Волков С. Н. - Землеустройство. Том 6 - 2002

Неформализованное^ задач, решаемых экспертными система­ ми. отсутствие завершенной теории ЭС и методологии их проек­ тирования приводят к необходимости модифицировать принципы и способы построения ЭС в ходе процесса проектирования по мере того, как увеличиваются знания разработчиков о данной проблемной области. Как отмечал академик Г. С. Поспелов, «со­ здание экспертных систем не может идти по обычной схеме заказ­ чик-исполнитель... Это невозможно потому, что знания, кото­ рыми должна быть заполнена конкретная экспертная система, на­ ходятся у заказчика, а не у исполнителя...».

Формализация профессиональных знаний —это обобщение опыта высококвалифицированных специалистов, оформление по общепринятым правилам технологических описаний методов ре­ шения проектных задач и их ограничений. Исходя из возможнос­ тей подготовки таких описаний проектные задачи могут быть под­ разделены на хорошо и слабоформализуемые. Хорошо формализуе­ мыми называют задачи, последовательность решения которых мо­ жет быть описана настолько полно и корректно, что абсолютно некомпетентный исполнитель, пользуясь только этим описанием, способен без участия квалифицированного специалиста получить приемлемый результат. При этом результат по форме и содержа­ нию будет зависеть только от названного описания и исходных данных (типичный пример хорошо формализуемых проектных за­ дач — инженерные и технико-экономические расчеты). В слабоформализуемых задачах удается описать последовательность вы­ полнения лишь отдельных операций. В этом случае некомпетент­ ный исполнитель, руководствуясь описанием, должен периоди­ чески консультироваться с квалифицированным специалистом. Соответственно получаемый результат будет зависеть не только от описания и исходных данных, но и от опыта и квалификации специалиста, участвующего в решении задачи.

Сразу же заметим, что большинство проектных задач землеуст­ ройства является слабоформализуемыми. Например, при графи­ ческой компоновке устройства территории севооборотов требует­ ся очень высокая квалификация для принятия важнейших прин­ ципиальных решений и в то же время имеются простые, хорошо формализуемые операции (сбор нормативных данных, экономи­ ческое обоснование проектных решений и др.).

Цель этапа выполнения — создание одного или нескольких про­ тотипов ЭС, решающих требуемые задачи. Разработка прототипа заключается в программировании его компонентов или их выборе из известных инструментальных средств, а также в заполнении базы знаний. Прототип должен обеспечить проверку адекватности идей, методов и способов представления знаний, включенных в ЭС, решаемым задачам. Создание прототипа должно подтвердить, что выбранные методы решений и способы представления при­ годны, по крайней мере, для ряда задач данной предметной облас­

ти, а также продемонстрировать тенденцию к получению высоко­ качественных и эффективных решений для всех задач этого типа по мере расширения базы знаний.

На этапе тестирования производится оценка выбранного способа представления знаний и работы ЭС в целом, на этапе опытной эксплуатации — ее пригодности для конечного пользо­ вателя.

Экспертные системы необходимо рассматривать как самостоя­ тельный класс автоматизированных информационных систем, со­ держащих базы данных и базы знаний, способных осуществлять анализ, коррекцию и синтез данных, анализировать и принимать решения как по запросу, так и независимо от запроса пользовате­ ля и выполнять ряд аналитически-классификапионных задач. В частности, ЭС должны уметь распределять входную информацию по группам, консультировать, делать выводы, ставить диагноз, обучать прогнозированию, идентифицировать задачи и объекты, интерпретировать полученные результаты и т. д.

Целесообразно сочетание экспертных систем с автоматизиро­ ванными информационными системами традиционного типа. Эк­ спертный компонент такой комплексной системы может предос­ тавлять вспомогательные средства для отбора необходимых дан­ ных, способов их обработки, обеспечивать качественный поиск информации в разнообразных базах данных.

2. П Е Р С П Е К Т И В Ы П Р И М Е Н Е Н И Я Э К С П Е Р Т Н Ы Х С И С Т Е М В З Е М Л Е У С Т Р О И Т Е Л Ь Н Ы Х С А П Р И Г И С

Для повышения эффективности САПР и ГИС в землеустрой­ стве, а также чтобы сделать их более удобными в обращении, не­ обходимо использовать метод экспертных оценок, особенно при анализе данных и принятии проектных решений. При помощи этого метода, в частности, можно прогнозировать будущее состоя­ ние природной среды в результате землеустройства. Если ожида­ ются негативные изменения, проект пересматривают с целью их устранения. Использование экспертных оценок в землеустройстве необходимо рассматривать как один из этапов на пути создания землеустроительной экспертной системы, объединяющей эмпи­

рические и формализованные знания о землеустроительном про­ цессе.

В настоящее время быстро возрастает объем и увеличивается разнообразие пространственно локализованных данных, которые могут сохраняться и обрабатываться геоинформационными систе­ мами. Часто их обработка замедляется из-за неэффективности со­ ответствующих процедур. Распространенные до недавнего време­ ни версии ГИС имели ограниченные возможности как при работе с данными дистанционного зондирования, так и с разнообразными

картами, поскольку первые имеют растровое представление, а вторые оцифрованы в векторном формате. Но этот недостаток по­ степенно устраняется, по мере того как ГИС включают гибридные технологии (векторно-растровые).

Применение экспертных систем в ГИС не является обязатель­ ным во всех случаях. По сравнению с базами данных ЭС представ­ ляют гораздо более жесткие требования как к организации реше­ ния задач, так и к наличию необходимого минимума данных и формализованных знаний.

При создании экспертных систем возникает, как минимум, три проблемы:

обеспечение достаточной полноты информации. Это требует выделения ключевых (основополагающих) знаний и установления их взаимосвязи в структуре данных, а также создания и использова­ ния такой системы кодирования, которая бы позволила эффектив­ но применять эту информацию для решения практических задач;

получение эффективной оценки качества функционирования ЭС и выработка соответствующих критериев. Проблема заключает­ ся в том, что знания специалистов — это не просто сумма сведений и фактов. Формальные попытки учета многомерности связей путем добавления новых могут привести к чрезмерной перегруженности (жесткости) системы, она станет закрытой для добавления новых элементов и установления связей с уже существующими;

возможность получения недостоверного результата из-за веро­ ятностного характера структуры решаемых задач и синтеза зна­ ний.

Решение перечисленных проблем является необходимым, но недостаточным условием применения экспертных систем в ГИС.

ГИС сейчас широко применяются при изучении природных ресурсов и их использовании. В настоящее время основная про­ блема заключается в том, что они рассчитаны на квалифициро­ ванных экспертов, имеющих опыт исследования сложных про­ странственных связей с помощью компьютерных систем. Удобные для рядового пользователя интерактивные системы, которые мог­ ли бы помочь ему в решении различных задач, существенно улуч­ шили бы характеристики ГИС и расширили их применение. В ча­ стности, разработка экспертных систем для ГИС могла бы позво­ лить более эффективно проводить обработку и анализ данных на компьютере лицам, имеющим небольшой опыт в этой области. Так, проблема совмещения пространственных данных, получен­ ных из разных источников, может решаться путем разработки но­ вых моделей данных, которые должны быть совместимы с метода­ ми искусственного интеллекта, применяемыми в задачах сужения пространства поиска.

Вообще, ГИС являются хорошей средой для внедрения мето­ дов искусственного интеллекта и экспертных систем. Это вызва­ но, с одной стороны, разнообразием и сложностью самих ГИС, с

другой —наличием большого числа экспертных задач, возникаю­ щих при их использовании. Уже созданы ЭС, применяемые для получения композиции карт, выделения элементов их нагрузки, получения тематических карт, поддержки принятия решений, по­ строения оверлейных структур и др

Знания —это дорогой, но тиражируемый ресурс. В настоящее время проработаны и используются на практике следующие моде­ ли знаний:

1)логические модели (исчисления предикатов первого поряд­ ка, псевдофизическая, временная, пространственная, каузальная

инечеткая логики);

2)семантические сети (ориентированные графы, вершины ко­ торых представляют понятия и объекты, а дуги —отношения меж­ ду ними, в какой-то мере аналогичные сетевым моделям данных);

3)фреймы (регулярные, или однородные, разновидности се­ мантических сетей);

4) системы вывода (правила вида «условие—действие», «если —то» и т. п.).

Для каждой модели знаний имеются соответствующие методы получения решений и их использования; существуют и смешан­ ные модели знаний. В настоящее время наблюдается смещение акцентов в сторону систем вывода, поскольку они ближе к обыч­ ной логике действий экспертов, а сами методы хорошо проработа­ ны. Данные системы имеют и другие достоинства — простота, од­ нородность структуры, локальность вносимых в базу знаний изме­ нений (что упрощает ее модификацию) и др.

Интеллектуальные системы, в том числе ЭС. требуют для компьютерной реализации специальных программ, осуществляю­ щих в основном символьные вычисления. Для их создания пред­ ложены различные инструментальные средства, учитывающие как специфику переработки информации в таких системах, так и их структуру, что существенно облегчает программирование. К ним относятся:

скелетные системы (оболочки систем искусственного интел­ лекта);

средства автоматизированного проектирования интеллектуаль­ ных систем;

системы представления знаний; системы программирования.

Скелетная система представляет собой полномасштабную сис­ тему искусственного интеллекта (ИИ) с пустой базой знаний, ориентированную на определенный круг приложений. Задача раз­ работчика при использовании скелетной системы сводится только к подготовке базы знаний. Каждая такая система характеризуется жестко фиксированным способом представления знаний (моде­ лью знаний), методом вывода решений и организацией взаимо­ действия компонентов.

