Зиновьев Е.С., Сатишев Р.П., Павленко С.А.
ПРИМЕНЕНИЕ ГИС «ОПЕРАТОР» В КОМПЛЕКСАХ С БПЛА ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ДАННЫХ *
Аннотация:
в работе проведено применения ГИС «Оператор» в комплексах с БпЛА для оперативной обработки и анализа геоинформационных данных.
Ключевые слова:
беспилотный летательный аппарат, ГИС Оператор, геоинформационное обеспечение, информация, Единая картографическая основа
Геоинформационное обеспечение включает сбор, обработку, хранение и доведение до потребителей изображений и описаний местности, геодезических и гидрометеорологических данных в виде графических, текстовых, цифровых и фотодокументов. Объемы и разнообразие таких документов, содержащих информацию о местности, состоянии атмосферы и космического пространства, зависят от масштаба использования военной силы и территории вооруженного конфликта. Цифровая информация о местности используется штабами и личным составом вооруженных сил в автоматизированных системах управления войсками, системах навигации, средствах боевого поражения при наведении на цель и в тренажерах, включая: точные геодезические данные для определения координат целей и навигации, цифровые данные о высотах местности для планирования наземных и воздушных операций, информация о местности для анализа местоположения целей, гравиметрические данные для планирования пуска ракет и расчета траекторий полета, цифровые базы данных для анализа местности в тактическом звене управления, детальная цифровая информация с опорными данными для систем планирования и управления, моделирования боевых действий и обучения, копии цифровых документов на твердой основе (фотодокументов, топографических и специальных карт), метеорологические данные. Все эти сведения должны интегрироваться на базе единой картографической основы. Единая картографическая основа (далее - ЕКО) предназначена для формирования в войсках, штабах, управлениях единого информационного пространства для визуализации информации о местности и текущей обстановке. ЕКО может быть сформирована на основе снимков местности, цифровых топографических карт или их комбинации. Цифровая ЕКО должна включать разномасштабную информацию о местности, соответствовать всем требованиям по точности и составу отображения объектов. ЕКО должна охватывать весь земной шар. В тоже время на экране одновременно можно просматривать довольно ограниченную территорию, или сильно генерализированную информацию. Для удобства использования больших объемов цифровой информации о местности применяется технология тайловых геопокрытий. Для формирования цифровой ЕКО используются обзорно-географические и цифровые топографические карты различных масштабов. Карты каждого масштаба объединяются в единое геопокрытие, а геопокрытия в электронный мультимасштабный атлас. Специальные программные средства обеспечивают заБпЛАговременное либо оперативное формирование файлов для различных уровней отображения ЕКО, При этом используются цифровые карты наиболее подходящего масштаба. Варианты геопокрытий По аналогичной технологии сформированы файловые геопокрытия популярных сервисов Yandex, Google, Open Street Maps и прочие. Для хранения больших объемов данных компании разворачивают мощные сервера, обеспечивающие выдачу данных большому количеству клиентов. Такие сервера принято называть облаком данных. В ГИС «Оператор» встроены средства подключения к удаленным информационным ресурсам в различных облаках данных. Автономное использование геопокрытий при наличии доступа к сети Интернет, ГИС "Оператор" обеспечивает кэширование данных из внешних геопорталов на компьютер пользователя, для ускорения отображения карты при повторных обращениях к одним и тем же участкам местности. Эта возможность может быть использована для заблаговременного сохранения изображений на компьютер пользователя с целью автономного использования сведений из облака данных при отсутствии доступа к сети Интернет. ЕКО ВС РФ На основе обзорно-географических и топографических карт, созданных ВТС ВС РФ в НЦУО ВС РФ сформирована единая картографическая основа для НЦУО РФ. ЕКО представлено мультимасштабным файловым геопокрытием и может быть использована в комплексах БпЛА для обзорного ориентирования на местности, формирования маршрутов перемещения комплексов и маршрутов полетов БпЛА. Граф дорог Для построения маршрутов следования в ГИС "Оператор" встроены средства анализа специальной цифровой карты – граф дорог. Модель граф дорог создается заблаговременно на основе цифровых топографических или навигационных карт. Граф дорог учитывает класс дороги, ширину дорожного покрытия, скорость движения, односторонние участки и запреты (проезд, поворот, разворот и пр.). На основе графа дорог обеспечивается построение маршрутов следования от пункта к пункту или маршрут объезда нескольких пунктов – задача коммивояжёра. Использование ГНСС для маршрутизации В ГИС "Оператор" встроены средства отображения текущего местоположения на основании сведений поступающих от подключенного к компьютеру ГЛОНАСС приемника. Программа получает данные по протоколу NMEA и отображает местоположение на неподвижной карте (движется объект) или на подвижной карте (аналог автомобильного навигатора). Текущее местоположение может быть сохранено в виде путевых точек или треков движения для последующего анализа. Использование ГНСС для оперативной обработки снимков с БпЛА фотоматериалы, поступающие с БпЛА, имеют пространственную привязку, на основе аппаратуры ГНСС, установленной на летательном аппарате. Сведения о координатах центра фотографирования, скорости и курсе