автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Технология обработки проблемно-ориентированной графической информации

, J

\ \ HOÜ

f 'U7

л i

Работа еьшолисиа в Институте автоматики и процессов унрйвлсшю Д&лшсзостопиэго отдаление 1РАН.

Офицмалыаге оппонента: доктор фкзшсо-катематапсских наук,

профессор С. Б. Кяиыято

доктор ф5Шхо-мйтсмат1«егш1х наук,

Е. Л. Курм;шс:::ш

доктор ТСХШГСССХПХ наук, 1-1. А. Аш;»:иос

Егдущсс предприятие: Иясппут системного програышрз&ш;, РАИ (Москва)

З&вдзта состо:пся "22" иолорг 1556 года е 20 часов на заседании дисг-ртаупоинаго сопэта Д 093.30.01 в Ипсппуге автоматок» и процессов улразягжга Дальневосточного отделения РАН по адресу.

690041 Владивосток, ул. Радю, 5

С диссертацией кошю озцакомитш; и бн&нютсхо Институте азто-ма-пш! и процсс.ов управления Дзльнггогточного 01дгл;ш;л РАМ.

Автореферат разослан "_" октября 1956г. '

Ученый секретарь диссертационного со сета, д.т.н., профессор

Б. И. Коган

0?гЩАГ; РАБОТЫ

Лкгулльгэск» сп&Зхек», Применение .вычислительной техники сегодня неразрывно связано с обработкой графической информации' (ГИ) при решении сами- разнообразных задач, включая автоматизацию научных иездедовапий, автоматизацию проектирования, автоматизацию карто! рафирования, автоматизированное управление произподство.ч и др. В зависимости от предметной области используются различные формы прсдстлялсниз ГИ 51 способы се обработки, но при этом характерно то, что, как пргкш:о, ГИ и проблемная, т.е. содержательная должны совмещаться нг урог-пс исследуемых объектов. Это подразумевает наличие определенной технологии с программно- инструментальной поддержкой, которая должна обеспечивать формирование графических объектов п соотосгстаик с той или иной моделью представле-I м ш г I 'и " I "д актированием и присвоение

л ¡г1 < < о! сг1 дуемых уже непосредственно

"iv - | «к 1 i г 1.00 юмшм областям относятся

I < 1 1 I ! I и« 1 * ! Ьорматнка,.где исиользует-

» »с * р , ' I» 1 пых из практике форм дзу-' I о многих задачах азтоматаза-

) ' " с » •» » » ¿тематическим гюдедирогз-» * " н I в других задачах важна ра~

о ( п г ' « и объектами слохснок формц с

» I С14 у - м * ) « I т акишш одиопремсиггоз р-> 4 1* ".г у т иробле: .пых характериспи:.

л 1 г 1 » •• *»>м подеяярозакня и зизуа-

т 1 > - и I м оч себя ззргко^сн"озчз-

I Лг с 14 представляет интерес од-

0 I I » тей "тпзрдотсяыюго" и г« и » 4 V 1С -Л" гута создали? тахо>'о рода

1 ч I ¡по,- иструмсятадьясй графн-с. - о • ' •« обработку проблемно - ори-

( "" 1 "г** ( т ■»]- мн' для обозначенного круга

<• -ч I " г« шигашх, но ъ'займсспязгл-

1ч I I 1 I у. джитдх, тгтауапкзгопт 20

^П ^ д г I > Ъя^тоИ (жпкфтся, ыпзго-

чт < х оргапазыдап- дптграк-

дш работа с сеаягтгеегг»-о аяхщт июгепграч зва-^ обгспв«к2г.:я и др. з.?дач, на-

^ т » практического црпнгкег.ш»

.и терсалг.кого и спсцкалкзн-" ^птнроэа.чного пп поддерж-I . именами V/. Ислутап, К.

Sprou.., J. Foley , A. Van Dam, A. A, -Rcqmcha, J. Encaraacao, W. Giloi и многих др. Существенные результата в этом направлении получены в отечественных работах, выполненных в Института прикладкой математики РАН, Институте физики высоких энергий, Институте системного программирования.РАН, ВЦ РАН, ОИЯИ. Институте автоматизации проектировать: РАН, ВЦ СО РАН, Шшсгсродской Государственной Архитсктурно-Стронтсльной Академии и др. Первые результаты в гсоннформатике за рубежом связаны с именами Р. Томликсоиг, Т. Германсена, О. Саломонссоиа. Сегодня зесомыс результаты в этом направлении получены в работах Инетшуга исследований природных ресурсов (США), в огечестаеипых работах - в ИГ РАН, МГУ и др. В автоматизации .картографирования большой методологический -и практический опыт накоплен в работах ЦИНШ'АнК и НИНПГ (Федеральная служба геодезии и картографии РФ).

Вместе с тем, при имеющихся сегодня результатах по отдеиышм обозначенным напрааленш:;-5, связанным с обработкой картографической информации (КИ), с юиструхткьным подходом к моделированию и визуализации 3D объектов и др., остаются определенные трудности при интеграции в единое целое различных графических возмох:-ностеЙ и средств, необходимых для комплексной обработки нребягм-но-ориентарэгашюй ГИ. Необходимость'позысать практическую фсктнвность продсмяг&шх технологий требует si более эффективных решений отдельных локальных задач в контексте общей задачи по созданию технологии. В частности, при значительном накопленном опыте в автоматизации картографирования и.гсоиифорйьтнкс, остается актуальным. более эффективное решение ц-глого рада Ш'анмос^г'тнньзх задач но обешечеапю бкгтрого и точного ввода ъ ЭВМ .больших объемов ГИ, иптсрактсаиому формированию релактцреваишо цифровых моделей проблемный объектов,- орггггозыс:» "ффгхттвной работы с базам:; большого объема картографических дулшых, разработке развитых средств визуализации сшдеаяпзирогашюЯ ГИ, применению методов инлхнерпн тпашзй для • решения трудкоформалнэуекыг задач. При применении метода когкярукгавной геометрии, пол учившего активное рйтвитие во многих работах, как показывает опыт, остаются актуальными задачи визуализации и пояу.ые"ил зкшшвленткых граничных представлений при кепояьзэвашп! нэтрадициоицых • наборов базолух гс иегрпчеекпх прлмзгшвоз, а так;:« задача объединения в рамках прикладной программы возможностей твердотельного и граничного представлений. Дял «ехоторкх из перечисленных задач удо-ал'лворитсльаая пронзвзжягелкюсть мохот быть достигнута только с применением многопроцессорной обработки, поэтому необходимой компонентой графической программной среды поддержки технологи!: дшгакы быть средства распределенной обработки ГИ.

Изложенные обстоятельства свидетельствуют об актуальности проблемы ср-.даиия технологии обработки и визуализации проблемно ориентированной ГИ.

Цгль уг.О.-.'ги. Целью Д!:;:с?ртацмс;:пон является создание :-п-

форчапгикшей ■гс.чполсппг, г:?л.чгагг алгоритм и, ?.:сгодп':;>,

универсальные к шсяг*глшира:?:»!кк*с программные средста обработал я гагзуг-дизгл":« ГК применительно зс обозначенному кругу примох'сний г? области; аятоматшацки научных исследований, автоматизации картографнрогапия и гсокнформатаки, автоматизации Проектирования.

Для достижения этой цаш п работе рсашются следующие задачи:

с приложении и определение требокашп! к-:5раСотея ГИ;

Ь о О > С Г"* " г- *»»■> « г• ия КИ, адекпапюй рс-

.4,.! ¡т п. оУ. Л1.* •1С.. 3 ^ ^ 1 г О гп!зкпован!го1'о ввода в " Х1-1;

« ГгI(>0Г. С?}Су¿С'Г V Т 7 «.......... . . . * , ктг:г.кого реда ктиропа-

• > [ ' ? )У •'»'•••-..... " ' • 1 ' " * ---- - разработка спиной оптирование?! иа со: 1 <4, Т ?»У ' 'Г-•••"ЛТ*«' 1 Т ' I < ° 1 " I ; ч I ддат рКПС'!!!3 труд?!0-¡.рто г р аг' ••! р оа; : ;я; ?й обрасоткя КЯ, орн-.'.ат;!'!: ?рсзаины>: карто-сту.оп и геаи:!^'ормян!<-

■ ' 1 " 5 И то"; ; ап::г:пт :зуа ¡::;I-гсс-мгг-тнт^ссг.их оот г::-

ЗО объектами; ' ¡' ■ ^г'-",'.■ - - '^-г ■

- . I 1 > - 1 1 п , Г т г„„ > и 1 л 1 ! Т1 1 ' г у

^ \ о л ^ "о ' к !П « ГГ ? ^

* ^ т * ^

" / И ; о4" • '"Г [ I" 1 Г ; ' г

б) тс. ¡г:■' --¡У'*7" у Л'ОЯОГПП оСу" ;:ат>,!'. К ■ г .г * - ..,..■ ь V■ - - ...... ! » - ' ~ и *

' ■ ' •' " > л....... 1 1'

»яилтн-

у,Ло,:м. Основным наугнкм результатом работа яп-

:'лс;с;1 ссзлашю теню" у гни обработки и сизузлютцми проблемно-

ориентированной ГИ. Научная новизна предложенной технологии заключается в сс комплексном характере, ориентированном на поддсрхс-ку полного цикла обработки ГИ (начинай от ввода первичных данных и заканчивая получением результатов проблемно-ориентированной обработки) и интеграцию, а процессе многоэтапной обработки разноплановых взаимодополняющих 1 хиологичесхих средств, включая средства ввода и автоматического формирования семантических объектов, инженерии знаний, визуализации двумерной картографической и пространственной ГИ, средства многопроцессорной обработки.

В диссертации были получены следующие основные научные результаты:

1. Предложена принципиальная схема обработай проблсмнс-ор1;ен-тированной графической информации и структура соответствующей программно-инструментальной графической среды.

2. Предложена модель цифровой КИ, которую отличают от аналогов:

- универсальность по отношению к потенциальным приложеният.;;

- модельный подход к описанию картографических услсзмш знаков;

- использование различных форм представления рельефа местности со взаимными преобразованиями и учетом особенностей микрорельефа.

3. Получены оценки примешмости методов шжЬнерш: знаний ж решению двух типов задач автоматизированной обработки КИ.

i. Предложена технология создания и [»еденья территориального кадастра, которую отличают высокая эффективность и нетрудоемкая нг.строГиг. па новые прмложеяяя.

