CC BY
62
Информационные комплексы и системы
Павлов С.В.
Pavlov S.V.
доктор технических наук, профессор кафедры «Геоинформационные системы» ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет», Россия, г. Уфа
Самойлов А.С. Samoylov A.S.
начальник группы ОАО «Газпром газораспределение Уфа», Россия, г. Уфа
УДК 621.341
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ АКТУАЛЬНОСТИ БАЗЫ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ В РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
В статье рассматривается проблема обеспечения актуальности базы данных пространственных объектов, входящих в состав геоинформационной системы газораспределительной организации и окружающей их среды. Сложность поддержания базы данных в актуальном состоянии заключается в наличии многоуровневой структуры и существенной территориальной распределенности подразделений организации.
Актуализация пространственной информации об объектах газораспределительных сетей обеспечивается на основе построения топологических отношений, что позволяет повысить качество имеющейся в базе данных информации и контролировать его на протяжении всего жизненного цикла, что в значительной степени обеспечивает сокращение количества ошибок, актуальность и непротиворечивость пространственной информации. В качестве одного из подходов для решения рассматриваемой проблемы предложен метод точечно-множественного описания пространственных объектов, где различные типы объектов являются множествами, состоящими из совокупности координат точек, входящих в их состав.
Приведены определения и представлены иллюстрации возможных случаев топологических отношений объектов газораспределительных сетей и окружающих их объектов:
- отношение «касается»;
- отношение «находится внутри»;
- отношение «пересекает»;
- отношение «перекрывает»;
- отношение «не пересекается».
Определены классы пространственных данных, являющихся объектами базы данных геоинформационной системы газораспределительной организации, и описаны топологические правила между соответствующими парами объектов, в результате чего составлена обобщенная таблица допустимых пространственных отношений между объектами газораспределительной сети и окружающими их объектами. В качестве примера приведена демонстрация реализации топологических правил с помощью программного обеспечения ArcGis.
Разработанный алгоритм позволяет обеспечить актуальность пространственной информации об объектах сетей газоснабжения промышленных предприятий на основе построения топологических отношений.
Ключевые слова: геоинформационная система, пространственные данные, информационное обеспе-
76
Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 3, т. 10, 2014
Data processing facilities and systems
чение газораспределительной организации, газораспределительные сети, топологические правила, поддержание актуальности пространственной информации.
TOPOLOGICAL RELATIONS USE FOR SPATIAL DATABASE RELEVANCE PROVISION IN DISTRIBUTED GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM OF INDUSTRIAL ENTERPRISES GAS SUPPLY SYSTEM
The paper considers the issue of spatial objects database relevance provision of geographic information system in gas-distribution organization and their environment. The complicacy of keeping the database up-to-date is in multilayer structure and substantial spatial distribution of the company’s subdivisions.
Spatial information updating about gas distribution networks objects is based on topological relations building which allows to increase the quality of presenting in database information and monitor it during the whole life cycle. This significantly provides the error quantity reduction, timeliness and spatial information consistency. The method of point-set description of spatial objects was proposed as one of the approach for solving the considered problem where different types of objects are sets consisting of point location assembly and the points are their elements.
The paper includes the definitions and drawings of possible cases of topological relations of gas distribution network objects and the surrounding them objects:
- the touch relationship;
- the in relationship;
- the cross relationship;
- the overlap relationship;
- the disjoint relationship.
We define the classes of spatial objects which are database objects of geographic information system in gas-distribution organization and describe the topological rules between the corresponding pares of objects which results in the generalized table of admissible spatial relationships between objects of gas distribution networks and surrounding them objects. The demonstration of topological rules realization with the help of ArcGis software is provided as an example.
The due-to algorithm allows to provide the spatial information update about the objects of gas-supply system in industrial enterprises on the basis of topological relationships building.
Key words: geographic information system, spatial data, information support of gas distribution organization, gas-distribution networks, topological rules, keeping the spatial information relevance.
Деятельность промышленных предприятий во многом зависит от их своевременного обеспечения энергоресурсами. Для многих из них (по России их более 14 тысяч [1]) основным энергоносителем является природный газ, вследствие чего своевременное, безаварийное и бесперебойное обеспечение газом потребителей и поддержание в работоспособном состоянии инфраструктуры газораспределительных сетей является важной задачей, которую осуществляют региональные газораспределительные организации.