Средства автоматизированного проектирования напоминают скелетные системы, но обладают большей гибкостью, предостав­ ляя разработчику несколько вариантов организации базы знаний и функционирования системы. Поэтому данные средства иногда называют настраиваемыми оболочками.

Системы представления знаний поддерживают специальные языки для формального выражения знаний в той или иной модели (так называемые языки представления знаний). В инструменталь­ ные средства данного типа входят также модули вывода, причем разработчику предоставляются определенные возможности по уп­ равлению его работой.

При использовании систем программирования разработчику необходимо создавать полную инфраструктуру для интересующе­ го приложения, то есть разрабатывать собственный язык пред­ ставления знаний и программировать все компоненты системы. Наиболее широко для этих целей используются непроцедурные языки программирования LISP, PROLOG и SMALLTALK. Благо­

даря эффективности реализации находят применение в этой обла­ сти и процедурные языки.

Типы инструментальных средств перечислены в порядке повы­ шения универсальности и эффективности работы будущего про­ дукта, а также увеличения затрат на разработку с их помощью сис­ тем искусственного интеллекта.

Можно выделить несколько групп задач, требующих примене­ ния экспертных систем в землеустроительных ГИС: обработка ви­ деоизображений; преобразование растровых изображений в век­ торные графические модели; обработка картографической инфор­ мации; обработка и упорядочение разнородной информации; по­ строение моделей объектов или местности; анализ моделей ГИС; получение проектных решений на основе геоинформации.

В землеустройстве практически все вопросы, касающиеся орга­ низации территории сельскохозяйственных предприятий, можно решать при помощи землеустроительной ЭС.

Экспертные системы качественно отличаются от различных информационных систем, и прежде всего тем, что оперируют не данными, а знаниями. Они должны обладать математическим обеспечением, позволяющим описывать знания, пополнять их с помощью специалистов (экспертов), а главное — формировать но­ вые знания, используя старые.

Характерные особенности экспертных систем — построение диалога в свободной форме (консультативный диалог, обучение правилам из базы знаний, получение новых знаний), изменение

базы знаний, механизмов обучения и самообучения без участия пользователя.

Системы автоматизированного проектирования являются од­ ной из основных областей приложения экспертных систем. Эти системы, рассматриваемые в качестве прикладных систем искус­

302

ственного интеллекта, развиваются в сторону расширения их ин­ теллектуальных возможностей.

Основные преимущества ЭС перед другими автоматизирован­ ными системами:

возможность решения, оптимизации или получения оценок новых классов трудноформализуемых задач, реализация которых

на ЭВМ до недавнего времени считалась затруднительной или не­ возможной;

обеспечение возможности рядовому пользователю вести диалог на естественном языке и применять методы визуализации инфор­ мации для эффективного использования ЭВМ и решения земле­ устроительных задач;

накопление данных, знаний, правил использования знаний, правил самообучения ЭС для получения все более достоверных и квалифицированных выводов или решений (включают не затребо­ ванные пользователем);

решение вопросов или проблем, которые сам пользователь не в состоянии решить либо из-за отсутствия у него информации, либо из-за ее многообразия, либо из-за длительности обычного реше­ ния даже при помощи ЭВМ;

возможность создания индивидуальных специализированных ЭС за счет использования развитых инструментальных средств и личного опыта разработчика системы;

использование нетрадиционной дополнительной информации при землеустроительном проектировании;

существенное увеличение числа вариантов, рассматриваемых при проектировании;

повышение точности и качества проектных решений за счет снижения риска ошибки проектирования.

Подводя итог, можно сказать, что ЭС в землеустройстве — это система специальных средств, предназначенных для представления на ЭВМ знаний квалифицированных специалистов (экспертов) в об­ ласти землеустройства, позволяющая использовать их рядовыми ис­ полнителями при решении землеустроительных задач.

Разработка и внедрение ЭС в землеустройство должны привести к созданию новой технологии проектирования, при которой тради­ ционный комплекс этапов разработки проекта будет рассматри­ ваться как единая задача во всей сложности ее взаимосвязей.

Контрольные вопросы и задания

1.Опишите базовую структуру ЭС.

2.Перечислите основные этапы создания ЭС.

3.Какие типы инструментальных средств используются при разработке систем искусственного интеллекта?

4.В чем заключаются преимущества ЭС перед другими автоматизированными информационными системами?

5.Дайте краткое определение землеустроительной ЭС.

303

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. А В Т О М А Т И З А Ц И Я П Р О Е К Т И Р О В А Н И Я Э Л Е М Е Н Т О В О Р Г А Н И З А Ц И И Т Е Р Р И Т О Р И И

Рассматриваемый далее программный модуль Builder.mbx пред­ назначен для выполнения некоторых геометрических построений необходимых в процессе автоматизированного землеустроитель­ ного проектирования, а также работ с картографической инфор­ мацией, выполняемых при отводе новых и изменении существую­ щих земельных участков в среде ГИС Maplnfo. Кроме того, модуль

содержит несколько вспомогательных функций, обеспечивающих необходимый сервис при выполнении построений.

Для проверки работоспособности программы необходимо прежде всего загрузить Maplnfo, указав для открытия рабочий на­

бор Построения. WOR. После загрузки на экране появится изобра­ жение, содержащее 10 графических фрагментов на косметическом слое, которые и будут использоваться при выполнении линейных построении (рис. 165). Далее следует запустить модуль builder.mbx и выбрать появившуюся в основном меню позицию Построения

Функции модуля реализуются с помощью инструментов собранных на панели Построения (рис. 166). Прежде чем приступить к работе, следует установить режим захвата точек, нажав на клави­ атуре клавишу S (режим SNEP). В этом режиме попадание курсо­ ра в точку отмечается появлением в ней пунктирного перекрестья Ьсли после указания линейного элемента появляется сообщение что элемент не найден, можно попробовать изменить радиус обла­ сти захвата при указании (выборе) объектов. Для этого следует в основном меню выбрать Построения/Параметры, после чего в от­ крывшемся диалоговом окне задать нужную величину радиуса

1. Проведение перпендикуляра из точки,'р сположенной на задан­ ном отрезке.

Для выполнения операции используют фрагмент 1 на исход­ ном изображении, содержащем отрезок длиной 200 м, в середине которого размещен точечный элемент. Далее необходимо нажать

на панели Построения кнопку Щ («Перпендикуляр из точки на

отрезке»), после чего следует захватить мышью точечный элемент на линии, и, не отпуская левой клавиши мыши, отметить любую точку выше линии (направление построения перпендикуляра),

304

Рис. 165. Графические фрагменты, используемые программой Builder

после чего отпустить мышь. Далее в диалоговом окне нужно за­ дать значение 100 (длина строящегося перпендикуляра), и постро­ ение будет закончено. В указанной точке линия будет разбита на две. Наличие разбиения и длины сформированных отрезков могут быть проверены стандартными средствами Maplnfo. Перпендику­ лярность построенного отрезка к исходной линии может быть проверена построением двух отрезков по его концу и концам ис­ ходной линии и сравнением их длин. Аналогичным образом мо­

жет быть построен перпендикуляр в противоположном направ­ лении.

данной точки»), после чего указать мышью точечный элемент и, не отпуская левой клавиши мыши, любую точку на линии, после чего отпустить клавишу. В точке пересечения построенного пер­ пендикуляра с линией последняя будет разбита на две части. Про­ верка осуществляется так же, как и для предыдущего построения.

3. Проведение отрезка заданной длины под заданным углом (или под заданным углом к указанному отрезку).

Для выполнения операции используют фрагмент 3 на исход­ ном изображении, содержащем один точечный элемент. Сначала строят горизонтальный отрезок длиной 200 м; для этого необходи­

мо нажать на панели Построения кнопку \ X j («Отрезок заданной

длины под заданным углом»). Далее следует указать нажатием ле­ вой кнопки мыши точечный элемент, от которого будет строиться отрезок, после чего отпускают кнопку. В диалоговом окне нужно задать значение 0 для угла и значение 200 для длины строящегося отрезка, после чего подтвердить выбор, щелкнув по кнопке «Да». Длину и горизонтальность построенного отрезка можно прове­ рить штатными средствами Mapinfo. Затем от того же точечного элемента строят отрезок той же длины под углом 30° к только что

построенному. На панели Построения снова выбирают кнопку j

(если она находится в нажатом положении, этого можно и не де­ лать). Далее следует указать нажатием левой кнопки мыши точеч­ ный элемент, от которого будет строиться отрезок, и, не отпуская клавиши, любую внутреннюю точку построенного только что от­ резка, после чего левую кнопку мыши следует отпустить. В диало­ говом окне задают значение 30 для угла и подтверждают выбор, щелкнув по кнопке «Да». После построения отрезков проверяют значение угла между ними. Для этого следует провести перпенди­ куляр из правого конца второго отрезка на первый отрезок (как это было описано выше) и убедиться, что длина построенного перпендикуляра равна 100м. Это доказывает, что противолежа­ щий угол равен 30°.

4. Разбивка линий в точке их пересечения.

Для выполнения данного построения используют фрагмент 4, содержащий два пересекающихся отрезка. Убедиться в их целост­ ности можно, используя кнопку «Стрелка» на панели Операции (подсветка каждого отрезка). Далее нужно указать оба этих отрез­ ка штатными средствами выборки Maplnfo (оба отрезка должны

стать подсвеченными). После этого нажимают кнопку |)*(| («Пе­

ресечение линий») на панели Построения. В результате каждый из указанных отрезков будет разбит на два в точке пересечения, в чем легко убедиться, используя штатные средства Maplnfo. Количество участвующих во взаимном разбиении линий не ограничено.

5. Разбиение линии в указанной точке.

Для данного построения пользуются фрагментом 5, содержа­ щим отрезок и точечный элемент. В целостности отрезка можно убедиться штатными средствами выборки Maplnfo (подсветка).

Далее необходимо нажать на панели Построения кнопку

(«Разбиение линии»), после чего щелкнуть мышью по точечному элементу на линии. В указанной точке она будет разбита на две линии, что легко проверить средствами Maplnfo.

6. Удлинение линии до пересечения с другой линией.

Для выполнения этого построения используют фрагмент 6, со­ держащий два отрезка, первый из которых (левый) необходимо

дотянуть до второго. На панели Построения выбирают кнопку |~^~|

(«Удлинение линии до пересечения с другой линией»), затем ука­ зывают нажатием левой кнопки мыши точку левого отрезка около дотягиваемого конца и, не отпуская мыши, любую внутреннюю точку правого отрезка, после чего кнопку отпускают. В результате левый отрезок будет дотянут до правого, а правый разбит в точке пересечения на два новых.

7. Засечка по двум заданным расстояниям от двух указанных точек. Для этого используют фрагмент 7, содержащий отрезок длиной

100 м. Выбрав на панели Построения кнопку |,Л j («Засечка по за­

данным расстояниям от двух точек»), указывают нажатием левой кнопки мыши крайнюю левую точку отрезка и, не отпуская ее, крайнюю правую, после чего левую кнопку мыши нужно отпус­ тить. Затем в диалоговых окнах следует задать расстояния от пер­ вой точки (100) и от второй (150). В результате по обе стороны от использованного отрезка будут построены два точечных элемента. Правильность построения точек может быть проверена построе­ нием отрезков между данными точечными элементами и концами использованного отрезка с последующей проверкой их длин штат­ ными средствами Maplnfo.

8. Отделение от указанного коица линии заданного числа сегмен­ тов заданной длины.

Используют фрагмент 8, содержащий отрезок длиной 100 м.

Выбрав на панели Построения кнопку |м-+| («Деление линии по

длине от конца»), отмечают нажатием левой кнопки мыши край­ нюю правую точку используемого отрезка, после чего отпускают кнопку. После этого в диалоговых окнах следует задать число от­ деляемых линий (например, 2) и длину отделяемых линий (напри­ мер, 30). В результате от правого конца заданной линии будут от­ делены два отрезка по 30 м.

9. Деление линии на заданное число равных сегментов.

Для данного построения используют фрагмент 9, содержащий

ломаную линию длиной 243,3 м. На панели Построения выбирают

кнопку 11—<—1| («Деление линии на заданное число равных сегмен­

тов»). Далее нажатием левой кнопки мыши указывают любую внутреннюю точку используемой линии, после чего кнопку отпус­ кают. После этого в диалоговом окне следует задать число форми­ руемых линий (например, 2). В результате будут построены две ломаные равной длины (121,6), а исходная линия удалена. На сты­ ке новых линий будет размешен точечный элемент.

10. Засечка задаииого расстояния от выбранного конца указанного отрезка.

Для данного построения также используется фрагмент 9, со­ держащий ломаную линию. На панели Построения выбирают

кнопку [? | («Засечка на отрезке на заданном расстоянии»). Далее

следует указать нажатием левой кнопки мыши вершину линии, от которой откладывается расстояние, и, не отпуская кнопки, ука­ зать отрезок линии, на котором оно откладывается, после чего кнопку мыши следует отпустить. В диалоговом окне задают откла­ дываемое от указанной вершины расстояние. В результате на за­ данном расстоянии от указанной вершины линии будет построен точечный элемент, размер и вид которого определяются текущи­ ми установками Maplnfo для отображения точек. Для проверки правильности отложенного расстояния исходную линию следует разбить в исходной вершине и в точке размещения точечного эле­ мента. Длину выделенного отрезка легко проверить штатными средствами Maplnfo.

11. Проведение копии линии, подобной заданной, на заданном расстоянии заданное число раз.

Используют фрагмент 10, содержащий базовую ломаную ли­

нию. На панели Построения выбирают кнопку | ^ | («Проведение

копии линии на заданном расстоянии»). Указав базовую линию, нажимают левую клавишу мыши и, не отпуская ее, точку (выше указанной линии), указывающую направление построения, после чего клавишу отпускают. В случае обнаружения базовой линии (подсветка) в диалоговых окнах задают количество строящихся линий (например, 2) и значение расстояния между ними (напри­ мер, 10). В результате будут построены 2 линии на расстоянии 10 м друг от друга в указанном направлении. Аналогичным обра­ зом можно построить линии в противоположном направлении.

12. Проведение через указанную точку линии, подобной заданной. Для данного построения используют фрагмент 10, содержащий базовую ломаную линию. Штатными средствами Maplnfo около линии создают точечный элемент, через который будет строиться

линия. Затем на панели Построения выбирают кнопку j] («Про­

ведение копии линии через заданную точку»), указывают нажати­ ем левой клавиши мыши точечный элемент и, не отпуская ее, лю­ бую точку базовой линии, после чего клавишу следует отпустить. В результате будет построена линия, проходящая через точку размещения указанного точечного элемента. Чтобы это прове­ рить, опустим от точечного элемента перпендикуляр на линию, после чего разобьем построенную линию в другой точке, из ко­ торой опустим на базовую линию еще один перпендикуляр. Если длины обоих перпендикуляров равны, построение выполнено корректно.

13. Проведение копии указанного отрезка линии на заданном от него расстоянии заданное число раз.

Используется фрагмент 10, содержащий базовую ломаную ли­

копии отрезка на заданном расстоянии») и, указав мышью копи­ руемый отрезок базовой линии, не отпуская левой клавиши мыши, отмечают точку (выше указанной линии), указывающую направление построения, после чего клавишу отпускают. В случае обнаружения базовой линии (подсветка) в диалоговых окнах нуж­ но задать количество строящихся отрезков и значение расстояния между ними. В результате будет построено указанное число отрез­ ков на указанном расстоянии друг от друга в указанном направле­ нии.

14. Проведение копии указанного отрезка через заданную точку. Для данного построения также используется фрагмент 10.

Штатными средствами Maplnfo около копируемого отрезка линии создают точечный элемент, через который предполагается строить

отрезок-копию. На панели Построения выбирают кнопку j^y]

(«Проведение копии отрезка через заданную точку»), указывают мышью точечный элемент, нажав левую клавишу и не отпуская ее, любую внутреннюю точку копируемого отрезка базовой линии, после чего клавишу отпускают. В результате будет построен отре­ зок, проходящий через точку размещения указанного точечного элемента. Контроль осуществляют, как в п. 12.

15. Сборка участка (площадного объекта) из отдельных линий. Прежде чем приступить к площадным построениям, необходи­

мо очистить косметический слой (Запрос/Выбрать полностыо/Косметический слой, Правка/Удалить) и сделать видимым слой Грани­ цы (Карта/Управление слоями). В результате получают изображе­ ние, которое содержит только линейные объекты (рис. 167).

Используя кнопку «Стрелка» на панели Операции, следует щел­ кнуть мышью по внутренней точке замкнутой области и убедиться в отсутствии площадного объекта. Далее, используя клавишу Shift, отмечают все линии, ограничивающие замкнутую область (их 3, и все они в результате должны стать подсвеченными одновремен-

аь границы.Участки К;х та

Рис. 167. Отображение линейных объектов

но), после чего следует нажать кнопку | £7| («Участок из отдель­

ных линий») на панели Построения. В результате будет сформиро­ ван площадной объект (участок), если все указанные линии кор­ ректно состыкованы. Используя кнопку «Стрелка» на панели Опе­ рации, следует еще раз щелкнуть мышью по внутренней точке зам­ кнутой области, чтобы убедиться, что площадной объект существует (закрашенная область). Двойной щелчок на внутрен­ ней точке площадного объекта вызовет окно, в котором, в частно­ сти, показано значение его площади.

Режим построения нескольких участков сразу можно прове­ рить, сделав видимым слой Участки и указав на нем сразу все ли­ нии. На этом слое присутствует одна несостыкованная линия, мо­ делирующая наличие разрывов. После сообщения о наличии раз­ рывов следует продолжить построение участков.

16. Деление участка в заданном отношении прямой линией.

Для этой операции используется участок, построенный по со­ держимому слоя Границы в предыдущем пункте. Участок может быть поделен двумя способами: прямой линией, параллельной указанной стороне, и прямой линией под заданным углом. В обо­

их случаях необходимо выбрать на панели Построения кнопку ] ^ | («Деление участка в заданном отношении»). Сначала разделим по­

строенный нами участок первым способом. Для этого следует щелкнуть мышью на внутренней точке участка около стороны, параллельно которой осуществляется деление (например, левой длинной). В открывшемся диалоговом окне задают отношение, в котором предполагают разделить участок. В окне содержится зна­ чение по умолчанию 0,5 (разделить пополам). Если подтвердить правильность этого значения кнопкой Да, участок будет разделен пополам линией, параллельной указанной стороне. Убедиться в этом можно, произведя двойной щелчок внутри каждого нового участка и сравнив их площади (используется кнопка Стрелка на панели Операции).

Теперь разделим один из построенных нами участков (напри­ мер, левый) вторым способом (под заданным углом). Для этого, предварительно выбрав ту же кнопку на панели Построения, сле­ дует указать внутреннюю точку разделяемого участка около вер­ шины, обязательно содержащейся в отделяемой части участка (на­ пример, в левом верхнем углу), и, не отпуская мышь, любую дру­ гую внутреннюю точку делимого участка. В открывшемся диало­ говом окне задают отношение, в котором предполагают разделить участок. В окне содержится значение по умолчанию 0,5 (разделить пополам). Подтвердив правильность этого значения щелчком по кнопке Да, в открывшемся диалоговом окне задают величину угла, под которым необходимо разделить участок (например, 45°); после этого участок будет разделен пополам линией под заданным углом. Убедиться в этом можно, сделав двойной щелчок внутри каждого нового участка и сравнив их площади (используется кнопка Стрелка на панели Операции).

17. Деление участка на заданное число равных частей.

Участок может быть поделен двумя способами: прямыми лини­ ями, параллельными указанной стороне, и прямыми линиями под заданным углом. Может быть выполнена не только указанная функция, но и отделение от участка заданного числа участков за­ данной плошади. Во всех случаях для выполнения операции необ­

стка на равные части»). Сначала рассмотрим деление одного из построенных ранее участков (например, левого нижнего) первым способом. Для этого следует щелкнуть мышью по внутренней точ­ ке участка около стороны, параллельно которой осуществляется деление (например, нижней горизонтальной). В открывшемся ди­ алоговом окне задают число новых формируемых участков (на­ пример, 4), в следующем — величину их площади. По умолчанию принимается значение 0 (участок просто делится на равные час­ ти). Подтвердим правильность этого значения кнопкой Да, и уча­ сток будет разделен на четыре равные части линиями, параллель­ ными указанной стороне.

Теперь разделим один из построенных ранее участков (напри­

мер, правый больший) вторым способом (под заданным углом) с указанием величины площади формируемых участков. Для этого, выбрав ту же кнопк> на панели Построения, указывают внутрен­ нюю точку разделяемого участка около вершины, обязательно со­ держащейся в первой отделяемой части участка (например, в ле­ вом нижнем углу), и, не отпуская мыши, любую другую внутрен­ нюю точку делимого участка. В открывшемся диалоговом окне за­ дают число новых формируемых участков (например, 4). В следующем диалоговом окне будет предложено задать площадь формируемых участков. Зададим ее равной 30000. В следующем окне задают величину угла, под которым необходимо разделить участок (например, 90°), после чего от исходного участка будет от­

внутри каждого нового участка и сравнив их площади (используя кнопку Стрелка на панели Операции).

18. Деление участка прямой линией.

Сначала нужно сделать слой Границы невидимым и недоступ­ ным (Карта/Управление слоями); на изображении останугся толь­ ко построенные ранее участки. Используя кнопку Ломаная на па­ нели Пеиал, нужно построить прямую, пересекающую несколько

участков. На панели Построения выбирают кнопку | £ /; («Деление

участка прямой линией»). После этого, последовательно указывая мышью внутреннюю точку каждого участка на секущей линии, можно осуществить разбиение каждого указанного участка этой линией на два новых. Убедиться в этом можно, щелкнув дважды левой клавишей мыши внутри каждого нового участка (используя кнопку Стрелка на панели Операции). Если на секущей указать точку вне какого-либо участка, будут поделены все участки, кото­ рые она пересекает.

19. Удаление линий (одной или всех).

Для осуществления этой функции следует закрыть текущее изображение (Файл/Закрыть все), открыть рабочий набор Постро­ ения. wor. (Файл/Открыть/Рабочий иабор/Построения.\тог) и на­

жать на панели Построения кнопку ~л| («Удаление линий»); пос­

ле этого будет удалена каждая указанная мышью линия. Если ука­ зать некоторую точку и. не отпуская левой клавиши мыши, ука­ зать другую и только после этого отпустить клавишу, будут удалены сразу все линии на текущем изменяемом слое.

20. Удаление точек (одной или всех).

Для реализации этой функции также следует закрыть текущее изображение, открыть рабочий набор Построения.\уог, а затем

выбрать на панели Построения кнопку [ ■ | («Удаление точек»).

После этого будет удален каждый указанный мышью точечный

элемент (засечки, точки деления линий на косметическом слое). Если указать некоторую точку и, не отпуская левой клавиши мыши, указать другую и только после этого отпустить клавишу,

будут удалены сразу все точечные элементы.

21. Перенос выбранных объектов на косметическии слои. Сначала нужно закрыть текущее изображение, открыть рабо­

чий набор Построения.wor, удалить содержимое косметического слоя (Запрос/Выбрать полностью Косметический слой/Правка/Уда­ лить) сделать видимым и выбираемым слой Границы (Карта/Уп­ равление слоями). Далее следует при помощи стандартных средств Maplnfo выбрать все объекты на этом слое, которые предполагает­ ся перенести на косметический слой (они должны стать подсве­ ченными), и нажать кнопку Перенос на рабочий слой. После этого нужно сделать слой Границы невидимым (Карта/Управление слоя­ ми) и убедиться, что выбранные элементы присутствуют на косме­

тическом слое.

