Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Исследование технологии визуального моделирования в геоинформатике

Диссертация: Исследование технологии визуального моделирования в геоинформатике
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Визуальные модели широко используются в существующих технологиях управления проектированием систем, сложность, масштабы и функциональность которых постоянно возрастают. Визуальные модели позволяют наладить плодотворное взаимодействие между заказчиками, пользователями и командой разработчиков. Они обеспечивают ясность представления выбранных архитектурных решений и позволяют понять разрабатываемую… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Визуальное моделирование
    • 1. 1. Предпосылки возникновения визуального моделирования
    • 1. 2. Основы визуального моделирования
    • 1. 3. Визуальное моделирование в геоинформатике 17 1.3.1 Визуальное геоинформационное моделирование
      • 1. 3. 2. Технологии геоинформационного моделирования
      • 1. 3. 3. Концептуальные основы моделирования в ГИС
      • 1. 3. 4. Характеристики и основные виды моделей пространственных объектов
      • 1. 3. 5. Методы моделирования Пространственных объектов
    • 1. 4. Основы представления графических данных
      • 1. 4. 1. Растровая графика
      • 1. 4. 2. Векторная графика
      • 1. 4. 3. Фрактальная графика
    • 1. 5. 3D Моделирование
      • 1. 5. 1. Системы моделирования
      • 1. 5. 2. Общие принципы создания 3D объектов
    • 1. 6. Анимация
  • 2. Визуальное программирование и объектно-ориентированный подход
    • 2. 1. Объектно-ориентированное программирование как основа визуального программирования
      • 2. 1. 1. Основные понятия объектно-ориентированного программирования
      • 2. 1. 2. Преимущества объектно-ориентированных систем
    • 2. 2. Методы и языки визуального программирования
  • 3. Построение и визуализация цифровых моделей
    • 3. 1. ГИС как система цифрового моделирования
      • 3. 1. 1. Развитие и определение ГИС как автоматизированной информационной системы
      • 3. 1. 2. Основные характеристики ГИС
      • 3. 1. 3. Многофункциональность ГИС
    • 3. 2. Интеграция ГИС с другими автоматизированными системами 82 3.2.1. ГИС и автоматизированные системы научных исследований
      • 3. 2. 2. ГИС и системы автоматизированного проектирования
      • 3. 2. 3. ГИС и автоматизированные справочно-информационные системы
      • 3. 2. 4. ГИС и экспертные системы
    • 3. 3. Цифровое моделирование
      • 3. 3. 1. Понятия цифровой карты и цифровой модели
      • 3. 3. 2. Цифровые модели местности
      • 3. 3. 3. Характеристики и свойства цифровых моделей
      • 3. 3. 4. Особенности построения ЦМР
    • 3. 4. Визуальная обработка информации и визуализация цифровых моделей в ГИС
  • 4. Применение геоинформационного визуального моделирования для решения практических задач 116 4.1. Анализ визуального моделирования в геоинформатике
    • 4. 2. Применение ГИС на железнодорожном транспорте
    • 4. 3. Логистический подход к постановке задачи
    • 4. 4. Анализ и решение поставленной задачи
      • 4. 4. 1. Построение математической модели графика движения железнодорожных поездов
      • 4. 4. 2. Оптимизация графика движения железнодорожных поездов при возникновении внештатной ситуации
  • Заключение
  • Список литературы

Приложение 1. График движения поездов по расписанию на заданном участке в указанном промежутке времени 154

Приложение 2. График движения поездов на заданном участке в текущий момент времени 155

Приложение 3. Оптимизационный график движения поездов на заданном участке в текущий момент времени 156

Приложение 4. Таблица оптимального времени простоя поезда на раздельных пунктах

Исследование технологии визуального моделирования в геоинформатике (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Применение компьютерной техники в современной жизни стало незаменимым. Огромное количество отраслей используют вычислительные машины для ускорения решения задач. До недавнего времени вся компьютерная техника была лишь вспомогательным устройством для человека. Компьютер проводил различные вычисления, а основная работа лежала всё равно на человеке. Перед человечеством же стояли задачи масштабных строительств, проектов на будущее, испытаний, которых компьютер решить не мог. С появлением мощных графических станций, а так же компьютеров, способных решать не только математические задачи, но и визуализировать сложнейшие технологические процессы на экране, начинается новая эра в компьютерной промышленности.

