ИНТЕРАКТИВНЫЙ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2015 года по МПК G06F17/00 

Заявляемое изобретение относится к информационным системам, а именно к геоинформационным системам, и предназначено для оперативного информационно-аналитического обеспечения процессов принятия решений при управлении территориально-распределенными объектами.

В современных условиях при управлении территориально-распределенными объектами чрезвычайно актуальным является обеспечение возможности оперативного принятия эффективных коллективных управленческих решений.

Базой, обеспечивающей возможность объективной оценки и анализа всех факторов с целью принятия эффективного и своевременного решения, является полная, достоверная и актуальная информация обо всем множестве оперативных элементов и связях между ними, то есть информация о текущей ситуации, предоставляемая современными геоинформационными системами мониторинга и управления пространственно-распределенными объектами.

Современные геоинформационные системы (ГИС) относятся к программно-аппаратным комплексам, позволяющим хранить, отображать, имитировать, анализировать информацию на основе ситуационной модели.

В настоящее время на создание систем геоинформационного управления, обеспечивающих информационно-аналитическую поддержку принятия управленческих решений, направлены исследования и разработки многих российских и зарубежных компаний.

Известна система объективного контроля ситуации [патент РФ №28927 U1, МПК G05B 19/00, дата публикации: 20.04.2003, патентообладатель: ЗАО «Дженерал телеком»], относящаяся к геоинформационным системам и направленная на обеспечение возможности оперативного принятия объективного решения в кризисной ситуации.

Известная система ситуационного контроля содержит центр объективного контроля, средства контроля, размещенные на объектах наблюдения, и средства двухсторонней связи, являющиеся интерфейсной системой пользователя и соединяющие средства контроля с интерфейсом оборудования центра объективного контроля. В состав центра объективного контроля входит рабочий зал, оборудование которого содержит компьютер, средство отображения информации - мультимедиа-проектор с экраном и настенный экран. Также в состав центра объективного контроля входит ситуационная комната, оборудование которой содержит индивидуальный экран, подключенный к оборудованию рабочего зала, и средства двухсторонней связи с рабочим залом. Средства контроля, объединенные в блок подготовки информации, содержат блок формирования телеметрической цифровой информации, блоки указания координат объекта и текущего времени, а также блок создания видеоизображения объекта.

В центр объективного контроля поступает информация о состоянии объекта. При возникновении кризисной ситуации персонал рабочего зала регулирует устранение проблемы в рамках своих компетенции. Специалисты ситуационной комнаты подключаются к решению проблемы в более сложных ситуациях, соответствующих их квалификации и полномочиям. От оборудования рабочего зала на экран ситуационной комнаты поступает вся информация о сложившейся ситуации. Для корректировки поступающей на экран информации, а также для передачи персоналу рабочего зала выработанного в ситуационной комнате решения используется система двухсторонней связи.

Известная система объективного контроля ситуации направлена на обеспечение возможности оперативного принятия управленческих решений и позволяет исключить загрузку специалистов ситуационной комнаты, обладающих более высокими полномочиями и квалификацией, анализом проблемы, решение которой возможно персоналом рабочего зала. При возникновении ситуации, требующей вмешательства специалистов более высокой квалификации, на индивидуальный экран ситуационной комнаты выводится вся информация, получаемая со средств контроля, которая может быть скорректирована персоналом рабочего зала по запросам специалистов. При этом специалисты ситуационной комнаты не имеют возможности формирования прямых запросов на вывод информации, получаемой со средств контроля объекта, что снижает оперативность предоставляемой информации при анализе кризисной ситуации.

Кроме того, в качестве недостатка известной системы следует отметить ее ограниченные функциональные возможности, так как она не позволяет получать по запросам специалистов дополнительные сведения (детализированную информацию) об объекте помимо тех, которые поступают от средств контроля, установленных на объекте, что не обеспечивает достаточной полноты информации об объекте в процессе анализа ситуации и принятия управленческого решения.

В качестве технического решения, наиболее близкого к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков, предлагается выбрать геоинформационную систему ситуационного анализа [патент РФ №92976 U1, МПК G06F 17/00, дата публикации: 10.04.2010, патентообладатель: СПбГУП «Санкт-Петербургский информационно-аналитический центр»], предназначенную для оперативного информационно-аналитического обеспечения процессов поддержки принятия управленческих решений и обеспечивающую возможность централизованного управления доступом.

