نظم المعلومات الجغرافية ... نظم المعلومات الجغرافية

نظم المعلومات الجغرافية هي أنظمة المعلومات الجغرافية الحديثة التي لديها القدرة على عرض موقعها على الخريطة. ويستند هذا العقار المهم على استخدام اثنين من التكنولوجيات: المعلومات الجغرافية وتحديد المواقع العالمية. إذا كان الجهاز المحمول لديه جهاز استقبال غس المدمج، ثم مع هذا الجهاز فمن الممكن لتحديد موقعها، وبالتالي، والإحداثيات الدقيقة من نظم المعلومات الجغرافية نفسها. ولسوء الحظ، فإن تكنولوجيات ونظم المعلومات الجغرافية في المؤلفات العلمية باللغة الروسية ممثلة بعدد صغير من المنشورات، ونتيجة لذلك، لا توجد تقريبا معلومات عن الخوارزميات الكامنة وراء قدراتها الوظيفية.

تصنيف نظم المعلومات الجغرافية

ويستند تقسيم نظم المعلومات الجغرافية إلى المبدأ الإقليمي:

1. وتستخدم نظم المعلومات الجغرافية العالمية لمنع الكوارث التي من صنع الإنسان والكوارث الطبيعية منذ عام 1997. وبفضل هذه البيانات، يمكن في وقت قصير نسبيا التنبؤ بحجم الكارثة، ووضع خطة للقضاء على العواقب، وتقييم الأضرار التي لحقت، والخسائر البشرية، وتنظيم الأعمال الإنسانية.
2. ويجري تطوير نظام المعلومات الجغرافية الإقليمي على مستوى البلديات. وهي تسمح للسلطات المحلية بالتنبؤ بتطور منطقة معينة. ويعكس هذا النظام تقريبا جميع المجالات الهامة، مثل الاستثمار والملكية والملاحة والمعلومات والقانونية، وما إلى ذلك. ومن الجدير بالذكر أيضا أنه بفضل استخدام هذه التكنولوجيات، أصبح من الممكن العمل كضامن لسلامة حياة جميع السكان. ويجري حاليا استخدام نظام المعلومات الجغرافية الإقليمي بفعالية كبيرة، مما يسهل جذب الاستثمارات والنمو السريع لاقتصاد المنطقة.

لكل مجموعة من المجموعات المذكورة أعلاه بعض السلالات:

• وتشمل نظم المعلومات الجغرافية العالمية النظم الوطنية وشبه القارية، التي عادة ما تكون لها صفة الدولة.
• على المستوى الإقليمي، المحلي ودون الإقليمي والمحلي.

ويمكن العثور على معلومات عن نظم المعلومات هذه في أقسام خاصة من الشبكة، تسمى جيوبورتالز. يتم وضعها في المجال العام للمراجعة دون أي قيود.

مبدأ العملية

وتعمل نظم المعلومات الجغرافية على مبدأ تجميع وتطوير خوارزمية. انها تسمح لك لعرض حركة كائن على خريطة نظم المعلومات الجغرافية، بما في ذلك نقل جهاز محمول داخل النظام المحلي. لتمثيل نقطة معينة في رسم التضاريس، تحتاج إلى معرفة إحداثيين على الأقل - X و Y. عند عرض حركة كائن على الخريطة، سوف تحتاج إلى تحديد تسلسل الإحداثيات (هك و يك). وينبغي أن تتوافق مؤشراتها مع نقاط زمنية مختلفة لنظام المعلومات الجغرافية المحلي. هذا هو الأساس لتحديد موقع الكائن.

هذا التسلسل من الإحداثيات يمكن استخراجها من نميا القياسية ملف غس استقبال، التي نفذت حركة حقيقية على الأرض. وهكذا، فإن أساس الخوارزمية تعتبر هنا هو استخدام البيانات نميا ملف مع إحداثيات مسار الكائن على أراضي معينة. ويمكن أيضا الحصول على البيانات اللازمة نتيجة لنمذجة عملية الحركة على أساس التجارب الكمبيوتر.

