система « геосеть»: история создания и опыт эксплуатации

УДК 628.1
Главный инженер проектов Назарьян Г.В.,
Главный специалист Жинкин А.В
начальник отдела Михопаркин Ю.А.,
КП СПКБ АСУВ
СИСТЕМА « ГЕОСЕТЬ»: ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ
В статье описана история создания системы «Геосеть». Приведены основные
принципы ее построения, основные и вспомогательные команды. Приведены
функциональные возможности и особенности работы с базами данных.
Начинался наш путь в мир электронной картографии типично для тех
коллективов программистов, которые
в конце 80-х годов столкнулись с
необходимостью
разработки
прикладных
задач
с
использованием
картографической информации. Естественно по началу задачи были не сложные и
поэтому все модули ,включая картографические мы разрабатывали сами.
Периодически рассматривался вопрос об использовании в наших разработках
готовых «фирменных» ГИС-уж очень не хотелось тратить время на изобретение
«велосипеда».Но при детальном рассмотрении выяснялось , что какие-либо
необходимые нам функции у кандидата либо вообще отсутствуют ,либо слабо
развиты.При этом у него имеются другие функциональные возможности, но у нас
нет в них необходимости. Так , недолго поработав с дигитайзерной системой ввода
картографического материала, мы разработали и уже с середины 93-го года
внедрили у себя технологию ввода по растровой подложке с предварительной
программной калибровкой растра. Ни одна из известных и доступных нам в то
время систем не имела такой возможности.
Следует отметить, что с самого начала руководство объединения требовало
прежде всего эффективной системы ориентированной на достижение конкретного
экономического и технического результата. Варианты «программирование ради
программирования» и « лишь бы заработало»были исключены -задачу надо было
решать комплексно.
С конца 80-х годов начавшееся сокращение оборонных НИИ и КБ позволило
создать в СПКБ АСУВ коллектив программистов, участвовавших ранее в
разработке систем управления ракетно-космической техники. Применение
подходов и решений опробованных «оборонкой» значительно сократило сроки
создания программных модулей.
Следует признать , что мы имели уникальную возможность привлекать к
сотрудничеству представителей различных специальностей от сантехников до
геодезистов, диспетчеров и экономистов. Сложилась положительная обратная
связь, когда любое решение вырабатывалось совместно представителями разных
специальностей и всесторонне «обкатывалось» сразу после реализации. Многие
направления работ были подсказаны эксплуатационщиками. Так длительное и
тесное общение с геодезистами вынуждало нас уделять особое внимание двум
подсистемам: РЕДАКТОР КАРТ и ГЕОДЕЗИЯ. Нередко наш заказчик хочет
иметь систему, работающую с картой, выполненной в соответствии с требованиями
Роскартографии к крупномасштабным топографическим планам. Они предъявляют
распечатки карт своим службам нормоконтроля и наша система позволяет
полностью выполнить 'требования’ по требуемой номенклатуре условных знаков.
И основная причина этого – имеющиеся у нас библиотека условных знаков,
условных линий и условных заполнений соответствуют ‘требованиям..’, и кроме
того разработаны мощные средства редактирования библиотек .Кроме того, наша
система содержит профессиональный картографический редактор, способный
быстро и точно создавать и корректировать крупномасштабные топографические
планы.
Это достигается с помощью набора из 4-х групп команд:
- команды рисования и редактирования среднего уровня,
ориентированные на ввод геометрических примитивов (линия, окружность,
полигон,..)
- команды нижнего уровня - для работы с частями геометрических
примитивов (редактирование узлов полигона,..). Эти команды подобны
САПРовским командам и позволяют производить точные 'хирургические'
операции по редактированию карт.
- команды верхнего уровня – специализированные, мощные, комплексные,
объектно-ориентированные, позволяющие вводить сразу несколько
элементов, составляющих объект команды для быстрого ввода объектов
различного типа (откосов разных типов, условных знаков с относящимися к
ним надписями, отметок высот,..). Эти команды умеют запоминать часто
используемые объекты и, при создании нового подобного объекта,
автоматически делают текущим требуемый тип, вводят часто используемые
элементы объекта, предлагают ввести недостающие элементы объекта.
- вспомогательные команды - захваты разных видов, изменение угла осей
координат, автоматическое поддержание ортогональности вводимых
элементов относительно осей координат.
Наличие такого мощного и эффективного средства как наш
РЕДАКТОР
КАРТ позволило нам реализовать целый комплекс
программных модулей .
Пакет программ нашей разработки, использующий картографическую
информацию, имеет общее название ‘Геосеть’. В него входят следующие
программные модули:
Редактор карт
Паспортизация водосетей
Диспетчер АВР (аварийно-восстановительных работ)
Диспетчер ЦДП (центрального диспетчерского пункта)
Платежи (прием платежей от населения)
Геодезия
Адресный стол
Прогноз (прогнозирование распространения ядовитых веществ)
Как и следовало ожидать, после всего сказанного, в приведенном перечне
нет полнофункциональной ГИС.
Вместо создания полнофункциональной ГИС, мы пошли по пути наработки
библиотеки ГИС функций, которые размещаются в ActiveX сервере и доступ
к которым может получить любая прикладная задача, написанная на любом
из популярных языков программирования(C++, Visual Basic, Java, Delphi), и
разработки 'тонких', но мощных прикладных задач, опирающихся в своей
работе на ActiveX сервер.
Современные универсальные системы программирования в основном
предназначены для организации и построения программ и имеют очень
ограниченные функциональные возможности. Основные функциональные
возможности они черпают из внешних источников. В качестве таких
источников в последние годы широко используются OCX компоненты,
ActiveX сервера (конечно в системах работающих в Windows 9x/NT). К
примеру, ActiveX серверами являются Internet Explorer, программы пакета
Microsoft Office (Word, Excell,..). Разработка ГИС компонент для
универсальных систем программирования – в будущем вероятно станет
основным направлением деятельности разработчиков ГИС. И уже ряд
ведущих фирм выпустили наборы компонент (достаточно назвать Map
Objects от ESRI, Baikonur от Epsylon Technologies).
Актуальными останутся системы, предназначенные для профессионального
решения функционально сложных законченных частных ГИС задач:
векторизаторы, редакторы карт, системы по обработке данных
дистанционного зондирования, системы по обработке результатов
геодезической съемки.
А аналитическую обработку в ГИС и сейчас все в большей степени
выполняют прикладные, созданные пользователем или по его заказу модули
системы.
Ниже представлена схема построения наших систем:
Профессиональный
редактор карт
ActiveX
сервер
Прикладные
задачи
Базы
данных
Редактор карт выделен из общего набора прикладных задач т.к. он
используется во всех прикладных задачах для создания и подготовки
картографической информации. Его возможности не ограничиваются
стандартными условными знаками – он позволяет пользователю, для
повышения наглядности информации, создавать и использовать различные
сложные условные знаки, линии, заполнения.
Хотим подчеркнуть принципиальное отличие наших разработок от других,
виденных нами подобных систем инженерного направления – их
функциональную мощь (большие функциональные возможности): мощный
Редактор карт, мощная Паспортизация сетей, мощный Диспетчер АВР,…
Для любителей же решать несложные задачи непосредственно в диалоге с
ГИС в настоящее время разрабатывается модуль ‘Аналитический центр’, в
основу построения которого заложены (как и в большинство других модулей
‘Геосети’) 3 основных принципа:
первичной является база данных
информация в базе данных организована в объекты
картографические данные, семантические, фактографические и пр.
данные равноправны (у всех рыночных ГИС карта – первична, а все остальное
– вспомогательное. Это заметно уже начиная с этапа создания нового проекта)
Поскольку Редактор карт является у нас основой комплекса прикладных задач,
приведем его основные характеристики.