Помимо того, что газоснабжение осуществляется с помощью большого количества территориально распределенных объектов и оборудования, газораспределительные организации имеют иерархическую территориально распределенную структуру: первый уровень - аппарат управления, второй уровень - филиал, третий уровень - районная эксплуатационная служба (участок), вследствие
чего база пространственных данных организации имеет сложную распределенную структуру.
Для процесса управления обеспечением промышленных предприятий газом требуется большое количество пространственной информации, и наиболее эффективным решением, которое позволяет оперативно предоставить многопользовательский доступ к необходимой информации, являются географические информационные системы (ГИС) [2, 3,
4]. ГИС газораспределительной организации содержит большое количество пространственных объектов: газораспределительная станция, магистральный газопровод, газопровод, пункт редуцирования газа, абонент - потребитель газа, промышленное предприятие, структура взаимосвязи которых представлена на рисунке 1.
Для оперативного принятия управленческих решений руководству газораспределительной организации необходимо владеть полной и достовер-
Electrical and data processing facilities and systems. № 3, v. 10, 2014
77
Информационные комплексы и системы
ной информацией об обслуживаемых объектах, что обеспечивается актуализацией пространственной информации об объектах газораспределительных сетей на основе построения топологических отношений. Использование топологических правил позволяет повысить качество имеющейся в базе данных информации и контролировать его на протяжении всего жизненного цикла, что в значительной степени обеспечивает сокращение количества ошибок, актуальность и непротиворечивость пространственной информации.
Топология - это набор правил, которые вместе с инструментами и технологиями редактирования позволяют более точно моделировать пространственные отношения в базе геоданных. Например, в программном обеспечении ArcGis контроль топологии обеспечивается с помощью наборов правил, которые определяют то, как пространственные объекты взаиморасполагаются в географическом пространстве, а также через набор инструментов редактирования, одинаковым образом применяемых к объектам с общей геометрией [6].
Для обеспечения качества пространственных данных об объектах газораспределительных сетей необходим механизм, позволяющий осуществлять проверку топологической корректности вносимой информации и предоставлять удаленным пользователям информацию об ошибках, возникающих при вводе информации в базу данных, для их своевременного устранения.
Топологические отношения между пространственными объектами, участвующими в распределении и транспортировке газа, могут быть описаны с помощью обобщенных правил, для формулировки которых введем обозначения: Pi - множество, содержащее координаты одного i-го точечного объекта газораспределительных сетей и окружающей их среды (например пункт редуцирования газа, запорная арматура), х[,у[, Pt = {(х[ ,yf)} , совокупность координат всех точечных объектов обозначим:
кр
f=Up«. о)
i=1
Рис. 1. Схема газоснабжения промышленных предприятий и потребителей
78
Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 3, т. 10, 2014
Data processing facilities and systems
где i = l,kp - количество точек.
Кроме того, всю совокупность точечных объектов можно представить в виде множества Р = {Pi, Р2> ■ ■ > Ркр}, тогда в силу введенных обозначений будут выполняться следующие соотношения: Pi е P,Ptc: Р.
L* . - множество, содержащее координаты /-го линейного объекта газораспределительных сетей и окружающей их среды (например, газопровод, футляр), которые задаются координатами вершин
У1 л,1
17Т^ 171^
Ц = {(4< Уа). (4>< Уа). ■■■ - (*Lp У1ы1)\ (2)
где n/ - количество вершин линейного объекта; i = l,ki - номера линейных объектов. Для целей определения топологических отношений между различными пространственными объектами введем в рассмотрение другое множество Lt = {(ху ,Уу)}, которое содержит бесконечное множество координат всех точек непрерывного линейного объекта, а не только координаты его вершин.
Совокупность координат всех линейных объектов обозначим:
L = \JLi={(4y0i
i=1
A = \JAi={(4yГ)},
i=1
(3)
где kl - количество линейных объектов рассматриваемой территории.
Кроме того, совокупность линейных объектов можно представить в виде множества L = (L-l, L2, ..,Lkl}, тогда в силу введенных обозначений будут выполняться следующие соотношения: £ L,Li ci .
