Розробка методу компактного зберігання полів висот у ГІС та імітаційно-тренажерних комплексах БПЛА

Abstract

Метою статті є розробка та дослідження методу компактного зберігання полів висот описують реальні ландшафти, які використовуються в ГІС та імітаційно-тренажерних комплексах. Визначено величини необхідної дискретизації поля для імітаційно-тренажерного комплексу. Розглянуто метод блочного кодування і декодування поля висот, який дозволяє обробляти як поодинокі, так і групові запити висот без повного декодування поля. Запропоновано практичну реалізацію алгоритму побудови безлічі векторів, які кодують полез мінімальною похибкою. При проведенні дослідження шляхів мінімізації похибки кодування, використовувалися методи кластерного аналізу. Використання запропонованих методів дозволяє створити програмне забезпечення як для бортового комп'ютера ГІС БПЛА і наземної станції управління, так і для імітаційно-тренажерного комплексу що може бути використаний для підготовки операторів і попереднього моделювання польотного завдання в реальному масштабі часу. Проведено аналіз розподілу похибки кодування полів, наведено розподіл величин похибки по площі поля для різних типів ландшафтів. Показано швидкодію функції запиту висот для різних типів реальних ландшафтів, модель яких була синтезована за даними радіолокаційного сканування Землі.

The purpose of the article is development andstudy of a method of compact storage of height fields representing real landscapes used in GIS and simulation-training complexes. The values of the required height field discretization for the simulation-training complex are determined. A method of block encoding and decoding of a height field, which allows processing both single and group queries without full decoding of the field, is examined. A practical implementation of the algorithm for constructing a set of vectors that encode a height field with a minimum error is proposed. During the research of ways of minimizing encoding errors, cluster analysis methods were used. Proposed methods enable to create software for both, an onboard computer of a GIS UAV and a ground control station, as well as for a simulation-training complex used for training operators and preliminary modeling of a flight task in real time. The analysis of the error distribution of the height field encoding is conducted;the error distribution of values over the area of the field for various landscape types is given. The performance of the height query function for various types of real landscapes, the model of which was synthesized using radar data of the Earth, is shown.