GIS este ... Sisteme informatice geografice

GIS sunt sisteme mobile moderne de geoinformație care au capacitatea de a afișa locația pe o hartă. Această proprietate importantă se bazează pe utilizarea a două tehnologii: geoinformații și poziționarea globală.

Clasificarea GIS

Subdiviziunea sistemelor de geoinformație se bazează pe principiul teritorial:

1. Global GIS Acesta a fost folosit pentru a preveni catastrofele cauzate de om și dezastrele naturale din 1997. Datorită acestor date, este posibil într-un timp relativ scurt să se prevadă amploarea dezastrului, să se elaboreze un plan de eliminare a consecințelor, să se evalueze daunele provocate și pierderile umane și să se organizeze acțiuni umanitare.
2. Sistemul regional de informații geografice dezvoltate la nivel municipal. Aceasta permite autorităților locale să prevadă dezvoltarea unei anumite regiuni. Acest sistem reprezinta aproape toate domeniile importante, cum ar fi de investiții, proprietate, de navigație, informațional, juridic și altele. De asemenea, este demn de remarcat faptul că utilizarea acestor tehnologii posibilitatea de a acționa ca un garant al securității în toate populației. Sistemul geoinformatic regional este utilizat în prezent destul de eficient, facilitând atragerea investițiilor și creșterea rapidă a economiei regiunii.

Fiecare dintre grupurile descrise mai sus are anumite subspecii:

• GIS-ul global include sisteme naționale și sub-continentale, de obicei cu statut de stat.
• În cadrul regional - local, subregional, local.

Informațiile despre aceste sisteme informatice pot fi găsite în secțiuni speciale ale rețelei, care se numesc geoportale. Acestea sunt plasate în domeniul public pentru examinare fără restricții.

Principiul de funcționare

Sistemele geografice de informare lucrează pe principiul compilării și dezvoltării unui algoritm. Acesta vă permite să afișați mișcarea unui obiect pe o hartă GIS, inclusiv mutarea unui dispozitiv mobil în sistemul local. Pentru a reprezenta un punct dat într-un desen de teren, trebuie să cunoașteți cel puțin două coordonate - X și Y. Când afișați mișcarea unui obiect pe hartă, va trebui să determinați secvența coordonatelor (Xk și Yk). Indicatorii lor ar trebui să corespundă unor puncte de timp diferite ale sistemului GIS local. Aceasta este baza pentru localizarea obiectului.

Această secvență de coordonate poate fi extrasă din fișierul standard NMEA al receptorului GPS, care a efectuat o mișcare reală pe teren. Astfel, baza algoritmului considerat aici este utilizarea datelor din fișierul NMEA cu coordonatele traiectoriei obiectului pe un anumit teritoriu. Datele necesare pot fi obținute și ca urmare a simulării procesului de mișcare pe baza experimentelor pe calculator.

Algoritmi GIS

Sistemele de informare se bazează pe datele inițiale, care sunt luate pentru a dezvolta algoritmul. De obicei, acesta este un set de coordonate (Xk și Yk) care corespund unei anumite traiectorii obiectului sub forma unui fișier NMEA și a unei hărți digitale GIS în zona selectată. Sarcina este de a dezvolta un algoritm care să reflecte mișcarea unui obiect punct. În cadrul acestei lucrări, am analizat trei algoritmi care stau la baza soluționării problemei.

• Primul algoritm GIS este analiza datelor din fișierul NMEA pentru a extrage dintr-o secvență de coordonate (Xk și Yk)
• Al doilea algoritm este utilizat pentru a calcula unghiul obiectului, în timp ce citirea parametrilor se face din direcția spre est.
• Al treilea algoritm este de a determina cursul unui obiect relativ la țările lumii.

Generalizat algoritm: concept general

Un algoritm generalizat pentru cartografierea mișcării unui obiect punct pe o hartă GIS include cei trei algoritmi enumerați mai sus:

• analiza datelor NMEA;
• calcularea unghiului obiectului;
• Determinarea cursului obiectului în raport cu țările din întreaga lume.

Sistemele informatice geografice cu un algoritm generalizat sunt echipate cu un element de bază de control - un timer (Timer). Sarcina sa standard este că permite programului să genereze evenimente la intervale regulate. Cu ajutorul unui astfel de obiect, puteți seta perioada necesară pentru efectuarea unui set de proceduri sau funcții. De exemplu, pentru o numărătoare inversă a unui interval de timp de o secundă, setați următoarele proprietăți ale cronometrului:

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

În consecință, în fiecare secundă se va porni procedura de citire a coordonatelor X, Y a obiectului din fișierul NMEA, rezultând că acest punct cu coordonatele primite este afișat pe harta GIS.

