viktoras paliulionis, dalė dzemydienĖ, laima paliulionienĖ. Žemės paviršiumi judančių...

Žemės paviršiumi judančių objektų Žemės paviršiumi judančių objektų stebėjimo ir vizualizavimo stebėjimo ir vizualizavimo

daugiasluoksniuose geografiniuose daugiasluoksniuose geografiniuose žemėlapiuose galimybėsžemėlapiuose galimybės

Dalė Dzemydienė Mykolo Romerio universitetas, profesorė, daktarė Mykolo Romerio universitetas, profesorė, daktarė

Viktoras PaliulionisIĮ „Komtera“, GIS inžinierius, daktarasIĮ „Komtera“, GIS inžinierius, daktaras

Laima PaliulionienėVilniaus universitetas, Matematikos ir informatikos institutas, inžinierė tyrėjaVilniaus universitetas, Matematikos ir informatikos institutas, inžinierė tyrėja

PlanasPlanas• Įvadas: mobiliosios paslaugos ir vietos nustatymas.• Siūlomos judančių objektų stebėjimo ir vaizdavimo sistemos

architektūra ir veikimo principai.• Išvados.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 2

Mobiliosios paslaugosMobiliosios paslaugos• Naujų duomenų pateikimo formų atsiradimas.• Paslaugų granuliarumas (padalinimas į modulius ir išskirstymas).• Paslaugų personalizacija.• Paslaugų prieinamumas ir paprastumas naudoti.• Paslaugos priklauso nuo objekto buvimo vietos.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 3

www.revenuegrp.com

Nuo vietos priklausančios paslaugos Nuo vietos priklausančios paslaugos • Judančių objektų stebėjimas, judėjimo vizualizavimas.

– Įmonėms – darbo resursų planavimas, našumas, saugumas:• transporto priemonių, vertingų daiktų, darbuotojų judėjimas;

– Gyventojams – pramoga, saugumas:• vaikų, artimųjų, draugų buvimo vieta.

• GIS, interneto, bevielio ryšio ir vietos nustatymo technologijų integravimas.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 4

www.innovacionesporta.com

Darbai LietuvojeDarbai Lietuvoje• Yra įmonių, siūlančių judančių objektų sekimo paslaugas.

Pvz.: sistema „LockTracker“.• Kartu teikiamos ir kitos paslaugos, pvz., darbo laiko ir

degalų apskaita, todėl stebėjimui naudojami specialūs įrenginiai, montuojami į transporto priemones.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 5

GIS ir objektų stebėjimasGIS ir objektų stebėjimas• GIS komponentas yra esminis, nes atlieka erdvinių

duomenų tvarkymo, vaizdavimo ir analizės funkcijas.• Problema: GIS būna gana sudėtingos, brangios, dažnai yra

nesuderinamos tarpusavyje.• Naršyklėje veikiantys klientai: Google Maps API,

OpenLayers API, ArcGIS• Siūlymas: sukurti sistemą, naudojančią nemokamos

programos „Google Earth“ galimybes ir šioje programoje realizuotu KML formatu geografiniams duomenims perduoti ir vaizduoti.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 6

Darbo tikslasDarbo tikslas• Išplėtoti judančių objektų buvimo vietos nustatymo ir

vaizdavimo paslaugas, perteikiant ir animuojant judančių objektų stebėsenos dinamiką daugiasluoksniuose geografiniuose žemėlapiuose.– tęsiami darbai, kurie aprašyti (Paliulionis, 2007);– GIS „Akis-GE“ architektūra išplėsta, komponuojant

išmaniąsias paslaugas, atsižvelgiant į naujausias technologijas ir vis labiau plintančius išmaniuosius įrenginius, turinčius daugiau galimybių.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 7

Sistemos veikimasSistemos veikimas• Išmanusis įrenginys su vietos nustatymo

galimybe arba atskiras GPS imtuvas nustato objekto buvimo vietą.

• Informacija perduodama į „Akis-GE“ serverį mobiliuoju internetu.

• „Akis-GE“ serveris dinamiškai generuoja KML failus, aprašančius objekto padėties pasikeitimas.

• Programa „Google Earth“ periodiškai kreipiasi į serverį, gauna šį KML failą ir iš karto pavaizduoja žemėlapyje pasikeitusią objekto padėtį.

• Objekto judėjimas gali būti animuojamas pagal išsaugotus kelionės duomenis.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 8

GPS

Akis-GE serveris

KML analizatorius

Google Earth

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 9

• „Google EarthGoogle Earth“ – tai virtualaus Žemės gaublys; – tai virtualaus Žemės gaublys;• Galima atsisiųsti nemokamai (GE Plus, Pro ir Enterprise Galima atsisiųsti nemokamai (GE Plus, Pro ir Enterprise

versijos ir mokamos);versijos ir mokamos);• Pateikia Žemės rutulio palydovinius vaizdus ir Pateikia Žemės rutulio palydovinius vaizdus ir

aeronuotraukas bei įvairią informaciją apie Žemės aeronuotraukas bei įvairią informaciją apie Žemės objektus;objektus;

• 3D (reljefas, pastatai);3D (reljefas, pastatai);• Objektų paieška;Objektų paieška;• Maršrutų skaičiavimas;Maršrutų skaičiavimas;• KML kalba.KML kalba.

Kas yra Google Earth?Kas yra Google Earth?

