Оценка возможностей использования отечественной операционной системы Альт в развитии геоинформационных систем и технологий (OSEDUCONF-2022)

Ссылки сюда (1) →

Короткая ссылка: 20220520H

Докладчик

• Оксана Батонова

Увеличение значимости и понимания глобальных экологических проблем ведёт к популяризации безопасности производства для окружающей среды и расширению применения чистых технологий на национальном уровне, использование инновационных методов в управлении георисками и экологическом мониторинге. Особую важность здесь представляет ресурсный сектор, поскольку предприятия недропользования и энергетики составляют значимую долю производственной мощности и формирования бюджета страны.

Большое значение здесь представляют программы «Интеллектуального горного производства», где управление осуществляется дистанционно или полностью автоматически.

Другим важным вектором здесь является развитие технологий с учётом стратегии импортозамещения в сфере геоинформационных систем и технологий — в условиях её реализации становится важным исследовать возможности и преимущества отечественных операционных систем на примере дистрибутивов Alt на базе формирования технического приложения и обработки разноформатных данных геопространственного анализа по объектам открытых горных работ.

Видео

on youtube

Презентация

Thesis

Введение

Перед использованием геопространственных данных их следует обработать. В том числе чтобы произвести анализ видео с дрона с последующей интеллектуальной обработкой, например, чтобы собрать базу данных для обучения нейронной сети, или чтобы дополнить карты местности 3d моделями, построить карту рельефа, требуется сначала произвести предобработку исходного материала.

Как уже упоминалось, существует несколько основных направлений, в которых происходит работа над исходным видеоматериалом для горнопромышленной сферы, а именно:

1. Создание базы данных либо для дальнейшего анализа, либо для использования в нейронных сетях глубокого обучения;
2. Интеграция с картами местности, где важнейшей задачей является сохранить привязку к пространственным координатам;
3. Удобная интерпретация информации для конечного пользователя (скорее, как промежуточный этап).

Описание решения

Для построения карты рельефа, полезных ископаемых и т.п., в первую очередь важно иметь привязку к пространственным координатам. Далее, при наличии избыточных или противоречащих друг другу данных, стоит избавиться от выбросов

Опишем способ построения карты рельефа в свободнораспространяемой программе QGIS, входящий в состав дистрибутивов операционной системы «Альт».

Для привязки к пространственным координатам используется модуль QuickMapServices, позволяющий загрузить и работать с разными видами карт, в том числе OpenStreetMap. Модуль SRTM-Downloader используется для получения данных о высоте из проекта SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Программа QGIS позволяет на основе этих данных наложить на карту градиент, добавить изолинии, а затем построить карту рельефа:

Карта Вольского карьера

С помощью модуля qgis2threejs можно построить 3D-модель полученной карты рельефа для большей наглядности:

Цифровая 3D-модель Вольского карьера

В операционной системе «Альт» доступна для установки программа Motion, которая поддерживает работу с видеоонлайн:

Скриншот видеопотока карьера Гатчинского района по производству щебня

Опишем преимущества данной системы.

• Поддержка работы с несколькими камерами.
• Непрерывная трансляция изображения с веб-камеры с сохранением транслируемого потока на носитель. Поддерживаются различные форматы поступающего видеопотока.
• Отслеживание наличия изменений на изображении, получаемом с камеры, и включение записи в случае обнаружения таких изменений — программа реагирует на движение и начинает запись только в этом случае.
• Трансляция изображения с камеры в сеть посредством собственного небольшого HTTP-сервера.
• Выполнение произвольного скрипта при заданном условии. Например, при обнаружении движения можно запускать скрипт оповещения по почте, смс, телефону или проигрывать трубный звук.

Проведём анализ преимуществ программного обеспечения, работающего на базе Alt.

Описание преимуществ. Прежде всего определяются основные аспекты, в которых и будут установлены преимущества использования ОС «Альт». Итак, достоинства могут быть классифицированы для Альт как для:

• Линуксоподобной ОС;
• Свободного ПО;
• Самостоятельной ОС.

Альт — это целое семейство дистрибутивов Linux, которые унаследовали от него следующие достоинства: открытый исходный код ядра и основных компонентов распространяется абсолютно бесплатно, доступ к коду открывает огромные возможности для программистов и продвинутых пользователей, система нетребовательна к ресурсам, имеет удобную командную строку и продуманную файловую систему.

Свободное ПО позволяет использовать, адаптировать, распространять копии и публиковать свою улучшенную версию программы, что обеспечивается в том числе доступностью исходного кода и возможностью внесения в него модификаций и исправлений. При этом все производные должны распространяться под той же лицензией.

Как самостоятельная операционная система, Альт имеет крупное сообщество программистов — Alt Linux Team, большинство из которых не работает в «Базальт СПО», и собственный форум с активными пользователями. Первое даёт возможность любому программисту стать частью огромного продукта и поработать над его усовершенствованием, а второе — получить оперативную помощь в затруднительной ситуации.

В Альт существует текущее стабильное ядро (std-def) и самое свежее ядро (un-def), поэтому при возникновении ошибок на новом, остаётся возможность использовать стабильное ядро, зачастую это оказывается очень полезной особенностью Кроме того, все пакеты репозитория «Сизиф» собираются с помощью среды hasher — собственной разработки Альт, обеспечивающей безопасную и воспроизводимую сборку благодаря тому, что не допускается влияние пакета на host-систему и взаимное влияние нескольких собирающихся пакетов друг на друга.

Выводы и заключение

Важным направлением реализации стратегии импортозамещения в области геоинформационных систем и технологий становится использование отечественных операционных систем для предобработки пространственных данных в управлении георисками. Особенно стоит выделить государственные организации, в которых уже существуют рекомендации, а в некоторых и требования, о полном замещении иностранных IT-продуктов. Что касается именно геоданных, например, съёмки с дрона могут захватывать важные стратегические объекты, тогда конфиденциальность и безопасность крайне важны для страны в целом, что и призваны обеспечить отечественные ОС.

Кроме того, дистрибутивы семейства Альт становятся популярными не только для использования определённых видов программного обеспечения, приложений и пакетов в управлении природопользованием на уровне федеральных структур Минприроды и Роснедра, а также региональных ведомств, но и самих предприятий горного сектора. Значит, всё более актуальным и важным является развитие инструментов анализа геоданных на базе указанных российских операционных систем.