Особенности формата хранения метрических данных для использования в бортовых системах картографической информации
Формат хранения метрических данных, как один из способов оптимизации использования ограниченных вычислительных ресурсов бортового оборудования. Формирование индикационных кадров, которые выводятся на экран бортовых систем картографической информации.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.10.2018 |
| Размер файла | 39,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
5
ОСОБЕННОСТИ ФОРМАТА ХРАНЕНИЯ МЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В БОРТОВЫХ СИСТЕМАХ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
П.В. Коновалов
Повышение безопасности авиационных перелетов является одним из приоритетных направлений в области разработки и конструирования бортовой аппаратуры. Одним из факторов, повышающих вероятность возникновения аварийной ситуации во время пилотирования летательного аппарата, является утомляемость экипажа. Эффективным способом снижения нагрузки на органы восприятия является представление необходимой пилоту навигационной информации в графическом виде. Наглядные изображения не только упрощают восприятие, но и позволяют вести пилотирование в условиях плохой видимости (ночные перелеты, сложные погодные условия).
Ресурсоемкость обработки информации о положении летательного аппарата в пространстве и условиях перелета затрудняет использование геоинформационных систем в составе бортового оборудования. В связи с этим актуальной является задача разработки специализированного формата для записи метрических данных, позволяющего оптимизировать использование ограниченных вычислительных ресурсов бортового оборудования.
Описание структуры записи метрических данных
Метрические данные являются частью цифровой модели местности и представляют собой координаты точек, определяющих местоположение и очертания объектов. Кодирование осуществляется с применением условной системы координат и условной единицы координат. Для ограничения района задания данной модели местности используется прямоугольная рамка. Стороны рамки ориентированы по направлениям осей, а нижний левый угол совпадает с началом условной системы координат. В качестве условной единицы измерения координат используется пиксель, численно равный длине стороны квадрата, покрывающего ровно один элемент изображения.
Прямоугольный район внутри рамки делится на квадраты размером 64 на 64 пикселя. При описании цифровой модели местности применяется два вида нумерации квадратов карты: двойная и сквозная. При двойной нумерации используется два индекса, один из которых увеличивается при переборе квадратов по столбцам (строкам) вдоль первой оси условной системы координат в порядке возрастания значений координат, другой - вдоль второй оси. При сквозной нумерации используется лишь один индекс. Он увеличивается при переборе квадратов по столбцам (строкам) вдоль первой оси условной системы координат в порядке возрастания значений координат с переходом, по достижению крайнего квадрата столбца (строки), к следующему столбцу (строке) по направлению второй оси, также в порядке возрастания значений координат. В обоих случаях нумерация начинается с квадрата, содержащего точку начала отсчета условной системы координат. Перевычисление индексов квадратов при смене системы нумерации выполняется по формулам:
где k = 0 … K - 1 - индекс квадрата при сквозной нумерации, K - общее количество квадратов, i = 0 … I - 1 и j = 0 … J - 1 - индексы квадрата при двойной нумерации вдоль направлений соответственно первой и второй осей условной системы координат, I и J - количество квадратов в сетке вдоль направлений соответственно первой и второй осей условной системы координат, mod - операция взятия остатка от деления, [...] - операция взятия целого от деления. Очевидно, что справедливо соотношение K = I J.
Координаты метрики объектов в ЦММ задаются приращениями координат характерных точек объектов относительно точек начала отсчета соответствующих квадратов. Точка начала отсчета в каждом квадрате совпадает с его угловой точкой, имеющей минимальные значения условных координат. В общем случае перевычисление приращений условных координат в координаты проекции карты и обратно выполняются по формулам:
где X и Y - координаты точки в системе координат проекции карты (в метрах), X0 и Y0 - координаты начала отсчета условной системы координат в системе координат проекции карты (в метрах), x и y - приращения условных координат точки внутри соответствующего квадрата (единица значения любой из координат численно равна пиксель/4, диапазон изменения значений координат - 0…255). Выбор 8-разрядного слова для кодирования координат обеспечивает неразрывность отображений расположенных в нескольких квадратах площадных и линейных объектов в масштабах, крупнее исходного в 2 и 4 раза, а также существенное упрощение масштабирования объектов при переходе от основного масштаба к производным за счет использования определенного количества старших битов координат.
Способы формирования метрики объектов
По способу формирования метрики, в зависимости от форм и размеров, объекты местности подразделяются на следующие виды: площадной, линейный, векторный и точечный. Формирование метрики площадного объекта выполняется в соответствии со следующими правилами:
- точки метрики площадного объекта должны являться углами многоугольника, образованного последовательным соединением отрезками прямых линий соседних в последовательности точек, а также последней с первой; причем последняя точка метрики должна совпадать с первой, замыкая таким образом контур площадного объекта;
- ни одна из сторон многоугольника не должна пересекать других его сторон, кроме смежных сторон;
- первой должна следовать точка, имеющая максимальное значение вертикальной координаты, порядок следования остальных точек должен обеспечивать обход углов многоугольника против часовой стрелки;
- любая прямая линия, параллельная горизонтальной оси, должна пересекать границы объекта (многоугольника) не более чем в двух точках; если реальный объект имеет контуры более сложного многоугольника, то он разбивается на несколько простых, удовлетворяющих данному правилу;
- все точки метрики многоугольника должны лежать в одном квадрате; если объект простирается на несколько квадратов, то он искусственно усекается соответствующими отрезками границ квадрата, которые в связи с этим отражаются в метрике.