Достаточно долгое время немаловажную роль в информационных технологиях и системах играла дискретная алфавитно-цифровая информация. Основной причиной тому была малая мощность вычислительных систем с одной стороны. С другой стороны алфавитно-цифровая информация требовала меньшей памяти для хранения. Кроме того, долгое время при обработке информации использовались файлы небольшого объема. Поэтому обработка файлов, содержащих малые информационные объемы, была на порядки оперативней. В процессе эволюции вычислительных систем появилась возможность обрабатывать файлы большего объема, которые могли содержать изображения, а также объединять алфавитно-цифровую информацию и графические объекты в статистическом и динамическом режимах.

Информатизация общества привела к возрастанию информационной нагрузки и необходимости находить новые научные и технологические решения для обработки и анализа информации. Одним из решений этой проблемы является визуальное моделирование.

Визуальные модели широко используются в существующих технологиях управления проектированием систем, сложность, масштабы и функциональность которых постоянно возрастают. Визуальные модели позволяют наладить плодотворное взаимодействие между заказчиками, пользователями и командой разработчиков. Они обеспечивают ясность представления выбранных архитектурных решений и позволяют понять разрабатываемую систему во всей ее полноте. Сложность разрабатываемых систем продолжает увеличиваться, и поэтому возрастает актуальностьО использования визуальных методов моделирования.

Несмотря на то, что визуальные модели широко используются в разных сферах и особенно в геоинформатике, они используются в основном на уровне технологий.

В настоящее время не выполнено научное обобщение этих методов, не дана классификация подходов, не дано научное обоснование применения визуального моделирования. Это обуславливает актуальность диссертационных исследований.

В диссертации исследованы и обобщены методы визуального моделирования в геоинформатике, а также проведена их классификация. Разработана технологическая модель визуального моделирования в геоинформатике. Разработана математическая модель оптимизации скорости движения железнодорожных транспортных средств, которая служит основой дальнейшего визуального моделирования.

На основе проведенных исследований решена задача оптимизации графиков движения железнодорожного транспорта. Кроме того, эта методика исследована на реальном примере участка «Белогорск — Благовещенск» Забайкальской железной дороги.

Методы, предложенные в данной работе, могут быть использованы в качестве оперативного и эффективного способа анализа большого объема информации.

Результаты исследования являются новым развитием методов моделирования в геоинформатике, позволяя шире применять методы визуального моделирования в геоинформатике при решении различных задачоптимально сочетать разные методы визуального моделирования для комплексного решения сложных задач геоинформатики.

Теоретические методы, предложенные в данной работе, могут быть использованы в геоинформатике для построения технологий визуального моделирования.

На основе разработанных методов создана методика и алгоритм визуальной модели оптимизации графиков движения железнодорожного транспорта. Кроме того, эта методика исследована на реальном примере участка «Белогорск — Благовещенск» Забайкальской железной дороги.

Программный продукт разработан таким образом, что его применение возможно не только для построения оптимизации графиков движения на участке «Белогорск-Благовещенск», но и на любых других участках железнодорожного пути.

Сделаны выводы, предложения и рекомендации по внедрению полученных результатов в филиал ОАО «Российские железные дороги» Забайкальской железной дороги Свободненского отделения.

Доказано теоретически и подтверждено практически, что данный подход применим в качестве оперативного и эффективного способа анализа большого объема информации.

Заключение

.

В ходе теоретических и практических исследований была решена основная задача диссертации — исследование теоретических принципов и разработка практических методов визуального моделирования в геоинформатике.

Исследование опиралось на основы геоинформатики, теорию оптимизации, а также на научно-методологические принципы геоинформационного и математического моделирования.

В основу практической части диссертации положены методы математического, аналитического и визуального моделирования, и как дополняющие их численные методы и методы оптимизации.

На основе проведенных исследований решен комплекс задач по применению методов аналитического и визуального моделирования для оптимизации движения железнодорожного транспорта.

Проведена классификация, а также исследованы и обобщены методы визуального моделированияразработана технологическая модель визуального моделирования. Проведены теоретические исследования, на основе которых разработана математическая модель графика движения железнодорожных поездов, а также модель оптимизации графика движения железнодорожных поездов при возникновении внештатной ситуации, послужившая основой визуального моделирования.

Методы, предложенные в данной работе, могут быть использованы в качестве оперативного и эффективного способа анализа большого объема информации.

На основе предложенных методов снижается информационная нагрузка на лицо, принимающее решениеповышается безопасность движения за счет оперативных, оптимальных корректировок внештатных ситуаций.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Р., Сасиени М. Основы исследования операций. М.: Мир, 1971.
  2. В., Гис на транспорте. ArcReview № 1(13), 2000 г.
  3. Ф., Гооз Г. Информатика . — М.: Мир, 1976. —486 с.
  4. Н. С. Численные методы. — М.: Наука, 1975.
  5. Н.С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы.— М.: Наука, 1987.
  6. Н.С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы.— М.: Лаборатория базовых знаний, 2000.
  7. И.В., Каплан А. Б. Математические методы в планировании на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1972
  8. И. С. Жидков Н. П. Методы вычислений. Т. 2. — М.: Физмат-гиз, 1962.
  9. И. С. Жидков Н. П. Методы вычислений. Т. 1. —М.: Наука, 1966.
  10. Ю.Берж К. Теория графов и ее применение. М.: Из-во иностр. лит., 1962
  11. A.M. Геоиконика. М.: МГУ, АЕН РФ, «Астрея», 1996. -208 с.
  12. A.M., Ушакова Л. А. Картографические анимации М.: Народный мир, 2000
  13. Ю.С., Васмут А. С. Проектирование и составление карт. М.: Недра, 1984.
  14. Л.М. Математическая картография. М.: Златоуст, 1998.
  15. Л.М., Вахромгева Л. А. Картографические проекции. -М.: Недра, 1992.-293 с.
  16. Л.М., Цветков В. Я. Геоинформационные системы: Учебник для вузов. М.: Златоуст, 2000. 224с.
  17. Н.П. Моделирование сложных систем. —М.: Наука, 1978
  18. Г. Основы исследования операций/ т1, т2, тЗ. М.: Мир, 1973
  19. Ф. П. Численные методы решения экстремальных задач.1. М.: Наука, 1980.
  20. Е.С. Введение в исследование операций. М.: Сов. радио, 1964.
  21. Е.С. Исследование операций. —М.: Сов. радио, 1972.
  22. Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы методология.- М.: Наука, 1980.
  23. Э.И., Майминас Е. З. Решения: теория, информация, моделирование. М.: Радио и связь, 1981. -328 с.
  24. Е. А. Численные методы.— М.: Наука, 1982.
  25. А.В., Громов А. И., Цветков В. Я. Автоматизированные системы научных исследований / Аналитический обзор.- М.: ГКНТ, ВНТИЦентр, 1988. 52 с. (ДСП).
  26. Г. А., Салманова Т. Д. Пособие по математической картографии. Тр. ЦНИИГАиК, Вып. 160-М.:ЦНИИГАиК, 1964.
  27. В.М. Основы безбумажной информатики. М.: Наука, 1987. -557 с.
  28. В.А., Ушаков И. А. Исследование операций. — М.: Машиностроение, 1986.
  29. Г. Р. Очерки информационной технологии. М.: Наука, 1993, с. 19−20.
  30. Джамбруно Марк. Трехмерная графика и анимация.
  31. В. И., Дымников В. П., Ривин Г. С. Задачи по вычислительной математике.— М.: Наука, 1980.
  32. Е.А., Халугин Е. И., Комаров А. И., Серпуховитин Б. И. Цифровая картография и геоинформатика. М.: «Картоцентр-Геодезиздат», 1999
  33. С.А. Экономические модели и методы в управлении. М.: Дело и Сервис, 1998.
  34. И .Г., Цветков В. Я. О месте ГИС среди автоматизированных информационных систем// Геодезия и аэрофотосъемка. 1997- N5 с. 7379. 0.3
  35. Ю. С., Квасов Б. И., Мирошниченко B.JI. Методы сплайн-функций.—М.: Наука, 1980.37.3айченко Ю. П. Исследование операций. — Киев: Выща школа, 1986.
  36. О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация.— М.: Мир, 1986.
  37. Зрительное опознание и его нейрофизиологические механизмы/ Под ред. В. Д. Глезера. Л.: Наука, 1975
  38. А.Д., Кулагин В. П., Тихонов А. Н., Цветков В. Я. Геоинформатика. М.: МаксПресс, 2001.-349 с.
  39. Информатика/под ред. Н. В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 1997.
  40. Информатика: Базовый курс/под ред. С. В. Симоновича. СПб.: Питер, 2002
  41. Исследование операций. — В 2-х т./Под ред. Дж. Моудера и С. Элмаграби. Пер. с англ. —М.: Мир, 1981.
  42. Исследование операций/Под ред. М. А. Войтенко и Н. Ш. Кремера. — М.: Экономическое образование, 1992.
