Картографический пакет для ЗОСРВ «Нейтрино»

Докучаев Андрей, СВД Встраиваемые Системы

Технологии QNX и КПДА в РоссииМосква, 25 апреля 2018

Сфера применения

Картографический пакет разрабатывается для решения задач анализа, обработки и

визуализации электронной картографической информации (ЭКИ), представленной в виде

морских навигационных и топографических карт. Пакет предназначен для применения в

составе систем управления оружием и навигационных комплексов.

Основные возможности:

− Информационная и картографическая поддержка при решении задач планирования и

применения систем вооружения.

− Обеспечение решения задач анализа и моделирования оперативной обстановки, в том

числе с построением рельефной модели местности.

− Визуализация геопространственной информации с учетом имеющихся механизмов

аппаратного ускорения и особенностей применяемых вычислительных средств.

− Оптимизация управления вычислительными ресурсами с учетом специфики различных

процессорных архитектур (в том числе отечественных: Эльбрус, КОМДИВ и Мультикор).

Содержание

• Картографический пакет для ЗОСРВ «Нейтрино»

• Архитектура программного комплекса

• Функциональные возможности прикладной библиотеки

• План развития

Задачи сервиса:− первичная обработка картографической информации− использование нескольких источников данных− оптимизация скорости доступа к картам− многопользовательский режим

Архитектура программного комплекса

Концепция картографического сервисаполучение электронной картографической информации (ЭКИ) с удаленного сервера

электронные карты

поток управления

обмен данными

XXX

КЭШ

Картографическийсервис

Сервер Разделяемаяпамять

Разделяемаяпамять

База данных

Архитектура программного комплекса

Концепция картографического сервисаавтономное локальное хранилище картографической информации (КЭШ)

Картографическийсервис

КЭШ

Разделяемаяпамять

Разделяемаяпамять

Функции сервиса:− синхронизация всех локальных

изменений− наполнение хранилища ЭКИ в

ручном или автоматизированномрежиме

− параметрическая загрузка ЭКИ вразделяемую память

− разграничение доступа к ЭКИ дляразличных пользователей

− оптимизация скорости доступа− фильтрация и конвертирование

картографической информации

Архитектура программного комплекса

Штатное приложение для управления сервисом

Особенности приложения:− централизованное управление

картографическим сервисом− контроль состояния соединения с

картографическим сервером− контроль наполнения локального

хранилища, синхронизация и учетизменений в нем

− настройка фильтров конвертера− формирование рабочих наборов

картографической информации− визуализация содержимого

локального хранилища с учетомхарактеристик объектов

− запуск программ визуализациикартографической информации

Архитектура программного комплекса

Инструменты offline-обработки наборов картографической информации

Решаемые задачи:− установление связей между картой

и классификатором− ручная фильтрация классов и слоев

картографической информации дляснижения нагрузки на средстваотображения

− удаление данных из КЭШа сервиса− конвертирование информации во

внутренний формат хранения вручном режиме

Архитектура программного комплекса

Поддерживаемые форматы данных и способы их распространения

Поддерживаемые форматы ЭКИ:− морские навигационные карты формата ISO/EIC 8211 – IHO S-57 ENC:

– возможно распространение карт закодированных по стандарту IHO S-63– визуализация информации в соответствии с рекомендациями стандарта IHO S-52– допускается распространение посредством картографических серверов (файлы

карт в формате S-57 / декодированные из S-57 карты / кодированные по стандартуS-63 архивы с картами)

− топографические карты формата SXF:– цифровой классификатор карты в формате RSC– визуализация матриц высот в формате MTW– подразумевается распространение как через картографические серверы, так и

независимыми от представленного картографического пакета способами

Перспективные форматы (ведутся работы по поддержке):− географические файлы в формате Shapefile− растровые карты в формате GeoTIFF

Содержание

• Картографический пакет для ЗОСРВ «Нейтрино»

• Архитектура программного комплекса

• Функциональные возможности прикладной библиотеки

• План развития

Общая структура прикладных библиотек картографического пакета

Функциональные возможности прикладной библиотеки

GIS Helper – библиотека для управлениякартографическим сервисом, организациидоступа к данным и обеспеченияалгоритмической поддержки прикладногоприложения.

GIS Render – библиотека позволяет определятьмеханизм визуализации ЭКИ, осуществлятьрендеринг картографии и акселерацию.

Surface Manager (SM) – движок визуализации и2D акселерации решает задачу интеграции вокружение Qt/Photon. Для оптимальной работыSM требуется сборка Qt с поддержкой модулейрасширенной 2D акселерации.