A* - множество, содержащее координаты i-го площадного объекта газораспределительных сетей и окружающей их среды (например, производственная база, охранная зона), которые задаются координатами вершин xfna,yfna ,
А* = {(*“и Уа). (ха> Уа). ■■■»(<?' у“па)} , (4)
где na. - количество вершин площадного объекта; i = 1, ка - номера площадных объектов.
Для целей определения топологических отношений между различными пространственными объектами введем в рассмотрение другое множество Ai = {(X?.yt)l которое содержит бесконечное множество координат всех точек непрерывного полигонального объекта, а не только координаты его вершин. Совокупность координат всех полигональных объектов обозначим как ка
где ka - количество полигональных объектов рассматриваемой территории.
Кроме того, совокупность полигональных объектов можно представить в виде множества А = [Ai,A2, ■ ■ ,Ак }, тогда в силу введенных обозначений будут выполняться следующие соотношения: Ai £ A,Ai с А.
Через У обозначим любой тип объектов из множества точечных, линейных и площадных объектов:
' Р, если объекты точка У = L, если объекты линия (6)
А, если объекты полигон .
В [8] предлагается система объектных вычислений, которая является формальным языком для создания запросов к базам геоданных, что позволяет, например, с помощью записи (Ур г, У2) обозначить наличие связи г между объектами У1 и У такую систему из трех элементов назовем событие. Система объектных вычислений позволяет использовать методы (операции) внутри определяющего запроса, а события могут быть составлены с помощью логических операторов И (л), ИЛИ (V).
Формальные определения геометрических объектов и связей основаны на точечно-множественном подходе, где объекты - множества, а точки - элементы этого множества [9]. Предметом связей являются точки, линии и области, используемые в ГИС: размерность топологического пространства R2; все виды объектов являются замкнутыми, то есть каждый объект содержит все свое множество точек и не является объединением двух различных объектов. Таким образом, пространственные объекты обладают следующими свойствами:
1. Площадные объекты А связаны только с областями без пустот.
2. Линейные объекты L - линии без самопересечений, которые замыкаются на себя (замкнутая кривая), либо имеют две конечные точки.
3. Точечный объект P может содержать только одну точку.
Введем определения, которые связывают систему объектных вычислений и точечномножественный подход, для описания расположения пространственных объектов. S - обобщенное точечное множество, которое может состоять из нескольких не связанных между собой частей, а все P - точечные, L - линейные и A - площадные пространственные объекты являются элементами S:
S = PULUA = {(x?j,y%)} , (7)
. _ (1, п\ для L _
I 1» k-m i j
■,m = {p, l, a}
(5)
[1, nf для A
Для определения размерности точечного мно-
Electrical and data processing facilities and systems. № 3, v. 10, 2014
79
Информационные комплексы и системы
жества введем функцию «dim», которая возвращает размерность точечного множества, а в случае, если множество является совокупностью нескольких частей, возвращается размерность наибольшего множества:
dim(S) = <
(—, если S = 0
0, P{xj,yj) Е S;L(xk,yk),A(xhyi) <2 5
1, Цхк,ук) £ S)A(xuy{) 0 S (8) K.2,A(xi,yi) Е S.
Границы и внутренние области объектов используются в методе Эгенхофера [10] для описания топологических связей. Это верно и для нашей системы, поэтому для границы и внутренней части трех типов объектов дадим определение, которое немного отличается от чистой математической теории, но ведет к непротиворечивым определениям для пространственных отношений. Граница объекта У обозначается как дУ и определяется для каждого типа объектов следующим образом:
1. ЭР - учитываем, что граница точечного объекта - пустое множество.
2. dL - граница линии - пустое множество, в случае, если линия представляет собой замкнутую дугу, в противном случае - это набор из двух раздельных конечных точек.
3. dA - граница области - замкнутая дуга, содержащая все граничные точки области.
Внутренность объекта У обозначается У° и определяется следующим образом:
У° = У - ЭУ (9)
Отметим, что внутреннее пространство точки и замкнутой линии равно самому объекту.