خوارزميات نظم المعلومات الجغرافية

يتم بناء نظم المعلومات الجغرافية على البيانات الأولية، والتي يتم اتخاذها لتطوير خوارزمية. عادة، وهذا هو مجموعة من الإحداثيات (هك و يك) المقابلة لبعض مسار الكائن في شكل ملف نميا وخريطة نظم المعلومات الجغرافية الرقمية على موقع التضاريس المحدد. المهمة هي تطوير خوارزمية تعكس حركة كائن نقطة. في سياق هذه الورقة، قمنا بتحليل ثلاثة خوارزميات تقوم على حل المشكلة.

• أول خوارزمية نظم المعلومات الجغرافية هو تحليل البيانات نميا ملف من أجل استخراج سلسلة من الإحداثيات (هك و يك) منه،
• يتم استخدام الخوارزمية الثانية لحساب زاوية الكائن، في حين يتم قراءة المعلمة من الاتجاه إلى الشرق.
• والخوارزمية الثالثة هي تحديد مسار الكائن بالنسبة إلى بلدان العالم.

خوارزمية عامة: مفهوم عام

تتضمن الخوارزمية المعممة لتخطيط حركة كائن نقطة على خريطة نظم المعلومات الجغرافية الخوارزميات الثلاث المذكورة أعلاه:

• تحليل بيانات نميا.
• حساب زاوية الكائن من السفر.
• تحديد مسار الكائن بالنسبة للبلدان في جميع أنحاء العالم.

وقد تم تجهيز نظم المعلومات الجغرافية مع خوارزمية المعمم مع عنصر التحكم الأساسي - الموقت. مهمتها القياسية هي أنه يسمح للبرنامج لتوليد الأحداث على فترات منتظمة. وبمساعدة مثل هذا الكائن، يمكنك تعيين الفترة المطلوبة لأداء مجموعة من الإجراءات أو الوظائف. على سبيل المثال، للعد التنازلي لفاصل زمني من ثانية واحدة، يجب تعيين خصائص الموقت التالية:

• Timer.Interval = 1000؛
• Timer.Enabled = ترو.

ونتيجة لذلك، سيتم إطلاق كل ثانية الإجراء لقراءة الإحداثيات X، Y من الكائن من ملف نميا، ونتيجة لذلك يتم عرض هذه النقطة مع الإحداثيات الواردة على خريطة نظم المعلومات الجغرافية.

كيف يعمل الموقت

وفيما يلي استخدام نظم المعلومات الجغرافية:

1. يتم وضع علامة على ثلاث نقاط على الخريطة الرقمية (رمز - 1، 2، 3)، والتي تتوافق مع مسار الكائن في أوقات مختلفة tk2، tk1، تك. وهي مرتبطة بالضرورة بخط متين.
2. الموقت الذي يتحكم في حركة كائن على الخريطة يمكن أن تنتقل وإيقاف عن طريق أزرار التي يتم الضغط عليها من قبل المستخدم. ويمكن دراسة معناها ومزيج معين وفقا للخطة.

ملف نميا

دعونا نصف بإيجاز تكوين ملف نظم المعلومات الجغرافية نميا. هذه الوثيقة مسجلة بتنسيق أسي. في الواقع، بل هو بروتوكول لتبادل المعلومات بين جهاز استقبال غس والأجهزة الأخرى، مثل جهاز كمبيوتر شخصي أو المساعد الشخصي الرقمي. تبدأ كل رسالة نميا مع علامة $ تليها تسمية جهاز من حرفين (لمستقبل غس - غب) وتنتهي مع تسلسل \ r \ n - حرف عودة عربة وخط جديد. تعتمد دقة البيانات في الإشعار على نوع الرسالة. وترد جميع المعلومات في سطر واحد، مع حقول مفصولة بفواصل.

من أجل فهم كيفية عمل نظم المعلومات الجغرافية، يكفي لدراسة رسالة تستخدم على نطاق واسع مثل غبرك $، والذي يحتوي على مجموعة البيانات الحد الأدنى ولكن الأساسية: موقع الكائن وسرعته ووقته.
دعونا ننظر في مثال معين، ما هي المعلومات التي تم ترميزها:

• تاريخ تحديد إحداثيات المرفق - 7 يناير 2015؛
• التوقيت العالمي للتوقيت العالمي المنسق لتحديد الإحداثيات - 10h 54m 52s؛
• إحداثيات الكائن - 55 ° 22.4271 'N و 36 ° 44.1610 'E.

