CC BY
9
SCIENCE TIME
■
РАЗРАБОТКА МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ «АРХЕОЛОГ - ХЕРСОНЕС»
Поддубный Алексей Юрьевич, Севастопольский государственный университет, г. Севастополь
E-mail: alkalineal54@gmail.com
Аннотация. В работе описан ход разработки мобильного приложения, выполняющегося в рамках пилотного проекта «Археолог - Херсонес». предназначенного для автоматизации работы полевых исследователей археологов.
Ключевые слова: археологические исследования, автоматизация, методология IDEF0, мобильное приложение, мобильное устройство.
Введение
Принятие стратегии развития информационного общества в Российской Федерации, а также программы развития Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института археологии Российской академии наук на 2015-2019 г.г., обязывает к привлечению самых современных технологий, для реализации задач, признанных приоритетными этими документами [1, 2]. В том числе, это касается и вопросов разработки программного обеспечения для информатизации процессов научных исследований в целом и для археологической деятельности, в частности. Отсутствие системного подхода к информатизации технологической цепочки, охватывающей весь процесс археологических исследований (предварительный сбор и систематизация материалов, археологические полевые работы, обработка данных, создание научных отчетов), становится препятствием к формированию единого научного археологического информационного пространства. Единое информационное пространство археологических данных, должно формироваться с момента начала проведения археологической разведки, что позволит начать процесс систематизации данных археологических исследований не после завершения исследования, а в процессе накопления информации [3].
I
SCIENCE TIME
I
Цель работы. Изучение современного состояния информатизации области археологических исследований. Изучение нормативно-правовой базы, регламентирующей деятельность в области археологии. Описание деятельности археологов в стандарте методологии IDEF0. Анализ и предложение функций для автоматизации деятельности археологов при проведении полевых работ. Разработка мобильного приложения для автоматизации полевых археологических работ.
Основная часть
Для решения задачи автоматизации полевых археологических работ целесообразно применить методологии семейства IDEF, предназначенные для описания, анализа и построения структурно-функциональных моделей сложных систем. Методология IDEF0 считается развитием графического языка описания функциональных систем SADT (Structured Analysisand Design Teqnique). В 1993 года IDEF0 принят в качестве федерального стандарта в США, а с 2000 г. является стандартом в Российской Федерации [4]. В соответствии со стандартом целесообразно строить модель типа TO-BE (как будет) - модель идеальной
На первом этапе модель представляется в виде одного функционального блока, называемого контекстной диаграммой А-0. К основному блоку подводятся потоки, отвечающие за различные объекты, определяющие процессы, происходящие в системе. На вход контекстной диаграммы поступают предварительные научные материалы (гипотезы, предположения). В качестве управления выступают нормативные документы (положения, инструкции, разрешения), а также методики и процедуры ведения работ. На выходе - научная отчетная документация и другие результаты научно- исследовательской деятельности (публикации, монографии и т.д.). Под инструментами, понимаются археологи, ведущие исследования, а также инструменты, которые они используют.
Второй этап описания предполагает декомпозицию контекстной диаграммы. В данном случае были выделены три большие группы процессов: проведение полевых археологических работ, обработка и изучение полученного материала, составление научной отчетной документации. На этапе описания комплексов археологических работ могут быть определены информационные технологии, которые смогут обеспечить, непрерывный сбор (фиксацию и описание), организацию передачи, обмена и хранения данных, а также обработку материалов исследования.
Дальнейшая детализация процессов дает возможность конкретизировать вид информационной технологии способной автоматизировать многие виды работ, предусмотренных в «Положении о порядке проведения археологических
организации процессов.
полевых работ (археологических раскопок и разведок) и составления научной отчётной документации».
Как правило, традиционные методы, используемые полевыми исследователями-археологами, например, составление ситуационных планов, стратиграфических материалов, привязка археологических объектов являются ресурсозатратными по временным показателям, требуют высокой или дополнительной квалификации. Их недостаток порождает «свободу» местоположения археологических памятников на картах и планах [5]. На рис.1 приведена детализация процесса «Ведение археологических раскопок», которая указывает весь спектр применяемых методов.
Рис. 1 Декомпозиция функционального блока А13 «Ведение археологических раскопок»
Практически все производители мобильных устройств уже комплектуют устройства среднего класса приемниками ГЛОНАСС/GPS, использование которых в совокупности с системами точного позиционирования и/или специальными web-сервисами позволит получать координаты для производства топосъемки и фиксации мест обнаружения находок с точностью до 3 см.
