जीआईएस आधुनिक मोबाइल भू-सूचना प्रणाली है जो मानचित्र पर अपना स्थान प्रदर्शित करने की क्षमता रखती है। यह महत्वपूर्ण संपत्ति दो प्रौद्योगिकियों के उपयोग पर आधारित है: भू-सूचना और वैश्विक स्थिति। यदि मोबाइल डिवाइस में एक अंतर्निहित जीपीएस रिसीवर है, तो इस तरह के डिवाइस की मदद से इसका स्थान निर्धारित करना संभव है और, परिणामस्वरूप, जीआईएस के सटीक निर्देशांक। दुर्भाग्य से, रूसी भाषा के वैज्ञानिक साहित्य में भू-सूचना प्रौद्योगिकियों और प्रणालियों का प्रतिनिधित्व कम संख्या में प्रकाशनों द्वारा किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उनकी कार्यक्षमता में अंतर्निहित एल्गोरिदम के बारे में लगभग कोई जानकारी नहीं है।
जीआईएस वर्गीकरण
भौगोलिक सूचना प्रणाली का विभाजन प्रादेशिक सिद्धांत के अनुसार होता है:
- 1997 से मानव निर्मित और प्राकृतिक आपदाओं को रोकने के लिए ग्लोबल जीआईएस का इस्तेमाल किया जा रहा है। इन आंकड़ों के लिए धन्यवाद, यह अपेक्षाकृत के लिए संभव हैथोड़े समय में आपदा के पैमाने की भविष्यवाणी करें, उसके बाद के लिए एक योजना तैयार करें, नुकसान और जीवन के नुकसान का आकलन करें, और मानवीय कार्यों को व्यवस्थित करें।
- नगरपालिका स्तर पर क्षेत्रीय भू-सूचना प्रणाली विकसित की गई। यह स्थानीय अधिकारियों को किसी विशेष क्षेत्र के विकास की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है। यह प्रणाली निवेश, संपत्ति, नेविगेशन और सूचना, कानूनी आदि जैसे लगभग सभी महत्वपूर्ण क्षेत्रों को दर्शाती है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि इन प्रौद्योगिकियों के उपयोग के लिए धन्यवाद, जीवन सुरक्षा के गारंटर के रूप में कार्य करना संभव हो गया। संपूर्ण जनसंख्या। क्षेत्रीय भौगोलिक सूचना प्रणाली का वर्तमान में काफी प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा रहा है, जिससे निवेश आकर्षित करने और क्षेत्र की अर्थव्यवस्था के तेजी से विकास में मदद मिल रही है।
उपरोक्त समूहों में से प्रत्येक के कुछ उपप्रकार हैं:
- वैश्विक जीआईएस में राष्ट्रीय और उपमहाद्वीपीय प्रणालियां शामिल हैं, आमतौर पर राज्य की स्थिति के साथ।
- क्षेत्रीय के लिए - स्थानीय, उपक्षेत्रीय, स्थानीय।
इन सूचना प्रणालियों के बारे में जानकारी नेटवर्क के विशेष वर्गों में पाई जा सकती है, जिन्हें जियोपोर्टल कहा जाता है। उन्हें बिना किसी प्रतिबंध के समीक्षा के लिए सार्वजनिक डोमेन में रखा गया है।
कार्य सिद्धांत
भौगोलिक सूचना प्रणाली एल्गोरिथम को संकलित करने और विकसित करने के सिद्धांत पर काम करती है। यह वह है जो आपको जीआईएस मानचित्र पर किसी वस्तु की गति को प्रदर्शित करने की अनुमति देता है, जिसमें स्थानीय प्रणाली के भीतर मोबाइल डिवाइस की गति भी शामिल है। सेवाभू-भाग आरेखण पर इस बिंदु को चित्रित करने के लिए, आपको कम से कम दो निर्देशांक - X और Y जानने की आवश्यकता है। मानचित्र पर किसी वस्तु की गति को प्रदर्शित करते समय, आपको निर्देशांक (Xk और Yk) के अनुक्रम को निर्धारित करने की आवश्यकता होगी। उनके संकेतक स्थानीय जीआईएस प्रणाली के समय में विभिन्न बिंदुओं के अनुरूप होने चाहिए। यह वस्तु का स्थान निर्धारित करने का आधार है।
निर्देशांक के इस क्रम को एक जीपीएस रिसीवर की एक मानक एनएमईए फ़ाइल से निकाला जा सकता है जिसने जमीन पर वास्तविक आंदोलन किया है। इस प्रकार, यहाँ पर विचार किया गया एल्गोरिथ्म एक निश्चित क्षेत्र में वस्तु के प्रक्षेपवक्र के निर्देशांक के साथ NMEA फ़ाइल डेटा के उपयोग पर आधारित है। कंप्यूटर प्रयोगों के आधार पर गति प्रक्रिया के मॉडलिंग के परिणामस्वरूप आवश्यक डेटा भी प्राप्त किया जा सकता है।
जीआईएस एल्गोरिदम
जियोइनफॉर्मेशन सिस्टम प्रारंभिक डेटा पर बनाए जाते हैं जो एल्गोरिथम को विकसित करने के लिए लिया जाता है। एक नियम के रूप में, यह एक चयनित क्षेत्र के लिए एक NMEA फ़ाइल और एक डिजिटल GIS मानचित्र के रूप में कुछ ऑब्जेक्ट प्रक्षेपवक्र के अनुरूप निर्देशांक (Xk और Yk) का एक सेट है। कार्य एक एल्गोरिथ्म विकसित करना है जो एक बिंदु वस्तु की गति को प्रदर्शित करता है। इस काम के दौरान, तीन एल्गोरिदम का विश्लेषण किया गया जो समस्या के समाधान के मूल में हैं।
