Как было отмечено в 1.1, топографическая карта может издаваться не только на бумажной основе, но и в электронном виде. Для издания и использования электронных топографических карт, используемых при организации и ведения военных действий, служат географические информационные системы военного назначения

Геоинформационная система военного назначения – автоматизированная система, предназначенная для сбора, обработки, анализа, моделирования и отображения данных, решения информационных и расчетных задач с использованием цифровой картографической, аналоговой и текстовой информации о Земле.

Созданием и обновлением электронных карт для военных целей занимается топографическая служба. Для создания и оперативного обновления электронных карт по материалам космической и аэрофотосъемки в воинских частях и организациях топографической службы используется геоинформационная система «Панорама».

Для работы с электронными картами в войсках, в том числе и в частях и подразделениях ракетных войск и артиллерии, используется географическая информационная система «Интеграция», которая позволяет:

визуализировать электронные карты на мониторах личного и коллективного пользования в условных знаках, принятых для топографических карт;

использовать электронные карты для решения прикладных задач по определению геодезических и прямоугольных координат контурных точек, расчету профилей местности и зон видимости;

выполнять расчетные операции по определению площади, длины, периметра, построению зон отсечения, ведению статистики по характеристикам объектов;

управлять масштабом карты;

сшивать отдельные номенклатурные листы электронных карт в районы работ;

управлять объектовым составом электронной карты, наносить на карту тактическую обстановку и печатать фрагменты районов работ.

Помимо этого геоинформационная система позволяет формировать и использовать пространственные модели местности на район ведения боевых действий.

Для нормальной работы с системой «Интеграция» необходимо иметь:

процессор не хуже, чем Pentium II с тактовой частотой 700 Мгц;

не менее 32Mб оперативной памяти;

Windows NT,2000 или Windows XP.

Что нового:

1. Добавлены новые инструменты редактирования векторных слоев. «Разделить объекты» - разделение мультиобъектов на простые объекты. «Построить полигоны» - построение полигонов в полигональном слое на основе выделенных линий в линейном слое. «Извлечь вершины» - построение точечных объектов из вершин полигональных или линейных объектов.
2. Добавлены новые утилиты. «Разбиение SHP/DBF файлов» позволяет разбить шейп-файл на несколько по заданному свойству. «Изменение структуры DBF по шаблону» позволяет приводить структуру атрибутивной таблицы к выбранному шаблону.
3. Инструменты для операций над целыми объектами стали доступны на панели редактирования в режимах ввода объектов и редактирования вершин.
4. Расширены возможности захвата объектов при редактировании векторных слоев.
5. Добавлена возможность группировки объектов в слое Легенде+.
6. Добавлена возможность автоматического смещения динамических подписей.
7. Добавлены горячие клавиши:
   • Ctrl+q = выделить объект
   • Ctrl+w = убрать объект из выделенного
   • Ctrl+e = приблизить ко всей выборке
   • Ctrl+f = полный экстент
   • Ctrl+i = идентификация
   • Ctrl+delete = удаление объекта

Что нового:

1. Полностью обновлен механизм динамических подписей. Он позволяет создавать составную подпись из нескольких полей, создавать разные классы подписей в одном слое подписей, создавать несколько слоев подписей для одного слоя данных.
2. Ввод и редактирование геологических символов в формате ВСЕГЕИ с помощью визуального текстового редактора.
3. Загрузка векторных данных в форматах других ГИС (*.sxf, *.tab, *.mif, *.dxf, *.e00, *.json, *.gen, *.geojson, *.gpx, *.gml, *.kml, *.sqlite, *.sp1, *.uko, *.ukooa).
4. Импорт текстовых файлов с разделителями в форматы: pgrid, shp, dbf.
5. Добавление в макет карты таблицы с координатами вершин объекта слоя.
6. Исправлены технические ошибки.

