Алгоритмическое и программное обеспечение геоинформационной системы для анализа двумерных геополей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Ковин, Роман Владимирович

• Ковин, Роман Владимирович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ковин, Роман Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ПРОСТРАНСТВЕННОГО АНАЛИЗА ДВУМЕРНЫХ ГЕОПОЛЕЙ.

1.1. Задачи анализа двумерных геополей.

1.2. Цифровые модели геополей.

1.2.1 Регулярная сеть.

1.2.2 Триангуляционная сеть.

1.2.3 Способы визуального представления геополей.

1.3. Модели пространственных данных в современных ГИС.

1.3.1 Основные модели пространственных данных.

1.3.2 Цифровые модели геополей в современных ГИС.

1.4. Задачи восстановления геополя.

1.4.1 Восстановление геополя по точечным данным.

1.4.2 Восстановление геополя по изолиниям.

1.5. Специальный анализ геополей.

1.6. Применение существующих ГИС и ГИС-технологий для решения задач анализа геополей.

1.7. Цель и задачи исследования.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Алгоритмическое и программное обеспечение геоинформационной системы для анализа двумерных геополей»

Одним из наиболее актуальных и динамично развивающихся сегодня направлений в геоинформатике является пространственный анализ объектов, представляющих собой протяженные непрерывные поверхности [20]. Такие поверхности представляют распределение в пространстве температуры и давления, высот рельефа местности над уровнем моря, распределения химических элементов в почвах и т.д. В геоинформатике поверхности, однозначно описываемые функцией от двух пространственных координат х и у, получили название двумерные геополя.

Под анализом двумерных геополей понимают пространственный анализ поверхностей, включающий также их визуализацию, позволяющий сопоставлять разнородные пространственные данные и выявлять взаимосвязи между ними. Для визуализации геополей традиционно используют карты изолиний и изоконтуров. Анализ также предполагает использование сложных методов и алгоритмов обработки геополей с целью выявления различных пространственных закономерностей, присущих исследуемым поверхностям, и формирование карт вторичных признаков геополей, таких как уклоны и экспозиции, кривизна поверхностей и т.д.

Важным и практически значимым классом задач анализа двумерных геополей являются задачи восстановления геополей. Решение этих задач сводится к поиску значений геополя в точках, где измерения не проводились. Решению задач восстановления геополей посвящено значительное число работ отечественных и зарубежных ученых: В.И. Аронова, В.В. Демьянова, М.Ф. Каневского, О. Р. Мусина, Г. Акима, Д. Дугласа, В. Франклина, Д. Ватсона и других [4, 27, 28, 35, 103]. Однако вследствие некорректности задач восстановления, многие развитые ими методы и алгоритмы оказываются неэффективными при решении практически интересных задач восстановления. Поэтому актуальной продолжает оставаться проблема создания новых методов, алгоритмов и программных средств для восстановления двумерных геополей.

В настоящее время на рынке программного обеспечения (ПО) имеется большое число продуктов, предназначенных для анализа двумерных геополей. Каждый из них позволяет использовать тот или иной набор функций пространственного анализа. При обработке больших массивов пространственных данных большинству продуктов присущи недостатки, связанные с отсутствием в них средств работы с базами данных. На наш взгляд, более перспективным направлением является использование для такого анализа геоинформационных систем (ГИС), в которых решена проблема хранения и оперирования большими объемами пространственных данных и уже изначально реализован базовый набор функций пространственного анализа элементарных объектов. Проведенные исследования функций современных ГИС показали, что многие из них, к сожалению, имеют небольшой набор средств для решения указанных задач или не имеют таковых вообще. Среди наиболее успешных разработок можно отметить продукты Spatial Analyst и Geostatistical Analyst фирмы ESRI (США), причем они не являются самостоятельными системами, а представляют собой дополнительное ПО к ГИС ArcGIS той же фирмы. Основными недостатками этих продуктов являются малое число методов восстановления геополей по точечным данным и неэффективность методов восстановления геополей по изолинейным данным. Кроме того, в них отсутствуют средства редактирования геополей, и поддерживается только одна из требуемых цифровых моделей геополей.

Учитывая изложенное, можно сделать вывод об актуальности проблемы создания инструментальной ГИС для полноценного анализа двумерных геополей, позволяющей реализовывать проблемно-ориентированные ГИС. Цель работы и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является создание алгоритмического и программного обеспечения инструментальной геоинформационной системы для анализа двумерных геополей. Основным требованием к системе является возможность реализации на ее основе проблемно-ориентированных геоинформационных систем, предназначенных для решения прикладных задач в различных областях знаний, где необходим анализ геополей. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи.

1. Разработка принципов построения и структуры инструментальной ГИС.

