Поиск оптимальной локации для прокладки коммуникаций в условиях сельской местности по геопространственным данным
ВВЕДЕНИЕ
Данные спутниковых систем наблюдения за планетой Земля являются одним из самых эффективных источников для исследования и мониторинга поверхности планеты. Это является причиной того, что информация дистанционного зондирования Земли активно используется в различных областях – от решения научных задач до создания масштабных проектов. Постоянно возрастающая потребность в данных дистанционного зондирования Земли и развитие технологий их получения в последние десятилетия привели к появлению большого количества новых систем дистанционного зондирования, обеспечивающих быстрое и качественное получение информации о территории всей поверхности планеты [1].
Геоинформационные системы с каждым днём становятся всё более популярнее в мире, так как имеют много способов предоставления информации. Преимущественно можно выделить следующие:
Удобное хранение информации;
Наглядная визуализация данных;
Формирование запросов;
Возможность синтеза карт из нескольких слоёв;
Привязка дан
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1. АНАЗИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ЧАСТИ 8
1.1 Понятие геоинформационной системы 8
1.2 Структура геоинформационных систем 8
2.1 Классификация геоинформационных систем 9
1.3 Области применение ГИС 9
2.2 Рынок геоинформационных систем 9
2.2.1 Состояние Российского рынка ГИС 9
2.3 Развитие ГИС в России 9
2.4 Проблемы развития ГИС 9
2.5 Перспективы развития рынка геоинформационных систем в России и мире 10
2.6 Статистика геоинформационного рынка в России 10
1.7 Выводы по разделу 1 10
2.1 Вывод по разделу 2 10
2. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ 11
2.2 Классификация геоинформационных систем 11
2.3 Вывод по разделу 2 11
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУЩНОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ С ОТКРЫТЫМ ИСХОДНЫМ КОДОМ 11
3.1 Понятие открытого исходного кода 11
3.2 Лицензии ПО 13
3.3 Преимущества и недостатки открытого ПО 14
3.4 Открытые ГИС 16
3.5 Выводы по разделу 3 19
4. РЕАЛИЗАЦИЯ И ИСПЫТАНИЯ МОДУЛЯ ПОИСКА ОПТИМАЛЬНОЙ ЛОКАЦИИ В СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ 20
4.1 Анализ геоданных для поиска оптимальной локации 20
4.2 Оценка топографии и геологических условий для прокладки коммуникаций 21
4.2.1 Оценка топографии 22
4.2.2 Оценка геологических условий 22
4.3 Определение наиболее эффективных маршрутов для коммуникаций 23
4.4 Применение геоданных для устранения пересекающихся коммуникаций и повышения эффективности прокладки 24
4.5 Выбор ГИС, сравнение, преимущества и недостатки 26
4.6 Реализация алгоритма 26
4.6.1 Импортирование необходимых библиотек 27
4.6.2 Определение координат начальной и конечной точки 27
4.6.3 Создание графа 28
4.6.4 Находим ближайшие узлы графа к начальной и конечной точками 29
4.6.5 Находим оптимальный маршрут между узлами графа 29
4.6.6 Визуализация графа и оптимального маршрута на карте 30
4.6.7 Вывод результата 30
4.6.8 Дополнительные функции 31
4.7 Анализ эффективности алгоритма и возможности его оптимизации 32
4.8 Рекомендации по оптимизации процесса прокладки коммуникаций 34
4.9 Выводы по главе 3 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 38
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 39
ПРИЛОЖЕНИЕ 43
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1) Satellites to be built and launched by 2026: Research Report. Euroconsult, 2017. URL: http://www.euroconsult-ec.com/research/satellites-built-launched-by-2026-brochure.pdf (дата обращения: 24.05.2022);
2) Информационный портал TAdviser.ru. Программа по устранению цифрового неравенства в России URL: https://www.tadviser.ru/a/192204 (дата обращения: 11.06.2022);
3) М.М. Бабасова. Архитектура и строительство. Вестник магистратуры. 2016. №3 (54). Т.П. 135 С.
4) А.В. Кашницкий, И.В. Балашов, Е.А. Лупян, В.А. Толпин, И.А. Уваров (Создание инструментов для удаленной обработки спутниковых данных в современных информационных системах)
5) Информационный портал TAdviser.ru. Геоинформационная система. URL: http://www.tadviser.ru/index.php/Статья:Геоинформационная_система#.D0.97.D0.B0.D0.B4.D0.B0.D1.87.D0.B8_.D0.93.D0.98.D0.A1 (дата обращения: 07.11.2018).
6) В.А. Середович, В.Н. Клюшниченко, Н.В. ТимофееваГеоинформационные системы (назначение, функции, классификация).Монография. Новосибирск: СГГА, 2008. 128 С.
7) Хаксольд В. Введение в городские географические информационные системы. - Изд-во Оксфордского университета, 1991. - 321 с.
8) Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии (учебное пособие). - М.: МИИГАиК, 1996. - 112 с.
9) Geographic Information Systems (GIS) based on Jupiter Technology // Intergraph software solutions . - April 1996. - 36 p
10) Геоинформатика / Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н. и др. М.: МАКС Пресс, 2001.349 с.;
11) Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы. — М.: Златоуст, 2000.
12) Электронный ресурс: http://gis-tech.ru– информационный сайт о ГИС-технологиях
13) Геоинформационные системы / Д. С. Парыгин, А. В. Игнатьев, Н. П. Садовникова, А. С. Гуртяков ; ВолгГТУ. – Волгоград, 2021. – 118 с
14) Геоинформатика: учебник для вузов в 2 кн.: кн. 1 / [Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов и др.]; под ред. В.С. Тикунова. 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательский центр «Академия», 2008 — 375 с.
15) Блиновская, Я.Ю. Введение
В основе ГИС лежит пять ключевых компонентов: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, исполнители, методы.
Аппаратные средства представляют собой разнообразные платформы, которые взаимодействуют с ГИС, начиная от централизованных серверов и заканчивая связанными сетью устройствами.
Множество функций и инструментов, доступных в программном обеспечении ГИС, обеспечивает сохранение, визуализацию и анализ географической информации. Этот набор включает систему управления базами данных, инструменты ввода географических данных, функционал для поддержки пространственных запросов, анализа и отображения, а также пользовательский интерфейс для удобного доступа к этим инструментам.
Важнейшим элементом ГИС являются данные, которые играют ключевую роль в этой системе. Географические