Что нового:

1. Возможность выбора порядка отображения слоев на панели "Редактор сцены": прямой или обратный.
2. Добавление координат объекта из буфера обмена в окне "Координаты объекта", а также изменение порядка следования вершин.
3. Улучшены инструменты редактирования: добавлен захват координат вершин перепроецируемых на лету слоев и инструмент разрезания готовым объектом текущего или другого слоя.
4. Редактируемые слои переводятся для остальных пользователей в режим "только для чтения". Улучшен механизм трассировки растра.
5. Добавлена возможность сохранения вариантов привязки слоя: сохраняется набор опорных точек и информация о проекции, в которой они были созданы.
6. При расстановке опорных точек можно использовать захват объектов слоев, открытых на редактирование.
7. Добавлена возможность привязки векторных слоев в текущую область просмотра карты.
8. Добавлена возможность сохранения и сброса параметров проекции во внутренних тегах файлов GeoTIFF.
9. Опция "Строить обзорные изображения для растров" вынесена в настройки ГИС-проекта.
10. Расширены возможности чтения *.gdb: чтение таблиц, формирование и просмотр выборки в окне "Выбранные объекты".
11. Добавлена возможность измерения площадей и длин составных частей мультиобъектов.

Что нового:

1. Группировка слоев.
2. Копирование выделенных слоев/групп между сценами и проектами.
3. Возможность создания связи между таблицами «многие-ко-многим».
4. Оформление слоя по нескольким атрибутам (например, заливка по одному атрибутивному полю, крап по другому).
5. Возможность установки обратного направления прокрутки колеса мыши для изменения масштаба.
6. Добавлено контекстное меню по щелчку правой кнопки мыши для активного слоя.
7. Добавлено контекстное меню по щелчку правой кнопки мыши в процессе редактирования векторных данных.
8. Произвольный поворот карты в макете.
9. Обновлена ЭБЗ.
10. Возможность подписать порядковые номера вершин объектов.

Что нового:

1. 30-дневный пробный период работы "без ключа" в полнофункциональном режиме.
2. Загрузка и визуализация слоев на основе геобазы данных (gdb, ArcGIS).
3. Улучшенные инструменты интерактивного выбора объектов на карте, пространственный выбор объектом слоя.
4. Функционал для работы с растровыми изображениями: фрагментирование и изменение разрешения без нарушения картографической привязки растра.

ГИС «Интеграция»

ГИС «Интеграция» позволяет решать различного рода статистические и расчетные задачи, выполнять оверлейные операции с использованием данных, полученных с электронной карты, представленной в виде векторной, растровой или матричной электронной карты, а также в виде совокупности перечисленных данных.

Для этой цели в ГИС «Интеграция» существует встроенная система выполнения расчетов с использованием электронной карты, которая активизируется при выборе пункта Расчеты по карте в меню Задачи

Система выполнения расчетовупpaвляется с помощью панели, которая размещена в правой части главного окна системы.

Панель управления

Построение зоны вокруг объекта;

Построение зоны вокруг выделенных объектов карты;

Создание объектов пересечением выделенных и выбранного объектов карты;

Вспомогательная панель Работа с выделенными объектами;

Определение площади объекта;

Справка о площади однотипных объектов;

Определение площади многоугольника;

Вспомогательная панель Длина и расстояние;

Вспомогательная панель Работа с матрицей высот;

Расчет координат;

Отображение результатов.

Главная панель расчетов по карте включает в себя набор кнопок-пиктограмм, каждая из которых соответствует отдельному режиму или целой группе режимов выполнения расчетов.

При нажатии на кнопку, соответствующую отдельному режиму обработки, происходит активизация данного режима.

При нажатии на кнопку, соответствующую группе режимов, на экране появляется вспомогательная панель управления с набором кнопок-режимов.

Рассмотрим некоторые режимы.

Определение площади объекта

Данным режимом обpaбaтывaются только площaдные объекты.

После выбоpa объектa в окно pезультaтов выводится его площадь без учетa площaди подобъектов.

Статистическая справка по объектам одного типа

Данный режим предназначен для получения минимальной статистической справки по однотипным объектам электронной карты.

Данным режимом обрабатываются только площадные объекты электронной карты.

Выбор объектов другого типа блокируется программой.

Для указания типа объектов, по которым следует собрать статистическую справку необходимо выбрать объект данного типа на электронной карте. После завершения процесса сбора информации на экране появляется информационное окно с результатом обработки.

Определение площади многоугольника

Дaнныйpежим позволяет опpеделить площaдь многоугольникa, постpоенного опеpaтоpом.