Известная геоинформационная система содержит подсистему управления атрибутивными и пространственными данными, включающую блок подготовки информации - блок просмотра данных, служащий для формирования пользовательских запросов, обеспечивающий отображение данных и возможность их редактирования, а также соединенный с ним блок предоставления доступа, служащий для авторизации.

В состав ГИС также входит подсистема просмотра пространственных и атрибутивных данных через Web-интерфейс, включающая блок просмотра данных, позволяющий формировать пользовательские запросы и обеспечивающий просмотр результатов поиска, содержащий пользовательский интерфейс и средство отображения информации и соединенный с блоками предоставления доступа и преобразования пространственных данных.

Также в состав ГИС входит подсистема хранения и управления данными, содержащая блок хранения пространственных и атрибутивных данных, связанный с блоком просмотра данных подсистемы управления (блоком подготовки информации) и с блоком преобразования пространственных данных подсистемы просмотра. Также в состав подсистемы хранения и управления данными входят связанные между собой блок хранения служебных данных и блок управления служебными данными, при этом и блок хранения, и блок управления связаны с блоком предоставления доступа подсистемы управления.

Блок управления служебными данными после ввода авторизационных параметров запрашивает блок предоставления доступа. В случае наличия прав доступа пользователю доступен блок управления служебными данными, а также пространственные и атрибутивные данные для их просмотра, редактирования (модификации, добавления, удаления), поиска и анализа.

Однако известная геоинформационная система ситуационного анализа, обеспечивающая централизованное управление доступом и возможностью множественной привязки данных с целью оперативного информационно-аналитического обеспечения процессов поддержки принятия управленческих решений, имеет ограниченные функциональные возможности, так как не обеспечивает получение информации из базы данных по комплексным (общим и детализированным) запросам пользователя, являющегося лицом, принимающим решения, а также не обеспечивает возможности одновременного представления общей и детализированной информации на соответствующих средствах отображения информации. Реализация указанной возможности позволит обеспечить более оперативное и полное представление информации при осуществлении интерактивного взаимодействия пользователя с программно-аппаратным комплексом в процессе анализа ситуации и принятия управленческих решений.

Заявляемое изобретение направлено на расширение функциональных возможностей данного класса информационных систем, что позволяет осуществить реализацию интерактивного режима работы геоинформационного комплекса, при котором обеспечивается возможность одновременного представления общей и детализированной (частной) информации об объекте управления на соответствующих средствах отображения информации. Реализация в заявляемом техническом решении указанных возможностей обеспечивает более оперативное и полное представление пользователю информации об объекте управления: общей информации - при формировании изображения выбранного вида карты территории (а также иной информации) на средстве отображения общей информации и детализированной информации по выбранной пользователем зоне интереса - при формировании на средстве отображения частной информации изображения зоны интереса в укрупненном масштабе в заданном режиме показа и дополнительных сведений об объекте. При этом также обеспечивается повышение скорости представления и изменения геопространственных данных, выводимых на средства отображения информации, а также оперативности получения пользователем запрашиваемых сведений, что, в свою очередь, обеспечивает повышение эффективности принятия управленческих решений на базе объективной оценки и анализа всех факторов.

Для достижения указанного выше технического результата предлагается интерактивный геоинформационный комплекс, который содержит блок хранения данных, блок отображения общей информации, а также блок отображения детализированной информации. Блок отображения общей информации соединен каналом отображения карт с блоком формирования изображения карт. Блок отображения общей информации также соединен каналом отображения зоны интереса с блоком формирования изображения зоны интереса, выбранной пользователем. Интерактивный геоинформационный комплекс также содержит блок подготовки общей и детализированной информации, который соединен каналом интерактивного управления с блоком хранения данных, каналом подготовки детализированной - с блоком отображения детализированной информации и каналом подготовки общей информации - с блоком формирования изображения карт. В состав интерактивного геоинформационного комплекса также входит интерфейсная система пользователя, которая соединена каналом получения данных с блоком хранения данных, каналом управления составом детализированной информации - с блоком отображения детализированной информации, а также соединена каналом управления с блоком формирования изображения карт и каналом управления - с блоком формирования изображения зоны интереса.

Блок хранения данных представляет собой базу данных, содержащую систематизированную геопространственную информацию (виды карт территорий), а также дополнительные сведения о территориальных объектах и отдельных районах, которые могут быть представлены в текстовой, табличной, графической либо иной форме. Топографические карты территорий являются общей информацией об объекте, карты отдельных районов в увеличенном масштабе и дополнительные сведения относятся к детализированной (или частной) информации.

