GIS je ... Geografski informacijski sistemi

GIS so sodobni geoinformacijski mobilni sistemi, ki imajo možnost prikazati njihovo lokacijo na zemljevidu. Ta pomembna lastnost temelji na uporabi dveh tehnologij: geoinformacije in globalno pozicioniranje.

Razvrščanje GIS

Razdelitev geoinformacijskih sistemov temelji na teritorialnem načelu:

1. Globalni GIS Uporabljen je bil za preprečevanje človekovih in naravnih nesreč od leta 1997. Zaradi teh podatkov je v relativno kratkem času mogoče napovedati obseg nesreče, pripraviti načrt za odpravo posledic, oceniti nastalo škodo in človeške izgube ter organizirati humanitarne akcije.
2. Regionalni geografski informacijski sistem razvitih na občinski ravni. Lokalnim oblastem omogoča napovedovanje razvoja določene regije. Ta sistem predstavlja skoraj vsa pomembna področja, kot so naložbe, nepremičnine, navigacijo, informativne, pravni in drugi. Prav tako je treba omeniti, da je uporaba teh tehnologij priložnost, da deluje kot porok varnosti v vseh prebivalcev. Regionalni geoinformacijski sistem se trenutno uporablja precej učinkovito, kar olajša privabljanje naložb in hitro rast gospodarstva v regiji.

Vsaka od zgoraj opisanih skupin ima določene podvrste:

• Globalni GIS vključuje nacionalne in subkontinentalne sisteme, običajno z državnim statusom.
• V regionalni - lokalni, subregionalni, lokalni.

Informacije o teh informacijskih sistemih najdete v posebnih odsekih mreže, ki se imenujejo geoportali. Objavljene so v javni domeni za pregled brez omejitev.

Načelo delovanja

Geografski informacijski sistemi delujejo na principu sestavljanja in razvijanja algoritma. Omogoča prikaz gibanja predmeta na zemljevidu GIS, vključno s premikanjem mobilne naprave v lokalnem sistemu. Če želite predstaviti dano točko v risbi terena, morate poznati vsaj dve koordinati - X in Y. Pri prikazu gibanja predmeta na zemljevidu boste morali določiti zaporedje koordinat (Xk in Yk). Njihovi kazalniki bi morali ustrezati različnim časovnim točkam lokalnega sistema GIS. To je osnova za lociranje predmeta.

To zaporedje koordinat lahko izvlečemo iz standardne NMEA-datoteke GPS-sprejemnika, ki je dejansko premikalo na tleh. Tako je osnova algoritma, ki se obravnava tukaj, uporaba podatkov NMEA-datoteke s koordinatami trajektorije objekta na določenem ozemlju. Potrebne podatke lahko dobimo tudi kot rezultat simulacije procesa gibanja na podlagi računalniških eksperimentov.

GIS algoritmi

Geoinformacijski sistemi so zgrajeni na začetnih podatkih, ki se uporabljajo za razvoj algoritma. Značilno je, da je to skupek koordinat (Xk in Yk), ki ustrezata nekaterim potekom predmeta v obliki datoteke NMEA in digitalnega zemljevida GIS na izbranem območju. Naloga je razviti algoritem, ki odraža gibanje točke točke. V tem prispevku smo analizirali tri algoritme, na katerih temelji rešitev problema.

• Prvi GIS algoritem je analiza podatkov NMEA-datoteke, da bi iz nje izpisali zaporedje koordinat (Xk in Yk)
• Drugi algoritem se uporablja za izračun kota objekta, medtem ko se odčitavanje parametrov izvaja od smeri proti vzhodu.
• Tretji algoritem je določiti potek predmeta glede na države sveta.

Splošni algoritem: splošni koncept

Splošni algoritem za preslikavo gibanja točke točke na zemljevidu GIS vključuje tri zgoraj navedene algoritme:

• analiza NMEA podatkov;
• izračun kota predmeta;
• Določitev poteka predmeta glede na države po vsem svetu.

Geografski informacijski sistemi s splošnim algoritmom so opremljeni z osnovnim kontrolnim elementom - časovnikom (časomer). Njena standardna naloga je, da programu omogoča redno ustvarjaje prireditev. S pomočjo takega predmeta lahko nastavite zahtevano obdobje za izvajanje niza postopkov ali funkcij. Na primer, za odštevanje časovnega intervala ene sekunde nastavite naslednje lastnosti časovnika:

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

Posledično se bo začela postopek za branje koordinat X, Y objekta iz datoteke NMEA, zaradi česar se bo ta točka s sprejetimi koordinatami prikazala na zemljevidu GIS.

