Построение геоинформационного модуля построения дорожной сети для сельскохозяйственных территорий

Введение
1 Обзор предметной области 8
1.1 Использование геоинформационных технологий в сельском хозяйстве.... 8
1.2 Основные модели, используемые при описании пространственных объектов 17
1.3 Описание исходных данных 22
1.4 Вывод по главе 1 29
2 Проектирование реляционной базы данных 30
2.1 Инфологическая модель базы данных 30
2.2 Описание сущностей 30
2.3 Описание связей 33
2.4 Даталогическая модель 35
2.5 Выводы по главе 2 44
3 Проектирование геоинформационного модуля 45
3.1 Общие сведения проектируемого модуля 45
3.2 Требование к модулю 45
3.3 Моделирование программного модуля 47
3.3.1 Диаграмма вариантов использования 47
3.3.2 Диаграмма деятельности 48
3.4 Выводы по главе 3 54
Заключение 55
Список использованных источников 56
Приложение А. Плакаты презентации 58
Приложение Б. Отчет «Антиплагиат»
Купить

Сельское хозяйство является одной из важнейших отраслей материального производства. По данным Федеральной службы государственной статистики, в сельской местности проживает 38 миллионов человек. Около 8 миллионов человек постоянно работают в сельскохозяйственном производстве. В отрасли 27 тыс. сельскохозяйственных предприятий и 260 тыс. хозяйств. Огромная площадь полей, большое количество транспортных средств, людей, занятых в сельском хозяйстве, определили необходимость разработки новых методов землеустройства и сельскохозяйственного производства. Одним из наиболее успешных направлений совершенствования эффективности управления сельскохозяйственным производством является использование информационных систем на базе геоинформационных технологий. Именно динамичное развитие аграрного производства требует внедрения высокоэффективной системы земледелия, современных технологий сбора и обработки информации, необходимой для решения многочисленных производственных и управленческих задач с использованием современных технологий, в том числе — географических информационных систем (ГИС).
Общая площадь сельскохозяйственных угодий составляет 455 млн. га или 26,6% общих земельных ресурсов страны, в том числе пашни 128,9 млн, га (7,5% земельных ресурсов). В среднем на одно крестьянское (фермерское) хозяйство приходится 87 гектаров сельскохозяйственных угодий, 59 гектаров пашни. Угодья могут быть раскиданы друг от друга на сотни километров по разным районам, что для Сибири особенно актуально благодаря климатическим условиям. Поэтому фермеры, сельхозники имеют потребность в составлении маршрута от одного своего поля до другого, а также до элеватора, который может находиться за сотни километров от полей, а собранный урожай нужно сразу везти на элеватор. Большие площади, меняющиеся погодные условия, труднопроходимость крупногабаритной техники на участке дороги, низкая детализация дорожной сети, сложность прохождения местности — все эти критерии означают практическую направленность в решении проблемы построения наиболее выгодного маршрута для фермера [1].
Недостаток дорог в сельском хозяйстве, их плохое качество приводят к нарушению связей между хозяйствующими субъектами. Около 80% протяженности сельских дорог межмуниципального значения не соответствуют нормативным требованиям по транспортно-эксплуатационному состоянию, что приводит к повышению себестоимости перевозок. Более половины дорог местного значения не имеют твердого покрытия.
Качество и состав дорожных сооружений определяются категорией дороги. Сельскохозяйственные дороги — это дороги, расположенные в сельской местности, по которым перевозят в основном сельскохозяйственные грузы. Эти дороги относятся, как правило, к IV и V категориям.
В области транспорта ГИС давно уже показали свою эффективность благодаря возможности построения оптимальных маршрутов, как для отдельных перевозок, так и для целых транспортных систем, в масштабе отдельного города или целой страны. При этом возможность использования наиболее актуальной информации о состоянии дорожной сети и пропускной способности позволяет строить действительно оптимальные маршруты.
Отсутствие достоверной информации о состоянии полей не позволяет принимать верные решения, поэтому целесообразно использовать ГИС, которые содержат многослойные карты сельскохозяйственных земель и базу данных (БД). В ней содержится подробная информация о свойствах и характеристиках почв, истории обработки полей, сведения о дистанционном зондировании, записи об использовании техники для обработки полей и др.
Использование ГИС позволяет руководителям отрасли разрабатывать эффективные планы управления, прогнозировать и минимизировать трудовые затраты на производство сельхоз продукции, снизить потребление электроэнергии и повысить прибыль. А так же правильное использование дорожной сети в поле, учитывая транспортную доступность техники, позволит снизить стоимость работ.
Каждая деревня, районный центр, сёла имеют дорожную сеть, мосты, по которым ежедневно проезжают автомобили, машины экстренной помощи, специализированная техника для обработки полей, сбора урожая. Данные о дорожной сети города есть в открытых источниках, а данных для небольшого села нет, поэтому необходимо создать возможность для руководителей сельхозпредприятий самим создавать ГИС объекты, для этого проектируется геоинфрмационный модуль.
Такой модуль должен иметь картографическую базу данных, с учётом внешних факторов, таких как погодные условия, привязанность дорожной сети к технике, её проходимость определённого типа.
Развитие аграрных технологий предусматривает создание карт, причём автоматизацию процессов создания и использования карт необходимо осуществлять на основе картографической базы данных. Картографическая база данных должна обеспечивать автоматизацию технологических процессов создания карты и информационных, обеспечивающих запросно-ответный режим работы. Для этого база данных должна иметь соответствующую информацию, формирующуюся из традиционных и цифровых источников.
Все развитые страны ведут работы по обновлению национальных цифровых карт разного масштаба. Но созданные методики и продукты не позволяют использовать картографическую базу данных для общегеографических карт различного масштаба. А в сельском хозяйстве, особенно в небольших поселениях картографических данных о местности, состоянии полей и дорожной сети практически нет, если и есть на бумажных носителях, данные могли давно устареть. Поэтому проектирование геоинформационного модуля построения дорожной сети необходимо для грамотного формирования сельскохозяйственных работ, который позволит в запросно-ответном режиме скорректировать производственный план.
В маленьких хозяйствах низкая детализация дорожной сети объектов на цифровых картах, а каждая местность богата природными условиями, как благоприятными, так и неблагоприятными. Создание карты с дорогами с указанием климатических условий, проходимостью техники крайне необходимо для маленьких хозяйств. Составление оптимального маршрута, понятие возможности проезда в том или ином участке дороги поможет сельхозникам, директорам сёл планировать работу хозяйства.
Цель исследования: Представление ГИС объектов в векторном виде, привязка/наложения слоя объектов на спутниковые снимки/топологические карты
Задачи исследования:
- Обзор предметной области.
- Проектирование структуры БД для хранения дорожной сети с учётом внешних факторов (погодные условия, привязка к технике, проходимости
определенного типа техники).
- Проектирование модуля редактора дорожной сети (наносить ГИС объекты на карте местности с указанием ширины полосы, максимальной грузоподъёмности, высоты до моста).
Практическое значение исследования. Методика формирования базы данных по объектам дорожной сети будет спроектирована на примере геоинформационного модуля построения дорожной сети сельскохозяйственных территорий на примере Алтайского края.
Купить