Реферат
Пояснительная записка 76 страниц, 24 рисунка, 4 таблицы, 22 литературных источника, 7 приложений.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, СШивка, РЕДАКТИРОВАНИЕ, ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ, c#, .NET FRAMEWORK, VISUAL STUDIO.
Целью проекта является разработка программного обеспечения для сшивки и редактирования топографических карт.
В первом разделе дипломного проекта приведён аналитический обзор литературы по картографии, произведён обзор существующих технологий и программных средств, выполнен патентный поиск.
Во втором разделе производится разработка программной среды.
В третьем разделе приведено обоснование технических приемов программирования.
В четвертом разделе приведено руководство пользователя.
В пятом разделе приводится расчет экономических параметров и себестоимость программного обеспечения.
В шестом разделе дипломного проекта содержатся требования по охране труда и безопасности жизнедеятельности.
В заключении приведены результаты проделанной
работы.
Введение
В настоящее время огромное значение придается развитию программного обеспечения в различных отраслях. Развитие программного обеспечения означает значительное упрощение работ, повышает эффективность производства, и т.д. В картостроении применяются различные приемы и технологии. Все они основаны на получении изображения топографических карт с помощью различных графических редакторов. Получение карты является последовательным многоступенчатым процессом. Карты могут создавать различные разработчики, и даже различные коллективы. В результате, очевидно, возникает проблема сшивки топографических карт. Если необходимо сшить 1-2 фрагмента карты, то вполне допустимы стандартные графические редакторы. Однако когда таких фрагментов десятки, а иногда и тысячи, необходимо явно автоматизировать этот процесс. То есть окончательная обработка работы всего коллектива может быть замедленна в случае отсутствия такого автоматизированного средства. топографический карта программный автоматизированный
Целью данного диплома является создание программного продукта, который позволит сшивать и редактировать топографические карты. Входными параметрами программы должен служить набор топографических карт. Формат топографических карт может быть таким как jpg, png, bmp. Программа должна предоставить возможность автоматизированной сшивки карт путем анализа изображения, так же интерфейс программы должен позволять добавлять и удалять с карты топографические знаки, возможность как загрузки карт, так и сохранения конечного результата. Сохранение карт должно быть реализовано в форматах jpg, png, bmp и полностью совместимо с современными графически пакетами Photoshop и CorelDrow.
Аналитический обзор литературы
Картография является одной из древнейших наук. Естественно, обзор литературы был бы неполным, если бы в нем не рассматривались работы древних ученых.
Современная картография подразделяется на ряд дисциплин: картоведение, математическую картографию, картометрию, проектирование и составление карт, редактирование карт, оформление карт, издание карт [1]. Картография тесно связана со многими науками. Цикл географических наук вооружает картографию знаниями, и сегодня картографию трудно представить без тесного взаимодействия с аэрокосмическим зондированием, геоинформатикой и телекоммуникацией [2]. Электронные карты и атласы, трехмерные картографические модели, космофотокарты и другие геоизображения стали привычными средствами исследования для географов, геологов, экологов и других специалистов в науках о Земле и смежных социально-экономических отраслях знания [3]. Особенно тесная связь существует между картографией и геодезией [4]. Геодезия изучает форму и размеры земного эллипсоида, создает плановую и высотную основу топографических карт, а, следовательно, и географических карт. В то же время, в зависимости от задач картографирования, устанавливается программа построения геодезических сетей, определяются требования к их точности и к методике производства работ. Картография активно развивается во многих направлениях. Постоянно расширяется тематика карт, разрабатываются карты нового типа, совершенствуются методы их исследования в научной и практической деятельности. Например, в связи с возрастающей ценностью земель быстро завоевывают признание карты использования земель, или кадастровые карты, показывающие размещение угодий различного хозяйственного использования. Эти карты предназначаются для обеспечения организации эффективного использования и охраны сельскохозяйственных, лесохозяйственных и городских земель при планировании производства, мелиорации земель и решении других народнохозяйственных задач [5].
Новым направлением в развитии современной
картографии является геоинформационное картографирование - автоматизированное
создание и использование карт на основе ГИС (геоинформационных систем), баз
картографических данных и знаний.
Геоинформационное картографирование
Суть геоинформационного картографирования составляет информационно - картографическое моделирование геосистем. Наиболее важными характерными чертами данного вида картографирования являются:
высокая степень автоматизации, опора на базы картографических данных и базы географических знаний;
системный подход к изображению и анализу геосистем;
создание изображений новых видов и типов (электронных карт, трехмерных компьютерных моделей и др.);
применение новых графических средств и дизайна;
оперативность, приближающаяся к реальному времени; преимущественно проблемно-практическая ориентация картографирования, нацеленная на обеспечение принятия решений [6].
Универсальное и наиболее распространенное средство для создания ГИС ARC/INFO служит для обеспечения компьютерного картографирования и оперативного принятия решений. Оно работает с любыми видами информации, имеющей привязку к территории. С помощью ARC/INFO можно легко получить в цифровой форме любую карту, схему, видеоизображение или рисунок, ввести табличные, статистические и другие тематические данные, привязанные к объектам карты. ARC/INFO позволяет работать с сериями карт, накладывая одну карту на другую, и проводить их сопряженный анализ, создавать «твердые» копии необходимых карт и схем.
Упрощенная версия ARC/INFO - Arcview - поддерживает внутренний формат SHAPE и внутренний язык программирования AVENUE. Но при использовании этой системы для больших по объему слоев проявляется эффект процессорозависимости, т. е. нужно иметь мощные ресурсы процессора и памяти, чтобы эффективно работать с ней. В ее поставку входят дополнительные модули для анализа геоинформационных данных 3D-Analyst и SpatialAnalyst.
Полнофункциональная оболочка географических информационных систем среднего класса ATLAS GIS содержит все обычные средства ввода, редактирования и печати/рисования карт, развитые презентационные средства (полное управление цветами и штриховками, создание и редактирование символов, многочисленные вставки, тематическое картографирование, бизнес-графику). Кроме того, она поддерживает работу с растровыми проектами (растровые подложки), позволяет группировать данные по географическому признаку, создавать буферные зоны, специальные средства обработки данных, основанные на библиотеке встроенных функций и операторов, развитые функции импорта и экспорта данных в другие форматы.
При разработке ГИС-приложений среда разработки Maplnfo Professional обеспечивает доступ к базам данных Oracle8i, хранилищам данных на сервере и управление ними, создание тематических карт, создание и запись SQL-запросов. Кроме того, эта среда разработки поддерживает растровые форматы, включая BMP, JPG, TIFF, MrSID, имеет универсальный преобразователь для форматов AutoDesk, ESRI и Intergraph. Начиная с версии 6, обеспечивается поддержка Интернета и трехмерных изображений, а также усовершенствованы средства геокодирования информации.
Еще одна популярная среда разработки AutoCAD Map обладает всеми инструментами программы AutoCAD 2000, а также специализированными возможностями для создания, отслеживания и производства карт и географических данных. Она позволяет работать с широким спектром файловых форматов и типов данных, обеспечивает возможность связи с базами данных и включает основные инструменты ГИС-анализа. Используя AutoCAD Map, можно связывать карты с ассоциативными базами данных, добавлять данные в карты и делать их более интеллектуальными, чистить карты, строить узловую, сетевую и полигональную топологию для анализа, создавать тематические карты с легендами, работать с существующими данными карты в других системах координат и файловых форматах, импортировать данные из других CAD и ГИС-систем, экспортировать данные в другие форматы, распечатывать карты и атласы.
Главными преимуществами российской системы GEOGRAPH-GE-ODRAW является функциональность и невысокая цена. Она состоит из трех основных модулей:
Geograph (модуль конечного пользователя, фактически - это просмотрщик);
Geodraw (векторный топологический редактор);
Geoconstructor (средство разработки приложний).
Программный комплекс GeoCad Systems предназначен для разработки и последующего операционного обслуживания информационных систем целевого (преимущественно, кадастрового) назначения конечного пользователя. Модули управления базами данных этой системы реализованы в среде MS Access, предоставляющей пользователям мощный инструмент разработки и адаптации клиент-приложений системы.
Для обработки графической информации объектов (отображения метрических данных и их графического редактирования) в комплект модульной многоцелевой кадастровой системы Geocad System входит специализированный модуль CPS Graph. Он является неотъемлемой частью.
ГИС ИнГЕО - система, в которой пользователь сам может конструировать библиотеки любых векторных символов, линий, заливок. Это наиболее эффективная ГИС для создания топопланов масштаба 1:10000 - 1:500. Она имеет развитую инструментальную систему в технологии lnternet\lntranet, с помощью которой пользователь может самостоятельно строить сложнейшие реляционные таблицы семантических данных картографических объектов. ИнГЕО имеет мощную кадастровую надстройку - систему ИМУЩЕСТВО и систему МОНИТОРИНГ.
Система TopoL представляет собой универсальную ГИС, применимую во многих отраслях для решения разнообразных прикладных задач. Она позволяет выполнять весь комплекс работ по созданию, редактированию, анализу и использованию цифровых карт местности. Ее вариант TopoL-L предназначен для лесхозов и лесоустройства.
Интерфейс программы ориентирован на отраслевые задачи, отличается простотой и функциональностью. Стандартное меню исходного программного продукта отсутствует. Меню содержат только те пункты, которые необходимы пользователю.
Развитие Интернета не обошло стороной и
картографию. Так, картографическое ПО для Интернета позволяет публиковать
готовые тематические карты во Всемирной сети. Серверные картографические
приложения, разработанные для внедрения интерактивных карт в Интернете, имеют
широкий набор картографических функций. Одним из таких программных продуктов,
предназначенных для публикации и сопровождения картографической информации в
Интернете, является MapXtreme - сервер картографических приложений, созданный
корпорацией Maplnfo. Открытая архитектура MapXtreme работает с любым
Web-сервером и не нуждается в дополнительных plugins, что позволяет
использовать любые браузеры на ПК или рабочих станциях UNIX. Еще один продукт
этой корпорации, MapXsite, позволяет достаточно легко встраивать в Web-страницы
картографическую информацию.
Обзор C#
В данной дипломной работе для проектирования редактора карт использовался язык программирования C#. При этом были затронуты такие темы как объектно-ориентированное программирование, а так же использование графики и классов, с ними связанных.
Наиболее полно информация о классах описывается в книге «С# 2005 и платформа .Net 3.0» .Книгу отличает простой и доступный стиль изложения, изобилие примеров и множество рекомендаций по написанию высококачественных программ. Подробно рассматриваются такие вопросы, как основы языка программирования C#, организация среды .NET, работа с данными, написание Windows и Web-приложений, взаимодействие через сеть, создание Web служб и многое другое. Немалое внимание уделено проблемам безопасности и сопровождения кода. Тщательно подобранный материал позволит без труда разобраться с тонкостями использования Windows Forms и построения Web страниц [7].
Однако кроме основ построения кода, так же необходимо просматривать готовые решения. Это позволяет значительно повысить скорость разработки а так же повышает опыт программиста. Книга Климова А.П. «С# советы программистам» [8] представляет собой сборник советов, алгоритмов и готовых примеров программ на языке С# в среде MS Visual Studio 2005/2008 из различных областей: работа с формами и элементами управления, папками и файлами, мышью и клавиатурой, мультимедиа и графикой, использование технологий WMI и WSH, взаимодействие с MS Office и другими приложениями, работа в локальной сети и Интернете, особенности использования функций Windows API и др. Так же дополнительно в продолжение темы готовых решений представлена книга «Visual C# в задачах и примерах» [9]. Книга представляет собой сборник программ и задач для самостоятельного решения. Примеры различной степени сложности - от простейших до приложений работы с графикой и базами данных - демонстрирует назначение базовых компонентов, раскрывает тонкости разработки Windows Forms в Microsoft Visual C#. Уделено внимание использование технологии LINQ. Справочник, входящий в книгу содержит описание базовых компонентов, событий, исключений, и наиболее часто используемых функций.
Примеры работ с графическими приложениями освещено в книге Абрамяна М.Э «Visual C# на примерах» [10]. Книга содержит подробное описание 32 проектов, демонстрирующих различные аспекты создания Windows-приложений для платформы Net Framework. Рассматриваются оптимальные приемы разработки программ, управление событиями, механизм обработки исключений, особенности консольных и MDI приложений. Детально описываются основные компоненты библиотеки Windows Forms и классы, входящие в графическую библиотеку GDI+. Демонстрируются примеры работы с клавиатурой и мышью, а так же дополнительные возможности NET- приложений, в том числе реализация режима Drag&Drop, работа с реестром Windows и др.
Работу с файлами и файловыми системами прекрасно
описал Михаил Фленов в своей книге «Библия C#». Книга имела такой значительный
успех, что претерпела 2 издание. Материал книги сопровождается большим
количеством практических примеров. Подробно описывается логика выполнения
каждого участка программы. Во второе издание внесены исправления и добавлена
глава по сетевому программированию [11].
Патентный поиск
В ходе проведения патентного поиска было найдено несколько патентов на смежную с разрабатываемым программным обеспечением (ПО) тему.
Найденные результаты:
) «Устройство, способ и программное обеспечение для обработки изображений с увеличением резкости» (RU 2456670 C2) - патент на полезную модель;
) «Способ оценки качества изображения, способ формирования документа, компьютерный программный продукт, пользовательский интерфейс, файл данных и электронное устройство» (RU 2437154 С2) - патент на полезную модель;
) «Устройство обработки информации, компьютерный
программный продукт и способ управления отображением» (RU 2011134146A) - заявка
на изобретение.
Выводы