A
GIS modern mobil térinformatikai rendszerek, amelyek képesek megjeleníteni a helyüket a térképen. Ez a fontos tulajdonság két technológia használatán alapul: a geoinformáción és a globális helymeghatározáson. Ha a mobileszköz beépített GPS-vevővel rendelkezik, akkor egy ilyen eszköz segítségével meg lehet határozni annak helyét, és ebből következően magának a térinformatikai rendszernek a pontos koordinátáit. Sajnos az orosz nyelvű tudományos irodalomban a geoinformációs technológiákat és rendszereket kevés publikáció képviseli, ennek eredményeként szinte semmilyen információ sincs a működésük alapjául szolgáló algoritmusokról.
GIS besorolás
A földrajzi információs rendszerek felosztása a területi elv szerint történik:
- A globális GIS-t 1997 óta használják az ember okozta és természeti katasztrófák megelőzésére. Ezeknek az adatoknak köszönhetően viszonylagosan lehetségesrövid időn belül előre jelezni a katasztrófa mértékét, tervet készíteni az utóhatásokra, felmérni a károkat és az emberéleteket, és megszervezni humanitárius akciókat.
- Önkormányzati szinten kialakított regionális térinformatikai rendszer. Lehetővé teszi a helyi hatóságok számára, hogy előre jelezzék egy adott régió fejlődését. Ez a rendszer szinte minden fontos területet tükröz, mint például a befektetés, ingatlan, navigáció és információ, jogi stb. Érdemes megjegyezni azt is, hogy e technológiák használatának köszönhetően lehetővé vált, hogy garanciát vállaljunk a lakosság életbiztonságára. teljes lakosság. A regionális földrajzi információs rendszert jelenleg meglehetősen hatékonyan használják, segítve a befektetések vonzását és a régió gazdaságának gyors növekedését.
A fenti csoportok mindegyikének van bizonyos altípusa:
- A globális GIS nemzeti és szubkontinentális rendszereket tartalmaz, általában állami státuszú.
- A regionális - helyi, szubregionális, helyi.
Ezekkel az információs rendszerekkel kapcsolatos információk a hálózat speciális szakaszaiban találhatók, amelyeket geoportáloknak nevezünk. Korlátozás nélkül nyilvánosan hozzáférhetővé teszik őket felülvizsgálat céljából.
Működési elv
A földrajzi információs rendszerek az algoritmus összeállításának és fejlesztésének elvén működnek. Ő az, aki lehetővé teszi egy objektum mozgásának megjelenítését a térinformatikai térképen, beleértve a mobileszköz mozgását a helyi rendszeren belül. Nak nekennek a pontnak a tereprajzon való ábrázolásához ismernie kell legalább két koordinátát - X és Y. Ha egy objektum mozgását megjeleníti a térképen, meg kell határoznia a koordináták sorrendjét (Xk és Yk). Mutatóiknak meg kell felelniük a helyi térinformatikai rendszer különböző időpontjainak. Ez az alapja az objektum helyének meghatározásához.
Ez a koordinátasorozat kinyerhető egy olyan GPS-vevő szabványos NMEA fájljából, amely valós mozgást végzett a földön. Így az itt tárgy alt algoritmus az NMEA fájladatok felhasználásán alapul, az objektum pályájának koordinátáival egy bizonyos területen. A szükséges adatok a mozgásfolyamat számítógépes kísérletek alapján történő modellezésének eredményeként is megszerezhetők.
GIS-algoritmusok
A térinformatikai rendszerek az algoritmus kidolgozásához felhasznált kezdeti adatokra épülnek. Általában ez a koordináták (Xk és Yk) halmaza, amely valamilyen objektum pályájának felel meg egy NMEA fájl és egy kiválasztott terület digitális GIS térképe formájában. A feladat egy pontobjektum mozgását megjelenítő algoritmus kidolgozása. A munka során három olyan algoritmust elemeztünk, amelyek a probléma megoldásának hátterében állnak.
- Az első GIS-algoritmus az NMEA fájl adatainak elemzése, hogy kivonja belőle a koordináták sorozatát (Xk és Yk),
- A második algoritmus az objektum nyomszögének kiszámítására szolgál, miközben a paramétert az iránytólkelet.
- A harmadik algoritmus egy objektum irányvonalának meghatározására szolgál a kardinális pontokhoz képest.
Általános algoritmus: általános koncepció
A pontobjektum mozgásának GIS-térképen való megjelenítésére szolgáló általánosított algoritmus a három korábban említett algoritmust tartalmazza:
- NMEA adatelemzés;
- az objektum nyomszögének kiszámítása;
- egy objektum irányának meghatározása a világ országaihoz képest.
Az általánosított algoritmussal rendelkező földrajzi információs rendszerek a fő vezérlőelemmel - az időzítővel (Timer) vannak felszerelve. Alapfeladata, hogy lehetővé teszi a program számára, hogy bizonyos időközönként eseményeket generáljon. Egy ilyen objektum segítségével beállíthatja az eljárások vagy funkciók végrehajtásához szükséges időtartamot. Például egy egy másodperces időintervallum megismételhető visszaszámlálásához be kell állítania a következő időzítő tulajdonságokat:
- Timer. Interval=1000;
- Timer. Enabled=Igaz.
Ennek eredményeként másodpercenként elindul az objektum X, Y koordinátáinak az NMEA fájlból történő kiolvasási eljárása, melynek eredményeként ez a pont a kapott koordinátákkal megjelenik a térinformatikai térképen.
Az időzítő elve
A földrajzi információs rendszerek használata a következő:
- Három pont van megjelölve a digitális térképen (szimbólum - 1, 2, 3), amelyek megfelelnek az objektum pályájának különböző pillanatokbanidő tk2, tk1, tk. Ezeket szükségszerűen folytonos vonal köti össze.
- Az objektum mozgásának térképen való megjelenítését vezérlő időzítő engedélyezése és letiltása a felhasználó által megnyomott gombokkal történik. Jelentésük és egy bizonyos kombináció a séma szerint tanulmányozható.
NMEA fájl
Írjuk le röviden a GIS NMEA fájl összetételét. Ez egy ASCII formátumban írt dokumentum. Lényegében ez egy protokoll a GPS-vevő és más eszközök, például PC vagy PDA közötti információcserére. Minden NMEA üzenet egy $ jellel kezdődik, amit egy kétkarakteres eszközmegjelölés követ (GP a GPS-vevőnél), és a \r\n karakterrel végződik, amely egy kocsi visszatérés és soremelés karakter. Az értesítésben szereplő adatok pontossága az üzenet típusától függ. Minden információ egy sorban található, a mezőket vesszővel elválasztva.
A földrajzi információs rendszerek működésének megértéséhez elég tanulmányozni a széles körben használt $GPRMC típusú üzenetet, amely minimális, de alapvető adathalmazt tartalmaz: egy objektum helyét, sebességét és idejét.
Vegyünk egy példát, hogy milyen információ van benne kódolva:
- az objektum koordinátáinak meghatározásának dátuma - 2015. január 7.;
- Univerzális idő UTC koordináták - 10 óra 54 perc 52 s;
- objektum koordinátái - 55°22,4271' É és 36°44,1610' E
Kihangsúlyozzuk, hogy az objektum koordinátáifokban és percben vannak megadva, az utóbbit négy tizedesjegy pontossággal adják meg (vagy pont az USA formátumban a valós szám egész és tört részei elválasztóként). A jövőben szüksége lesz arra, hogy az NMEA fájlban az objektum helyének szélessége a harmadik vessző utáni pozícióban, a hosszúság pedig az ötödik után legyen. Az üzenet végén az ellenőrző összeg a '' karakter után két hexadecimális számjegyként kerül elküldésre – 6C.
Térinformatikai rendszerek: példák az algoritmus összeállítására
Vegyünk egy NMEA fájlelemző algoritmust az objektum mozgási pályájának megfelelő koordináták (X és Yk) kinyerésére. Ez több egymást követő lépésből áll.
Egy objektum Y koordinátájának meghatározása
NMEA adatelemző algoritmus
1. lépés: Olvassa be a GPRMC karakterláncot az NMEA fájlból.
2. lépés: Keresse meg a harmadik vessző helyét a karakterláncban (q).
3. lépés: Keresse meg a negyedik vessző helyét a karakterláncban (r).
4. lépés: Keresse meg a tizedesvesszőt a q pozícióból kiindulva.
5. lépés Vonjon ki egy karaktert a karakterláncból az (r+1) pozícióban.
6. lépés. Ha ez a karakter egyenlő W-vel, akkor az északi félteke változó értéke 1, ellenkező esetben -1.
Lépés 7. Bontsa ki a karakterlánc (r- +2) karaktereit a (t-2) pozícióból.
8. lépés: Kivonja a (t-q-3) karakterlánc karaktereit a (q+1) pozícióból.
9. lépés: Alakítsa át a karakterláncokat valós számokká, és számítsa ki az objektum Y-koordinátáját radiánban.
Egy objektum X koordinátájának meghatározása
10. lépés: Keresse meg az ötödik pozíciójátvessző az (n) karakterláncban.
11. lépés. Keresse meg a hatodik vessző helyét az (m) karakterláncban.
12. lépés. Az n pozícióból kiindulva keresse meg a tizedesvesszőt (p).13. lépés: Vonjon ki egy karaktert a karakterláncból az (m+1) pozícióban.
14. lépés. Ha ez a karakter egyenlő 'E'-vel, akkor az EasternHemisphere változó 1-re van állítva, ellenkező esetben -1. 15. lépés: Kivonja a karakterlánc (m-p+2) karaktereit a (p-2) pozíciótól kezdve.
16. lépés: Kivonja a (p-n+2) karaktereket
17. lépés: Alakítsa át a karakterláncokat valós számokká, és számítsa ki az objektum X koordinátáját radián mértékegységben.
18. lépés. Ha az NMEA fájl nem olvassa be a végéig, majd folytassa az 1. lépéssel, ellenkező esetben folytassa a 19. lépéssel.
19. lépés. Fejezze be az algoritmust.
Ennek az algoritmusnak a 6. és 16. lépése használja az északi félteke és a keleti félteke változókat számszerűen kódolja az objektum helyét a Földön. Az északi (déli) féltekén az északi félteke változó értéke 1 (-1), hasonlóan a keleti (nyugati) féltekén EasternHemisphere - 1 (-1).
GIS-alkalmazás
A földrajzi információs rendszerek használata számos területen elterjedt:
- geológia és térképészet;
- kereskedelem és szolgáltatások;
- készlet;
- gazdaság és menedzsment;
- védelem;
- mérnöki;
- oktatás stb.