Редактор карт предназначен для быстрого ввода крупномасштабных
городских карт
любой сложности в соответствии с требованиями
Роскартографии к условным обозначениям крупномасштабных карт. Поэтому
его можно рекомендовать использовать в первую очередь для ввода
насыщенных и тематически разнообразных карт и планов.
Редактор карт “Геосеть” предназначен для:
- предприятий Роскартографии,
- земельных комитетов,
- архитектурных управлений,
- коммунальных предприятий,
- штабов ГО и ЧС
- всех, кому необходима работа с картами.
Особенности карты в редакторе карт “Геосеть” :
- поддерживается вся номенклатура топографических знаков для карт
масштабов начиная с М500 отображаемых в соответствии с ‘Условные знаки
для топографических планов…’
- при изменении масштаба автоматически меняется условный знак объекта
- при изменении масштаба объекты карты автоматически появляются и
исчезают в соответствии с заданными им диапазонами ‘масштабной’
видимости
- карта является единой, сплошной. Деление ее на планшеты требуемого
масштаба является условным
- в одной ‘карте‘ фактически могут содержаться несколько карт разных
масштабов и разного тематического содержания
- позволяет работать с очень большими картами (их размер фактически
ограничен только емкостью ‘винчестера’ компьютера). При этом
производительность работы падает незначительно
- позволяет работать одновременно с несколькими большими картами в
одном окне.
Особенности растровой подосновы карты в редакторе карт “Геосеть” :
- позволяет работать со смешанной растрово-векторной картой
- поддерживает векторизацию по растровой карте (“электронная сколка”)
- размер растровой карты неограничен. На экране она выглядит единой
сплошной картой, хотя физически может состоять из тысяч программно
подогнанных, выровненных и ‘сшитых’ между собой частей. Причем, на
экране отображаются только части имеющиеся в данный момент в
компьютере. Быстродействие работы с растром практически не зависит от
размера растра.
Особенности типов объектов в редакторе карт “Геосеть” :
- работа с неограниченным количеством типов объектов
- возможность создания многоуровневых (вложенных) типов объектов
- включение/выключение типов
- поставляемая в комплекте библиотека типов объектов содержит более
1000 типов
- возможность создания новых типов объектов, редактирования имеющихся
- возможность создания, редактирования и использования (в качестве
атрибутов типов или атрибутов элементов) произвольных:
 векторных символов,
 сложных линий,
 стилей заполнения,
 растровых
 векторных
Особенности команд редактора карт “Геосеть” :
- большой набор всех 4-х типов команд создания\редактирования
графических элементов
- ввод координат объектов как указанием мышкой так и с клавиатуры
- автоматизированная трассировка контуров объекта по границам соседних
объектов
- возможность ввода и привязки сопутствующей семантической
информации непосредственно в процессе ввода картографического объекта
- “заливка” полигонов любым символом (с различными вариантами его
размещения и ориентации), стилем заполнения
- наличие развитых средств редактирования графической информации
- автоматическая модификация атрибутов графических объектов при
изменении типа объектов.
- привязка графических объектов к опорным объектам (точкам, полилиниям,
полигонам)
- возможность поворота осей координат
- возможность автоматического рисования элементов перпендикулярно к
текущим осям координат
Системные особенности редактора карт “Геосеть” :
- наличие системы многопользовательского ограничения доступа
- наличие системы диагностики и коррекции целостности баз данных при
сбоях оборудования, программного обеспечения и т.п.
- возможность импорта/экспорта цифровых карт в формате MIF/MID
- проведение необходимых измерений непосредственно на экране
компьютера
- поддерживает работу в локальной вычислительной сети.
Использование
- редактор карт представляет собой открытое для внешних разработчиков
картографическое ядро на основе которого коллективы разработчиков могут
разрабатывать прикладные задачи конкретной тематики на языках
Visual
Basic, Delphi, C++ и др.
- позволяет печатать карты на поддерживаемых Windows принтерах
попланшетно или произвольными фрагментами выдает карты в формате BMP
для использования в др. программах (документах).