2. Создание математического обеспечения инструментальной ГИС. Решение этой задачи предполагает модификацию существующих и разработку новых методов и алгоритмов анализа двумерных геополей и исследование их эффективности.

3. Разработка ПО инструментальной ГИС для поддержки ввода, хранения, обработки и визуализации геополей с целью их анализа, а также для визуализации результатов этого анализа. Результатом решения этой задачи должны явиться программные средства, реализующие созданные методы и алгоритмы анализа геополей, а также реализующие проблемно-ориентированные ГИС.

4. Апробация инструментальной ГИС путем создания ряда проблемно-ориентированных ГИС для решения практических задач в геологии, экологии и в нефтегазовой отрасли. Апробация таких проблемно-ориентированных ГИС должна выполняться при анализе реальных геополей.

Методы исследований. В работе использованы методы математического моделирования, теории алгоритмов, методы объектно-ориентированного проектирования ПО и математической статистики.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на II и VIII Международных российско-корейских симпозиумах по науке и технологиям KORUS'98 и KORUS'2004 (Томск, 1998; Томск, 2004), Международных конференциях ИНТЕРКАРТО-4 и ИНТЕРКАРТО-5 «ГИС для оптимизации природопользования в целях устойчивого развития территорий» (Барнаул, 1998, Якутск, 1999), IV и V Международных симпозиумах по проблемам геотехнологий, связанных с охраной окружающей среды и глобальным развитием (Бостон, США, 1998; Бело Горизонте, Бразилия, 2000), на Международной конференции "Anniversary scientific conference 50 years faculty of hydrotechnics ACEG University" (София, Болгария, 1999), III

Региональном научно-методическом семинаре «Применение ГИС-технологий в геокартировании» (Томск, 2000), Региональной конференции геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока (Томск, 2000), Международной научно-практической конференции «Геоинформатика-2000» (Томск, 2000), 4th ЕС conference — Historical Cities Sustainable Development: "The GIS as Design and Management Support" — HISTOCITY 2000, (Сиракузы, Италия, 2000), 4th International conference Geographic Information Science — AGILE-IV (Брно, Чехия, 2001), III Межрегиональной научно-практической конференции «Газораспределительные системы. АГНКС. АГЗС» (Томск, 2003), X Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии» (Томск, 2004).

По результатам исследований опубликовано 24 работы, в том числе 20 статей.

Кратко изложим основное содержание работы.

Первая глава посвящена рассмотрению проблемы анализа двумерных геополей.

Рассматривается классификация задач, возникающих при анализе двумерных геополей. Формулируется проблема автоматизации задач анализа геополей. Приводятся результаты анализа современного состояния проблемы применения ГИС и ГИС-технологий в решении задач анализа геополей. Показывается, что на сегодняшний день существует несколько подходов к решению обозначенной проблемы, однако наиболее перспективным является путь создания инструментальной ГИС для анализа двумерных геополей.

Описывается постановка задачи восстановления двумерного геополя, указывается, что эта задача является некорректной. Приводится краткий обзор существующих методов и алгоритмов восстановления таких геополей по точечным и изолинейным данным. Показываются основные сложности, возникающие при использовании этих методов, их главные недостатки. Делается вывод о необходимости модификации существующих методов и алгоритмов восстановления двумерных геополей и разработки новых.

Проводится анализ возможностей представления двумерных геополей с использованием моделей данных современных ГИС. Делается вывод о том, что существующие модели данных универсальных ГИС недостаточно эффективны для описания двумерных геополей.

На основе результатов проведенного анализа проблемы формулируются цель исследования и задачи, решаемые в диссертационной работе.

Вторая глава посвящена изложению концепции и структуры создаваемой инструментальной ГИС для анализа двумерных геополей.

Определяются требования к функциональным возможностям такой ГИС. Формулируются основные принципы ее построения. Предлагается обобщенная структура этой ГИС.

Сделан вывод о необходимости использования в качестве ядра инструментальной ГИС современной универсальной Maplnfo Professional. Предлагается трехуровневая структура инструментальной ГИС. Обосновывается необходимость разработки форматов для регулярных и триангуляционных сетей, используемых в качестве цифровых моделей геополей инструментальной ГИС, и описываются разработанные форматы.

В третьей главе рассматриваются методы и алгоритмы, положенные в основу инструментальной ГИС и результаты их исследования. Описаны проблемы, возникающие при реализации этих алгоритмов, показаны различные подходы решения таких проблем.

Показано, что одной из основных проблем, возникающей при восстановления геополей по точечным данным, является низкая вычислительная эффективность существующих алгоритмов интерполяции. Предложен многоэтапный способ восстановления двумерных геополей, позволяющий повысить вычислительная эффективность с помощью выполнения предварительной фильтрации исходных данных с использованием пространственных запросов к ГИС и методов пространственной индексации. Предложенный способ также позволяет повысить точность восстановления двумерных геополей за счет преобразования географических координат в прямоугольные координаты и за счет предварительной фильтрации исходных данных, позволяющей исключить из расчета недостоверные данные.

