name: Разработка и исследование метода отображения векторного гравитационного поля Земли для геоинформационного анализа
keyword_list: геоинформационные системы, геофизические поля Земли, гравитационное поле Земли, web-ГИС, визуализация, электронные карты
abstract: Цель работы: разработка метода визуализации гравитационного поля Земли на плоскости при помощи цвета для дальнейшего использования в ГИС ГПЗ.Объект и методы исследования: Объектом исследования является гравитационное поле Земли (ГПЗ). Предметом исследования являются способы представления и визуализации гравитационного поля в ГИС. Использованы методы математического моделирования ГФП в виде векторных полей и при помощи кватернионов, сравнительного анализа методов визуализации трёхмерных векторных полей, цветовых моделей для их визуализации на плоскости и программных платформ для создания перспективной ГИС ГПЗ, использующей разработанный метод отображения; геоинформационного моделирования ГПЗ.Актуальность работы: Гравитационное поле Земли и его аномалии оказывают существенное влияние на орбиты космических аппаратов, траектории полёта ракет, работу навигационных систем, результаты геодезических измерений и геофизических исследований. Актуальность работы обусловлена необходимостью устранения дисбаланса между растущими требованиями науки и практики к эффективности использования данных о гравитационном поле Земли и возможностями удовлетворения этих требований на базе существующих теоретических положений, методов и алгоритмов обработки измерительной информации и моделирования характеристик пространственного распределения гравитационного поля Земли. На данный момент визуализация геофизических полей (ГФП) в ГИС разработана слабо. Для отображения ГФП широко применяются методы, перешедшие из картографии, например, изолинии или визуализация с помощью цветовых шкал. Данные методы позволяют визуализировать ограниченное количество параметров поля единовременно, не отвечая таким образом в полной мере требованию полноты отображаемой информации. Предполагаемые/достигнутые результаты: Изучено текущее состояние геоинформационного моделирования ГФП. Рассмотрены вопросы геоинформационного моделирования гравитационного поля Земли и планет, сущность и разновидности таких моделей, а также проанализировано само понятие геофизического поля, описаны основные изучаемые параметры гравитационного поля и чётко сформирован объект визуализации разработанного метода.Представлен метод использования кватернионов для геоинформационного моделирования ГПЗ, описан метод визуализации ГПЗ как трёхмерного векторного поля на плоскости с использованием цвета, проанализированы существующие системы цвета в целях отображения ГПЗ. Разработан количественный критерий для оценки амплитудной и угловой составляющих аномального поля.Сформированы основные требования к перспективной web-ГИС ГПЗ, использующей разработанный метод визуализации, описан её функционал и тематическое наполнение. Проанализированы средства для создания такой системы.Разработанный метод испытан как на двумерных, так и на трёхмерных тестовых полях. Тестовые материалы включают произвольные поля, поля, рассчитанные по аналитической модели ГПЗ EGM2008, модель гравитационной аномалии, создаваемой плотными телами под поверхностью Земли. Область применения: Полученные результаты могут быть использованы при разработке общих и тематических геоинформационных систем, предназначенных для работы с геофизическими полями, в частности гравитационным полем Земли.Теоретическая/практическая значимость: Теоретическая значимость работы заключается в расширении предметной области геоинформатики на геофизические поля Земли, рассматриваемые как векторные поля, в отличие от традиционного их рассмотрения в виде потенциальных полей. Практическая значимость работы: предложен новый метод представления ГПЗ в ГИС, позволяющий отображать трёхмерные векторные поля на поверхности Земли без потери информации. Используемый математический аппарат кватернионов позволяет эффективно решать задачи преобразования системы координат, нахождения поля равнодействующих сил и интерполяции.
chairman_dissertation_council.surname: Майоров А.А.
chairman_dissertation_council.position: заведующий кафедрой информационно-измерительных систем
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
organization_supervisor.surname: Камынина Н. Р.
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.degree: Доктор экономических наук
rubrics.code: 37.01.77
rubrics.name: Методы исследования и моделирования. Математические и кибернетические методы
rubrics.code: 50.41.25
rubrics.name: Прикладное программное обеспечение
rubrics.code: 20.23.27
rubrics.name: Геоинформационные системы
oecds.code: 01.05.LE
oecds.name: GEOSCIENCES, MULTIDISCIPLINARY
oecds.code: 01.02.ET
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, INFORMATION SYSTEMS
speciality_codes.name: Геоинформатика
speciality_codes.code: 25.00.35
supervisors.fio: Журкин И.Г.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Конешов В.Н.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Никишин Д.А.
opponents.speciality_code: Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: МИИГАИК
protection_organization.name: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет геодезии и картографии"
protection_organization.ogrn: 1027700350699
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: МИИГАИК
author_organization.name: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет геодезии и картографии"
author_organization.ogrn: 1027700350699
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения