RU18205U1

RU18205U1 - VIRTUAL WORLD DESIGN

Info

Publication number: RU18205U1
Application number: RU2001106036/20U
Authority: RU
Inventors: И.И. Мазур; В.И. Семенов
Original assignee: Мазур Иван Иванович; Семенов Виктор Иванович
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2001-05-27

Abstract

Конструкция виртуального мира, состоящая из информационно-аналитической системы, которая имеет блок интегрированной обработки данных о территориальных объектах управления, соединенный с блоками обработки данных аэрокосмических и наземных съемок, отличающаяся тем, что информация из блоков поступает в блоки экспертных систем - блок моделирования природных структур, соединенный с блоком моделирования топографических структур и геологических структур, а также в блок моделирования техногенных структур, соединенный с блоком моделирования инженерных сооружений и блоком создания образно-семантических моделей объектов, результаты поступают в блок синтеза моделей природных и техногенных структур и в блок виртуального мира, параллельно в блок пространственного отображения виртуального мира и анализатор, результаты передаются в блок экспертного анализа виртуального мира, который формирует блок знаний, а после повторного экспертного анализа блока с помощью блока метазнаний, формируются знания 2-го уровня в блоке, которые передаются в блок обновления виртуального мира, результаты обновления совершенствуют виртуальный мир в блоке.The construction of the virtual world, consisting of an information-analytical system, which has an integrated data processing unit for territorial control objects connected to data processing units for aerospace and ground-based surveys, characterized in that the information from the units enters the units of expert systems - a unit for modeling natural structures, connected to a block for modeling topographic structures and geological structures, as well as to a block for modeling technogenic structures connected to a block I of engineering structures and a block for creating figurative and semantic models of objects, the results go to the synthesis block of models of natural and technogenic structures and to the virtual world block, in parallel to the spatial display block of the virtual world and the analyzer, the results are transferred to the expert analysis block of the virtual world that forms the block knowledge, and after repeated expert analysis of the block using the meta-knowledge block, knowledge of the 2nd level in the block is formed, which are transferred to the update block of the virtual world, update ults improve the virtual world in block.

Description

Конструкция виртуального мира.The construction of the virtual world.

Предлагаемая конструкция виртуального мира (ВМ) относится к системам искусственного интеллекта, к кибернетическим системам для автоматизации управления, к робототехнике, и представляет собой многомерную информационную модель реального мира (РМ)- его объектов, процессов и явлений, происходящих в микро- и макроструктурах Вселенной, с описанием методологии их исследования и использования. Ясно, что описать тот или иной процесс или явление одной моделью или использовать один метод исследования недостаточно, лучше использовать несколько моделей и методов исследования, применительно к конкретному типу явления, имеющего природный или техногенный характер. А еще лучше создать одну комплексную модель путем композиции или синтеза нескольких моделей и разработать один системно-структурный подход к ее исследованию. Эта композитная или синтезированная информационная модель РМ должна отражать всю разнородность строения и множество внутренних к внешних дискретно-континуумных отношений. Такую модель можно назвать виртуальной. Для создания такой модели желательно использовать весь информационный ресурс реального мира, независящий от нас, но к которому мы можем приблизиться математически или мысленно (образно) на основе накопленных веками знаний или вновь полученной информации с помощью современных аэрокосмических средств зондирования РМ и геоинформационных технологий обработки данных.The proposed design of the virtual world (VM) relates to artificial intelligence systems, to cybernetic systems for control automation, to robotics, and is a multidimensional information model of the real world (RM) - its objects, processes and phenomena occurring in the micro- and macrostructures of the Universe, with a description of the methodology for their research and use. It is clear that to describe a particular process or phenomenon with one model or to use one research method is not enough, it is better to use several models and research methods, in relation to a specific type of phenomenon that has a natural or technogenic character. Better yet, create one integrated model by composition or synthesis of several models and develop one system-structural approach to its study. This composite or synthesized information model of the Republic of Moldova should reflect all the heterogeneity of the structure and the multitude of internal to external discrete-continuum relations. This model can be called virtual. To create such a model, it is desirable to use the entire information resource of the real world, independent of us, but to which we can come closer mathematically or mentally (figuratively) based on knowledge accumulated over the centuries or newly obtained information using modern aerospace means of sounding RM and geoinformation technologies for data processing.

Областипримененияискусственногоинтеллекта,Areas of Artificial Intelligence

кибернетических систем и робототехники безграничны - от компьютерных тренажеров, машин-роботов и автоматизированных систем управления промышленными и военными комплексами до мониторинга всех процессов и явлений, происходящих во Вселегшой. Методом познания и отображения реального мира как предмета исследования является практика - критерий истины, четко проявляющийся при сравненрш реального мира с его моделью виртуальным миром.cybernetic systems and robotics are endless - from computer simulators, robot machines and automated control systems for industrial and military complexes to monitoring all processes and phenomena occurring in the Almighty. The method of cognition and reflection of the real world as a subject of research is practice - a criterion of truth, clearly manifested when comparing the real world with its model of the virtual world.