Для восстановления геополей по изолинейным данным предложен метод плавающих секущих. Анализа вычислительной эффективности алгоритма, реализующего этот метод, выявил необходимость его усовершенствования. Для этого предлагается использовать многослойную пространственную индексацию. Описывается предложенный метод многослойной пространственной индексации, позволяющий существенно повысить вычислительную эффективность алгоритма. Приводятся результаты исследования использования различных методов пространственного индексирования точечных и изолинейных данных. Описывается исследование точности восстановление методом плавающих секущих, приводятся полученные результаты.

В четвертой главе рассматриваются программные средства инструментальной ГИС и созданное на ее основе и апробированное при решении практических задач семейство проблемно-ориентированных ГИС.

Описывается обобщенная структура инструментальной ГИС, получившей название БигАМаррег. Приводится структура каждого уровня инструментальной ГИС, особенности их взаимодействия.

Рассматриваются основные созданные программные средства ГИС 8иг1Маррег. Приводится примеры апробирования созданного ПО при решении ряда практических задач. Описывается семейство проблемно-ориентированных ГИС, созданных на основе разработанной инструментальной ГИС. Приводится примеры апробирования созданных проблемно-ориентированных ГИС. Научную новизну полученных в работе результатов определяют:

1. Многоэтапный способ восстановления двумерных геополей по исходным точечным данным.

2. Метод плавающих секущих и реализующий его алгоритм, предназначенные для восстановления геополей по изолинейным данным и отличающиеся от известных использованием одномерной сплайнинтерполяции для восстановления функции двух переменных.

3. Алгоритм поиска ближайших изолиний, использующий многослойное пространственное индексирование, и алгоритм обработки совпадающих точечных данных, использующий пространственное индексирование.

4. Адаптивный алгоритм поиска ближайших точек в задаче восстановления двумерных геополей по точечным данным.

5. Подход к редактированию моделей геополей, представленных регулярными сетями, при решении задач восстановления двумерных геополей на стадии пост-обработки.

6. Результаты исследования предложенных многоэтапного способа восстановления двумерных геополей, метода плавающих секущих и реализующих их алгоритмов.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Практически значимыми являются созданные модели данных, методы, алгоритмы и программные средства инструментальной ГИС SurfMapper для анализа двумерных геополей. Программные средства функционируют в среде универсальной ГИС Maplnfo Professional на компьютерах типа IBM PC под управлением операционной системы Microsoft Windows. Объем исходного кода ПО разработанной системы составляет более 80 ООО строк на языках С++, Object Pascal и MapBasic. На основе инструментальной ГИС SurfMapper создан ряд проблемно-ориентированных ГИС для различных областей знаний. Проблемно-ориентированные ГИС были внедрены в Центре Госсанэпиднадзора № 81 Минатома РФ (г. Северск Томской области), в Омской геологоразведочной экспедиции и в Томском отделении Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья. Средства инструментальной ГИС SurfMapper были также использованы при разработке подсистемы анализа геополей в составе корпоративной геоинформационной системы «Магистраль-Восток» для ОАО «Востокгазпром». Все внедрения подтверждены актами. Эффективность каждой из созданных проблемно-ориентированных ГИС показана при решении практически интересных задач с использование реальных данных.

Готова к тиражированию англоязычная версия инструментальной системы SurfMapper, включающая документацию на английском языке.

Личный вклад:

1. Постановка задач исследования и разработка концепции инструментальной ГИС для анализа геополей, а также постановки задачи исследования эффективности предложенных автором алгоритмов выполнены совместно с Н.Г. Марковым.

2. Модели данных ГИС для работы с геополями и их математическое описание разработаны лично автором.

3. Метод плавающих секущих и реализующий его алгоритм разработаны лично автором.

4. Алгоритмы триангуляции и расчета изолиний, разработаны Р.И. Гаряевым и A.A. Захаровой. Алгоритмы и программы интерполяции методами кригинга и радиальных базисных функций разработаны автором совместно с М.В. Копновым. Алгоритм двумерной сплайн-интерполяции разработан М.В. Черноусовым. Алгоритм локальной полиномиальной аппроксимации разработан автором совместно с Р.В. Савицким. Остальное алгоритмическое обеспечение разработано автором лично. Адаптивный алгоритм поиска ближайших точек, его реализация и исследования эффективности выполнены автором совместно с М.В. Копновым. Результаты исследования эффективности других разработанных алгоритмов получены автором.