На уровне языка запросов мы принимаем во внимание изложенные выше соображения, делая доступными для пользователей только операторы границы (для областей и линейных объектов) вместе с пятью топологическими связями: касаются, находятся внутри, пересекаются, перекрываются, не пересекаются. Таким образом, в записи (У1, г, У2) r обозначает один из пяти типов связей, в то время как У1 и У2 могут быть как объектами, так и границами объектов. Описанный, таким образом, набор топологических правил будет достаточным для описания возможных случаев топологических отношений объектов газораспределительных сетей.
В приведенных ниже определениях топологических отношений системе объектных вычислений поставлено в соответствие описание, базирующееся на точечно-множественном подходе.
Определение 1: Отношение «касается». Объект У1 касается У когда внутренности этих объектов У°1 и У°2 не пересекаются, а границы этих объектов имеют общие координаты:
(Ylf касается, У2) <=> (У1ПУ2 = 0) Л (У^Уг Ф 0) , т. е. ЗСх^у^едУ!, (хДу;2)едУ2: Xj1 = xf.yl = у,2.
Введенное топологическое отношение «касается» (T) применимо для описания расположения объектов газораспределительных сетей и окружающей их среды на рис. 2: а) охранная зона/населен-ный пункт (область/область); б) газопровод/автомо-бильная дорога (линия/линия); в) газопровод/жилой дом (линия/область); г) газопровод/абонент - потребитель газа (линия/точка), но не применимо к си-
туации точка/точка; д) абонент - потребитель газа/ жилой дом (точка/область).
Определение 2: Отношение «находится внутри». Объект У1 находится внутри объекта У когда для любой пары координат (х.1, уД принадлежащих У1, существует пара координат (х.2, у.2) , принадлежащих У такая, что x1 = х2 у1 = у.2:
(Гъ внутри, У2) <=> ^ПУг = ГО Л (У^ПУ^ 0 ) , т. е. для v(x^y*)eYlf 3(x?,yf)eY2:x^ = х?,у* = у2
Введенное топологическое отношение «находится внутри» (I) применимо для описания расположения объектов газораспределительных сетей и окружающей их среды на рис. 3: а) охранная зона/на-селенный пункт (область/область); б) промышленное предприятие/населенный пункт (точка/область); в) га-зопровод/административный район (линия/область);
г) газопровод/контрольная трубка (линия/точка).
Определение 3: Отношение «пересекает».
Объект У1 пересекает объект У когда существуют координаты (х \ у Д принадлежащие внутренностям объекта У и координаты (х 2, у 2), принадлежащие внутренностям объекта У такие, что х 1 =
х Д у1 = у Д .
80
Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 3, т. 10, 2014
Data processing facilities and systems
(Ylf пересекает, Y2) фф din^YiflYz) =
= (max (dim(Yi), dirr^Yz)) — 1) A
(12)
A (YiflYz Ф Yx) A (YiHYz Ф Y2))
т. е. 3 (xf,у,')еГ(, (of, yf(er): xf = xf, yf = yf.
Введенное топологическое отношение «пересекает» (С) применимо для описания расположения объектов газораспределительных сетей и окружающей их среды на рис. 4: а) газопровод высокого давления/газопровод среднего давления (линия/ линия); б) газопровод /административный район (линия/область).
Рис. 2. Топологические ситуации, иллюстрирующие отношение «касаются» для двух областей, двух линий, линии и области, точки и линии, точки и области
Electrical and data processing facilities and systems. № 3, v. 10, 2014
81
Информационные комплексы и системы
Рис. 3. Топологические ситуации, иллюстрирующие отношение «внутри» для двух областей, точки и области, линии и области, точки и линии
Рис. 4. Топологические ситуации, иллюстрирующие отношение «пересекаются» для двух линий, линии и области
82
Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 3, т. 10, 2014
Data processing facilities and systems
Определение 4: Отношение «перекрывает». принадлежащих Y и две пары координат (х 3, у.3), (х4, Объект Yj перекрывает объект Y2, когда существу- у .4), принадлежащих Y2, таких, что х.1 = х.3, у1. = у.3: ют как минимум две пары координат (х.j, у.'), (х 2, у 2),
(Y1; перекрывает, Y2) <=>dim(Yi) = dim (Y2) = (dim(YinY2)) Л C^riY;, Ф Yx) Л О^ГТГг Ф Y2),(i3)
т. е. существуют как минимум две пары:
(xf,yf), (x^y^eYi, (xf,yf), (x14,y14)eY2:x11 = xf, y\ = yf их? Ф xf или y\ Ф yf
Введенное топологическое отношение «пере- окружающей их среды на рис. 5: а) охранная зона/ крывает» (О) применимо для описания располо- строение (область/область); б) газопровод/футляр жения объектов газораспределительных сетей и (линия/линия).
