Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Применение ГИС ВН в автоматизации деятельность МО РФ

cool_lady 1275 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 51 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 25.02.2021
В настоящее время в Вооруженных силах РФ активно используются средства поддержки принятия решения на основе применения геоинформационных систем военного назначения (ГИС ВН). Ценность ГИС и её отличие от других технологий заключается в том, что она позволяет быстро преобразовать информацию в продуманное действие, сразу увидеть на карте то, что в противном случае могло бы быть далеко не сразу видно или понятно в многостраничном отчете, сложной электронное таблице, на графиках и диаграммах. Это стратегическое преимущество определяет постоянное расширение числа пользователей данной технологии и быстрый рост рынка ГИС во всем мире. Актуальность работы обусловлена тем, что в настоящее время в Вооруженных силах РФ активно используются средства поддержки принятия решения на основе применения геоинформационных систем военного назначения (ГИС ВН), как при разработке новых образцов вооружения, военной техники и средств обучения (тренажерных средств). Различные пользователи ГИС ВН должны иметь возможность относить любые объекты на электронной карте к различным классам одновременно и строить многоуровневые слои объектов (классификационные системы с различными основаниями) для каждого применения или конкретного исследования. Поэтому цель данной ВКР описать методику работы РМИ на примере ОКР «Колесница», в создании которого было принято участие.
Введение

Информатизация и развитие компьютерных технологий охватили все сферы жизни современного человека. В области современных технологий ведущую роль играют технологии, основанные на достижениях информатики, как комплекса наук и методов обработки, хранения, передачи информации. Не исключением является область обработки географической информации. Современная география и наука о Земле в основном полагается на цифровые пространственные данные, полученные с помощью технологий дистанционного зондирования, обработанные и визуализированные с помощью специальных географических информационных систем (ГИС). Потребность понимать местность всегда была существенной для командиров различных уровней управления. Исторически любые решения на операцию, бой, как на стратегическом, так и на тактическом уровнях, поддерживались с использованием бумажных топографических (географических) карт местности. Однако сегодня ситуация существенным образом изменилась. Бурное развитие информационных технологий и их активное использование в войсках вызывает необходимость подготовки специальных программных средств по автоматизированному поиску и обработке оперативной информации для нанесения на цифровые карты. Цифровое поле боя, или электронное поле боя, — новый термин, который появился в последнее время, охватывает цифровую картографическую информацию непосредственно по полю боя и средства ее эксплуатации в виде самой геоинформационной системы (ГИС), которая должна быть установлена на автоматизированное рабочее место должностного лица. Электронное поле боя — это серьезный шаг в части применения ГИС. Как показывает опыт ведения боевых действий, речь идет не о полной замене бумажных карт цифровыми, а об их рациональном совместном использовании.
Содержание

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА 1 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 8 ВВЕДЕНИЕ 9 1. РОЛЬ И МЕСТО ГИС ВН В АВТОМАТИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МО РФ 11 1.1 Значение геоинформационных систем 11 1.2 История развития ГИС 14 1.3 ГИС для решения задач военного назначения 20 1.4 Понятие ГИС ВН 24 1.5 Роль ГИС ВН в автоматизации деятельности МО РФ 32 2. ПРИМЕНЕНИЕ ГИС ВН В ТРЕНАЖЁРНЫХ СРЕДСТВАХ ОБУЧЕНИЯ 35 2.1 Понятие тренажерных средств обучения 35 2.2 Применение ГИС ВН 39 3. ПО, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ РАБОТУ ГИС ВН В РАМКАХ ОКР «КОЛЕСНИЦА» 41 3.1 Описание тренажера инженерной системы дистанционного минирования 41 3.2 Применение ГИС ВН в ОКР «Колесница» 45 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 55
Список литературы