Наиболее близким аналогом предложенной конструкцни виртуального мира, которая предусматривает создание картографоматематических трехмерных моделей местности по результатам интегрированной обработки данных аэрокосмических и наземных съемок с помощью геоинформационных технологий для целей управления территориальными объектами, процессами и явлениями, является конструкции и технологии их создания, описанные в статьяхThe closest analogue of the proposed construction of the virtual world, which provides for the creation of cartographic and mathematical three-dimensional terrain models based on the results of integrated processing of aerospace and ground based data using geoinformation technologies for the management of territorial objects, processes and phenomena, is the designs and technologies for their creation described in the articles

/ 11 Л Т It г / 11 lt It g

(: 1-чкива ii.A. 1;лимат CCuP , изд.-., ia. , I9dj;(: 1-pulley ii.A. 1; CCuP lim., Ed., Ia., I9dj;

Основной недостаток описанных ранее конструкций и технологий использования заключается в том, что эти модели рассчитаны на диалоговый режим решения задач, т.е. их анализатором является система «человек-компьютер, в то время как конструкция виртуального мира рассчитана на то, что анализатором может быть не только система «человек-компьютер, но и радар, лазерный сканер, фотосканер и другие специальные технические устройства с их особенностями восприятия РМ, распознавания объектов, процессов и явлений и их идентификации с ВМ. Именно в этом заключается основные преимущества предлагаемой конструкции виртуального мира.The main drawback of the previously described designs and technologies for use is that these models are designed for the interactive mode of solving problems, i.e. their analyzer is a human-computer system, while the design of the virtual world is designed to ensure that the analyzer can be not only a human-computer system, but also a radar, a laser scanner, a photo scanner and other special technical devices with their perception features of the RM recognition of objects, processes and phenomena and their identification with the VM. This is the main advantage of the proposed design of the virtual world.

Поставленная задача решена за счет того, что предложенная конструкция виртуального мира предусматривает его «многоликость каким собственно и является РМ. Это достигается благодаря тому, что в зависимости от типа анализатора подключаются только те модели, которые наиболее полно и однозначно представляют виртуальный Мир в соответствующих диапазонах его восприятия и которые необходимы для решения конкретной в данный момент задачи.The problem is solved due to the fact that the proposed design of the virtual world provides for its "diversity of what actually is the RM. This is achieved due to the fact that, depending on the type of analyzer, only those models are connected that most fully and unambiguously represent the virtual World in the corresponding ranges of its perception and which are necessary to solve a particular problem at the moment.

Создание такой конструкции ВМ стала возможным благодаря созданию информационно-аналитической системы (рис.1), которая имеет блок интегрированной обработки данных о территориальных объектах управления, соединенный с блоками обработки данных аэрокосмических и наземных съемок, информация поступает в блоки экспертных систем - блок моделирования природных структур, соединенный с блоком моделирования топографических структур и геологических структур, а также в блок моделирования техногенных структур, соединенный с блоком моделирования инженерных сооружений и блоком создания образно-семантических моделей объектов, результаты поступают в блок синтеза моделей природных и техногенных структур и в блок виртуального мира, параллельно в блок пространственного отображения виртуального мира и анализатор, результаты передаются в блок экспертного анализа виртуального мира, который формирует блок знаний, а после повторного экспертного анализа, используя блок метазнаний, формируются знания 2-го уровня в блоке, которые передаются в блок обновления виртуального мира, результаты обновления совершенствуют ВМ.The creation of such a VM design was made possible thanks to the creation of an information-analytical system (Fig. 1), which has an integrated data processing unit for territorial control objects connected to data processing units for aerospace and ground surveys, and the information is sent to expert system units — a block for modeling natural structures connected to the block for modeling topographic structures and geological structures, as well as to a block for modeling technogenic structures connected to a block for modeling and gender structures and a block for creating figurative and semantic models of objects, the results are sent to the block for synthesizing models of natural and technogenic structures and to the block of the virtual world, in parallel to the block for spatial display of the virtual world and the analyzer, the results are transferred to the expert analysis block of the virtual world, which forms the knowledge block , and after repeated expert analysis, using the meta-knowledge block, knowledge of the 2nd level in the block is formed, which are transmitted to the update block of the virtual world, the results of improve ment of the VM.

Таким образом, конструкция ВМ предусматривает применение Искусственного интеллекта, включающий создание:Thus, the design of the VM provides for the use of Artificial Intelligence, including the creation of:

1.Информаг иоило-аиа-штическойсистемы,1.Information of the ioylo-aia-shticheskoy system,

обеспечивающей сбор, кодирование, хранение, поиск, обработку, анализ информации и создание баз данных.providing collection, coding, storage, search, processing, analysis of information and the creation of databases.

2.Экспертных систем, создающих картографоматематические модели природно-техногенных структур, базы знаний и виртуальный Мир в целом.2. Expert systems that create cartographic and mathematical models of natural-technogenic structures, knowledge bases and the virtual world as a whole.

3.Кибернетических систем для автоматизации управления объектами и процессами, транспортными средствами, кризисными и чрезвычайными ситуациями с формированием и применением метазнаний.3. Cybernetic systems for automating the management of objects and processes, vehicles, crisis and emergency situations with the formation and application of metacognition.

4.Компьютерных тренажеров и робототехники. Каждая система имеет:4. Computer simulators and robotics. Each system has:

1.Техническое обеспечение, состоящее из графических1. Technical support consisting of graphic

станций на базе компьютеров типа SGI 550 с операционной системой Windows NT или суперкомпьютеров Опух-2 с операционной системой UNIX , систем пространственного отображения ВМ, электронного архива и других устройств.stations based on SGI 550 computers with the Windows NT operating system or Opukh-2 supercomputers with the UNIX operating system, VM spatial display systems, electronic archives, and other devices.