  43. Исследование операций в экономике: Учебн. пособие для вузов/ Н. Ш. Кремер, Б. А. Путко, И. М. Тришин, М.Н. Фридман- Под ред. проф. Н. Ш. Кремера. М.: Банки ибиржи, ЮНИТИ, 1997
  44. А.И., Кремер Н. Ш., Савельева Т. И. Математические методы и модели в планировании. — М.: Экономика, 1987.
  45. А.А., Цветков В. Я. Эффективность применения САПР в строительстве/ Межвуз. сб.// Экономика и технический прогресс втранспортном строительстве. -Новосибирск.: НИИЖТ, 1988, с. 43 47.
  46. Н. В., Марон И. А. Вычислительная математика в примерах и задачах. — М.: Наука, 1972.
  47. А. Методы и модели исследования операций/Пер. с франц. — М.: Мир, 1966.
  48. А.В., Тикунов B.C. Геоинформатика. М.: Картоцентр -Геодезиздат, 1993. -213 с.
  49. С.В. Глаз и его работа. М.- JL: Биомедгиз, 1936
  50. В. И. Бобков В. В., Монастырный П. И. Вычислительные ме-" тоды. Т.1. —М.: Наука, 1976.
  51. В. И., Бобков В. В., Монастырный П. И. Вычислительные методы. Т.2. — М.: Наука, 1977.
  52. В.П., Цветков В. Я. Новые информационные технологии и геоинформационные технологии // Информационные технологии, 2002, № 2. С.52−55.
  53. Кумсков М., Interface Ltd. http://www.nwsta.com/Soft/devel/csO 15−06.php
  54. Кэнту М. DELPHI 4 для профессионалов. СПб: Издательство «Питер», 1999
  55. .А., Матвеев С. И., Цветков В. Я. Концепция создания геоинформационных систем железнодорожного транспорта /Геодезия и геоинформатика в транспортном строительстве. М.: МПС РФ, МГУПС (МИИТ), 2001. С. 3−7.
  56. А.С., Решетнева Т. Г. Применение метода взвешенных невязок к косвенному методу решения прямой геодезической задачи. // Вестник
  57. Амурского государственного университета, 2003 № 23, с.30−32
  58. A.M. Оптимизация развития пропускной способности железнодорожных линий. М.: Транспорт, 1969
  59. Г. Ю., Романенко А. Г., Самойлюк О. Ф. Информационные системы. М.: Рос. эконом, академия, 1999.
  60. Л.Г., Цветков В. Я. Информационное моделирование как фундаментальный метод познания. // Геодезия и аэрофотосъемка, 2001, № I.e. 102−106
  61. С.И., Коугия В. А., Цветков В. Я. Геоинформационные системы и технологии на железнодорожном транспорте. М.: УМП МПС России, 2002 — 288 с. (18 п.л.)
  62. С.В., Савиных В. П., Цветков В. Я. Общая геоинформатика. М.: Макс Пресс 2004 100 с.
  63. В.Е. Логистика. СПб.: Питер, 2003. — 160 с.
  64. Объектно-ориентированные системы. Концепции и их применение. http ://www.math.rsu.ru/ smalltalk/obzornew-2 .ru.html.
  65. . В. Концепция визуального программирования в IBM Visualage Smalltalk. http://www.citforum.urbannet.ru/programming/prg96/95.shtml
  66. Особенности современных языков программирования. http://elmech.mpei.ac.ru/homes/Petrichenko/bac6.html71 .Поляков А. А., Цветков В .Я. Прикладная информатика М.: Янус- К, 2002. 392 с.
  67. Т.Г., Мазина А. С. Цифровая модель как сложная система. // Вестник Амурского государственного университета, 2003 № 21, с. 23−25
  68. Дж. Оберг Технология СОМ+. Основы и программирование.:
  69. Пер. с англ.: Уч. пос. М.: Издательский дом «Вильяме», 2000. — 480 с.
  70. Г. М., Туркин Н. В., Колпащиков JI.C. Человек и дисплей. Д.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986
  71. Сабоннадьер Ж.-К., Кулон Ж.-Л. Метод конечных элементов и САПР. М.: Мир, 1989
  72. В.П., Цветков В .Я. Особенности интеграции геоинформационных технологий и технологий обработки данных дистанционного зондирования // Информационные технологии. 1999, № 10. с. 36−40.
  73. В.П., Цветков В. Я. Особенности интеграции технологий ГИС и технологий обработки данных дистанционного зондирования Земли // Исследование Земли из космоса .- 2000. № 2. С. 83−86.
  74. Советов Б. Я" Яковлев С. А. Моделирование систем. —М.: Высшая школа, 1987.
  75. Создание электронных карт. Обзорная информация. М.: ЦНИИГАиК, 1994.-59 с.
  76. С. Б., Субботин Ю. Н. Сплайны в вычислительной математике.—М.: Наука, 1976.
  77. Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов.— М.: Мир, 1977.
