GIS són sistemes moderns de geoinformació mòbil que tenen la capacitat de mostrar la seva ubicació en un mapa. Aquesta important propietat es basa en l'ús de dues tecnologies: la geoinformació i el posicionament global. Si el dispositiu mòbil té un receptor GPS integrat, amb l'ajuda d'aquest dispositiu és possible determinar la seva ubicació i, en conseqüència, les coordenades exactes del propi SIG. Malauradament, les tecnologies i els sistemes de geoinformació de la literatura científica en llengua russa estan representats per un nombre reduït de publicacions, de manera que gairebé no hi ha informació sobre els algorismes subjacents a la seva funcionalitat.
Classificació GIS
La divisió dels sistemes d'informació geogràfica es produeix segons el principi territorial:
- Global SIG s'utilitza per prevenir desastres naturals i provocats per l'home des de 1997. Gràcies a aquestes dades, és possible relativamentpredir l'escala del desastre en poc temps, elaborar un pla per a les conseqüències, avaluar els danys i les pèrdues de vides i organitzar accions humanitàries.
- Sistema de geoinformació regional desenvolupat a nivell municipal. Permet a les autoritats locals predir el desenvolupament d'una regió concreta. Aquest sistema reflecteix gairebé tots els àmbits importants, com la inversió, la propietat, la navegació i la informació, el legal, etc. També val la pena destacar que gràcies a l'ús d'aquestes tecnologies es va poder actuar com a garant de la seguretat de la vida dels tota la població. El sistema d'informació geogràfica regional s'està utilitzant actualment amb força eficàcia, ajudant a atreure inversions i al ràpid creixement de l'economia de la regió.
Cada un dels grups anteriors té determinats subtipus:
- El SIG global inclou sistemes nacionals i subcontinentals, normalment amb estat estatal.
- A la regional: local, subregional, local.
La informació sobre aquests sistemes d'informació es pot trobar en seccions especials de la xarxa, que s'anomenen geoportals. Es col·loquen al domini públic per a la seva revisió sense cap restricció.
Principi de funcionament
Els sistemes d'informació geogràfica funcionen segons el principi de compilar i desenvolupar un algorisme. És ell qui permet mostrar el moviment d'un objecte en un mapa GIS, inclòs el moviment d'un dispositiu mòbil dins del sistema local. Aper representar aquest punt al dibuix del terreny, cal conèixer almenys dues coordenades: X i Y. Quan es mostra el moviment d'un objecte en un mapa, caldrà determinar la seqüència de coordenades (Xk i Yk). Els seus indicadors haurien de correspondre a diferents moments del sistema SIG local. Aquesta és la base per determinar la ubicació de l'objecte.
Aquesta seqüència de coordenades es pot extreure d'un fitxer NMEA estàndard d'un receptor GPS que ha realitzat un moviment real a terra. Així, l'algoritme considerat aquí es basa en l'ús de dades del fitxer NMEA amb les coordenades de la trajectòria de l'objecte sobre un determinat territori. Les dades necessàries també es poden obtenir com a resultat de la modelització del procés de moviment a partir d'experiments informàtics.
algorismes GIS
Els sistemes de geoinformació es basen en les dades inicials que es prenen per desenvolupar l'algorisme. Per regla general, es tracta d'un conjunt de coordenades (Xk i Yk) corresponents a una trajectòria d'un objecte en forma d'un fitxer NMEA i un mapa GIS digital per a una àrea seleccionada. La tasca és desenvolupar un algorisme que mostri el moviment d'un objecte puntual. En el transcurs d'aquest treball, s'han analitzat tres algorismes que subjauen a la solució del problema.
- El primer algorisme GIS és l'anàlisi de les dades del fitxer NMEA per extreure'n una seqüència de coordenades (Xk i Yk),
- El segon algorisme s'utilitza per calcular l'angle de seguiment de l'objecte, mentre que el paràmetre es compta des de la direcció fins aest.
- El tercer algorisme serveix per determinar el curs d'un objecte en relació amb els punts cardinals.
Algorisme generalitzat: concepte general
L'algorisme generalitzat per mostrar el moviment d'un objecte puntual en un mapa GIS inclou els tres algorismes esmentats anteriorment:
- Anàlisi de dades NMEA;
- càlcul de l'angle de seguiment de l'objecte;
- determinar el curs d'un objecte en relació amb països d'arreu del món.
Els sistemes d'informació geogràfica amb un algorisme generalitzat estan equipats amb l'element de control principal: el temporitzador (temporitzador). La seva tasca estàndard és que permeti al programa generar esdeveniments a determinats intervals. Amb aquest objecte, podeu establir el període necessari per a l'execució d'un conjunt de procediments o funcions. Per exemple, per fer un compte enrere repetible d'un interval de temps d'un segon, cal que configureu les propietats del temporitzador següents:
- Timer. Interval=1000;
- Timer. Enabled=Veritable.
Com a resultat, el procediment per llegir les coordenades X, Y de l'objecte del fitxer NMEA s'iniciarà cada segon, de manera que aquest punt amb les coordenades rebudes es mostra al mapa GIS.
