Введение 4
1. Обзор и анализ аналогов программ 7
1.1 Решение задачи расчета оптимальных маршрутов на Яндекс-картах 7
1.2 APM Курьер - автоматизированная система расчета оптимального
маршрута между городскими объектами 10
1.3 Выводы по главе 1 13
2. Проектирование подсистемы 14
2.1 Задача геопространственного моделирования маршрутов 14
2.1.1 Функциональная модель 14
2.1.2 Содержательная модель 15
2.1.3 Концептуальная (формализованная) модель 15
2.2 Однородность поверхности 17
2.2.1 Содержательная модель 18
2.2.2 Концептуальная (формализованная) модель 18
2.3 SADT-модель подсистемы 22
2.4 Анализ существующих метрик 30
2.5 Use-case диаграмма 32
2.6 Диаграмма классов 33
2.7 Диаграмма пакетов 34
2.8 Блок-схема алгоритма А* 35
2.9 Выводы по главе 2 37
3. Разработка подсистемы 38
3.1 Используемые библиотеки 39
3.1.1 Класс MySqlLib 39
3.1.2 Алгоритм Брезенхема 42
3.1.2 Библиотека SharpMAP 43
3.2 Работа эксперта с подсистемой 44
3.3 работа ЛПР с подсистемой 48
3.3.1 Методика внесения оперативной информации 50
3.3.2 Алгоритм расчета маршрута 52
3.3.3 Расчет маршрута с учетом затрат ГСМ 56
3.3.4 Практическая апробация подсистемы 59
3.4 Выводы по главе 3 62
Заключение 64
Список сокращений 65
Список использованных источников 66
Приложение А Слайды презентации 71
В современное время широкое распространение получило использование спутниковых систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) для решения широкого спектра задач в интересах различных сфер хозяйственной деятельности. Достоинствами использования ДЗЗ является:
• актуальность данных на момент съемки (большинство картографических данных требуют обновления);
• высокая оперативность получения данных;
• высокая точность обработки данных за счет применения GPS- технологий;
• высокая информативность данных, возможность получения мелких деталей не различимых на обычных снимках за счет применения специальных съемок;
• экономическая целесообразность. Получение информации посредствам ДЗЗ существенно ниже затрат на наземные полевые работы.
Одной из наиболее перспективных сфер применения ДЗЗ является сельское хозяйство. Актуальность применения ДЗЗ в сельском хозяйстве подтверждена Постановлениями Правительства РФ от 25.06.2013 № 1066-р, от 05.07.2014 г. № 619, от 15.01.2015 г. № 13, от 18.07.2015 г. № 731, от 25.05.2016 г. № 464, от 11.06.2016 г. № 533, от 13.01.2017 г. № 7, от 25.01.2017 г. № 75, от 17.05.2017 г. № 583, от 20.09.2017 г. № 1133 о федеральной целевой Программе «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014 - 2020 годы».
Распоряжением Правительства РФ от 30 июля 2010г. №1292 была одобрена «Концепция развития государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и земель, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства в составе земель иных категорий, и формирования государственных информационных ресурсов об этих землях на период до 2020 года».
Задача оценивания земель сельскохозяйственного назначения (ЗСХН) является сложной, междисциплинарной задачей. Она является подзадачей целого ряда практических задач, в числе которых следует отметить задачи оценивания потенциала залежных земель и возврата их в сельскохозяйственный оборот, задачи определения и прогнозирования урожайности, задачи кадастровой оценки ЗСХН и др.
Необходимость выполнения всего ряд практических задач прописан в Земельном кодексе РФ (ЗК РФ) от 25.10.2001 № 136-ФЗ. В частности, в статьях:
• ст. 67 ЗК РФ (Статья 67. Государственный мониторинг земель);
• ст. 68 ЗК РФ (Статья 68. Землеустройство);
• ст. 69 ЗК РФ (Статья 69. Организация и порядок проведения землеустройства);
• ст. 70 ЗК РФ (Статья 70. Государственный кадастровый учет земельных участков).
Данная задача решается на государственном уровне: правительство РФ заинтересовано в формировании государственных информационных ресурсов ЗСХН в целях анализа, прогнозирования и выработки государственной политики в сфере земельных отношений.
Целью настоящей магистерской диссертации является разработка подсистемы геопространственного моделирования маршрутов сельскохозяйственной техники систем агромониторинга СФУ на примере доступности целевых объектов. При этом должны учитываться различные факторы, такие как географическая удаленность объекта и возможные препятствия.
Задачами, решаемыми в рамках магистерской диссертации, являются:
1) Исследование существующих аналогов;
2) моделирование исследуемой территории по данным ДЗЗ и векторных слоев;
3) разработка алгоритма поиска маршрута с учетом внешних факторов;
4) проектирование и разработка подсистемы.
В качестве исходных данных используются карты, сделанные в программе MapInfo на основе топографических карт.
Была разработана метрика для геопространственного моделирования маршрутов, описаны необходимые для применения алгоритмы, такие как алгоритм А* для поиска по матрице значений и алгоритм Брезенхема необходимый для заполнения матрицы значений по данным из БД. Описан пошаговый алгоритм заполнения матрицы значений, приведены примеры используемых в программе константных значений.
В проекте подсистемы описан функционал, отображенный с помощью UML - диаграмм, а также построена модель с помощью диаграмы IDEF0.
В результате работы была разработана структура базы данных для хранения данных из MapInfo-файлов. Была разработана и реализована метрика представления данных MapInfo-файлов в БД и реализовано дальнейшее использовать полученных данных в программе поиска маршрута. Для нахождения различных маршрутов в программу были введены дополнительные настройки. Было проведено тестирование программы, в результате которого с разными настройками программы были найдены различные маршруты. Проведена апробация программы в результате которой были получены данные, показывающие эффективность подсистемы для предприятий сельскохозяйственного назначения.
