GIS adalah ... Sistem Informasi Geografis

GIS adalah sistem mobile geoinformation modern yang memiliki kemampuan untuk menampilkan lokasinya pada peta. Properti penting ini didasarkan pada penggunaan dua teknologi: geo-information dan global positioning. Jika perangkat mobile memiliki receiver GPS built-in, maka dengan perangkat ini adalah mungkin untuk menentukan lokasinya dan, oleh karena itu, koordinat sebenarnya dari GIS itu sendiri. Sayangnya, teknologi geoinformasi dan sistem dalam literatur ilmiah bahasa Rusia diwakili oleh sejumlah kecil publikasi, akibatnya, hampir tidak ada informasi tentang algoritma yang mendasari kemampuan fungsional mereka.

Klasifikasi GIS

Bagian dari sistem geoinformation didasarkan pada prinsip teritorial:

1. Global GIS digunakan untuk mencegah bencana alam dan buatan sejak 1997. Berkat data ini, mungkin dalam waktu yang relatif singkat untuk memperkirakan skala bencana, menyusun sebuah rencana untuk menghilangkan konsekuensi, menilai kerusakan yang diakibatkan dan kerugian manusia, dan mengatur tindakan kemanusiaan.
2. Sistem geoinformation regional dikembangkan di tingkat kota. Hal ini memungkinkan pemerintah daerah untuk memprediksi perkembangan suatu wilayah tertentu. Sistem ini mencerminkan hampir semua bidang penting, misalnya investasi, properti, navigasi dan informasi, hukum, dan lain-lain. Perlu dicatat juga bahwa berkat penggunaan teknologi ini, menjadi mungkin untuk menjadi penjamin keamanan kehidupan seluruh populasi. Sistem geoinformation regional saat ini sedang digunakan secara cukup efektif, memfasilitasi daya tarik investasi dan pesatnya pertumbuhan ekonomi daerah.

Masing-masing kelompok yang diuraikan di atas memiliki subspesies tertentu:

• GIS global mencakup sistem nasional dan subkontinental, biasanya dengan status negara.
• Di daerah - lokal, sub regional, lokal.

Informasi tentang sistem informasi ini dapat ditemukan di bagian khusus jaringan, yang disebut geoportals. Mereka ditempatkan di domain publik untuk ditinjau tanpa batasan.

Prinsip operasi

Sistem informasi geografis bekerja berdasarkan prinsip penyusunan dan pengembangan algoritma. Ini memungkinkan Anda menampilkan pergerakan objek pada peta GIS, termasuk memindahkan perangkat seluler ke dalam sistem lokal. Untuk mewakili titik tertentu dalam gambar medan, Anda perlu mengetahui setidaknya dua koordinat - X dan Y. Saat menampilkan pergerakan objek pada peta, Anda perlu menentukan urutan koordinat (Xk dan Yk). Indikator mereka harus sesuai dengan titik waktu yang berbeda dari sistem SIG lokal. Inilah dasar penentuan lokasi objek.

Urutan koordinat ini dapat diekstraksi dari file NMEA standar-penerima GPS, yang melakukan gerakan nyata di lapangan. Dengan demikian, dasar algoritma yang dipertimbangkan di sini adalah penggunaan data file NMEA dengan koordinat lintasan objek di atas wilayah tertentu. Data yang diperlukan juga dapat diperoleh sebagai hasil pemodelan proses gerak berdasarkan eksperimen komputer.

Algoritma GIS

Sistem geoinformation dibangun pada data awal, yang diambil untuk mengembangkan algoritma. Biasanya, ini adalah seperangkat koordinat (Xk dan Yk) yang sesuai dengan beberapa lintasan objek dalam bentuk file NMEA dan peta GIS digital di lokasi medan yang dipilih. Tugasnya adalah mengembangkan algoritma yang mencerminkan gerak objek titik. Dalam perjalanan makalah ini, kami menganalisis tiga algoritma yang mendasari pemecahan masalah.

• Algoritma GIS yang pertama adalah analisis data file NMEA untuk mengekstrak sekuens koordinat (Xk dan Yk) darinya,
• Algoritma kedua digunakan untuk menghitung sudut objek, sedangkan parameternya dibaca dari arah ke timur.
• Algoritma ketiga adalah menentukan jalannya objek relatif terhadap negara-negara di dunia.

Algoritma generalisasi: konsep umum

Algoritma umum untuk pemetaan gerak objek titik pada peta GIS mencakup tiga algoritma yang tercantum di atas:

• Analisis data NMEA;
• Perhitungan sudut pandang objek;
• Menentukan jalannya objek relatif terhadap negara-negara di seluruh dunia.

Sistem informasi geografis dengan algoritma umum dilengkapi dengan elemen kontrol dasar - Timer. Tugas standarnya adalah memungkinkan program menghasilkan kejadian secara berkala. Dengan bantuan objek semacam itu, Anda dapat mengatur periode yang diperlukan untuk melakukan serangkaian prosedur atau fungsi. Misalnya, untuk menghitung mundur interval waktu satu detik, Anda harus mengatur properti timer berikut:

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

Akibatnya, setiap detik prosedur untuk membaca koordinat X, Y dari objek dari file NMEA akan diluncurkan, sebagai akibatnya titik ini dengan koordinat yang diterima ditampilkan pada peta GIS.