El principi del temporitzador
L'ús dels sistemes d'informació geogràfica és el següent:
- Al mapa digital es marquen tres punts (símbol - 1, 2, 3), que corresponen a la trajectòria de l'objecte en diferents momentstemps tk2, tk1, tk. Estan connectats necessàriament per una línia sòlida.
- L'activació i desactivació del temporitzador que controla la visualització del moviment de l'objecte al mapa es duu a terme mitjançant els botons premuts per l'usuari. El seu significat i una determinada combinació es poden estudiar segons l'esquema.
Fitxer NMEA
Descrivim breument la composició del fitxer GIS NMEA. Aquest és un document escrit en format ASCII. En essència, es tracta d'un protocol d'intercanvi d'informació entre un receptor GPS i altres dispositius, com un PC o PDA. Cada missatge NMEA comença amb un signe $, seguit d'una designació de dispositiu de dos caràcters (GP per a un receptor GPS) i acaba amb \r\n, un caràcter de retorn de carro i avançament de línia. L'exactitud de les dades de la notificació depèn del tipus de missatge. Tota la informació està continguda en una línia, amb els camps separats per comes.
Per entendre com funcionen els sistemes d'informació geogràfica, n'hi ha prou d'estudiar el missatge de tipus $GPRMC, molt utilitzat, que conté un conjunt de dades mínim però bàsic: la ubicació d'un objecte, la seva velocitat i temps.
Considerem un exemple concret, quina informació hi ha codificada:
- data de determinació de les coordenades de l'objecte - 7 de gener de 2015;
- Coordenades UTC de l'hora universal - 10h 54m 52s;
- coordenades de l'objecte - 55°22,4271' N i 36°44,1610' E
Destaquem que les coordenades de l'objectees presenten en graus i minuts, i aquests últims es donen amb una precisió de quatre decimals (o un punt com a separador entre les parts enteres i fraccionàries d'un nombre real en format USA). En el futur, necessitareu que al fitxer NMEA, la latitud de la ubicació de l'objecte estigui a la posició després de la tercera coma i la longitud sigui després de la cinquena. Al final del missatge, la suma de comprovació es transmet després del caràcter '' com a dos dígits hexadecimals - 6C.
Sistemes de geoinformació: exemples de compilació d'un algorisme
Considerem un algorisme d'anàlisi de fitxers NMEA per extreure un conjunt de coordenades (X i Yk) corresponents a la trajectòria de moviment de l'objecte. Es compon de diversos passos successius.
Determinació de la coordenada Y d'un objecte
Algorisme d'anàlisi de dades NMEA
Pas 1. Llegiu la cadena GPRMC del fitxer NMEA.
Pas 2. Trobeu la posició de la tercera coma a la cadena (q).
Pas 3. Trobeu la posició de la quarta coma a la cadena (r).
Pas 4. Trobeu el caràcter de coma decimal (t) començant per la posició q.
Pas 5. Extreu un caràcter de la cadena a la posició (r+1).
Pas 6. Si aquest caràcter és igual a W, la variable de l'hemisferi nord s'estableix en 1, en cas contrari -1.
Pas 7. Extreu (r- +2) caràcters de la cadena començant a la posició (t-2).
Pas 8. Extreu (t-q-3) caràcters de la cadena començant a la posició (q+1).
Pas 9. Converteix cadenes en nombres reals i calcula la coordenada Y de l'objecte en radiants.
Determinació de la coordenada X d'un objecte
Pas 10. Troba la posició del cinquècoma a la cadena (n).
Pas 11. Trobeu la posició de la sisena coma a la cadena (m).
Pas 12. A partir de la posició n, cerqueu el caràcter de coma decimal (p). Pas 13. Extreu un caràcter de la cadena a la posició (m+1).
Pas 14. Si aquest caràcter és igual a 'E', la variable EasternHemisphere s'estableix en 1, en cas contrari -1. Pas 15. Extreu (m-p+2) caràcters de la cadena, començant a la posició (p-2).
Pas 16. Extreu (p-n+2) caràcters de la cadena, començant a la posició (n+ 1).
Pas 17. Converteix les cadenes en nombres reals i calcula la coordenada X de l'objecte en mesures en radiants.
Pas 18. Si el fitxer NMEA no es llegeix fins al final, després aneu al pas 1, en cas contrari aneu al pas 19.
Pas 19. Acabeu l'algorisme.
Els passos 6 i 16 d'aquest algorisme utilitzen les variables de l'hemisferi nord i de l'hemisferi oriental per codifica numèricament la ubicació de l'objecte a la Terra. A l'hemisferi nord (sud), la variable Hemisferi Nord pren el valor 1 (-1), respectivament, de manera similar a l'hemisferi oriental (oest) Hemisferi oriental - 1 (-1).
aplicació GIS
L'ús de sistemes d'informació geogràfica està molt estès en moltes àrees:
- geologia i cartografia;
- comerç i serveis;
- inventari;
- economia i gestió;
- defensa;
- enginyeria;
- educació, etc.
