GIS - är ... Geografiska informationssystem

GIS - GIS är ett modernt mobilsystem, som har möjlighet att visa din position på kartan. I hjärtat av denna viktiga egenskap är användningen av två tekniker: geografisk information och global positionering. Om den mobila enheten har en inbyggd GPS-mottagare, kan använda en sådan anordning bestämma sin position och därmed exakt koordinater GIS själv. Tyvärr geografiska informationsteknik och system i ryskspråkiga vetenskapliga litteraturen, som representeras av ett litet antal publikationer, därför praktiskt taget ingen information om de algoritmer som ligger till grund för deras funktionalitet.

GIS klassificering

Geografiska Informationssystem uppdelningen sker på den territoriella principen:

1. Global GIS används för att förhindra konstgjorda och naturkatastrofer sedan 1997. Med dessa data är det möjligt inom en relativt kort tidsperiod för att förutsäga omfattningen av katastrofen, en plan för avveckling av konsekvenserna, att bedöma skadorna och förlust av liv, liksom att organisera humanitära insatser.
2. Regional Geographic Information System utvecklats på kommunal nivå. Det gör att de lokala myndigheterna för att förutsäga utvecklingen av en viss region. Detta system representerar nästan alla viktiga områden, såsom investeringar, egendom, navigations, informativt, juridiska och andra. Det är också värt att notera att användningen av dessa tekniker möjlighet att agera som en garant för säkerheten i hela befolkningen. Regional Geographic Information System närvarande används ganska effektivt genom att främja investeringar och snabb tillväxt av regionens ekonomi.

Var och en av ovanstående grupper har en viss subtyper:

• Den globala GIS omfattar nationella och subcontinental systemet, oftast med en statlig status.
• På regional - lokal, subregional, lokal.

Uppgifter om informationssystem uppgifter kan hittas i särskilda delar av nätet, som kallas geoportals. De är placerade i det offentliga rummet för granskning utan några begränsningar.

Principen för drift

Geografiska informationssystem fungerar på principen att utarbeta och utveckla algoritmen. Den tillåter förflyttning av föremålet som visas på GIS-karta, inklusive rörelse på den mobila enheten inom det lokala systemet. För att framställa denna punkt i ritytan, måste du veta minst två koordinater - X och Y. När det krävs rörelse av ett föremål på en karta för att bestämma sekvensen av koordinater (Xk och yk). Deras prestation måste överensstämma med olika tider på lokal GIS-system. Detta är grunden för att bestämma platsen för objektet.

Denna sekvens av koordinater kan hämtas från en vanlig NMEA-fil med GPS-mottagare, utför en verklig rörelse på marken. Således, baserat på algoritmen anses här är användningen av uppgifter NMEA-fil med koordinaterna för banan för objektet i ett visst område. De nödvändiga data kan erhållas som ett resultat av simulering av processen för rörelsen på basis av datorsimuleringar.

GIS algoritmer

Geografiska informationssystem bygger på de ursprungliga uppgifterna, som vidtas för att utveckla algoritmen. Typiskt, en uppsättning koordinater (Xk och Yk), motsvarande en bana av objektet i form av NMEA-fil och digital GIS-karta vid de valda språk områden. Utmaningen är att utveckla en algoritm som visar rörelsen hos en punkt-objekt. Under loppet av detta arbete tre algoritmer analyserades underliggande uppgiften.

• Den första GIS algoritm - det NMEA-fil dataanalys för att därifrån extrahera koordinatsekvensen (Xk och Yk),
• Den andra algoritmen används för att beräkna ett objekt vinkel av spåret, är räkneparametern utförs från riktningen öst.
• Den tredje algoritm - att bestämma hastigheten av objektet i förhållande till kardinal.

Gener algoritm: allmänt begrepp

En generaliserad algoritm för kartläggning av rörelsen av en punkt-objekt på GIS-karta innehåller tre tidigare nämnda algoritm:

• NMEA dataanalys;
• beräkning spårvinkel av föremålet;
• bestämma loppet av objektet i förhållande till länder runt om i världen.

Geografiska informationssystem med generaliserade algoritm med den grundläggande kontrollelement - en timer (Timer). Standard problemet med det är att det gör att programmet kan generera händelser med jämna mellanrum. Med användning av ett sådant föremål kan ställas in period som krävs för att utföra en rad förfaranden eller funktioner. Till exempel för att upprepade gånger utföra tidsintervallet av en sekund, är det nödvändigt att ställa in följande egenskaper för Timer:

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

Som ett resultat kommer varje sekund inleda förfarandet att läsa koordinaterna X, Y av föremålet för NMEA-fil, så att denna punkt med de erhållna koordinaterna visas på en GIS-karta.

Principen för drift timer

Användning av geoinformation system är som följer:

1. På en digital karta tre markerade punkten (symbol - ett, två, tre), som svarar mot banan för objektet vid olika tidpunkter tk2, TK1, tk. De säker är sammankopplade med en heldragen linje.
2. Slå på och av timern, displaystyr rörelsen av objektet på kartan, genom att använda, trycker användaren på knapparna. Deras betydelse och en viss kombination kan studeras inom ramen för systemet.

NMEA-fil

Vi beskriver kortfattat strukturen av GIS NMEA-fil. Det här dokumentet är skrivet i ASCII-format. I själva verket är det ett protokoll för utbyte av information mellan GPS-mottagaren och andra enheter såsom en PC eller handdator. Varje NMEA-meddelande börjar med $ -tecknet, följt av en tvåställig identifieringsanordning (för GPS-mottagare - GP) och avslutar sekvens \ r \ n - vagnreturtecken och en ny rad. Riktigheten av uppgifterna i anmälan beror på vilken typ av meddelande. All information finns i en enda rad, med fält separerade med kommatecken.

För att förstå hur de geografiska informationssystem, är det tillräckligt att studera en allmänt använd typ av meddelande $ GPRMC, som innehåller ett minimum, men den grundläggande uppsättning data: objektets läge, dess hastighet och tid.
Betrakta ett specifikt exempel på vilken information som är kodad i det:

• dagen för bestämning av koordinaterna för objektet - 7 januari, 2015 g;.
• UTC UTC Positionering - 10h 54m 52s;
• koordinater av objektet - 55 ° 22,4271 'N och 36 ° 44,1610 'E

Vi betonar att koordinaterna för objektet är i grader och minuter, vilket senare siffran ges upp till fyra decimaler (eller poäng som decimaldelen av ett reellt tal i USA-format). I framtiden behöver du filen i NMEA-latitud platsen för objektet är i positionen efter det tredje komma och longitud - efter den femte. Vid slutet av meddelandet sänds kontrollsumma efter symbolen '*' i form av två hexadecimala siffror - 6C.

Geografiska informationssystem: Exempel på algoritm

Överväga algoritm NMEA-fil analys för att hämta en uppsättning koordinater (X och yk), motsvarande rörelsebana för föremålet. Den är tillverkad av flera på varandra följande steg.

Bestämning av koordinaterna för objektet Y

NMEA dataanalys algoritm

Steg 1. Läs GPRMC rad NMEA-fil.

Steg 2: Hitta den tredje decimalpositionen i strängen (q).

Steg 3: Hitta positionen för den fjärde punkten i strängen (r).

Steg 4. Hitta, med början vid positionen q, decimalkommat karaktär (t).

Steg 5. För att ta ett tecken från strängen är i position (r + 1).

Steg 6: Om denna karaktär är W, därefter NorthernHemisphere variabeln är satt till 1, i annat fall -1.

Steg 7. Extrakt (r + 2) rader av tecken med början från positionen för (t-2).

Steg 8. Extrakt (tq-3) rader med tecken som börjar från läget (q + 1).

Steg 9. Konvertera sträng till reellt tal och Y-koordinat för objektet beräknas i radianer.

Bestämning av koordinaterna för objektets X

Steg 10. Hitta positionen för den femte punkten i raden (n).

Steg 11. Hitta läget för den sjätte punkten i ledningen (m).

Steg 12: Hitta, med början vid position n, decimalkommat (p).

Steg 13. Ta bort ett tecken av strängen belägen vid position (m + 1).

Steg 14. Om denna karaktär är 'E', då variabeln EasternHemisphere är satt till 1, i annat fall -1.

Steg 15. Ta bort (m-p + 2) rader av tecken med början från positionen (p-2).

Steg 16. Ta bort (p-n + 2) rad av tecken med början från den position (n + 1).

Steg 17. Konvertera sträng till reellt tal och compute X-koordinat för objektet i radianer.

Steg 18. Om NMEA-filen inte läses till slutet, sedan gå till steg 1, annars gå till steg 19.

Steg 19. Finish algoritm.

I steg 6, och 16 av algoritmen använder variabler och NorthernHemisphere EasternHemisphere nummerkoder för objekt platser i världen. I norra (södra) hemisfären NorthernHemisphere variabel antar värdet ett (-1), respektive, på liknande sätt i öst (western) hemisfären EasternHemisphere - 1 (-1).

Tillämpning av GIS

Användningen av geografiska informationssystem är utbredd på många områden:

• Geologi och kartografi;
• handel och tjänster;
• inventering;
• ekonomi och förvaltning,
• försvar;
• engineering;
• utbildning och andra.