Формирование метрики линейного объекта выполняется в соответствии со следующими правилами:
- точки метрики линейного объекта должны являться узлами ломаной линии, образованной последовательным соединением отрезками прямых линий соседних в последовательности точек;
- ни один из отрезков ломаной линии не должен пересекать других, кроме смежных;
- некоторые линейные объекты имеют несимметричные условные графические обозначения (например, овраг или обрывистый берег водоема); при формировании последовательности точек для таких объектов это необходимо учитывать;
- все точки метрики ломаной линии должны лежать в одном квадрате; если объект простирается на несколько квадратов, то он искусственно усекается соответствующими точками на границах квадрата, которые в связи с этим становятся частью метрики.
Формирование метрики векторного объекта выполняется в соответствии со следующими правилами:
- первая пара координат метрики должна описывать приращения условных координат центра объекта относительно начала отсчета соответствующего квадрата;
- вторая пара координат метрики указывает точку конца вектора, проведенного из центра объекта и определяющего его ориентацию для случая, если бы центр объекта располагался в точке с координатами {127, 127}, то есть в условной системе координат векторный объект ориентирован вдоль линии, заданной координатами следующих двух точек: {64 i + x0, 64 j + y0}, {64 i + x0 + x1 127, 64 j + y0 + y1 127}, где x0, y0 и x1, y1 - пары координат соответственно первой и второй точек метрики векторного объекта; если значения второй пары координат метрики одновременно равны 127, то векторный объект считается неориентированным.
Формирование метрики точечного объекта выполняется в соответствии со следующим правилом: единственная пара координат метрики должны соответствовать приращениям условных координат центра объекта или для некоторых типов объектов иной характерной точки.
Программное представление формата хранения
Структура метрических данных в синтаксисе языка С имеет вид:
{ object_id, object_key, visualization_parameters[], object_color, object_primitives[] },
где object_id, object_key - идентификационная информация о метрическом объекте; visualization_parameters[] - параметры визуализации объекта (атрибуты отображения); object_color - цвет, используемый для отображения объекта на средствах индикации; object_primitives[] - графические примитивы (линии, знаки, дуги, окружности, специальные символы и пр.), используемые для построения объекта.
Описание параметров условной системы координат представляется в следующем виде:
{ zero_x, zero_y, x_quadrants, y_quadrants, pixel_size },
где zero_x, zero_y - координаты точки отсчета условной системы координат; x_quadrants, y_quadrants - количество квадратов вдоль соответствующей оси; pixel_size - размер условного пикселя данной картографической проекции.
Заключение
Использование описанного формата хранения метрических данных в составе программного обеспечения вычислительного модуля, входящего в состав бортовой системы картографической информации, позволило оптимизировать процесс работы с вычислительными ресурсами модуля и добиться общего быстродействия комплекса.
метрический бортовой индикационный картографический
Литература
1. Костишин, М.О. Оценка точности визуализации местоположения объекта в геоинформационных системах и системах индикации навигационных комплексов пилотируемых летательных аппаратов / М.О.Костишин [и др.] // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2014. - № 1. - С. 87 - 93.
2. Парамонов, П.П. Принцип формирования и отображения массива геоинформационных данных на экран средств бортовой индикации / П.П. Парамонов [и др.] // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2013. - № 6. - С. 136 - 142.
3. Парамонов, П.П. Реализация структуры данных, используемых при формировании индикационного кадра в бортовых системах картографической информации / П.П.парамонов [и др.] // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2013. - № 2. - С. 165 - 167.
4. Парамонов, П.П. Структурный анализ и синтез графических изображений на экранах современных средств бортовой индикации на плоских жидкокристаллических панелях / П.П.парамонов [и др.] // Авиакосмическое приборостроение. - 2004. - № 5. - С. 50 - 57.
5. Парамонов, П.П. Теория и практика статистического анализа картографических изображений в системах навигации пилотируемых летательных аппаратов / П.П.парамонов [и др.] // Датчики и системы. - 2001. - № 8. - С. 15 - 19.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика принципов хранения фруктов и овощей. Особенности дыхания яблок в различных условиях хранения. Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования. Комплексная автоматизация холодильных установок с применением компьютерных систем.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.03.2011Т-130 как мощный гусеничный трактор общего назначения. Характеристика бортового редуктора, анализ участка по капитальному ремонту. Этапы расчета количества производственных и вспомогательных рабочих и площади основных производственных отделений.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 16.12.2012История изобретения и анализ основных аспектов технологии штрихового кодирования. Cовокупность средств и методов автоматизированного сбора, учета, хранения, обработки, передачи и использования информации, закодированной с помощью штриховых кодов.