Традиционно, в качестве полевого дневника используется тетрадь, каждая из страниц которой разделена на 2 части, на левую часть наносятся чертежи,
| SCIENCE TIME Щ
рисунки и другие обозначения, а на правую - детальное описание; в качестве фото-устройства используется цифровой фотоаппарат, а вся картографическая информация наносится на бумажную карту [6].
И сходя из вышеизложенного описания рационально использовать вместо традиционных инструментов современные мобильные устройства - планшет или смартфон, поскольку размеры этих устройств, схожи с рекомендуемыми параметрами для полевого дневника [7].
Благодаря большому объему встроенной памяти, в современный планшет/ смартфон можно поместить большое количество записей, что делает его независимым от площади и характера исследований. Планшет/смартфон имеет достаточные размеры, благодаря которым, текст удобно вводить без помощи стилуса. Если же возникает потребность в данных приспособлениях, то следует отметить их доступность в большом диапазоне моделей и ценовых категорий. Современный планшет/смартфон среднего класса оснащен различными датчиками геолокации, что значительно упрощает процессы работы с картами и фиксации местоположения находок. Также, качество камер современных мобильных устройств уже не уступает цифровым фотоаппаратам, поскольку имеют широкий спектр настроек, таких как:
- регулировка выдержки;
- фокусировка;
- регулировка чувствительности;
- регулировка яркости;
- управление вспышкой;
- наличие сетки кадрирования;
- выбор соотношения сторон.
Для автоматизации процесса сбора и обработки материалов с помощью мобильного устройства, в рамках проекта ««Археолог - Херсонес», было разработано одноименное мобильное приложение.
Приложение имеет следующие разделы:
- полевой дневник;
- опись материала;
- карта находок;
- маршрут разведки.
Доступ к каждому из пунктов раздела осуществляется с помощью «Гамбургер меню».
Полевой дневник имеет интерфейс максимально схожий с традиционным (бумажным) полевым дневником. В начале работы необходимо внести всю информацию, идентифицирующую археологическую экспедицию, после чего становятся доступными для заполнения разделы полевого дневника. Для каждой записи, предусмотрена соответствующая форма. К записи могут быть
прикреплены: изображения, видеофайл или аудиозапись, которые можно выбрать из ранее созданных и сохраненных в Галерее, или создать новый файл, средствами самого устройства, не выходя из приложения. Интерфейс полевого дневника изображен на рис.2, рис.3.
Рис. 2 Интерфейс раздела «Полевой дневник»
На рис.3 Изображена форма для добавления записей в полевой дневник, а также форма для регистрации нового полевого дневника.
Раздел «Опись материала» позволяет получить доступ к описи массового материала и полевой описи. Доступ к описи массового материала ограничен, пользователь может только просматривать информацию, которая содержится в базе данных. Полевая опись содержит информацию о находках, которые были найдены на протяжении текущей экспедиции. Пользователь имеет возможность создать новую полевую опись, для чего потребуется заполнить соответствующую форму, а также редактировать, добавлять и удалять записи в текущей полевой описи. Интерфейс раздела «Опись материала» представлен на рис.4.
Раздел «Карта находок» позволяет отмечать на карте находки, которые были обнаружены в процессе экспедиции. Для этого в разделе текстовых записей необходимо заполнить поля, описывающие находку, в результате чего на карте появятся соответствующие отметки. Местоположение находки определяется автоматически с помощью технологии GPS. Интерфейс раздела «Карта находок» представлен на рис.5. Для более интуитивно понятных обозначений находок на
карте, была создана библиотека обозначений, которая содержит большинство иконок, необходимых для отображения типа находки.
Рис. 3 Интерфейс раздела «Полевой дневник»
Рис. 4 Интерфейс раздела «Опись»
«
Щ SCIENCE TIME Щ
Раздел «Маршрут разведки» предназначен для автоматизации процесса археологической разведки и служит для нанесения координат и характеристик с детальным описанием точек маршрута. Координаты точек также устанавливаются в автоматическом режиме с помощью технологии GPS. Интерфейс раздела «Маршрут разведки» представлен на рис.6.
Было принято решение в качестве целевой платформы приложения использовать Windows Phone.