5. Программная реализация алгоритмов триангуляции и расчета изолиний выполнена автором совместно с Р.И. Гаряевым и А.А Захаровой. Реализация алгоритма двумерной сплайн-интерполяции выполнена совместно с М.В.Черноусовым. Остальное ПО разработано автором лично.

6. Реализация проблемно-ориентированной ГИС «Баланс-Гидродинамик» для подсчета запасов нефтегазовых месторождений выполнена автором совместно с A.A. Захаровой и О.В. Крыловым. Реализация других проблемно-ориентированных ГИС выполнена автором.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанное на основе известных методов алгоритмическое и программное обеспечение инструментальной ГИС SurfMapper позволяет эффективно решать ряд практически значимых задач анализа двумерных геополей.

2. Созданные многоэтапный способ восстановления геополей по точечным данным, метод плавающих секущих и реализующие их алгоритмы позволяют более точно и эффективно решать практически значимые задачи восстановления двумерных геополей.

3. Предложенный подход к редактированию геополей, представленных регулярными сетями, и реализующие его средства позволяет уточнять результаты восстановления геополей на стадии пост-обработки.

4. Разработанные структура, алгоритмическое и программное обеспечение инструментальной ГИС SurfMapper и средства ее адаптации к решению конкретных задач анализа двумерных геополей позволяют создавать семейство проблемно-ориентированных ГИС.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Н.Г. Маркову за большую помощь в подготовке диссертационной работы, ценные замечания и советы. Автор также благодарит за плодотворные дискуссии доцентов Томского политехнического университета, кандидатов технических наук Е.А. Мирошниченко, A.B. Кудинова и A.A. Захарову, а также аспирантов кафедры вычислительной техники Томского политехнического университета A.B. Замятина и М.В. Копнова.

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Ковин, Роман Владимирович

4.12. Основные результаты и выводы по главе

1. Разработана структура ПО инструментальной ГИС для анализа двумерных геополей. Ее особенностью является использование в качестве ядра универсальной ГИС Mapinfo Professional и наличие трех взаимосвязанных уровней модулей.

2. Созданы программные средства инструментальной ГИС, получившей название SurfMapper, представляющие собой совокупность взаимосвязанных подсистем и программных модулей.

3. Проведен сравнительный анализ функциональных возможностей ГИС SurfMapper относительно других аналогов, показавший, что эта система обладает большей функциональностью, чем рассмотренные аналоги.

4. Разработана технология создания проблемно-ориентированных ГИС на основе инструментальной ГИС, базирующая на ряде сформулированных принципов.

5. Проведена апробация этой технологии, при этом создано семейство таких проблемно-ориентированных ГИС.

6. Проведена апробация разработанных инструментальной ГИС SurfMapper и проблемно-ориентированных ГИС при решении ряда практически важных геологических и экологических задач, а также задач в нефтегазовой отрасли. Результаты решения практических задач, полученные с помощью проблемно-ориентированных ГИС, подчеркивают практическую значимость работы и подтверждают эффективность созданных цифровых моделей геополей, методов, алгоритмов и программных средств для анализа геополей.

7. Осуществлены четыре внедрения разработанного алгоритмического и программного обеспечения системы SurfMapper, о чем получены соответствующие акты.

178

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена созданию алгоритмического и программного обеспечения инструментальной ГИС для анализа двумерных геополей. Получены следующие основные научные и практические результаты.

1. Рассмотрены особенности большого и практически важного класса пространственных объектов — двумерных геополей. Приведена классификация задач анализа таких геополей.

2. Сформулированы проблемы автоматизации задач анализа двумерных геополей. Показано место геоинформационных технологий в решении этих задач.

3. Проведен сравнительный анализ моделей данных современных универсальных ГИС с целью применения их для хранения и оперирования данными, описывающими двумерные геополя. Сделан вывод о том, что модели данных таких ГИС слабо приспособлены к оперированию геополями и актуальной является задача их дальнейшего развития.

4. На основе результатов проведенного анализа проблем автоматизации задач анализа двумерных геополей, а также анализа современного состояния в области применения ГИС для анализа геополей, сформулированы цель и задачи исследований диссертационной работы.

5. Предложена концепция построения инструментальной ГИС для анализа двумерных геополей, включающая сформулированные основные принципы построения такой ГИС. Определены требования к ПО инструментальной ГИС. Сделан вывод о необходимости использования в качестве ядра инструментальной ГИС современной универсальной ГИС Mapinfo Professional.

6. Предложена трехуровневая структура инструментальной ГИС.

7. Предложены цифровые модели двумерных геополей и разработаны их форматы.

8. Предложен многоэтапный способ восстановления двумерных геополей по точечным данным, включающий этапы предварительной обработки исходных данных и позволяющий повышать точность восстановления. Для удаления совпадающих точек предложен алгоритм, использующий пространственное индексирование. Проведенные исследования показали их высокую эффективность.