2.Прогриммпое обеспечение, состоящее из базовых ГИСпрограмм типа ERDAS Imagine, Virtual GIS, комплекса специальных программ для решения прикладных задач и комплекса служебных программ, совместимых между собой.2. Software, consisting of basic GIS programs such as ERDAS Imagine, Virtual GIS, a set of special programs for solving applied problems and a set of utility programs compatible with each other.

3.Ииформаг иоииое обеспечение, состоящее из баз данных, баз знаний и метазнаний.3. Iiformag ioioe software, consisting of databases, knowledge bases and meta-knowledge.

Мощные потоки информации, поступающие в результате дистанционного зондирования в разных диапазонах спектра и с высокой разрешающей способностью получаемых изображений РМ требуют новых технологий их обработки и прежде всего новых алгоритмов кодирования и декодирования данных, создания информационнокодовых структур для различных природных и техногенных объектов. Разработка информационных неотехнологий непосредственно связана с созданием ВМ.The powerful flows of information resulting from remote sensing in different spectral ranges and with high resolution of the obtained images of the Republic of Moldova require new technologies for their processing and, above all, new algorithms for encoding and decoding data, creating information-code structures for various natural and man-made objects. The development of information neotechnologies is directly related to the creation of VMs.

Конструкция ВМ создается методом композиции и синтеза моделей природных и техногенных структур (объектов, процессов и явлений), построенных с сохранением их внешнего образа и внутреннего строения с учетом динамики развития и возможности отображения на экране в режиме «реального времени с сохранением возможности декомпозиции отдельных моделей, имеющих уже новые качественные свойства, приобретенные в результате их синтеза и анализа. Природные структуры описываются пространственными моделями рельефа местности, ландшафтными моделями, моделями геологических и гидрологических структур. Техногенные структуры описываются пространственными моделями инженерных сооружений, существующих в реальном мире.The design of the VM is created by the method of composition and synthesis of models of natural and technogenic structures (objects, processes and phenomena) built with the preservation of their external image and internal structure, taking into account the dynamics of development and the possibility of displaying on the screen in real-time mode while maintaining the possibility of decomposition of individual models, having already new qualitative properties acquired as a result of their synthesis and analysis. Natural structures are described by spatial models of the terrain, landscape models, models of geological and hydrological structures. Man-made structures are described by spatial models of engineering structures existing in the real world.

Конструкция ВМ предусматривает полный или частичный синтез и анализ этих моделей по методу картографической генерализации, что значительно повышает информативность ВМ. Повышение информативности происходит также благодаря анализу структур, который необходимо выполнить для построения ВМ, что дает новые знания о реальном мире. Таким образом, в процессе создания ВМ идет процесс более глубокого познания реального мира. Поэтому основная особенность конструкции ВМ - возможность получать новые знания о реальном мире уже в процессе его создания.The design of the VM provides for full or partial synthesis and analysis of these models by the method of cartographic generalization, which significantly increases the information content of the VM. Increasing information content is also due to the analysis of structures that must be performed to build a VM, which gives new knowledge about the real world. Thus, in the process of creating a VM there is a process of deeper knowledge of the real world. Therefore, the main feature of the VM design is the ability to gain new knowledge about the real world already in the process of its creation.

Вторая особенность конструкции ВМ заключается в том, что как в процессе создания ВМ, так и в процессе его анализа и использования возможны все операции композиции и декомпозиции моделей отдельных структур и их элементов. Это дает возможность, как бы упростить сложный ВМ для решения узкоспециализированных задач управления и его восприятия анализаторами, например, при отождествлении ВМ с результатами радарного сканирования реальной местности при автономной аэронавигации.The second design feature of a VM is that both in the process of creating a VM and in the process of analyzing and using it, all operations of composition and decomposition of models of individual structures and their elements are possible. This makes it possible, as it were, to simplify a complex VM for solving highly specialized control problems and its perception by analyzers, for example, when identifying a VM with the results of radar scanning of real terrain during autonomous air navigation.

Третья особенность конструкции ВМ - неограниченная глубина моделируемого пространства при полной имитации реального мироощущения. ВМ обладает способностью имитации происходящих в РМ динамических процессов относительно неподвижного наблюдателя или, наоборот, пилотирования транспортных средств в пространствевремени ВМ.The third design feature of the VM is the unlimited depth of the simulated space with full imitation of the real worldview. A VM has the ability to simulate the dynamic processes occurring in the RM with respect to a stationary observer, or, conversely, piloting vehicles in a VM time space.

Четвертая особенность - имеет строго определенную картографоматематическую основу и может отображаться на экране в любой проекции и системе пространственных координат. Поэтому ВМ используется там, где нужна автономная ориентировка в пространствевремени, например, в робототехнике, компьютерных тренажерах, системах автономной аэронавигации и управления, при решении задач проектирования, планирования, прогнозирования, контроля, анализа, оценки и принятия решений, а также в системах управления чрезвычайными ситуациями и проигрывания сценариев будущих специальных операций.The fourth feature is that it has a strictly defined cartographic and mathematical basis and can be displayed on the screen in any projection and spatial coordinate system. Therefore, VM is used where autonomous orientation in space is needed, for example, in robotics, computer simulators, autonomous air navigation and control systems, in solving design, planning, forecasting, monitoring, analysis, evaluation and decision-making problems, as well as in emergency control systems situations and playing scenarios of future special operations.

