложений по второму пути теряется надежность работы системы в целом, поскольку передача данных большого объема по обменным протоколам нестабильна, из-за низкой надежности самих протоколов. Третий путь создания этих приложений лишен этих недостатков. Пользователь вообще может не знать о существовании ГИС конечного пользователя, а надежность работы системы во многом зависит от качества реализации программы разработчиком. К тому же такой подход позволяет гораздо проще реализовывать распределенные системы, когда существует набор

84 операторских программ для предварительной обработки данных и центральная программа-сервер, которая эти данные обрабатывает и выдает результаты обработки на операторские места и хранит их.

В работе из ГИС выбирались только те, в которых создание приложений возможно производить третьим путем, когда в приложение встраивается ГИС как часть конечного приложения. Поэтому выбор был остановлен на последних трех из перечисленных выше ГИС отечественной разработки — GeoConstructor v. 1.5, Панорама 97, Baikonur GIS ToolKit, поскольку их копии были предоставлены автору на легальных условиях. Проблемы переноса картографических данных из одних в ГИС другие, решается просто, поскольку GeoConstructor v. 1.5, Панорама 97, Baikonur GIS ToolKit поддерживают форматы распространенных зарубежных ГИС, а также распространенные обменные форматы.

GeoConstructor v. 1.5 легко интегрируется в Delphi и имеет довольно хорошую документацию. Но закрытость формата данных затрудняет разработку собственного приложения. DLL-библиотеки Панорамы 97 плохо интегрируются в Delphi и имеют достаточно расплывчатую документацию. Baikonur GIS ToolKit лишен этих недостатков и вдобавок изначально приспособлен для технологий Internet/Intranet, что позволяет сделать на основе его приложение, которое предназначено для распределенной системы. Поэтому автор остановился на нем.

3.3 Обзор существующих программных систем экологического назначения, разработанных с применением ГИС

Существует множество областей применения ГИС, однако в нашей стране наиболее широкое распространение получили программные системы, сделанные для топографических нужд, распознавания образов, земельного кадастра и инженерных коммуникаций. Например, в материалах ГИС Ассоциации эти направления получили свое отражение, проводятся даже

85 отдельные конференции — «Организация, технология и опыт ведения кадастровых работ», «Инженерные коммуникации и ГИС», «Проблемы ввода и обновления пространственной информации и ГИС-технологии в автоматизации проектно-изыскательских работ», «Геоинформатика в нефтегазовой отрасли», «Геоинформационных технологии. Управление. Природопользование. Бизнес». Также в одном из главных периодических изданий посвященной данной тематике «Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации», есть несколько статей на экологические темы, большая часть из которых посвящена водо-охранной и воздухо-охранной проблеме [17,70,56,4].

Существует концепция геоинформационной системы мониторинга лесных пожаров (ГИС МПЛ) федерального уровня [49] ориентированная на информационную поддержку процессов принятия решений в высшем звене управления, ответственном за формирование научно-технической политики в области охраны лесов, выработку оптимальных стратегий и распределение ресурсов, выделяемых на борьбу с огнем, координацию деятельности региональных служб авиационной и наземной охраны лесов и организацию межрегионального маневрирования ресурсами лесопожарных служб. Принимаемые в ней стратегические решения базируются, как правило, на агрегированной информации о горимости лесов, природно-экономических условиях и ресурсах системы охраны в различных регионах страны и зонах чрезвычайной горимости лесов.

На основании результатов обследования существующей системы управления системой охраны лесов разработаны общие требования к основным компонентам ГИС мониторинга лесных пожаров федерального уровня, обоснован состав баз данных этой системы, необходимых для решения функциональных задач.

Формируется банк данных ГИС МЛП федерального уровня, как совокупность атрибутивных данных, цифровых карт и космических изображений.

Формируются базы данных с интегральными характеристиками горимости лесов и динамическими характеристиками крупных лесных пожаров на основе оперативной информации.

Собирается информация о погодных условиях на основе оперативной метеоинформации и прогнозов погоды, ежедневно поступающих из Гидрометцентра России.

Формируется информация о лесном фонде содержащая данные ГУЛ и экспериментальные данные по фитомассе и продуктивности лесных экосистем.

Формируется база данных о ресурсах лесопожарных служб на основании данных региональных и федерального лесопожарных центров о структуре и дислокации материально-технических и людских ресурсов, их состоянии и перемещениях.

Нормативно-справочная информация состоит из справочников структурных подразделений авиационной и наземной охраны лесов, регламентаций работы ЛПС, нормативов для оценки потребности в ресурсах, характеристик лесопожарного оборудования, транспортных средств и средств связи, параметров моделей для решения функциональных задач мониторинга лесных пожаров. Топографическая основа ГИС МЛП формируется из базовых цифровых карт двух масштабных уровней — обзорного и обзорно-топографического. Данные дистанционного зондирования представлены обзорными цифровыми изображениями облачного покрова и цифровыми изображениями районов действия крупных лесных пожаров, получаемыми с помощью радиометра АУНКЯ, установленного на спутниках ЖЗАА, а также цифровыми изображениями отдельных районов с крупными

87 лесными пожарами и гарями, получаемыми с космических систем дистанционного зондирования типа Ресурс и Spot. - Внешние коммуникативные возможности обеспечиваются подключением к глобальной коммуникационной сети Internet.