Номер раскопа Пласт Глубина
I 2 I
Сооружение
I 13 | в
Номер находки 245
Название | Амфора
Координаты места находки
| 232.5 |
| 72.3 |
Год раскопа
26 марта 2016 г. |
Описание
Использовалась для хранения продуктов
s ®
<- В Р
Рис. 5 Интерфейс раздела «Карта находок»
Выбор платформы обусловлен стремительным набором популярности в Республике Крым и городе Федерального значения Севастополе. По данным аналитической компании Strategy Analytics за 3-й квартал 2013 года Windows Phone признана самой быстрорастущей мобильной операционной системой. Доля рынка для данной платформы за год увеличилась почти в 2 раза. По данным компании «Связной», за первые пять месяцев 2015 года продажи смартфонов под управлением ОС Windows Phone составили 690 тысяч штук, что составило восемь процентов от общего объема продаж в России. При этом в количественном выражении реализация Windows-телефонов превысила продажи Apple iPhone впервые в этом году. Еще один аргумент в пользу выбора платформы Windows Phone - рынок мобильных приложений еще не настолько велик, как у Android и iOS, вследствие чего там намного легче найти свободный сегмент. Также с выходом платформы Windows 10 данное приложение можно запустить не только на смартфоне, а также на планшете и настольном ПК.
Рис. 6 Интерфейс раздела «Маршрут разведки»
Развертывание приложение осуществлялось на смартфоне Microsoft Lumia 640, который имеет следующие характеристики:
- процессор четырехядерный Snapdragon 400 MSM8926 (1.2 ГГц)
- разрешение: 1280 x 720 пикселей;
- камера - 8Мп;
- оперативная память 1 ГБ;
- 8 ГБ встроенной памяти;
- поддержка карт памяти MicroSD (до 128 ГБ);
- Bluetooth 4.0;
- Wi-Fi 802.11 b/g/n;
- GPS, A-GPS, GLONASS;
- емкость аккумулятора: 2500мАч;
- операционная система Windows 10 Mobile.
Для разработки мобильного приложения была выбрана бесплатная среда разработчика Visual Studio 2015 Community Edition. В качестве языка программирования был выбран C# [8].
Мобильное приложение использует ресурсы бесплатного картографического сервиса Bing Maps [9].
Организации хранения данных осуществляется при помощи свободно распространяемых СУБД PostgreSQL с расширением Post Gis.
I
SCIENCE TIME
I
Выводы и дальнейшее направление работы
В процессе работы над проектом были изучены процессы проведения полевых археологических работ, обоснована необходимость привлечения современных информационных технологий для их автоматизации. Разработано мобильное приложение для смартфона Microsoft Lumia 640 с операционной системой Windows 10 Mobile.
В дальнейшем планируется тестирование приложения в полевых условиях, подключение сервиса точного позиционирования, для более точного определения координат, расширение функционала по требованиям археологов-исследователей, а также портирование на платформу Android OS, которая пока является несомненным лидером рынка мобильных операционных систем в России и Крыму.
Поскольку возможности, которые предоставляет данное приложение, применимы не только в данной сфере, то возможны изменения интерфейса под нужды пользователя, что позволит расширить область применения данного приложения.
Литература:
1. Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации (утв. Президентом РФ 07.02.2008 № Пр-212). - Режим доступа: http:// www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_92004/ © Консультант Плюс, 1992-
2. Программа развития Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института археологии Российской академии наук на 2015-2019 гг. Режим доступа: http://archaeolog.ru/?id=11.
3. Положение о порядке проведения археологических полевых работ и составления научной отчетной документации (утверждено постановлением Бюро Отделения историко-филологических наук Российской академии наук от 27 ноября 2013 г.) № 85. - Режим доступа: http://www.archaeolog.ru/?id=36.
4. Р 50.1.028-2001. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования (приняты и введены в действие Постановлением Госстандарта России от 02.07.2001 N 256-ст [Электронный ресурс]: Помощь по ГОСТам. - Режим доступа: http://www.gosthelp.ru/text/ R5010282001Informacionnye.html
5. Ларичев В.Е., Вергунов Е.Г. Применение GPS-Технологий в астроархеологических исследований памятников Сибири // История и культура Востока Азии. Мат-лы МНК (Новосибирск, 9-11 декабря 2002 г.) / Отв. ред. С.В. Алкин. - Том 1. - Новосибирск: Институт археологии и этнографии СО РАН,
2016.
«
I
SCIENCE TIME
I
2002.
7. Поддубный А.Ю. Разработка мобильного приложения для автоматизации полевых археологических работ. Мир компьютерных технологий: Сборник статей студенческой научно-технической конференции, г.Севастополь, 04-08 апреля 2016 г. - г. Севастополь: СевГУ, 2016. - 241 с., С.200-204.
8. Пугачев С.В. Разработка приложений для Windows 8 на языке C#/ C.B. Пугачев, К.А. Кичинский. - СПб.: БХВ-Петербург, 2013. - 416 с.
9. Сайт Microsoft Developer Network. - Режим доступа: http://msdn.microsoft.com/ ru-ru/