Основные отличия конструкции ВМ от других известныхThe main differences between the design of the VM from other known

моделей природных и техногенных структур следующие:models of natural and man-made structures are as follows:

1.Полная имитация реального мироощущения (зрительного, слухового, вибрационного, вестибулярного), которая достигается специально разработанными методами и приемами конструирования, использования и пространственного отображения ВМ для анализатора типа «человек-компьютер.1. A complete imitation of the real world perception (visual, auditory, vibrational, vestibular), which is achieved by specially developed methods and techniques for the design, use and spatial representation of a VM for a human-computer analyzer.

2.Неограниченная глубина моделируемого пространства ВМ (наличие всего масщтабного ряда моделей). ВМ может быть отображен на экране в масштабах космических и земных (глобальных, региональных, локальных), используя лишь кнопку увеличения изображения на экране.2. Unlimited depth of the simulated VM space (the presence of the entire scale range of models). A VM can be displayed on the screen at the scale of space and terrestrial (global, regional, local), using only the zoom button on the screen.

3.ВМ может иметь неограниченное число двух-, трех- и четырехмерных моделей, совмещенных или синтезированных с моделью местности, что позволяет в автоматизированном режиме решать те же задачи, которые решаются в РМ.3. A VM can have an unlimited number of two-, three- and four-dimensional models, combined or synthesized with a terrain model, which allows in an automated mode to solve the same problems that are solved in RM.

4.ВМ это не просто своеобразная картографическая база данных, но и база знаний, информация с которых вызываются на экран путем концентрации внимания на определенный объект, устным указанием или нажатием правой кнопки мышки компьютера. В этом случае включается режим параллельного просмотра моделей в виде звукового и гипертекстового сопровождения ВМ с показом образцов, эталонов или моделей решения тех или иных задач определенной тематики.4. VM is not just a kind of cartographic database, but also a knowledge base, the information from which is called up on the screen by focusing on a specific object, by verbal pointing or by clicking the right mouse button on the computer. In this case, the mode of parallel viewing of models in the form of sound and hypertext accompaniment of the VM with the display of samples, standards or models for solving certain problems of a certain topic is turned on.

Таким образом, eupmycvibuhiii мир - это созданный человеком с помощью систем Искусственного интеллекта комплекс высоко информативных пространственных картографо-математических моделей микро- и макроструктур, являющихся естественнонаучным иThus, the eupmycvibuhiii world is a complex of highly informative spatial cartographic and mathematical models of micro- and macrostructures that are natural science and created by a person using Artificial Intelligence systems

чрезвычайно многогранным обобщением реального мира. ВМ идеальной конструкции - понятие фундаментальное, такое как основа мироздания, вещество или энергия. В подтверждении возможности существования такого понятия приведем следующие рассуждения. Высокая информативность ВМ говорит о том, что ВМ - это своеобразный сгусток ииформм ии и знаний, где с помощью технического и программного обеспечения происходят процессы материализации и дематериализации информации о реальном мире. Это значит, что ВМ может обладать определенной энергией и иметь свойства вещества. Как вещество и энергия ВМ может передавать, принимать, накапливать и использовать информацию и знания. Как и у физических объектов и явлений, у ВМ есть однотипные характеристикиразмеры (длина, высота, объем, масщтаб), а благодаря наличию качественных характеристик, присущим только материальным телам (подобие, цвет, текст ра и др.) - способность к восприятию (идентификации, сравнению) анализатором. Первые опыты создания ВМ, говорят о том, что, аналогично закону сохранения массы и энергии, ВМ возможно имеет закон сохранения информации, а также закон взаимодействия двух объектов, обладающих информацией, представленной в виде синтезированных моделей природнотехногенных структур. Так, например, при крупномасщтабных исследованиях локальных объектов ВМ, требуется одновременно активизировать почти все картографо-математические модели с предельной точностью и детальностью, что невозможно сделать из-за ограничения виртуальной памяти компьютера. В таких случаях модели других достаточно удаленных объектов как бы теряют свою информационную емкость, передавая свой информационный ресурс и энергию рассматриваемому объекту ВМ.extremely multifaceted generalization of the real world. An ideal design VM is a fundamental concept, such as the foundation of the universe, matter or energy. In confirming the possibility of the existence of such a concept, we give the following reasoning. The high information content of the VM indicates that the VM is a kind of bunch of information and knowledge, where, with the help of hardware and software, processes of materialization and dematerialization of information about the real world take place. This means that VM can have a certain energy and have the properties of a substance. As a substance and energy, a VM can transmit, receive, accumulate and use information and knowledge. Like physical objects and phenomena, VMs have the same type of dimensions (length, height, volume, scale), and due to the presence of qualitative characteristics inherent only to material bodies (similarity, color, text, etc.) - the ability to perceive (identification , compared) by the analyzer. The first experiments on the creation of VMs show that, similarly to the law of conservation of mass and energy, VMs probably have a law of conservation of information, as well as a law of interaction between two objects that have information presented in the form of synthesized models of natural-technological structures. So, for example, in large-scale studies of local VM objects, it is necessary to simultaneously activate almost all cartographic-mathematical models with the utmost accuracy and detail, which cannot be done due to the limited virtual memory of the computer. In such cases, models of other rather distant objects seem to lose their information capacity, transferring their information resource and energy to the VM under consideration.

Информация регистрируется, обрабатывается и накапливается в информационно-аналитической системе в результате интегрированной обработки данных дистанционного зондирования, контактной съемки и данных диагностики объектов реального мира. Эти данные получают с помощью специальных технических средств зондирования в различных диапазонах спектра, с различной детализацией, но строго ориентированной в пространстве-времени. Информация используетсяInformation is recorded, processed and accumulated in the information-analytical system as a result of integrated processing of remote sensing data, contact surveys and diagnostics data of real-world objects. These data are obtained using special sounding equipment in various ranges of the spectrum, with various details, but strictly oriented in space-time. Information used

для составления топографических, тематических и специальных карт различного содержания, масштаба и точности, которые формируют картографические базы данных в информационно-аналитических системах. Параллельно им создаются электронные архивы семантических баз данных, имеющие пространственно-временную привязку к картографо-математическим моделям. Это описание картографических объектов в текстовой или звуковой форме, традиционные легенды к картам, материалы изученности территории, библиотеки, геофонды, энциклопедии и словари. ВМ создает особое информационное поле- уникальное по охвату явлений и процессов от метастабильных до экстремально нестабильных состояний, от бесконечно малых до бесконечно больших расстояний, времен, энергий, температур, скоростей, взаимоотношений, связей, взаимопреврашений и других факторов.for compiling topographic, thematic and special maps of various contents, scale and accuracy, which form cartographic databases in information-analytical systems. In parallel, they create electronic archives of semantic databases with a spatio-temporal reference to cartographic and mathematical models. This description of the cartographic objects in text or sound form, traditional map legends, materials on the study of the territory, libraries, geofunds, encyclopedias and dictionaries. VM creates a special information field that is unique in its coverage of phenomena and processes from metastable to extremely unstable states, from infinitesimal to infinitely large distances, times, energies, temperatures, speeds, relationships, relationships, interconversions, and other factors.

Приведенные выше определения ВМ основополагаюшие, но не окончательные. Они будут уточняться по мере использования ВМ в физике, химии, математике, кибернетике, астрономии, геологии, океанологии, картографии и в других дисциплинах.The above definitions of VM are fundamental, but not final. They will be specified as VMs are used in physics, chemistry, mathematics, cybernetics, astronomy, geology, oceanology, cartography, and in other disciplines.

Объект - абстракция множества предметов РМ, в котором все предметы имеют одни и те же характеристики (свойства), устойчивые связи и согласовываются с одними и теми же правилами поведения. В качестве природных объектов могут выступать однотипные топографические объекты, геологические структуры, грунты, растительность; а в качестве техногенных - однотипные инженерные сооружения, их сборочные единицы, узлы, детали и их элементы. Состояние объекта характеризуется его характерными свойствами и их текущими значениями, а поведение - набором правил, формализованных в виде метазнаний. В качестве природных могут выступать однотипные эндогенные и экзогенные процессы и явления а в качестве техногенных технологические процессы, сопровождающие сборку инженерных сооружений или их поведение в процессе эксплуатации. Описание и .моделирование природных и техногенных объектов осуществляется по результатам их инвентаризации (классификации и паспортизации), а процессов и явлений - по результатам мониторинга. По результатам инвентаризации и мониторинга выполняется анализ и оценка состояния объектов.An object is an abstraction of many objects of the Republic of Moldova, in which all objects have the same characteristics (properties), stable connections and are consistent with the same rules of behavior. Natural objects of the same type can be topographic objects of the same type, geological structures, soils, vegetation; and as technogenic - the same type of engineering structures, their assembly units, components, parts and their elements. The state of an object is characterized by its characteristic properties and their current values, and behavior - by a set of rules formalized in the form of metacognition. The endogenous and exogenous processes and phenomena of the same type can act as natural ones, and technological processes accompanying the assembly of engineering structures or their behavior during operation can act as technogenic ones. Description and modeling of natural and technogenic objects is carried out according to the results of their inventory (classification and certification), and processes and phenomena - according to the results of monitoring. Based on the results of inventory and monitoring, an analysis and assessment of the condition of the objects is carried out.

Моделирование, композиция, синтез и аначиз составляют методологическую основу изучения всех без исключения объектов, процессов и явлений природы. Поэтому для автоматизации рещения любых исследовательских и прикладных задач РМ должен быть описан, с одной стороны, математически точно, с другой - достаточно образно с целью зрительного восприятия объектов, процессов и явлений, происходящих в РМ, но так, чтобы не было принципиальныхModeling, composition, synthesis and analysis make up the methodological basis for the study of all objects, processes and natural phenomena without exception. Therefore, to automate the solution of any research and applied problems, the RM should be described, on the one hand, mathematically accurately, on the other hand, rather figuratively for the purpose of visual perception of objects, processes and phenomena occurring in the RM, but so that there are no fundamental

разночтений при их распознавании или идентификации. Наиболее полно этим требованиям отвечают картографо-математические модели, создаваемыеметодамиматематическогомоделирования,discrepancies in their recognition or identification. Most fully meet these requirements cartographic and mathematical models created by methods of mathematical modeling,