9. Предложен адаптивный алгоритм поиска ближайших точек, отличающийся от известных использованием комбинированной индексации методами кс!-дерева и сетки. Проведенные исследования показали его высокую эффективность.

10. Разработаны метод плавающих секущих и реализующий его алгоритм, предназначенные для восстановления двумерных геополей по изолинейным данным. Предложен алгоритм поиска ближайших изолиний, использующий многослойное пространственное индексирование. Получены результаты исследования точности восстановления и эффективности этих метода и алгоритмов.

11. На основе известных методов разработаны алгоритмы, позволяющие решать традиционный набор задач анализа двумерных геополей.

12. Предложен подход к редактированию моделей геополей, представленных регулярными сетями, позволяющий использовать слабо формализованные данные при решении задачи восстановления двумерных геополя на стадии пост-обработки.

13. Разработана структура ПО, и на основе предложенных алгоритмов созданы программные средства инструментальной ГИС, получившей название 8иг1Маррег.

14. Предложена технология создания проблемно-ориентированных ГИС на основе инструментальной ГИС 8иг£Маррег. Проведена апробация этой технологии, при этом создано семейство таких ГИС.

15. Проведена апробация разработанных проблемно-ориентированных ГИС при решении ряда практически важных геологических и экологических задач, а также задач нефтегазовой отрасли. Полученные результаты решения этих задач подчеркивают практическую значимость работы и подтверждают эффективность созданных цифровых моделей геополей, методов, алгоритмов и программных средств для анализа геополей.

16. Осуществлены четыре внедрения разработанного алгоритмического и программного обеспечения системы SurfMapper, о чем получены соответствующие акты.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ковин, Роман Владимирович, 2004 год

1. Агеев Ю. М. Рекуррентное восстановление функции с использованием сплайн-аппроксимации / Ю. М. Агеев, Е. А. Кочегурова // Автоматизация научных исследований — Куйбышев, КуАИ 1987, С. 76-80.

2. Алгоритмы и программы восстановления зависимостей / Под ред. В.Н. Вапника.— М: Наука, 1984. — 816 с.

3. Аронов В.И. Математические методы обработки геологических данных на ЭВМ. — М.: Недра, 1977. — 230 с.

4. Аронов В.И. Методы построения карт геолого-геофизических признаков и геометризация залежей нефти и газа на ЭВМ.—М: Недра, 1990. — 301с.

5. Берлянт A.M. Геоиконика. — М.: Астрея, 1996. — 170 с.

6. Берлянт A.M., Мусин О.Р., Свентэк Ю.В. Геоинформационные технологии и их использование в эколого-географических исследованиях. — М.: МГУ, 1993. —250 с.

7. Богачев К.Ю. Практикум на ЭВМ. Методы приближения функций. — М.: Наука, 1999. —231 с.

8. Введение в ARC/INFO версии 7.1.1. / Пер. с англ. Под ред. Ю.К. Королева, ESRI, Калифорния, США, 1998 — 147 с.

9. Вистелиус А.Б. Основы математической геологии (определение предмета, изложение аппарата). — Л.: Наука, 1980. — 389 с.

10. Вычислительные системы. Вып. 147, Интерполяция и аппроксимация сплайнами: Сборник научных трудов / РАН, СО, Ин-т математики.— Новосибирск: 1992. — 105 с.

11. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Под ред. A.M. Берлянт, A.B. Кошкарева. —М.: ГИС-Ассоциация, 1999. — 204 с.

12. ГИС IndorGIS 5.0 — http://www.indorsoft.ru/ (10.05.2004)

13. ГИС 2003 — http://www.gisinfo.ru/ (05.05.2004)

14. ГИС GeoLink — http://www.hydrogeology.ru/ (07.05.2004)

15. Давис М. Геостатистические методы при оценке запасов руд. / Пер. с англ.1. М.: Недра, 1980, — 360 с.

16. ДеМерс, Майкл Н. Географические Информационные Системы. Основы.: Пер. с англ.-М.: Дата+, 1999. — 490 с.

17. Дэвид Дж. Круглински Основы Visual С++ / Пер. с англ. — М.: Издательский отдел «Русская редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1997.696 с.

18. Ермолаев В. А. Интерполяционные восстанавливающие фильтры: метод динамической интерполяции // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика: 2002. № 2, С. 39-42.

19. Зеливянская O.E., Чуприна О.В. Влияние объема информации на качество графического представления материалов // В сб. науч. трудов. Серия «Нефть и газ», Ставрополь: Изд-во Северо-Кавказского технического унта, 2002. вып. 2., С. 45-49.

20. Иванов В. Три измерения ГИС // Компьютера, 2001, №46, С. 52-54.

