Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства Попов Семен Евгеньевич

Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства
<
Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Попов Семен Евгеньевич. Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.18 : Кемерово, 2005 159 c. РГБ ОД, 61:05-5/3737

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ информационных технологий в рамках их интеграции в единую виртуальную среду 11

1.1. Современные информационные технологии для задач горного производства 11

1.2. Обзор корпоративных архитектур распределенных объектов применительно к теме работы 14

1.3 Вопросы решения научно-технических задач в распределенном режиме.. 22

1.4 Выводы по главе 26

2. Научно-технические задачи, решаемые в рамках ВВЛ 28

2.1.Решение задач горного производства в рамках ВВЛ. Научная постановка проблемы 28

2.2. Примеры научно-технических задач и обоснование их решения в рамках ВВЛ 30

2.3.Выводы по главе 39

3. Концепция виртуально-вычислительных лабораторий 40

3.1.Формальный подход к решению задач в распределенном режиме 40

3.1.1. Основные элементы архитектуры распределенных приложений .NETRemoting 41

3.1.2. Процесс «сериализации/десериализации» объектов 47

3.1.3. Процедура «маршалинга» объектов 52

3.2. Интеграция научно-технических и программных средств, в рамках распределенной системы 64

3.2.1. Удаленное взаимодействие с интегрированными системами для горных предприятий 66

3.2.2. Интеграция систем доступа к картографической информации и расчетных модулей задачи на основе Интернет технологий 74

3.2.3. Организация и внедрение систем справочной документации и интерактивного обсуждения решений 81

3.3.Структурная UML-модель программного комплекса «Виртуальная вычислительная лаборатория» 86

3.4.Выводы по главе 98

4. Программная реализация системы 101

4.1. Серверная реализация на базе Интернет/Интранет технологий 101

4.2. Программная привязка расчетных модулей к объектам электронных карт 109

4.3. Решение нестандартных и геометрических задач ГИС 113

4.3.1. Модуль взаимодействия с интегрированными системами для горных предприятий ИЗ

4.3.2. Модуль взаимодействия с базами пространственных данных на основе Oracle Spatial 115

4.3.3. Модуль работы с картографической информацией в глобальных сетях 123

4.4.Специализированные модули ВВЛ 125

4.5.Модули задач 131

4.5.1. Модуль «Энтропийный анализ» 131

4.5.2. Модуль «Горное давление» 138

4.6. Программный комплекс «Виртуально-вычислительная лаборатория» 140

4.7.Выводы по главе 143

Заключение 145

Литература 149

Приложение

Введение к работе

Актуальность проблемы. Современные информационные технологии и компьютерные телекоммуникации открывают принципиально новые возможности формирования единого информационного пространства, обеспечивая поддержку научного сопровождения и решения сложных научно-технических задач горного дела.

В настоящее время за счет нарастания информационных потоков, усложнения горно-геологических и технологических условий и газодинамической обстановки возрастает потребность в объединении усилий ученых и производственников для решения комплекса предметных задач. Это требует объединения возможностей работы с распределенными базами данных и математико-вычислительными системами, ориентированными на решение научно-технических задач.

В угольной промышленности уже на протяжении 20 лет различными коллективами ученых (ИУУ СО РАН, ИГД СО РАН, ИГД УРО и др.) создаются базы данных и разрабатываются научно-исследовательские программы для решения широкого круга прикладных задач горного производства. В тоже время практически не предпринято усилий по их интеграции в единые системы с учетом ориентации на определенный круг прикладных задач и возможности совместного использования полученных научно-технических результатов.

Решение этой важной задачи заключается в создании виртуальных вычислительных лабораторий (ВВЛ) по предметным областям горного производства, которые интегрируют пространственно-распределенные информационные источники (базы данных, электронные карты, снимки и др.) и совокупность программных модулей, методов, задач и технологий, в рамках единыхраспределенных информационно-вычислительных сред.

Таким образом, создание виртуальных вычислительных лабораторий на принципах предметно-ориентированного единства вне зависимости от пространственного размещения информационных источников, методов и средств решения научно-технических задач, объектов и субъектов, взаимодействующих в процессах их решения является актуальной научной задачей, имеющей важное практическое значение, для разработки нового класса прикладных программных комплексов решения задач горного дела.

