GIS ialah Sistem Maklumat Geografi

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 05:36

GIS ialah sistem geomaklumat mudah alih moden yang mempunyai keupayaan untuk memaparkan lokasinya pada peta. Harta penting ini adalah berdasarkan penggunaan dua teknologi: maklumat geo dan kedudukan global. Jika peranti mudah alih mempunyai penerima GPS terbina dalam, maka dengan bantuan peranti sedemikian adalah mungkin untuk menentukan lokasinya dan, akibatnya, koordinat tepat GIS itu sendiri. Malangnya, teknologi dan sistem geoinformasi dalam kesusasteraan saintifik bahasa Rusia diwakili oleh sebilangan kecil penerbitan, akibatnya hampir tiada maklumat tentang algoritma yang mendasari fungsinya.

klasifikasi GIS

Pembahagian sistem maklumat geografi berlaku mengikut prinsip wilayah:

GIS Global telah digunakan untuk mencegah bencana buatan manusia dan alam sejak 1997. Terima kasih kepada data ini, adalah mungkin untuk secara relatifmeramalkan skala bencana dalam masa yang singkat, merangka rancangan untuk kesannya, menilai kerosakan dan kehilangan nyawa, dan mengatur tindakan kemanusiaan.
Sistem geoinformasi serantau dibangunkan di peringkat perbandaran. Ia membolehkan pihak berkuasa tempatan meramalkan pembangunan wilayah tertentu. Sistem ini mencerminkan hampir semua bidang penting, seperti pelaburan, harta, navigasi dan maklumat, undang-undang, dan lain-lain. Ia juga perlu diperhatikan bahawa terima kasih kepada penggunaan teknologi ini, ia menjadi mungkin untuk bertindak sebagai penjamin keselamatan nyawa keseluruhan penduduk. Sistem maklumat geografi serantau kini digunakan dengan agak berkesan, membantu menarik pelaburan dan pertumbuhan pesat ekonomi wilayah itu.

Setiap kumpulan di atas mempunyai subjenis tertentu:

GIS global termasuk sistem negara dan subbenua, biasanya dengan status negeri.
Ke serantau - tempatan, subrantau, tempatan.

Maklumat tentang sistem maklumat ini boleh didapati di bahagian khas rangkaian, yang dipanggil geoportal. Mereka diletakkan dalam domain awam untuk semakan tanpa sebarang sekatan.

Prinsip kerja

Sistem maklumat geografi berfungsi berdasarkan prinsip menyusun dan membangunkan algoritma. Dialah yang membenarkan anda memaparkan pergerakan objek pada peta GIS, termasuk pergerakan peranti mudah alih dalam sistem tempatan. Kepadauntuk menggambarkan titik ini pada lukisan rupa bumi, anda perlu mengetahui sekurang-kurangnya dua koordinat - X dan Y. Apabila memaparkan pergerakan objek pada peta, anda perlu menentukan urutan koordinat (Xk dan Yk). Penunjuk mereka harus sepadan dengan titik yang berbeza dalam masa sistem GIS tempatan. Ini adalah asas untuk menentukan lokasi objek.

Jujukan koordinat ini boleh diekstrak daripada fail NMEA standard penerima GPS yang telah melakukan pergerakan sebenar di atas tanah. Oleh itu, algoritma yang dipertimbangkan di sini adalah berdasarkan penggunaan data fail NMEA dengan koordinat trajektori objek ke atas wilayah tertentu. Data yang diperlukan juga boleh diperolehi hasil pemodelan proses gerakan berdasarkan eksperimen komputer.

algoritma GIS

Sistem maklumat geo dibina berdasarkan data awal yang diambil untuk membangunkan algoritma. Sebagai peraturan, ini ialah satu set koordinat (Xk dan Yk) yang sepadan dengan beberapa trajektori objek dalam bentuk fail NMEA dan peta GIS digital untuk kawasan yang dipilih. Tugasnya adalah untuk membangunkan algoritma yang memaparkan pergerakan objek titik. Semasa menjalankan kerja ini, tiga algoritma telah dianalisis yang mendasari penyelesaian masalah.

Algoritma GIS pertama ialah analisis data fail NMEA untuk mengekstrak daripadanya urutan koordinat (Xk dan Yk),
Algoritma kedua digunakan untuk mengira sudut trek objek, manakala parameter dikira dari arah ketimur.
Algoritma ketiga adalah untuk menentukan perjalanan objek berbanding titik kardinal.

Algoritma umum: konsep umum

Algoritma umum untuk memaparkan pergerakan objek titik pada peta GIS termasuk tiga algoritma yang dinyatakan sebelum ini:

Analisis data NMEA;
pengiraan sudut trek objek;
menentukan perjalanan objek berbanding negara di seluruh dunia.

Sistem maklumat geografi dengan algoritma umum dilengkapi dengan elemen kawalan utama - pemasa (Pemasa). Tugas standardnya ialah ia membenarkan program menjana acara pada selang waktu tertentu. Menggunakan objek sedemikian, anda boleh menetapkan tempoh yang diperlukan untuk pelaksanaan satu set prosedur atau fungsi. Contohnya, untuk kira detik berulang selang masa satu saat, anda perlu menetapkan sifat pemasa berikut:

Pemasa. Selang=1000;
Pemasa. Didayakan=Benar.