ортофототрансформирования, геокодирования, стереомоделирования и имитационного моделирования. Картографо-математические модели создаются с помощью геоинформационных технологий по результатам интегрированной обработки данных дистанционного зондирования природных и техногенных объектов и данных наземных съемок. Метод имитационного моделирования, как правило, применяется при создании моделей диналшческого равновесия природно-техногенных структур и моделей динамических процессов и явлений. Существует два типа имитационного моделирования по времени и событиям. В первом случае непрерывная шкала времени разбивается на участки стандартной длинь(, во втором - на моменты критических событий, фиксируемых моделью. Картографо-математические модели имеют пространственные структурные, содержательные и качественные характеристики объектов и явлений. Модели динамики распространения (развития) явлений имеют дополнительный параметр - время. В результате построения пространственно-временных моделей и их анализа появляется возможность получить новые знания о РМ и автоматизировать рещение задач на новом более высоком уровне точности, достоверности, глубины проработки и оперативности решения.orthophototransformation, geocoding, stereo modeling and simulation. Cartographic and mathematical models are created using geographic information technologies based on the results of integrated processing of remote sensing data from natural and man-made objects and ground-based survey data. The method of simulation modeling, as a rule, is used to create models of dynamic equilibrium of natural and technogenic structures and models of dynamic processes and phenomena. There are two types of simulation for time and events. In the first case, the continuous time scale is divided into sections of standard length (, in the second, into the moments of critical events recorded by the model. Cartographic-mathematical models have spatial structural, substantial, and qualitative characteristics of objects and phenomena. The models of the dynamics of the distribution (development) of phenomena have an additional parameter - time. As a result of the construction of space-time models and their analysis, it becomes possible to obtain new knowledge about RM and automate the solution of problems on a new a higher level of accuracy, reliability, depth of study and efficiency of the solution.

Модели ВМ. Комплексная модель природных структур включает модели геологического строения и ресурсов недр, геофизические, рельефа земной поверхности и дна океанов, метеорологические и климатические, гидрологические и океанографические, почвенные и инженерно-геологические, геоботанические, зоогеографические, ландшафтные, геоэкологические и другие. Каждая из этих моделей состоит из субмоделей. Например, геофизическая модель включает субмодели магнитных и гравитационных полей, модели тектонических и сейсмических явлений и вулканизма, а гидрографические модели подразделяются на субмодели поверхностных вод, ледового и снежного режима, стока вод. Инженерно-геологические модели содержат субмодели почв и земельных ресурсов, модели эрозионных процессов, засоления, подтопления, карстовых и оползневых явлений, мерзлотных моделей и т.д. Особая роль в ВМ отводится моделям ландщафта.VM models. A comprehensive model of natural structures includes models of the geological structure and resources of the subsoil, geophysical, topography of the earth's surface and the bottom of the oceans, meteorological and climatic, hydrological and oceanographic, soil and engineering-geological, geobotanical, zoogeographic, landscape, geoecological and others. Each of these models consists of submodels. For example, the geophysical model includes submodels of magnetic and gravitational fields, models of tectonic and seismic phenomena and volcanism, and hydrographic models are divided into submodels of surface water, ice and snow conditions, and water runoff. Engineering-geological models contain submodels of soils and land resources, models of erosion processes, salinization, flooding, karst and landslide phenomena, permafrost models, etc. A special role in VM is given to landscape models.

Комплексная модель техногенньо: структур включает модели промышленных объектов с разделением на нефтегазовые, угольные, деревообрабатывающие, металлообрабатывающие, химические и другие субмодели. Модели сельскохозяйственных объектов включают субмодели земельных, водных и лесных фондов и их использования, субмодели земледелия и животноводства. Модели транспортных систем состоят из субмоделей железнодородных и автомобильных дорог, трубопроводных систем, а также других моделей жизнеобеспечения.A comprehensive model of technogenic: structures includes models of industrial facilities with the division into oil and gas, coal, woodworking, metalworking, chemical and other submodels. Models of agricultural objects include sub-models of land, water and forest funds and their use, sub-models of agriculture and livestock. Models of transport systems consist of submodels of railways and roads, pipeline systems, as well as other life support models.

Основной принцип изучения РМ через виртуальную реальностьThe basic principle of studying RM through virtual reality

заютючается в том, что вначале производится моделирование, синтез и анализ не самих объектов, явлений и процессов, а отношений внутри них и их отношений между собой и внешним окружающим миром. После классификации внутренних отношений свойств и их внешних связей по признакам последних синтезируются и анализируются свойства иIt is said that in the beginning, the modeling, synthesis and analysis of not the objects themselves, phenomena and processes, but the relations within them and their relations between themselves and the outside world is carried out. After the classification of the internal relations of properties and their external relations according to the characteristics of the latter, properties are synthesized and analyzed and

характеристики самих объектов. Этот принцип хорошо знаком дешифровщикам аэрокосмических снимков. Чтобы распознать и классифицировать новый объект, явление или процесс, когда нет прямых признаков их присутствия, но следы которых как-то проявляются на фотоизображении, эксперт-дешифровщик ищет косвенные признаки например, дорога не должна вести в никуда, тип растительности характеризует грунты, а факт заболачивания территории - признак повышения уровня грунтовых вод и т.д. Поэтому процесс создания ВМ есть ничто иное как классификация, моделирование, синтез и анализ глубинной сущности природы, закономерных микро- и макроотнощений пространства и времени в РМ. Эти отнощения, как и сами объекты и процессы, существуют в природе независимо от нашего сознания, но познавая эти закономерности и искусственно изменяя их в ВМ мы можем построить модель динамического равновесия природных и техногенных структур при разных внешних условий их существования, а значит реализовать мечту об устойчивом развитии региона или планеты в целом.characteristics of the objects themselves. This principle is well known to airspace decoders. In order to recognize and classify a new object, phenomenon or process when there are no direct signs of their presence, but traces of which somehow appear in the photo image, the decoder looks for indirect signs, for example, the road should not lead to nowhere, the type of vegetation characterizes the soil, and the fact waterlogging of the territory is a sign of an increase in the level of groundwater, etc. Therefore, the process of creating a VM is nothing more than a classification, modeling, synthesis and analysis of the deep essence of nature, regular micro- and macrorelations of space and time in RM. These relationships, like the objects and processes themselves, exist in nature independently of our consciousness, but knowing these patterns and artificially changing them in the VM, we can build a model of the dynamic balance of natural and technogenic structures under different external conditions of their existence, which means realizing the dream of sustainable development of a region or planet as a whole.

Анализатор ВМ - человек, компьютер или специальное техническое устройство, осуществляющие восприятие ВМ и его подготовку для решения прикладных задач.VM analyzer - a person, a computer, or a special technical device that perceives a VM and prepares it for solving applied problems.

Восприятие ВМ - сложный процесс обработки информации анализаторами о ВМ в процессе решения задач вдентификации картографо-математических моделей природных и техногенных структур, их композиции или декомпозиции.VM perception is a complex process of information processing by VM analyzers in the process of solving problems of identifying cartographic and mathematical models of natural and technogenic structures, their composition or decomposition.

Ощущение ВМ - результат воздействия отражательных свойств ВМна. органы чувств (зрительные, слуховые, вибрационные или другие).VM sensation is the result of exposure to the reflective properties of VM. sensory organs (visual, auditory, vibrational or others).

Образное представление ВМ помогает не только лучшемуThe figurative representation of VM helps not only the best

восприятию информации и знаний о реальном мире, но и стимулировать процесс получеьше новых знаний (знаний 2-го уровня), развивать воображение и философию мышления.perception of information and knowledge about the real world, but also stimulate the process better than new knowledge (knowledge of the 2nd level), develop imagination and philosophy of thinking.

На разных этапах развития человечества формировались различные мифологические, религиозные и философские мировоззрения о процессе познания и отображения РМ во всем многообразии предметов (объектов), процессов и явлений, событий и закономерностей. В основе единства этого многообразия стали понимать интеллетст человека, проявляюшийся различными формами и видами представления информации и знаний о РМ. Мыслители, философы, ученые и священнослужители всегда интересовались проблемами достоверности описания реального мира не только с познавательной целью, но и практической, например, с целью прогнозирования опасных процессов и явлений для предупреждения населения или использования этой информации и полученных знаний отнюдь не для благородныхAt different stages of the development of mankind, various mythological, religious and philosophical worldviews were formed about the process of cognition and display of RM in the whole variety of objects (objects), processes and phenomena, events and patterns. At the heart of the unity of this diversity began to understand human intelligence, manifested in various forms and types of presentation of information and knowledge about RM. Thinkers, philosophers, scientists and clergy have always been interested in the problems of the reliability of the description of the real world, not only for cognitive purposes, but also practical, for example, with the aim of predicting dangerous processes and phenomena to warn the population or using this information and the knowledge gained is not for noble

целей. Однако оставалась проблема выявления взаимосвязей объектов, процессов и явлений в природе, корреляционных связей между их свойствами, качественными особенностями, отдельными факторами, эффектами, признаками и другими характеристиками. А вся тайна кроется именно в этом, в единстве информационного пространства всех видов и форм РМ. Связи и отношения между объектами, процессами и явлениями в микро- и макроструктурах, порой невидимые для глаз человека, могут распознаваться, моделироваться и изучаться по результатам интегрированной обработки данных, полученных методами дистанционного зондирования и контактной диагностики природных и техногенных структур; примерно также, как диагностируется человекпо его внешнему облику или фотографии, результатам дешифрирования и интерпретации рентгеновского снимка, кардиограмм, данных анализа.goals. However, the problem remained of revealing the interconnections of objects, processes and phenomena in nature, the correlation relationships between their properties, qualitative features, individual factors, effects, signs and other characteristics. And the whole secret lies precisely in this, in the unity of the information space of all types and forms of the Republic of Moldova. The connections and relationships between objects, processes and phenomena in micro- and macrostructures, sometimes invisible to the human eye, can be recognized, modeled and studied by the results of integrated data processing obtained by remote sensing and contact diagnostics of natural and technogenic structures; approximately the same as how a person is diagnosed according to his appearance or photograph, the results of interpretation and interpretation of an x-ray, cardiograms, and analysis data.

Легенды глубокой древности подтверждают, что человек может управлять на расстоянии- видеть не видимое (ощущать виртуальный мир), предсказать и предотвратить беду (моделировать и управлять чрезвычайными ситуациями), видеть и контролировать опасные явления на расстоянии (аэрокосмический мониторинг). Человек может погрузиться в бездну мироздания, когда по его команде расступаются скалы или морские глубины, рассеивается туман, раскрывает свои тайны Земля и космос, что сегодня означает погружение в виртуальный мир.Legends of ancient times confirm that a person can control from a distance - see the invisible (feel the virtual world), predict and prevent disaster (simulate and manage emergency situations), see and control dangerous phenomena at a distance (aerospace monitoring). A person can plunge into the abyss of the universe, when at his command rocks or sea depths part, fog dissipates, Earth and space reveal their secrets, which today means immersion in the virtual world.

Образное (зрительное) восприятие ВМ, самонакопление и обновление знаний для совершенствования его образа и внутреннего содержания - основное условие создания кибернетических систем для решения задач управления в автоматизированном режиме. В зависимости от вида анализаторов восприятие информации может быть зрительное, акустическое, тактильное и др. Важным этапом подготовки информации для восприятия является интегрированная обработка исходных данных, поступаюпщх из различных источников или анализаторов в пределах одного и того же объекта исследования. При этом важно не столько статическое восприятие, сколько динамическое, когда системы восприятия функционируют в том же темпе или, как говорят, в режиме «реального времени, в каком происходят изменения в реальном мире. Скорость вербального (речевого) восприятия информации человеком без вмешательства компьютера около 500 бит/сек, а образного восприятия до 500 мегабит/сек, т.е. в миллион раз быстрее. Основной недостаток речевого или текстового восприятия информации в том, что тексты и речь линейны, события описаны последовательно. Если же эти события экранизировать, т.е. осушествить их зрительное восприятие, то линейные события будут происходить параллельно во времени, будет видна пространственно-временная связь объектов, происходящих процессов и явлений, что значительно упрошает процесс восприятия информации и последующей формализации представления знаний о ВМ. В процессе отображении на экране ВМ может сопровождать гипертекст, который можно читать с разным уровнем подробности изложения, что позволяет сформировать образно-семантическую модель и быстро понять смысл прочитанного и увиденного.The figurative (visual) perception of the VM, self-accumulation and updating of knowledge to improve its image and internal content is the main condition for creating cybernetic systems for solving automated control tasks. Depending on the type of analyzers, the perception of information can be visual, acoustic, tactile, etc. An important stage in the preparation of information for perception is the integrated processing of input data from various sources or analyzers within the same research object. Moreover, it is important not so much a static perception as a dynamic one, when the perception systems function at the same pace or, as they say, in the mode of “real time, in which changes take place in the real world. The speed of verbal (speech) perception of information by a person without computer intervention is about 500 bits / sec, and figurative perception is up to 500 megabits / sec, i.e. a million times faster. The main disadvantage of speech or textual perception of information is that texts and speech are linear, events are described sequentially. If to film these events, i.e. to realize their visual perception, then linear events will occur in parallel in time, the spatio-temporal relationship of objects, ongoing processes and phenomena will be visible, which greatly simplifies the process of perceiving information and the subsequent formalization of the representation of knowledge about VM. In the process of displaying on the screen, the VM can accompany hypertext, which can be read with different levels of detail, which allows you to create a figurative and semantic model and quickly understand the meaning of what you read and see.

уровне восприятия информации происходит процесс распознавания образов - с помощью специально разработанных алгоритмов происходит идентификация объектов в описании всей сцены (изображения) и его разбиение на значимые сегменты. При этом часто используются пространственные изображения с эффектами освещения, дымки, текстуры поверхности. Этот процесс - наиболее сложный этап представления знаний, который невозможно осуществить без знания законов построения ВМ.the level of perception of information is the process of pattern recognition - with the help of specially developed algorithms, the objects are identified in the description of the whole scene (image) and it is divided into significant segments. This often uses spatial images with lighting effects, haze, surface texture. This process is the most difficult stage of knowledge representation, which cannot be carried out without knowledge of the laws of VM construction.

Базы знаний в ВМ делятся на формализуемые (моделируемые) и экспертные, не поддающиеся пока моделированию. Они имеют строгую пространственно-временн)то ориентировку и привязку к семантике (базам данных). Математические модели формируются с помощью входных и выходных формальных переменных без семантики, то есть без привязки к конкретной прикладной области или базам данных. Поэтому для создания на их основе интеллектуальных систем создаются метасистема знаний или метазнания, то есть формализованная система правил пользования этими моделями или базами знаний продукционного типа.Knowledge bases in VM are divided into formalized (simulated) and expert, not yet amenable to modeling. They have a strict spatio-temporal orientation and attachment to semantics (databases). Mathematical models are formed using input and output formal variables without semantics, that is, without reference to a specific application field or database. Therefore, to create intelligent systems based on them, a metasystem of knowledge or metacognition is created, that is, a formalized system of rules for using these models or knowledge bases of a productive type.

Claims

The construction of the virtual world, consisting of an information-analytical system, which has an integrated data processing unit for territorial control objects connected to data processing units for aerospace and ground surveys, characterized in that the information from the blocks enters the blocks of expert systems - a block for modeling natural structures, connected to a block for modeling topographic structures and geological structures, as well as to a block for modeling technogenic structures connected to a block I of engineering structures and a block for creating figurative-semantic models of objects, the results go to the synthesis block of models of natural and technogenic structures and to the virtual world block, in parallel to the virtual world spatial display block and analyzer, the results are transferred to the expert analysis block of the virtual world that forms the block knowledge, and after repeated expert analysis of the block using the meta-knowledge block, knowledge of the 2nd level in the block is formed, which are transferred to the update block of the virtual world, update ults improve the virtual world in block.