Целью работы является создание программного комплекса «Виртуальная вычислительная лаборатория» для решения научно-технических задач горного производства в условиях распределенности самих задач, информационных источников и программных средств, методов и технологий по их решению.

Идея работы базируется на архитектурах распределенных вычислительных доменов приложений (.NET Remoting) и их интеграции с распределенными базами данных, методами и модулями задач предметной области и предметными картографическими системами.

Задачи исследования:

Провести анализ основных программных средств и информационных технологий для горного производства и обосновать их применение и место в виртуальной распределенной среде для решения научно-технических задач.

Разработать методологические основы реализации системы распределенных вычислений в виде интеграционной виртуальной вычислительной среды.

Построить информационно-логическую модель виртуальной вычислительной лаборатории в виде объектно-связанных компонентов.

Разработать алгоритмы решения конкретных научно-технических задач в распределенном режиме и реализовать их в виде комплекса проблемно-ориентированных программ.

Исследовать возможности применения виртуальной вычислительной лаборатории для решения различных научно-технических задач.

Методы исследования: - метод унифицированных нотаций для разработки структурной UML- модели программного комплекса «Виртуальная вычислительная лаборатория»; — теория реляционных баз данных для создания баз пространственных данных на основе ORACLE Spatial; - объектно-ориентированный подход для программной реализации классов и методов системы; — теория объектно-ориентированных решений для распределенных систем и удаленных вычислений для внедрения возможности сетевого взаимодействия классов системы;

Основные научные положения, выносимые на защиту:

Сформулированные методологические требования к программному комплексу и решаемым в его рамках научно-техническим задачам создают необходимые и достаточные условия для реализации последнего в виде интегрированной, распределенной виртуальной вычислительной лаборатории.

Структурная модель виртуальной вычислительной лаборатории на стадии проектирования генерирует предметно-ориентированные комплексы программных модулей, адаптируемые к удаленным решениям прикладных задач горного производства в распределенной вычислительной среде.

Разработка программного комплекса на основе функциональной кластеризации компонентов и многоуровневого распределения, формирует общий алгоритм решения в удаленном режиме большинства научно-технических задач предметной области.

Программный комплекс «Виртуальная вычислительная лаборатория» обладает всеми необходимыми качествами и свойствами интеграционного пакета прикладных программ (распределенной информационной системы) со стандартными протоколами функционирования своих приложений (TCP и HTTP) и имеет встроенные механизмы внутреннего развития и внешнего расширения сферы применения.

Научная новизна заключается в следующем:

На базе виртуальной вычислительной лаборатории создана принципиально новая вычислительная среда, обеспечивающая интеграцию пространственно распределенных данных, программных алгоритмов решения задач горного производства и картографических систем.

Впервые создана структурная UML-модель предметно-ориентированной виртуальной вычислительной лаборатории.

Разработана новая методология привязки картографических «единиц горного производства» (шахта, скважина и т.д.) и реляционных единиц обрабатывающих вычислительных модулей прикладных задач, на базе, которой построен вычислительный программный комплекс взаимодействия с ГИС.

Создана объектно-ориентированная модель классов распределенных расчетных модулей, ориентированных на прикладную логику предметных задач.

Разработана программная среда-оболочка для интеграции и обслуживания расчетных модулей задач, ориентированных на предметную область (горное дело).

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием проверенных методов и теорий: теория объектно-ориентированного анализа и проектирования; классические методы объектно-ориентированного программирования; теория построения реляционных баз данных.

Гарантируется использованием проверенных технологий удаленного взаимодействия объектов: инфраструктуры .NET Framework и .NET Remoting.

Подтверждается устойчивой работой системы распределенных вычислений, развернутой в локальной сети передачи данных ИУУ СО РАН.

Личный вклад автора состоит: в исследовании и разработке интегрированной виртуальной вычислительной среды для решения научно-технических задач горного производства; в разработке структурной UML-модели виртуальной вычислительной лаборатории; в разработке ГИС-компонентов виртуальной вычислительной лаборатории на основе принципа «привязки» объектов электронных карт к расчетным модулям задачи; в исследовании и разработке удаленного доступа к пространственным данным, в рамках ВВЛ при распределенном решении задач ГИС; в исследовании и реализации возможности внедрения в расчетный кластер ВВЛ интегрированных систем для горного производства сторонних разработчиков, как вспомогательных компонентов.