Блок отображения общей информации предназначен для отображения общей информации об объекте, а также визуализации зоны интереса, выбранной пользователем.

Блок отображения детализированной информации предназначен для отображения зоны интереса, выбранной пользователем, в увеличенном масштабе в заданном режиме показа, а также для отображения дополнительной информации в соответствии с требованиями, установленными пользователем.

Блок формирования изображения карт предназначен для формирования изображения выбранной пользователем карты в блоке отображения общей информации. В состав блока формирования изображения карт входит устройство формирования изображения и блок управления данным устройством.

Блок формирования изображения зоны интереса предназначен для формирования изображения зоны в блоке отображения общей информации. В состав блока формирования изображения зоны входит устройство формирования изображения и блок управления данным устройством.

Блок подготовки общей и детализированной информации предназначен для осуществления оператором интерактивного управления базой данных (извлечение информации, обновление информации) и формирования перечня информации, доступной для последующих обращений (запросов) пользователя.

Интерфейсная система пользователя является средством интерактивного взаимодействия и обеспечивает пользователю возможность управления информационными ресурсами комплекса: осуществление выбора информации и управление ее показом в блоках отображения общей и детализированной информации.

В заявляемом интерактивном геоинформационном комплексе признаками, общими с прототипом, являются:

блок хранения данных, который в прототипе входит в состав подсистемы хранения и управления пространственными и атрибутивными данными;

блок подготовки информации, связанный с блоком хранения данных, в прототипе являющийся блоком просмотра данных подсистемы управления;

интерфейсная система пользователя, связанная с блоком хранения данных, а также наличие средства отображения информации, которые в прототипе входят в блок просмотра данных подсистемы просмотра данных через Web-интерфейс.

Выполнение, в отличие от прототипа, в заявляемом изобретении блока отображения общей информации и блока отображения детализированной информации, а также включение в состав комплекса блока формирования изображения выбранной пользователем зоны интереса, связанного с интерфейсом системы пользователя, а также выполнение канала интерактивного управления, связывающего блок подготовки общей и детализированной информации и блок хранения данных, и канала управления составом детализированной информации, связывающего интерфейсную систему пользователя с блоком отображения детализированной информации, позволяет визуализировать зону интереса и осуществлять одновременное представление общей и частной (детализированной) информации об объекте управления на соответствующих средствах отображения информации.

Таким образом, выполнение интерактивного геоинформационного комплекса в указанной выше совокупности существенных признаков позволяет обеспечить в соответствии с критериями, заданными пользователем, представление более полной информации об объекте управления путем одновременного представления общей и детализированной информации в соответствующих блоках отображения информации, а также повысить оперативность представления информации при осуществлении интерактивного взаимодействия. В свою очередь, более оперативное и полное представления информации об объекте управления обеспечивает повышение эффективности принятия управленческих решений на базе объективной оценки и анализа всех факторов.

С целью обеспечения большей полноты представляемой информации блок отображения общей информации может быть выполнен в виде аналогового трехмерного рельефа местности. Данное выполнение также позволяет повысить оперативность представления детализированной информации по запросу пользователя.

Кроме того, с целью дальнейшего повышения объема (или полноты) общей информации блок формирования изображения зоны интереса выполнен с возможностью формирования в блоке отображения общей информации изображений объектов оперативной обстановки региона.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На чертеже представлена структурно-функциональная схема, реализующая заявляемый интерактивный геоинформационный комплекс.

Интерактивный геоинформационный комплекс (см. чертеж) содержит следующие элементы.

1 - блок хранения данных, представляющий собой базу данных, которая содержит систематизированную геопространственную информацию (виды карт территорий), а также дополнительную информацию о территориях (сведения о территориальных объектах и отдельных районах). Дополнительная информация может быть представлена в текстовой, табличной, графической либо иной форме. Информация поступает в базу данных из внешних источников информации.

2 - блок отображения общей информации, представляющий собой модель местности, на которую проецируется выбранный слой топографической карты и указывается зона интереса, определяемая пользователем. Модель местности выполнена в виде аналогового трехмерного рельефа.

3 - блок отображения детализированной информации, представляющий собой информационное табло - экран, на который выводится в заданном режиме запрашиваемая детализация по объекту: карта зоны интереса в увеличенном масштабе и дополнительная информация по зоне интереса, представленная в текстовом, табличном, графическом либо ином виде, состав дополнительной информации устанавливается пользователем.