5. В рамках хонстругпшвяой геометрии ддз моделирования и визуализации ЗВ геометрических объектов предложен метод с реализующей его алгорнтмйческой'базой, который отлипают от аналогоз:

а) возможность нетрудое?лкого расширения базиса геометрических примитивов и, как сксдстг-яс, эффективная настройка па требуемые проблемные приложения;

б)'совмещение .преимуществ'структурного описаний и граничного прсдстаэпелня объектов.

На базе применения транспьютерной вычислительной архитектуры для предложенного метода были разработаны и реализованы параллелью е алгоритм обработки..

6. Проанализированы несколько схем многопроцессорной обработки ГИ и в результате проведенных вычислительных экспериментов получены сценки их эффективности.

П^кдакшш цеязюсп» р^Зсгы. Предложенная в работе ннформацпон-ная технология разрабатывалась прежде всего как эффективное сродство решения практических задач и к настоящему времени получила широкое применение. В первую очередь это результаты, связанные с автоматизированной обработкой КИ. Эта часть программио-тсхноло-. <1

гического зсомплекса проектировалась при участии а по заданиям подразделений Федеральной службы геодезии и картографии РФ (гг.Мос-кза, Хабаровск, Владивосток) и других заинтересованных ведомственных организаций с ориентацией на нужды автоматизации картографических работ, с одной стороны, и потребности п создании земельных и городских кадастров, картографических баз данных и региональных геоинформационных систем, с другой стороны. Разработанный картографический программно-технологический хомплекс обеспечивает в рамках единого подхода автоматизацию обработки картографической информации на зссх этапах - от ззода исходных данных и ЭВМ до получения результатов проблемно-ориентированной обработай.

Средствами предложенной технологии эффективно решается задача формирования и редактирования цифровых карт. Система ввода, объединяющая элементы автоматической и интерактивной обработки позволяет существенно сократить трудозатраты и срок» создания бапхоп цифровых карт и их обновления. Программно-технологические средства создания и подпер::--;:?! территориального кадастра позволяют быстро и эффективно создавать проблемно-ориентированные информационные системы по работе с территориально привязанными объектами. Это обсспечипается развитыми возможностями универсального программного ядра для работы с БД картографических объезстсэ п программными инструментальными средствами для создания прикладных программ пользователя. Практические результаты по пркме-неншо предложенной технологии получены по нескольким иапразяс-ииям:

1. Прогрхм«по-техиологичсск1Шй средствами системы АТЛ \С бнли созданы БД электронных топографических и тематических карт цифрование исходных картом&терзалоя различных масштабов) по з еррй-тори!! г. Находка и свободной экономической зоны, частично по территориям гг. Владивосток, Уссурийск, Партизанск, и др. территориям Приморского края.

2. Внедрен в ряде заинтересованих« организаций програмшю-теяно-логичссиий комплекс АТЛАС, (или отдельные его компоненты) з качестве ушгоерсаяышго 'инструиснтальяого средства да создания к ведения помьзояатгягми проблемно-орнетироминкх информационен их систем и БД.

3.'Былн разработай.« на базе прздлогеенаой тасюяопт и переданы заказчикам з промышленную эксплуатацию ахггоматазироъашшс систем и а виде:

а) регионального бшкя картхи ргфижсксЗ информации (РБГИ);

б) городского кадастра (как ядра муниципальной информационной

системы);

в) земелт.пого кадастра;

г) гас по природным ресурсам.

Указанные работы выполнялись п гштересах подразделении Федеральной службы геодезяа и картографии РФ (ЦНИИГАиК г. Москва,

п

ПО Дльаэрогсодсзия г.Хабаровск, Приморский центр геодезии и картографии г. Владивосток); производственных топографо-геодезичесхих организаций гг. Уссурийск, Партизанск, Артем и др.; подразделений Роскомзема (краевой комитет по земельным ресурса»« к землеустройству и районные земельные комитеты Приморского крал); муниципальных служб (управление архш ктуры а градовгроитсльства, МПС Водоканал, ГАИ и др.) гг. Владивосток, Находка, Уссурийск; комитета по природным ресурсам Приморского края, Приморского управления лесами, Приморского краевого комитета охраны природы и окружающей среды, дорожного комитета Приморского края.

Наряду с указаклым народнохозяйственным применением программного обеспечения автоматизированной обработки КИ оно использовалось также и для автоматизации научных исследований в институтах ТйГ, ТОЙ ДВО РАН при решении задач з области географии и океанологии. В ДВНИГМИ с помощью этих средств осуществлялся ввод, накопление и визуализация картографических данных в прогнозных целях.

Разработанные программные средства моделирования и визуализации пространственных, графических объектов также использовались' для разных приложений. Снешштпирооятше программные средства молекулярной графики применялись в институт ТИБОХ и ИХ ДВО РАН дна построения и визуализации графических моделей молекулярных структур с целью исследовании их свойств. Другие программные редства 313 графики применятся» в ксчггх АНИ в ИАПУ, ТОЙ ДВО РАК. Система конструктивной геометрии СО использовалась при решении задач компановки и САШ*судестроаим а КБ "МАЛАХИТ', в ДВГМА (г. Владивосток) пр;! риаенш задач автоматизированного проектирования судовых поверхностей.. Транспьютерный шртзег системы СО' был реализован и передай во В1ШИПЗТК (г. Мссхв&) в рамках выполнения упомянутой выше гос. программы по г развитию транспьютсраЬв технологии.

Система. кошгуктнипой гсоыстрхн СО использовалась также в учебном процессе на кафедре начертательной геометрии ДВГМА. Методические материалы диссертации и:юльзо:кхлнеьв учебном процессе па кафедре автоматазацзнг научных ксслгдоданнй Московского физи-

.. . . « - , . ■ 0 жвяЗепЕа. Представленные

в диссертации исследования проводились в рамках следующих программ:

1. В рамках паучно-нссведозатсльскнх тем Института автоматики и процессов управления ДВО РАН:

"Автоматизация научных исследований на неоднородной ■-'вычислительное cent", гос. регистрации 810553.72;

'"Исследование и разработка средств машинной графики к применение их в гибких производственных системах", № гос. per. 01861107736;

G

"Разработка метод?:) ?гсг.гзг;:^ва:гш п программных средств кнформа-/аюнно-аычислитсяышх сетей", íá гос. регистрации Oí 860! 07742; "Разработка средств информационного обеспечения океанографических исследований с гельк» упражнения освоением океана", N? гос. регистрации 0136010774!;

"Математическое моделирование динамических процессов в популя-циопных системах промысловых видов и разработка принципов оптимальной эксплуатации: (на примере промысловых видов Дальневосточного региона), Кз. гос. регистрации 01860107740; "Исследование и разработка срсдетз машинной графики и методов надежного крзнсиия информации дня автоматизация картографирования и моделирования сложных объектев", № гос. регистрации 01910016835;

2. В рамках государственных научно - технических программ:

Комплексная программа научных исследований АН СССР и АМН

СССР "Фундаментальные пауки - медицине".

Программа работ созданию з 1990 - 1996 годах модифицированного транспьютерного набора я многопроцессорных вычислительных систем на его ба-ю (ПШТСССР);

Программа Мин. нзуки, высшей школы ». технической политики РФ "Перспективные информационные технологии".

3. В рамках каучно-тсхническоХ программы Федеральной служба геодезии и кяртогр::фнн РФ "Разработка технологий автоматизчропап-ИОГО С03:<3!ШЛ И 0б|»0?ЛГП»Я ТОПОГрзфИЧССХИХ Карт".

AnpoSatnss rtaCVr:. Слтег'е пяучлыс и практические результата докладывались п «'"су -"-ьлпс% t; i следующих коифер-яциях и семинарах: а) Всесоюзных г^к'фглср'.'.тх, ш;.ол"х я семинарах: Всесоюзные конференция "Пробле*:" í!"¡"-:í.¡;o:í графики'.' (Новосибирск, 1079, 1932, 1989, Владивосток, 1935,. Протпнно, 1987); Всесоюзна": конференция "Диалоговые вычислительные систегы" (Серпухов, 1979); Советско-фшгекий екмнознуи "Иптдгилггзяые' сястемн'! (Тбилиси, 1979); Всесоюзная школа-с^-шцф по тч?гслптслк1ым .сетям (Владивосток, 1920, Виштца,' 1931); Всесоюзная конференция "Автоматизкровалные системы обработки изображений" (Москва, 1931); Всесоюзная конференция "Внчишггелшж! сети коммутации пакетов" (Рига, 1981.); Всесоюзная ясгфгрсицня "Проблемы гвтокатазацяи топографо-геодези-чеекпх и кер гогр?.фй'»хк?!Х работ" (Новосибирск, 1981); Всесоюзная коче^ярешшч "Методы и средства' обработки сложной графической информации" (Горький, ШЗ); сектпп рабочей группы ЕСПД(Тбали-си, 1933); семинары работах групп "Машинная графика и ее гтгаменг-шхе з шгфгфмгшнопщ'х сягсгрюп," и "Мавппгаая графика баз дашшх" при научном совэтз по зеомгадатяей проблеме "Кибернетика" АН СССР (Москва, МЦНТИ, 1983-1987); Всесоюзная школа-семнкар "Инфор«ата:<а и иитер&ктпэтод ксчпыотершя графика" (Цаххадзор, 1987); Всесоюзная конференция "Математмчсские и в: значительные методы в биолепт" .(Пущине, 1987); Всссокскся иаучно-тсхпическрл

конференция по применению микропроцессорной техники в геодезии и картографии {Минск, 1988); Всесоюзная школа-семинар по автоматизации картографирований (Владивосток, 1989); Всесоюзное научно-техническое совещание "Программное обеспечение новой информационной технологии" (Калинин, 1989); Всесоюзная конференция по ис-кусстаенному интеллекту (Минск. 1990); Всссою.лый научно-практический семинар "Интеллектуальное программное обеспечение ЭВМ" (Ростов-на-Дону, 1990); Всесоюзная конференция "Транспьютерные системы и их применение" (Звенигород, 1991); Всесоюзный научно-технический ссминар "Картографические ушфорь:ац1'<о:н;системы" (Москва, 1992); Caí сг-Пстербургская международная конференция "Региональная ииформатика-94" (Санкт-Петербург, май, 1994). б) Региональных конференциях, совещаниях, семинарах: Дальневосточная математическая школа (Находка, 1978, 1988, Í989, 1994, 1996); Региональная научно-практическая конференция "Методы создания цифровых карт и планов и их использование в системах автоматизированного проектирования" (Минск, 1986); Региональное совещание по вопросам экологии и использования природных ресурсов (Хабаровск, 1992); семинар РосНИЦ Роскомзем (Москва, 1994); Региональный семинар по вопросам автоматизации в архитектуре и градостроительстве (Находка, 1995); Региональна,'/ конференция с международным участием по вопросам геоииформатики АвиаГИС-96 (Хабаровск, 1996); семинары Института автоматики и процессов управлений ДВО РАИ; елминьр Института системного программирования РАН (Москва, 1996).