Для ГИС МГШ федерального уровня выбрана операционная система Windows NT 4.0, в качестве базовой среды рекомендованы для создания картографических покрытий и анализа пространственных данных ARC/INFO, программная среда конечного пользователя ARCVIEW, среда анализа данных дистанционного зондирования ERDAS IMAGINE.

Пока ГИС МЛП существует только как концепция.

Экологические системы менее распространены и являются в основном небольшой частью муниципальных программных систем с применением ГИС, которые в основном предназначены для контроля за состоянием воздушной и водной сред [17,70,56,4Д 9,20,40].

Одними из продуктов составляющих такие системы является программный комплекс ZONE, разработанный фирмой LenEcoSoft (Санкт-Петербург), предназначенный для контроля и прогноза за воздушной средой. Использование стандартных сертифицированных моделей распространения загрязняющих веществ в атмосфере с учетом природно-климатических условий, застройки территории и метеорологических процессов в пределах территории; интерполяция данных инструментальных измерений в системе мониторинга загрязнения окружающей среды; а также медико-экологическая оценка условий проживания населения на данной территории, делает этот продукт мощной частью муниципальной или общегородской ГИС. Данный комплекс сделан на под формат данных ГИС Mapinfo. Различные версии этого продукта развернуты более чем в 30 городах России [17]. Одним из примеров этих городов может быть Сургут, где одной из составляющих ГИС «Природопользовательский и экологический мониторинг Сургута», как части общегородской ГИС «Сургут», является программный комплекс ZONE [70].

Такая же картина наблюдается для экологических систем предназначенных за контролем водной среды, т. е. разработаны системы в рамках города, региона, для слежения за состоянием воды.

ТОО «ЭКОС» давно занимается проблемами экологического мониторинга в городских условиях. Одним из проектов доведенных до стадии рабочего макета является изделие «ЭКОСФЕРА», в основе которого лежат внедренные программные комплексы «МОНИТОР», «НЕПТУН», «Автотранспорт», «ГРЭС», «Вторресурсы» [40,39,38,36,37]. Комплекс «ЭКОСФЕРА» предназначен для мониторинга экологической обстановки города, контроля воздушной и водной средой, формирования отчетных документов для администрации города и различных природоохранных ведомств. Комплекс задуман как расширяемый и охватывающий все экологические службы города от АРМ эколога предприятия, до администрации края и города. Одной из его отличительных особенностей является модульность и в тоже время защищенность. Предполагалась его реализовать как систему модулей написанных под Windows 95 в среде визуального программирования Delphi, в качестве инструментального средства ГИС использовать Maplnfo.

Существует опыт применения ГИС - технологий в системах поддержки принятия решений по ликвидации химических аварий. Вычислительным центром СО РАН по заказу Штабов по делам ГО и ЧС Красноярского края и г. Красноярска разработана экспертная система по ликвидации химических аварий - ЭСПЛА [61]. Система предназначена для поддержки принятия решений в условиях чрезвычайных ситуаций, связанных с утечкой сильнодействующих ядовитых веществ на химически опасных объектах, а также при перевозках химически опасных веществ по железной дороге и автотранспортом. Система производит расчет последствий аварии и выдает рекомендации и необходимую информацию для поддержки принятия решений о комплексе чрезвычайных мер, необходимых силах и средствах по ликвидации аварии. Особое место занимает картографическая информация. Для ее хранения и использования разработана специальная инструментальная система. Система рассчитана на представление картографической информации, как в растровом, так и в векторном графических форматах. Система позволяет подключать различные картографические базы, модифицировать и создавать новые базы. В системе ЭСПЛА в настоящий момент решаются следующие группы геоинформационных задач.

- Визуализация на карте местности атрибутивной информации о различных объектах, имеющей координатную привязку.

- Расчет и визуализация зоны возможного химического заражения.

- Прогнозирование последствий ЧСг

- Анализ необходимых мер по ликвидации аварии.

В системе ЭСПЛА геоинформационные задачи решаются с применением гибкой системы запросов к реляционным и картографическим базам данных, которые можно автоматически формировать с использованием экспертной системы. Тем самым представляется уникальная возможность динамического применения геоинформационной технологии для формирования оперативной картины событий.

Существует концепция создания ГИС техногенных воздействий на леса Сибири (ГИС-ТЕХ) [82], ориентированной на решение следующих задач:

- анализ текущего состояния лесов Сибири находящихся в зоне влияния техногенных воздействий;

- определение уровня воздействия техногенных факторов на состояние древостоев;

- анализ динамики развития древостоев под влиянием техногенных воздействий;

- создание прогнозных карт состояния древостоев при различных сценариях техногенного давления;

- создание карт уровня потенциальной опасности для древостоев;

90

Структура ГИС-ТЕХ должна содержать несколько уровней: региональный, субрегиональный и локальный. Создание ГИС-ТЕХ рассматривается как важнейшее условие, необходимое для контроля состояния лесного фонда, разработки системы мониторинга лесов, моделирования и прогноза их динамики, разработки рекомендаций по сохранению лесного фонда, мер по неистощимому лесопользованию.

