Моделі, методи та засоби формування динамічних сценаріїв у навігаційних геоінформаційних системах реального часу (стр. 3 )

Узагальнена онтологічна модель бази картографічних даних може бути представлена у наступному вигляді:

(2)

де X – скінченна множина об’єктів, що відображено на карті;

– множини відповідно тематичних, графічних та просторових відношень картографічних об’єктів;

– власні характеристики онтологічної моделі БКД, що включають, наприклад, тип проекції, тип карти, масштаби тощо;

– набори інтегральних характеристик відповідно картографічних прошарків та їх атрибутів;

– інтерпретація, що присвоює конкретні значення характеристикам онтологічної моделі;

– інтерпретація, що приписує концептам онтологічної моделі конкретні значення;

– інтерпретація, що визначає співвідношення між класами об’єктів, що присутні в картографічних прошарках;

А – скінченна множина аксіом та обмежень множини концептів.

Під виразом динамічний сценарій розуміється структуроване представлення, що описує послідовність подій у ситуативному контексті. При цьому об'єкти сценарію зв'язані єдиним відношенням строгого або нестрогого порядку з різною семантикою: «причина-наслідок», «ціль-підціль, «частина-ціле». Кожна послідовність дій у сценах володіє властивістю каузальних ланцюжків: будь-яка попередня дія створює умови для здійснення подальшої дії.

Динамічний сценарій включає наступні компоненти:

–  початкові умови, які мають бути істинними при виклику сценарію;

–  результати або факти, які є істинними, коли сценарій завершується;

–  припущення, які підтримують контекст сценарію. Множина припущень описує умови реалізації сценарію;

–  ролі (дії), які виконують окремі учасники сценарію;

–  сцени, які змінюються з визначеною частотою.

Враховуючи складність і динамічність сценарію навігаційної ситуації, пропонується математична модель його опису як динамічної системи, яка визначається сукупністю множин і відображень:

, (3)

де – індексована множина моментів часу ;

– сукупність вхідних впливів на систему , ;

– сукупність впливів зовнішнього середовища , ;

– сукупність внутрішніх параметрів системи , ;

– множина станів сценарію , ;

– сукупність вихідних впливів системи , ;

– інерційний оператор, для якого значення відгуку на впливи при значенні визначається значеннями кожної функції як при тому самому значенні , так й при інших значеннях цих функцій;

– безінерційний (функціональний) оператор, для якого значення реакції при значенні аргументу визначається значенням функцій тільки при тому самому значенні аргументу .

Вхідними даними для запропонованої моделі є:

, (4)

де – структура наземного, повітряного та космічного простору над сільськогосподарськими ділянками;

– мінімуми ешелонування (поздовжнього, вертикального і бічного);

– кількість РО, в тому числі космічних, повітряних об’єктів, а також сільськогосподарських агрегатів, що знаходяться під керуванням, у технічному, технологічному та процедурному обслуговуванні;

– поточні координати місцезнаходження рухомих об’єктів;

– часові характеристики вхідного потоку об’єктів;

– технічні та технологічні характеристики об’єктів: маршрут, швидкість, мета і час агротехнічної операції тощо.

Сукупність дій зовнішнього середовища задається множиною випадкових факторів, таких як метеорологічні умови, помилки навігаційних систем, затримки РО, висотні особливості місцевості, помилки обслуговуючого персоналу.

Сукупність внутрішніх збурень системи описується множиною величин:

-  операційне середовище функціонування ДСц;

-  формат представлення даних статичних та динамічних об’єктів сцени: векторний, растровий, комбінований;

-  роздільна здатність та колірна палітра зображення динамічного сценарію;

-  кількість відображуваних у сцені символів рухомих об’єктів у реальному масштабі часу;

-  семантичні атрибути символу – ключі і коди для класифікації і розпізнавання рухомих об’єктів;

-  метричні атрибути – описують положення, форму, розміри, орієнтацію символів рухомих об’єктів (метричні відношення включають складність, сусідство, пересіченість тощо, які у сукупності характеризують топологічні зв’язки);

-  масштаби картографічного фону.

Масштаб картографічного фону може суттєво змінюватися у межах конкретного типу карт (космічних, авіаційних, карт руху агрегатів по полю) , який обумовлюється, в першу чергу, типом спостережуваного простору та етапом пересування РО .

Виділено наступні підмножини онтологічних концептів: «Агрохімічний склад ґрунту», «Вимірювання-GPS», «Кордони сільгоспугідь», «Культури», «Типи ґрунтів», «Рух» та ін. Конкретизований опис цих концептів, який демонструє ієрархічну природу взаємозв’язків між ними, а також дав змогу систематизувати, структурувати дані про предметну область та присвоїти їм семантику, відображено у програмному середовищі Protégé.

Третій розділ присвячено технології cтворення крупномасштабних електронних карт місцевості, які є важливою складовою навігаційних геоінформаційних систем. Представлені у векторному або растровому форматі, карти являються незамінною складовою для вирішення задач відображення, якісного і кількісного аналізу різноманітних природних і соціально-економічних явищ.

Рис. 2. Схема моделі взаємодії програмних засобів у процесі обробки даних аерофотозйомки

В роботі проаналізовані програмні продукти для створення тематичних крупномасштабних електронних карт та обґрунтовано вибір вітчизняного пакета прикладних програм Digitals (м. Вінниця, ДНВП «Геосистема).

Для вирішення задачі розробки оптимальної схеми обробки результатів аерофотознімання, пропонується модель взаємодії та, створена на її основі, технологія інтеграції прикладних програм, яка забезпечує побудову крупномасштабних електронних карт, рис. 2.

Формально модель можна описати як множину програмних пакетів Р:

, (5)