Публвхвдаа результате* работы. По материалам диссертации опубликовано 55 печатных работ.

Структура в сЗъсм раСотга. Диссертация состоит из иведения, семи глав, заключение, списка литературы и приложений. Основное содержание составляет "270 страниц, в том числе 86 иллюстраций. Список литературы вхл эчаст 271 наименование.

кратко:: содержание paeotli

Do введения обосновывается актуальность направления исследований диссертаци иной работы, формулируются цель и поставленные задачи, характеризуется научная новизна и практическая-ценносп. работы.

В главе i делается обзор предметной области с целью выделения предмета исследований, анализ современного состояния проблемы и формулируются основные положения и требования к разрабатываемой информационной технологии.

Пред'.:сто:,; исследования ластолшей работы является технология обработки н визуализации проблсмио-ориеигированной графической

информации (ПОГИ) применительно к обозначенному кругу приложений. Анализ рассматриваемых приложений- показал, что их мо:яно условно разбить ня ;:пе группы. Первую составляют приложения, преимущественно связанные с картографической формой представления информации:

- АНИ в тематике институтов ДВО РАН, связанной с науками о Земле (океанология, география, геология, геофизика, метеорология и др.);

- автоматизированные картографические системы и региональные банки КИ;

- городские, земельные и другие территориальные кадастры;

- геоинформацнонные системы по природным ресурса:-,!.

Во вторую группу выделяются приложения, связанные главным образом, с моделированием и визуализацией пространственных графических объекте»: ' •

- молекулярная графика;

- задачи АПК а упраг.кенпп, океанологии, геологии и др.;

- геометрическое конструирование и визуализация объектов САПР (судостроение, архитектура и ландшафтное проектирование);

- компьютерное обучение методам вычисг ттельной геометрии и автоматизированного проектирования в учебном процессе.

Анализ задач из'рассматриваемого круга приложений показал, что технология обработки проблемно-ориентированной ГИ и соответствующая инструментальная программная среда должны удовлетворять слсдугсщим основным функциональным требованиям:

- созмогакктг» пльтернатшнего использования разных форм ввода исходной ГИ, в том числе с векторизацией растру лого изображения и привязкой к единым Езкторкьш стандарта ;

- автоматширсваинсс формирование я редактирование геометрического и семантического описаний объектов рассматриваемой предметной облает. Возможность нетрудоомкой настройки программных средств па требуемую предмэтную область;

■• визуализация спец:еалнзпрсва1!иой ГИ применительно к выделенный типам, з том числе пртгеттегшга к КИ. Для ЗЭ объектов возможности моделирования и визуализации сяокшых пространственных форм;

- совм&сгаыссгъ используемых цвфразпх представлений графических объектов с кзвестаьшп стандартами;

- 'эффективная работа с БД больших объемов, .содержащими как графические так к семантические данные;

- наличие развитых интерактивных графически:-, средств, для работы с 2Г> и ЗВ-грзфпчесгсчми объектами;

- высокопроизводительная обработай графических данных за счет использования многопроцессорных конфигурации;

- оценка возможности применения методов инженерии знаний для решения трудноалгоритмизируемыч задач АК.

В глаяе - ош«с«.'ш основные мо;;ели графических данных, предло-

9

жсшшс и реализованные при создании рассматриваемой технологии. Модель, положенная в основу обработки цифровой картографической информации (ЦКИ), оперирует данными следующих типов:

- геометрическими (координатными);

- топологическими (о грезки, контуры, определяемые своими базовыми объектами и т.п.);

- структурными (комплекс состоит из базовых элементов);

- реляционными (задающими отношения между элементами или их совокупностями);

- семантическими (содержательное описание элемента).

Набор операций, и, едлагаемых в работе, позволяет конструировать модели ЦКИ, выполнять типичные для картографических задач операции с объектами и производить базовые геометрические вычисления для картографических объектов или для нх комбинаций. Операции разбита по группам:

- конструирование моделей и их модификация;

- операции над объектами ЦКИ;

- трансформация метрических данных;

- базовые геометрические вычисления.

а) Конструирование и модификация модели ЦКИ Операции этой группы практически тождественны для каждого тина данных модели. Они включают операцию копегруировакш: (создания) элемента данных соответствующего типа, операцию добавления (удк-лгчии), замены элемента на который обрабатываемый элемент ссылается и операцию разрушения элемента. Например, для топологических данных: СЕ((РТ,, i=l,n), type) = CONSTR (СЕ.(РТ,, i=i,n). tvpe). Операций создает новый контурный элемент СЕ с заданными значениями.

СЕ((РГ ,...,РТМ, PT*,PTW.....PT.),typc)=

REPL(CE((PT .....PTW, FT,, PTw, FT,), type), FP, i). ,

Операция замещает i-й входящий в СЕ компонент на заданный.

Здесь РТ - базовый геометрический тип (точка на плоскости с высотной отметкой или без), СЕ - контурный элемент, б) Операции над объектами ЦКИ

Предлагаемые операции над объектами ЦКИ отражают наиболее типичные действия, производимые с картографическими объектами при решени » прикладных задач - построение нового объекта, включающего два н более исходных, нахождение общих частей объектов, рассечение объекта другим объектом.

OB=UNION(OB ,ОВ2). - операция объединения двух объектов. Объединение производится над объектами одного типа - точечными, линейными или площадными. -

OB=CROSS(OB ,ОВ3). - операция пересечения двух объектов. Пересечение может вычисляться над одно- или разно-типичными объектами, при этим порождается объект с типом более низкой размерности (площадной -> линейный точечный).

{03,, п) ~ 8ЕСТ{0В ,ОВ,). - операция рассечения объекта другим объектом боке? низкой размерности. ■ Типичные случаи применения этой операции - рассечение площадного объекта проходящим через него линейным объектом, или рассечение линейного объекта но лежащему на последнем точечному объекту. В общем случае операция пороздает множество объектов с типом рассекаемого объекта.

з) Трансформация метрических данных (геометрические преобразования)

Метрические данные (координаты па карте или местности) могут подвергаться преобразованиям, в общем случае нелинейным для переходов мохду различными картографическими проекциями или системами координат или РЯ" локг тычых преобразовании отдельных элементов карты (как правило линейные преобразования - едзиги, повороты).' г) Базовые геометрически« вычисления

В качество • базовых геометрических вычислений в модели ЦКИ можно ограничиться зычислеаием дшш и площадей контурных элементов или объектов. Набор операций этой группы может увеличиваться по мере возникновения иозых потребностей в процессе решения прикладных задач.

В работе выполнена реализация предложенной модели ЦКИ в двух садах. Первый представляет собой языког-се пргдетамгепие модели дня списания ЦКИ п заде фпйяоз обмена различных программных подсистем - пояьзгзателш ЦКИ. Второй вид представления модели - реализация ее а виде схемы данных СУБД сетевого типа, которая используется как основа для псстросгога прнкпащшх программ, решающих задачи с применением ЦКИ.

Формирэ&дппе цифровой карта спг:гп:о с обработкой большого количества различных картографических условных знаков (сотгщ толмео для одного маенггаба), что порождает слезную практическую задачу

- упростить списание всего нх многообразия и, гас следстаие, коим» с:гп» эффективность ей ко&пьдаерией сбрабстяк. Прздасжснп^й в настоящей работе подход оглег&к ка яр5дста«ляшя квртогпафкчегхнх условных знаков з ткесбобшзгопих моделей. Разработано небольшое число моделей усакжшх знаков, яоторы?, с ремонте заложенных в них систем' парак"отрязац!ш, позволяют задавать подавляющее большинство услсинш: •шзпех», использует-ятя на кьртгк. Зткп, к- вредста-тгмые з рамках «¡ерабетакгшх шгдетей, строятся процедурным путем средстпаки язык:', гт^гратгарозгяпя. Языковые описания условных знаков обргбатыоаюгег специально разработанным .транслзтором и го внутреннем предстэзяспии хранятся л библиотеке условны?" знаков. Описания условных знаке?» на остове аримжекпя моделей хранятся в В51Д5 структурирован:!'«: д-янних, процедурные опясангог в виде сог¡о-кутюсти программных модулей.

Определены следующие модели условных знаков:

- ппсмасштабгтге условные знаки:

- линейные условные знаки;

п

- площадные условные знаки;

- площадные условные знаки с базовой линией.

Система построения условных знаков, поддерживающая рассматриваемый модельный подход, выполняет две функции:

- трансляция описании знаков, построение и обслуживание библиотек!! описаний знаков;

- генерация графических образов знаков для размещения их на карте.

В рамках общей модели ЦКИ отдельно рассмотрены вопросы обработки данных рельефа местности. Предложена схема преобразования данных при работе с различными цифровыми моделями рельефа с учегом влияния микроформ рельефа.

В основу метода, предложенного для работы с "Ш графическими объектами, положена конструктивная модель описания. Основную трудность при реализации данного подхода, как указывалось в первой главе при анализе аналогичных-работ, представляет решение задачи г чзуализации й получения границ объектов, построенных из примитивов с помощью теоретико-множественных операций. В предлагаемом в данной работе методе конструктивного описания ЗВ - объектов акцепт делается на двух аспектах. Во-первых, разрабатывается метод с соответствующей алгоритмической базой, который бы обеспечивал реализацию достаточно сложных геометрических примитивов н нетрудоемкое наращивание базиса примитивов. Это должно позволить, с одной сторо ы, существенно повысить изобразительные возможности графической системы, а с другой - иметь бозм ясность оперативно адаптироваться к требуемым приложениям. Во-вторых, ставится задача построение для твердотельной сцены альтернативного граничной пред-, ставлеиия. В предлагаемом методе класс примитивов заранее не ограничен. Примитивы определены как абстрактные типы данных, игд которыми достаточно уметь осуществлять следующие операции:

1. Ортогональные геометрические преобразования;

2. Нахождение точек пересечения с заданным лучем;

3. Нахождение минимальных и максимальных значений (не обязательно точных) координат примитива по < трехмерного пространства. Объект бу дет описываться в виде дерева специального вида, представленного в ДНФ. Пусть Р - любой примитив, г ад которым определены операции 1-3, либо объект, который является его отрицанием. Тогда описание пространственного объекта будет иметь вид:

и П Ц-

Теоргтико-мнохсественные операции над объектами, представленными ч такой форме, задаются достаточно просто, хотя и несколько сложнее чем в случае, когда объект Можно представить в виде произвольного булевого выражения. Операция объединения задается тривиально. Операции пересечения «1 вычитания задаются по известным формулам булевойошгебры:

(и п Р,)П(и п <?,,) =

М-л Г»

= и о (о г> От)

Ы-л Г« 1-я' ^^ Л«..**

Г>-Ф=П и -Л? = и и -

/.Ч...Щ

При построении результирующих дизъюнкций происходит грубая проверка, содержит ли данная конъюнкция хотя бы одну точку. Для этого строите!! нерсссчснис параллелепипедов, аннроксимнруюншх нримп-пн:ы (см. онер. 3 нал. прими швами), не имеющие знака . Если пересечение пустое, конъюнкция исключается, если.пет - проверяете!, нет ли в конъюнкции примитивов со знаком ~> таких, что параллелепипед, аппроксимирующий примитив, пс псрссскастся с построенным пересечением. Если есть такие примитивы) они исключаются из конъюнкции. Операции геометрического преобразования объекта сводятся к преобразованию пр'имитнноп с использованием операции 1. Предлагаемую схему визуализации объектов отличают следующие особснкести: I. Изображение сгроится непосредственно на основе представления з пиле дере:«, терминальными вершинам» которого являются примитц-гш, а печь-рмипэльнмми - операции.

7. Все нространстпсниые вычисления алгоритмически сьслсим " плоским с использованием х-буф-грного представления изобращения. Т. Благодаря ¡гег.еегг.шт; треб^ябкпям г. примят.;::ам достаточно yi.se!':. ишшлиягь операции, указанные в описания предложенной модели) позмочгио, с одно1"; -геро/.нд, иструдссмкое расптр::тс класса прим:;-тнпог! п соотаетсшиц с потребностями нового прижккеииз, г., с ;• ругой стороны, ес;мс?;«1а реаянзааш: »(етрадкционпш, сртсинтсяько шж-ных яримтнаов, сущс-гпзсндо повышают-.ге изобразительные поз-

можнсст СНСТ«М:Л.

4. В рамка.*'. предложенной сг.«ш -визуализации решается н другая актуальная ' задаче. - получение поверхностного представлении .твердотельных объектов.

В глаъз 3 рассмотрим основные алгоритмы и задачи, рсшземыс п работе. Для рсго«к?;г пледа бодмдпх объемов исходной КИ ргалн-зояаи гибридный поахоя, который объединяет зозмоягности координатного и растрового влзда, интерактивной п автоматической обработки ХИ. А.жит едслан п?. попрссах обработки растрового нзебра-яхпии с реализацией тйьттов агг/сматачссчого раешкначоння обмятой. I? ня.м:;ах. ргаппззашг :-г>длс.ла исследон.-ли гкшрес;.; зффектпа-ксст пркмсист**-я«ух тшеэ алгоритмов скейггглщш изображения применительно " обрзбатъгоасмтш картоматерналам - алгоритмы трассьчжаки » носдчПного старания. Сделан пыгер в пользу второго и реализован эффективный алгоритм зекторп~?ш?н изображения. Уро-

вснь ароматического распознавания,.реализуемый в данном подходе, можно определить как опознавание, объектов ограниченных видов с их простой классификацией. В частности, реализовано:

а) опознавание некоторых типов условных картографических обозначений на растровом изображении;

б) алгоритмическое распознавание некоторых пиша площадных объектов на векторном изображении (после векторизации растра) с интерактивным участием оператора в процессе выделения объектов.

Далее в главе рассмотрены алгоритмические аспекта реализации предложенного во второй главе подхода к обработке данных рельефа местности. Предложена система для работы с различными моделями рельефа местности - миксты, горизонтали, регулярна!! и. нерегулярная сетка, гаисовая модель и средства для их взаимных преобразований. Особенностью является реализация метода восполнения по нерегулярным данным с учетом влияния микроформ (овраги, обрывы н т.д.). Т'>к>1се разработаны средства визуализации для отображения данных в требуемых формах.

В работе также была поставлена и задача исследовать возможности и эффективность применения средств инженерии 'линий применительно к АК. Такое исследование было выполнено на примере двух задач в АК - задачи картоеоставления и генерализации. В контексте решения первой задачи был разработан комплекс прототипов экспертных систем (ЭС), предназначать.«! для консультирования ;; обучения специалистов-картографов и для автоматизанчн созданий составительских оригиналов карт. В разрабатываемых ЭС использовались' следующие тины знаний:

- фактуалышс знания об изобразительных средствах топографических карг. Каждому изобразительному средству соответствует фрейм, содержащий информацию, используемую в процессе принятия решения. Объем базы фреймов ограничен числом применяемых в -топографии условных знаков (УЗ) (более 500);

-правила принятия решений устроены однотипно по следующей схеме: если'взаимодсйсгауют условные знаки принадлежащие к группам X и У и ввд взаимодействия есть Ъ, то действия есть:

а) действие над УЗ группы X;

б) действие над УЗ группы У; Таких правил было выявлено около 900;

- метаправила управления процессом принятая решений. Эта метаправила разбивают базу правил на секции и устанавливают такую последовательность исполнения секций, которая соогветсиуст приоритетности групп условных знаков. Кроме того, эти метаправила внутри каждой секции определяют порядок перебора различных вариантов действий. Метаправила разработаны на основе-анализа деятельности специалиста- картографа.

В состав комплекса вошли системы, которые обеспечивают:

- консультации в процессе составления карты;

- консультации п процессе коррекции карты;

- обучение правилам редактирования карты;

- выдачу рекомендаций но устранению всех ситуаций взаимодействия, возникающих при размещении элементов составительского оригинала карты (полная проверка карта под управлением системы).

- автоматическое устранение все?: ситуаций взаимодействия, возникающих при размещении элементов составительского оригинала карта.

Второй из рассматриваемых задач в контексте применения методов нинснернн знаний является зпдача картографической генерализации. Типичной ситуацией, з которой возникает необходимость решения задачи генерализации, является разработка карты более мелкого мас-иггаба но имеюи-чмея крупномасштабным картематернзлам.

Для анализа з качества исходной информации использовался классификатор цензосо-пормативнкх показателей (разработка ЦНИИ-ГАиК Фелсп-шьнсй службы геодезии и картографии России), который прел ! < дня:

- о Г ектоз и их признаков, показываемых на карге;

- с ч пи' объектов и их признаков, показываемых на карте;

-I од I ст отдельныхобъектов к их собирательным понятиям.

С 1 отношений в составе классификатора устака-

п/ш .со. ,-ствис ьгозду критериями н.усяоваями генерализация и ого , ! »;: на топографических картах: объектами мгешеепт; прпзна 'ь ' »гостов; пояснительными надписями генерализуемых объектов; отдельными объектами, у которых в прои*ссс генерализации меняется хд^-ктер их прострлнствгшюго продставлсннл на карте (характер локализации). Результатами проведенного анализа вышеупомянутых материалов, а также саедсннн полученных от специалистов явились следующие выводы: .

!. Разработка ЗСдля решения задачи картографической генералн-защш возможна, опрзздана, и метод.л -инженерии знаний соответстзу-ют этой задаче. Экспертные знания, используемые для отбора объектов (цензы и нормативы отбора), могут быть стуктурироваш.-г и формализованы средствами инженерии знакш'К -Знания, шлгользуамме для обобщения геометрических очертаний, могут быть аппроксимированы ■ алгоритмическими процедурами.

2. Задача картографической геяералгпацкш представляет собой пример задачи типу, "шкструпрованпс". Для ее решетгя цеяссообразг'о применить подход, согласно которому построение конфигурации интерпретируется как попех и/или вивдсяспне значений совокупности параметров, опчеммющих конфигурацию. Так, например, ьыдслсиы параметры, характеризующие картографируемый район по различным признакам (зональному, по типу г: хярзктеру рельефа, по ландшафтным особенностям, но населенности н т.п.); параметры, характеризующие размещение объектов по густоте и частоте, по принадлежности к другим объектам, по положению относи гелыго характерных мест и т.д. Другими примерами параметров являются, например, следующие:

показать на карге, показать с преувеличением размера, объединить в общий контур и др.

3. В качестве базового метода в соответствуй .ей ЭС может использоваться метод разбиений исходной задачи на фиксированную совокупность подзадач в соответствии :о встроенными в решатель планом. Требование учет глобальных ограничений (локальные ограничения учитываются внутри подзадач) реализуется путем выделения специальных подзадач, отвечающих за проверку таких /ограничений. При этом предусматривается возврат к соответствующей подзадаче, если огра-ниченис не выполняется.

Далее в главе рассмотрена алгоритмическая база реализации предложенного мстила конструктивной гсо.мстрли, а также средств интерактивной работы с 3D графическими объектами с учетом их ориентации на поддержку обозначенных рапсе проблемно-ориентированных приложений. Основной алгоритм визуализации построен на расчете плоских сечений примитивов для каждой строки зкрана и вычислении ближайшей видимой точки с учетом все;; имеющихся логических операций. В соответствии с предложенным подходом в базис пространственных геометрических примитивов для реализации базовой версии системы были включены следующие примитивы: полупространство; пщуШ£лепШ1£& цкщ; многогранник; ИШШ1ШП; КШЦЕ 'обобщенный цилиндр; обобщенн: :й тор: обобщенный участок поверхности.

Предлбжсн'иый набор примитивов отличают по составу от аналогов последние три типа объектов, которые в значительной степени повышают конструкторские и изобразительные возможности системы Для всех указанных типов примитивов, в .соответствии с основным шно-ритмом визуализации, были разработаны алгоритмы, обеспечивающие получение плоских сечений н вычисление ^-расстояний. В процессе разработки алгоритмов акцент делался на достижении их максимальной вычислительной эффективности. Отдельно рассматриваются случаи параллельной ч перспективной проекции.

