ГИС – бул алардын жайгашкан жерин картада көрсөтүү мүмкүнчүлүгү бар заманбап мобилдик геомаалымат тутумдары. Бул маанилүү касиет эки технологияны колдонууга негизделген: геомаалымат жана глобалдык позициялоо. Эгерде мобилдик түзүлүштө орнотулган GPS кабылдагычы бар болсо, анда мындай түзүлүштүн жардамы менен анын жайгашкан жерин жана, демек, ГИСтин так координаттарын аныктоого болот. Тилекке каршы, орус тилдүү илимий адабияттардагы геомаалыматтык технологиялар жана системалар аз сандагы басылмалар менен берилген, натыйжада алардын функционалдуулугуна негизделген алгоритмдер жөнүндө маалымат дээрлик жок.
ГИС классификациясы
Географиялык маалымат системаларын бөлүштүрүү аймактык принцип боюнча ишке ашат:
- Глобалдык ГИС 1997-жылдан бери техногендик жана табигый кырсыктардын алдын алуу үчүн колдонулат. Бул маалыматтардын аркасында, салыштырмалуу мүмкүнКырсыктын масштабын кыска убакыттын ичинде алдын ала болжолдоо, кесепеттерин жоюу боюнча планды түзүү, келтирилген зыянды жана адамдардын өлүмүнө баа берүү жана гуманитардык иш-чараларды уюштуруу.
- Аймактык геомаалымат системасы муниципалдык деңгээлде иштелип чыккан. Ал жергиликтүү бийликтерге тигил же бул аймактын өнүгүүсүн болжолдоого мүмкүндүк берет. Бул система дээрлик бардык маанилүү тармактарды чагылдырат, мисалы, инвестиция, мүлк, навигация жана маалымат, юридикалык ж.б. бүтүндөй калк. Аймактык географиялык маалымат системасы учурда кыйла эффективдүү колдонулуп, инвестиция тартууга жана аймактын экономикасынын тез өсүшүнө көмөктөшүүдө.
Жогорудагы топтордун ар биринин белгилүү бир түрчөлөрү бар:
- Глобалдык ГИС улуттук жана субконтиненталдык системаларды камтыйт, адатта мамлекеттик статуска ээ.
- Аймактыкка - жергиликтүү, субрегиондук, жергиликтүү.
Бул маалыматтык системалар тууралуу маалыматты тармактын геопорталдар деп аталган атайын бөлүмдөрүнөн тапса болот. Алар эч кандай чектөөсүз кароо үчүн коомдук доменге жайгаштырылат.
Иштөө принциби
Географиялык маалымат системалары алгоритмди түзүү жана иштеп чыгуу принцибинде иштейт. Ал ГИС картасында объекттин кыймылын, анын ичинде локалдык системанын ичиндеги мобилдик аппараттын кыймылын көрсөтүүгө мүмкүндүк берет. үчүнрельефтин чиймесинде бул чекитти сүрөттөө үчүн, жок эле дегенде, эки координатты билүү керек - X жана Y. Картада объекттин кыймылын көрсөтүүдө, координаттардын ырааттуулугун (Xk жана Yk) аныктоо керек. Алардын көрсөткүчтөрү жергиликтүү ГИС системасынын убактысынын ар кандай пункттарына туура келиши керек. Бул объекттин жайгашкан жерин аныктоо үчүн негиз болуп саналат.
Координаттардын бул ырааттуулугун жерде реалдуу кыймылды аткарган GPS кабылдагычынын стандарттык NMEA файлынан чыгарууга болот. Ошентип, бул жерде каралып жаткан алгоритм белгилүү бир аймак боюнча объекттин траекториясынын координаттары менен NMEA файл маалыматтарын колдонууга негизделген. Керектүү маалыматтарды компьютердик эксперименттердин негизинде кыймыл процессин моделдөөнүн натыйжасында да алууга болот.
