Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Информатика, вычислительная техника и автоматизация

Диссертационная работа:

Пястунович Ольга Леоновна. Создание интегрированной информационной системы для решения горнотехнологических задач (на примере угольной промышленности Кузбасса) : диссертация ... кандидата технических наук : 05.25.05 / Пястунович Ольга Леоновна; [Место защиты: Институт вычислительных технологий Сибирского отделения РАН].- Новосибирск, 2010.- 102 с.: ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

с.
Введение 4

Глава 1. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ДАННЫЕ КАК ОСНОВА СОЗДАНИЯ СГОЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

  1. Пространственные данные как основа хранилища данных 10

  2. Модель пространственных данных для создания

хранилища данных угольной тематики 15

1.3 Подходы к созданию интегрированной информационной
системы для работы с пространственными данными 27

1.4 Выводы по главе 35
Глава 2. СОЗДАНИЕ ХРАНИЛИЩА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ
ДАННЫХ УГОЛЬНОЙ ТЕМАТИКИ

  1. Архитектура и технологии формирования хранилища данных 36

  2. Подходы и имеющиеся решения создания хранилищ

данных 51

2.3 Реализация хранилища пространственных данных

угольной тематики 57

2.5 Выводы по главе 73
Глава 3. РАЗРАБОТКА ИНТЕГРИРОВАННОЙ
ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

  1. Архитектура информационной системы 74

  2. Программная реализация интегрированной информационной системы для решения горнотехнологических задач 77

  3. Поиск пространственной информации в хранилище данных

для решения горнотехнологических задач.

Обеспечивающие подсистемы 86

3.5 Выводы по главе 97

Глава 4. КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

  1. Средства одномерного и многомерного анализа пространственных данных 98

  2. Подключение специализированных модулей к

хранилищу пространственных данных 103

  1. Применение ГИС-методов для работы с пространственными данными в информационной системе 113

  2. Выводы по главе 122 Заключение 123 Список использованной литературы 124 Приложение 1 131 Приложение 2 133 Приложение 3 136 Словарь используемых терминов 137 Указатель рисунков 141 Указатель таблиц 144 Список сокращений 145

Введение к работе:

Актуальность исследования. В настоящее время пространственная информация используется для решения широкого круга задач горного производства. Горнотехнологические задачи, использующие подобную информацию, являются уникальным объектом исследования и имеют междисциплинарный характер (находятся на стыке таких наук как физика, химия, геология, математика и др.). Кроме того горнотехнологические задачи тесно взаимодействуют друг с другом по принципу «вход/выход», т.е. часто результаты решения одного класса задач являются исходными данными для решения задач другого класса. Следовательно, можно говорить о необходимости решения нескольких различных классов задач по заданной схеме (или в режиме конвейера). Необходимые атрибутивные данные для решения любой задачи, как правило, соотносятся с некоторым горным объектом, например, шахтой, разрезом, пластом, населенным пунктом или географическим объектом, которые, как правило, не пересекаются в задачах разных классов. В этом случае единственным способом привязки атрибутивных данных оказывается их положение в пространстве. Ситуация осложняется также случайным характером процессов сбора и хранения разнородной информации при решении горнотехнологических задач. Существует необходимость регламентированного получения данных и их настройка для последующей интеграции в различных вычислительных модулях.

В последние десятилетия коллективами ученых (Институт угля и углехимии СО РАН, Институт горного дела СО РАН, Институт динамики систем и теории управления СО РАН и др.) созданы большие базы данных и разработаны программные комплексы для решения прикладных задач горного производства и в смежных отраслях знаний. Однако в настоящее время практически отсутствуют системы, позволяющие интегрировать вычислительные модули и организовывать посредством их конвейерную обработку различных типов пространственной информации.

В связи с этим актуальной является задача разработки интегрированной информационной системы, обеспечивающей объединение разных типов пространственных данных (векторные, растровые форматы, данные дистанционного зондирования), наборов прикладных программ и математических моделей.

Целью диссертационной работы является создание интегрированной информационной системы (ИИС) и специализированных приложений решения горнотехнологических задач.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: 1. Построить модель интегрированной информационной системы (ИИС) решения горнотехнологических задач основанную на применение современных ГИС-методов, систем обработки данных дистанционного зондирования (ДДЗ) и прикладных методов анализа пространственных данных.

  1. Регламентировать и разработать методы подготовки различных типов пространственной горнотехнологической информации для ввода в ИИС.

  2. Осуществить программную реализацию решения конкретных горнотехнологических задач с использованием различных типов гео данных.

  3. Разработать алгоритм актуализации горно-геологической пространственной информации.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Предложена модель ИИС, отличающаяся возможностью комплексно решать вопросы сбора, хранения и анализа пространственной информации по угольной тематике для последующего решения горнотехнологических задач, при их определенном взаимодействии друг с другом;

Создана новая современная программная среда, основанная на информационном объединении вычислительных модулей между собой, и обеспечивающая конвейерную обработку геоданных из хранилища пространственных данных согласно заданной технологической последовательности;

Разработан алгоритм актуализации горнотехнологических данных на основе ДДЗ; отработана методика получения границ угольных предприятий и др. геологических объектов.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием проверенных методов и теорий объектно-ориентированного анализа и проектирования, а также построения реляционных баз данных; подтверждается тестовой проверкой конкретных расчетных методов. Полученные результаты сравнивались как с натурными данными, так и с данными, полученными при помощи других программных систем.

Практическая значимость:

Созданная интегрированная информационная система относится к предметно-ориентированным системам, предназначена для решения задач горного производства. Система эффективна для решения горнотехнологических задач, связанных с необходимостью обработки больших массивов разнородной пространственной информации. Может служить основой для создания систем динамического мониторинга угольной отрасли. ИИС используется для разработки стратегии развития Кузбасса.

На защиту выносятся:

  1. Информационная модель ИИС обеспечивающая сбор, хранение и анализ разнородной пространственной информации.

  2. Методика подготовки гео данных, обеспечивающая ускорение процессов ввода и доступа к ним в прикладных задачах.

  3. Программная среда для взаимодействия специализированных вычислительных модулей между собой и с хранилищем данных по Кузнецкому угольному бассейну, обеспечивающая решение широкого класса горнотехнологических задач в ИИС.

4. Технология использования ДДЗ, позволяющая актуализировать пространственную информацию, обеспечивая ее достоверность, и решать специальные горнотехнологические задачи, связанные со сложно и трудно получаемыми исходными данными.

Представление работы. Основные результаты диссертации докладывались на следующих научных мероприятиях:

X Всероссийская научно-практическая конференция (г. Анжеро-Судженск, 2006);

научная сессия ИУУ СО РАН (молодежная секция) (г. Кемерово, 2006);

областная научно-практическая конференция молодых ученых Кузбасса «Исследовательская и инновационная деятельность учащейся молодежи: проблемы, поиски, решения» (г. Кемерово, 2006);

международная конференция «Геоинформатика: технологии, научные проекты» (г. Иркутск, 2008);

X всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и вычислительным технологиям (г. Иркутск (Россия) - п. Ханх (Монголия), 2009).

Результаты работы использовались при выполнении следующих исследовательских проектов:

Программа 28.4. Разработка месторождений полезных ископаемых и
комплексная переработка минерального сырья на основе ресурсо- и
энергосберегающих экологически безопасных технологий; горное и
строительное машиноведение. Проект 28.4.3. Научное обоснование процессов
ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий

высокоэффективной разработки угольных месторождений (2005).

Междисциплинарный интеграционный проект «Разработка

информационной геодинамической модели строения Кузнецкого угольного бассейна для целей прогнозирования катастрофических природных и техногенных явлений» (2005)

Междисциплинарный интеграционный проект «Создание средств спутникового экологического мониторинга Сибири и Дальнего Востока на основе новых информационных и телекоммуникационных методов и технологий» (2006-2008)

Программа 7.7.2. Разработка месторождений полезных ископаемых и комплексная переработка минерального сырья на основе ресурсо- и энергосберегающих экологически безопасных технологий. Проект 7.7.2.1. Разработка современных основ создания высокоэффективных, безопасных и экологически сбалансированных геотехнологий освоения угольных месторождений. (2007-2009 гг.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работы, куда входят (в скобках в числителе указан общий объем этого типа публикаций, в знаменателе - объем, принадлежащий автору): 1 статья в издании, рекомендованном ВАК (0.44/0.22 печ. л.), 7 - в спец. выпусках и других журналах ВАК (3.32/2.05 печ. л.), 5- в трудах международных и российских

конференций и рабочих групп (1.49/1.27 печ. л.), 1 - в тезисах международных и российских конференций (0.13/0.13 печ. л.). Получено 1 свидетельство о государственной регистрации базы данных.

Реализация работы. На сервере ИУУ СО РАН установлено хранилище пространственных данных по Кузнецкому угольному бассейну, включающее примерно 1263000 записей. Программный комплекс интегрированной информационной системы, включающий 5 расчетных модулей для решения горнотехнологических задач согласно их классам, размещен на серверной площадке и апробирован в рамках локальной сети института. Решены задачи по геотехнологии, геомеханики, подземной газификации. Проведен ряд работ по актуализации и получению новых пространственных данных средствами современной картографии и использовании обработки ДДЗ. Выполнены конкретные расчеты.

Личный вклад автора состоит в следующем [в скобках указаны ссылки на статьи, где опубликован результат]:

в системе реализованы традиционные алгоритмы сбора и подготовки пространственных данных с учетом специфики задач горного производства [1,3,4];

собраны уникальные ДДЗ территории Кемеровской области и загружены в хранилище данных[1,5,6,7];

отработана и реализована схема объединения вычислительных модулей для решения горнотехнологических задач с хранилищем пространственных данных и друг с другом [11,12,13,14];

разработан метод актуализации пространственной информации на основе ДДЗ [1,5,7,8,13,11]; решена задача выделения границ пространственных объектов на космоснимках [1,7,8,13];

проверена и протестирована работоспособность интегрированной информационной системы для ряда конкретных задач горного производства [2,3,4,5,9.10].

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, содержащего 53 наименований и приложения. Общий объем работы 145 страниц, в том числе 42 рисунка и 8 таблиц.

Автор выражает благодарность всем сотрудникам Института угля и углехимии СО РАН за знания, полученные на лекциях, семинарах и практических занятиях, а также за полезные научные дискуссии в ходе выполнения работы. Также автор благодарен коллегам к.т.н. Замараеву Р.Ю., к.т.н. Попову СЕ. за успешное и плодотворное сотрудничество. Автор выражает искреннюю и глубокую благодарность доктору техн. наук, профессору В.П. Потапову за бесценный опыт и знания, полученные в ходе выполнения работы, за руководство и всестороннюю поддержку, постоянное внимание и многочисленные обсуждения, способствовавшие успешному написанию диссертации.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net