http://poradumo.pp.ua

Online Журнал-Світ порад.
Головна сторінка
» » ГІС - це Географічні інформаційні системи

ГІС - це Географічні інформаційні системи

ГІС – це сучасні геоінформаційні мобільні системи, які володіють можливістю відображати своє місце розташування на карті. В основі цього важливого властивості лежить використання двох технологій: геоінформаційної та глобального позиціонування. Якщо мобільний пристрій має вбудований GPS-приймач, то за допомогою такого приладу можна визначити його місце розташування і, отже, точні координати самої ГІС. На жаль, геоінформаційні технології і системи в російськомовній науковій літературі представлені невеликою кількістю публікацій, внаслідок цього практично повністю відсутня інформація про алгоритми, що лежать в основі їх функціональних можливостей.

ГІС - це Географічні інформаційні системи




Класифікація ГІС

Підрозділ геоінформаційних систем відбувається за територіальним принципом:

  • Глобальна ДВС використовується для запобігання техногенних і природних катаклізмів з 1997 року. Завдяки цим даним можна за відносно короткий час спрогнозувати масштаби катастрофи, скласти план ліквідації наслідків, оцінити завдані збитки та людські втрати, а також організувати гуманітарні акції.
  • Регіональна геоінформаційна система розроблена на муніципальному рівні. Вона дозволяє місцевим властям прогнозувати розвиток певного регіону. Дана система відображає практично всі важливі сфери, наприклад, інвестиційні, майнові, навігаційно-інформаційні, правові та ін. Також варто відзначити, що завдяки використанню даних технологій з'явилася можливість виступати гарантом безпеки життєдіяльності всього населення. Регіональна геоінформаційна система в даний час використовується достатньо ефективно, сприяючи залученню інвестицій і стрімкого зростання економіки району.
  • ГІС - це Географічні інформаційні системи




    Кожна з вищеописаних груп має певні підвиди:

    • В глобальну ДВС входять національні та субконтинентальные системи, як правило, з державним статусом.
    • У регіональну локальні, субрегіональні, місцеві.

    Відомості про даних інформаційних системах можна знайти в спеціальних розділах мережі, які називаються геопорталами. Вони розміщуються у відкритому доступі для ознайомлення без будь-яких обмежень.

    Принцип роботи

    Географічні інформаційні системи працюють за принципом складання і розробки алгоритму. Саме він дозволяє відображати рух об'єкту на карті ГІС, включаючи переміщення мобільного пристрою в межах локальної системи. Щоб зобразити дану точку на кресленні місцевості, необхідно знати, принаймні, дві координати X і Y. При відображенні руху об'єкта на карті, потрібно визначити послідовність координат (Xk і Yk). Їх показники повинні відповідати різним моментам часу локальної системи ГІС. Це є основою для визначення місцезнаходження об'єкта.

    ГІС - це Географічні інформаційні системи

    Дану послідовність координат можна зробити з стандартного NMEA-файлу GPS-приймача, який виконав реальний рух на місцевості. Таким чином, в основі розглянутого тут алгоритму лежить використання даних NMEA-файлу з координатами траєкторії об'єкта по певній території. Необхідні дані можна отримати також в результаті моделювання процесу руху на основі комп'ютерних експериментів.


    Алгоритми ДВС

    Геоінформаційні системи побудовані на вихідних даних, які беруться для розробки алгоритму. Як правило, це набір координат (Xk і Yk), що відповідає деякій траєкторії об'єкта у вигляді NMEA-файлу і цифрової карти ГІС на обраному ділянці місцевості. Завдання полягає в розробці алгоритму, що відображає рух точкового об'єкта. В ході даної роботи були проаналізовані три алгоритми, що лежать в основі вирішення поставленого завдання.

    • Перший алгоритм ГІС – це аналіз даних NMEA-файлу з метою вилучення з нього послідовності координат (Xk і Yk),
    • Другий алгоритм використовується для обчислення колійного кута об'єкта, при цьому відлік параметра виконується від напрямку на схід.
    • Третій алгоритм – для визначення курсу об'єкта щодо країн світу.

    ГІС - це Географічні інформаційні системи

    Узагальнений алгоритм: загальне поняття

    Узагальнений алгоритм відображення руху точкового об'єкту на карті ГІС включає три зазначених раніше алгоритму:

    • аналіз даних NMEA;
    • обчислення колійного кута об'єкта;
    • визначення курсу об'єкта щодо країн всього земної кулі.

    Географічні інформаційні системи з узагальненим алгоритмом оснащені основним керуючим елементом – таймер (Timer). Стандартна задача його полягає в тому, що він дозволяє програмі генерувати події через певні проміжки часу. З допомогою такого об'єкта можна встановлювати необхідний період для виконання набору процедур або функцій. Наприклад, для багаторазово виконується відліку інтервалу часу в одну секунду треба встановити такі властивості таймера:

    • Timer.Interval = 1000;
    • Timer.Enabled = True.

    ГІС - це Географічні інформаційні системи

    У результаті кожну секунду буде запускатися процедура зчитування координат X, Y об'єкта з NMEA-файлу, внаслідок чого дана точка з отриманими координатами відображається на карті ГІС.

    Принцип роботи таймера

    Використання геоінформаційних систем відбувається наступним чином:

  • На цифровій карті відзначаються три точки (умовне позначення - 123), які відповідають траєкторії руху об'єкта в різні моменти часу tk2 tk1 tk. Вони обов'язково з'єднані суцільною лінією.
  • Включення і вимикання таймера, керуючого відображенням пересування об'єкта на карті, здійснюється з допомогою кнопки, натискання користувачем. Їх значення і певну комбінацію можна вивчити за схемою.
  • ГІС - це Географічні інформаційні системи


    NMEA-файл

    Опишемо коротко склад NMEA-файлу ГІС. Це документ, записаний у форматі ASCII. По суті, він являє собою протокол для обміну інформацією між GPS-приймачем і іншими пристроями, наприклад ПК або КПК. Кожне повідомлення NMEA починається зі знаку $, за яким слід двухсимвольное позначення пристрою (для GPS-приймача — GP) і закінчується послідовністю rn — символом переведення каретки та переходу на новий рядок. Точність даних у повідомленні залежить від виду сполучення. Вся інформація міститься в одній рядку, причому поля розділяються комами.

    ГІС - це Географічні інформаційні системи

    Для того щоб розібратися, як працюють геоінформаційні системи, цілком достатньо вивчити широко використовуване повідомлення типу $GPRMC, яке містить мінімальний, але основний набір даних: місце розташування об'єкта, його швидкість і час.
    Розглянемо на конкретному прикладі, яка інформація в ньому закодована:

    • дата визначення координат об'єкта — 7 січня 2015 р.;
    • всесвітній час UTC визначення координат — 10h 54m 52s;
    • координати об'єкта — 55°224271' пн. ш. і 36°441610' сх. д.

    Підкреслимо, що координати об'єкта представлені в градусах і хвилинах, причому останній показник дається з точністю до чотирьох знаків після коми (або точки як роздільник цілої і дробової частин дійсного числа у форматі USA). Надалі знадобиться те, що в NMEA-файлі широта місця розташування об'єкта знаходиться в позиції після третьої комою, а довгота — після п'ятої. В кінці повідомлення передається контрольна сума після символу '*' у вигляді двох шістнадцяткових цифр — 6C.

    Геоінформаційні системи: приклади складання алгоритму

    Розглянемо алгоритм аналізу NMEA-файлу з метою отримання набору координат (X, Yk), відповідних траєкторії руху об'єкта. Він складається з декількох послідовних кроків.

    ГІС - це Географічні інформаційні системи

    Визначення координати Y об'єкта

    Алгоритм аналізу даних NMEA

    Крок 1. Прочитати рядок GPRMC з NMEA-файлу.

    Крок 2. Знайти позицію третьої коми в рядку (q).

    Крок 3. Знайти позицію четвертої коми в рядку (r).

    Крок 4. Знайти, починаючи з позиції q, символ десяткової крапки (t).

    Крок 5. Витягти один символ рядка, знаходиться в позиції (r+1).

    Крок 6. Якщо цей символ дорівнює W, то змінна NorthernHemisphere отримує значення 1 інакше -1.

    Крок 7. Витягти (+2) символів рядка, починаючи з позиції t-2).

    Крок 8. Витягти (t-q-3) символів рядка, починаючи з позиції (q+1).

    Крок 9. Перетворення рядка в речові числа і обчислити координату Y об'єкта в радианной мірою.

    Визначення координати X об'єкта

    Крок 10. Знайти позицію п'ятої коми в рядку (n).

    Крок 11. Знайти позицію шостий коми в рядку (m).

    Крок 12. Знайти, починаючи з позиції n, символ десяткової крапки (p).

    Крок 13. Витягти один символ рядка, знаходиться в позиції (m+1).

    Крок 14. Якщо цей символ дорівнює 'E', то змінна EasternHemisphere отримує значення 1 інакше -1.

    Крок 15. Витягти (m-p+2) символів рядка, починаючи з позиції (p-2).

    Крок 16. Витягти (p-n+2) символів рядка, починаючи з позиції (n+1).

    Крок 17. Перетворення рядка в речові числа і обчислити координату X об'єкта в радианной мірою.

    Крок 18. Якщо NMEA-файл не прочитаний до кінця, то перейти до кроку 1 інакше перейти до кроку 19.

    Крок 19. Завершити алгоритм.

    На кроці 6 і 16 цього алгоритму використовуються змінні NorthernHemisphere і EasternHemisphere для числового кодування місця розташування об'єкта на Землі. У північному (південному) півкулі мінлива NorthernHemisphere приймає значення 1 (-1) відповідно, аналогічно у східному (західному) півкулі EasternHemisphere – 1 (-1).

    Застосування ГІС

    ГІС - це Географічні інформаційні системи
    Застосування геоінформаційних систем широко поширене в багатьох областях:

    • геології та картографії;
    • торгівлі та послугах;
    • кадастр;
    • економіці і управлінні;
    • оборони;
    • інженерії;
    • освіта та ін.

    of your page -->

    Популярні поради

    загрузка...