Практическая значимость: - Разработана методика построения виртуальных вычислительных лабораторий, позволяющая интегрировать разнородные программные средства решения научно-технических и производственных задач и пространственно распределенные картографические и реляционные хранилища данных. г - Разработаны унифицированные модули ВВЛ, которые могут быть использованы для развития программного комплекса в направлении создания программных решений новых научно-технических задач, как горного производства, так и других предметных областей.

ВВЛ обеспечивает доступность удаленных информационных массивов для угольных предприятий и научных учреждений в динамическом режиме, тем самым, позволяя получать и использовать их в качестве исходных данных для решения своих задач.

Разработанный на базе ВВЛ распределенный ГИС-сервер позволяет организовать в локальной сети передачи данных ИУУ СО РАН динамический доступ к электронным картам и решение на их основе пространственных задач ГИС.

Реализация работы. Разработан и внедрен в среду локальной сети передачи данных ИУУ СО РАН распределенный ГИС-сервер. Разработан программный комплекс ВВЛ в виде расчетных модулей задач энтропийного анализа и расчета горного давления; универсальный распределенный модуль доступа к источникам данных (СУБД ORACLE, Microsoft SQL Server, Microsoft Indexing Services, Microsoft Access и др.), модуль маршрутизации вызовов к web-сервисам, модуль безопасности вызовов к web-сервисам на основе Х.509 сертификатов. Модули реализованы и функционируют в рамках СПДИУУСОРАН.

Апробация работы. Основное содержание работы, а также отдельные ее положения докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях: Информационные недра Кузбасса (г. Кемерово, 2004), Информационно-вычислительные технологии в фундаментальных и прикладных физико-математических исследованиях (ИВТН-2004, г. Москва, 2004), Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании ВИТ-2004 (Казахстан, г. Алма-Ата, 2004), Рабочее Совещание "Распределенные информационно-вычислительные ресурсы и математическое моделирование" (Академгородок, г. Новосибирск, 2004), f" Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности (г. Кемерово, 2004), Научная сессия Кемеровского научного центра СО РАН (г. Кемерово, 2005), Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности (г. Кемерово, 2005).

Во Введении дано обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы цели и идея работы, задачи и методы исследования, научная новизна, практическая значимость работы и положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан анализ информационных технологий в рамках их интеграции в единую виртуальную среду. Приводится классификация компьютерных технологий для горного производства и реферативный обзор корпоративных архитектур распределенных объектов. Рассматриваются вопросы решения научно-технических задач в распределенном режиме.

Во второй главе речь идет о типах задач решаемых в рамках виртуальной вычислительной лаборатории. Рассматриваются примеры таких задач и определяются их основные свойства в рамках ВВЛ. 4, В третьей главе определяется формальный подход к решению научно- технических задач в рамках ВВЛ, в котором рассмотрены основные элементы архитектуры распределенных объектов .NET Remoting, Показаны и обоснованы алгоритмы интеграции сторонних программных компонентов для горного производства в виртуальную среду, а также, возможности online-обсуждения результатов решения. Построена концептуальная модель программного комплекса ВВЛ.

В четвертой главе приводится программная реализация системы. Дано описание различных модулей системы, с точки зрения их функционирования в средах Интернет и Интранет. Дано обоснование программного комплекса ВВЛ на основе его программной реализации, как интегрирующей мульти-компонентноЙ распределенной системы.

В приложении 1 приведен полный вариант UML-проекта ВВЛ.

Обзор корпоративных архитектур распределенных объектов применительно к теме работы

Распределенные объектные технологии в течение последнего десятилетия достигли высокого уровня развития [1]. В связи с этим в различных областях сферы деятельности человека появляются программные решения, ориентированные на технологии такого уровня. Большой рынок занимают распределенные комплексы, предназначенные для управления банковскими системами (обслуживание банкоматов, системы перевода денежных средств и так далее). Системы, работающие в сфере интерактивного развлечения (компания Hong Kong Telecom Interactive Multimedia Services, предоставляющая службу «видео по требованию», которая позволяет брать напрокат фильмы в электронном виде). Появились распределенные системы для управления данными о продукции, планирования ресурсов предприятия и компьютерного планирования проектов (компания «Боинг», обслуживающая свои базы данных с конструкторской документацией при помощи таких систем). Отметим что, под распределенными системами (PC) обычно понимают программные комплексы, составные части которых функционируют на разных компьютерах в сети. Эти части взаимодействуют друг с другом, используя ту или иную технологию различного уровня — от непосредственного использования сокетов TCP/IP до технологий с высоким уровнем абстракции, таких как RMI, CORBA, DCOM/COM+ или .NET Remoting. Последние, в свою очередь, базируются на принципе проксирования клиентских запрос и маршалинга вызываемых объектов через границы вычислительных доменов. Формальное описание данного процесса будет рассмотрено в главе 3. «Концепция виртуально-вычислительных лабораторий». Далее приводится реферативный обзор наиболее распространенных архитектур распределенных объектов. Вызов удаленных процедур (RPC)

Идея вызова удаленных процедур (Remote Procedure Call - RPC) состоит в расширении хорошо известного и понятного механизма передачи управления и данных внутри программы, выполняющейся на одной машине, на передачу управления и данных через сеть. Средства удаленного вызова процедур предназначены для облегчения организации распределенных вычислений. Наибольшая эффективность использования RPC достигается в тех приложениях, в которых существует интерактивная связь между удаленными компонентами с небольшим временем ответов и относительно малым количеством передаваемых данных. Такие приложения называются RPC-ориентированными. Характерными чертами вызова локальных процедур являются: Асимметричность, то есть одна из взаимодействующих сторон является инициатором; Синхронность, то есть выполнение вызывающей процедуры приостанавливается с момента выдачи запроса и возобновляется только после возврата из вызываемой процедуры.

Данная технология имеет огромное количество недостатков, которые не позволяют рассматривать ее как одну из основных архитектур для создания распределенных систем. Вот основные из них: RPC не поддерживает разделяемую память, следовательно передаваемые параметры не должны содержать указателей на ячейки нетекстовой памяти, это вовсе не приемлемо, так как в некоторых задачах требуется передавать целые массивы объектов различной природы; в реализации RPC участвуют как минимум два процесса - по одному в каждой машине, следовательно, если один из них аварийно завершится, могут возникнуть следующие ситуации: при аварии вызывающей процедуры, удаленно вызванные процедуры станут "осиротевшими", а при аварийном завершении удаленных процедур станут "обездоленными родителями" вызывающие процедуры, которые будут безрезультатно ожидать ответа от удаленных процедур; неоднородность языков программирования и операционных сред: структуры данных и структуры вызова процедур, поддерживаемые в какомлибо одном языке программирования, не поддерживаются точно так же во всех других языках.

Примеры научно-технических задач и обоснование их решения в рамках ВВЛ

Идея метода заключается в отображении и анализе функциональных характеристик промышленных предприятий в пространстве состояний путем моделирования функциями энтропийного типа. Целью метода является выявление скрытых особенностей функционирования и специфических сочетаний свойств промышленных объектов с неоднородной структурой. Идея метода заключается в следующем; выборка произвольных и неоднородных данных преобразуется и отображается в пространстве состояний, где определены фундаментальные критерии, например, критерий устойчивости [4]. В данном методе решаются 2 типа задач. 1. Прямая задача. Определение видов состояния объекта и его структурных элементов по комплексу технологических, технических, экономических, экологических и социальных показателей. Отличительная особенность метода: функциональное преобразование выборки данных максимально использует всю содержащуюся в ней информацию. Наличие априорной информации для сравнения не является обязательным условием. 2. Обратная задача анализа. Определение для каждого элемента специфических свойств - достоинств и недостатков отличающих его в структуре сложного объекта. Разновидностью задачи является системный аудит — выявление аномалий свойств и диспропорций показателей. Отличительная особенность метода: в пространстве состояний удается совместить показатели разной размерности и природы без эмпирических допущений.

В качестве объектов энтропийного анализа выступают промышленные предприятия, их производственные и территориальные объединения и другие структуры, состоящие из плохо упорядоченного и неформализованного комплекса элементов отдельных работников, бригад участков, цехов и т.п. Практическими приложениями данного метода являются следующие постановки задач: анализ структуры затрат (структуры себестоимости) в связи с валовыми показателями и характеристиками условий; анализ ограниченных ресурсов («узких мест») в сложных объектах; системный аудит сложных объектов — выявление диспропорций показателей, в том числе преднамеренных и т.д. [4].

Взаимодействие конечных компонентов ВВЛ, в рамках задач «Энтропийного анализа» представлено на рисунке 2.1., пунктиром показаны второстепенные модули в контексте данной задачи.