В области контроля за слежением состояния лесов применяются системы типа — «Геоинформационная система контроля пирологической обстановки лесных массивов территории Республики Башкортостан» [7], сделанная на основе мультиспектральных данных дистанционного зондирования поверхности земли,» получаемых с метеорологических спутников NOAA и обеспечивающих пространственное разрешение (1.1x1.1 км.). Функционирование системы основывается на эффективном алгоритме обнаружения и оценки малых очагов возгорания. Программный проект системы, разработанный с помощью среды визуального проектирования программных средств Delphi, использует функциональные возможности программного обеспечения пакетов ERDAS IMAGINE и Arc View.

Дистрибьютор ESRI-Canada [43] создал и активно внедряет программный продукт, названный ArcForest — серию разработанных на основе ARC/INFO средств для принятия решения в области лесного хозяйства. ESRI-Canada разработал приложения ArcForest в результате деловых, исследовательских и проектных соглашений с организациями лесной отрасли Канады. ESRI понимает, как важно работать вместе с отдельными людьми и организациями, уже вложившими или планирующими существенные инвестиции в развитие прикладных программ для лесного хозяйства. Тесно сотрудничая с партнерами, связанными с лесоводством, ESRI постоянно расширяет и углубляет работу по развитию имеющихся программ, чтобы лучше удовлетворить потребности людей, занятых в лесном хозяйстве.

91

ArcForest состоит из нескольких взаимосвязанных модулей и подпроцессов:

Система управления лесами и земельными записями - основа ArcForest. Модуль Records обеспечивает управляемый доступ к базе данных, полноценный набор процедур и средств ее поддержки. База данных использует современные реляционные модели данных по лесным и земельным угодьям, включающие покрытия по растительности, рельефу, землевладению, административному делению, дорогам, водосборным бассейнам, древостою и хронологии использования лесных угодий.

Query — модуль содержит средства визуализации табличной, графической и временной информации, содержащейся в базе данных, интегрирует функции буферизации и наложения.

Подпроцесс Surface View позволяет визуализировать рельеф местности.

Planning — модуль предоставляет пользователям возможность провести оценку всей относящейся к лесным угодьям информации, определить и оценить альтернативные сценарии их разработки, создания соответствующих карт и отчетов.

System and Data Administration — модуль администратора данных с возможностями импорта и экспорта в и из ArcForest, обновления данных по инвентаризации лесов, системой защиты доступа к данным.

Integrated Graphical User Interface — интуитивная система окон, иконок и кнопок с традиционным набором функций, выполняющихся по нажатию клавиши мыши. Включает разветвленную контекстно-зависимую информационную подсказку, помогающую быстро овладеть работой с пакетом.

Также геоинформационные системы применяются в области учета лесных ресурсов. В Калининграде разработана программа ГИС «Учет лесного фонда и лесопользование» [15]. Данная программа обеспечивает следующие функции:

- работа с любым участком территории от квартала до Управления

- визуализация информации по любому запросу к данным лесотоксации и данным лесопользования

- внесение данных съемки участков в различных слоях (для различных целей) с заполнением атрибутивной информации, отражающей результаты проведенной деятельности

- поиск участков, удовлетворяющих запросу произвольного типа;

- печать карт стандартного ряда, в т.ч. тематических;

- анализ информации с представлением результатов в виде диаграмм различного вида и графиков;

Программа реализована средствами PASCAL, Microsoft Visual Basic, Microsoft Jet и работает в OC Windows 95.

Данная программа в настоящее время используется в двух лесхозах и в отделе лесопользования Калининградского управления лесами.

В Институте леса им. В. Н. Сукачева СО РАН разрабатывается автоматизированная информационная система мониторинга лесов Средней Сибири [65]. Целью ее создания является оперативное обеспечение актуальной и прогнозной информацией о состоянии лесных территорий органов местного хозяйства и охраны окружающей среды для принятия оптимальных решений на разных уровнях управления. Предполагается, что организация комплексного мониторинга будет способствовать постепенному переходу на экосистемные принципы управления лесным покровом в целях сохранения его устойчивого развития и поддержания биологического разнообразия. Существуют блоки следующих ГИС:

- ГИС оценки ландшафтно-экологической приуроченности очагов массового размножения насекомых-вредителей леса;

- ГИС «Недревесные ресурсы леса» (пушная и мясо-дичная продукция, ягоды, грибы);

- ГИС «Экосистемное управление лесным хозяйством»

93

- Система интерпретации многозональных сканерных изображений лесных территорий.

Как видно, для мониторинга экологических систем применяется ограниченный круг приложений, большинство из которых предназначено для мониторинга водной и воздушной среды в пределах города, региона. Для оценки динамики специфических областей на поверхности Земли существует малое число подобных систем, а те, что имеются — в основном концепции и проекты.

Глава 4 Программная реализация и практическое применение метода эллиптических оценок

В данной главе описывается практические результаты работы проведенной по алгоритмам, рассмотренным в главе 2.

В первом параграфе описана программа оценки и прогноза распространения специфических областей.

Во втором параграфе приведена оценка низового пожара в районе Кас-Енисейской эрозионной равнины.