4 - блок формирования изображения карт, содержащий устройство формирования изображения и блок управления данным устройством, по каналу отображения карты обеспечивает построение изображения выбранной карты на модели местности 2. Может быть выполнен как проекционное устройство со своим блоком управления.

5 - блок формирования изображения зоны интереса, содержащий устройство формирования изображения и блок управления данным устройством; на модели местности 2 по каналу отображения зоны интереса строит изображение выбранной пользователем зоны интереса, например, в виде рамки, причем пользователь может изменять размеры рамки и перемещать ее по модели местности 2. Блок 5 представляет собой лазерное проекционное устройство с блоком управления. Блок формирования изображения зоны интереса может быть выполнен с возможностью построения на модели местности 2 изображений динамических объектов (объектов оперативной обстановки).

6 - блок подготовки общей и детализированной информации, представляющий собой автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, обеспечивающее возможность управления базой данных 1 (извлечение информации по запросу и обновление информации) по каналу интерактивного управления, а также формирование перечня информации, доступной для обращения пользователя. АРМ связано каналом подготовки детализированной информации с информационным табло 3 и каналом подготовки общей информации с блоком 4 формирования изображения карт (проекционным устройством), обеспечивающим построение изображения на модели местности 2.

7 - интерфейсная система пользователя, являющаяся средством интерактивного взаимодействия с комплексом. Реализована в виде интерактивного стола, обеспечивающего пользователю (руководителю) возможность управления информационными ресурсами комплекса; представляет собой мультимедиа-поверхность на основе touch-технологии, которая позволяет отображать данные в цифровой форме, а также осуществлять выбор информации и управление ее показом на модели местности 2 и информационном табло 3. Интерактивный стол 7 соединен с базой данных 1 каналом получения данных, с информационным табло 3 - каналом управления составом детализированной информации и, кроме того, связан с блоком формирования изображения карт 4 и с блоком формирования изображения зоны интереса 5.

Заявляемый интерактивный геоинформационный комплекс размещается в ситуационном центре руководителя (СЦР) и работает следующим образом.

Модель местности - аналоговая рельефная карта соответствующей территории (региона) - может быть размещена в центре зала. Перед рельефной картой размещены АРМ оператора и интерактивный стол (интерфейсная система пользователя), при этом интерактивный стол располагается в центральной зоне перед моделью местности. В состав геоинформационного комплекса может входить несколько АРМ. Информационное табло (средство отображения детализированной информации) размещено позади рельефной карты, например, вертикально на стене или на стойках. Также в помещении ситуационного центра размещены проекционные устройства (блок формирования зоны интереса и блок формирования изображения карты).

База данных 1 содержит поступившую из внешних источников информацию: геопространственную (картографическую) информацию - виды карт территории, а также дополнительные сведения различного рода о территориальных объектах и отдельных районах территории.

Оператор автоматизированного рабочего места (блок подготовки общей и детализированной информации 6) готовит перечень информации для последующих запросов пользователя интерактивного стола (интерфейсной системы пользователя 7).

Пользователь, управляющий интерактивным столом 7, обладающий соответствующими правами доступа и являющийся лицом, принимающим решения, осуществляет управление выводимой информацией: выбор вида карты, указание зоны интереса, а также запрос необходимой детализации по зоне интереса в соответствии с подготовленным перечнем.

Зона интереса - это район (участок) территории, выбранный пользователем, который требуется представить в увеличенном масштабе в заданном режиме показа и по которому могут быть запрошены дополнительные сведения в соответствии с перечнем, сформированным в блоке подготовки общей и детализированной информации 6.

По запросу пользователя интерфейсной системы 7 изображение выбранного вида карты с помощью проекционного устройства 4 формируется на модели местности 2, после чего пользователь осуществляет выбор зоны интереса. Выбранная зона визуализируется - обозначается на модели местности 2 с помощью лазерного проекционного устройства с блоком управления, получающего соответствующую команду от пользователя интерактивного стола 7. Зона может быть визуализирована в виде рамки, которую можно перемещать и изменять ее размеры. При этом с помощью лазерного проекционного устройства на модель местности 2 могут быть нанесены изображения объектов оперативной обстановки. Изображения могут быть сформированы, например, с помощью масок условных обозначений объектов.

Затем пользователь формирует запрос по детализации зоны интереса, после чего на информационное табло 3 выводится карта указанной зоны в увеличенном масштабе в заданном режиме, а также иные сведения (в текстовой, табличной, графической форме) из массива дополнительной информации, предоставленные по запросу из базы данных 1.