Далее рассы;. iривается решение второй поставленной задачи - получение "поверхностного" представления объектов, .построенных мето-.дом конструктивной геометрии. Решение строится па использовании схемы визуализации, описанной выше. Последовательно попарно анализируются сечения всех строк экрана. Для каждогоплоского сечения (т.е. совокупность плоских сечений примитивов) выполняется последовательность логических операций un-i, в соответствии с описанием сцены. Для поддержания упомянутых операций была реализована специализированная автономная подсистема с разработанными эффективными алгоритмами обработки многоугольников. Она использовалась также и для обработки картографической информации в системе территориального кадастра (см. глава 6). Результатом выполнения операций ,<ля очередной рассматриваемой строки является набор многосвязных контуров-ломаных. На базе топологического анализа двух соседних текущих строк осуществляется построение фрагмента шши-

1(5

тональной сетки. Для построенного таким образом полигонального представления строится структура данных, основанная на октантпой модели описания сиены. Применение октантпой модели позволило построить нронедуры быстрого поиска пилимых элементов сцены. Это, а также возможность нредиаритсльного, один раз выполненного вычисления нормалей для политопов сцепи, позволяет в итоге обеспечивать быструю визуализацию ;ии. каждой новой проекции просмотра сцены.

Логически завершают реализацию предложенного подхода иптсрак-тииные средства, которые обеспечивают конструирование, редактирование пространственных сцен и присвоение семантики объектам з со-отистствии с конкретным приложением. Практически в рамках разработанной системы они были реализованы в виде интерактивного графического ЗО-рсдактора, который характеризуется возможностями:

- графической идентификации элементов сцены,

- графическою задания геометрических характеристик и геометрических параметров преобразования сцены,

- удобного задания произвольной проекции сцены и перехода от одной проекции к другой,

- одновременного просмотра нескольких проекций сцены,

- быстрого графического подтвержден«:» (визуализация) при модификации сцены или нри изменении проекции сцены,

- присвоения объектам семантических характеристик,

- организации й работы с оперативной БД.

Реализации графического- редактора базируется на использовании "монитора графического диалога" - системной компонент;.!, специально разработанной в рамках инструментальной графической среды в целом для организации диалога в прикладных программах. Задание типов объектов и их характеристик п соответствии с требованиями предметной области обеспечивается механизмом макрокоманд, который является частью монитора графического диалога. Альтернативой 'пому механизму в части задания семантики объектов и связи с прикладными программами являются -средства, организации и работы с оперативной БД. Они позволяют программировать требуемую схему БД и обеспечивают более высокую схорйсп» обработки. Реализация выполнена па СУБД VISTA.

В главе 4 рассмотрены вопросы распределенной обработки ГИ на базе многопроцессорных вычислительных конфигураций. Приведены результаты двух последовательных этапов ассяедовАчпй в этом направлении, отличающихся постановкой задачи, но преследующих одну цель

- достижение максимальной эффективности при обработке ГИ на имеющихся вычислительных средствах.. На первом этапе, который был связан с применением ЕС ЭВМ, решалась задача распределения графическою программного обеспечения для конфигурации "клиентская-серверная Í1W". На втором этапе решалась задача распараллеливания

графических вычислений в конкретной постановке - на базе транспьютерной технологии для предложенного в работе метода построения и визуализации 30 графических объектов.

Для конфигурации "клиент-сервер" исследовались две модели распределения 1рафических функций, учитывающие разные вычислительные возможности клиентской ЭВМ, - т.н. системы с "интеллектуальными терминалами" и "программируемые сателлиты"; Графические системы первого типа, ориентированные на простые ЭВМ, хвляюгея системами с фиксированным распределением функций, т.е. такое распределение дсластся на этане проектирования системы с последующей фиксацией его и программной реализации. Эта модель была исследована ь рамках реализации распределенной графической системы УНИГРАФ. Для взаимодействия /двух программных компонент на серверной н клиентской ЭВМ быв пршжжеи и реализован протокол передача графической информации.

Экспериментальная. часть исследований была выполнена на участке вычислительной сети с узлами п гг..Владивосток Москва. Передача данных между компонентами графической системы УНИГРАФ-С, т. с. команд графического протокола, осуществлялась сетевыми транспортными средствами, базирующимися на транспортном протоколе Ш 96 (режим ЬБТПШ.ОР.АМ). Измерения времени реакции на запрос пользователя' к дсвствгпчззьксй скорости передач» данных на уровне интерфейса транспортной станцт: позволили определить минимальные требован«« к каналу передача данных для поддержания ннтерак-тинного рс.гима;

Поскольку описадная выше модель распределенной системы имеет очевидные ограничения, ь работе была рассмотрена и развита другая

модель, получившей название "программируемые сателлита". Идеальная графическая елстша, удохшеягворягещая критериям эффективности в рамках этой модели, долина логически предсп>влзггьск польио-иателзо как виртуальная однопроцессорная система, которая характеризуется рядом слокотв:

- прикладные программы создаются без учета их последующего разделения на дзе ЭВМ - программа создается для некоторой единой вычислительной маияиш яз. едином языке программирования без ориентации «а какую-либо конкрзтнухо конфигурацию графической системы;

- прикйадной программист освобозхден от программирования межмашинных нзапмодействий, эта функция возлагается на графическую систему;

- распределение функций комплекса "прикладная программа + графическая систша" гшюшыстся системой автоматически.

Поэтому основная задача, решаемая при создании распределенных графических систем с программируемым сателлитом, состоят в разработке средств оптимального распределения'ысхсду двумя ЭВМ комплекса " прикладная программа графическая система". Анализ объ-

единения прикладной программы и графической системы как целого производится Ii силу сдинепш их функционирования и общности реакции на внешние и внутренние условия выполнения. Под внешними условиями понимается аппаратная конфигурация системы, канал передачи данных, нагрузка вычислительных машин. Внутренние условия -это •Сопология межмодульных связей, информационные потоки ч системе и другие программные характеристики. Для решения задачи оптимального распределения функций между ЭВМ и прхжтачесхой разработки распределенной графической системы ч работе била предложена модель а виде нсоркситироквнпого графа, вершинами которого являются программные модули, а ребра представляют собой взаимные связи программных модулей. С вершиной связываются два весовых параметра, определяющих время н объем оперативной памяти для модуля, а с ребром - весовой параметр, определяющий объем д;шимх, передаваемых между вершинами. Тогда формально функционирование модельной системы можно описать следующим образом:

Пусть Т1 .(Д> - время счета модуля i из миожества-{-Aíj} на ЭВМ с номером т, где i = 1...N; т = 1,2. Компоненты вектора состояний R характеризуют внутренние и яиеишке услоп-ия работы системы. 72,;; -время взаимодействия модулей i н к. Через А — . обозначим матрицу связей модулей, учитывающую также принадлежность каждой взаимодействующей пары модулей к разным ЭВМ, то есть при оценке времени учитывается только взаимодействие модулей, принадлежащих разным ЭВМ :

лы = {1, если Мк н М{ выполняются на разных ЭВМ,

О - в противном случае. } Тогда общее время работы системы выражается:

i-1 j-\

где F(R)= { fnj ¡- впеденная выше функция распределения. Это выражение используется для оценки времени* реакции системы на запрос или работы системы в целом при пшюлпенин прикладной программы. При требовании минимизации общего времени работы системы ищегся min T(F), при ограничении времени ответа на запрос -1\1'') Если требуются минимизировать время передачи данных ио каналу, то ищегся

mi níZZ^V ,■;).'

1=) ' .

¿1чя максимальной разгрузки сергернсй ЭВМ необходимо искать

Л' ■ N S'

<»i i=i j=i

Приведенные рассуждения справедливы при отсутствии ограничений на ресурсы памяти. На практике всегда имеются ограниченные ресурсы ¡сак оперативной, так и внешней памяти ЭВМ; поэтому задача оптимизации дополняется ограничениями па память. Если SI,- и S2. - соответственно требуемая оперативная к внешняя память для модуля М^, а ¿й0 и - объемы оперативной и внешней памяти клиентской ЭВМ, то дополнительные условия па ограничения по'памяти:

isitr2i<si0- is2j2i<s20.

, i=î M

Приведенные выражения определяют задачу оп тимизации, которую необходимо решать для оптимального распределения программных модулей между серверной ЭВМ и клиентской ЭВМ. Функция распределения, получаемая в результате решения рассмотренной выше задачи оптимизации, зависит от значений вектора состояний R, характеризующего шутрспане н внешние условия работы графической .системы. При достаточно больших периодах стабильности внешних условий один раз вычисленная футшмгг распределения, оставаясь оптимальной, может исполюовагьсг. для определешш рабочей конфигурации графической сисга.ш и-прнкладлей программы на весь период эксилуата-цни. llpi! -axa" yatosasx 'функция распределения мекст определиться перед «¿hcc;î работа а задавать в течекм-з сеанса распределение модулей ыс\-:йу ЭВМ. В свуча« дииамкш мкшпих -условий работы иро-гродм всзш'гхаст «собходемогть динамического распределения моду-лек мехеду инчшхнеяьшодс м-зшипами, то сел необходимость в механизме, который в'проагссс р«'боты системы пря изменении нагрузки-находил бн и осуществлял новое распределение модулей, оптимальное' в нош.;:: возникших условзкх. Для решений этой задачи в настоящей работе бык развит подход, в ссэтавтетеии с -которым все модули комплекса "прикладное программа +• графическая система" разделяются на три группа:

! ) сервер - резидентные ;

2) клк-агг - рэзндезтше;

3) перемещаешь, которые выповкпмы па любой ЭВМ системы.

Группа îîepof-îciuaçttbix модулей объединяет модули системы, которые Я SaSHiUMOCTJÎ от мшдюпуиюя внешних условий должны выполняться на той ккбо другой ЭВМ, а по своим характерисплсам (язык арагршиврояичш, трсЗожмы к рссурсан и т.п.) они могут быть вы-■ повуена Ki из двух ЭВМ. Управление работой программного

комплекса оеушесталяе'к-я программной компонентой, следящей за Bucmimm параметрами и назначающей перемещаем!,.с модули дач исполнения на той или другой ЭВМ. Ö основе такого управления лежит

модель исчислений, предварительно полученная в результате решения оптимизационной задачи. На основании предложенного подхода были разработаны инструментальные программные средства (применительно к ВЦКП ИАПУ ДВО) дня построения распределенных графических систем двухмашинной физической конфигурации и методика построения распределенных прикладных графических программ. Практические испытания показали эффективность разработанных средств.