21. Ильман В.М. Алгоритмы триангуляции плоских областей по нерегулярным сетям точек // Алгоритмы и программы, 1985, вып. 10 (88), С. 3-35.

22. Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Environmental Modelling & System Analysis Laboratory — http://www.ibrae.ac.ru/~mkanev/eng/Software.html, (17.04.2003)

23. Каналин В.Г., Ованесов М.Г., Шугрин В.П. Нефтегазопромысловая геология и гидрогеология. М.: Недра, 1985. —280 с.

24. Каневский М.Ф., Демьянов В.В. Введение в методы анализа данных по окружающей среде, Проблемы окружающей среды и природных ресурсов,— М.: ВИНИТИ, 1999, № 11, С. 4-11.

25. Каневский М.Ф., Демьянов В.В., Савельева Е.А., Чернов С.Ю. Основные ^ понятия и элементы геостатистики, Проблемы окружающей среды иприродных ресурсов — М.: ВИНИТИ, 1999, № 11, С. 15-21.

26. Каневский М.Ф., Демьянов В.В., Савельева Е.А., Чернов С.Ю., Тимонин В.А. Геостатистика и геоинформационные системы. — М.: ВИНИТИ, Проблемы окружающей среды и природных ресурсов, 1999, № 11, с. 9-14.

27. Коновалов Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. — М.: Изд-во ООО «Библион», 1997. — 160 с.

28. Копнов М.В., Ковин Р.В. Использование алгоритмов геометрического ф поиска при восстановлении геополей // Материалы X Юбилейной

29. Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии», Томск, Изд-во Томского политехнического ун-та, 2004, С 158-160.

30. Королев Ю.К. Общая геоинформатика. Часть I. Теоретическая геоинфоматика. — М.: Изд-во СП ООО Дата+, 1998. — 118 с.

31. Кошель С. М., Мусин О. Р. Методы цифрового моделирования: кригинг и радиальная интерполяция // Сайт ГИС-Ассоциации http://www.gisa.ru/ (01.12.2002)

32. Кошкарев A.B., Тикунов B.C. Геоинформатика. / Под. ред. Лисицкого Д.В. — М.: Картцентр-Геоиздат, 1993. — 282 с.

33. Краснов М.В. OpenGL. Графика в проектах Delphi. — СПб.: БХВ-Петербург, 2002. — 352 с.

34. Ласло М. Вычислительная геометрия и компьютерная графика на С++: Пер. с англ. — М.: «Издательство БИНОМ», 1997. — 304 с.

35. Мальцев В.А. Программа Geostatistical Software Tool и объемлющая технология. Обзор и документация. // www.vl-maltsev.narod.ru/ (24.03.2002)

36. Марков Н.Г., Захарова A.A., Гаряев Р.И, Ковин Р.В., Черноусов М.В. Математический аппарат для построения тематических карт при изучении и использовании недр // В кн.: Трансферные технологии в информатике, вып. 1, Томск: Изд-во ТПУ, 1999, С. 87-94.

37. Марков Н.Г., Захарова A.A., Гаряев Р.И., Ковин Р.В. Геоинформационный подход к автоматизации процессов контроля недропользования // В кн.: Трансфертные технологии в информатике. — Томск: изд-во ТПУ, 1999, вып. 1, С. 61-63.

38. Марков Н.Г., Захарова A.A., Ковин Р.В., Ананьина В.П., Гаряев Р.И., Савицкий Р.В. Геоинформационная система для решения задач гидрогеологии // Информационные технологии, 1997, №4, С. 29-33.

39. Марков Н.Г., Захарова A.A., Ковин Р.В., Гаряев Р.И., Черноусов М.В. Приложения в среде ГИС Mapinfo для геологических и экологических исследований // Вестник Mapinfo, 1997, вып.2, С. 34-38.

40. Марков Н.Г., Ковин Р.В. Цифровые модели рельефов в среде ГИС Mapinfo Professional // Труды Международной научно-практической конференции «Геоинформатика-2000». — Томск: Изд-во Томского госуд. ун-та, 2000, С. 161-170.

41. Медведева О.М. Расширенные возможности пространственного анализа в ArcGIS 9 // ArcReview. Современные геоинформационные технологии 2004, №3, С. 10-13.

42. Морозов В. А. Методы решения некорректно поставленных задач: Алгоритмический аспект / В. А. Морозов, А. И. Гребенников. —М: Изд-во МГУ, 1992. —320 с.

43. Мусин O.P. Цифровые модели для ГИС. Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации, 1998, № 4 (16) С. 26-28.

44. Новаковский Б.А. Цифровые модели рельефа реальных и абстрактных геополей./ Б.А. Новаковский, C.B. Прасолов, А.И. Прасолова. — М.: Науч. мир, 2003. —64 с.