Рис. 5. Топологические ситуации, иллюстрирующие отношение «перекрываются» для двух областей, двух линий
Определение 5: Отношение «не пересекается».
Объект Yj не пересекает объект Y когда для любых (х Д у.'), принадлежащих Yj, и любых (х2, у2), принадлежащих Y верно х 1 = х2, у 1 = у.2:
(Yi, не пересекается, Y2) фф (T1DY2 = 0), (14) т. е. V O^y^eY^M v(xj2,yf )eY2: Xj1 = xf.yf = yf.
Введенное топологическое отношение «не перекрывает» (D) применимо для описания расположения объектов газораспределительных сетей и окружающей их среды на рис. 6: а) охранная зона/ строение (область/область); б) газопровод/строе-ние (линия/область); в) контрольно-измерительный пункт/строение (точка/область).
Введенные определения топологических отношений предлагается использовать для решения задачи проверки топологической корректности пространственных данных объектов газораспределительной сети. Для этого потребуется:
1. Определить классы объектов, которые уча-
ствуют в построении сети.
2. Описать топологические правила, в соответствии с которыми будет осуществляться проверка корректности сети.
3. Проверить выполнение топологических правил с необходимыми классами пространственных данных.
4. Предоставить информацию о допущенных топологических ошибках конечным удаленным пользователям, осуществляющим ввод информации.
Объекты сетей газоснабжения промышленных предприятий, обслуживание которых осуществляют газораспределительные организации, представлены в базе геоданных в виде набора классов пространственных объектов, для которых задаются топологические правила: газораспределительные станции; газопровод; пункт редуцирования газа; потребители газа; абоненты-потребители; административный район; гидрозатвор; запорная арматура; кабельные
Electrical and data processing facilities and systems. № 3, v. 10, 2014
83
Информационные комплексы и системы
Контрсяьно-ианерительньй пункт
А
в) Строение и контрольно-измерительный пункт
Рис. 6. Топологические ситуации, иллюстрирующие отношение «не пересекаются» для двух областей, линии и области, точки и области
линии; колодцы смежных коммуникаций; компенсатор; конденсатосборник; контрольно-измерительные пункты; контрольные трубки; населенный пункт; опоры газопровода; охранная зона; переход диаметра материала газопровода; пикеты; смежные коммуникации; установки ЭХЗ; футляры. После того как объекты газораспределительной сети, которые
будут участвовать в топологических отношениях, выделены из общего массива объектов базы данных, требуется определить пространственные отношения между этими объектами. В наиболее общем виде топологические правила, описывающие пространственные отношения между различными видами геометрических объектов, приведены в таблице 1.
Обобщенные топологические правила
Таблица 1
Точки Линии Полигоны
- должны совпадать с конечными точками линии; - должны лежать на линии; - должны быть полностью внутри класса полигональных объектов - не должны иметь висячих узлов; - не должны перекрываться - должны быть полностью внутри другого класса полигональных объектов
В соответствии с этими обобщенными правилами для обеспечения актуализации пространственной информации об объектах газораспределительной сети предложены правила топологических отношений между основными классами пространственных объектов, которые приведены в таблице 2.
Эти правила могут быть реализованы в ГИС конкретной газораспределительной организации с помощью инструментов специального программного обеспечения. Например, создание топологиче-
ского правила «потребитель должен располагаться на конце участка газопровода» может быть реализовано в среде программного обеспечения ArcGis так, как показано на рис. 7.
Предложенные правила используются для проверки топологических отношений между пространственными объектами, ввод которых в базу данных ГИС осуществляется посредством web-клиента (подсистемы удаленного ввода и редактирования данных) и инструмента администратора
84
Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 3, т. 10, 2014
Data processing facilities and systems
настольного приложения ArcGis Desktop, в результате чего выявляются ошибки введенных пространственных данных. Далее с помощью инструментов ArcGis Desktop эти ошибки переносятся в специ-
альные слои, доступ к которым получают пользователи, использующие в своей работе подсистему информационно-справочных и поисковых задач и подсистему удаленного редактирования.