- पहला जीआईएस एल्गोरिथम NMEA फ़ाइल डेटा का विश्लेषण है जिससे इसे निर्देशांक (Xk और Yk) का एक क्रम निकाला जा सकता है,
- दूसरा एल्गोरिथ्म ऑब्जेक्ट के ट्रैक एंगल की गणना करने के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि पैरामीटर को दिशा से तक गिना जाता हैपूर्व।
- तीसरा एल्गोरिदम कार्डिनल बिंदुओं के सापेक्ष किसी वस्तु के पाठ्यक्रम को निर्धारित करने के लिए है।
सामान्यीकृत एल्गोरिथम: सामान्य अवधारणा
जीआईएस मानचित्र पर एक बिंदु वस्तु की गति को प्रदर्शित करने के लिए सामान्यीकृत एल्गोरिदम में पहले बताए गए तीन एल्गोरिदम शामिल हैं:
- NMEA डेटा विश्लेषण;
- ऑब्जेक्ट के ट्रैक एंगल की गणना;
- दुनिया भर के देशों के सापेक्ष किसी वस्तु की दिशा निर्धारित करना।
भौगोलिक सूचना प्रणाली एक सामान्यीकृत एल्गोरिथ्म के साथ मुख्य नियंत्रण तत्व - टाइमर (टाइमर) से लैस हैं। इसका मानक कार्य यह है कि यह प्रोग्राम को निश्चित अंतराल पर ईवेंट उत्पन्न करने की अनुमति देता है। ऐसी वस्तु का उपयोग करके, आप प्रक्रियाओं या कार्यों के एक सेट के निष्पादन के लिए आवश्यक अवधि निर्धारित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक सेकंड के समय अंतराल की दोहराने योग्य उलटी गिनती के लिए, आपको निम्नलिखित टाइमर गुण सेट करने की आवश्यकता है:
- टाइमर।अंतराल=1000;
- टाइमर सक्षम=सही।
परिणामस्वरूप, NMEA फ़ाइल से ऑब्जेक्ट के X, Y निर्देशांक को पढ़ने की प्रक्रिया हर सेकंड शुरू की जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप प्राप्त निर्देशांक के साथ यह बिंदु GIS मानचित्र पर प्रदर्शित होता है।
टाइमर का सिद्धांत
भौगोलिक सूचना प्रणाली का उपयोग इस प्रकार है:
- डिजिटल मानचित्र पर तीन बिंदु अंकित हैं (प्रतीक - 1, 2, 3), जो विभिन्न क्षणों में वस्तु के प्रक्षेपवक्र के अनुरूप होते हैंसमय tk2, tk1, tk। वे अनिवार्य रूप से एक ठोस रेखा से जुड़े हुए हैं।
- मानचित्र पर वस्तु की गति के प्रदर्शन को नियंत्रित करने वाले टाइमर को सक्षम और अक्षम करना उपयोगकर्ता द्वारा दबाए गए बटनों का उपयोग करके किया जाता है। योजना के अनुसार उनके अर्थ और एक निश्चित संयोजन का अध्ययन किया जा सकता है।
एनएमईए फ़ाइल
आइए जीआईएस एनएमईए फ़ाइल की संरचना का संक्षेप में वर्णन करें। यह एएससीआईआई प्रारूप में लिखा गया एक दस्तावेज है। संक्षेप में, यह एक जीपीएस रिसीवर और पीसी या पीडीए जैसे अन्य उपकरणों के बीच सूचनाओं के आदान-प्रदान के लिए एक प्रोटोकॉल है। प्रत्येक NMEA संदेश एक $ चिह्न के साथ शुरू होता है, उसके बाद एक दो-वर्ण डिवाइस पदनाम (GPS रिसीवर के लिए GP) होता है और \r\n, कैरिज रिटर्न और लाइन फीड कैरेक्टर के साथ समाप्त होता है। अधिसूचना में डेटा की सटीकता संदेश के प्रकार पर निर्भर करती है। सभी जानकारी एक पंक्ति में समाहित है, जिसमें फ़ील्ड अल्पविराम द्वारा अलग किए गए हैं।
भौगोलिक सूचना प्रणाली कैसे काम करती है, इसे समझने के लिए, यह व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले $GPRMC प्रकार के संदेश का अध्ययन करने के लिए पर्याप्त है, जिसमें डेटा का एक न्यूनतम लेकिन बुनियादी सेट होता है: किसी वस्तु का स्थान, उसकी गति और समय।
आइए एक निश्चित उदाहरण पर विचार करें, इसमें कौन सी जानकारी एन्कोड की गई है:
- वस्तु के निर्देशांक के निर्धारण की तिथि - 7 जनवरी 2015;
- सार्वभौम समय UTC निर्देशांक - 10h 54m 52s;
- वस्तु निर्देशांक - 55°22.4271' उत्तर और 36°44.1610' पूर्व
हम इस बात पर जोर देते हैं कि वस्तु के निर्देशांकडिग्री और मिनटों में प्रस्तुत किए जाते हैं, बाद वाले को चार दशमलव स्थानों की सटीकता के साथ दिया जाता है (या संयुक्त राज्य अमेरिका प्रारूप में एक वास्तविक संख्या के पूर्णांक और आंशिक भागों के बीच विभाजक के रूप में एक बिंदु)। भविष्य में, आपको आवश्यकता होगी कि NMEA फ़ाइल में, वस्तु के स्थान का अक्षांश तीसरे अल्पविराम के बाद की स्थिति में हो, और देशांतर पांचवें के बाद हो। संदेश के अंत में, चेकसम '' वर्ण के बाद दो हेक्साडेसिमल अंकों के रूप में प्रेषित किया जाता है - 6C.