На втором этапе исследовались вопросы организации параллельных вычислений применительно к алгоритму визуализации пространственных геометрических объектов, построенных методом конструктивной геометрии (см. гл. 2,3). Исследования проводились па транспьютерных вычислительных конфигурациях, в частности, использовалась транспьютерная сеть, встроенная в ПЭВМ. В результате анализа рассматриваемого алгоритма визуализации била предложена трехуровневая структура распараллеливания вычислений, включающая разбиение координатного пространства и пространства решений. Для конкретной схемы распараллеливания с разбиением экрана па участки .(горизонтальные полосы) была получена аналитическая опенка се эффекта!?пост;!.

Определим понятие ускорения к(М) на N транспьютерах как отношение времени работы программы на одном транспьютере 11 ко вгг-менн работы программы па сети из N транспьютеров

/«(л/) =*,/*„.

и понятие эффективности распараллеливания как отношение ускорения к числу транспьютеров (в процентах):

Эффективность распараллеливания показывает какая часть потенциальной мопносга транспьютерной сети задействована при визуализации данной сиены исследуемым алгоритмом. В идеальном случае к(М) = N и е = 100%. В реальном случае к(М) зависит от алгорнтма-распа-раллеливания. В рассматриваемом алгоритме для '.непрерывности изображения между полосам!! необходимо для каждой полосы обсчитывать на одну строку больше высота полосы, что приводит к дублированию вычислений для некоторых строк. В этом случае, предполагая что сцена однородна и М = N. получаем: {3/N ч-1)/1

5

где Б - число выводимых строк. Зависимость к(М) выражается следующим образом:

/{(до= /V—1—-4 1 + N/Б

Видно что п граничном случае, когда N = 3, к = N/2 (эффективность с = 50%). Кроме того в реальном случае время работа на одном тран-

сяьютсре имеет некоторую постоянную сосзавляшщуго /0, из зависящую от объема работ на этом транспьютере. Следовательно к время работа на ceras из М транспьютеров будет 'содержать-эту составляющую. Е эту составляющую входят накладные расходы на транспортировку .сообщений, хоторыз увеличиваются с ростом N, и время выполнения устаног-очных операций, которые дублируются на каждом транспьютере. При учете постоянной составляющей время работа на cent из N транспьютеров выражается йогшуяой:

, .{S/N + lfa-t,) "

N~io S

и зависимость k(N) выражается следующие образом:

А-(Л0 = /V-+

Также были проасденьз практические испытания по измерению эффективности «а сцена;; разной степени скохяюсти. Oira показали, что дая сложим/. сцен:

- ускорение растет в зашзшости от числа транспьютеров, но рост его замедляется,

. - для каждой с цены суикстаует оптимальнее число процессов,

- эффективность расяйрадлеияБгййЛ уменьшается с уменьшением размеров (площади) сига ийзуалкзащгк,

- неоднородность '¡¡о кд^аст гффекташзеэтъ расяарашкяивания.

Сошесз ый анализ аггеперикгдгтаяглых данных л полученной аналитической завнегшогш позволяя з итого сформулироаат& общие выводы по применению трапсньгзтер^хлх аквдодггашшх средств з рассматриваемой псспинкжг:

1. Для достаточна прогшх сцяг дсстачь ргзгита. реального времени проеткк'увсякчакпгк транспьютеров в есш.

2. Дл,. шк&Зшгиш р.осяг^зкйгйР'ваккя, особенно для сложных сцен, необходима уменьшать поехавшую сояашвдощую f0 либо за счет рштараяпвяизашш геометрического преобразования и вычиазшяе глебалышх зарпхтсрясгпсг сгзягьг лабо за спгт выполнения их на вкаяахрсерортри жшняртсскои процессоре.

3. Дщгулгйъшсаж '«гжлгщ ::£сдет/к?д:1<хггл сцены необходимо

ягераца ка горизонтальные полосы. ■

В глава 5 сфор^увирогакь: с-сно'щшз поло>::сцня созданной технологии обработки ПОГЙ/еуть которых закнизчаетса в сдедуюаде:

- предл05К«К1 принцжшгяьпая ехшг. обработки ГЮГИ, в соотвггствик с которой предусматривается поэтаяаак' структурированная обработка ПОГИ, где каждому гтаву и представлению Гй соотвествуст. свой набор нпструысчталышх ярограмьшых средств обработки;

- разработаны кгодела представления для КИ в ЗО ГИ с учетом сформулированных ангае требований. Предусмотрены возможности альтернативного применения векторной и растровой форм изображений и совместимость предлагаемых представлений с известным«, повсеместно используемыми стандартами;

- в рамках единой инструментальной* среды обеспечена интегральная обработка графической л семантической информации;

- в соответствии с предложенной многоэтапной схемой обработай ПОГИ предложена принципиальная функциональная схема обработки ГИ и архитектура программной инструментальной среды;

- разработаны универсальные по отношению к типам устройств ввода :: форматам входных данных средства ввода. Для ввода и первичной обработки растровых изображений реализован гибридный подход, объединяющий возможности' интерактивного режима и автоматической обработки с наращиваемыми зяс?.1е:ггами распознавания объектов;

- разработаны развитые интерактивные графические средства, ориентированные на вышеприведенную функциональную схему;

- разрабатотана эффективная организация хранения в БД и совместной обработки графических и семантических данных, а также предусмотрены интерфейсные средства взаимодействия с прикладной' программой;

- разработаны специализированные инструментальные • программные средства визуализации применительно к 2В и ЗО ГИ. з векторной п растровой формах;

- разработаны средства повышения эффективности' обработка трудоемких этапов за счет применения многопроцессорной обработки;

- исследованы вопросы применения ЭС для решения даух трудиофор-мализуемых задач в АК;

- обеспечена возможность нетрудоемкой я эффективной нзетроихи программной среды предлагаемой технологии на предметную область.

Согласно предлагаемой схеме выделяются следующие-'последовательные этапы обработай, с которыми связываются -независимые подмножества обрабатывающих функций.

На первом этапе выполняется ввод и наличная обработка исходных данных, результатом которой, является последовательность графических примитивов в стандартном формате п соответствии с используемой моделью представления графических объектов. Принципиальной задачей первого этапа в случае растрового ввода является векторизация исходного растрового изображения и распознавание семантических объектов. Она должна решаться в постановке позволяющей наращивать степень автоматического опознавания объектов.

Формирование объектов предметной области и ^редактирования; осуществляется на втором этапе. Процесс формирования объектов состоит, во-нерзых, в формировании 'структурного геометрического описания, и, во-вторых, в формировании семантики, т.е. присвоении значений характеристикам в соответствии с контекстом приложения, Исходными данными при этом являются 'графические примитивы, а так-

23

же сопутствующая семантическая информация.

Организация объектной БД . Сформированные описанным выше образом объекты в принятом стандартном представлении помещаются в пользовательскую БД, запросы к которой формулируются в терминах предметной области. Здесь же выполняется если необходимо объединение с другими семантическими БД.

Визуализация. Средства визуализации необходимы как на всех вышеупомянутых этапах предварительной обработки так и для графического представления конечных результатов обработки. Они реализуются с учетом всех требований проблемного контекста в рамках, единой инструментальной графической среды.

Связь с прикладными программами. Завершающим логическим этапом в рассматриваемой схеме является обработка.проблемно-ориентированной информации прикладными программами, надстраиваемыми над инструментальной средой и создаваемыми прикладными программистами. Для разработки таких прикладных программ должны быть предусмотрены соответствующие интерфейсные средства, которые позволяли бы прикладному, программисту организовывать желаемый сценарий графического диалога и требуемые режимы редактирования, выборкн.и визуализации данных.

Следует отметить, что описываемая выше многоэтапная схема обработки является условной, и не предполагает обязательного наличия всех обозначенных зтпюв а любой проблемно-ориентированной системе. Вместе с тем, поддерживающая эту схему инструментальная программная графическая срсда Должна обеспечивать базовыми функциями обработай НОГИ прикладные задачи из обозначенного круга приложений.

Далее к главе изложена общая технологическая схема создания цифровой карты, оснозишш- этапами которой являются: иофрашентное сканирован.'»- исходного кг.р1хшатсрнала, координата»: привязка фрагментов, тггерактзшная "чистка?' растровых изображеннй, скеиети-зация растр?.,' векторизация скелстизи$юза1шого изображена, распознавание простейших геометрических форм, геометрическое редактирование I! атрибутирование объектов, генерация ЕФ-формата (ставдартяое спешке,; представление), помещение объектов в БД.

Глаг-а 6 посвящена вопросам реализации программной технологической поддержки. Приведена структура двух инструментальных графических программных комплексов, реализующих предложенную в работе технологию обработка ГИ. Первый был реализован на ЕС ЭВМ в совтозг ВЦКН. Второй, являясь развитом первого и адаптацией к 1ювыы прикладным задачам - па ПЭВМ типа 1ВМ РС АТ.

В состав первого комплекса вошли следующие программные графические средства общего и специального назначения: - универсаямсай-т-п-граюивнаа граф;гчсехая система ДИСГРАФ, объединяющая в себе базовые н некоторые специализированные графаче-

скис возможности;

- распределенная графическая система УНИГРАФ, предназначенная для работы на двухмашинном комплексе и а вычислительной сети;

- инструментальные программные средства для построения раенреде- ' ленных графических систем двухмашинной конфигурации и методика построения распределенных прикладных графических программ; -

- система управления базам;! графических данных УССУРИ;

- средства специализированного ввода (координатный и оастропый ввод на базе устройств фирм BENSON и PER1COLOR);

- система управления базами данных растровых изображений СУДИ;

- средства автоматизации картографирования, включающие в себч: аз-■ томатизнрованиуso картографическую систему А КС-А, региональный банк каргографической информации РБКИ;

-система молекулярной графики МОЛЛЮСК;

- средства визуализации 3D объектов.

.В главе приведено недробное описание реализации упомянутой системы РБКИ, выполненной по заказу Федеральной службы геодезии и картографии РФ. В рамках этого проекта получили практическую проверку основные гсхн'.иогнчссхие решения обработай КИ.