Bagaimana timer bekerja

Penggunaan sistem geoinformation adalah sebagai berikut:

1. Tiga titik ditandai pada peta digital (simbol - 1, 2, 3), yang sesuai dengan lintasan objek pada waktu yang berbeda tk2, tk1, tk. Mereka harus terhubung dengan garis yang solid.
2. Timer yang mengontrol pergerakan objek pada peta dapat dinyalakan dan dimatikan dengan menggunakan tombol yang ditekan oleh pengguna. Arti dan kombinasi tertentu bisa dipelajari sesuai dengan skema.

File NMEA

Mari kita gambarkan secara singkat komposisi file GIS NMEA. Ini adalah dokumen yang tercatat dalam format ASCII. Sebenarnya, ini adalah protokol untuk pertukaran informasi antara penerima GPS dan perangkat lainnya, seperti PC atau PDA. Setiap pesan NMEA dimulai dengan tanda $ diikuti dengan penandaan perangkat dua karakter (untuk penerima GPS - GP) dan diakhiri dengan simbol return carriage return dan baris baru. Keakuratan data dalam pemberitahuan tergantung pada jenis pesan. Semua informasi terkandung dalam satu baris, dengan bidang dipisahkan dengan koma.

Untuk memahami bagaimana sistem kerja geoinformation bekerja, cukup untuk mempelajari pesan yang banyak digunakan seperti $ GPRMC, yang berisi kumpulan data minimal namun mendasar: lokasi objek, kecepatan dan waktu.
Mari pertimbangkan pada contoh tertentu, informasi apa yang ada di dalamnya dikodekan:

• Tanggal penentuan koordinat fasilitas - 7 Januari 2015;
• Waktu Universal UTC penentuan koordinat - 10h 54m 52s;
• Koordinat objek - 55 ° 22.4271 'N Dan 36 ° 44.1610 'E.

Kami menekankan bahwa koordinat objek disajikan dalam derajat dan menit, gambar terakhir diberikan dengan akurasi empat tempat desimal (atau titik sebagai pemisah bilangan bulat dan bagian pecahan bilangan real dalam format AS). Ke depan, perlu dicatat bahwa dalam file NMEA, garis lintang lokasi objek berada pada posisi setelah koma ketiga, dan garis bujur - setelah yang kelima. Pada akhir pesan, checksum ditransmisikan setelah simbol '*' dalam bentuk dua digit heksadesimal - 6C.

Sistem geoinformation: contoh kompilasi sebuah algoritma

Pertimbangkan sebuah algoritma analisis untuk file NMEA untuk mengambil sekumpulan koordinat (X dan Yk) yang sesuai dengan jalur gerak objek . Ini terdiri dari beberapa langkah berturut-turut.

Penentuan koordinat Y dari objek

Algoritma Analisis Data NMEA

Langkah 1. Baca baris GPRMC dari file NMEA.

Langkah 2. Temukan posisi koma ketiga di baris (q).

Langkah 3. Temukan posisi koma keempat di baris (r).

Langkah 4. Temukan simbol titik desimal (t) mulai dari posisi q.

Langkah 5. Ekstrak satu karakter dari garis pada posisi (r + 1).

Langkah 6. Jika karakter ini W, maka variabel NorthernHemisphere diatur ke 1, jika -1.

Langkah 7. Ekstrak (r- + 2) karakter garis mulai dari posisi (t-2).

Langkah 8. Ekstrak (tq-3) karakter dari string dimulai pada posisi (q + 1).

Langkah 9. Mengkonversi string ke bilangan real dan menghitung koordinat Y objek dalam ukuran radian.

Penentuan koordinat X dari objek

Langkah 10. Temukan posisi koma kelima di baris (n).

Langkah 11. Temukan posisi koma keenam di garis (m).

Langkah 12. Temukan simbol titik desimal (p) mulai dari posisi n.

Langkah 13. Ekstrak satu karakter dari garis pada posisi (m + 1).

Langkah 14. Jika karakter ini sama dengan 'E', maka variabel EasternHemisphere mendapat nilai 1, jika tidak -1.

Langkah 15. Ekstrak (m-p + 2) string karakter mulai dari posisi (p-2).

Langkah 16. Ekstrak (p-n + 2) karakter garis mulai dari posisi (n + 1).

Langkah 17. Mengkonversi string ke bilangan real dan menghitung koordinat X dari objek dalam ukuran radian.

Langkah 18. Jika file NMEA tidak dibaca, lanjutkan ke langkah 1, jika tidak, lanjutkan ke langkah 19.

Langkah 19 Selesaikan algoritma.

Pada langkah 6 dan 16 dari algoritma ini, variabel NorthernHemisphere dan EasternHemisphere digunakan untuk mengkodekan secara numerik lokasi objek di Bumi. Di belahan bumi utara (selatan), variabel NorthernHemisphere masing-masing memiliki nilai 1 (-1), demikian pula di timur (barat) belahan bumi EasternHemisphere - 1 (-1).

Penerapan GIS

Penggunaan sistem geoinformation tersebar luas di banyak bidang:

• Geologi dan kartografi;
• Perdagangan dan jasa;
• Kadaster;
• Ekonomi dan manajemen;
• Pertahanan;
• Rekayasa;
• Pendidikan, dll.