В третьем параграфе приведена оценка процесса эоловой переработки песчаных форм

Четвертый параграф посвящен проблеме получения контуров специфических областей

4.1 Модель деятельности по мониторингу подвижных областей на поверхности Земли и ее программная реализация

При разработке современных программных средств, все более широкое распространение получают средства компьютерной поддержки разработки информационных систем, называемые CASE - средствами [45,13].

Первым этапом реализации программы оценки и прогноза распространения специфических областей было построение соответствующей модели деятельности (см. Приложение 1) с использованием CASE-средства BP Win версии 2.

Это включало в себя построение:

• структуры бизнес-процессов и потоков данных в виде DFD (диаграмм потоков данных);

• описания данных системы в виде словаря данных.

На основе модели деятельности было произведено проектирование иерархии объектов программы.

96

Рисунок 4.11 Получение прогноза гарантированной эллиптической оценки

Рисунок 4.12 Выполнение прогноза гарантированной эллиптической оценки Программа реализована в среде разработки программ Borland Delphi 3 для Windows 95/NT 4.0 [31,32,33,34,75,74,76,25,27,62,24,47,71,72,63].

Подстилающая поверхность моделируется при помощи 3-х слоев карты:

- «Высота», описывающая рельеф местности;

- «Среда», описывающая влажность подстилки;

- «Температура горения», описывающая теплотворную способность материала.

Программа обеспечивает также установку параметров ветра — направления и скорости.

Обеспечивается масштабирование карт в зависимости от текущих требований пользователя к детальности изображения.

Также имеется возможность включения по желанию пользователя режимов показа гарантированных эллиптических оценок контуров, их прогноза, а также очистки предыдущих /контуров с карт подстилающей поверхности.

99

Рисунок 4.2 Последовательность контуров пожара привязанных к местности.

Применим методику, предложенную в п. 2.3, к идентификации процессов распространения лесных пожаров. Последовательность положения контуров изображены на рис. 4.3 - 4.5. В каждый момент времени контур пожара "оценивается" эллипсом. Эти эллипсы нанесены на соответствующие рисунки, а их параметры (в истинном масштабе) сведены в табл. 4.2. Здесь же содержаться оценки производных этих параметров.

Заключение

1. Существующие методы не позволяют оперативно и с низкими затратами оценивать динамику специфических областей на поверхности Земли (таких как пятна техногенных загрязнений, лесные или степные пожары, ареалы обитания вредителей, зоны опустынивания и другие). Это объясняется следующими причинами:

- сложность и многофакторность процессов распространения, их зависимость от большого числа мало изученных природных и антропогенных факторов;

- отсутствие в составе стандартных ГИС алгоритмов прогнозирования динамики указанных областей.

Эти недостатки требуют поиска эффективных и быстродействующих методов, позволяющих осуществлять мониторинг и прогнозирование динамики указанных областей вне зависимости от природы и степени изученности.

2. Метод эллиптических оценок, предложенный Ф. Л. Черноусько для оценки областей достижимости управляемых динамических систем, дает удобную математическую модель для аппроксимации и прогнозирования процессов распространения на поверхности Земли. Удобство аппроксимации областей достижимости УДС заключается в следующем:

- удается получить удовлетворительную двустороннюю оценку аппроксимации произвольных выпуклых множеств;

- класс эллипсоидов инвариантен относительно аффинных преобразований, что важно при преобразовании картографических проекций;

- при анализе динамических областей на поверхности Земли (лесные пожары, области загрязнений и др.) эллипс является традиционной аппроксимирующей фигурой.

Ill

3. Разработанные в работе методы и алгоритмы обработки экспериментальных данных о процессах распространения позволяют осуществлять их предварительную обработку и динамическую аппроксимацию эллипсами. Прогнозирование процессов распространения может быть осуществлено как методом подвижных сеток, так и с помощью аппроксимирующих эллипсов.

4. Показано что среди методов разработки ГИС - ориентированных информационных систем в условиях данной задачи наиболее эффективным будет встраивание ГИС конечного пользователя как отдельного программного модуля создаваемой системы. Обоснован выбор современных инструментальных средств ГИС для создания информационной системы оценки динамики процессов распространения. Показано, что в наибольшей степени поставленной задачи отвечает отечественная ГИС BAIKONUR GIS ToolKit.

5. Создание надежного и эффективного программного обеспечения требует применения современных средств разработки. С этой целью, автором на базе методологии IDEF0 и CASE-средства BPWin разработана функциональная модель деятельности по мониторингу подвижных областей на поверхности Земли

6. С помощью информационной системы проведен ряд расчетов реальных процессов распространения с прогнозом их поведения, которые показали эффективность предложенных решений. Создана и заполнена база экспериментальных данных лесных пожарах и динамики песчаных форм.

7. Разработанная система применялась при разработке программы расчета пожарных рисков на ПЭВМ, с последующим включением ее в программный комплекс «Развитие пожара в различных условиях» (АРМ «Пожаротушение») в Сибирском филиале ВНИИПО МВД России.

112

1. Kidwell К. В. NOAA Polar Orbiter Data Users Guide. NCDC/SDSD (Updated from original 1984 edition). Washington, DC. 1988.

2. Rothermel R. C. A mathematical model for fire spread prediction in wildland fuels. — USDA Forest Service Res. Paper INT-15, Ogden, 1972. 40p. (Intermountain Forest and Exp. Stn.).