2 Р А С Ч Е Т Э К С П Л И К А Ц И И И Т Р А Н С Ф О Р М А Ц И И У Г О Д И Й

Программа «Экспликация» предназначена для расчета стандар­ тных форм экспликации и трансформации земельных угодии при ведении землеустройства и земельного кадастра. Предварительно нужно подготовить цифровую карту земельных угодий, содержа­ щую следующую информацию по каждому их виду:

граница земельного угодья; вид угодья (пашня, сенокос, пастбище и т. д. в соответствии с

классификатором угодий); мелиоративное состояние (код по классификатору),

водный режим (код по классификатору).

Пример цифровой карты приведен на рис. 168 (границы уго­ дий) и рис. 169 (сопутствующая семантическая информация).

Цифровая карта границ земельных участков (правовых и физи­ ческих) содержит соответствующую семантическую информацию.

Фрагмент такой карты приведен на рис. 170.

Для проведения расчетов карта земельных угодии и карта гра­ ниц должны быть приведены к одной системе координат, что обеспечит возможность их совмещения и выполнения над ними оверлейных операций. На рис. 171 показано совмещенное изобра­

жение указанных карт.

При расчете экспликации земельных участков используется следующий алгоритм. Сначала по контуру границы земельного участка и контурам границ земельных угодий (имеющимся на кар­ те земельных угодий) определяют множество угодий, имеющих общие точки с упомянутым участком. Далее все угодья из этого множества, которые не полностью принадлежат участку, делят по

границе участка на две части: внешнюю и внутреннюю, которая полностью принадлежит участку. После этого производится сум­ мирование площадей всех принадлежащих участку контуров (ста­ рых и вновь образованных) с разнесением их по видам угодий (пашня, пастбище, сенокос и др.).

Результаты расчетов можно распечатать в следующем виде. Фрагмент распечатки экспликации участка (левая половина):

Фрагмент распечатки экспликации участка (правая половина):

Программа позволяет решать следующие задачи:

расчет экспликации земельного участка путем его указания на карте;

то же, путем задания его номера; расчет экспликации группы земельных участков путем задания

кадастрового номера квартала, которому они принадлежат; то же, путем задания кадастрового номера зоны, которой они

принадлежат; расчет экспликации земельных участков района в целом.

Чтобы обеспечить независимость результатов расчета от ис­ пользуемого классификатора земельных угодий и формы выход­ ных таблиц, программа работает не с каким-либо конкретным классификатором, а с файлом перекодировки, устанавливающим взаимно однозначное соответствие между строками классифика­ тора и столбцами выходной формы.

Файл перекодировки имеет следующий формат: kod(l), со1<1)

kod(2), col(2) kod(N), col(N)

Здесь kod(i) — код земельного угодья по классификатору, а col(i) —номер колонки выходной формы, соответствующей этому коду. Так, например, если в классификаторе имеются строки:

1300 Пастбища

1301 Пастбища чистые

1302 Пастбища улучшенные

1303 Пастбища культурные 1304 Пастбища, занятые под предварительные культуры, а в вы­

ходной форме графа «Пастбища» занимает 7-ю колонку то в фай­ ле перекодировки должны быть следующие строки:

1300.7

1301.7

1302.7

1303.7

1304.7

Имя файла перекодировки — klass.txt. Он должен быть распо­ ложен в той же папке, что и модуль расчета экспликации

(eksplic.mbx).

Вызов программы производится выбором в главном меню мо­ дуля ALIS позиций Экспликация/Расчет. При этом на экране по­ является соответствующая инструментальная панель.

После нажатия на кнопку Создание отчета осуществляется пе­ реход в Microsoft Word с автоматической передачей в него результа­ тов расчетов и вызовом соответствующей табличной формы. Рас­ печатка и возможное редактирование выходного документа осу­ ществляются средствами Word.

Расчет трансформации земельных угодий осуществляется в табличном виде с использованием Microsoft Word по форме уста­ новленного образца.

Трансформация угодий

1Пашня

2Пастбище

3 Всего по проекту

Алгоритм расчета следующий: при проектировании трансфор­ мации угодий в среде ГИС Maplnfo отрезаемые или присоединяе­ мые участки кодируются в соответствии с классификатором. Так, например, если в классификаторе имеются строки:

1310 Пастбища в пашню

1311 Пастбища в сенокос, а в выходной форме графа «Трансформация пастбищ» занимает с

56-й по 57-ю колонку, то в файле перекодировки должна быть следующая строка:

1310,56