GIS Render

GIS Helper

Surface Manager

Движок визуализации Surface Manager (SM)

Функции движка:− визуализация информации по слоям:

векторные и растровые карты,пользовательские данные

− генерализация, сшивка, проецированиеи фильтрация данных

− синхронная и асинхронная растеризация− управление потреблением памяти− 2D акселерация и альфа-смешивание− возможно создание нескольких SM− возможность встраивания в конечные

приложения− определение координат объектов

Функциональные возможности прикладной библиотеки

Область буферизацииОбласть буферизации

Область буферизации

Область буферизации

Область нечувствительности

Пример применения: отображение векторных карт в формате SXF

Особенности реализации:− использует аппаратное ускорение− портировано на широкий спектр

аппаратных архитектур− основано на библиотеке Qt

Функциональные возможности прикладной библиотеки

surface manager

Отображение слоя растровых данных

Функциональные возможности прикладной библиотеки

− визуализация растровой информации идемонстрация особенностей рельефаместности

− автоматическая интеграция растровой,векторной информации с возможностьюнанесения оперативной обстановки

− подкачка растровых данных, синхроннаяи асинхронная растеризация

− сокращение информационной нагрузкиза счет управляемой аппроксимации(опциональная возможность)

− 2D акселерация и альфа-смешивание− определение 3-х мерных координат

объектов

Визуализации слоя пользовательских объектов

Функциональные возможности прикладной библиотеки

Возможности слоя:− обслуживание списка объектов− поддержка простейших примитивов− поддержка полу-прозрачности объектов− привязка координат опорных точек объектов к

картографическим ориентирам− возможность создания объектов, размер которых

не привязан к масштабу отображения растровойили векторной картографической информации

− аппаратное совмещение слоя пользовательскихобъектов с другими слоями (данный слойотображается на переднем плане)

− опциональное включение / отключение слоя

Несколько экземпляров менеджера поверхностей

Функциональные возможности прикладной библиотеки

surface managersurface manager

Особенности:− в системе может одновременно

существовать несколько процессов,

использующих API библиотекиlibgisrender и Surface Manager

− в пределах одного процесса такжедопустимо создание несколькихнезависимых друг от другаменеджеров поверхностей

− менеджеры могут иметь какобщий источник данных, так ираздельные (включая объектыразделяемой памяти)

− число реализаций ограниченоразмером доступной видео-памяти

Электронная документация для картографического пакета

Функциональные возможности прикладной библиотеки

Особенности встроенной справки:− web-интерфейс− интеграция в IDE (Eclipse based)− встроенные средства индексирования

и контекстного поиска

Документация включает:- справку по API библиотек libgishelper и

libgisrender (включая API управлениядвижком surface manager)

- исходный код демонстрационныхприложений

В настоящий момент в документации отсутствуют:- краткие руководства по решению типовых задач при разработке картографического приложения- справка по утилитам и серверным приложениям, входящим в состав картографического пакета

Публичная система трекинга ошибок для проекта GIS

Функциональные возможности прикладной библиотеки

Решаемые задачи:− необходимость наличия внешнего

ресурса не связанного с внутреннимисервисами организации

− оперативное взаимодействие сзаказчиками и информирование опроблемах продукта

− фиксация изменений

Осуществляется трекинг по следующимвопросам:- штатные утилиты и приложения- поддержка форматов карт

- базовые компоненты (компоненты ядра, драйверы поставщиков данных, конвертеры карт)- приложения (проблемы API визуализации и запроса ЭКИ, особенности разработки приложений и

оптимизации производительности)

Содержание

• Картографический пакет для ЗОСРВ «Нейтрино»

• Архитектура программного комплекса

• Функциональные возможности прикладной библиотеки

• План развития

План развития

Development Roadmap

Оптимизация SMПоддержка

карт GeoTIFF

Аналитическаябиблиотека

Поддержкакарт Shapefile

Разработкакурсов по GIS

Электроннаядокументация

Инструменты создания растровыхслоев и генерации MTW

Интеграция топографических иморских навигационных карт

Q1’18 Q2’18 Q3’18 Q4’18

Уточнение актуальных протоколов скартографическими серверами

Расширение перечня поддерживаемыхкартографических серверов и протоколов

Библиотека осуществления растровыхопераций

приоритет

(812) 346-89-56 доп. 104support@kpda.ru

www.kpda.ru

Андрей Докучаевведущий инженер-программист