Введение

Пространственные данные необходимы для поддержки работы административных учреждений, коммунальных и телекоммуникационных компаний, а также проектных и строительных фирм, предприятий топливно-энергетического комплекса. Для эффективного использования данных, включая пространственные, эти организации должны располагать соответствующими инструментами, которые позволяли бы различным специалистам, работающим в разных отделах (включая инженеров, специалистов ГИС и специалистов по информационным технологиям), обмениваться данными и снижать затраты, связанные с необходимостью конвертации данных в различные форматы с использованием корпоративных систем классификации (классификаторов). Необходимость конвертирования может быть обусловлена различными причинами, такими как:

• другой формат корпоративной системы, используемый в другой организации или подразделении (отделе);

• необходимость использовать инструментарий, реализованный в другой системе и нереализованный в данной;

• неудобство использования (или недостаточная компетентность специалистов);

• отсутствие приобретённых коммерческих лицензий на использование того или иного продукта;

• необходимость изменения оформления уже существующего чертежа согласно новому корпоративному стандарту с использованием классификатора;

• другие причины: бизнес-процессы в разных проектных институтах достаточно сложно формализовать в единую систему, поэтому возможен ещё целый ряд причин, актуальных для конкретной организации.

Сведения, используемые группами ГИС для планирования и анализа, зачастую воссоздаются инженерами на этапе проектирования. Аналогично, специалисты ГИС находят возможность импорта сведений САПР в свои системы, однако при этом нередки потери важных технических данных, например текстовых пояснений и размеров, являющихся неотъемлемой частью чертежей САПР, но которые не сохраняются в приложениях ГИС или не распознаются ими [1-4].

Наличие быстрых и эффективных средств конвертации с гибкими и адаптивными настройками, инструментов автоматизированного создания и актуализации данных, позволило бы сократить количество повторяющихся задач и, как следствие, снизить временные и финансовые затраты организации.

Предлагаемая разработка смогла бы объединить в себе средство автоматизации рутинных процессов по подготовке картографических материалов – классификации данных, формировании атрибутивной информации, эффективный конвертер пространственных данных.

1. Анализ предметной области

1. Описание предметной области

Геоинформационные системы (ГИС) – автоматизированные информационные системы, предназначенные для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информация. В ГИС осуществляется комплексная обработка информации – от её сбора до хранения, обновления и представления, в связи с этим ГИС рассматривается с различных позиций.

Как системы управления ГИС предназначены для обеспечения принятия решений по оптимальному управлению землями и ресурсами, городским хозяйством, по управлению транспортом и розничной торговлей, использованию океанов или других пространственных объектов. При этом для принятия решений в числе других всегда используют картографические данные.

В ГИС проявляется множество новых технологий пространственного анализа данных. В силу этого ГИС служит мощным средством преобразования и синтеза разнообразных данных для задач управления.

Как системы, использующие базы данных, ГИС характеризуются широким набором данных, собираемых с помощью разных методов и технологий. При этом следует подчеркнуть, что они объединяют в себе как базы данных обычной (цифровой) информации, так и графические базы данных. В связи с большим значением экспертных задач, решаемых при помощи ГИС, возрастает роль экспертных систем, входящих в состав ГИС.

Для классификации данных на плане широко используется понятие классификаторов. Классификатор ГИС – совокупность систематизированных по классификационным признакам исходных единиц информации (понятий выбранной предметной области) и их группировок, представляющих обобщенные понятия [5].

В общем виде – это набор средств для идентификации, описания, структурирования и кодирования всех используемых понятий в виде иерархического дерева. Классификатор ГИС используется в автоматизированных процедурах ввода, хранения, обработки и выдачи всех видов информации, представленных в рамках системы, включая ввод планово-картографических документов, создания баз геоинформационных данных и вывода информации в цифровой и графической формах.

Содержание классификатора регламентируется полным набором законодательных, исполнительных и тематических документов, обеспечивающих функционирование данной предметной области.

Общее назначение классификатора цифровой информации – унифицировать требования к оформлению и представлению электронных картографических материалов или проектных чертежей в рамках предприятия, компании либо отдельной технологической цепочки подготовки данных. Стандартизация электронных картографических материалов не зависимо от формата данных позволяет повысить качество продукции, снизить затраты на актуализацию материалов, упрощает процедуру обмена данными между подразделениями внутри отдельной организации либо между различными предприятиями, компаниями.

Классификатор ГИС обеспечивается специализированным информационно-программным комплексом и может изменяться (настраиваться) в процессе эксплуатации ГИС при изменении информационных потребностей пользователей. Так, средством настройки классификатора, система была адаптирована к решению таких задач, как ведение реестра объектов недвижимости, земельного кадастра, задачи аренды, мониторинга показателей сельскохозяйственной статистики.

Для хранения информации об объектах предметной области ГИС использует оригинальную модель данных, основанную на сетевой модели, и объектно-ориентированный подход. Каждый объект предметной области представляется в классификаторе ГИС и описан набором его свойств – характеристик. Для описания взаимосвязей между объектами используется специальная единица данных – отношение. Комбинации этих элементов образуют модели объектов и ситуаций.

Классификатор имеет древовидную организацию, что обеспечивает четкую структуризацию информационных ресурсов и позволяет организовать быстрый поиск объектов и их характеристик в информационной базе. Классификатор является фундаментом системы, на котором строится информационная база данных.

Основу интеграции технологий ГИС составляют технологии систем автоматизированного проектирования (САПР).

Система автоматизированного проектирования – САПР или CAD (англ. Computer-Aided Design) – программный пакет, предназначенный для создания чертежей, конструкторской и/или технологической документации и/или 3D моделей. Современные системы автоматизированного проектирования обычно используются совместно с системами автоматизации инженерных расчётов и анализа CAE (Computer-aided engineering). Данные из CAD-систем передаются в CAM (англ. Computer-aided manufacturing — система автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ или ГАПС (Гибких автоматизированных производственных систем)) [5].

Обычно САПР охватывают создание геометрических моделей изделия (твердотельных, трёхмерных, составных), а также генерацию чертежей изделия и их сопровождение. Следует отметить, что русский термин «САПР» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование, чем «CAD» — он включает в себя CAD, CAM и CAE. В последнее время наблюдается тенденция объединения систем CAD, CAM и CAE в единые программные комплексы.

Зачастую в САПР используются пространственные данные, получаемые из различных ГИС для проектирования инженерных систем на плане, например, трубопровода, линий электропередачи, дорог и др. Таким образом, возникает необходимость передачи карт и планов, созданных в ГИС в САПР.