ГИС алгоритмдери
Геомаалыматтык системалар алгоритмди иштеп чыгуу үчүн алынган баштапкы маалыматтарга негизделген. Эреже катары, бул NMEA файлы жана тандалган аймак үчүн санариптик ГИС картасы түрүндөгү кээ бир объектинин траекториясына туура келген координаттардын жыйындысы (Xk жана Yk). Милдет чекит объектинин кыймылын көрсөткөн алгоритмди иштеп чыгуу болуп саналат. Бул иштин жүрүшүндө маселени чечүүнүн негизин түзгөн үч алгоритм талданды.
- Биринчи ГИС алгоритми - бул NMEA файл маалыматтарын талдоо, андан координаттардын ырааттуулугун (Xk жана Yk),
- Экинчи алгоритм объекттин трек бурчун эсептөө үчүн колдонулат, ал эми параметр багыттан баштап эсептелетчыгыш.
- Үчүнчү алгоритм негизги пункттарга салыштырмалуу объекттин жүрүшүн аныктоого арналган.
Жалпыланган алгоритм: жалпы түшүнүк
ГИС картасында чекит объектинин кыймылын көрсөтүүнүн жалпыланган алгоритми мурда айтылган үч алгоритмди камтыйт:
- NMEA маалыматтарды талдоо;
- объекттин трек бурчун эсептөө;
- объекттин дүйнө жүзүндөгү өлкөлөргө салыштырмалуу багытын аныктоо.
Жалпыланган алгоритми бар географиялык маалымат системалары негизги башкаруу элементи - таймер (Таймер) менен жабдылган. Анын стандарттык милдети бул программага белгилүү бир аралыкта окуяларды жаратууга мүмкүндүк берет. Мындай объектти колдонуу менен процедуралардын же функциялардын комплексин аткаруу үчүн талап кылынган мөөнөттү коюуга болот. Мисалы, бир секунддук убакыт аралыгын кайталануучу артка эсептөө үчүн, сиз төмөнкү таймер касиеттерин коюшуңуз керек:
- Таймер. Интервал=1000;
- Таймер. Ишкиндүү=Чын.
Натыйжада NMEA файлынан объекттин X, Y координаттарын окуу процедурасы секунд сайын ишке киргизилет, анын натыйжасында алынган координаттар менен бул чекит ГИС картасында көрсөтүлөт.
Таймердин принциби
Географиялык маалымат системаларын колдонуу төмөнкүдөй:
- Санариптик картада үч чекит белгиленген (символ - 1, 2, 3), алар ар кандай моменттеги объекттин траекториясына туура келетубакыт tk2, tk1, tk. Алар сөзсүз түрдө катуу сызык менен туташтырылат.
- Объекттин кыймылын картада көрсөтүүнү башкарган таймерди иштетүү жана өчүрүү колдонуучу тарабынан басылган баскычтар аркылуу ишке ашырылат. Алардын маанисин жана белгилүү бир айкалышы схема боюнча изилдөөгө болот.
NMEA файл
Келгиле, GIS NMEA файлынын курамын кыскача сүрөттөп берели. Бул ASCII форматында жазылган документ. Чындыгында, бул GPS кабыл алгычы менен PC же PDA сыяктуу башка түзүлүштөрдүн ортосунда маалымат алмашуу протоколу. Ар бир NMEA билдирүүсү $ белгиси менен башталат, андан кийин эки белгиден турган аспаптын белгилениши (GPS кабыл алгычы үчүн GP) жана \r\n, каретканы кайтаруу жана линия берүү белгиси менен аяктайт. Кабарлоодогу маалыматтардын тактыгы билдирүүнүн түрүнө жараша болот. Бардык маалымат бир сапта камтылган, талаалар үтүр менен бөлүнгөн.
Географиялык маалымат системалары кандай иштээрин түшүнүү үчүн кеңири колдонулган $GPRMC тибиндеги билдирүүнү изилдөө жетиштүү, анда минималдуу, бирок негизги маалыматтар топтому: объекттин жайгашкан жери, анын ылдамдыгы жана убактысы.
