Введение к работе
Актуальность работы. Геоинформационные системы (ГИС), то есть системы сбора, управления, анализа и отображения пространственно распределенной информации, находят в последнее время все большее применение в различных сферах человеческой деятельности. Наиболее яркие примеры использования III С информационно-справочные, кадастровые системы, системы поддержки принятия решений и моделирования природных и техногенных процессов. Однако, недостаточно высокая пропускная способность информационных каналов, низкие объемы носителей данных, технологическая сложность отдельных этапов обработки информации в ГИС являются сдерживающими факторами в их развитии. Для более широкого внедрения ГИС необходимо разработать новые эффективные методы представления картографической информации.
Целью работы является разработка новых моделей представления данных в ГИС, а именно методов и алгоритмов, позволяющих:
-
Улучшить качество карт, их точность и информативность;
-
Повысить "интеллектуальность" ГИС, упростить наиболее сложные технологические процедуры;
-
Увеличить объем картографической информации, которой может оперировать ГИС.
Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи:
-
Исследование и разработка способов получения и алгоритмов предварительной обработки растровых картографических изображений, направленных на эффективное получение такого преобразования исходного изображения, которое было бы оптимально с точки зрения последующего его распознавания;
-
Исследование и разработка моделей и алгоритмов векторизации растровых картографических изображений, обладающих высоким уровнем автоматизации и обеспечивающих высокое качество векторных карт;
-
Анализ и разработка моделей представления картографической информации в ГИС, обеспечивающих наилучшие характеристики по критериям занимаемого пространства и времени доступа.
Методы исследования в диссертации основаны на использовании теории обработки изображений, теории распознавания образов и теории сжатии данных.
Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов состоит в следующем:
-
Разработан ряд алгоритмов предварительной обработки растровых картографических изображений, улучшающих корректность выделения объектов при высокой адекватности их размеров и форм. Среди них: алгоритм сглаживания, использующий значение градиента функции интенсивности изображения в качестве параметра процесса регуляризации этой функции, алгоритмы цветовой фильтрации, основанные на анализе амплитудной и частотной составляющих функции интенсивности изображения.
-
Разработаны алгоритмы анализа, распознавания и векторизации растровых картографических изображений, работающие в рамках модели, которая использует в качестве своей базовой сгрукгуры наиболее абстрактное понятие: объект изображения.
-
Определен необходимый и достаточный набор разделяющих признаков, необходимых для классификации картографических объектов изображения.
-
Разработан аппарат компрессии данных, состоящий из набора базовых методик и алгоритмов их применения, позволяющий конструировать конкретные компрессоры для картографической информации.
-
Разработан алгоритм эффективного сжатия картографической информации, использующий знания о вероятностном распределении атрибутной информации и знания о структуре пространственных данных ГИС.
Практическую ценность работы представляют:
-
Алгоритм и программа предварительной обработки растровых картографических изображений;
-
Алгоритм и программа векгоргпацин растровых картографических изображений;
-
Алгоритм и программа компрессии (декомпрессии) атрибутной и пространственной информации ГИГ.
Реализация результатов работы. Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы использованы в
хоздоговорных и госбюджетных работах, проводимых на кафедре ЭИнК ТРТУ: НИР х/д 12542, НИР г/б 44251, НИР г/б 15550.
Разработанные алгоритм и программа векторизации картоірафпческих изображений внедрены в НКБ ВС (г. Таганрог), что подтверждается соответствующим актом.
Апробация основных теоретических и практических результатов
работы проводилась: на научных семинарах кафедры "ЭИиК (ТРТУ,
г. Таганрог, 1995-1997гг.); на второй всероссийской научной
студенческой конференции "Техническая кибернетика,
радиоэлектроника и системы управления" (ТРТУ, г.Таганрог, 1994г.); на 41-й НТК профессорско-преподавательского состава (ТРТУ, г.Таганрог, 1994г.); на всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности" (г.Таганрог, 1997г.); на научном совете НКБ ВС (г.Таганрог, 1996г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах.
Структура и обьем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из вводной главы, трех основных глав, практической главы, выводов, списка литературы из 53 наименований н приложений. Работа содержит 212 страниц, включая 33 рисунка, 12 таблиц, 53 страницы приложений.