используются в ГИС "Оператор" для "грубой" пространственной привязки снимков и формирования так называемого "накидного монтажа". В рамках единого окна карты изображения отдельных снимков с БпЛА накладываются на изображение ЕКО и позволяют оперативно оценивать местности, получать и обрабатывать разведывательные данные. Анализ разновременных данных для анализа изменений местности, путем сравнения архивных данных и оперативно, получаемых с БпЛА в ГИС "Оператор" встроен режим "Шторка растра". Данный режим позволят визуально оценивать изменения местности на двух разновременных снимках. Изображение карты на экране компьютера разбивается на две области, разделенных вертикальной линией. Слева выводится изображение одного снимка, а справа другого. При перемещении манипулятора мышь, можно изменять размеры отображаемой области левого или правого снимков, для того чтобы оценить состояние местности до и после съемки. Умные знаки при выявлении изменений пользователь может оперативно оцифровать выявленные изменения. Для векторизации объектов оперативно-тактической обстановки в ГИС "Оператор" включена библиотека условных знаков, соответствующая КЭУЗ 2012 – цифровой классификатор карты operator.rsc. КЭУЗ 2012 включает более 20 000 условных обозначений. Реализованная в ГИС "Оператор" технология «Умные знаки» позволяет управлять внешним видом объекта при смене значений семантики (атрибутов). За счет этого сокращено количество объектов в классификаторе. Так в ГИС «Интеграция» требуется около 20 000 знаков, а в ГИС «Оператор» – около 2 000. Использование ортофотопланов в ГИС «Оператор» для векторизации объектов может быть использовано изображение "накидного монтажа", или данные из внешнего геопортала. Однако точность таких данных недостаточна для решения расчетных и информационно-аналитических задач. Для этих целей должны применяться ортофотопланы. Существующие фотограмметрические комплексы ФОТОМОД и ФОТОСКАН позволяют оперативно создавать цифровые ортофотопланы и матрицы высот рельефа по снимкам с БпЛА. ГИС "Оператор" интегрирован с этими комплексами в части комплексного использования ортофотопланов и матрицы высот рельефа. Ортофотопланы в формате GeoTIFF открываются в среде ГИС «Оператор» с автоматической привязкой к местности. При этом программа «на лету» перепроецирует ортофотоплан при добавлении внешних геопорталов. При укрупнении масштаба экранного изображения хорошо видна разница в детальности изображений с БпЛА и с космических снимков. Прикладные задачи на основе 3D-изображения комплексная модель (ортофотоплан + матрица высот рельефа) может быть использована для решения расчетных и информационно-аналитических задач. Популярный режим «Построение зон видимости» обеспечивает формирование в указанном пользователем секторе расчет видимости точки местности относительно точки наблюдения и графическое отображение на фоне ортофотоплана невидимых участков. Способность привязывать операционные районы в трехмерном пространстве обеспечивает моделирование с целью учета виртуальной реальности и является необходимым условием для эффективной подготовки огневых средств к выполнению сложных задач. ГИС «Оператор» обеспечивает вариативное построение зон видимости, например для выбора наилучшей позиции огневой точки. Так незначительная корректировка местоположения наблюдателя позволяет получить максимальную зону обзора. Точное цифровое моделирование высот позволяет летать на малых высотах над полем боя, использовать маскирующие и демаскирующие свойства местности в своих интересах и решать инженерные задачи. ГИС «Оператор» обеспечивает оперативную обработку видеофайлов, включая: формирование трека движения БпЛА,просмотр видеоизображения синхронно с отображением местоположения БпЛА на карте, просмотр кадра изображения для точки на треке.Оперативные отчеты для гарантированной победы необходимо достичь над противником так называемого информационного превосходства, что позволяет упредить его в оценке быстро меняющейся обстановки на поле боя, принятии правильного решения и планировании хода боевых действий. Для описания текущей боевой обстановки с применением БпЛА в ГИС «Оператор» встроены режимы оперативного дешифрирования выявленных позиций противники или иных зон интереса и формирования по этим данным отчетных документов. Заключение процесс геоинформационного обеспечения является непрерывным, что обусловлено постоянным изменением погодных условий и местности из-за воздействия на них как человека, так и природных явлений. Кроме того, на объемы и качественные характеристики этого обеспечения влияет развитие техники, а также совершенствование военного искусства. На основании всей полноты цифровой информации о местности должна формироваться библиотека информации министерства обороны. Такая библиотека обеспечивает доступ к военным и невоенным сведениям о местности, атмосфере, мировом океане и ближнем космическом пространстве через многочисленные узлы компьютерной сети, что крайне необходимо для принятия государственных и оборонных решений. Она может использоваться также для учебных целей, ознакомления с обстановкой и ее анализа на основе полученной информации путем моделирования ситуаций.
Номер журнала Вестник науки №12 (69) том 1
Ссылка для цитирования:
Зиновьев Е.С., Сатишев Р.П., Павленко С.А. ПРИМЕНЕНИЕ ГИС «ОПЕРАТОР» В КОМПЛЕКСАХ С БПЛА ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ДАННЫХ // Вестник науки №12 (69) том 1. С. 821 - 829. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/11306 (дата обращения: 17.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+