  78. B.C. Моделирование в картографии. М.: Изд-во МГУ, 1997.
  79. А.Н., Костомаров Д. П. Вводные лекции по прикладной математике. М.: Наука, 1984.- 192 с.
  80. А.Н., Цветков В. Я. Методы и системы поддержки принятия решений. М.: МАКС Пресс, 2001
  81. Дж., вэн Дэм А. основы интерактивной машинной графики: В 2-х книгах. М.: Мир, 1985
  82. А.Л. Основы объектно-ориентированной разработки программных систем.—М.: Финансы и статистика, 2000. 192 с.
  83. В.Я. Развитие средств автоматизации обработки информации на базе малых ЭВМ // Аналитический обзор.- М.: ГКНГ, ВНТИЦентр, 1987. 86 с.
  84. В.Я. Информатизация: Создание современных информационных технологий. — Ч. 1. Структуры данных и технические средства.- М.: ГКНТ, ВНТИЦентр, 1990. 118 с.
  85. В.Я. Моделирование в научных исследованиях и проектировании.- М.: ГКНТ, ВНТИЦентр, 1991. 125 с.
  86. В.Я. Геоинформационные системы и технологии. / Учебное пособие. М.: МГУГиК, 1996.
  87. В.Я. Геоинформационные системы и технологии. М.: Финансы и статистика, 1998.
  88. В.Я. Деловая графика и геомаркетинг / Электронное учебное пособие МГУГиК., Гос. регистр баз данных. -1998. — 102 с. Регистрационный номер № 229 804 841.
  89. В.Я. Математические методы исследования операций в экономике / Электронное учебное пособие М.: МГТУ (МАМИ)., Гос. регистр баз данных. 1998 — 82 с. Регистрационный номер № 229 804 846
  90. В.Я. Основы геоинформатики // Электронный учебник -М: Министерство общего и профессионального образования РФ. Центр информатизации, 1998.
  91. В.Я. Основы компьютерной графики / Электронное учебное пособие М.: МГУГиК. Гос. регистр баз данных. 1998 — 37с. Регистрационный номер № 229 804 843
  92. В.Я. Геоинформационные системы как системы пространственно -локализованных данных./.ЭИ. М.: НИИ ИТТ, 1999, -113 с. № гос.рег. 32 900 095
  93. В.Я. Геоинформационные системы и технологии М.: МГУГиК, 2000 -69 с.
  94. В.Я. Перспективные средства автоматизации / / Геодезия и картография. 1990. — N 2. — с. 50 — 52 .
  95. В.Я. Геоинформационное моделирование // Информационные технологии, 1999, № 3. с. 23- 27.
  96. В.Я. Методы прогнозирования в геоинформационных технологиях // Информатика машиностроение, 1999, № 4. с. 44−47.
  97. В.Я. Основы геоинформационного моделирования // Геодезия и аэрофотосъемка 1999 № 4, с. 55 59.
  98. В.Я. ГИС глобальная информационная система // Машиностроитель, 2000, № 2 с.27−29.
  99. В.Я. ГИС как система визуальной обработки информации // Геодезия и аэрофотосъемка 2000 № 2, с. 143−147.
  100. В.Я. Создание интегрированной информационной основы ГИС // Геодезия и аэрофотосъемка, 2000, № 4. с. 150−154
  101. Цветков В. Я Цифровые карты и цифровые модели// Геодезия и аэрофотосъемка, 2000 № 2, с. 147−155.
  102. В.Я., Кужелев П. Д. Геоинформационные системы как новые автоматизированные системы управления // Геодезия и аэрофотосъемка, № 1, 2003. С.115−124.
  103. В.Я., Решетнева Т.Г., Булгакова Т.В., Т.Г. Мазина А. С. Основы геоинформационного мониторинга // Вестник Амурского государственного университета/ серия: Естественные и экономические науки. 2003.-21.С.75−78
  104. В.Я., Соколова И.А. Системный подход к разработке информационной основы интегрированной информационной системы
  105. Тезисы докладов межд. конфер. и дискуссионый научный клуб «Новые информационные технологии в науке, образовании и бизнесе. Украина, Крым, Ялта-Гурзуф 1997. с 209 -210.
  106. Цветков В. Я, Мазина А. С. Визуальное моделирование в геоинформатике // Геодезия и аэрофотосъемка, 2004 № 5, с.128−136
  107. У., Акоф Р., Арноф JL Введение в исследование операций. М.: Наука, 1968. — 486 с.
  108. Р. Имитационное моделирование искусство и наука. -М. Мир, 1978
  109. График движения поездов по расписанию на заданном участке в указанномпромежутке времениj
  110. График движения поездов на заданном участке в текущий момент времени1. СI Paint
Заполнить форму текущей работой

На отлично!