Курсовая работа: Традиционная картография и геоинформационная система
В основе системы заложено использование 23 спутников Земли, находящихся на околоземных орбитах на большой высоте. Спутники расположены так, чтобы была возможность определения местоположения в любой точке Земли в течение 24 часов. Погрешность определения может составлять около 6-10 метров, а в дифференциальном режиме до одного сантиметра. Основой определения местоположения служат специальные приемники, действие которых опирается на точные данные об орбитах спутников. Приемник с небольшой антенной способен определять свое положение в трехмерном пространстве с интервалом от 1 часа до менее 1 сек, в зависимости от используемого метода
GOTO (англ. go to - "перейти к") - в некоторых языках программирования - оператор перехода к определённой точке программы, обозначенной номером строки либо меткой. Это основная операция по переносу контроля исполнения из одной части программы в другую, поскольку компиляторы транслируют другие операторы контроля исполнения в эффективные GOTO.
GOTO имеется в Фортране, Алголе, КОБОЛе, Snobol, Бейсике, Лиспе, Си, C++, D, Паскале, Perl, а также во многих других языках, в особенности, в ассемблере. В языке ассемблера, эквивалент для GOTO обычно называется JMP, JUMP или BRA.
GOTO отсутствует в некоторых языках высокого уровня. В частности, в Java имеется зарезервированное слово goto, но оно не несёт никакой функции.
Оператор GOTO в языках высокого уровня является объектом критики, поскольку чрезмерное применение операторов GOTO приводит к созданию нечитаемого и неподдерживаемого "спагетти-кода".
Оператор GOTO широко использовался в Бейсике (из-за чего, возможно, Э. Дейкстра и сказал об умственной деградации студентов, изучавших Бейсик), однако применение этого оператора не рекомендуется: оно недопустимо в структурном программировании.
Навигатор eTrex - это GPS - навигатор от компании "Garmin" для начинающих, который оснащен упрощенными функциями и органами управления при наименьшем весе. Можно сказать, что компактность, доведенная до реального "карманного" формата прибора, наиболее привлекательна в этом изделии. И вот появился новый GPS - навигатор "eTrex Summit", который при тех же размерах, имеет множество новых и уникальных возможностей.
Навигатор "Garmin eTrex Summit" оснащен обновленным программным обеспечением, которое содержит встроенный электронный компас, показывающий азимут навигатора, даже когда вы не двигаетесь. Высотомер оснащен построителем графика, и теперь во время движения можно видеть профиль изменения высоты над уровнем моря по трассе движения. Это стало возможным благодаря встроенному электронному магнитному компасу и барометрическому альтиметру. Чтобы откалибровать компас, пользователю с навигатором в руке следует медленно дважды повернуться вокруг своей оси в месте, свободном от помех приему сигналов спутников. Высотомер и показания высоты GPS - навигатора постоянно фильтруются для получения наиболее точных результатов. Все кнопки управления расположены на боковых поверхностях навигатора, оставляя лицевую панель корпуса для размещения экрана и антенны.
КОМПАС: Экранная страница компаса изменилась: теперь вместо ориентации в направлении движения, экран ориентируется относительно цели движения в зависимости от выбираемого пользователем минимального значения скорости и времени. Показания компаса на экранных страницах Настроек, Единиц измерения и Положения, а также значения азимута в режиме "GOTO " (Движение) могут быть установлены как в градусах, так и в милях. Навигатор "Summit" получил новую управляющую последовательность для работы с внешними устройствами, поддерживающими протокол NMEA, которая включает азимут и магнитное склонение. По каналу NMEA передаются в точности те данные, которые видны на экране GPS - навигатора.
ВЫСОТА: Показания высоты включают в себя максимальное и среднее значения по маршруту. Профиль отметок высоты, кроме того, может быть использован как индикатор смены атмосферного давления в течение времени. Показания высоты на экране GPS - навигатора отличаются от тех, что передаются по каналу NMEA на внешнее устройство, которые включают максимальное и минимальное измеренное значения. Высота на экране навигатора остается вполне неизменной, тогда как передаваемые по каналу NMEA значения высоты могут непрерывно изменяться. Разумеется, и на экран и по каналу NMEA передается высота, измеренная одним и тем же барометром, но почему-то в этих показаниях имеются различия. Мы постараемся выяснить - что же в точности в отношении высоты содержат управляющие последовательности NMEA?
ПОСТРОИТЕЛЬ ПУТИ: Навигатор "Summit" способен вести наиболее детализированный протокол пути из всех навигаторов, выпускаемых компанией "Garmin". Образец построения пути на экране: (Здесь). Разумеется, ничто не дается даром: высокое разрешение записи пути ограничивает длительность этой записи. Активный протокол пути может быть записан при дальности движения не более 8 миль или 14 км, при движении в автомобиле это расстояние увеличивается до 150 миль или 230 км. Могут быть сохранены до 3000 промежуточных точек в одном маршруте или 10 маршрутов по 500 промежуточных точек каждый. По-прежнему, сохраненные протоколы пути не могут быть выведены на экранную страницу Карты. Однако тут есть решение. Один записанный протокол пути следует сохранить как маршрут "Возвращение" (Trackback), который можно просматривать на экранной странице Карты.
Чтобы показания компаса были наиболее точны, следует найти горизонтальное место, где магнитное поле будет свободно от возмущений, и повернуться с навигатором на этом плоском месте два раза вокруг своей оси. Если настройку проводить не на ровной (горизонтальной) поверхности, то наклон магнитного поля привнесет ошибку в показания компаса навигатора.
На самом деле настраивать высотомер нет никакой необходимости. Выждите неподвижно примерно час времени, и датчик атмосферного давления перейдет в режим автоматической настройки (Auto Cal). На самом же деле местные регулировки барометра с включенной функцией автонастройки (ON) не имеют никакого влияния на точность показаний барометра в любом другом месте. Настройка показаний барометра в месте с известной высотой над уровнем моря будет иметь столь же сиюминутный эффект. Если функция автонастройки (Auto Cal) выключена (OFF), то высотометр GPS - навигатора будет вести себя подобно любому другому простому барометру (т.е. показания высотомера могут отличаться от определенных при помощи спутников GPS), когда точность показаний барометра может зависеть от состояния погоды, а также от того, как соответствует математическая модель изменения атмосферного давления с высотой, заложенная в память навигатора, реальному соотношению давления и высоты. При всем при этом, насколько нам известно, даже Американская федерация аэронавтики FAA не использует для прогнозов местные особенности строения атмосферы.
Нормализованное, т.е. приведенное к уровню моря, давление является давлением "по умолчанию" в навигаторе, так что если при настройке высотомера вы решите выбрать показания барометра, то они сначала обнулятся. Для максимальной возможной точности мы настоятельно рекомендуем настраивать высотомер по известной высоте, определенной другими точными инструментами. Пользователю следует записать точные показания давления или высоты на бумагу до начала настройки высотомера, потому что нормализация или приведение показаний барометра к давлению на уровне моря, само по себе не обеспечивают точности измерений.
Если навигатор "Summit" будет выключен на срок около 3 часов или более после выполнения последней ручной настройки высотомера, то ему потребуется не менее 5 минут для перехода в режим автонастройки и еще не менее 30 минут, чтобы результаты этой автонастройки стали заметны. Если же вы решите настраивать высотомер по показаниям спутников, Вам потребуется соблюсти все необходимые требования к обеспечению высококачественного GPS-приема. Необходимо будет обеспечить хорошую геометрию спутников, силу сигнала и тому подобное, прежде чем автонастройка сможет привнести сколько-нибудь заметные изменения в показания высотомера.
Навигатор "eTrex Summit" (так же, как и "eTrex") создан с расчетом на пользователя, не имеющего понятия о технологии работы навигационной спутниковой системы GPS. Органы его управления предельно упрощены, как предельно упрощены и его функциональные возможности, так что прибор и выглядит, и работает, как настоящий инструмент "для чайника", не имеющего представления о пользовании системой GPS (полный список функций навигатора приведен ниже).
Многие редко используемые функции и экранные страницы отсутствуют в навигаторе "eTrex Summit". Так, отсутствуют функции "Поперечная ошибка движения" СTE, панорамирование экранной карты и сканирование объекта карты, списки достопримечательностей и городов, таймер заряда батареек, пользовательские таймеры и возможность загрузки электронных карт местности. Да и в самом деле, некоторые из них было бы весьма затруднительно использовать при наличии всего четырех кнопок управления, не считая кнопки включения питания POWER, ведь четыре кнопки предельно упрощают управление навигатором.
Однозначный вердикт навигатору "eTrex Summit" вынести довольно сложно. Хотя в обычных условиях мы не обозреваем навигаторы, не обладающие возможностями работы с электронными картами, но испытуемый прибор обладает интересной и весьма полезной функцией выведения графика изменения высоты по пути движения, что может оказаться полезным для путешественников, парапланеристов, планеристов и других летающих туристов, пилотов частных самолетов и пр. Эта функция включает "профиль пути" через изменение высоты, которая представляет ваш маршрут в виде двумерного графика в координатах (x,y). Кроме того, изменение высоты сохраняется как составная часть протокола маршрута, что позволяет проводить последующий анализ своего путешествия в трех координатах (x,y,z).
С другой стороны, в приборе отсутствуют функции, ставшие "стандартными" для всех навигаторов, начиная с модели "G-12XL". Среди них: разъем для подключения внешней антенны, различные путевые таймеры (прибытия и полный движения), поперечная ошибка движения, база данных достопримечательностей и городов, панорамирование экранной карты и сканирование объектов карты, усреднение точек, настраиваемые информационные окна на пользовательских страницах, встроенный автоматический регулятор входного напряжения. Можно долго перечислять экранные страницы и функции, утраченные сравнительно не только с моделью "G-12XL", но и с "G-12Map" и т.п. Начиная с аппаратной версии 2.02, навигатор "eTrex Summit" 2.07 теперь может сохранять до 20 маршрутов ("eTrex" версии 2.10 по-прежнему может хранить только один маршрут).
2. Традиционная картография и геоинформационные системы
Длительное время картографические данные служили основным источником данных для пространственных баз данных и в том числе для геоинформационных систем.
Карта как информационный носитель выполняет две функции:
позиционную (дает информацию о точном расположении объекта, о его размерах);
атрибутивную (информирует о типе, виде, классе объекта, показывает топологические свойств объектов, их отношений и т.п.).
Общегеографические карты используют в качестве источников при составлении любых тематических карт. Они служат основой для нанесения тематического содержания. Топографические, обзорно-топографические и обзорные карты - это надежные и достоверные источники, которые создают по государственным инструкциям, в стандартной системе условных знаков с определенными, строго фиксированными требованиями к точности.
Взаимодействие геоинформатики и картографии стало основой для формирования нового направления - геоинформационного картографирования, суть которого составляет автоматизированное информационно-картографическое моделирование природных и социально-экономических геосистем на основе ГИС и баз знаний.
Традиционная картография испытывает сегодня перестройку, сопоставимую, возможно, лишь с теми изменениями, которые сопровождали переход от рукописных карт к печатным полиграфическим оттискам. В некоторых случаях геоинформационное картографирование почти полностью заменило традиционные методы картосоставления и картоиздания.
Четкая целевая установка и преимущественно прикладной характер - вот, пожалуй, наиболее важные отличительные черты геоинформационного картографирования. Согласно подсчетам, до 80% карт, составляемых с помощью ГИС, носят оценочный или прогнозный характер либо отражают то или иное целевое районирование территории.
Программно-управляемое картографирование по-новому освещает многие традиционные проблемы, связанные с выбором математической основы и компоновки карт (возможность перехода от проекции к проекции, свободное масштабирование, отсутствие фиксированной нарезки листов), введением новых изобразительных средств (например, мигающие или перемещающиеся на карте знаки), генерализацией (использование фильтрации, сглаживания и т.п.).
Происходит тесное соединение двух основных ветвей картографии: создания и использования карт. Многие трудоемкие прежде операции, связанные с подсчетом длин и площадей, преобразованием изображений или их совмещением, стали рутинными процедурами. Возникла электронная динамическая картометрия. Создание и использование карт, в особенности если речь идет о цифровых моделях, стали как бы единым интегрированным процессом, поскольку в ходе компьютерного анализа происходит постоянное взаимное трансформирование изображений. Даже чисто методически стало трудно различить, где завершается составление исходной карты и начинается построение производной.