45. Номоконов В.Е., Полиенко А.К., Кныш С.К. Чтение и построение геологических карт и геологических разрезов. — Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 1996. — 89 с.

46. Области применения программных средств и ГИС-технологий. — http://geocnt.geonet.ru/ARTICLS/primen.htm, 2001.

47. ООО "Венсис" — Новое в системе Isoline версии 6.0 — http://www.wenses.ru/ (21.05.2004)

48. Пэнтл Р. Методы системного анализа окружающей среды. — М.: Мир, 1979. —318 с.

49. Сайт компании «Пангея» — http://www.pangea.ru/ (18.02.2003)

50. Сербенюк С.Н., Мусин O.P. Автоматическое построение изолинейных карт и производных от них изображений. — Геодезия и картография 1986, №7 , С. 42-45.

51. Системы оценки, моделирования и прогнозирования чрезвычайных ситуаций. — http://www.dataplus.ru/ (06.09.2004)

52. Скворцов A.B., Костюк Ю.Л. Эффективные алгоритмы построения триангуляции Делоне // Геоинформатика. Теория и практика. Вып. 1. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1998, С. 22-47.

53. Статистические инструменты для исследования данных, моделирования и расширенного построения поверхностей. // ESRI White Paper, http://www.dataplus.ru (06.09.2004)

54. Тикунов C.B. Моделирование в картографии. — М.: Изд-во МГУ, 1997. — 405 с.

55. Тихонов А.Н. Методы решения некорректных задач. / 3-е изд., перераб. и доп.— М: Наука, 1986. — 286 с.

56. Тихонов А. Н. Статистическая обработка результатов экспериментов: Учебное пособие / под ред. А. Н. Тихонова, М. В. Уфимцева — М: Изд-во МГУ, 1988. — 174 с.

57. Ф. Препарата, М. Шеймос Вычислительная геометрия: Введение, Москва, изд-во «Мир», 1989. — 306 с.

58. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. — М.: Финансы и статистика, 1998. — 287 с.

59. Шамис В.A. Borland С++ Builder. Программирование на С++ без проблем. М.: «Нолидж», 1997. — 266 с.

60. Шикин Е.В., Плис А.И. Кривые и поверхности на экране компьютера. Руководство по сплайнам для пользователей. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1996. —240 с.

61. Эсти Мэп — Геоинформационные системы — http://www.esti-map.ru/ (10.10.2004)

62. Akima Н. A method for bivariate interpolation and smooth surface fitting for irregularly distributed data points // ACM Transactions on Mathematical Software, 1978, № 4 (2), pp 148-159.

63. Borland Delphi 6. Руководство разработчика / Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2002. — 1120 с.

64. Clark Labs IDRISI Kilimanjaro GIS and Image Processing Software // http://www.clarklabs.org/ (11.10.2004)

65. Contour Maps and Digitize Image Program 3DField, 3D Maps // http://3dfmaps.com/ (12.10.2004)

66. Documentation on Maplnfo Professional™ 7.0 Maplnfo Corporation, Troy, New York, 2000. — 760 p.

67. Douglas D.H. The Xynimap family of programs for geographic information processing and thematic map production, in Wellar B.S., ed., Auto-Carto Six, International Symposium on Automated Cartography 6th, Ottawa Canada, Proceedings: 1983, v. II, pp. 2-14.

68. Douglas D.H. Consurf — the Douglas contour to grid methodology // http://www.hig.se/~dds/research/consurf/consurl .htm, (04.09.2000).

69. Encom Discover for Maplnfo — http://www.encom.com.au/ (05.10.2004).

70. ESRI Software. — http://www.esri.com/ (05.10.2004).

71. Golden Software: Surfer Product Description // http://www.goldensoftware.com/products/surfer/surfer.shtml, (04.10.2004).

72. Gousie M. and Franklin R. Converting Elevation Contours to a Grid // Proceedings of the 8th International Symposium on Spatial Data Handling, Poiker and Chrisman, Eds, 1998, pp. 647-656.

73. Gousie M. B. and Franklin W. R. Augmenting Grid-Based Contours to Improve Thin Plate DEM Generation. To appear in Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 2004.

74. Gousie M. B., Williams G., Agnitti T., and Doolittle N. CompSurf: An Environment for Exploring Surface Reconstruction Methods on a Grid // Computers & Geosciences, 2003, pp. 1165-1173.

75. Gousie MK. and Franklin WR. Converting elevation contours to a grid // In Eighth International Symposium on Spatial Data Handling (SDH), Vancouver BC Canada, Dept of Geography, Simon Fraser University, Burnaby, BC, Canada, 1998, pp. 373-376.

76. Huber M. Contour-to-dem: A new algorithm for contour line interpolation // In Joint European Conference and Exhibition on Geographical Information Proceedings, JEC-GI, vol. 1, 1995, pp. 221-222.