Второй комплекс был реализован на ПЭВМ типа IBM PC AT и ориентирован, главным обрезом, на создание систем для работы с территориально привязанными объектами. Это - городские ч земельные кадастры, автомпизироваиные системы управления, ШС и др. аналогичные системы. В работе для них используется обобщающий термин -территориальный кадастр. Как и п перзой версии (для ЕС ЭВМ), комплекс объединяет средства для работы с 2D и 3D Гй. В соответствии с описанной технологией он поддерживает обработку ГИ на всех г/птах: ввод, первичная обработка п представление з принятом стандартном формате; редактирование и формирование обьектоз предметной области; организация БД с выполнением запросов по типам обьехтоз, их характеристикам, местоположению и т.д.;- визуализация; связь с программами пользователя. Для представления КИ используется "Единый формат", (совместна:! разработка с ЦИИИГАиК). Обеспечена конвертация данных в. другие используемые па практике- представления. Структурно э комплексе выделяются следующие компоненты:

- система создания и ведения территориального кадастра АТЛАС- реализована на ПЭВМ типа IBM PC AT и ориентирована на решение задач по. созданию: БД многослойных цифровых карт, городских и зе-мелыш$ кадастров, автоматизированных систем для отдельных слугхб и ведомств, ГИС природных ресурсов н других систем, связанных с обработкой и визуализацией информации по территориально привязанным объектам. Поддерживает полный технологический цикл 'обр^бот-K!i информация (см. гл. 5). В состав енстшн входгт:

- средства для ввода КИ (и возможно другой 2D ГИ), которые обеспечивают векторизацию растрового изображен!».', опознана! ;е некоторых типов .объектов и представление а стандартном формате;

- графический редактор 20дое обработки КИ, который обсгисч:п^..г интерактивное формирование к редактирование геометрического:: семантического описаний объектоз ¿со сшивкой объектов по лкшодск листов разграфки);

- средства организации картографических БД. Предусмотрена возможность их объединения с семантическими БД;

•комплекс экспертных сис^зихш^^атацатизации процесса подго'олкн

топографических карт;

- интерактивная программа "аппарат конструктора", предиа^наче.<;и;я для построения двумерных изображений. Используется в приклядмх программах пользователя доя построения плоских изображений к для подготовки входных данных при формировании. ЗО объектов;

- графический редактор для работь; с 31) объектами, построенными методом конструктивной геометрии. Обеспечивает формирование и редактировать объектов предметной области и их характеристик:

- система конструирования ......«¿аудлизании ЗВ объекта;; <'■<'.'•

(конструктивная геометрия);

- параллельная версия системы СО (кекг^руктазкая- геометрия), пезлг зованная па транспьютерных модулях;

- специализированные прикладные системы, реализованные на базе <м-стемы территориального кадастра АТЛАС:

- система земельного кадастра, предназначенная для работы с объектами землепользования;

-система городского кадастра, предназначенная для работы с объектами городского хозяйства;

- ГИС по лесным ресурсам.

Б главе .7.описаны примодохш разработанных инструментальных графических средств:

- ь автоматизации научны* исследований применительно к задачам институтов ДВО РАН;

- ь иядаатсзгция юртографаровздиа н.гег.:и*форматмле;

- б автоматизации проектировали«;

- в учебном процессе;

и в некоторых друшх ир^чожшшк.

Подробно рассмотрены средства молекулярной .графики, ргапизо-ваашс. в пвде шедяздвдарова&юй системы МОЛЛЮСК, которая пргдиашачека дше-игучгшгя прострацеташного строения атоззшх молекул. Систсзаа мокст использоваться при информационном анализе, изучения. егроеншг кристаллических фигур, апалгоз химического взаимодействий, изучении связи молекул первичной ц яространетвенной' структур биополимеров, шучжшк гомслогвй молекул, нзучешш строения полей, порождаемых молекулой и- т.д. .Отикчитешшми чертами данной системы з&шг-тса: еяецнапышй язык запросов о структура молекулы, говжкшюстк построения комбинированных вксокореали-стичных полутоновых вдегнш изображений, специальные возмож-

иссш исследования гомологии молекулярных структур.

Кратко списаны примеры приложений разработанных графических инструментальных средств для ЛИИ з области океанологии, географии, зколсгкн, геологии, геофизики.

Разработки средств А К с последующей их промышленной эксплуатацией осуществлялись, з первую очередь, по заказам я при участии организаций Федерально'! службы гзолегю: к картографии РФ (ЦНИИГАиК, г. Москва; предприятия з ДВ-рсп:оис). В их числе авто-м&тизирэгшявд карте графическая система АКС-Л, предназначенная для подготовки :!здатс;п.ск;5х орштшадоз карт, региональный банк картографической пнбормппии Р5КИ, программные средства АК па ПЭВМ.

Второй этап применения разработанной технологии был связан с гюпользованпем crícreMU АТЛАС. Система АТЛАС и поддеряшзасмая с:о технология успешно яриме?и:;-отся :s ряде организаций и предприятий Приморского края с 1992 г. по настоящее зремя для: п) создания БД цифровых карт по походным картоматсриалам;

б) создания г. ведения городского кадастра;

в) создания ггдешга земельного кадастра;

г) создания ГКС по природным рссурсшг.

Указанные работы :».:подиялнсь в интересах городских и краевой vi-ш-п-:;с"т-лх;ш Приморского • края, му:;лцппредприятий и др. организаций п регионе.

Для средств 3!?-графкки (система CG) отсечено прчиеиеике з САПР судостроения для решения комьснозочкых задач, а такхсе в учебном процессе (ДВГМА км. Г.И. Иезсгуссого, Вдадипсеток).

-ШСЛЮЧШРИ "I OCKCDíiblS выводы.

Основные гзыводы, результаты и cerco, jenjpiam, полученные я диссертации:

. í. Ка'сспазгики аютвд рассмотрит*!» проблемных положений шработан единый подход к еэгагятник обработан проблемно- ориентированной графической информации (НОГИ) г?.*: для 2D карто • графической информации так и для 3D 'графических обьехгоз. (обозначена принципиальная многоэтатт схема сбрпоо'лси ПОП I. обеспечивающая ввод ГИ з ЭВМ, редакшрованне, храигпи-з з БД в -объектной-форме. визуализацию и интерфейс графической среды с прикладными программами. Опрелслезш требования к составу н фртшш-ям инструментальной графической средн.

2. Предложена технология комплексной обработки КИ на этапах ее ввода в ЭВМ, хранения, обработки л визуализации с учетом широкого спектра требований, существующих з практических приложениях. В основу подхода положена общая модель представлятя КИ, на сснс-вании которой реализован "Единый фермат" списания картографических данных. Основными элементами технологии являются;

- средства ввода, редактирования и формирования семантических объектов, реализованные по гибридной схеме, которая объединяет координатный и растровый ввод, интерактивную и автоматическую обработку исходного растрового изображения;

- модельный подход к описанию н работе с условными картографическими знаками;

- средства для работы с различными моделями рельефа местности;

- эффективные схемы организации баз картографических данных и соответствующие программные средства для работы с ними. Отличительной чертой предложенной технологии является ее универсальность, т.е. направленность на разработку прикладных систем-в широком диапазоне - АКС, кадастры,ТИС и т.д. Для этого в системе предусмотрены развитые средства настройки на предметную область, наращивания прикладных программ и связи базового комплекса с другими программами.

- получены рекомендации по примскешпо методой инженерии знаний для решения двух задач автоматизации картографирования. Реализованы прототипы экспсрзнь^.хиатсм для решения задачи картосоетав-ления и редактирования.

3. Разработан в рамках конструктивного подхода метод конструирования к визуализации ЗО геометрических объектов, который:

а) обеспечивает моделирование и эффективную визуализацию сравнительно сложных геометрических сцек;

б) легко настраивается на требуемые приложения за счст:

- возможности петпулоемкого расширения базиса геометрических примитивом;

- зозг.южпостей графического редактора, обсспсчизающего геометрическое и семантическое ргдактароаанйе объектов.

в) совмещает- в себе преимущества структурного описания и граничного представления объектов.

На базе предложенного метода реализсаана анп-рамизнак растровая графическая система СО для работа с ЗВ-обгжгами, которая открыта для расширения и лгтко мокст т.стрг5шаться па полые приложения.

Являясь составной ^астыо графического комхшакса общего назначения в целом, разработанная система сиухагг универсальной основой для реализации ггооблсмкс-оршш'Ировашидх приложений где требует. сй моделирование и визуализация ЗО графических соъепток

4. В рамках яредясжеакой технологии обрабог.с« ГИ разработаны средства распределенной обработки на многопроцессорных вычислительных конфигурациях. Применительно к модели двухпроцессорной конфигурации па опыте, эксплуатации ЕС и СМ ЭВМ С*ляя получены следующие результаты:

предложена архитектура дсухкомпонеитного графического ПО, функционирующего на базе графического протокола;

- разработан графический протокол взаимодействия вышеупомянутого распределенного графического ПО. В протоколе ныдслеи« понятая

графических примитивов и six атрибутов, сегментации изображен-.. команды пззимодс-йстзия программных компонент » режиме синхронного и асинхронного ввода.

- исследована модель "про1раммирусмого сатслли га" н предложена методика распределения прикладного и графического ПО.

Применительно к предложенному методу моделирования и визуализации 3D объектов била разработана и реализована на базе транспьютерной технологии схема распараллеливания графических вычислений. П рамках рассмотренной постаковхи задачи на основании экспериментальных данных получены принципиальные опенки эффективности распараллеливания вычислений.

5. Разработана структура и выполнена реал'гезция дзух версий грг-фичсского комплекса, ориентированного па различные- нроблемпыз приложения - для ЕС ЭВМ и для ПЭВМ.

6. Разработанные графические средства общего н специализирован-' ного назначения применялись:

л) универсальная графическая система ДИСГРЛФ (УНИГРАФ) п специализированные графические срсдсша (система молекулярной графики МОЛЛЮСК и средства автоматизации картографирования) -для реализации приложений в АНИ, связанных с тематикой институтов ДВО РАН в области океанологии, географии, геологии, химии и бисоргаиичсской химии а др.;

б) система конструирования и визуализации 3D геометрических объектов CG- в САПР для ранения задач компоновки и проектирования судовых поверхностей (ОКПБ "МАЛАХИТ', ДВГМА); з) в учебном процессе ка кафедре эвтоматизацин научных лсследопа-ний Московского физчко-техиичсского института при.ДВО РАН и на кафедре начертательной геометрии ДВГМА им. Невельского; г) средства автоматизации картографирования (аптомазтпирсЕгшш? картографическая система А1СС и региональный картографический банк данных РБКИ на ЕС ЭВМ) и разработки гсониформациоаных систем (система создании н поддержки территориального кадастра АТЛАС на ПЭВМ) - для промышленной эксплуатации (предприятия Федеральной службы .геодезии- и картографии Рае сии), при разработке новых технологий з агггоматгляшш картографирования (ЦНИИГАиК, Москва), для создания терр-ггортлыжх кадастров и ГЙС (в интересах крас.зых и городегшх органов управлсшгя па территории Приморского края).