Келгиле белгилүү бир мисалды карап көрөлү, анда кандай маалымат коддолгон:
- объекттин координаттарын аныктоо датасы - 2015-жылдын 7-январы;
- Универсалдуу убакыт UTC координаттары - 10с 54м 52с;
- объект координаттары - 55°22.4271' N жана 36°44.1610' E
Биз объекттин координаттары экенин баса белгилейбиздаражалар жана мүнөттөр менен берилет, акыркысы төрт ондук белгинин тактыгы менен берилет (же АКШ форматында реалдуу сандын бүтүн жана бөлчөк бөлүктөрүнүн ортосундагы бөлүүчү катары чекит). Келечекте сизге NMEA файлында объекттин жайгашкан кеңдиги үчүнчү үтүрдөн кийинки абалда, ал эми узундук бешинчиден кийин болушу керек болот. Билдирүүнүн аягында текшерүү суммасы '' белгисинен кийин эки он алтылык цифра катары берилет - 6C.
Геомаалыматтык системалар: алгоритмди түзүү мисалдары
Объекттин кыймыл траекториясына туура келген координаттар топтомун (X жана Yk) алуу үчүн NMEA файлын талдоо алгоритмин карап көрөлү. Ал бир нече кадамдардан турат.
Объекттин Y координатын аныктоо
NMEA маалыматтарды талдоо алгоритми
1-кадам. NMEA файлынан GPRMC сабын окуңуз.
2-кадам. (q) саптагы үчүнчү үтүрдүн ордун табыңыз.
3-кадам. (r) саптагы төртүнчү үтүрдүн ордун табыңыз.
4-кадам. q позициясынан баштап ондук чекиттин белгисин (t) табыңыз.
5-кадам (r+1) позициясындагы саптан бир символду чыгарып алыңыз.
6-кадам. Бул символ W менен барабар болсо, Түндүк жарым шар өзгөрмөсү 1ге коюлат, антпесе -1.
кадам 7. (t-2) позициясынан башталган саптын (r- +2) символдорун чыгарыңыз.
8-кадам. (q+1) позициясынан башталган саптын (t-q-3) символдорун чыгарыңыз.
9-кадам. Саптарды реалдуу сандарга айландырыңыз жана объекттин Y координатын радиандык өлчөм менен эсептеңиз.
Объекттин X координатын аныктоо
10-кадам. Бешинчинин ордун табыңызсапта үтүр (n).
11-кадам. Алтынчы үтүрдүн ордун табыңыз (m).
12-кадам. N абалынан баштап ондук чекиттин белгисин (p) табыңыз.13-кадам. (m+1) позициясындагы саптан бир символду чыгарып алыңыз.
14-кадам. Бул символ 'E'ге барабар болсо, анда Чыгыш Жарым шар өзгөрмөсү 1ге коюлат, антпесе -1. 15-кадам. (p-2) позициясынан баштап саптын символдорун чыгарып алыңыз (m-p+2).
16-кадам. (p-n+2) символдорду чыгарыңыз саптын (n+ 1) абалынан башталат.
17-кадам. Саптарды реалдуу сандарга айландырыңыз жана объекттин X координатын радиандык өлчөм менен эсептеңиз.
18-кадам. Эгерде NMEA файлы аягына чейин окулбаса, 1-кадамга өтүңүз, антпесе 19-кадамга өтүңүз.
19-кадам. Алгоритмди бүтүрүңүз.
Бул алгоритмдин 6 жана 16-кадамдары Түндүк жарым шар менен Чыгыш жарым шардын өзгөрмөлөрүн колдонуңуз объекттин Жердеги жайгашкан жерин сандык түрдө коддоо. Түндүк (түштүк) жарым шарда Түндүк жарым шардын өзгөрмөсү тиешелүүлүгүнө жараша 1 (-1) маанисин алат, ушуга окшош эле чыгыш (батыш) жарым шарда Чыгыш жарым шарда - 1 (-1).
ГИС колдонмо
Географиялык маалымат системаларын колдонуу көптөгөн аймактарда кеңири таралган:
- геология жана картография;
- соода жана кызмат көрсөтүү;
- инвентарь;
- экономика жана башкаруу;
- коргонуу;
- инженердик;
- билим, ж.б.
