GIS janë sisteme moderne gjeoinformative celulare që kanë aftësinë të shfaqin vendndodhjen e tyre në një hartë. Kjo pronë e rëndësishme bazohet në përdorimin e dy teknologjive: gjeoinformacionit dhe pozicionimit global. Nëse pajisja celulare ka një marrës GPS të integruar, atëherë me ndihmën e një pajisjeje të tillë është e mundur të përcaktohet vendndodhja e saj dhe, rrjedhimisht, koordinatat e sakta të vetë GIS. Fatkeqësisht, teknologjitë dhe sistemet e gjeoinformacionit në literaturën shkencore në gjuhën ruse përfaqësohen nga një numër i vogël botimesh, si rezultat i të cilave nuk ka pothuajse asnjë informacion në lidhje me algoritmet që qëndrojnë në themel të funksionimit të tyre.
Klasifikimi GIS
Ndarja e sistemeve të informacionit gjeografik ndodh sipas parimit territorial:
- GIS Global është përdorur për të parandaluar fatkeqësitë e shkaktuara nga njeriu dhe ato natyrore që nga viti 1997. Falë këtyre të dhënave, është e mundur për relativishtparashikoni shkallën e fatkeqësisë në një kohë të shkurtër, hartoni një plan për pasojat, vlerësoni dëmet dhe humbjet e jetës dhe organizoni veprime humanitare.
- Sistemi i gjeoinformacionit rajonal i zhvilluar në nivel bashkie. Ai u lejon autoriteteve lokale të parashikojnë zhvillimin e një rajoni të caktuar. Ky sistem pasqyron pothuajse të gjitha fushat e rëndësishme, si investimet, pronën, lundrimin dhe informacionin, ligjin, etj. Vlen gjithashtu të theksohet se falë përdorimit të këtyre teknologjive, u bë e mundur të vepronte si garantues i sigurisë së jetës së gjithë popullsinë. Sistemi rajonal i informacionit gjeografik po përdoret aktualisht në mënyrë mjaft efektive, duke ndihmuar në tërheqjen e investimeve dhe rritjen e shpejtë të ekonomisë së rajonit.
Secili nga grupet e mësipërme ka nëntipe të caktuara:
- GIS global përfshin sisteme kombëtare dhe nënkontinentale, zakonisht me status shtetëror.
- Për rajonin - lokal, nënrajonal, lokal.
Informacionet për këto sisteme informacioni mund të gjenden në seksione të veçanta të rrjetit, të cilat quhen gjeoportale. Ato vendosen në domenin publik për shqyrtim pa asnjë kufizim.
Parimi i punës
Sistemet e informacionit gjeografik punojnë në parimin e përpilimit dhe zhvillimit të një algoritmi. Është ai që ju lejon të shfaqni lëvizjen e një objekti në një hartë GIS, duke përfshirë lëvizjen e një pajisjeje celulare brenda sistemit lokal. për tëpër të përshkruar këtë pikë në vizatimin e terrenit, duhet të dini të paktën dy koordinata - X dhe Y. Kur shfaqni lëvizjen e një objekti në një hartë, do t'ju duhet të përcaktoni sekuencën e koordinatave (Xk dhe Yk). Treguesit e tyre duhet të korrespondojnë me pika të ndryshme kohore të sistemit lokal GIS. Kjo është baza për përcaktimin e vendndodhjes së objektit.
Kjo sekuencë koordinatash mund të nxirret nga një skedar standard NMEA i një marrësi GPS që ka kryer lëvizje reale në tokë. Kështu, algoritmi i konsideruar këtu bazohet në përdorimin e të dhënave të skedarit NMEA me koordinatat e trajektores së objektit mbi një territor të caktuar. Të dhënat e nevojshme mund të merren edhe si rezultat i modelimit të procesit të lëvizjes bazuar në eksperimentet kompjuterike.
algoritmet GIS
Sistemet gjeoinformative janë ndërtuar mbi të dhënat fillestare që merren për të zhvilluar algoritmin. Si rregull, ky është një grup koordinatash (Xk dhe Yk) që korrespondojnë me një trajektore të objektit në formën e një skedari NMEA dhe një harte dixhitale GIS për një zonë të zgjedhur. Detyra është të zhvillohet një algoritëm që shfaq lëvizjen e një objekti pikë. Gjatë kësaj pune, u analizuan tre algoritme që qëndrojnë në themel të zgjidhjes së problemit.