3. Алексеев В. M., Тихомиров В.М., Фомкин С. В. Оптимальное управление.1. М.: Наука, 1979. 432 с.

4. Амбиндер А.Б. Опыт и проблемы создания многопрофильной региональной ГИС экологического направления // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации 1998г. - №2(14)

5. Арнольд В. И. Математические методы классической механики. — М. Наука, 1974.-432 с.

6. Аэрокосмические методы в охране природы и в лесном хозяйстве // Сухих В. И., Синицын С. Г., Апостолов Ю. С. и др.— М.: Лесная промышленность, 1979. 287 с.

7. Батманов В. X., Нагаев И.М., Павлов C.B., Плечной В. А. Геоинформационная система обработки данных дистанционного зондирования NOAA для обнаружения и оценки характеристик лесных пожаров малой площади

8. Белинский A. H., Ярославский Л. П. Автоматический выбор опорных объектов на аэрокосмических изображениях. — В. кн.: Корреляционно-экстремальные системы. — Томск, изд-во ТПУ, 1979, С. 241-244.

9. Берлянд А. М. Геоиконика. — М., Фирма «Астреля», 1996. 208 с. Ю.Бутковский А. Г. Структурная теория распределения систем. — М.:Наука,1977. -320 с.11 .Бутковский А. Г. Фазовые портреты управляемых динамических систем.1. М.: Наука, 1985.- 136 с.113

10. Векторный формат «SXF». Редакция 3.0 — Ногинск, 1996 102 с.

11. Вендров А. М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. — М.: Финансы и статистика, 1998. 176с.

12. Венцель Е.С. Теория вероятностей. — М.:Физматгиз, 1962, 564с.

13. Волчуга H.A., Никитин М.А. Гущин О.А, Голидничук В.Э., Василенко И., Нестеров С.В. Геоинформационная система "Учет лесного фонда и лесопользование"

14. Воробьев О. Ю., Валендик Э. Н. Вероятностное множественное моделирование. — Новосибирск: Наука, 1978, -160 с.

15. Гаврилов A.C. Программный комплекс для управления качеством атмосферы города — интеллектуальная геоинформационная система // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации -1998. №1(13) - С.58-59.

16. Гантмахер Ф. Р. Теория матриц. — М.:Наука,1966.

17. Гершаник С.Ю., Корнева Н.Г., Мочалов П.С., Немынов М.П., Столпаков., Шуляк П.П. ГИС-Технологии при создании информационно-поисковой системы ГИС "Гидросеть г. Москвы // http://www.dataplus.ru/win/

18. ГИС "Водоохранные зоны Минска" // http://www.dataplus.ru/win/

19. Годунов С. К., Прокопов Г. П. Об использовании подвижных сеток в газодинамических расчетах. — Журнал вычислительной математики и математической физики 1972, т. 12 - №2 - с. 429-439.

20. Гришин А. М. Математические модели лесных пожаров. — Томск: Издательство ТГУ, 1981. 278 с.

21. Грюнбкум Б. Этюды по комбинаторной геометрии теории выпуклых тел — М.: Наука, 1971

22. Дантерманн Джосеф и др. Программирование в среде Delphi — Киев: «ДиаСофт», 1995 608с.

23. Дарахвелидзе П. Г., Макаров Е. П. Delphi — среда визуального программирования — СПб.: BHV Санкт-Петербург, 1996. - 352 с.114

24. Джим Грей Управление данными: Прошлое, Настоящее и Будущее // Системы Управления Базами Данных — 1998. №3. - С. 71-87.

25. Джон Матчо, Дэвид Р. Фолкнер Delphi — М.: БИНОМ, 1995. 464 с.

26. Доррер Г. А. Математические модели динамики лесных пожаров. — М.: Лесная промышленность, 1979, 161 с.

27. Епанешников А. М., Епанешников В. А Программирование в среде DELPHI 2.0 (3 часть) — М.: «ДИАЛОГ-МИФИ», 1998. 336 с.

28. Епанешников А. М., Епанешников В. А Программирование в среде DELPHI 2.0 (4 часть) — М.: «ДИАЛОГ-МИФИ», 1996. 240 с.

29. Епанешников А. М., Епанешников В. А Программирование в среде DELPHI 2.0 (1 часть) — М.: «ДИАЛОГ-МИФИ», 1997. 235 с.

30. Епанешников А. М., Епанешников В. А Программирование в среде DELPHI 2.0 (2 часть) — М.: «ДИАЛОГ-МИФИ», 1997. 319 с.35.3агускин В. А. Об описанных и вписанных эллипсоидах экстремального объема // УМН 1958, т.13 - №6(64)

31. Зб.Замай С. С., Голубев А., Яницкий В. А. Технология взаимодействия различных инструментальных пакетов и пользовательских приложений в едином программном комплексе // Проблемы информатизации региона.115

32. ПИР-96. Труды второй межрегиональной конференции Красноярск, ЗАО «Диалог-Сибирь», 1997. - С. 115-116.

33. Изучение ГИС — М., СП Дата+, 1995. 402 с.116

34. Использование ГИС в лесном хозяйстве и лесной промышленности // http ://www. dataplus.ru/win/

35. Калман Р., Флаб П. Арбиб М. Очерки по математической теории систем. — М.:Мир, 1971.-400 с.

