GIS je ... Geografski informacijski sustavi

GIS su moderni geoinformacijski mobilni sustavi koji imaju mogućnost prikazivanja svoje lokacije na karti. Ovo važno svojstvo temelji se na korištenju dvije tehnologije: geoinformacije i globalno pozicioniranje.

Razvrstavanje GIS-a

Podjela geoinformacijskih sustava temelji se na teritorijalnom principu:

1. Globalni GIS Koristi se za sprečavanje ljudskih i prirodnih katastrofa od 1997. Zahvaljujući tim podacima moguće je u relativno kratkom vremenu prognozirati mjeru katastrofe, izraditi plan za uklanjanje posljedica, procjenu oštećenja i ljudskih gubitaka te organizirati humanitarne akcije.
2. Regionalni geografski informacijski sustav razvijenih na općinskoj razini. Omogućuje lokalnim vlastima predvidjeti razvoj određene regije. Ovaj sustav predstavlja gotovo sve važne područja, kao što su investicije, imovina, navigacijskih, informativnu, pravnu i drugi. Također je vrijedno napomenuti da korištenje tih tehnologija priliku da djeluje kao jamac sigurnosti u svim populacije. Regionalni geoinformacijski sustav trenutačno se koristi vrlo učinkovito, što olakšava privlačenje investicija i brz rast gospodarstva regije.

Svaka od gore opisanih skupina ima određene podvrste:

• Globalni GIS uključuje nacionalne i subkontinentalne sustave, obično sa statusom države.
• U regionalnom - lokalnom, subregionalnom, lokalnom.

Informacije o tim informacijskim sustavima mogu se naći u posebnim dijelovima mreže, koji se nazivaju geoportals. Nalaze se u javnoj domeni za pregled bez ikakvih ograničenja.

Načelo rada

Geografski informacijski sustavi rade na principu sastavljanja i razvijanja algoritma. Omogućuje vam prikaz kretanja objekta na GIS mapi, uključujući premještanje mobilnog uređaja u lokalni sustav. Da biste prikazali određenu točku na crtežu terena, trebate znati barem dvije koordinate - X i Y. Prilikom prikazivanja kretanja objekta na karti morat ćete odrediti slijed koordinata (Xk i Yk). Njihovi pokazatelji trebaju odgovarati različitim vremenskim točkama lokalnog GIS sustava. To je osnova za lociranje objekta.

Ovaj slijed koordinata može se izvući iz standardne NMEA datoteke GPS prijamnika, koji je izvršio pravi gibanje na tlu. Dakle, osnova algoritma koji se ovdje razmatra je korištenje NMEA-datoteka podataka s koordinatama objekta putanju preko određenog teritorija. Neophodni podaci mogu se dobiti i kao rezultat simulacije procesa gibanja na temelju računalnih eksperimenata.

GIS algoritmi

Geoinformacijski sustavi izgrađeni su na početnim podacima, koji se poduzimaju za razvoj algoritma. Tipično, ovo je skup koordinata (Xk i Yk) koji odgovaraju nekoj putanji objekta u obliku NMEA datoteke i digitalne GIS karte u odabranom području. Zadatak je razviti algoritam koji odražava gibanje točkastog objekta. Tijekom ovog rada analizirali smo tri algoritma na kojima se nalazi rješenje problema.

• Prvi GIS algoritam je analiza podataka NMEA datoteke kako bi se iz nje izvukla niz koordinata (Xk i Yk)
• Drugi algoritam se koristi za izračunavanje kuta objekta, dok se čitanje parametara izvodi od pravca do istoka.
• Treći algoritam je odrediti tijek objekta u odnosu na zemlje svijeta.

Generalizirani algoritam: opći koncept

Generalizirani algoritam za mapiranje gibanja točkastog objekta na GIS mapi uključuje tri gore navedena algoritma:

• analiza NMEA podataka;
• izračunavanje kuta objekta;
• Određivanje tijeka objekta u odnosu na zemlje širom svijeta.

Geografski informacijski sustavi s generaliziranim algoritmom opremljeni su osnovnim kontrolnim elementom - timerom (Timer). Njegov standardni zadatak je da programu omogućuje generiranje događaja u redovitim razmacima. Pomoću takvog objekta možete postaviti potrebno razdoblje za obavljanje skup postupaka ili funkcija. Na primjer, za odbrojavanje vremenskog intervala od jedne sekunde, postavite sljedeće vremenske postavke:

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

Kao rezultat toga, svaki drugi postupak započinje postupak čitanja koordinata X, Y objekta iz NMEA datoteke, zbog čega se ova točka s primljenim koordinatama prikazuje na GIS mapi.

Kako radi tajmer

Upotreba geoinformacijskih sustava je sljedeća:

1. Tri točke označene su na digitalnoj karti (simbol 1, 2, 3), koji odgovaraju putanji objekta u različitim vremenima tk2, tk1, tk. Oni su nužno povezani čvrstom linijom.
2. Timer koji kontrolira kretanje objekta na karti može se uključiti i isključiti pomoću gumba koje korisnik pritisne. Njihovo značenje i određena kombinacija mogu se proučavati prema shemi.

NMEA datoteku

Ukratko opišite sastav NMEA GIS datoteke. Ovo je dokument snimljen u ASCII formatu. Zapravo, to je protokol za razmjenu informacija između GPS prijemnika i drugih uređaja, kao što je računalo ili PDA. Svaki NMEA poruka počinje s $ znak, nakon čega slijedi identifikacijski uređaj dva znaka (za GPS prijamnik - GP) i završava slijed r n - Carriage Return karakter i novog retka. Točnost podataka u obavijesti ovisi o vrsti poruke. Sve informacije sadržane su u jednoj liniji, a polja razdvojene zarezima.

Da bi se razumjelo kako geografske informacijske sustave, to je dovoljno za proučavanje široko korištena vrsta poruka $ GPRMC, koji sadrži najmanje, ali osnovni skup podataka: objekt lokaciju, brzinu i vrijeme.
Razmotrimo na određeni primjer, koje su informacije u njoj kodirane:

• datum određivanja koordinata objekta - 7. siječnja 2015 .;
• Universal UTC vrijeme određivanja koordinata - 10h 54m 52s;
• koordinate objekta - 55 ° 22.4271 `N i 36 ° 44,1610 `E.

Naglašavamo da su koordinate objekta su u stupnjevima i minutama, koje posljednja slika je dao do četiri decimalna mjesta (ili bodova decimalnog dio realnog broja u SAD-formatu). U budućnosti će biti potrebno da u NMEA datoteci zemljopisna širina položaja bude na položaju nakon trećeg zareza i dužine nakon petog. Na kraju poruke se šalje kontrolni zbroj nakon simbola `*` u obliku dviju heksadecimalnih znamenki - 6C.

Geoinformacijski sustavi: primjeri izrade algoritma

Razmotrite algoritam za analizu NMEA datoteke kako biste izdvojili skup koordinata (X i Yk) koji odgovaraju put gibanja objekt. Sastoji se od nekoliko uzastopnih koraka.

Određivanje koordinate Y objekta

NMEA algoritam analize podataka

Korak 1. Pročitajte GPRMC liniju iz NMEA datoteke.

Korak 2. Pronađite položaj trećeg zareza u retku (q).

Korak 3. Pronađite položaj četvrtog zareza u retku (r).

Korak 4. Pronađite simbol decimalne točke (t) počevši od položaja q.

Korak 5. Izvadite jedan znak iz linije u položaju (r + 1).

Korak 6. Ako je taj znak W, tada je varijabla NorthernHemisphere postavljena na 1, inače -1.

Korak 7. Izdvojite (r- + 2) znakove linije koja započinje s položajem (t-2).

Korak 8. Izvadite (t-q-3) znakove iz linije koja počinje na položaju (q + 1).

Korak 9. Pretvorite nizove u realne brojeve i izračunajte Y koordinatu objekta u radijskoj mjeri.

Određivanje X koordinata objekta

Korak 10. Pronađite položaj petog zareza u retku (n).

Korak 11. Pronađite položaj šestog zareza u retku (m).

Korak 12. Pronađite simbol decimalne točke (p) koji započinje na poziciji n.

Korak 13. Izvadite jedan znak iz linije u položaju (m + 1).

Korak 14. Ako je ovaj simbol `E`, tada varijabla EasternHemisphere dobiva vrijednost 1, inače -1.

Korak 15. Izvadite (m-p + 2) znakove iz linije koja započinje s položajem (p-2).

Korak 16. Izdvajanje (p-n + 2) znakova crte počevši od položaja (n + 1).

Korak 17. Pretvorite nizove u realne brojeve i izračunajte X koordinatu objekta u radijskoj mjeri.

Korak 18. Ako NMEA datoteku nije pročitano, idite na korak 1, inače prijeđite na korak 19.

Korak 19 Završite algoritam.

U koracima 6 i 16 ovog algoritma, varijable NorthernHemisphere i EasternHemisphere koriste se za brojčano kodiranje lokacije objekta na Zemlji. Na sjevernoj (južnoj) polutki varijabla NorthernHemisphere uzima vrijednost 1 (-1), slično na istočnoj (zapadnom) hemisferom Istočna hemisfera - 1 (-1).

Primjena GIS-a

Korištenje geoinformacijskih sustava je široko rasprostranjeno u mnogim područjima:

• geologija i kartografija;
• trgovinu i usluge;
• popis;
• gospodarstvo i upravljanje;
• obrana;
• inženjering;
• obrazovanje itd.