Akibatnya, prosedur untuk membaca koordinat X, Y objek daripada fail NMEA akan dilancarkan setiap saat, akibatnya titik ini dengan koordinat yang diterima dipaparkan pada peta GIS.

Prinsip pemasa

Penggunaan sistem maklumat geografi adalah seperti berikut:

Tiga titik ditanda pada peta digital (simbol - 1, 2, 3), yang sepadan dengan trajektori objek pada momen berbezamasa tk2, tk1, tk. Ia semestinya disambungkan dengan garis pepejal.
Mendayakan dan melumpuhkan pemasa yang mengawal paparan pergerakan objek pada peta dijalankan menggunakan butang yang ditekan oleh pengguna. Maknanya dan gabungan tertentu boleh dikaji mengikut skema.

fail NMEA

Mari kita terangkan secara ringkas komposisi fail NMEA GIS. Ini adalah dokumen yang ditulis dalam format ASCII. Pada dasarnya, ia adalah protokol untuk bertukar maklumat antara penerima GPS dan peranti lain, seperti PC atau PDA. Setiap mesej NMEA bermula dengan tanda $, diikuti dengan penetapan peranti dua aksara (GP untuk penerima GPS) dan berakhir dengan \r\n, pemulangan gerabak dan watak suapan baris. Ketepatan data dalam pemberitahuan bergantung pada jenis mesej. Semua maklumat terkandung dalam satu baris, dengan medan dipisahkan dengan koma.

Untuk memahami cara sistem maklumat geografi berfungsi, cukup untuk mengkaji mesej jenis $GPRMC yang digunakan secara meluas, yang mengandungi set data yang minimum tetapi asas: lokasi objek, kelajuan dan masanya.

Mari kita pertimbangkan contoh tertentu, maklumat yang dikodkan di dalamnya:

tarikh penentuan koordinat objek - 7 Januari 2015;
Koordinat UTC masa sejagat - 10j 54m 52s;
koordinat objek - 55°22.4271' U dan 36°44.1610' E

Kami menekankan bahawa koordinat objekdibentangkan dalam darjah dan minit, dengan yang terakhir diberikan dengan ketepatan empat tempat perpuluhan (atau titik sebagai pemisah antara bahagian integer dan pecahan nombor nyata dalam format AS). Pada masa hadapan, anda memerlukan bahawa dalam fail NMEA, latitud lokasi objek berada dalam kedudukan selepas koma ketiga dan longitud adalah selepas koma kelima. Pada akhir mesej, jumlah semak dihantar selepas aksara '' sebagai dua digit heksadesimal - 6C.

Sistem maklumat geo: contoh menyusun algoritma

Mari kita pertimbangkan algoritma analisis fail NMEA untuk mengekstrak set koordinat (X dan Yk) yang sepadan dengan trajektori gerakan objek. Ia terdiri daripada beberapa langkah berturut-turut.

Menentukan koordinat Y sesuatu objek

Algoritma analisis data NMEA

Langkah 1. Baca rentetan GPRMC daripada fail NMEA.

Langkah 2. Cari kedudukan koma ketiga dalam rentetan (q).

Langkah 3. Cari kedudukan koma keempat dalam rentetan (r).

Langkah 4. Cari aksara titik perpuluhan (t) bermula dari kedudukan q.

Langkah 5. Ekstrak satu aksara daripada rentetan pada kedudukan (r+1).

Langkah 6. Jika aksara ini sama dengan W, maka pembolehubah Hemisfera Utara ditetapkan kepada 1, jika tidak -1.

Langkah 7. Ekstrak (r- +2) aksara rentetan bermula pada kedudukan (t-2).

Langkah 8. Ekstrak (t-q-3) aksara rentetan bermula pada kedudukan (q+1).

Langkah 9. Tukar rentetan kepada nombor nyata dan hitung koordinat Y bagi objek dalam ukuran radian.

Menentukan koordinat X sesuatu objek

Langkah 10. Cari kedudukan yang kelimakoma dalam rentetan (n).

Langkah 11. Cari kedudukan koma keenam dalam rentetan (m).

Langkah 12. Bermula dari kedudukan n, cari aksara titik perpuluhan (p). Langkah 13. Ekstrak satu aksara daripada rentetan pada kedudukan (m+1).

Langkah 14. Jika aksara ini sama dengan 'E', maka pembolehubah EasternHemisfera ditetapkan kepada 1, jika tidak -1. Langkah 15. Ekstrak (m-p+2) aksara rentetan, bermula pada kedudukan (p-2).

Langkah 16. Ekstrak aksara (p-n+2) daripada rentetan, bermula pada kedudukan (n+ 1).

Langkah 17. Tukar rentetan kepada nombor nyata dan hitung koordinat X objek dalam ukuran radian.

Langkah 18. Jika fail NMEA tidak dibaca hingga tamat, kemudian pergi ke langkah 1, jika tidak pergi ke langkah 19.

Langkah 19. Selesaikan algoritma.

Langkah 6 dan 16 algoritma ini menggunakan pembolehubah Hemisfera Utara dan Hemisfera Timur untuk mengekod secara berangka lokasi objek di Bumi. Di hemisfera utara (selatan), pembolehubah Hemisfera Utara masing-masing mengambil nilai 1 (-1), begitu juga di hemisfera timur (barat) Hemisfera Timur - 1 (-1).