Таблица 2
Топологические правила между объектами газораспределительной сети
Класс объектов Правило Класс объектов
Газораспределительные станции Должны совпадать с конечными точками Газопровод
Газопровод Не должны иметь висячих узлов, не должны иметь самопересечений
Пункт редуцирования газа Должны совпадать с конечными точками Газопровод
Потребители газа Должны быть полностью внутри Административный район
Абоненты-потребители Должны быть полностью внутри Строения
Гидрозатвор Точка должна лежать на линии Газопровод
Запорная арматура Должны совпадать с конечными точками Газопровод
Кабельные линии Не должны иметь висячих узлов, не должны иметь самопересечений
Колодцы смежных коммуникаций Точка должна лежать на линии Смежные коммуникации
Компенсатор Точка должна лежать на линии Газопровод
Конденсатосборник Точка должна лежать на линии Газопровод
Контрольно-измерительные пункты Точка должна лежать на линии Газопровод
Контрольные трубки Точка должна лежать на линии Газопровод
Опоры газопровода Точка должна лежать на линии Газопровод
Газопровод Должны быть полностью внутри Охранная зона
Переход диаметра материала газопровода Должны совпадать с конечными точками Газопровод
Пикеты Точка должна лежать на линии Газопровод
Смежные коммуникации Не должны иметь висячих узлов, не должны иметь самопересечений
Установки ЭХЗ Точка должна лежать на линии Дренажный кабель ЭХЗ
Футляры Должны совмещаться с линией Газопровод
Add Rule
Features of feature dess;
Потребитель
Buie:
Point Must Be Coveted By Line
Feature dass:
Газопровод 3
ftde Description
[?! Show Errors
Pont features from one layer must be covered by line features from another layer.
Any pont that« not covered by a line feature is an error,
C*C
Cancel
Рис. 7. Создание топологического правила в ПО ArcGis Desktop
Electrical and data processing facilities and systems. № 3, v. 10, 2014
85
Информационные комплексы и системы
Во время сеанса редактирования пользователи устраняют выявленные ошибки топологии, после чего администратор осуществляет повторную проверку на выполнение правил и наличие ошибок топологии до тех пор, пока все ошибки не будут исключены. Алгоритм обеспечения актуальности пространственной информации об объектах сетей газоснабжения промышленных предприятий на основе построения топологических отношений представлен на рисунках 8 и 9.
На основании анализа данных из таблиц 1 и 2 выделены правила, характеризующие топологические отношения между объектами газораспределительной сети и окружающей их средой, в результате чего сформирована таблица 3, в которой представлены допустимые пространственные отношения для каждой пары объектов: касаются (T), находятся внутри (I), пересекаются (С), перекрываются (O), не пересекаются (D).
Заключение
Для пространственных данных, описывающих объекты газораспределительной сети и окружающую их среду, выделены пять топологических отношений (касаются, находятся внутри, пересекаются, перекрываются, не пересекаются), которые позволяют формализовать в базе данных связи между различными классами объектов газораспределительной сети и окружающими их объектами. Предложенные классы пространственных объектов газораспределительной сети и правила построения топологических отношений между ними позволяют удаленным пользователям обеспечивать актуальность информации в базе данных ГИС, что, в свою очередь, помогает быстро выявлять и исправлять ошибки ввода, обеспечивая высокое качество и актуальность информации в базе пространственных данных, что существенно улучшает процесс управления газоснабжением промышленных предприятий.
Начало
Определение классов объектов, участвующих в построении сети
БГД по газораспределительным сетям
Создание топологических правил
1. Газопроводы не должны перекрываться
(G1,перекрывает,G2) dim(Gi) = dim (G2) =
= (dim^GjnG2))Л (GinG2 Ф G2)a (GjDG^ Ф G2),
T. e. 3 (xjSy^.tx^.y^JeGj, (x,3, у3). (x,4, у*)e G,: x,1 = x,3, y,1 = y,3, где Gl h Gj - газопроводы; x . у - их координаты.