Данные для анализа, проведения расчетов и построения фазовых диаграмм извлекаются из заранее сформированных расчетных матриц, хранящихся в виде таблиц в базе данных. Конечный пользователь (предприятие-заказчик) формирует свои расчетные матрицы в электронном виде посредством выбора показателей и объектов. Формальный расчет координат точек фазовых портретов не представляет сложности и не является ресурсоемким процессом, но отличительной чертой такого взаимодействия является возможность организации научного обсуждения полученных результатов. В большинстве случаев результаты решение вышеописанных задач энтропийного анализа представляются в нетривиальном графическом виде, требующем научного исследования по интерпретации полученных результатов, их конкретизации и объектно-ориентированной трактовке. Научное сопровождение результатов должно выполняться независимыми экспертами, что позволит сформировать объективную оценку состояния того или иного предприятия. Следовательно, вполне обоснована необходимость в разработке системы, которая позволила бы проводить удаленный расчет задач энтропийного анализа и организовывать интерактивное общение сторон (предприятие — научное учреждение — независимые эксперты) по обсуждению результатов.

Интеграция научно-технических и программных средств, в рамках распределенной системы

Как было сказано выше, ВВЛ является открытой и географически распределенной системой. Под открытостью понимается возможность добавления и изменения компонентов системы, а под распределенностью их взаимодействие в локальных и глобальных вычислительных сетях. Сразу отметим, что открытость ВВЛ носит ограниченный характер, в том смысле, что добавляемые модули должны строго удовлетворять следующим требованиям: поддержка открытых стандартов - XML"HSOAP, поддержка сериализации и маршалинга удаленных объектов через границы доменов приложений, поддержка технологий OLE или ActiveX, либо возможность вызова API функций объекта, либо возможность взаимодействия на уровне командной строки.

Исходя из этих требований, составим условия интеграции и/или взаимодействия сторонних компонентов с ВВЛ в виде блок-схемы.

Формируя такие условия, мы выделяем класс систем, которые, с одной стороны, способны решать производственные и научно-технические задачи, обозначенные ранее в рамках ВВЛ, а с другой, имеют инструментальную базу и техническую возможность интеграции их в виртуальную среду, позволяющую работать удаленно и независимо от конечного пользователя. Тем самым, программируя ВВЛ с учетом этих условий, мы поглощаем широкий спектр научно-технических задач предметной области и расширяем возможности для дальнейшего развития нашего программного комплекса.

В следующем подразделе рассматриваются различные аспекты внедрения в виртуально-вычислительную лабораторию некоторой функциональности программного комплекса типа DataMine-систем, за счет обеспечения поддержки OLE-автоматизации и технологий ActiveX совместно со средствами инфраструктуры .NET Framework. Мы рассмотрим «ветку» блок-схемы связанной с внедрением объектом ActiveX OLE-Automation. Так как остальные варианты развития событий идентичны и сводятся к процессу создания оболочки стороннего компонента в виде уровня BusinessRules Layer и организации программной логики задачи.

В главе 1 «Анализ информационных технологий в рамках их интеграции в единую виртуальную среду» был приведен расширенный список интегрированных систем для горного производства. В большинство из них добавлена поддержка технологии OLE-автоматизации, позволяющая разработчикам писать свои приложения, принимая большую часть функциональности из этих систем.

OLE-автоматизация - это механизм обмена информацией между процессами (interprocess communications, IPC) в среде Windows, с помощью которого одна прикладная программа или компонент может управлять другой или автоматизировать (automate) ее. Система OLE-автоматизация отличается от высокопроизводительных программ IPC, предусмотренных в Win32, поскольку она обеспечивает лишь выполнение базовых функций, позволяющих связываться и обмениваться информацией обособленным программным модулям. Задача же разработчика - назначить имена межпрограммных интерфейсов и указать способы их использования. И в то время, как высокопроизводительные программы IPC могут работать лишь с API Win32 (и следовательно, с Windows NT, Windows 95 и Win32s), система OLE-автоматов полностью совместима со всеми Windows-средами, в том числе Windows 3.1 [11].