Основные публикация но тсзш даегг^клща

1- собкоз В.А., Белой C.B., Гозср B.ÏJ. Итграктави;« графическая система общего назначения // Диалогоаяе вычислительные комплексы: Сб. материалов второго Всссоюзи. совещания,- Серпухов: ИФВЭ, 1979. 2. Бобков В.А., Белов С.Б., Гозор В.И., Перчух З.Л. Итсрздсподгаг графическая система ДИСГРАФ // Интерактивные системы / Труды

29

ссг.стскэ-фнпского симпозиума (Тбилисл, J 979), -Тбилиси, 1979.

3. Бобков Б.A., СБ., Селошх И.А. Опыт эксплуатации протокола управления ь;-фтуальш.!м -графическим терминалом // Вычислительные сети коммутации пакетов: Тез. докл. II Всесоюзи. конф., - Рига: ИЭВТ АК ЛатвССР, 19S1, с.109-112.

4. Бобков В.А., Белов СБ. Сатсллитная графическая система с фиксированным распределение,функций // Проблемы международной системы научной и технической информации / МЦНТИ, 1981, /й 3. с. 2025.

5. Бобков В.А., Говор В.И. Проект автоматизирозанной картографической системы АКСИС // Проблемы .автоматизации тонографо-гсодезпческнх и картографических работ: Материалы Всссоюзи. конф. - Новосибирск, 1981.

6. Бобков Н.А., Бслиь С.Б. Универсальная графическая система // Про-

вычислительной тел:нкк / МЦНТИ, Коордппацио1Н!1.!й комитет АН СССР по вычислительнойтехнике, 198!,с. 145-155. У. Бойцов В.А., Белов СБ., Соловых К.А. Опыт реализации графического протокола на экспериментальном участке вычислительной сети. -В кн.: Шестая Всссогэзн. школа-ссминар по вычислительным сетям, Винншш, 1981, с. 82-8S.

S. Бобков В.А., Белов С.Б. -Графический протокол ¡1 Поогшммирова-те, 1983, J-e I.e. 39-59, * .' *.

S. Бобков В.А., Говор Б.И., Семенов С.М. Структура и функциональною задач;;'автоматизированной картографической системы. //. Геодезия и картография, 19S3, J& 6.

10. Eockoj; tj.A„ Батог. С.Б. Болотов В.П. Рогичсн С.И. Пптеракттпшое конструирование ссоздшх геолстр.чжских форм шперхяючеаш.: методом с использованием баик дкпппх // Методы и средства обработки о:с:кпостру:сгурпрог,а1шой семшшчсгки нгшщетюй • графической м:-( / Тс 11-с:.с frx.ii.-j.cimua. - Горькпь, 198.".

•I. Б.»бкоь 5.А., Г,иоо С.Б., Солоди.: ¿¡.А. Распрсдеьсн..:лс

гпсгг;гл// Ь&дешгс». rwfos^a б.J Д-'Пп:.;;. / 1981 26,

с.63-85.

'«.Г о С ^¡л iii 2 а ¿Л' >

блемк мгпп.пноi-i грйфькы п цнфроь-ой oS^ooTtax'изображений / Тез.

j H4.V...VJ,.. : . ^..(, . ~ ... ... г.-:-; Г'..... ly-o^j.

I j t " a ,i > c>

Ti I / 4. V

.1

to 1 t ■

I I Ц

-L, ' p x-i ' V

1TA >/

JU

I Г ; С ' I ^ Г ) 11

Jiu w» Ji J J и О и i i iUTv

ГРАФ и его ппименеямс // Проблемы информационных сгстек / МЦНТП, 19Й8, К> 5.

17. Бобяоп В. А., Кислгок О.С. Формирование растровых графических изображений ирострапсгоспиых обгектоа, нсстроенных мстодо:>.' конструктивной геометрии // Программирование, ¡989, уб 3.

18. Бобхоя В.Д., Говор В. И. и др. Система автематиззнии картографирования // Проблемы маиг.пшоЙ графики / Тез. докл. V Всесс-юзн. хонф. - Новосибирск, 1989, с. 43.

19. Бобков В.Л., Кнелгок О.С., Рспьшнн IO.PL Построс.чне растрормх изображен!!!« пространстпепных обз е:ггоп, описываемых методом ксн-стуктизной геометрии II Проблемы машинной графики I Тез. дою?. V Всссоюзн. конф. - Новосибирск, 1939, с. 78.

20. Бобкоз В.А., Бело» С.З., Говор В.И., 'Молокова О.С., Уварова Т.Г. Проблемы разработки баз знаний .пап экспортных систем и области ¡•артогрг-фин И Программное обеспечение новой информационной технологи?« I 'Тех докл. .исесоюзн. научно-тонического совет. - Калинин, 1939.

21. Бобков В.Д., Гог.ор П.П., Молскова О.С., -Угарова Т.Г. Комплекс экспертных систем для задачи р^ет-.спгрсианця топографических :сарт // !1тп:ллск'1;/злы10и программное обеспеченно ЗВГЛ / Тс;, докл. Всссо-;озн. гаучно-практического ссчипяра -Рс-стой-на-Дону, 1990.

22. Бобков П.Д., Боровкнз Т.Д., 'Сислнж О.С. Диалоговая грофч-юскат система для исследования структур сложных момсгулгргп«:; объектен МОЛЛЮСК-2 // Мпкр^нропе-хсрн'тзг средетса :: снстг и1 № 7.

23. Бобкоя В.Д., Бслоз СБ., Ронг.шпп Ю.Н., М«й В.П. Пвтегльтпгспая грг. ¡¡.ччсская .система !-:снстру;:рова:1!'л н гизу^гптци:;'сг:с::-:чт.1х мстрическйх обгекгеи // Траиспьтстгры и их пргшягаиг / Тез. ло::л. ! Всссокдо. конф. - Зпсннгород, 1991.

24. Багов С.Б.. Бобкоз Я.Л. Технология оцифровки ::прт кп городских территорий // Всспшк Д1Ю РАН, 1994, УЛ, с. 51-54.

25. Белов'С. Б., Бобкоз В.А., Деннсоз С.Б., Май В.П., Петровых Е.Л. Система городского кадастра II Вестник ДВО РАН, 199-1, Кз2, с.55-59.

26. Бобков В.А., Еглсп С.Б., Дсннсог» С.Б., Кадничанский С.А., Петровых Е.А. Система программно'»} подчер:-:^;'! городского территориального кадастра АТЛАС И Геодезия и г:аптогр?.фгю. 19?4. Кз 6. с. 54-57.

27. Бобков В.Л., Белея С Б., Хаяниогскпй С. А. I описанию картографпчеехдя л^т.гнлх знаков /.' ~ о фля, 19^1, 10, с. 42-16.

28. Бобков В.А., Белов С.Б., Кздютгянстпй С.А, Алгоритм?.! преобразования цифровой модели рсв&ефп//Геодгэия м картография, 1935,'Ка б.

29. Бобкоз В.А., Василг.еа А.А. Геош1формп:нгок!К»я сксглма Рсгдон-Гид // Вестник ДВО РАН, 1994, Кг?., с. 49-51.

30. Бобков В.А., Белов С.Б., Май В.П., Ропыппи Ю.И. Параллельные вычисления в алгоритмах визуализации нрострмкггаешшх с'Чехтоз, нос (роенных методом конструктивной геометрии // Программяреза-1!ие, 1994, №2, с. 16-26.

35. Еслоа С.Е., Бобко» B.Á., Май В.П., Ропьшии Ю.И. Система кон-струяроьания w реалистичной визуализации сложных геометрических объектов // Автометрия - J62,1995, с. 73-78.

ЛИЧНЫЙ В1СЛАД

Все результаты исследований, приведенных в диссертации, получены В.А. Бобковым самостоятельно. Автор являлся научным руководителем (или ответственным исполнителем) по всем темам, заданиям и договорным работам, в рамках которых были получены изложенные в диссертации результаты.

В работах [1, 2, 4,6] автору принадлежит постановка задачи, разработай архитектуры и интерактивного интерфейса базовых графических систем. В рабртах [3,4, 7, 8, 11,16] автору принадлежит постановка задачи по созданию дБухкомпоиснтаой распределенной графической системы, разработка ее архитектуры, определение структуры и функций графического протокола, разработка методики распределения графического ПО дик конфигурации с "программируемым сателлитом". В работах [5, 9, 18, 28] автору принадлежит разработка структуры и функций автоыатазнрозанпой картографической системы, цифровых моделей рзпьефя к алгоритмов их взаимных преобразований. В работах [24- 27,. 29J с втор формулирует основные принципы технологии обработки картографической информации и описывает реализацию ее ин-етруыентолыюй • программной поддержки. 2 работах [20, 21] автору принадлежит идея решения задачи картосогтавлсния и генерализации с примечанием шшенерни знаний, постановка задачи по построению кошшясг прототияш; ЭС для решения первой из указанных задач и пыработке ршшездаш«! ко соцдакию ЭС да: решения второй задачи. В работах [17, 19, 31] автору принадлежит кстод модсянроьашш и т-зуялтыда '3D обьжшь, разработке. основных алгоритмов его реали-зац'Ш, ксхсд попу/сж-к: шкшгогшвыюго представления "твердотсль-иой" сцеим, арттаетурй. и часть программной реализации системы конщ>?!гттха& геояарря СО. В работах [23, ЗУ] автору "ир&ггдлежит ^стодпгж орпшюгцгя илритзгашк графических вы'шзясжй на базе тряпепмйтернкх средств прнмешпедьно к пргдпопсешшму в дасссрта-циоакой работа методу модеиаровгшпж 3D эбшгтоз и основные аш о-р'^Тг.-ы раагарагглепшап;::;. Б-работе0] г.г:чг..у првпадезжат методика применения срсдст» шггерйУ.тпвпой гр: с--.:::;. в САПР с гиперкяючевым згэтодоь?. ■ В работа ?22] езтору пядгадлакиг постыюзка з:ууачи s¡o созданию системы молекулярной графики н учйстнс в ее программной реализации.

Бобксз Валерий Александрович

ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Автореферат

Подписано к печати 0109.56г. Усл. п. я. 1.5. Уч. - изд. л. 1.3. Формат 60x34/1 б. Тярзге ! 00.

Иэоаяо ИАПУ ДВО РАН. Владивосток, Рядне 5. Отпечатано участком оперативкой печата ИАПУ ДВО РАН Владивосток, Радио 5.