1) Присяжнюк С.П., Филатов В.Н., Федоненков С.П.б Геоинформационные системы военного назначения: Учебник. – С.Пб.: БГТУ, 2009. 210 с. 2) Мартыненко А.И. Картографическое моделирование и геоинформационные системы. — М.: Геодезия и картография, № 9, 1994 г. 3) Мартыненко А.И., Бугаевский Ю.Л., Шибалов С.Н. Основы ГИС: теория и практика. — М., 1995, 232 с. 4) Халугин Е.И., Жалковский Е.А., Жданов Н.Д. Цифровые карты. Под ред. Е.И.Халугина. — М.: Недра, 1992, 419 с. 5) Геоинформационное картографирование. Пространственные данные. Цифровые и электронные карты. Общие требования. ГОСТ Р 50828- 95. — М.: Госстандарт, 1995 г. 6) Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание. ГОСТ Р 51353-99. — М.: Госстандарт, 1999 г. 7) Цифровая картография. Термины и определения. ГОСТ 28.441- 99. — М.: Госстандарт, 1999 г. 8) Геоинформационные системы. Обзорная информация. — М.: ЦНИИГАиК -1992. -52 с. 9) Утекалко В. К. Геоинформационные системы военного назначения учеб. пособие/ Г 45 В. К. Утекалко и; под редакцией. Г. П. Кобелева. – Минск: ВА РБ, 2009. – 244 с. 10) Н.А. Кащенко, Е.В. Попов, А.В. Чечин , Геоинформационные системы, Нижний Новгород, 2012 г. 11) Геоинформационные системы военного назначения (теория и практика применения): сборник тезисов докладов Республиканской научно-методической конференции 24 апреля 2014 года / Под общ. ред. В. А. Радевич – Минск : БГУ, 2014. – 65 с. 12) Геоинформационные системы военного назначения: теория и практика применения [Электронный ресурс] : тез. докл. VI Респ. науч.-практ. конф., Минск, 19 апр. 2019 г. / Белорус. гос. ун-т ; редкол.: А. М. Бахарь (отв. ред.) [и др.] ; под общ.ред. О. В. Руденкова. – Минск : БГУ, 2019 г.
Отрывок из работы

1. РОЛЬ И МЕСТО ГИС ВН В АВТОМАТИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МО РФ 1.1 Значение геоинформационных систем Геоинформационные системы (ГИС), являясь классом информационных систем, имеют свои особенности. Они построены с учетом закономерностей геоинформатики и методов, применяемых в этой науке. ГИС как интегрированные информационные системы предназначены для решения различных задач науки и производства на основе использования пространственно-локализованных данных об объектах и явлениях природы и общества. Геоинформационные технологии в свою очередь можно определить как совокупность программно-технологических средств получения новых видов информации об окружающем мире. Геоинформационные технологии предназначены для повышения эффективности: процессов управления, хранения и представления информации, обработки и поддержки принятия решений. По своей сути ГИС относятся к классу автоматизированных информационных систем. Автоматизированной информационной системой (АИС) является организационно-техническая система, использующая автоматизированные информационные технологии в целях обучения, информационно-аналитического обеспечения научно-инженерных работ и процессов управления. С другой стороны, ГИС является интегрированной информационной системой. Интегрированные системы построены на принципах интеграции технологий различных систем. Они зачастую применяются настолько в разных областях, что их название не всегда определяет все их возможности и функции. По этой причине не следует связывать ГИС с решением задач только геодезии или географии. «Гео» в названии геоинформационных систем и технологий определяет объект исследований, а не предметную область использования этих систем. Геоинформационная система (ГИС) — система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информации о необходимых объектах. Понятие геоинформационной системы также используется в более узком смысле — как инструмента (программного продукта), позволяющего пользователям искать, анализировать и редактировать как цифровую карту местности, так и дополнительную информацию об объектах. Геоинформационная система может включать в свой состав пространственные базы данных (в том числе под управлением универсальных СУБД), редакторы растровой и векторной графики, различные средства пространственного анализа данных. Известно, что почти вся имеющаяся в нашем распоряжении информация так или иначе привязана к определенному местоположению. Поэтому технология ГИС и лежащий в ее основе географический подход являются ключевым инструментом для определения того, что собой представляют имеющиеся в вашем распоряжении данные, позволяют глубже проникнуть в их суть, понять их ценность и извлечь из них максимум пользы. Визуализируя данные в виде умных карт, вы получаете лучшее и более полное представление о своих активах и рабочих процессах, о вашем окружении, об особенностях территории и расположенных на ней