Следует отметить, что при этом представленная на модели местности общая информация сохраняется в течение всего процесса анализа ситуации, что обеспечивает повышение оперативности вывода детализированной информации.

Заявляемое техническое решение позволяет осуществить ситуационное моделирование в интерактивном режиме: лицо, принимающее решение, располагающее соответствующим правом доступа и являющееся пользователем системы, имеет возможность выбрать зону интереса, указать ее на средстве отображения общей информации - модели местности 2, выполненной, например, в виде аналогового трехмерного рельефа, и запросить детализированную информацию по выбранной зоне. При этом на модели местности будет сформировано изображение выбранного вида карты и указаны объекты оперативной обстановки, что обеспечит максимально полную информацию об объекте управления.

Запрашиваемая информация по детализации будет получена из базы данных 1 и визуально представлена в заданном режиме показа на средстве отображения детализированной информации - информационном табло 3 в виде карты зоны интереса в увеличенном масштабе и дополнительных сведений о территориальных объектах и отдельных районах. При этом и общая, и детализированная информация будут представлены пользователю одновременно на соответствующих средствах отображения информации: на трехмерной модели местности 2 (в аналоговой форме) и на информационном табло 3 (в цифровой форме). Следует подчеркнуть, что выполнение отдельного блока отображения общей информации позволяет исключить необходимость формирования отдельного запроса общей информации (и ее повторное отображение) в рамках каждого запроса по детализации, что обеспечивает существенное повышение оперативности представления информации в целом.

Таким образом, заявляемый геоинформационный комплекс позволяет при интерактивном взаимодействии осуществить одновременное представление общей и детализированной (частной) информации об объекте управления на соответствующих средствах отображения информации: на средстве отображения общей информации - вывод вида карты территории, включая возможность указания объектов оперативной обстановки, на средстве отображения частной информации - представление выбранной пользователем зоны интереса в укрупненном масштабе в заданном режиме показа, а также дополнительных сведений в рамках подготовленного перечня, что обеспечивает представление пользователю более полной информации об объекте управления. При этом обеспечивается повышение скорости представления и изменения данных, выводимых на средства отображения информации, а также оперативность получения пользователем запрашиваемых сведений. Оперативное получение более полной информации по объекту управления способствует повышению эффективности оценки и анализа сложившейся ситуации с целью принятия наиболее правильного управленческого решения.

Изобретение относится к геоинформационным системам и может быть использовано при управлении территориально-распределенными объектами. Интерактивный геоинформационный комплекс содержит блок хранения данных (1), блоки отображения общей и детализированной информации (2, 3). Блок отображения общей информации (2) соединен с блоками формирования изображения карты и изображения зоны интереса (4, 5). Комплекс содержит блок подготовки общей и детализированной информации (6), связанный с блоком хранения данных (1), блоком отображения детализированной информации (3) и блоком формирования изображения карт (4). В состав комплекса входит интерфейсная система пользователя (7), связанная с блоком хранения данных (1), блоком отображения детализированной информации (3) и блоками формирования изображения карт и изображения зоны интереса (4, 5). Технический результат: повышение оперативности и объема представления информации об объекте управления за счет одновременного представления общей и частной информации на соответствующих средствах отображения информации при реализации интерактивного режима взаимодействия пользователя и геоинформационного комплекса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Интерактивный геоинформационный комплекс, характеризующийся тем, что содержит блок хранения данных; блок отображения общей информации, соединенный с блоком формирования изображения карт каналом отображения карт и с блоком формирования изображения зоны интереса каналом отображения зоны интереса; блок отображения детализированной информации; блок подготовки общей и детализированной информации, соединенный каналом интерактивного управления с блоком хранения данных, каналом подготовки детализированной информации - с блоком отображения детализированной информации и каналом подготовки общей информации - с блоком формирования изображения карт; интерфейсную систему пользователя, соединенную каналом получения данных с блоком хранения данных и каналом управления составом детализированной информации - с блоком отображения детализированной информации, при этом интерфейсная система пользователя также соединена каналом управления с блоком формирования изображения карт и каналом управления - с блоком формирования изображения зоны интереса.

2. Интерактивный геоинформационный комплекс по п. 1, характеризующийся тем, что блок отображения общей информации выполнен в виде аналогового трехмерного рельефа местности.

3. Интерактивный геоинформационный комплекс по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что блок формирования изображения зоны интереса выполнен с возможностью формирования изображений объектов оперативной обстановки в блоке отображения общей информации.