Cum funcționează temporizatorul

Utilizarea sistemelor geoinformation este după cum urmează:

1. Trei puncte sunt marcate pe hartă digitală (simbol - 1, 2, 3), care corespund traiectoriei obiectului la momente diferite tk2, tk1, tk. Ele sunt în mod necesar legate printr-o linie solidă.
2. Cronometrul care controlează mișcarea unui obiect pe hartă poate fi pornit și oprit prin intermediul butoanelor care sunt apăsate de utilizator. Sensul și o anumită combinație pot fi studiate în conformitate cu schema.

Fișier NMEA

Să descriem pe scurt componența fișierului GIS NMEA. Acesta este un document înregistrat în format ASCII. De fapt, este un protocol pentru schimbul de informații între un receptor GPS și alte dispozitive, cum ar fi un PC sau PDA. Fiecare mesaj NMEA începe cu semnul $, urmat de un dispozitiv de identificare a două caractere (pentru GPS-receptor - GP) și se termină secvența r n - caracterul retur de car și o linie nouă. Precizia datelor din notificare depinde de tipul de mesaj. Toate informațiile sunt conținute într-o singură linie, cu câmpurile separate prin virgule.

Pentru a înțelege modul în care sistemele de informații geografice, este suficient pentru a studia un tip utilizat pe scară largă de mesaj $ GPRMC, care conține un minim, dar setul de bază de date: localizarea obiectului, viteza și timpul său.
Să luăm în considerare, într-un anumit exemplu, ce informații sunt codificate:

• data de stabilire a coordonatelor instalației - 7 ianuarie 2015;
• UTC Universal de determinare a coordonatelor - 10h 54m 52s;
• coordonatele obiectului - 55 ° 22.4271 `N și 36 ° 44.1610 `E.

Subliniem faptul că coordonatele obiectului sunt în grade și minute, care figura din urmă este dat de până la patru zecimale (sau puncte ca partea zecimală a unui număr real în format Statele Unite ale Americii). În viitor veți avea nevoie de acel fișier în NMEA- latitudine locație a obiectului se află în poziția a treia, după virgulă și longitudinea - după a cincea. La sfârșitul mesajului este trimis verifica suma după simbolul "*" sub forma a două cifre hexazecimale - 6C.

Sisteme de informare: exemple de compilare a unui algoritm

Luați în considerare algoritmul pentru analiza fișierului NMEA pentru a extrage un set de coordonate (X și Yk) care corespund calea de mișcare obiect. Acesta este compus din mai multe etape consecutive.

Determinarea coordonatei Y a obiectului

NMEA Data Analysis Algorithm

Pasul 1. Citiți linia GPRMC din fișierul NMEA.

Pasul 2. Gasiti pozitia celei de-a treia virgule in linia (q).

Pasul 3. Gasiti pozitia celei de-a patra virgule in linia (r).

Pasul 4. Găsiți simbolul punctului zecimal (t) începând de la poziția q.

Pasul 5. Extrageți un caracter din linie în poziția (r + 1).

Pasul 6. Dacă acest caracter este W, atunci variabila Northern Hemisphere este setată la 1, în caz contrar -1.

Pasul 7. Extrageți (r- + 2) caracterele liniei care începe la poziția (t-2).

Pasul 8. Extrageți caracterele (t-q-3) de la linia care începe la poziție (q + 1).

Pasul 9. Conversia șirurilor la numere reale și calcularea coordonatei Y a obiectului într-o măsură radian.

Determinarea coordonatei X a unui obiect

Pasul 10. Găsiți poziția celei de-a cincea virgule în linia (n).

Pasul 11. Găsiți poziția celei de-a șasea virgule în linia (m).

Pasul 12. Găsiți simbolul punctului zecimal (p) începând din poziția n.

Pasul 13. Extrageți un caracter din linie în poziție (m + 1).

Pasul 14. Dacă acest simbol este "E", atunci variabila EasternHemisphere obține valoarea 1, altfel -1.

Pasul 15. Extrageți caracterele (m-p + 2) de la linia care pornește de la poziția (p-2).

Pasul 16. Extrageți (p-n + 2) caracterele liniei care începe la poziția (n + 1).

Pasul 17. Conversia șirurilor la numere reale și calcularea coordonatei X a obiectului în măsura radianului.

Pasul 18. Dacă fișierul NMEA nu este citit, treceți la pasul 1, altfel treceți la pasul 19.

Pasul 19 Finalizați algoritmul.

În pașii 6 și 16 ai acestui algoritm, variabilele NorthernHemisphere și EasternHemisphere sunt folosite pentru a codifica numeric poziția unui obiect pe Pământ. În emisfera nordică (sudică), variabila NorthernHemisphere ia valoarea 1 (-1), respectiv, în mod similar în est (vest) Est - 1 (-1).

Aplicarea GIS

Utilizarea sistemelor geoinformation este larg răspândită în multe domenii:

• geologie și cartografie;
• comerț și servicii;
• inventar;
• economie și management;
• apărare;
• inginerie;
• educație etc.