जियोइनफॉर्मेशन सिस्टम: एक एल्गोरिथम को संकलित करने के उदाहरण
आइए एक NMEA फ़ाइल विश्लेषण एल्गोरिथ्म पर विचार करें जो ऑब्जेक्ट की गति प्रक्षेपवक्र के अनुरूप निर्देशांक (X और Yk) का एक सेट निकालने के लिए है। यह कई क्रमिक चरणों से बना है।
किसी वस्तु का Y निर्देशांक निर्धारित करना
NMEA डेटा विश्लेषण एल्गोरिथ्म
चरण 1. NMEA फ़ाइल से GPRMC स्ट्रिंग पढ़ें।
चरण 2. स्ट्रिंग (q) में तीसरे कॉमा की स्थिति का पता लगाएं।
चरण 3. स्ट्रिंग (r) में चौथे कॉमा की स्थिति का पता लगाएं।
चरण 4. स्थिति q से शुरू होने वाला दशमलव बिंदु वर्ण (t) ज्ञात करें।
चरण 5. स्ट्रिंग से स्थिति (r+1) में से एक वर्ण निकालें।
चरण 6. यदि यह वर्ण W के बराबर है, तो उत्तरी गोलार्ध चर 1 पर सेट है, अन्यथा -1.
चरण 7. स्थिति (t-2) से शुरू होने वाले स्ट्रिंग के अक्षर (r- +2) निकालें।
चरण 8. स्थिति (q+1) से शुरू होने वाले स्ट्रिंग के वर्णों को निकालें (t-q-3)।
चरण 9. तारों को वास्तविक संख्याओं में बदलें और रेडियन माप में वस्तु के Y निर्देशांक की गणना करें।
किसी वस्तु का X निर्देशांक निर्धारित करना
चरण 10. पांचवें स्थान का पता लगाएंस्ट्रिंग (n) में अल्पविराम।
चरण 11. स्ट्रिंग (m) में छठे अल्पविराम की स्थिति ज्ञात करें।
चरण 12. स्थिति n से प्रारंभ करके, दशमलव बिंदु वर्ण (p) ज्ञात करें।चरण 13. स्थिति (m+1) पर स्ट्रिंग से एक वर्ण निकालें।
चरण 14. यदि यह वर्ण 'E' के बराबर है, तो EasternHemisphere चर 1 पर सेट है, अन्यथा -1. चरण 15. स्ट्रिंग के अक्षर (m-p+2) निकालें, स्थिति (p-2) से शुरू करें।
चरण 16. निकालें (p-n+2) अक्षर स्ट्रिंग की, स्थिति से शुरू (n+ 1)।
चरण 17. स्ट्रिंग्स को वास्तविक संख्याओं में बदलें और रेडियन माप में ऑब्जेक्ट के X निर्देशांक की गणना करें।
चरण 18. यदि NMEA फ़ाइल अंत तक नहीं पढ़ा गया है, तो चरण 1 पर जाएं, अन्यथा चरण 19 पर जाएं। पृथ्वी पर वस्तु के स्थान को संख्यात्मक रूप से सांकेतिक शब्दों में बदलना। उत्तरी (दक्षिणी) गोलार्ध में, चर उत्तरी गोलार्ध में क्रमशः 1 (-1) का मान होता है, इसी तरह पूर्वी (पश्चिमी) गोलार्ध में पूर्वी गोलार्ध - 1 (-1)।
जीआईएस आवेदन
भौगोलिक सूचना प्रणाली का उपयोग कई क्षेत्रों में व्यापक है:
- भूविज्ञान और कार्टोग्राफी;
- व्यापार और सेवाएं;
- इन्वेंट्री;
- अर्थशास्त्र और प्रबंधन;
- रक्षा;
- इंजीनियरिंग;
- शिक्षा, आदि