36. Калянов Г. Н. CASE структурный системный анализ (автоматизация и применение) — М.: Издательство «Лори», 1996. 242 с.

37. Кирста Ю. Б. Моделирование пустынных экосистем — Ашхабад: ИНЫМ, 1986. 143 с.

38. Клаверт Чарльз Delphi 2. Энциклопедия пользователя — Киев: «ДиаСофт», 1996. 736 с.

39. Коновалова Н. В., Капралов К Г. Введение в ГИС. — М., ООО «Библион», 1997. 160 с.

40. Коровин Г. Н. Структура и механизм функционирования системы охраны леса от пожаров. Диссертация доктора сельскохозяйственных наук: 06.03.03. М.: 1998.

41. Красовский Н. Н. Игровые задачи о встречи движений — М.: Наука, 1970. -420 с.

42. Крылова С. П. Полное описание формата МШМГО// Проблемы ввода и обновления пространственной информации. — М., 1998. С. 76-77

43. Крылова С. П. Формат MIF/MID-файла // Проблемы ввода и обновления пространственной информации. — М., 1998. С 77-80

44. Курбатский Н. П. Техника и тактика тушения лесных пожаров. М.: Гослестехиздат, 1962. 153с.

45. Ли Э. Б., Маркус Л. Основы теории оптимального управления. — М.: Наука, 1972. 576 с.

46. Лотов А. В. Численный метод построения множествдостижимости для линейной управляемой системы. — Журнал вычислительной математики и математической физики 1972, т. 12,№3 - С. 785-788117

47. Магомедова A.B., Гаджиев М.К., Оцоков А.М.-Г. Использование ГИС-технологий для прогноза гидроэкологических ЧС на Дагестанском побережье Каспия // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации -1998. №2(14)

48. Маркштейн Нестационарное распространение горения. — М.: Наука, 1968.- 323 с.

49. Мартыненко А. И., Бугаевский Ю. Л., Шибалов С. Н. Основы ГИС: теория и практика. — М. МП «Информационные технологии», 1995. -232 с.

50. Маслов В.П. Операторные методы. — М.: Наука, 1973. 544 с.

51. Матричный формат «MTR». Редакция 4.1 — Ногинск, 1996, 45 с.

52. Ноженкова Л. Ф. Применение ГИС технологий в системах поддержки принятия решений по ликвидации химических аварий // Проблемы информатизации региона. ПИР.-96. Труды второй межрегиональной конференции - Красноярск, ЗАО «Диалог-Сибирь», 1997. - С. 75-76.

53. Орлик C.B. Секреты Delphi на примерах — М.:БИНОМ. 316 с.

54. Оузер Д. Освой самостоятельно Delphi 2 — M.: Бином, 1997 624 с.

55. Панасюк А. И., Панасюк В. И. Асимптотическая магистральная оптимизация управляемых систем. — Минск: Наука и техника, 1986. -296 с.

56. Плешиков Ф. И., Калашников Е. H., Черкашин В. П. Пространственно-временной мониторинг лесов но основе технологий ГИС // Проблемы информатизации региона. ПИР-95. Труды межрегиональной конференции- Красноярск, КГТУ, 1995 С. 435.

57. Продукты фирмы ERDAS // http://www.dataplus.ru/win/.

58. Растровый формат «RST». Редакция 2.2 — Ногинск, 1996, 30 с.

59. Рождественский Б. Л., Яненко H .H. Системы квазилинейных уравнений и их приложения в газовой динамике. — М.: Наука, 1968. 592 с.118

60. Рунд X. Дифференциальная геометрия финелеровых пространств. — М.: Наука, 1981.-340 с.

61. Соколов С. В., Браташов В.А. Опыт применения расчетных программных комплексов экологической оценки территорий на базе ГИС // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации -1998. №1(13) - с.60-61

62. Тейлор Дон и др. Delphi 3: библиотека программиста — СПб.: Питер, 1998. 560с.

63. Туррот Пол и др. Супербиблия Delphi 3 — Киев: «ДиаСофт», 1997. 848 с.

64. Ушанов С. В., Щербаков В. В., Федоров П. Е. Эллиптические оценки при аппроксимации контура лесного пожара // Лесоэксплуатация: Межвузовский сборник научных трудов. Красноярск: СибГТУ, 1998. -С. 377-385.

65. Фаронов В. В. Delphi 3. Учебный курс — М.: "Нолидж", 1998 400 с.

66. Федоров А. Г. Delphi 3.0 для всех.— М.: «КомпьютерПресс», 1998. 544 с.

67. Федоров А. Г. Создание Windows-приложений в среде Delphi — М.: «КомпьютерПресс», 1995. 287 с.

68. Федоров П. Е. Алгоритмы аппроксимации динамических природных объектов эллипсами // Проблемы информатизации региона. ПИР-96. Труды второй межрегиональной конференции Красноярск, ЗАО «Диалог-Сибирь», 1997. - С. 119-120.

69. Федоров П. Е. Алгоритмы аппроксимации природных объектов эллипсами // Проблемы информатизации региона. ПИР-97. Труды Третьей Всероссийской конференции Красноярск, АО «Диалог-Сибирь», 1997. -С. 142.

70. Федоров П. Е. Эллиптические оценки конфигурации природных объектов на плоскости // Проблемы информатизации региона. ПИР-95. Труды межрегиональной конференции Красноярск, КГТУ, 1995 - С. 170.

71. Федоров П. Е., Доррер М. Г., Клишта И. А. Разработка геоинформационной системы для оценки динамики природных процессов119

72. Проблемы информатизации региона. ПИР-98. Труды Четвертой Всероссийской конференции Красноярск, ЗАО «Диалог Сибирь-НТ», 1998. - С. 208.

73. Харук В. И., Исаев А. С., Рогозина И. А., Яхимович А, П. ГИС техногенных воздействий на леса Сибири // Проблемы информатизации региона: Материалы второй межрегиональной конференции. Локальные сети и телекоммуникации Красноярск, КГТУ, 1996. - С. 189.

74. Хорев А. Г. Разработка инструментальных средств для создания традиционных и объектно-ориентированных геоинформационных систем. Автореферат диссертации канд. техн. наук (). Новосибирск. 1997.

75. Цветков В. Я. Геоинформационные системы и технологии. — М.: Финансы и статистика, 1998. 288 с.

76. ИМЯ = Команды пользователя @ ТИП = Дискретный поток

77. БНФ = /множество команд, которые даются пользователем/

78. ИМЯ = Файлы контуров @ ТИП = Дискретный поток

79. БНФ = координаты точек контура + цвет + время создания

80. ИМЯ = Файлы карты @ ТИП = Дискретный поток

81. БНФ = координаты точек объектов + цвет + название объектов1. ИМЯ = Координаты точек1. ТИП = Дискретный поток

82. БНФ = координата по X + координата по У

83. КОММЕНТАРИИ = значения, являющиеся входными для процесса

84. ИМЯ = Промежуточные координаты точек @ ТИП = Дискретный поток @ БНФ = координата по X + координата по У

85. КОММЕНТАРИИ = значения, принимаемые во время выполнения процесса

86. ИМЯ = Обработанные координаты точек @ ТИП = Дискретный поток @ БНФ = координата по X + координата по У @ КОММЕНТАРИИ = выходные значения координат точек126

87. ИМЯ = Сообщаемые данные @ ТИП = Дискретный поток

88. БНФ = /вывод на экран полученной информации/

89. ИМЯ = Файлы с данными @ ТИП = Дискретный поток

90. БНФ = преобразованные координаты точек + цвет + время создания

91. ИМЯ = Массив нормальных скоростей @ ТИП = Дискретный поток @ БНФ = угол наклона + величина скорости

92. ИМЯ = Параметры индикатрисы . @ ТИП = Дискретный поток

93. БНФ = коэффициент, определяющий форму индикатрисы + угол наклона1. ИМЯ = Т1

94. ТИП = Управляющий поток @ БНФ = /указывает, что контур выбран/1. ИМЯ = Т2

95. ТИП = Управляющий поток @ БПФ = /указывает, какую карту требуется открыть/1. ИМЯ = ТЗ1. ТИП = Управ.пяющий поток

96. БНФ = /указывает на то, что выбран способ обработки информации/1271. СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ

97. Спецификация процесса 1.4.1.

98. КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.1.1.

99. Двигаться по краю контура по одному из восьми условий выбора направлениязадать условия выбора направления ДЛЯ каждого направления128выполнить

100. ЕСЛИ точка на следующем шаге выбранного направления не белая, ТО перейти в эту точку и запомнить координаты предыдущей ДО ТЕХ ПОР ПОКА конец контура КОНЕЦ ВЫПОЛНИТЬ

101. КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.1.2

102. Спецификация процесса 1.4.1.3 @ ВХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ ВЫХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.1.3 НАЛОЖИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЕ В КАЖДОЙ ТОЧКЕ КОНТУРА ВЫПОЛНИТЬналожить изображение в каждую точку контура КОНЕЦ ВЫПОЛНИТЬ

103. КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.1.3

104. Спецификация процесса 1.4.1.4 @ ВХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ ВЫХОД = ОБРАБОТАННЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.1.4 = ОБРИСОВАТЬ КОНТУР С ВНУТРЕННЕЙ СТОРОНЫ ВЫПОЛНИТЬ Становимся в начало экрана Выполнить движение в сторону контура

105. ЕСЛИ найдена внешняя сторона контура, то продолжать движение довнутренней стороны контура1. ПОВТОРЯТЬ129

106. Двигаться по краю контура по одному из восьми условий выбора направлениязадать условия выбора направления ДЛЯ каждого направления ВЫПОЛНИТЬ

107. ЕСЛИ точка на следующем шаге выбранного направления не белая, ТО перейти в эту точку и запомнить координаты предыдущей ДО ТЕХ ПОР ПОКА конец контура КОНЕЦ ВЫПОЛНИТЬ

108. КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.1.4 2. Спецификация процесса 1.4.2

109. Спецификация процесса 1.4.2.2. @ ВХОД = КООРДИНАТЫ ТОЧЕК

110. ВЫХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 14.2.2 = НАЙТИ ПРИМЕРНЫЙ НАЧАЛЬНЫЙ УГОЛ Находится уравнение кривой по МНК Находится примерный начальный угол из уравнения кривой @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.2.2

111. Спецификация процесса 1.4.2.1.