Каждый объект-автомат имеет один интерфейс IDispatch. Назначение IDispatch - и, следовательно, OLE-автоматизации - позволить Windows-программам представить свои функции и данные в форме методов автоматизации и свойств, которые объединяются в логические блоки, известные как объекты-автоматы. Программа или компонент, которые предоставляют такие объекты, служат сервером-автоматом. Компонент, использующий такие объекты, называется клиентом-автоматом. OLE-программы связываются и обмениваются информацией через СОМ, следовательно, клиент-автомат будет вызывать интерфейс прикладного программирования OLE API, чтобы приказать СОМ сделать следующее. Запустить соответствующий сервер-автомат. Заставить этот сервер создать экземпляр класса-генератора (class factory). Заставить класс-генератор создать экземпляр конкретного объекта-автомата. Передать в вызывающую процедуру указатель на интерфейс IUnknown вновь созданного объекта.

С помощью метода IUnknown: :QueryInterface клиент-автомат может получать указатели на другие интерфейсы, которые предоставляет сервер-автомат. Клиент-автомат может использовать метод IUnknown:: Query Interface для доступа к интерфейсу IDispatch объекта-автомата. С помощью этого интерфейса клиент-автомат может обращаться к объекту-автомату через настраиваемый интерфейс, состоящий из методов и свойств, предоставляемых сервером. Таким образом, разработчик сервера-автомата имеет возможность создавать настраиваемые интерфейсы OLE, которые можно предоставлять в распоряжение других программ или компонентов.

Программная привязка расчетных модулей к объектам электронных карт

На основе изложенной методики «привязки» расчетного модуля к картографической единице, был разработан модуль решения нестандартных задач, а именно ГИС-анализа данных. Модуль построен на основе OLE компонентов прикладного пакета Surfer 8, позволяющий проводит анализ данных методом кригинга. Привязка осуществляется по выбранному слою. На основе его уникального идентификатора подключается grid-файл данных, который предается в метод AddSurface открытого объекта Shapes экземпляра приложения Surfer 8 Application. На стороне сервера происходит обработка grid-файла и представление результатов в виде трехмерной поверхности.

Опционально, пользователь может подключить собственный файл данных, на основе которого будет создан grid-файл. Ниже представлен пример работы модуля решения задач ГИС-анализа данных (рисунок 4.21). Интернет, а также расширить функциональность ГИС-сервера, за счет «привязки» данного модуля к слоям тематических карт. Решение геометрических задач ГИС строилось на основе системы хранения и доступа к пространственным данным Oracle Spatial. Oracle Spatial предоставляет SQL-схему и функциональность, которые способствуют хранению, получению и изменению пространственных данных в Oracle9i. Spatial состоит из следующих компонентов: Схема (MDSYS), которая предопределяет хранение, синтаксис и семантику поддерживаемых геометрических типов данных. Механизм пространственного индексирования. Набор операторов и функций для выполнения пространственных запросов и аналитических операторов Набор административных утилит. Oracle Spatial позволяет работать не только с географическими данными, то есть данными, характеризуемыми такими понятиями как долгота и широта, но и с данными, получаемыми из систем типа CAD и САМ. Oracle Spatial поддерживает объектно-связанную модель, представляющую геометрию объектов. Объектно-связанная модель использует таблицу с единственным столбцом MDSYS.SDO_GEOMETRY и с единственной строкой для каждого геометрического объекта. Преимущества использования объектно-связанной модели заключаются в следующем: Поддержка большого числа геометрических типов, включая дуги, окружности, составные многоугольники, составные линии, строки и оптимизированные прямоугольники; Легкость создания и поддержки индексов и исполнение пространственных запросов; Поддержка индексов сервером базы данных; Геометрия моделируется в единственной строке и в единственном столбце для каждого пространственного объекта; Оптимальная производительность. Геометрический объект в таблице с пространственными данными имеет следующую схему: SDOJSRID - идентификатор координатной системы. Все слои ГИС-сервера загружались в пространственную базу данных в системе широта/долгота (WGS 84). SDOPOINT — указывает на то, что геометрический объект является точкой. Задаются тремя координатами в выбранной системе координат. Имеет следующий формат SDO_POINT(X, Y, 2) SDO_ELEM_JNFO — содержит изменяющийся в зависимости от типа геометрии массив параметров, которые указывает на то, как интерпретировать набор точек в параметре SDOORDINATES. Имеет следующий формат SDO_ELEM_INFO(SDO_STARTING_OFFSET, SDO_ETYPE, SDOJNTERPRETATION), где

Похожие диссертации на Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства