GIS - er ... Geografiske informasjonssystemer

GIS - GIS er en moderne mobile systemer, som har evnen til å vise posisjonen din på kartet. I hjertet av denne viktige egenskapen er bruken av to teknologier: geografisk informasjon og global posisjonering. Hvis den mobile enheten har en innebygd GPS-mottaker, kan bruk av en slik innretning bestemme beliggenheten og derfor nøyaktig koordinatene GIS seg selv. Dessverre, geografiske informasjonssystemer teknologier og systemer i russiskspråklige vitenskapelig litteratur, representert ved et lite antall publikasjoner, derfor praktisk talt ingen informasjon om de algoritmene som ligger bak deres funksjonalitet.

GIS klassifisering

Geographic Information Systems divisjon foregår på territorielle prinsipp:

1. Global GIS brukes for å hindre menneskeskapte og naturkatastrofer siden 1997. Med disse dataene er det mulig i en relativt kort periode av tid til å forutsi omfanget av katastrofen, en plan for avvikling av konsekvensene, for å vurdere skade og tap av liv, samt å organisere humanitære handlinger.
2. Regional Geographic Information System utviklet på kommunenivå. Det gjør at lokale myndigheter til å forutsi utviklingen av en bestemt region. Dette systemet representerer nesten alle de viktige områder, som for eksempel investeringer, eiendom, navigasjons, informasjons, juridiske og andre. Det er også verdt å merke seg at bruken av disse teknologiene muligheten til å fungere som en garantist for sikkerheten i hele befolkningen. Regional Geographic Information System for tiden brukes ganske effektivt ved å fremme investeringer og rask vekst av regionens økonomi.

Hver av de ovennevnte gruppene har en viss subtyper:

• Den globale GIS omfatter nasjonale og subcontinental system, vanligvis med en tilstand status.
• På regionalt - lokalt, sub-regionale, lokale.

Data om informasjonssystemer data finnes i spesielle deler av nettverket, kalt geoportals. De er plassert i den offentlige sfæren for vurdering uten noen restriksjoner.

Prinsippet for operasjonen

Geografiske informasjonssystemer jobbe på prinsippet om å utarbeide og utvikle algoritmen. Den tillater bevegelse av gjenstanden som vises på kartet GIS, herunder bevegelsen av den mobile enhet innenfor det lokale systemet. For å fremstille dette punkt i tegningen området, trenger man å vite minst to koordinater - X og Y. Når bevegelsen av et objekt på et kart er nødvendig for å bestemme sekvensen av koordinater (Xk og yk). Deres opptreden må samsvare med ulike tider av lokale GIS-systemet. Dette er grunnlaget for å bestemme lokaliseringen av objektet.

Denne sekvensen av koordinatene kan hentes fra et standard NMEA-fil fra GPS-mottaker, utføre en reell bevegelse på bakken. Således, basert på algoritmen betraktes her er bruk av data NMEA-fil med koordinatene til banen for objektet i en bestemt område. De nødvendige data kan oppnås som et resultat av simulering av fremgangsmåten i bevegelse på grunnlag av datasimulering.

GIS algoritmer

Geografiske informasjonssystemer er bygget på de opprinnelige dataene, som er tatt for å utvikle algoritmen. Typisk er et sett med koordinater (Xk og YK), svarende til en bane av gjenstanden i form av NMEA-fil og digital GIS kart på de utvalgte området områder. Utfordringen er å utvikle en algoritme som viser bevegelse av et punkt objekt. I løpet av dette arbeidet tre algoritmer ble analysert, underliggende oppgaven.

• Den første algoritme GIS - det dataanalyse NMEA-fil for å ekstrahere derfra de koordinat-sekvensen (Xk og Yk),
• Den andre algoritme blir brukt til å beregne en gjenstand vinkel av sporet, blir tellerparameteren utføres fra den retning øst.
• Den tredje algoritme - å bestemme hastigheten av objektet i forhold til kardinal.

Generalisert algoritme: generelle begrepet

En generalisert algoritme for kartlegging av bevegelse av et objekt punkt på kartet GIS omfatter tre tidligere nevnte algoritme:

• NMEA dataanalyse;
• beregning av sporvinkelen av gjenstanden;
• bestemme løpet av objektet i forhold til land over hele verden.

Geografiske informasjonssystemer med den generaliserte algoritme med den grunnleggende styreelementet - en timer (Timer). Standard problemet med det er at det gjør at programmet kan generere hendelser med jevne mellomrom. Ved hjelp av et slikt objekt kan settes periode som er nødvendig for å utføre et sett av prosedyrer og funksjoner. For eksempel, for å utføre gjentatte ganger den tidsintervall på ett sekund, er det nødvendig å sette de følgende egenskaper av Timer:

• Timer.Interval = 1.000;
• Timer.Enabled = True.

Som et resultat, vil hvert sekund starte prosedyren med å lese koordinatene X, Y for formålet med fore NMEA-fil, slik at dette punkt med de oppnådde koordinatene vises på et kart GIS.

Prinsippet for operasjonen tids

Bruk av Geoinformation systemer er som følger:

1. På et digitalt kart tre markert punkt (symbol - 1, 2, 3) som svarer til banen til gjenstanden ved forskjellige tidspunkter TK2, TK1, tk. De sikker er forbundet med en heltrukket linje.
2. Slå på og av tidsuret, kontrollpanel bevegelse av objektet på kartet, ved å anvende, brukeren trykker på tastene. Deres betydning og en viss kombinasjon kan studeres under ordningen.

NMEA-fil

Vi kort beskrive strukturen av GIS NMEA-fil. Dette dokumentet er skrevet i ASCII-format. Faktisk er det en protokoll for å utveksle informasjon mellom en GPS-mottaker og andre enheter slik som en PC eller PDA. Hver NMEA-melding starter med tegnet $, etterfulgt av en to-tegns identifikasjonsinnretning (for GPS-mottaker - GP) og avslutter sekvensen \ r \ n - vognreturtegn og et linjeskift. Nøyaktighet av dataene i meldingen avhenger av meldingstype. All informasjon som er inneholdt i en enkelt linje, med felter separert med komma.

For å forstå hvordan de geografiske informasjonssystemer, er det tilstrekkelig å studere en mye brukt type melding $ GPRMC, som inneholder et minimum, men grunnleggende sett av data: objektets plassering, hastighet og tid.
Vurdere et konkret eksempel på hvilken informasjon som er kodet i det:

• tidspunktet for bestemmelse av koordinatene av objektet - 07.01.2015 g;.
• UTC UTC Positioning - 10h 54m 52s;
• koordinerer av objektet - 55 ° 22,4271 'N og 36 ° 44,1610 'E

Vi understreker at koordinatene til objektet er i grader og minutter, som sistnevnte tall er gitt opp til fire desimaler (eller punkter som desimal del av et reelt tall i USA format). I fremtiden må du filen i stedet NMEA-breddegrad av objektet er i posisjon etter den tredje komma og lengdegrad - etter den femte. Ved slutten av meldingen blir sendt kontrollsum etter symbolet '*' i form av to heksadesimale siffer - 6C.

Geographic Information System: Eksempel på algoritme

Betrakt algoritme NMEA-fil analyse for å hente et sett med koordinater (X og YK), svarende til bevegelsesbanen for gjenstanden. Den er laget av flere påfølgende trinn.

Bestemmelse av koordinatene av objektet Y

NMEA dataanalysealgoritmen

Trinn 1. Les GPRMC streng med NMEA-fil.

Trinn 2: Finn den tredje desimaltegn posisjon i strengen (q).

Trinn 3: finne posisjonen til det fjerde punktet i strengen (r).

Trinn 4. Finn, som starter ved posisjonen q, desimaltegnet tegnet (t).

Trinn 5. For å ta ett tegn fra strengen er i posisjon (r + 1).

Trinn 6: Dersom dette tegnet er W, så NorthernHemisphere variable er satt til 1, ellers -1.

Trinn 7. Ekstrakt (r + 2) rekker av tegn fra stillingen (t-2).

Trinn 8. Ekstrakt (tq-3) rekker av tegn fra den posisjon (q + 1).

Trinn 9. Konverter strengen til det virkelige antall og Y-koordinaten til objektet beregnes i radianer.

Bestemmelse av koordinatene av objektet X

Trinn 10. finne posisjonen til femte punkt i ledningen (n).

Trinn 11. finne posisjonen til den sjette punkt i ledningen (m).

Trinn 12: Finn, som starter ved posisjon n, desimaltegnet tegn (p).

Trinn 13. Ta ut en karakter av strengen er lokalisert i posisjon (m + 1).

Trinn 14. Hvis dette tegnet er 'E', da den variable EasternHemisphere er satt til 1, ellers -1.

Trinn 15. Fjern (m-p + 2) rekker av tegn fra den stilling (p-2).

Trinn 16. Fjern (p-n + 2) rad med tegn fra den stilling (n + 1).

Trinn 17. Konverter strengen til det virkelige antall og beregne X-koordinaten til objektet i radianer.

Trinn 18. Dersom NMEA-filen ikke blir lest til slutten, gå deretter til trinn 1, ellers går du til trinn 19.

Trinn 19. Finish algoritme.

I trinn 6, og 16 av algoritmen bruker variabler og NorthernHemisphere EasternHemisphere numerisk koding for objekt steder i verden. I den nordlige (sørlige) halvkule NorthernHemisphere variabel tar verdien 1 (-1), henholdsvis på samme måte i øst (vestlige) halvkule EasternHemisphere - 1 (-1).

Bruk av GIS

Bruk av geografiske informasjonssystemer er utbredt i mange områder:

• Geologi og kartografi;
• handel og tjenester;
• inventar;
• økonomi og ledelse;
• forsvar;
• engineering;
• utdanning og andre.