2. Пункты редуцирования газа должны совпадать с конечной точкой газопровода
(Р, касается, G) <=> (Р°ПС° = 0) Л (PHG = 0)
3 W, У-У дР, (xf,yf)e dG : х,1 = xf.yf = yf,
где Р - пункты редуцирования газа; G - газопроводы;
х, у - их координаты.
3. Потребители находятся е административных районах (С, внутри, R) <=> (CDR = С) Л (C°nR° Ф 0),
т.е. для Vfxf.yfJeC, 3(xf,yf)eR ; xf = xf.yf = yf, где С - потребители; R - административные районы; х? у - их координаты.
Формирование газораспределительной сети для проверки
6
Рис. 8. Алгоритм обеспечения актуальности пространственной информации об объектах сетей газоснабжения промышленных предприятий на основе построения топологических отношений
86
Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 3, т. 10, 2014
Electrical and data processing facilities and systems. № 3, v. 10, 2014
oo
Таблица 3
Допустимые пространственные отношения между объектами газораспределительных сетей и окружающими их объектами
Административный район Г азораспредели-тельные станции Газопровод Пункт редуцирования газа Потребители газа Абоненты- потребители Гидрозатвор Дренажный кабель ЭХЗ Запорная арматура Кабельные линии Колодцы смежных коммуникаций Компенсатор Конденсатосборник Контрольно-измерительные пункты Контрольные трубки Охранная зона Опоры газопровода Переход диаметра материала газопровода Пикеты Смежные коммуникации Строения Установки ЭХЗ Футляры
Газораспределительные станции I D Т D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Газопровод 1,Т Т Т Т Т Т I D Т С D Т Т Т Т I Т Т Т С Т,С D О,С
Пункт редуцирования газа I D Т D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Потребители газа I D Т D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Абоненты-потребители I D Т D D D D D D D D D D D D I D D D D I D D
Гидрозатвор I D I D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Запорная арматура I D Т D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Кабельные линии I D С D D D D D D D Т D D D D Т,С D D D Т D D D
Колодцы смежных коммуникаций I D D D D D D D D Т D D D D D ТД D D D Т D D D
Компенсатор I D I D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Конденсатосборник I D I D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Контрольно-измерительные пункты I D I D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Контрольные трубки I D I D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Опоры газопровода I D I D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Переход диаметра материала газопровода I D Т D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Пикеты I D I D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D
Смежные коммуникации 1,Т D C,D D D D D D D D D D D D D Т,С D D D D D D О,С
Установки ЭХЗ I D D D D D D Т D D D D D D D I D D D D D D D
Футляры 1,Т D О,С D D D D D D D D D D D D I D D D D D D ТА С
Data processing facilities and systems
Информационные комплексы и системы
Рис. 9. Алгоритм обеспечения актуальности пространственной информации об объектах сетей газоснабжения промышленных предприятий на основе построения топологических отношений
Список литературы
1. Портал о российском газе [Электронный ресурс]: Некоммерческий проект Аналитической группы ЭРТА. - Режим доступа: http://gasforum.ru (дата обращения 01.08.2013).
2. Билл Михан. ГИС: новая энергия электрических и газовых предприятий [Текст] / Билл Михан; пер. с англ. - М.: Дата+, 2010. - 259 с.
3. Павлов А.С. Разработка корпоративной геоинформационной системы газораспределительной организации [Текст] / А.С. Павлов, А.С. Самойлов // Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. - Уфа: УГАТУ, 2011. -С. 23-29.
4. Павлов А.С. Координация работы пользователей ГИС энергораспределяющих организаций с использованием модуля ArcGis Workflow Manager [Текст] / А.С. Павлов, Н.Ф. Кунаккужина, С.В. Павлов, А.С. Самойлов // Геоинформационные техноло-
гии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. - Уфа: УГАТУ, 2013. - С. 26-32.
5. Коцаб М. Интеграция картографических данных в единую информационную систему [Текст] / М. Коцаб, К. Радей // Межведомственный научнотехнический сборник. Геодезия, картография и аэрофотосъемки. - 2013. - № 78. - C. 127-131.
6. ESRI [Электронный ресурс]: справочная система / ESRI, Inc. - Режим доступа: http://resources. arcgis.com/ru/help/mam/10.1/mdex.html (дата обращения 01.08.2013).