объектах. География играет важную роль практически во всех решениях, принимаемых сегодня в мире. ГИС объединяет аппаратные средства, программное обеспечение и данные для сбора, управления, анализа и отображения всех видов информации с географической привязкой (геоданными). Это позволяет нам критически и в комплексе рассматривать, интерпретировать и понимать данные посредством выявленных взаимосвязей, тенденций и типичных примеров, создавать модели для описания реального мира. ГИС базируется на современных научных достижениях и объединяет множество типов данных. Она использует пространственное расположение для организации информации в слои географических визуализаций, таких как карты. Благодаря этой уникальной возможности ГИС позволяет глубже понять свойства и взаимодействия, получить полноценную ситуационную осведомленность, помогая пользователям принимать более взвешенные решения. Ценность ГИС и её отличие от других технологий заключается в том, что она позволяет быстро преобразовать информацию в продуманное действие, сразу увидеть на карте то, что в противном случае могло бы быть далеко не сразу видно или понятно в многостраничном отчете, сложной электронное таблице, на графиках и диаграммах. Это стратегическое преимущество определяет постоянное расширение числа пользователей данной технологии и быстрый рост рынка ГИС во всем мире. ? 1.2 История развития ГИС 1. Пионерный период Конец 50-х – начало 70-х годов прошлого столетия. В этот период в сфере информационных технологий выполняются работы по изучению новых возможностей картографии с использованием электронной вычислительной техники. Данный период характеризуется развитием картографии в связи с бурным развитием компьютерных технологий: создание и использование электронных вычислительных машин в 50-х гг, принтеров, крупных графических дисплеев, анализаторов поверхности и других периферийных устройств. Важные значения имели научные и теоретические работы в области географии и картографии и по оценке пространственных взаимосвязей между геообъектами, а также изучение количественных методов в географии в странах - США, Канаде, Англии, Швеции (работы У. Гаррисона (William Garrison), Т. Хагерстранда (Torsten Hagerstrand), Г. Маккарти (Harold McCarty), Я. Макхарга (Ian McHarg). Прорывом в области создания геоинформационных систем и началом развития геоинформатики является разработка и создание Географической Информационной Системы Канады (Canada Geographic Information System, CGIS). История которой начинается с 60 годов прошлого века и по сей день эта крупномасштабная геоинформационная система развивается и поддерживается. Ведущим разработчиком ГИС Канады, или как называют его на родине «Отцом» ГИС считается Роджер Томлинсон (Roger Tomlinson), идеи и концептуальные и технологические разработки которого были успешно реализованы в ГИС. ГИС Канады предназначалась: – в первую очередь, для изучения и анализа большого количества данных, которые имелись в Канадской службой земельного учет (Canada Land Inventory); – во вторую очередь, для получения статистических данных о земле в целях дальнейшего применения этих данных при разработке планов землеустройства больших земельных площадей, предназначенных в основном для сельского и лесного хозяйства. Для решения данных задач перед разработчиками ГИС требовалось создать классификацию земельных территорий, которые культивируются сельскохозяйственной, рекреационной, экологической, лесохозяйственной отрасли, и отобразить использования этих земель, с учетом их принадлежности к пользователям и владельцам. На данном этапе от разработчиков требовалось найти решение ввода в систему исходных картографических и тематических геоданных. В связи с этим требовалось разработать и исследовать совершенно новую технологию, которая бы позволяла пользователям работать с большими массивами картографических и пользовательских данных. При этом пользователи должны были иметь возможность управлять данными и проводить расчеты. Работа с широкоформатными планами (земельными и гидрографическими) проводилась с использованием, специально спроектированным и созданным сканирующим прибором (устройством). Разработчиками было принято совершенно новое решение о разделении картографической информации на тематические слои, с записью информации в «таблицах атрибутивных данных». Данная концепция заложила основы разделения геоинформации о местоположении объектов и информации об этих