- Algoritmi i parë GIS është analiza e të dhënave të skedarit NMEA për të nxjerrë prej tij një sekuencë koordinatash (Xk dhe Yk),
- Algoritmi i dytë përdoret për të llogaritur këndin e gjurmës së objektit, ndërsa parametri numërohet nga drejtimi nëlindje.
- Algoritmi i tretë është për përcaktimin e rrjedhës së një objekti në lidhje me pikat kryesore.
Algoritmi i përgjithësuar: koncepti i përgjithshëm
Algoritmi i përgjithësuar për shfaqjen e lëvizjes së një objekti pikë në një hartë GIS përfshin tre algoritmet e përmendura më parë:
- Analiza e të dhënave NMEA;
- llogaritja e këndit të gjurmës së objektit;
- përcaktimi i rrjedhës së një objekti në lidhje me vendet anembanë globit.
Sistemet e informacionit gjeografik me një algoritëm të përgjithësuar janë të pajisura me elementin kryesor të kontrollit - kohëmatësin (Timer). Detyra e tij standarde është se lejon programin të gjenerojë ngjarje në intervale të caktuara. Duke përdorur një objekt të tillë, mund të vendosni periudhën e kërkuar për ekzekutimin e një grupi procedurash ose funksionesh. Për shembull, për një numërim mbrapsht të përsëritshëm të një intervali kohor prej një sekonde, duhet të vendosni vetitë e mëposhtme të kohëmatësit:
- Timer. Interval=1000;
- Timer. Enabled=E vërtetë.
Si rezultat, procedura për leximin e koordinatave X, Y të objektit nga skedari NMEA do të hapet çdo sekondë, si rezultat i së cilës kjo pikë me koordinatat e marra shfaqet në hartën GIS.
Parimi i kohëmatësit
Përdorimi i sistemeve të informacionit gjeografik është si më poshtë:
- Në hartën dixhitale janë shënuar tre pika (simboli - 1, 2, 3), të cilat korrespondojnë me trajektoren e objektit në momente të ndryshmekoha tk2, tk1, tk. Ata janë të lidhur domosdoshmërisht nga një vijë e fortë.
- Aktivizimi dhe çaktivizimi i kohëmatësit që kontrollon shfaqjen e lëvizjes së objektit në hartë kryhet duke përdorur butonat e shtypur nga përdoruesi. Kuptimi i tyre dhe një kombinim i caktuar mund të studiohen sipas skemës.
skedar NMEA
Le të përshkruajmë shkurtimisht përbërjen e skedarit GIS NMEA. Ky është një dokument i shkruar në formatin ASCII. Në thelb, është një protokoll për shkëmbimin e informacionit midis një marrësi GPS dhe pajisjeve të tjera, të tilla si një PC ose PDA. Çdo mesazh NMEA fillon me një shenjë $, e ndjekur nga një emërtim i pajisjes me dy karaktere (GP për një marrës GPS) dhe përfundon me \r\n, një karakter kthimi dhe furnizimi i linjës. Saktësia e të dhënave në njoftim varet nga lloji i mesazhit. Të gjitha informacionet përmbahen në një rresht, me fushat të ndara me presje.
Për të kuptuar se si funksionojnë sistemet e informacionit gjeografik, mjafton të studiohet mesazhi i tipit $GPRMC i përdorur gjerësisht, i cili përmban një grup minimal, por bazë të dhënash: vendndodhjen e një objekti, shpejtësinë dhe kohën e tij.
Le të shqyrtojmë një shembull të caktuar, çfarë informacioni është i koduar në të:
- data e përcaktimit të koordinatave të objektit - 7 janar 2015;
- Koordinatat UTC të kohës universale - 10h 54m 52s;
- koordinatat e objektit - 55°22,4271' N dhe 36°44,1610' E
Theksojmë se koordinatat e objektitparaqiten në shkallë dhe minuta, ku këto të fundit jepen me një saktësi prej katër shifrash dhjetore (ose një pikë si ndarëse midis pjesëve të plota dhe thyesore të një numri real në formatin USA). Në të ardhmen, do t'ju duhet që në skedarin NMEA, gjerësia e vendndodhjes së objektit të jetë në pozicionin pas presjes së tretë, dhe gjatësia është pas së pestës. Në fund të mesazhit, shuma e kontrollit transmetohet pas karakterit '' si dy shifra heksadecimal - 6C.
Sistemet gjeoinformative: shembuj të përpilimit të një algoritmi
Le të shqyrtojmë një algoritëm të analizës së skedarit NMEA për të nxjerrë një grup koordinatash (X dhe Yk) që korrespondojnë me trajektoren e lëvizjes së objektit. Ai përbëhet nga disa hapa të njëpasnjëshëm.
Përcaktimi i koordinatës Y të një objekti
algoritmi i analizës së të dhënave NMEA
Hapi 1. Lexoni vargun GPRMC nga skedari NMEA.
Hapi 2. Gjeni pozicionin e presjes së tretë në vargun (q).
Hapi 3. Gjeni pozicionin e presjes së katërt në vargun (r).
Hapi 4. Gjeni karakterin e pikës dhjetore (t) duke filluar nga pozicioni q.
Hapi 5 Nxjerr një karakter nga vargu në pozicionin (r+1).
Hapi 6. Nëse ky karakter është i barabartë me W, atëherë ndryshorja e Hemisferës Veriore vendoset në 1, përndryshe -1.
Hapi 7. Ekstraktoni (r- +2) karakteret e vargut duke filluar nga pozicioni (t-2).
Hapi 8. Ekstraktoni (t-q-3) karakteret e vargut duke filluar nga pozicioni (q+1).
Hapi 9. Shndërroni vargjet në numra realë dhe llogaritni koordinatën Y të objektit në masën radiane.
Përcaktimi i koordinatës X të një objekti
Hapi 10. Gjeni pozicionin e të pestëspresje në vargun (n).
Hapi 11. Gjeni pozicionin e presjes së gjashtë në vargun (m).
Hapi 12. Duke filluar nga pozicioni n, gjeni karakterin e presjes dhjetore (p). Hapi 13. Nxjerr një karakter nga vargu në pozicionin (m+1).
Hapi 14. Nëse ky karakter është i barabartë me 'E', atëherë ndryshorja e Hemisferës Lindore vendoset në 1, përndryshe -1. Hapi 15. Ekstraktoni (m-p+2) karaktere të vargut, duke filluar nga pozicioni (p-2).
Hapi 16. Ekstraktoni (p-n+2) karaktere i vargut, duke filluar nga pozicioni (n+ 1).
Hapi 17. Konvertoni vargjet në numra realë dhe llogaritni koordinatën X të objektit në masën radiane.
Hapi 18. Nëse skedari NMEA nuk lexohet deri në fund, pastaj shkoni në hapin 1, përndryshe shkoni në hapin 19.
Hapi 19. Përfundoni algoritmin.
Hapat 6 dhe 16 të këtij algoritmi përdorin variablat e Hemisferës Veriore dhe Hemisferës Lindore për të kodojnë numerikisht vendndodhjen e objektit në Tokë. Në hemisferën veriore (jugore), variabli Hemisfera Veriore merr vlerën 1 (-1), përkatësisht, në mënyrë të ngjashme në hemisferën lindore (perëndimore) Hemisfera Lindore - 1 (-1).
aplikacion GIS
Përdorimi i sistemeve të informacionit gjeografik është i përhapur në shumë fusha:
- gjeologji dhe hartografi;
- tregti dhe shërbime;
- inventari;
- ekonomia dhe menaxhimi;
- mbrojtje;
- inxhinieri;
- arsim, etj.