Постpоение многоугольникa пpоизводится путем выбоpa опоpных точек нaжaтием левой клaвиши мыши. Между двумя последовaтельно выбpaнными точкaми стpоится пpямaя. Многоугольник всегдa остaется зaмкнутым. Используя режим редактора Сохранение условного объекта для построенной линии можно выбрать классификационный код (условный знак) и записать как объект карты.

После нaжaтия Левая кнопка мыши - Правая кнопка мыши постpоение многоугольникa считaется зaконченным, его окончaтельнaя длинa выводится в окно pезультaтов.

Для отмены нaчaтого пpоцессa или чтобы погасить построенный многоугольник следует нажать комбинацию клавиш Ctrl-Правая кнопка мыши.

Вспомогательная панель Длина и Расстояние

Определение длины (периметра) объекта

Дaнным pежимом обpaбaтывaются только линейные и площадные объекты.

После выбоpa объектa в окно pезультaтов выводится его длинa (периметр).

Длина произвольной линии

Дaнный pежим позволяет опpеделить длину ломaной линии, постpоенной опеpaтоpом.

Постpоение ломaной пpоизводится путем выбоpa опоpных точек при нaжaтии левой клaвиши мыши. Между двумя последовaтельно выбpaнными точкaми стpоится пpямaя. Нажатие клавиши Backspace приводит к удалению последней введенной точки.

В процессе выбора опорных точек возможно использовать фрагменты существующих объектов карты.

Для этого необходимо нажать правую кнопку мыши и выбрать из появившегося меню пункт: Скопировать участок, не ограниченный узлами. Затем выбрать объект карты и отметить тремя точками фрагмент, включаемый в ломаную линию.

После нaжaтия Левая кнопка мыши - Правая кнопка мыши постpоение ломaной считaется зaконченным, ее длинa выводится в окно pезультaтов. Используя режим редактора Сохранение условного объекта для построенной линии можно выбрать условный знак и записать как объект карты.

Если к карте добавлена матрица высот и линия проходит через нее полностью или частично, то длина построенной ломаной линии определяется с учетом рельефа.

Длина участка объекта карты

Дaнным pежимом обpaбaтывaются только линейные и площaдные объекты.

После выбоpa объектa пpоизводим выбоp учaсткa по тpем точкaм, если это площадной объект и по двум точкам, если линейный.

После выбоpa тpетьей точки отpезкa измеpяемый отpезок подсвечивaется, в окно pезультaтов выводится его длинa.

Для отмены нaчaтого пpоцессa следует нажать комбинацию клавиш Ctrl - Правая кнопка мыши.

Расстояние до объекта

Данный режим позволяет определить расстояние от заданной точки до выбранного объекта.

После выбора объекта следует отметить любую точку на карте используя левую кнопку мыши.

После нaжaтия левой кнопки мыши расстояние выводится в окно pезультaтов. Для отмены нaчaтого пpоцессa следует нажать комбинацию клавиш CTRL- Правая кнопка мыши.

Расстояние между объектами

Данный режим определяет кратчайшее расстояние между двумя объектами карты и отображает результат в строке сообщений.

В начале работы выбирается основной объект. Затем перебором выбираются дополнительные объекты, до которых необходимо определить кратчайшее расстояние.

Расстояние определяется от существующей точки метрики основного объекта до псевдоточки (не существующей) дополнительного.

Для смены основного объекта необходимо отменить его выбор (комбинация клавиши Ctrl и правой кнопки мыши) и выбрать новый.

Трехмерное изображение местности

В данном окне диалога представлено трехмерное изображение заданного участка местности, определяемое открытыми матрицами высот.

Для отображения трехмерной модели другого участка местности необходимо нажать кнопку Трехмерная матрица в панели Работа с матрицей и выбрать участок местности в окне с картой, содержащей открытые матричные данные. Закрытие диалога при этом необязательно. Изображение динамически меняется при изменении параметров визуализации: высоты модели, угла поворота, угла наблюдения, шага сетки.

Определение длины объекта с учетом рельефа

Данным режимом обрабатываются только линейные и площадные объекты. Выбор объекта возможен, если к карте добавлена матрица высот, либо точки объекта характеризуются координатами на местности и высотой.

Длина объекта определяется с учетом рельефа.

Полученная длина объекта выводится в окно результатов.

Определение площади указанной области с учетом рельефа

Режим производит вычисление площади указанной области

Построение зоны затопления

Данный режим позволяет определить зоны затопления на карте, используя информацию из матрицы высот.