112. Спецификация процесса 1.4.2.3.

113. ВХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ ВЫХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.2.3 = УЛУЧШИТЬ НАЧАЛЬНЫЙ УГОЛ ПОВТОРЯТЬ

114. Находим центр для текущего угла Улучшаем а и Ь

115. ЕСЛИ значение функции улучшилось ТОзапоминаем эти значения а, Ь, текущего угла и, увеличив шаг, продолжаем поиск в прежнем направлении до тех пор, пока значение функции не ухудшится

116. ИНАЧЕ изменяем направление поиска и уменьшаем текущий шаг в два раза . .

117. ДО ТЕХ ПОР ПОКА текущий шаг не меньше точности с точностью. @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.2.3

118. Спецификация процесса 1.4.2.4.

119. ВХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ ВЫХОД ОБРАБОТАННЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.2.4 = ВЫБРАТЬ НАИЛУЧШЕЕ ЗНАЧЕНИЕ А И В ПО КРИТЕРИЮ

120. Находятся лучшие значения а и Ь по методу координатного спуска @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.2.4

121. Спецификация процесса 1.4.3. 3.1 Спецификация процесса 1.4.3.1 @ ВХОД = КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ ВЫХОД КООРДИНАТЫ ТОЧЕК131

122. СПЕЦПРОЦ 1.4.2.4 = ВЫВЕСТИ КАРТУ Дать команду отобразить карту @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.3.1

123. Спецификация процесса 1.4.3.2 @ ВХОД = КООРДИНАТЫ ТОЧЕК

124. ВЫХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК

125. СПЕЦПРОЦ 1.4.3.2. = ПЕРЕНЕСТИ ДАННЫЕ

126. Дать команду выбрать нужные данныевыбор слоя или запись контуров в этот слой либо наоборот

127. КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.3.2

128. Спецификация процесса 1.4.3.3 @ ВХОД = КООРДИНАТЫ ТОЧЕК

129. ВЫХОД = КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.3.3. = ВЫБРАТЬ СЛОЙ Дать команду выбрать нужный слой @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.3.3

130. Спецификация процесса 1.4.3.4 @ ВХОД = КООРДИНАТЫ ТОЧЕК

131. ВЫХОД = ОБРАБОТАННЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.3.3. = ЗАНЕСТИ НА КАРТУ НОВЫЕ ОБЪЕКТЫ В цикле для каждого контура дать команду занести этот контур в данный слой

132. КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.3.4132

133. Спецификация процесса 1.4.4.

134. Спецификация процесса 1.4.4.1 @ ВХОД = КООРДИНАТЫ ТОЧЕК

135. ВЫХОД = МАССИВ НОРМАЛЬНЫХ СКОРОСТЕЙ @ СПЕЦПРОЦ 1.4.4.1. = НАЙТИ МАССИВ НОРМАЛЬНЫХ СКОРОСТЕЙ

136. Для каждой точки первого контура находим ближайшую к ней точку во втором контуре и восстанавливаем угол и величину нормальной скорости

137. КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.4.1.

138. Спецификация процесса 1.4.4.2 @ ВХОД МАССИВ НОРМАЛЬНЫХ СКОРОСТЕЙ @ ВЫХОД = ПАРАМЕТРЫ ИНДИКАТРИСЫ

139. СПЕЦПРОЦ 1.4.4.2. = АППРОКСИМИРОВАТЬ ИНДИКАТРИСОЙ ТРЕБУЕМОГО ВИДА

140. Исходя из массива нормальных скоростей методом поразрядного приближения пытаемся найти лучшие параметры индикатрисы @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.4.2.

141. Спецификация процесса 1.4.4.3 @ ВХОД ПАРАМЕТРЫ ИНДИКАТРИСЫ

142. ВЫХОД = ОБРАБОТАННЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.4.3. = РАССЧИТАТЬ СЛЕДУЮЩИЙ КОНТУР В каждой точке контура откладываем точку следующего контура исходя из вида найденной индикатрисы. @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.4.3.133

143. Спецификация процесса 1.4.5

144. Спецификация процесса 1.4.5.1 @ ВХОД = КООРДИНАТЫ ТОЧЕК

145. ВЫХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.5.1. = ПОЛУЧИТЬ ПОЛЕ СКОРОСТЕЙ Из каждой точки исходного контура по модели распространения процесса откладываем предполагаемую точку следующего контура @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.5.1.

146. Спецификация процесса 1.4.5.2

147. ВХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ ВЫХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.5.2. = АНАЛИЗИРОВАТЬ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ И САМОПЕРЕСЕЧЕНИЯ

148. Исходя из минимально допустимого расстояния между точками, убираем лишние точки. В случае пересечения контуров, контур разделяется на подконтуры, меньший из которых удаляется. @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.5.2.

149. Спецификация процесса 1.4.5.3

150. ВХОД = ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ ВЫХОД = ОБРАБОТАННЫЕ КООРДИНАТЫ ТОЧЕК @ СПЕЦПРОЦ 1.4.5.3. = СГЕНЕРИРОВАТЬ КОНТУР Упорядочить полученный массив точек и вывести его на экран @ КОНЕЦ СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА 1.4.5.3.134