77. Hutchinson M. F.A new procedure for gridding elevation and stream line data with automatic removal of spurious pits. // Journal of Hydrology: 1989, 106, pp. 211-232.

78. Intergraph Corporation — http://www.intergraph.com/ (22.06.2003)

79. Maplnfo Corporation — http://www.mapinfo.com/ (02.11.2004)

80. Markov N.G., Zakharova A.A., Kovin R.V., Garjaev R.I., Chernousov M.V. GIS-technologies for geoecology and hydrogeology // The Proceedings of the second Russian-Korean international symposium on science and technology, Tomsk: TPU, 1998, pp. 347-350.

81. McCullagh M.J., Ross C.G. Delaunay triangulation of a random data set for isarithmic mapping // The Cartographic Journal, 1980. 17, №2, pp. 93-99.

82. Northwood Geoscience — www.northwoodgeo.com/ (25.01.2003).

83. OpenGL — The Industry Standard for High Performance Graphics — www.opengl.org/, (21.06.2001).

84. Pannatier Y., VARIOWIN: Software for Spatial Data Analysis in 2D, SpringerVerlag, New York, NY, 1996. — 231 p.

85. Peter A. Burrough, Rachael A. McDonnell, Principles of Geographical Information Systems — Oxford University Press, 1998. — 333 p.

86. Rock Ware Corporation — www.rockware.com/ (02.12.2002).

87. Smith W. H. F., and Wessel P. Gridding with continuous curvature splines in tension. Geophysics, 1990, №3 , pp. 293-305.

88. Vertical Mapper — Surface modeling and display software — http://www.tetrad.com/ (25.09.2004)

89. Watson D. Contouring: A Guide to the Analysis and Display of Spatial Data. Pergammon Press, Oxford, NY, 1992. — 208 p.

90. Wise S.M. The effect of GIS interpolation errors on the use of digital elevation models in geomorphology // Landform monitoring, modeling and analysis. Wiley, 1998, pp. 139-165.

91. Научный руководитель проекта д.т.н. профессор Марков Ь.Г. Исполнители проекта: Захарова А.А.? Козин Р.В., Кудиноа A.B.1. В.И. Бооисенко1. Ю.А. Секеоинw Н. Попов1. В .Д. Дергачевянваря2002 г.

92. Начальник Омской .едочной экспедиции1. УТВЕРЖДАЮ:1. АКТ ВНЕДРЕНИЯг. Омск1001.2002 г.1. Мы, нижеподписавшиеся:

93. Канушин Сергей Игоревич- ведущий программист,

94. Касьянов Евгений Васильевич- инженер- программист I категории

95. Бахарев Александр Арнольдович- начальник отряда

96. Научный руководитель проекта д.т.н., профессор Марков Н.Г. Исполнители проекта: Захарова A.A., Ковин Р.В.1. УТВЕРЖДАЮ:1. НИИГГиМС1. Шешков ?JM 2002 г.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯг. Томск2110.20021. Мы, нижеподписавшиеся:.

97. Крылов Олег Владимирович, заведующий лабораторией Геоинформатики;

98. Волощук Геннадий Михайлович, к.г.-м.н., доцент, научный консультант;

99. Научный руководитель проекта д.т.н., профессор Марков Н.Г.

100. УТВЕРЖДАЮ» Первый вице-президент1. ОАО «Востокгазпром»1. В.Г. Емешев2004 г.результатов НИОКР

101. Программное обеспечение корпоративной геоинформационной системы управления производством (1-я очередь).

102. Наполненные базы данных паспортной и оперативной технологической информации по службам ЛЭС и ЦПДС.

103. Векторные технологические схемы трубопроводов, обслуживаемых ОАО «Томскгазпром».1. От Заказчика

104. Начальник департамента информационных технологийи связи, д.т.н.

105. Начальник отдела корпоративной сети, к.т.н.1. П.М. Острасть1. От Исполнителя1. Ответственный исполнительх/д № 8-32/ и х/д № 8-21/03, к.т.н., доцент

106. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

107. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

108. Томский политехнический университет»

109. ИНСТИТУТ «КИБЕРНЕТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР»634034, г. Томск, ул. Советская, 84 Телефон: [phone]. ТелУфакс:(382-2) 42006 i

110. HcX.Jf./A&№ 32/36- с^-V/ (382-2)420718 НаМот

111. E-mail: [e-mail] WWW.cctpu.edu.ru1. СПРАВКА.

112. Зав. лабораторией ГИС ИКЦ ТПУ, ответственный исполнитель х/д № 8-32/02 и х/д № 8-21/03, К.Т.Н.

113. Зам. директора ИКЦ ТПУ по HP, д.т.н., проф.1. А.В. Кудинов1. ЩГ. Спицын