ГИС е ... Географски информационни системи

ГИС са съвременни мобилни системи за геоинформация, които имат възможността да показват местоположението си на карта. Това важно имущество се основава на използването на две технологии: геоинформация и глобално позициониране.

Класификация на ГИС

Подразделението на системите за геоинформация се основава на териториалния принцип:

1. Глобална ГИС Използва се за предотвратяване на причинени от човека и природни бедствия от 1997 г. насам. Благодарение на тези данни е възможно в сравнително кратко време да се прогнозира мащабът на бедствието, да се изготви план за премахване на последиците, да се оценят причинените щети и човешките загуби и да се организират хуманитарни действия.
2. Регионална географска информационна система разработен на общинско ниво. Тя позволява на местните власти да предвидят развитието на определен регион. Тази система представлява почти всички важни области, като например инвестиции, собственост, навигационна, информационни, юридически и др. Важно е да се отбележи, че използването на тези технологии възможност да действа като гарант на сигурността в цялата част от населението. Регионалната геоинформационна система в момента се използва доста ефективно, което улеснява привличането на инвестиции и бързия растеж на икономиката на региона.

Всяка от описаните по-горе групи има някои подвидове:

• Глобалната ГИС включва национални и под-континентални системи, обикновено със статут на държавата.
• В регионално - местно, подрегионално, местно.

Информация за тези информационни системи може да бъде намерена в специални раздели на мрежата, които се наричат ​​геопортали. Те са пуснати в публичен домейн за преглед без никакви ограничения.

Принцип на действие

Географските информационни системи работят на принципа на съставяне и разработване на алгоритъм. Той ви позволява да показвате движението на обект на GIS карта, включително преместването на мобилно устройство в локалната система. За да обрисуват този момент в областта за чертане, което трябва да знаете най-малко две координати - X и Y. Когато се изисква движението на обект върху карта, за да се определи последователността на координати (XK и YK). Техните показатели трябва да съответстват на различни времеви точки на местната система за ГИС. Това е основата за намиране на обекта.

Тази последователност от координати може да бъде извлечена от стандартния NMEA файл на GPS-приемник, който извършва реално движение на земята. По този начин основата на алгоритъма, разгледан тук, е използването на данни от NMEA файл с координатите на траекторията на обекта в дадена територия. Необходимите данни могат да бъдат получени и като резултат от симулация на процеса на движение въз основа на компютърни експерименти.

ГИС алгоритми

Системите за геоинформация се основават на първоначалните данни, които се вземат за разработване на алгоритъма. Обикновено това е набор от координати (Xk и Yk), съответстващи на определена траектория на обекта под формата на NMEA файл и цифрова GIS карта в избраната област. Задачата е да се разработи алгоритъм, който отразява движението на точков обект. В хода на тази работа анализирахме три алгоритми, които стоят в основата на решаването на проблема.

• Първият GIS алгоритъм е анализът на данните от NMEA файла, за да се извлече последователност от координати (Xk и Yk) от него,
• Вторият алгоритъм се използва за изчисляване на ъгъла на обекта, докато параметърът се отчита от посоката на изток.
• Третият алгоритъм е да се определи хода на обект спрямо страните по света.

Обобщен алгоритъм: обща концепция

Обобщен алгоритъм за картографиране на движението на даден обект на GIS карта включва трите алгоритми, изброени по-горе:

• анализ на данните от NMEA;
• изчисляване на ъгъла на обекта;
• Определяне на хода на обекта по отношение на страните по света.

Географските информационни системи с обобщен алгоритъм са оборудвани с основен контролен елемент - таймер (таймер). Стандартната му задача е, че позволява на програмата да генерира събития на редовни интервали от време. С помощта на такъв обект можете да зададете необходимия период за изпълнение на набор от процедури или функции. Например, за отброяване на интервал от една секунда, задайте следните свойства на таймера:

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

В резултат на това всяка секунда ще се стартира процедурата за четене на координатите X, Y на обекта от NMEA файла, в резултат на което тази точка с получените координати се показва на картата GIS.

Как работи таймерът

Използването на геоинформационни системи е както следва:

1. На цифровата карта (символ - 1, 2, 3) са маркирани три точки, които съответстват на траекторията на обекта по различно време tk2, tk1, tk. Те задължително са свързани с солидна линия.
2. Таймерът, който контролира движението на обект на картата, може да се включва и изключва чрез бутони, които се натискат от потребителя. Тяхното значение и определена комбинация могат да бъдат изследвани според схемата.

NMEA файл

Нека накратко да опишем състава на файла GIS на NMEA. Това е документ, записан във формат ASCII. Всъщност това е протокол за обмен на информация между GPS приемник и други устройства, като компютър или PDA. Всяко съобщение от NMEA започва с знак $, последван от двузначно означение на устройството (за GPS приемника, GP) и завършва със серията r n - символа за връщане на карето и новия ред. Точността на данните в известието зависи от вида на съобщението. Цялата информация се съдържа в един ред, като полетата са разделени със запетаи.

За да се разбере как географски информационни системи, достатъчно е да се проучи по-широко използваният тип съобщение $ GPRMC, която съдържа най-малко, но основната набор от данни: местоположение на обекта, неговата скорост и време.
Нека да разгледаме на определен пример коя информация в него е кодирана:

• дата на определяне на координатите на съоръжението - 7 януари 2015 г .;
• Универсално UTC време за определяне на координатите - 10h 54m 52s;
• координати на обекта - 55 ° 22.4271 `N и 36 ° 44.1610 "Д.

Ще подчертая, че координатите на обекта са в градуси и минути, които последната цифра е даден до четири знака след десетичната запетая (или точки, след десетичната част на реално число във формат САЩ). В бъдеще ще е необходимо в файла NMEA географската ширина на местоположението на обекта да е в позицията след третата запетая и дължината след петата. В края на съобщението се изпраща проверка на сумата след символа "*" под формата на две шестнадесетични цифри - 6C.

Системи за геоинформация: примери за съставяне на алгоритъм

Помислете за алгоритъма за анализиране на файла NMEA, за да извлечете набор от координати (X и Yk), съответстващи на пътека за движение обект. Тя се състои от няколко последователни стъпки.

Определяне на координатите Y на обекта

Алгоритъм за анализ на данни на NMEA

Стъпка 1. Прочетете линията GPRMC от файла NMEA.

Стъпка 2. Намерете позицията на третата запетая в реда (q).

Стъпка 3. Намерете позицията на четвъртата запетая в реда (r).

Стъпка 4. Намерете символа на десетичната точка (t), започвайки от позиция q.

Стъпка 5. Изтеглете един знак от линията в позиция (r + 1).

Стъпка 6. Ако този знак е W, тогава променливата NorthernHemisphere е зададена на 1, иначе -1.

Стъпка 7. Екстракт (r- + 2) символи на линията, започваща на позиция (t-2).

Стъпка 8. Екстракт (t-q-3) символи от линията, започваща на позиция (q + 1).

Стъпка 9. Конвертирайте струните в реални числа и изчислете Y координата на обекта в мярка за радиана.

Определяне на X координата на обект

Стъпка 10. Намерете позицията на петата запетая в реда (n).

Стъпка 11. Намерете позицията на шестата запетая в реда (m).

Стъпка 12. Намерете символа на десетичната точка (p), започвайки от позиция n.

Стъпка 13. Изтеглете един знак от линията в позиция (m + 1).

Стъпка 14. Ако този символ е "E", тогава променливата EasternHemisphere получава стойността 1, иначе -1.

Стъпка 15. Екстракт (m-p + 2) знаци от линията, започваща от позиция (р-2).

Етап 16. Екстракт (p-n + 2) символи на линията, започваща на позиция (n + 1).

Стъпка 17. Конвертирайте низовете в реални числа и изчислете координата X на обекта в мярката на радиана.

Стъпка 18. Ако файлът NMEA не се прочете, отидете на стъпка 1, в противен случай преминете към стъпка 19.

Стъпка 19 Завършете алгоритъма.

В стъпки 6 и 16 на този алгоритъм променливите NorthernHemisphere и EasternHemisphere се използват за цифрово кодиране на местоположението на обект на Земята. В северното (южното) полукълбо, променливата NorthernHemisphere приема стойността 1 (-1), съответно, в източната (западното) полукълбо Източна полусфера - 1 (-1).

Приложение на ГИС

Използването на геоинформационни системи е широко разпространено в много области:

• геология и картография;
• търговия и услуги;
• инвентаризация;
• икономика и управление;
• отбрана;
• инженерство;
• образование и т.н.