ونحن نؤكد أن إحداثيات الكائن يتم عرضها بالدرجات والدقائق، ويتم إعطاء الرقم الأخير مع دقة أربع منازل عشرية (أو نقطة كفاصل من عدد صحيح وأجزاء كسرية من العدد الحقيقي في شكل الولايات المتحدة الأمريكية). في المستقبل، سيكون من الضروري أن في ملف نميا خط العرض من موقع الكائن في الموقف بعد الفاصلة الثالثة، وخط الطول - بعد الخامس. في نهاية الرسالة، يتم إرسال المجموع الاختباري بعد رمز '*' في شكل رقمين سداسي عشري - 6C.

نظم المعلومات الجغرافية: أمثلة على تجميع خوارزمية

النظر في خوارزمية تحليل لملف نميا لاسترداد مجموعة من الإحداثيات (X و يك) المقابلة لمسار الحركة الكائن. وهي تتألف من عدة خطوات متتالية.

تحديد إحداثيات Y للكائن

نميا خوارزمية تحليل البيانات

الخطوة 1. قراءة خط غبرمك من ملف نميا.

الخطوة 2. العثور على موقف الفاصلة الثالثة في السطر (ف).

الخطوة 3. العثور على موقف الفاصلة الرابعة في السطر (ص).

الخطوة 4. ابحث عن رمز النقطة العشرية (t) بدءا من الموقف q.

الخطوة 5. استخراج حرف واحد من السطر في الموقف (ص + 1).

الخطوة 6. إذا كان هذا الحرف W، ثم يتم تعيين متغير نورثرهيمهيسفير إلى 1، وإلا -1.

الخطوة 7. استخراج (r- + 2) حرفا من خط بدءا من موقف (t-2).

الخطوة 8. استخراج (تك-3) الأحرف من سلسلة بدءا من موقف (q + 1).

الخطوة 9. تحويل سلاسل إلى أرقام حقيقية وحساب تنسيق Y للكائن في مقياس راديان.

تحديد تنسيق X للكائن

الخطوة 10. العثور على موقف فاصلة الخامسة في السطر (ن).

الخطوة 11. العثور على موقف الفاصلة السادسة في السطر (م).

الخطوة 12. ابحث عن رمز النقطة العشرية (p) بدءا من الموضع n.

الخطوة 13. استخراج حرف واحد من السطر في الموقف (م + 1).

الخطوة 14. إذا كانت هذه الشخصية تساوي 'E'، فإن المتغير إيسترنهيميسفير يحصل على القيمة 1، وإلا -1.

الخطوة 15. استخراج (m-p + 2) سلسلة الأحرف بدءا من موقف (p-2).

الخطوة 16. استخراج (p-n + 2) حرفا من خط بدءا من موقف (ن + 1).

الخطوة 17. تحويل السلاسل إلى أرقام حقيقية وحساب تنسيق X من الكائن في مقياس راديان.

الخطوة 18. إذا لم يتم قراءة الملف نميا، انتقل إلى الخطوة 1، وإلا انتقل إلى الخطوة 19.

الخطوة 19 إنهاء الخوارزمية.

في الخطوتين 6 و 16 من هذه الخوارزمية، يتم استخدام متغيرات نورثرن هيميسفير و إيسترنهيميسفير لترميز موقع الكائن على الأرض رقميا. في نصف الكرة الشمالي (الجنوبي)، المتغير نورمالهيمسبير يأخذ القيمة 1 (-1)، على التوالي، وبالمثل في شرق (غرب) نصف الكرة الشرقي إيسترن هيميسفير - 1 (-1).

تطبيق نظم المعلومات الجغرافية

وينتشر استخدام نظم المعلومات الجغرافية على نطاق واسع في العديد من المجالات:

• الجيولوجيا ورسم الخرائط؛
• التجارة والخدمات؛
• قائمة الجرد؛
• الاقتصاد والإدارة؛
• الدفاع؛
• الهندسة؛
• التعليم، إلخ.