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 10

KML (Keyhole Markup Language) – XML reikalavimus KML (Keyhole Markup Language) – XML reikalavimus atitinkanti kalba, skirta geografinės informacijos atitinkanti kalba, skirta geografinės informacijos vaizdavimui:vaizdavimui:– KML formato duomenis gali atvaizduoti tiek Google Earth

programa, tiek ir kitos programos, pavyzdžiui, Google Maps, Google Mobile, WorldWind (NASA).

KML kalba galima apibrėžti:KML kalba galima apibrėžti:– 2D ir 3D vektorinius geoobjektus (taškai, linijos, poligonai);– 3D pastatų modelius COLLADA kalba;– geoobjektų HTML aprašus (su hipernuorodomis ir piešinukais);– geoobjektų vaizdavimo stilius;– geoobjektų hierarchinę struktūrą (katalogai);– taško, iš kurio žiūrima į geoobjektą, padėtį;– Žemės paviršiaus užklodus (JPEG, PNG ir kitų formatų vaizdus);– Dinaminį duomenų atsisiuntimą ir atnaujinimą iš nutolusio ar

lokalaus serverio.

KML kalbaKML kalba

Sistemos architektūraSistemos architektūra

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 11

Duomenų bazė

Administravimo klientai (interneto naršyklė)

Google Earth DB

Mobilių objektų duomenų apdorojimo komponentas

Duomenų surinkimo komponentas

Mobilieji įrenginiai su vietos nustatymo galimybe

KML generatorius

Akis-GE serveris

Mobilusis internetas

Internetas

Stebėjimo klientai

Vartotojų duomenysMob. objektų duomenys Žemėlapių duomenys

Administravimo komponentas

Google Earth(daugiasluoksniai žemėlapiai)

Geografinių duomenų apdorojimo komponentas

Internetas

Realizacijos detalėsRealizacijos detalės• „Akis-GE“ serveris sukurtas naudojant Visual C++ ir MySQL. • Kliento bandymams buvo naudota „Google Earth“ 7.1

versija. Sąveikai tarp serverio ir „Google Earth“ naudojama KML kalbos 2.2 versija.

• Papildomi žemėlapių duomenys buvo eksportuoti iš programos „Akis“ į KML formatą ir papildė „Google Earth“ žemėlapius.

• Sukurta programinė įranga, kuri ima duomenis iš GPS imtuvo ir siunčia juos į „Akis-GE“ serverį.

• Norint objekto stebėjimą padaryti prieinamu kitiems, pakanka paskelbti internete nuorodą į automatiškai generuojamą KML failą, kurią paspaudus, reikiamas KML failas automatiškai įkeliamas į “Google Earth”

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 12

Nuoseklių pokyčių mechanizmasNuoseklių pokyčių mechanizmas

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 13

• Objektų grupei stebėti reikalingi trys KML dokumentai:– 1-as KML dokumentas (A) įtraukiamas kaip sluoksnis į “Google

Earth”;– 2-as KML dokumentas (B) – pradinis objektų sąrašas ir jų

būsena (koordinatės ir kt.)– 3-ias KML dokumentas (C) – aprašo kokius pokyčius reikia

atlikti 2-me dokumente.

1 žingsnis1 žingsnis

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 14

2 žingsnis2 žingsnis2-as žingsnis – pradinio stebimų objektų sąrašo įkėlimas

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 15

3 žingsnis3 žingsnis3-ias žingsnis – informacijos atnaujinimas, kartojant užklausas į serverį

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 16

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 17

Stebėjimo pavyzdysStebėjimo pavyzdys

Daugiasluoksniai žemėlapiaiDaugiasluoksniai žemėlapiai• Informacija KML dokumente turi hierarchinę

struktūrą, ji vaizduojama „Google Earth“ žemėlapio fone kaip atskiri sluoksniai, ir taip gauname daugiasluoksnius žemėlapius.

• Prie objekto judėjimo koordinačių prijungus kitų žemėlapių sluoksninius vaizdus, GIS erdvinė duomenų analizė padės analizuoti įvairias problemas, susijusias su geografine vieta, ir rasti jų sprendimo būdus.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 18

3D modeliai3D modeliai

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 19

IšvadosIšvados• Tiriant galimybes panaudoti „Google Earth“ judančių objektų

stebėjimui, išryškėjo jos privalumai ir trūkumai.• Privalumai:

– “Google Earth” – universalus klientas, todėl nereikia programuoti klientinės sistemos dalies;

– apima viso pasaulio žemėlapius;– galima išplėsti papildomais žemėlapiais;– navigacija ne tik dviejų, bet ir trijų matavimų žemėlapyje;– URL adresavimo dėka duomenys gali būti bet kur

pasauliniame tinkle, todėl sistemą galima išskirstyti ir panaudoti kelis serverius, surenkančius informaciją iš judančių objektų;

– sąveikai su klientu nenaudojama programinė sąsaja, todėl „Google Earth“ klientą galima pakeisti kitu klientu, palaikančiu KML formatą.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 20

IšvadosIšvados• “Google Earth” trūkumai:

– nėra galimybės išplėsti programos funkcionalumo;– versijose, skirtose kai kurioms išmaniųjų įrenginių

operacinėms sistemoms (Android, iOS), nepilnai realizuotas KML formatas, nėra galimybės automatiškai atnaujinti judančio objekto vietą, todėl tokie įrenginiai kol kas netinka judančių objektų stebėjimui.

• Tačiau daugeliu atvejų „Google Earth“ ir KML kalbos teikiamų galimybių pakanka judančių objektų stebėjimui realizuoti ir tuo pagrindu kurti įvairias išmaniąsias paslaugas.

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 21

2015 m. rugsėjo 17-19 d. Kompiuterininkų dienos - 2015 22