Название матрицы для построения зоны затопления выбирается из списка Матриц высот.

Результаты построения сохраняются в матричной или в пользовательской карте.

Для построения зоны затопления необходимо выбрать объект на карте и указать точки, для которых вводится уровень подъема воды, нажатием левой кнопки мыши.

Координаты указанных точек отображаются в диалоговом окне Построение зоны затопления.

Уровень подъема воды (числовые значения в метрах) должен ввести пользователь.

Построение производится в пределах заданного участка гидрографии. Пользователь выбирает на карте участок реки путем указания двух точек для линейных объектов и трех - для площадных. Если необходимо проанализировать всю реку, состоящую из нескольких объектов карты или несколько взаимосвязанных объектов, то необходимо предварительно создать объединенный объект.

В дальнейшем по матрице качеств можно будет выполнить трехмерную визуализацию, как самостоятельной модели (для оценки уровня затопления), так и совместно с матрицей высот (пространственная оценка) и выполнить динамическую оценку зон затопления, построив матрицы на различные временные срезы. Имея объект местности, показывающий зону затопления, можно провести статистическую оценку объектов, попадающих в зону затопления.

«Сайт разработан мной для публикаций сведений о новейших разработках в области использовании Геоинформационных систем (ГИС). В настоящее время я работаю в области применения ГИС и страницах сайта мною будут размещаться материалы по вопросам внедрения и использования ГИС в системах управления. Все желающие опубликовать свои материалы по данной теме на странице сайта могут это сделать после регистрации».

С уважением Иванов Василий!

Наиболее известные ГИС

ArcInfo - разработка американского Института исследований систем окружающей среды (ESRI);

Arc View GIS - специализированный программный комплекс разработки ESRI;

Inter Graph - разработка фирмы InterGraph (США);

Mapinfo - разработка одноименной фирмы;

Arc CAD - разработка ESRI, представляющая собой слияние САПР и ГИС в едином программном продукте;

Geo Draw - разработка центра геоинформационных исследований Института Географии (Российская Федерация);

Win GIS - многофункциональный комплекс, разработанный австрийской фирмой PRO CIS;

ТАЛКА - Нева - разработка Военно-топографического управления Генерального штаба Вооруженных Сил Российской Федерации;

KIKS - программный комплекс интерактивной структуризации данных, разработанный НАН Беларуси;

Дополнительно и подробно «Геоинформационные системы военного назначения» можно было посмотреть на http://www.marshal-group.com/geoinformacionnie-sistemi.html , в том числе и про ГИС Интеграция, решение измерительных задач, определение зон видимости и других характеристик местности, построение зоны видимости по матрице высот в виде растрового изображения, трехмерное изображение местности.

Таким образом, обзор показывает, что у нас есть вполне конкурентоспособные ГИС, отвечающие большинству современных требований, например ГИС «Карта 2011», и в тоже время есть что и как совершенствовать. Главное, как мне кажется, отделить их от аппаратной зависимости и сделать кроссплатформенными, в том числе, по факту, действующими на платформах Windows и Linux (МС ВС).

Геоинформационная система «Интеграция»

Развитие современной армии, как и развитие современного общества в целом, базируется на внедрении информационных технологий. Важнейшей составной частью большинства технологий являются средства обработки цифровой информации о местности во взаимосвязи с многообразными данными о противнике и своих войсках.

Министром обороны РФ 15 июля 2009 года подписан приказ №722 о принятии на снабжение Вооруженных Сил РФ ГИС «Карта 2005».

Геоинформационная система «Карта 2005» - универсальная геоинформационная система, имеющая средства создания и редактирования электронных карт, данных дистанционного зондирования (ДДЗ), выполнения различных измерений и расчетов, оверлейных операций, построения 3D моделей, обработки растровых данных, средства подготовки графических документов в электронном и печатном виде, а также инструментальные средства для работы с базами данных.

ГИС "Карта 2005" позволяет наносить оперативную обстановку, вести дежурные карты, формировать стандартные электронные и графические документы (решение командира, полетные задания и т.д.), проводить командно-штабные тренировки и учения, анализировать расположение и прогнозирование последующих действий противника.

В штабах наших Вооруженных Сил уже более десяти лет используются электронные карты местности различного масштаба. Все они представлены наборами файлов, которые воспроизводят отдельные листы бумажных топографических карт соответствующего масштаба. Будучи соответствующим образом «склеенными» (что делается при помощи специального программного обеспечения), эти файлы (листы) формируют определенный район, используемый штабом в качестве топографической основы, на которой отрабатываются различные боевые графические документы - решения, планы и т.д.

Каждое решение командира любого уровня связано с пространственным расположением. Потребность понимать местность всегда была существенной для военных командиров. Исторически, такие решения, как на стратегическом, так и на тактическом уровнях, поддерживались бумажными картами, и картографические агентства направляли свои усилия на сбор пространственных данных, отображение их в виде картографических продуктов, производство и распространение карт на театры военных действий. Однако сейчас ситуация существенным образом изменилась.

Файлы электронных карт геоинформационной системы "Карта 2005" формата *.SXF являются точными копиями их бумажных собратьев - топографических карт издания Генерального штаба. Как по номенклатуре и масштабу, так и по степени детализации отображаемых объектов, а также году издания (обновления).

Цифровое поле боя или электронное поле боя - новый термин, появившийся в последнее время, охватывает цифровую картографическую информацию непосредственно по полю боя и средства ее эксплуатации в виде собственно самой ГИС. Электронное поле боя - серьезный качественный скачок в части применения ГИС для тактических операций. Однако нельзя говорить, что происходит полная замена бумажных карт на цифровую информацию, речь идет лишь о совместном их использовании и дополнении. Бумажные карты будут востребованы в течение обозримого будущего, но как командиры низшего и среднего звена, так и органы управления будут располагать дополнительными источниками пространственной поддержки принятия решения, ранее доступные только командующим и стратегическим направлениям. Например, это могут быть снимки высокого разрешения со спутников, другая дополнительная информация. Полная замена бумажных карт может произойти при полной интеграции ГИС на всех уровнях командования.

Функция любой военной карты - это представление реального мира (в узком фокусе конкретного поля сражения) для интерпретации пользователем. Производство карт - очень дорогой и исключительно трудоемкий процесс, учитывающий потребности всех пользователей. Любая бумажная карта представляет собой некий компромисс в части представления необходимой пользователям информации, и не является идеальным продуктом для решения конкретной задачи.

ГИС дает возможность создавать информационные продукты, отображающие информацию, точно соответствующую потребностям пользователя. Кроме того, нельзя не учитывать тот факт, что ГИС системы дают новые возможности 3D визуализации картографической информации, недоступные для бумажных карт. Трехмерное представление местности из конкретной точки местонахождения наблюдателя или виртуальный облет местности с нанесенной боевой обстановкой, даст более полную картину командиру любого звена, чем просто бумажная карта с нарисованными на ней объектами.

Одно из главных требований к карте для военных - поддержка ситуативного отображения. Все командиры и их подчиненные должны понимать обстановку. Карта действует как пространственная структура, на которую накладывается ситуационный показ. Бумажная карта не способна быстро отразить ситуацию. ГИС спасает положение путем передачи по каналам связи только лишь оверлейных слоев с текущей обстановкой. Причем это может быть не только список координат, описывающих статус местоположения объектов, но и элементы, имеющие сложную пространственную структуру и пространственные отношения (оси движения в виде пространственного графа, границы с топологией, маршруты, минные поля и т.д.).

При размещении на местах воинских подразделений, они нуждаются в детальном понимании ландшафта, чтобы провести успешные действия. Идеальный вариант - это наличие актуальной цифровой карты по всему миру, однако не всегда соответствующая информация есть.

Задачи определения оптимальных наземных, воздушных и морских маршрутов движения связаны со сложными проблемами размещения личного состава, техники, разных служб, материальных объектов в нужном месте в нужное время. Для решения этих задач ГИС является необходимой технологией.

Наиболее важными областями применения ГИС являются:

· планирование движения техники с учетом конкретной боевой обстановки, состояния местности, скрытности, времени суток, характеристик конкретной боевой техники и т.д.;

· планирование полетов авиации и беспилотных летательных аппаратов с целью нанесения ударов, перевозки грузов и личного состава, ведения разведки;

· оптимизация расписания и маршрутов движения;

· определение наиболее возможных маршрутов передвижения противника и планирование размещения средств противодействия.