презентация [769,8 K], добавлен 19.10.2014Оценка способов покрытия пика неравномерности потребления газа. Технологическая схема отбора и закачки газа в хранилище. Емкости для хранения сжиженного газа. Назначение, конструкция, особенности монтажа и требования к размещению мобильного газгольдера.
курсовая работа [788,3 K], добавлен 14.01.2018Обзор развития холодильной техники. Условия хранения пищевых продуктов. Расчет строительных площадей камер хранения. Разработка планировки камер. Особенности подбора и расчета тепловой изоляции. Описание схемы холодильной установки, подбор оборудования.
курсовая работа [314,7 K], добавлен 17.04.2012Рассмотрение материалов и технических изделий, используемых в системах газоснабжения. Изучение использования стальных, полиэтиленовых и труб из цветных сплавов. Правила выбора материала арматуры и способов присоединения, вспомогательного оборудования.
курсовая работа [26,0 K], добавлен 03.11.2014Последовательность изучения режимов обмена в интерфейсе. Определение адреса внешнего устройства для передачи информации по шине, путь прохождения сигнала через шинные формирователи на дешифраторы адреса. Запись и чтение информации из регистра данных.
лабораторная работа [479,1 K], добавлен 30.10.2013Технические средства складирования грузов на молочных и мясных предприятиях. Характеристика холодильного оборудования для хранения мясопродуктов. Морозильные аппараты с интенсивным движением воздуха. Холодильное оборудование для хранения молопродуктов.
реферат [1,2 M], добавлен 15.05.2009Подбор оборудования для приема топлива в зависимости от способа его доставки на предприятие. Определение вместимости резервуаров. Расчет фундамента под резервуар, выбор насосов и их обоснование. Технологическая линия хранения, подготовки и выдачи.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 11.05.2015Техническая характеристика технологического оборудования, потребляющего холод. Расчет числа строительных прямоугольников камер хранения, толщины теплоизоляционного слоя. Тепловой расчет камеры холодильника. Выбор и обоснованные системы охлаждения.
курсовая работа [118,4 K], добавлен 11.01.2012Расчет строительных площадей камер хранения и всего холодильника. Выбор строительно-изоляционных конструкции и расчет толщины слоя теплоизоляции. Тепловой расчет охлаждаемых помещений. Расчет и подбор и основного и вспомогательного оборудования.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 29.06.2012Роль систем автоматизированного производства в проектировании. Аммиак и его свойства, способы хранения. Расчёт химических параметров реакции образования аммиака. Создание модели теплообменного аппарата. Проектирование базы данных процесса ректификации.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.02.2016Классификация и общая характеристика резервуаров для хранения нефти. Выбор конструктивного решения для крыши, зависящий от условий хранения нефтепродуктов, климатических условий размещения резервуара и его ёмкости. Принципы работы насосных станций.
презентация [113,2 K], добавлен 16.05.2019Изучение стандартизации, норм и правил сооружения резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов. Основы проектирования площадки и заложение фундамента вертикального стального резервуара. Сооружение стенки и крыши емкости и основного оборудования.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 09.04.2014Общие сведения об изготавливаемой детали (№ КБПА 451164.011 "Экран") и анализ ее технологичности. Технологический процесс изготовления. Механические свойства и химический состав стали. Раскрой материала и определение коэффициента использования материала.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 12.05.2011Обоснование рецептур в шинном производстве и описание технологического процесса изготовления резиновых смесей. Технологический процесс изготовления покрышки, обработка текстильного корда, обрезинивание металлокорда, изготовление бортовых колец.
дипломная работа [597,8 K], добавлен 01.04.2013Создание безотходных производств. Оценка использования вторичных ресурсов на предприятии. Понятие и значение вторичных материальных ресурсов. Размещение отходов в окружающей среде. Сравнительные характеристики брикетов холодного и горячего брикетирования.
курсовая работа [641,9 K], добавлен 22.02.2015Значение технологического потенциала организации как направление реализации ее инновационной политики. Система показателей эффективности использования оборудования. Выбор формы обновления технологического оборудования предприятия и его эффективность.
курсовая работа [90,5 K], добавлен 01.10.2011Проект цеха, вырабатывающего фигурный желейный мармелад. Схема технологического процесса, расчет и подбор оборудования; выбор рациональных способов хранения сырья и готовых изделий; механизация и автоматизация производства; контроль качества продукции.
курсовая работа [53,0 K], добавлен 24.05.2012Основные виды календарей (квартальные, настольные, настенные), материалы для их изготовления. Рекомендуемый формат изготовления календарей. Косвенные способы плоской печати. Процесс изготовления печатных форм. Характеристика оборудования для печати.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 04.06.2014