Kako deluje časomer

Uporaba geoinformacijskih sistemov je naslednja:

1. Na digitalnem zemljevidu (simbol - 1, 2, 3) so označene tri točke, ki ustrezajo trajektoriji objekta v različnih časih tk2, tk1, tk. So nujno povezane s črto.
2. Časovnik, ki nadzoruje premikanje predmeta na zemljevidu, lahko vklopite in izklopite s pomočjo gumbov, ki jih pritisne uporabnik. Njihov pomen in določena kombinacija je mogoče proučiti po shemi.

NMEA datoteka

Na kratko opišite sestavo datoteke NMEA GIS. To je dokument, zapisan v obliki ASCII. Pravzaprav je protokol za izmenjavo informacij med sprejemnikom GPS in drugimi napravami, kot je računalnik ali PDA. Vsak NMEA sporočilo začne z $ znakom, ki mu sledi identifikacijska naprava dveh znakov (za GPS-sprejemnik - GP) in konča zaporedno r n - povratek značaj in novo vrstico. Natančnost podatkov v obvestilu je odvisna od vrste sporočila. Vse informacije so v eni vrstici, s polji, ločenimi z vejicami.

Da bi razumeli, kako geografske informacijske sisteme, je dovolj za študij pogosto uporablja vrsto sporočil $ GPRMC, ki vsebuje najmanj, vendar je osnovni nabor podatkov: lokacijo objekta, njegovo hitrost in čas.
V nadaljevanju bomo razmišljali o določenem primeru, katere informacije so kodirane:

• datum določitve koordinat objekta - 7. januar 2015;
• Univerzalni UTC-čas določanja koordinat - 10h 54m 52s;
• koordinate objekta - 55 ° 22.4271 `N in 36 ° 44,1610 `E.

Poudarjamo, da so koordinate objekta v stopinjah in minutah, ki ta podatek je podan do štiri decimalna mesta (ali točk kot decimalni del realnega števila v obliki ZDA). V prihodnosti bo potrebno, da je v datoteki NMEA širokopasovna lokacija objekta v tretjem položaju in dolžino po petem. Na koncu sporočila se pošlje kontrolna vsota po simbolu »*« v obliki dveh šestnajstiških številk - 6C.

Geoinformacijski sistemi: primeri sestavljanja algoritma

Razmislite o algoritmu za analizo NMEA datoteke, da izberete niz koordinat (X in Yk), ki ustrezata trajektorija predmet. Sestavljen je iz več zaporednih korakov.

Določitev koordinate Y predmeta

NMEA algoritem za analizo podatkov

Korak 1. Preberite linijo GPRMC iz datoteke NMEA.

Korak 2. Poiščite položaj tretje vejice v vrstici (q).

Korak 3. Poiščite položaj četrte vejice v vrstici (r).

Korak 4. Poiščite simbol decimalne točke (t), ki se začne v položaju q.

Korak 5. Izvleci se en znak iz črte v položaj (r + 1).

Korak 6. Če je ta znak W, je spremenljivka NorthernHemisphere nastavljena na 1, sicer -1.

Korak 7. Izvleček (r- + 2) znakov črte, ki se začne na mestu (t-2).

Korak 8. Izvleček (t-q-3) znakov iz črte, ki se začne na položaju (q + 1).

Korak 9. Pretvorite nize v realne številke in izračunajte Y-koordinat objekta v radijskem merilu.

Določitev koordinate X predmeta

Korak 10. Poiščite položaj pete vejice v vrstici (n).

Korak 11. Poiščite položaj šestega vejice v vrstici (m).

Korak 12. Poiščite simbol za decimalno vejico (p), ki se začne pri položaju n.

13. korak Izvlecite en znak iz črte v položaj (m + 1).

Korak 14. Če je ta simbol "E", potem spremenljivka EasternHemisphere dobi vrednost 1, sicer -1.

Korak 15. Izvleček (m-p + 2) znakov iz črte, ki se začne na položaju (p-2).

Korak 16. Izvleček (p-n + 2) znakov črte, ki se začne na položaju (n + 1).

Korak 17. Pretvorite nize v realne številke in izračunajte koordinat X predmeta v radijskem merilu.

Korak 18. Če se datoteka NMEA ne prebere, pojdite na 1. korak, sicer pojdite na korak 19.

Korak 19 Končajte algoritem.

V korakih 6 in 16 tega algoritma se spremenljivke NorthernHemisphere in EasternHemisphere uporabljajo za numerično kodiranje lokacije predmeta na Zemlji. Na severni (južni) polobli spremenljivka NorthernHemisphere prevzame vrednost 1 (-1), podobno tudi v vzhodni (zahodna) polobla VzhodnaHemisfera - 1 (-1).

Uporaba GIS

Uporaba geoinformacijskih sistemov je razširjena na številnih področjih:

• geologija in kartografija;
• trgovino in storitve;
• kataster;
• gospodarstvo in upravljanje;
• obramba;
• inženiring;
• izobraževanje itd.