объектах, с созданием логически связанной файловой системой. Канадские ученые разработали функции и алгоритмы оверлейных операций с полигонами, расчет площадей и других показателей необходимых при работе с картографической информацией. Гарвардская лаборатория компьютерной графики и пространственного анализа (Harvard Laboratory for Computer Graphics & Spatial Analysis) Массачусетского технологического института с 60 годов, также занималась исследованиями в области ГИС и имела большие концептуальные и практические наработки в области развития геоинформационных технологий, что позволило их использовать до 80-х годов прошлого столетия. Программные продукты ГИС Гарвардской лаборатории получили широкое распространение в мире и помогли заложить платформу для развития различных ГИС приложений. В этот период в лаборатории Дана Томлин (Dana Tomlin) разработала основы картографической алгебры, параллельно разработала и обосновала возможность применения программных средств Map Analysis Package – MAP, PMAP, aMAP. Созданный учеными и исследователями Гарвардской лаборатории OSU-MAP является свободно распространяемым программным продуктом ГИС. Упорство и большие результаты в исследовании ГИС позволили Гарвардской лаборатории быть лидером области информационной картографирования и предложенные ими картографические модели данных, картографический метод исследований, картографические способы работы с картографической и пользовательской информации находят применения и в настоящее время при разработка современных ГИС. 2. Период государственных инициатив Характерен для периода с 70-х годов по начало 80-х годов. Данный период характеризуется созданием и развитием крупных геоинформационных проектов под покровительством государства, что соответствует названию периода. Увеличивается количество государственных институтов в области геоинформационных технологий, при снижении роли и заслуг отдельных исследователей и небольших групп. В США, в научных кругах того времени, активно обсуждались вопросы применения ГИС при обработке и представления данных Национальных переписей населения (U.S. Census Data). Была поставлена задача перед специалистами о разработки методики, позволяющей вести географическую «привязку» данных переписи. Главной концептуальной проблемой была задача перевода адресов проживания граждан, указанных в их анкетах, в географические координаты, для последующего формирования электронной карты страны с учетом данных переписи населения В связи с этим перед Национальным бюро переписи США (U.S. Census Bureau) ставиться вопрос о разработке совершенно нового подхода к переписи населения, с учетом географического проживания граждан страны. Результатом работы является перепись населения США в 1970 г, которая была проведена с учетом применения геоинформационной системы. Для этого специалисты разработали специальный формат представления картографических данных DIME (Dual Independent Map Encoding), который включил прямоугольные координаты перекрёстков, разбивающих улицы на отдельные области картографических полей. Алгоритмы обработки и представления картографических данных были взяты с ГИС Канады и Гарвардской лаборатории и представлены в виде программного продукта POLYVRT, позволяющий провести перевод (конвертирование) адресов граждан в координаты, представленным графическим сегментом улицы. Разработка и апробация результатов при государственной поддержки и обновление DIME-файлов позволило увеличить рост исследовательских работ в области использования ГИС, которые основывалась на базах данных уличных сетей. По мимо применения ГИС в землепользовании и переписи населения исследуются вопросы работы систем навигации с картографической поддержкой при управлении городском транспортом и в других целях, где необходима точна привязка объекта к картографическим данным. Использование ГИС при переписи населения в США позволили создать атласы нескольких крупных городов США и упрощенных электронных карт для торговых и транспортных компаний. 