7. Павлов А.С. Организация обработки пространственных данных в распределенной геоинформационной системе газораспределительной организации [Текст] / А.С. Павлов, С.В. Павлов,
А.С. Самойлов // Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. - Уфа: УГАТУ, 2012. - С. 57-62.
88
Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 3, т. 10, 2014
Data processing facilities and systems
8. Eliseo Clementini. An object calculus for geographic databases [Text] / Clementini Eliseo, Di Felice Paolino // In A CM Symposium on Applied Computing. - Indianapolis, February 1993. - Р. 302-308.
9. John L. Kelley. General Topology [Text] / John
L. Kelley. - Springer-Verlag, New York, 1955.
10. Egenhofer, J.M. & Sharma. Topological relations between regions in R2 and Z2 [Text] / Egenhofer,
J.M. & Sharma; In Abel, D. & Ooi, В. C. (eds.) // Proceedings of the of the 3rd International Symposium on Large Spatial databases (SSD* 93). Lecture Notes in Computer Science. - Springer-Verlag. - Vol. 692. - Р. 316-336.
References
1. Portal o rossijskom gaze. [Jelektronnyj resurs]: Nekommercheskij proekt Analiticheskoj gruppy JeRTA. - Rezhim dostupa: http://gasforum.ru (data obrashhenija 01.08.2013).
2. BillMihan. GIS: novajajenergijajelektricheskih i gazovyh predprijatij [Tekst] / Bill Mihan; per. s angl. -
M. : Data+, 2010. - 259 s.
3. Pavlov A.S. Razrabotka korporativnoj geoinformacionnoj sistemy gazoraspredelitel'noj orga-nizacii [Tekst] / A.S. Pavlov, A.S. Samojlov // Geoin-formacionnye tehnologii v proektirovanii i sozdanii korporativnyh informacionnyh sistem: mezhvuz. nauch. sb. - Ufa: UGATU, 2011. - S. 23-29.
4. Pavlov A.S. Koordinacija raboty pol'zovatelej GIS jenergoraspredeljajushhih organizacij s ispol'zova-niem modulja ArcGis Workflow Manager [Tekst] / A.S. Pavlov, N.F. Kunakkuzhina, S.V. Pavlov, A.S. Samojlov // Geoinformacionnye tehnologii v proektirovanii
i sozdanii korporativnyh informacionnyh sistem: mezhvuz. nauch. sb. - Ufa: UGATU, 2013. - S. 26-32.
5. Kocab M. Integracija kartograficheskih dannyh v edinuju informacionnuju sistemu [Tekst] / M. Kocab,
K. Radej // Mezhvedomstvennyj nauchno-tehnicheskij sbornik. Geodezija, kartografija i ajerofotos'emki. -
2013. - № 78. - S. 127-131.
6. ESRI [Jelektronnyj resurs]: spravochnaja
sistema / ESRI, Inc. - Rezhim dostupa: http://resources. arcgis.com/ru/help/main/10.1/index.html (data obra-shhenija 01.08.2013).
7. Pavlov A.S. Organizacija obrabotki prostran-stvennyh dannyh v raspredelennoj geoinformacionnoj sisteme gazoraspredelitel'noj organizacii [Tekst] / A.S. Pavlov, S.V. Pavlov, A.S. Samojlov // Geoinformacionnye tehnologii v proektirovanii i sozdanii korporativnyh informacionnyh sistem: mezhvuz. nauch. sb. - Ufa: UGATU, 2012. - S. 57-62.
8. Eliseo Clementini. An object calculus for geographic databases [Text] / Clementini Eliseo, Di Felice Paolino // In A CM Symposium on Applied Computing. - Indianapolis, February 1993. - Р. 302-308.
9. John L. Kelley. General Topology [Text] / John
L. Kelley. - Springer-Verlag, New York, 1955.
10. Egenhofer, J.M. & Sharma Topological relations between regions in R2 and Z2 [Text] / Egenhofer, J.M. & Sharma; In Abel, D. & Ooi, V. C. (eds.) // Proceedings of the of the 3rd International Symposium on Large Spatial databases (SSD* 93). Lecture Notes in Computer Science. - Springer-Verlag. - Vol. 692. - Р. 316-336.
Electrical and data processing facilities and systems. № 3, v. 10, 2014
89