3. Пользовательский (коммерческий) период Начиная с 1981 года и по настоящее время. Для этого периода характерно массовая коммерческая эксплуатация программных продуктов и приложений ГИС. Использование ГИС и баз данных с учетом применения сетевых технологий, систем навигации позволило выпустить на пользовательский рынок большое количество программных продуктов ГИС поддерживающих индивидуальную работу с картографическими данными на ПЭВМ и при применении в государственных и коммерческих организациях. Бурное развитее средств вычисления и персональных ЭВМ сделало доступными программные и аппаратные средства, сетевые информационные ресурсы широкому кругу специалистов-прикладников. Ярким примером, является разработка программного продукта ГИС ARC/INFO исследовательского института экологических систем (Environmental Systems Research Institute, ESRI Inc). В программе ARC/INFO были применены правила раздельного представления геометрической (картографической) и атрибутивной информации, при этом хранение и работа с атрибутивной информацией осуществлялась в виде таблиц (INFO), а для хранения и работы с графическими объектами в виде дуг (ARC). Разработчикам ARC/INFO удалось создать первый программный продукт с ГИС, который эффективно применяется на ПЭВМ и доступен для разных технических платформ и операционных систем. Еще одним примером отличной коммерческой реализации в области производства аппаратно-программных средств для ГИС стал и до сих пор является Intergraph Corp. Успехи фирмы в области применения ГИС были связаны были связаны с реализацией в интересах вооруженных сил США систем управления ракетами в реальном времени. Заслугой фирмы Intergraph Corp. Является также создание системы интерактивного картографирования для управления территориями. В настоящее время период пользовательского (коммерческого) развития ГИС очень активно продолжается. Общемировой объем продаж в области ГИС оценивается более 9 млрд долларов США в год. ГИС-технологии являются незаменимыми инструментами проводимых исследований в области в различных областях деятельности человека. За уникальную способность ГИС работать с данными о географической поверхности даже стали использоваться при изучении космического пространства. ? 1.3 ГИС для решения задач военного назначения Развитие современной армии, как и развитие современного общества в целом, базируется на внедрении и развитии информационных технологий. Важнейшей составной частью большинства из них являются средства обработки цифровой информации о местности в сочетании с многообразными данными о противнике. Геоинформационные системы в современной армии используются для управления войсками и оружием, поддержки принятия решения командованием, планирования боевых действий войск и видов боевого обеспечения. Впервые научно-исследовательские и экспериментальные работы по преобразованию традиционных карт в цифровую форму были поставлены в Канаде США, СССР и в других странах. Значительный импульс в становлении и развитии теории и практики цифровой картографической геоинформатики явилось интенсивное подключение Министерств обороны ряда стран к решению проблемы преобразования в цифровую форму традиционных топографических карт. Получаемая цифровая картографическая информация использовалась для картографического обеспечения беспилотных летательных аппаратов – стратегических крылатых ракет наземного, воздушного и морского базирования с обычными и ядерными зарядами. В середине прошлого века годов были широко развернуты работы по созданию цифровых карт для испытания крылатых ракет. Были проведены летно-конструкторские испытания первых крылатых ракет США с использованием корреляционно-экстремальных систем наведения на цели, удаленные на 2000-2500 км. Восемнадцать из двадцати четырех ракет достигли цели с заданной точностью. Система наведения на цель обеспечила их полную неуязвимость средствами обнаружения и уничтожения ПВО в связи с полетом ракет на небольших высотах (30-100 м) от земной поверхности. Таким образом, крылатые ракеты становились одним из видов самого грозного оружия внезапного нападения. В качестве базового программного продукта в Вооруженных силах РФ используется ГИС «Оператор» (рисунок 1). ГИС предназначена для создания (нанесения) и редактирования (обновления) условных знаков оперативной обстановки. Рисунок 1 – ГИС «Оператор» Первые поисковые НИР и экспериментальные разработки по созданию цифровых карт и моделей местности были поставлены в НИИ ВТС в лаборатории «Автоматизации картосоставительских и фоторепродукционных процессов». В лаборатории были созданы экспериментальные образцы цифровых карт различных масштабов и назначений. ВТУ ГШ совместно с указанным отделом НИИ ВТС были разработаны "Основные технические предложения по картографическому обеспечению крылатых ракет. Состав информации, необходимой органам управления и штабам в процессе их деятельности, все больше напоминает слоеный пирог, с постоянно увеличивающимся количеством слоев – видов используемых данных. Кроме данных о местности растет поток используемой в процессе управления войсками оперативно-тактической, разведывательной, метео и геофизической информации, которую необходимо анализировать и учитывать при подготовке и проведении операций. Уже сегодня необходимые разновидности данных в требуемых объемах не могут быть приняты, обработаны и интегрированы с использованием существующих технических средств органами военного управления при принятии оперативных решений на проведение операций и применение оружия. Объемы этой информации огромны. Для ее передачи и обработки требуются высокоскоростные каналы передачи данных, средства хранения данных в практически неограниченных объемах, компьютеры с производительностью от десятков миллионов до сотен миллиардов операций/сек, средства обработки и отображения графической информации, в том числе в трехмерном представлении. Эта информация добывается с использованием, в первую очередь, космических средств, но также обработкой оперативной информации и большого количества открытой информации, в том числе и в средствах массовой информации. Очевидно, что противоречия, возникшие между возросшими потоками информации и имеющимися возможностями по их обработке и использованию, обуславливают необходимость разработки новых средств. И такие средства созданы и активно используются в военном деле. Среди них особый интерес представляют, так называемые геоинформационные системы военного назначения (ГИС ВН), которые являются неотъемлемой частью современных автоматизированных систем управления войсками и оружием. Основу всей, используемой в ГИС ВН информации, составляет цифровая информация о местности (ЦИМ). ЦИМ используется для координатной привязки различных видов информации, необходимой при планировании операций и применения различных видов оружия. К этой информации следует отнести разведывательные данные, получаемые средствами космической, воздушной, наземной и агентурной разведок, метеорологическую информацию, получаемую средствами геофизического обеспечения, специализированную информацию о фоно-целевой обстановке для высокоточного оружия, а также необходимые данные о своих войсках. При этом для решения различных задач управления войсками и оружием требуются различные виды ЦИМ. В органах управления войсками ЦИМ используется для координатно-временной привязки различных видов информации, необходимой при планировании операций или применения различных видов оружия и включающих обработанные разведывательные данные, получаемые техническими средствами космической, воздушной, наземной и агентурной разведок, метеорологическую информацию, получаемую средствами геофизического обеспечения, специализированную информацию о фоно-целевой обстановке для высокоточного оружия, а также необходимые данные о своих войсках и тыле. При этом основные документы по организации управления войсками уже отрабатываются в штабах, оснащенных компонентами АСУ, на электронных картах различного масштаба, на соответствующих рабочих местах, оборудованных ГИС ВН. 1.4 Понятие ГИС ВН ГИС ВН – функционально-ориентированная ГИС, предназначенная для решения задач военного назначения. ГИС ВН предназначены для применения в автоматизированных системах управления войсками и оружием, поддержки принятия решения командованием, планирования боевых действий войск и видов боевого обеспечения. ГИС ВН предназначены для: – сбора, накопления и визуализации цифровой информации о местности (ЦИМ), а также привязки и использования совместно с ЦИМ различной тематической пользовательской информации – создания и издания топографических и специальных карт – разработки и выполнения ГИС-приложений, решающих широкий круг задач от анализа и оценки местности до моделирования действий войск на различных уровнях: от подразделения до Вооруженных Сил в целом, использования их в автоматизированных системах управления войсками и оружием
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Автоматизация технологических процессов, 49 страниц
1225 руб.
Дипломная работа, Автоматизация технологических процессов, 62 страницы
1550 руб.
Дипломная работа, Автоматизация технологических процессов, 37 страниц
925 руб.
Дипломная работа, Автоматизация технологических процессов, 50 страниц
1250 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg