Home
Welcome to the WebWorldWind gh-pages wiki!
kodbök: https://barionleg.github.io/WebWorldWind/07-039r1_KML_2.1_Reference__An_OGC_Best_Practice.pdf
https://barionleg.github.io/WebWorldWind/index.html
Интерактивная автоматизированная картографическая система
Автоматизированная, полностью транспортабельная картографическая система использует информацию о местоположении, собранную с помощью программы захвата Глобального Спутникового Позиционирования (GPS), для создания новых карт или аннотирования существующих карт, содержащихся в базе данных Географической Информационной Системы (ГИС) в реальном времени. Кроме того, настоящее изобретение отображает информацию о местоположении, полученную с помощью GPS, в реальном времени, позволяя пользователям отслеживать путь, по которому они перемещаются. Атрибуты, связанные с информацией о местоположении, также могут быть введены в реальном времени и сохранены в файле для последующего включения в базу данных ГИС.
Описание Это продолжение заявки № 07/564,018, поданной 7 августа 1990 года, которая в настоящее время отклонена. ТЕХНИЧЕСКАЯ ОБЛАСТЬ Настоящее изобретение относится к созданию и генерации карт географических объектов. В частности, настоящее изобретение относится к автоматизированной системе картирования, которая использует глобальную спутниковую информацию позиционирования для создания или обновления базы данных географической информации в реальном времени или для сбора и хранения в реальном времени информации о местоположении и другой географической информации для последующего автоматического создания или обновления базы данных географической информации. ФОНОВОЕ ИСКУССТВО Создание и обновление карт традиционно было дорогостоящим и трудоемким процессом. Карты, нарисованные вручную на основе информации, полученной вручную, требуют больших затрат на производство и сложны в обслуживании и исправлении. Каждая особенность географической области, которая должна быть нанесена на карту, должна быть обследована, что приводит к созданию огромного количества информации. Затем эта информация анализируется, и создаются чертежи карты, соответствующие информации, полученной в результате обследования. Поскольку информация, полученная в результате обследования, собирается вручную, существует множество возможностей для внесения ошибок, например, из-за ошибочной записи информации, полученной в результате обследования, геодезистами или неправильной интерпретации информации, полученной в результате обследования, составителями карты. В случае внесения ошибки в карту, часть карты, содержащая ошибку, должна быть вручную перерисована, что само по себе является трудоемким и дорогостоящим процессом. Это в равной степени относится к изменениям в географической области, вызванным, например, изменением местоположения или направления улицы. Некоторые из этих недостатков в процессе создания и обслуживания карт устраняются с помощью использования Географической информационной системы (ГИС), такой как ARC/INFO, которая является широко используемой системой баз данных географической информации, или системы автоматизированного черчения (САПР), применяемой для картографии. ARC/INFO обеспечивает управление хранением как графической, так и табличной информации. Из такой базы данных карты географических областей могут отображаться на экране компьютера или могут быть распечатаны на компьютерном принтере или плоттере. В географической информационной системе географические объекты, такие как дороги, границы и другие пространственно распределенные объекты, представлены в системе как символические сущности, описываемые одним или несколькими наборами координат и описательной информацией относительно атрибутов представленного географического объекта. Эти символические сущности можно в целом классифицировать по следующим типам: точечные сущности, линейные сущности (включая сегменты линий или смежные группы сегментов линий, называемые в данной области дугами или полилиниями), площадные сущности (области, ограниченные линейными сущностями, называемые в данной области полигонами) и аннотативные сущности (текстовая информация, не привязанная к конкретной пространственной сущности, хотя и расположенная на карте в определенной пространственной координате). Использование ARC/INFO и других систем ГИС или САПР значительно облегчило задачу поддержания существующей карты географической области за счет автоматизации процесса построения карты на основе данных обследования. Однако использование такой системы не устраняет неэффективность, связанную с получением информации обследования в первую очередь. Если используются традиционные методы ручного обследования, полученную в ходе обследования информацию все равно необходимо вручную вводить в компьютер для включения в базу данных ГИС. Помимо того, что этот процесс утомителен, требует много времени и денег, он чреват потенциальным ошибочным вводом данных. Альтернативный метод обследования включает использование аэрофотосъемки географической области, которая должна быть нанесена на карту, с последующей оцифровкой информации с фотографий в базу данных. Этот процесс более эффективен, чем ручные методы обследования, поскольку аэрофотосъемка быстро собирает информацию в фотографической форме, а процесс оцифровки устраняет большую часть ручного ввода информации. Однако оцифровка аэрофотоснимков по-прежнему включает ручные усилия по отслеживанию географических объектов, которые должны быть нанесены на карту на фотографиях, и по-прежнему требует значительных затрат времени и усилий. Кроме того, аэрофотоснимок плохо подходит для аннотирования существующих карт с атрибутивной информацией, такой как местоположение пожарных гидрантов или адреса улиц, поскольку эта информация нелегко различима на аэрофотоснимке. Более поздняя технология, способная повысить эффективность по сравнению с традиционными методами съемки, включает использование спутников глобального позиционирования (GPS). Эти спутники могут использоваться с соответствующим приемником GPS для определения местоположения приемника по широте, долготе и высоте. Разместив такой приемник в транспортном средстве, транспортное средство может проехать по маршруту, который будет нанесен на карту, при этом приемник GPS будет захватывать информацию о местоположении в указанные интервалы времени вдоль пути. Таким образом, можно быстро получить информацию о местоположении точек вдоль пути, и такую информацию можно использовать для создания карт. К сожалению, информация, полученная от приемника GPS, не находится в форме, которую может использовать менеджер баз данных ГИС, такой как ARC/INFO. Системы предшествующего уровня техники решили эту проблему, заставив геодезистов вернуться в лабораторию или офис с полученными данными GPS и выполнить компьютерную программу, которая преобразует данные из формата GPS в формат ГИС. Хотя вышеперечисленные усовершенствования традиционных методов картирования значительно повысили эффективность создания и обслуживания карт, несколько неэффективных и громоздких областей остаются. Например, существующие системы GPS обрабатывают полученные данные GPS после возвращения с поля. Если после обработки данных в базе данных ГИС выясняется, что требуется дополнительная информация, необходим второй выезд на поле для сбора недостающей информации. Это может произойти, например, во время картирования городских улиц, если геодезисты не смогли проехать по всем улицам в зоне съемки. Кроме того, системы данных GPS предшествующего уровня техники хранят только информацию о местоположении и времени. Картографирование включает в себя гораздо больше, чем простое нанесение на карту местоположения улиц или путей. Другие географические объекты часто не менее важны, например, адреса улиц, местоположение пожарных гидрантов или уличных знаков или любая другая информация, которая предположительно может быть включена в карту. В существующих системах GPS нет возможности аннотировать или обновлять существующую базу данных карты новой атрибутивной информацией. Еще одной сложностью с существующими системами GPS является отсутствие интерфейса оператора в реальном времени с системой. Например, при картографировании сложной сетки путей, например, образованной городскими улицами, необходимо отслеживать, где побывало транспортное средство, чтобы избежать повторного прохождения путей и гарантировать, что ни один путь не будет пропущен. Сложно и неудобно вручную отслеживать проложенный путь, а существующие системы сбора данных GPS не предоставляют возможности для автоматического документирования проложенных путей и отображения этой информации оператору. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ В соответствии с настоящим изобретением предоставляется автоматизированная и интерактивная картографическая система в реальном времени, в которой приемник GPS используется для сбора информации о местоположении по мере перемещения приемника по пути, который необходимо отобразить, и где собранная информация предоставляется в качестве входных данных в базу данных ГИС в реальном времени и без вмешательства оператора. Атрибутивные данные также собираются в реальном времени для последующего включения в базу данных ГИС или могут быть введены непосредственно в базу данных ГИС в реальном времени, если это позволяет конкретная используемая база данных ГИС. Интерактивная картографическая система настоящего изобретения использует приемник GPS для приема сигналов от спутников глобального позиционирования, компьютер, подключенный к приемнику GPS для хранения входящей информации о местоположении GPS, и второй компьютер, подключенный к первому компьютеру, который выполняет программу базы данных ГИС и получает информацию в режиме реального времени от компьютера GPS. Картографирование географической области включает установку интерактивной картографической системы в транспортное средство и вождение транспортного средства по определенному маршруту, который будет отображен. В качестве альтернативы, система может переноситься или иным образом транспортироваться по маршруту, который будет отображен. Через регулярные интервалы времени приемник GPS отправляет пакеты данных на компьютер GPS, которые содержат информацию о местоположении, полученную посредством связи со спутниками глобального позиционирования. Эта информация может храниться в файле необработанных данных на компьютере GPS, а также может быть преобразована в форму для использования базой данных ГИС. База данных ГИС управляется любой из ряда общедоступных программ для работы с географической информацией, например, ARC/INFO, где база данных способна хранить как графические, так и табличные данные. Обычным средством ввода данных в базу данных ГИС является планшетный дигитайзер. В настоящем изобретении программа базы данных ГИС получает указание принимать ввод дигитайзера, а компьютер GPS преобразует полученные данные GPS в соответствующие сущности ГИС для включения в базу данных ГИС и вводит их в базу данных ГИС, эмулируя дигитайзер. В дополнение к использованию системы настоящего изобретения для создания новых карт, существующая карта в базе данных ГИС может быть аннотирована путем отображения существующей карты в качестве фона, в то время как пройденный путь отображается на переднем плане с помощью GPS. Атрибуты собираются в реальном времени для последующей обработки в базе данных ГИС в более позднее время. Дисплей переднего плана обеспечивает отображение в реальном времени того, какие части существующей карты были пройдены. Соответственно, целью настоящего изобретения является создание системы и способа автоматического создания или обновления базы данных географической информации путем сбора информации о местоположении GPS с помощью мобильного GPS-приемника и генерации соответствующей ГИС-информации в режиме реального времени по мере перемещения по географическому объекту. Другой целью настоящего изобретения является преобразование полученной информации о местоположении GPS в сигналы, имитирующие обычный дигитайзер, что позволяет создавать или обновлять базу данных ГИС в режиме реального времени. Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение отображения в реальном времени пути, пройденного приемником при его перемещении по картографируемой территории. Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление возможности для сбора в реальном времени географических атрибутов, которые будут добавлены в новую или уже существующую базу данных карт ГИС. Эти и другие цели настоящего изобретения станут очевидными при рассмотрении чертежей, подробного описания предпочтительного варианта реализации и прилагаемой формулы изобретения. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ На ФИГ. 1 показана структурная схема различных компонентов, составляющих интерактивную картографическую систему в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. На ФИГ. 2 показана блок-схема программы захвата GPS настоящего изобретения. На ФИГ. 3А и 3В показана блок-схема части обработки данных клавиатуры программы захвата GPS ФИГ. 2. ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА РЕАЛИЗАЦИИ Теперь обратимся к ФИГ. 1,автоматизированная картографическая система10 показан согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.GPS-приемник12 приемник радиосигналов от спутников позиционирования и извлекает из этих сигналов информацию о времени, местоположении и рабочем состоянии. Информация о местоположении включает широту, долготу, высоту и связана со временем, в которое было получено такое определение местоположения. Информация о рабочем состоянии включает идентификаторы спутников, используемых для расчета местоположения, их соответствующие отношения сигнал/шум (SNR), орбитальные параметры спутников, известные как эфемеры и альманах, и параметры, указывающие на вероятную неопределенность в вычисленном положении. Информация отGPS-приемник12 отправляется вGPS-компьютер14 черезGPS-связь16 междуGPS-приемник12 иGPS-компьютер14. В предпочтительном варианте исполненияGPS-связь16 — это стандартная последовательная линия RS-232, но может быть любым из множества других средств связи, таких как RS-422. Программа захвата GPS, выполняемая вGPS-компьютер14 обрабатывает информацию о местоположении, полученную отGPS-приемник12, отображает информацию о местоположении наэкран дисплея18 в числовом, графическом виде или обоими способами и отправляет информацию о местоположении навторой порт связи20. Этопорт связи20 также является стандартной последовательной линией RS-232 или другим средством связи и подключается кГИС-компьютер22.ГИС-компьютер22 включает в себяэкран дисплея24 и выполняет стандартную программу управления базой данных ГИС. Программы баз данных ГИС обычно используются с ручными методами ввода информации, такими как оцифровка планшетов, и, таким образом, это выгодно дляGPS-компьютер14 общаться сГИС-компьютер22 способом, имитирующим цифровой планшет. Таким образом, информация может быть введена в базу данных ГИС без необходимости ручного вмешательства. В альтернативном варианте реализации и программа захвата GPS, и программа базы данных ГИС могут быть запущены на одном компьютере под управлением многозадачной операционной системы, такой как UNIX®. Связь между программами будет осуществляться через общий файл, межпрограммный путь обмена данными или другие методы, известные в данной области. Таким образом, обе программы будут выполняться на одном физическом компьютере благодаря способности многозадачной операционной системы имитировать действия двух или более отдельных компьютеров. Теперь обратимся к ФИГ. 2, блок-схемеПрограмма захвата GPS30 выполнение наGPS-компьютер14. В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения программа захвата начинается с проверки того, были ли получены входящие данные GPS через порт связи GPS вшаг32. Если данные GPS были получены через порт связи GPS нашаг32. Если данные GPS присутствуют, данные интерпретируются в соответствии с их типом и отображаются, сохраняются или передаются способом, описанным ниже. Если данные GPS отсутствуют, то программа проверяет наличие данных клавиатуры, также описанным ниже. Когда программа обнаруживает данные GPS на порту связишаг32, программа выстраивает данные в строку до тех пор, пока не будет получен полный пакет информациишаг38. Далее программа проверяет тип информации, содержащейся в этом пакете, и обрабатывает его в соответствии с его типом. Если данные о местоположении были получены вшаг40, данные о местоположении сохраняются в файле данных GPS по адресушаг42 вместе с его временной меткой, отображение на экране обновляется вшаг44, и в соответствии с выбором оператором параметров программы, может эмулировать дигитайзер нашаг46, что позволяет преобразовывать данные GPS и отправлять их в базу данных ГИСшаг48 способом, который будет описан ниже. В случае, если взаимодействие с ГИС в реальном времени нежелательно, программа GPS возвращается к началу, чтобы повторить процесс. Если пакет не содержит данных о местоположении вшаг40, он содержит данные о рабочем состоянии, которые отображаются и/или хранятсяшаг50 в соответствии с выбором параметров программы оператором. Затем программа возвращается к началу, как указано выше. При нормальной работе предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения различные данные о рабочих условиях обрабатываются по-разному, при этом выбор спутника и разбавление точных данных (меры позиционной неопределенности) отображаются и сохраняются, данные эфемер сохраняются, но не отображаются, скорость, системное время GPS и режим расчета определения местоположения отображаются, но не сохраняются, а подтверждения команд не отображаются и не сохраняются. Специалисты в данной области поймут, что обработка данных о рабочих условиях не имеет решающего значения для работы настоящего изобретения, но может изменяться в соответствии с конкретными требованиями, оставаясь при этом в рамках настоящего изобретения. Если данные GPS отсутствуютшаг32, программа проверяет, были ли получены данные с клавиатуры вшаг34, что укажет программе, что вводятся атрибутивные данные или командные данные. Тип атрибутивных данных практически не ограничен и зависит только от желаемых объектов, которые необходимо включить в карту. Типичные примеры включают названия пересекаемых географических объектов, их описания (например, адреса или другие наблюдаемые дескрипторы), начальные и конечные точки линейных объектов, наличие точечных объектов (например, люков, пожарных гидрантов и дефектов дорожного покрытия) и характер объектов площадного типа (например, почвы, посевы и землепользование). Атрибутивная информация обрабатывается и хранится вшаг36 вместе с соответствующей информацией о типе, а также положением и временем, в которое информация об атрибуте была получена в файле атрибутов GPS. Ввод атрибута может также определять протяженность или местоположение сущности ГИС. Например, если введен атрибут "пожарный гидрант", атрибут сохраняется, как описано выше. Кроме того, сущность точечного типа создается в базе данных ГИС через интерфейс эмуляции дигитайзера 46, 48, и к которому атрибут будет прикреплен в базе данных. При картографировании городских улиц атрибут «узел» вставляется на каждом перекрестке. Запись узла приводит к завершению текущего линейного типа сущности и сообщает базе данных ГИС, что последующая информация о местоположении будет частью нового линейного типа сущности. Создание сущностей для базы данных ГИС зависит от типа используемой базы данных и типа эмулируемого дигитайзера и будет подробно рассмотрено ниже. После того, как информация об атрибуте была отправлена вбаза данных ГИС48, программа возвращается в исходное положение и возобновляет проверку данных GPS из порта связи GPS вшаг32. Командные данные включают директивы, касающиеся работы программы захвата GPS, такие как запуск и остановка операции захвата GPS, имена файлов для использования, аспекты захваченных данных, которые должны быть отображены оператору, и любые другие вопросы, необходимые для работы программы в соответствии с пожеланиями оператора. Команды выполняются программой вшаг36, и поскольку нет никакой оцифровки, связанной свыполнение команды46 программа возвращается в исходное положение (или может завершиться, в зависимости от конкретной выполненной команды). Теперь обратимся к ФИГ. 3, блок-схеме части обработки данных клавиатуры нашаг36 изПрограмма захвата GPSПоказано 30. Символьные данные, полученные с клавиатуры, классифицируются по категории нажатых клавиш: текстовые клавиши, клавиши управления курсором, клавиши управления или функциональные клавиши. Если обнаружен текстовый символ, полученные данные интерпретируются как принадлежащие к описательной текстовой части атрибута, который должен быть введен в базу данных. Поэтому программа продолжает принимать символы вшаг62 и опрос для ввода с клавиатуры нашаг64, пока текстовые символы вводятся вшаг66. Завершение строки текста сигнализируется получением символа возврата каретки вшаг68. Во время этого процесса любые символы управления курсором, полученные вшаг70 вызывает корректировку положения курсора ввода текста в создаваемой текстовой строке, чтобы разрешить редактирование текстовой строкишаг80 способом, известным в данной области. Символ перехода () вшаг72 завершает ввод строки без сохранения какой-либо информации об атрибутах. После завершения строки текста атрибута программа просит оператора указать тип сущностишаг74, к которому должен применяться только что введенный атрибут. Сущность — это графический элемент, хранящийся в базе данных ГИС, а типы сущностей включают дуги (линейные или сегментированные линейные сущности), точки, полигоны (область, ограниченная линейными или сегментированными линейными сущностями), узлы (конечная точка линейной или сегментированной линейной сущности) и комментарии (аннотация, не относящаяся ни к какой конкретной сущности ГИС). После получения типа сущности программа запрашивает у оператора назначение поля базы данных вшаг76, что является номером столбца в базе данных атрибутов, в который должен быть помещен конкретный текстовый элемент при построении записи базы данных атрибутов относительно текущего объекта ГИС. Получив это, программа затем создает и сохраняет пакет данных атрибутов. Информация, содержащаяся в пакете, включает географическое положение во время создания атрибута, время создания атрибута, текст элемента атрибута, тип объекта, код назначения поля базы данных и идентификационный серийный номер атрибута. Затем пакет данных сохраняется в файле данных GPS, файле данных атрибутов или в обоих, как определено рабочими параметрами программы. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения средство ввода атрибутов может быть измерительным прибором, измеряющим некоторые аспекты условий на различных интервалах вдоль отображаемого пути, который передает их в виде цифровых значений в программу захвата GPS. Затем программа захвата GPS записывает их в качестве атрибутов вдоль отображаемого пути. В другом альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения средство ввода атрибутов может быть устройством кодирования голоса, которое переводит произнесенные слова в цифровой кодированный текст, который затем передается в программу захвата GPS. Опять же, программа захвата GPS записывает их в качестве атрибутов вдоль отображаемого пути. Одна из трудностей с ручным вводом атрибутивной информации заключается в том, что в зависимости от захватываемых атрибутов и частоты их появления скорость ввода оператора может накладывать ограничения на то, насколько быстро транспортное средство, содержащее систему картирования, может перемещаться по маршруту, который будет отображен. Например, если захватываемыми атрибутами были уличные адреса каждого дома в типичном городском квартале, транспортному средству пришлось бы ехать очень медленно, чтобы оператор мог вручную вводить адрес каждого дома, проезжая мимо него. Чтобы облегчить эту проблему, сокращения атрибутов могут быть подготовлены заранее и назначены функциональным клавишам, что позволяет вводить большую часть или всю определенную атрибутивную информацию одним нажатием клавиши. Назначения функциональных клавиш определяются в таблице определения функциональных клавиш и могут включать текст атрибута, тип сущности, назначение поля базы данных, а также могут включать числовую переменную, которая может автоматически увеличиваться или уменьшаться при каждой последующей записи атрибута на предопределенную величину. При получении функциональной клавиши вшаг80, программа считывает определение функциональной клавиши, соответствующее нажатой функциональной клавише, из таблицы определений функциональных клавиш по адресушаг82. Затем атрибут сохраняется в файле данных GPS или файле данных атрибутов по адресушаг84 в соответствии с определением в таблице определений функциональных клавиш. В практической работе по созданию баз данных карт ГИС часто случается, что атрибуты очень похожи в рамках конкретного картографического проекта, и поэтому только часть информации меняется от записи к записи, поэтому в текстовое определение функциональной клавиши могут быть встроены специальные коды, которые заставляют программу запрашивать у оператора определенные типы информации, которые составляют переменную позицию атрибутивной информации. Например, адреса вдоль улицы все разные, тогда как название улицы постоянно, поэтому текст может содержать название пройденной улицы вместе с символом "#", который заставляет программу запрашивать у оператора числовой адрес, освобождая его от повторного ввода названия улицы. В качестве еще одного примера, вдоль автомагистралей милевые столбы обычно нумеруются последовательно. Поэтому в строку определения функциональной клавиши помещается сокращенный символ, такой как "[1]", и указывает программе, что от оператора требуется номер, и что программа должна предложить оператору значение подсказки, равное предыдущей записи, увеличенной на единицу. Если оператор затем должен ответить клавишей «минус», программа должна уменьшить число, а при последующих нажатиях этой функциональной клавиши предложить предыдущую запись, уменьшенную на единицу, так что при движении по шоссе в направлении увеличения или уменьшения километража наиболее вероятное следующее значение всегда предлагается в качестве подсказки. Если получен управляющий символ, программа выполняет командную функцию, которая ранее была назначена этому управляющему символу. Например, в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения A заставляет программу отображать объем оставшегося места на текущем диске хранения данных, B заставляет программу обновлять отображение фона карты, D заставляет программу отображать карту графически на весь экран, опуская заголовок числовой информации, или возвращаться к общему числовому и графическому отображению и т. д., а F заставляет отображать таблицу определения функциональных клавиш и принимать изменения. В особом случае управляющего символа программный цикл приостанавливается и активируется система меню команд, чтобы позволить оператору изменять параметры программы или завершать программу. Специалисты в данной области поймут, что детали обработки клавиатуры зависят от используемой базы данных ГИС и конкретного применения картографической системы. Можно сделать много вариаций, включая назначение управляющих символов и назначение функциональных клавиш, не выходя за рамки настоящего изобретения. Кроме того, типы сущностей могут различаться в зависимости от используемой базы данных ГИС. Снова ссылаясь на рис. 2, некоторые подробности, касающиеся процесса преобразования данных GPS в форму, пригодную для использования в ГИС, нашаг48 будет обсуждаться. Все данные GPS представлены в виде координат точек. Хотя некоторые объекты карты действительно могут быть «точками» (например, пожарный гидрант), объекты карты чаще всего представляют собой линии или области (например, улицы или открытые пространства). Поэтому необходимо обрабатывать набор точек ГИС таким образом, чтобы создать соответствующую графическую сущность при вводе в базу данных ГИС. Предпочтительный вариант использует систему базы данных ГИС ARC/INFO, при этом программа GPS эмулирует цифровой планшет серии Calcomp 9000. В случае сущностей точечного типа их создание осуществляется в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения просто путем ввода атрибута точечного типа с сопровождающим текстом или без него. Это происходит потому, что ввод атрибута включает координаты на момент ввода атрибута, которые вместе с кодом типа сущности достаточны для определения наличия сущности точечного типа в базе данных ГИС. Обычно, однако, текст, описывающий тип географического объекта, представленного точкой, сопровождает координаты, так что в ГИС различные классы объектов точечного типа могут быть представлены одновременно на одной карте без путаницы. Например, люки, фонарные столбы, пожарные гидранты и уличные знаки являются сущностями точечного типа и могут присутствовать в базе данных карт ГИС, различаясь либо словом, либо кодовыми номерами и наносимыми на результирующую карту с различными символами, автоматически выбранными для соответствия кодовому слову или номерам. В случае линейных типов сущностей их создание осуществляется в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения путем сбора серии фиксаций положения во время движения по пути представляемого географического объекта, такого как улица или река, и ввода атрибута типа узла при достижении конца сущности. Этого достаточно для определения сущности, поскольку начальная точка траверса может предполагаться как предполагаемая начальная точка сущности, а ввод атрибута типа узла заставляет систему указывать ГИС, что сущность закончилась, и что следующая переданная точка будет принадлежать другой сущности. При передаче данных в ГИС ARC/INFO путем эмуляции планшета оцифровки начало и конец сущности указываются путем добавления к координатам префикса кода узла 2D. В случае, если взаимодействие с ГИС в реальном времени нежелательно, программа GPS сохраняет информацию о сущности в файле сущности ГИС, указывая начало и конец сущностей с помощью разделителя, который может быть общепринятым в соответствии с конкретной используемой базой данных ГИС. Например, при построении файлов сущностей ARC/INFO разделителем сущностей является строка END, сохраненная в файле. Обычно линейные сущности могут быть описаны одним или несколькими атрибутивными элементами, которые в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения могут быть введены оператором в любое время между начальным и конечным узлами сущности. Этого достаточно, поскольку атрибуты линейной сущности применяются ко всей сущности, а не к определенным точкам внутри нее. При построении файлов базы данных ГИС сущности присваивается идентификационный серийный номер, а атрибуты линейного типа, полученные между начальным и конечным узлами сущности, собираются вместе в одну строку информации в соответствии с соответствующими номерами кодов назначения полей базы данных, связанными с различными записями атрибутов, и этой строке информации присваивается тот же идентификационный номер, что и сущности, так что информация о сущности и атрибуте соответственно связана. В типичном картографировании линейные объекты соединены друг с другом, например, блоки определенной дороги могут быть описаны как имеющие различные атрибуты адреса, но, тем не менее, являющиеся непрерывными друг с другом. Поэтому в предпочтительном варианте автоматизированной системы картографирования ввод сущности типа узла одновременно вызывает как окончание одной линейной сущности, так и начало следующей линейной сущности. Если линейные объекты не представляют интереса или если пройденный сегмент не относится ни к одной интересующей особенности, запись данных линейного типа также может быть приостановлена оператором путем ввода команды управляющего символа P. Сущности области не могут быть введены в базу данных ARC/INFO GIS напрямую, а граница сущности должна быть определена одной или несколькими линейными сущностями, которые могут быть созданы с помощью автоматизированного картографирования или с помощью обычных средств ввода данных ГИС. Постобработка программой ГИС приводит к созданию сущности области. Назначение атрибутов сущностям области требует, чтобы описательная информация была связана с точкой, которая находится в пределах границ этой сущности. Если границы сущности созданы в ГИС с помощью средств, отличных от автоматизированной системы картографирования, или с помощью отдельного сеанса с автоматизированной системой картографирования, то приписывание атрибутивной информации сущности типа области может быть выполнено путем перемещения в положение внутри интересующего географического объекта и ввода одного или нескольких атрибутов типа области с общим идентификационным номером и надлежащим назначением соответствующим полям назначения базы данных. При создании файлов базы данных ГИС записи атрибутов будут собраны в одну строку в соответствии с идентификационным номером и соответствующими полями назначения, и база данных ГИС распознает, что точка метки в пределах этой области описывает атрибуты сущности области. Однако в случае, если объекту области должны быть назначены атрибуты в том же сеансе автоматизированного картографирования, во время которого ограничивающие линейные объекты одновременно создаются путем обхода периметра объекта области или части периметра, пройденные точки не будут четко приписаны ни к области справа, ни к области слева от пройденного пути. Тогда назначение атрибута будет неоднозначным относительно того, какая область описывается. Чтобы разрешить эту неоднозначность, предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения позволяет оператору указывать, что местоположение атрибута типа области смещено от фактического местоположения автоматизированной системы картографирования на некоторое расстояние, заданное оператором, и в относительном направлении либо в соответствии с компасом, либо в соответствии с правым или левым направлением движения системы картографирования. Это смещение применяется к координатам, связанным с атрибутом, так что когда сохраненные данные преобразуются в файлы данных ГИС, не возникает неоднозначности относительно области, к которой применяется атрибут. Аннотации, не связанные с какой-либо конкретной пространственной сущностью, также могут быть введены в базу данных ГИС. Автоматизированная картографическая система записывает текст этой аннотации вместе с координатами и временем, когда она была введена, и код типа, указывающий, что это тип аннотации. При создании файлов базы данных ГИС он переводится в слой аннотаций базы данных ГИС, который содержит только текст, или может использоваться оператором в качестве вспомогательного средства для памяти, но вообще не вводиться в базу данных ГИС. Например, этот тип информации может включать дополнительные наблюдения, заметки о возникших трудностях и т. д. Перед началом сеанса сбора данных ГИС необходимо выполнить определенные процедуры настройки. Программа сбора данных GPS передает координаты, относящиеся к приблизительным границам области, которая должна быть отображена, и числовые координаты удобства, устанавливающие опорные метки для включения в базу данных ГИС для выравнивания различных наборов данных карты, как это принято в практике оцифровки картографических данных для баз данных ГИС. Эти значения устанавливаются оператором, вводящим их в программу до начала эмуляции дигитайзера, и предпочтительно сохраняются программой сбора данных GPS от сеанса к сеансу, чтобы минимизировать повторный ввод. Когда необходимо передать узловую точку, программа захвата GPS передает строку данных в виде 2Dxxxxxxxxxxyyyyyyyyyy в котором префикс 2D указывает, что координаты x и y являются координатами узловой точки. Когда необходимо передать вершинную точку, являющуюся конечной точкой двух смежных сегментов внутри сегментированного линейного объекта (дугового объекта) или точку метки точечного объекта или объекта типа области, программа захвата GPS передает строку данных в виде 1Dxxxxxxxxxxyyyyyyyyyy в котором префикс 1D указывает, что координаты x и y являются координатами вершинной точки. Когда курсор ГИС-компьютера необходимо переместить в точку, но в этой точке не создается никакой сущности, то программа захвата GPS передает строку данных в виде 0Dxxxxxxxxxyyyyyyyyyyyy в котором префикс 0D указывает на то, что объект не создается, но курсор должен быть перемещен. Когда кнопкам клавиатуры дигитайзера назначены другие функции, они эмулируются путем передачи строки данных в форме нД где число n указывает, какая функция кнопки клавиатуры должна быть выполнена. При передаче данных эмуляции дигитайзера координаты передаются в градусах долготы как x и широты как y, в десятичном значении, предпочтительно с не менее чем шестью значащими цифрами после десятичной точки, независимо от того, подразумевается ли десятичная точка, как в предпочтительном варианте, или явно в альтернативных вариантах. Следует отметить, что в некоторых коммерческих программах баз данных ГИС программа ввода данных дигитайзера не может принимать отрицательные значения координат, поэтому в западном или южном полушариях, где обычно значения координат долготы или широты соответственно представляются как отрицательные, программа захвата GPS передает только абсолютные значения координат, а оператор информирует программу базы данных ГИС о фактическом квадранте представленного земного шара, так что база данных ГИС создается с соответствующим образом подписанными координатами. В некоторых коммерческих программах баз данных эта коррекция знака координат выполняется как отдельный процесс после сбора информации дигитайзера и является обычной деятельностью, известной в этой области. В процессе сбора данных для создания новых карт или обновления существующих карт оператору автоматизированной картографической системы полезно видеть графическое представление ранее пройденного пути или путей, чтобы избежать упущения особенностей или дублирования усилий. Поэтому автоматизированная картографическая система предпочтительного варианта графически отображает пути, пройденные системой, оператору и добавляет каждую вновь полученную точку координат на дисплей по мере ее получения. В случае, если система перемещается в точку, которая находится за пределами границы графического изображения, отображаемого на экране дисплея, система пересчитывает границы отображаемой области таким образом, чтобы новое положение располагалось в центре дисплея, и перерисовывает изображение карты. В дополнение к отображению текущих собранных данных о пути оператору также полезно просматривать другую картографическую информацию в качестве дополнительного фона. Эта фоновая картографическая информация может быть получена из предыдущей автоматической картографической деятельности или из ГИС-информации, полученной традиционными средствами сбора ГИС-информации, такими как оцифровка бумажных картографических документов. Таким образом, автоматизированная картографическая система предоставляет оператору возможность через систему команд меню вызывать графическое отображение файла данных карты GPS или файла данных карты ГИС на экране в качестве фона для отображения текущих собранных данных. При пересчете границ области отображения из-за перемещения за пределы границ границы фонового отображения также автоматически пересчитываются, и изображение карты перерисовывается. В случае, если оператор не желает, чтобы фоновое изображение карты или текущее собранное изображение карты переднего плана перерисовывалось при каждом пересчете границ просматриваемой части, что может произойти, если оператор посчитает эту операцию слишком медленной или комбинированное изображение карты слишком сложным, то эта функция перерисовки может быть отключена путем выполнения команд управления программой. Предпочтительный вариант, описанный выше, предполагает установку всей системы в транспортном средстве. Однако специалисты в данной области поймут, что вся система может переноситься вручную или иным образом транспортироваться по маршруту, который должен быть нанесен на карту, не выходя за рамки изобретения. Кроме того, приемник GPS может переноситься по маршруту, который должен быть нанесен на карту, при этом остальная часть системы может оставаться в лаборатории или офисе, а информация GPS может передаваться с приемника на компьютер GPS посредством радиосвязи или мобильной телефонной связи. Хотя было представлено описание предпочтительного варианта реализации, предполагается, что могут быть сделаны различные изменения без отклонения от духа настоящего изобретения. Соответственно, предполагается, что объем настоящего изобретения будет продиктован приложенными формулами изобретения, а не описанием предпочтительного варианта реализации.
Утверждается следующее: 1. Мобильная картографическая система, включающая: средства для транспортировки картографической системы по маршруту, подлежащему картированию; средства ввода для сбора спутниковой информации о местоположении в различных точках картографической системы вдоль картографируемого пути; средства хранения информации о местоположении; средства для ввода и кодирования атрибутивной информации в несколько пакетов атрибутивных данных и записи пакетов атрибутивных данных в систему отображения в реальном времени по мере перемещения средства ввода по отображаемому пути; средства для хранения атрибутивной информации; средства для представления множества географических объектов и пространственных взаимосвязей объектов посредством кодирования графических объектов, выбранных из набора графических объектов, включая точки, линии, дуги, многоугольники и узлы, и связывания информации о местоположении и множества атрибутов с графическими объектами для дальнейшей характеристики и различения множества географических объектов; средства управления и организации данных в географической информационной системе; средства преобразования для преобразования информации о местоположении, графических объектов и атрибутивной информации в форму для использования географической информационной системой; и средства для доступа к информации о местоположении, графическим объектам и атрибутивной информации в географической информационной системе с целью обновления ранее введенной географической информации. 2. Мобильная картографическая система по п. 1, дополнительно включающая средства отображения для отображения в реальном времени графического представления захваченной информации о местоположении и атрибутивной информации по мере перемещения средства ввода по траектории, подлежащей картированию. 3. Мобильная картографическая система в соответствии с пунктом 1, дополнительно включающая средства для назначения и соотнесения атрибутов с графическими объектами, представляющими особенности географической области, расположенные на скоординированном расстоянии смещения от местоположения транспортных средств. 4. Мобильная картографическая система, включающая: средства для транспортировки картографической системы по маршруту, подлежащему картированию; средства ввода для сбора спутниковой информации о местоположении в различных точках вдоль маршрута, подлежащего картированию; первое вычислительное средство, подключенное к входному средству, включающему: средства хранения информации о местоположении; средства преобразования информации о местоположении в форму, пригодную для использования географической информационной системой; средства для ввода и кодирования атрибутивной информации в несколько пакетов атрибутивных данных и записи пакетов атрибутивных данных в систему отображения в реальном времени, при этом пакеты атрибутивных данных связаны с информацией о местоположении; средства для хранения атрибутивной информации; средства для преобразования атрибутивной информации в форму для использования географической информационной системой; и средства для кодирования сущностей, символизирующих множество географических объектов и пространственные отношения объектов посредством кодирования графических сущностей, выбранных из набора графических сущностей, включая точки, линии, дуги, многоугольники и узлы, и связывания информации о местоположении и множества атрибутов с графическими сущностями для дальнейшей характеристики и различения множества географических объектов; и вторые вычислительные средства, функционально соединенные с первыми вычислительными средствами для получения информации о местоположении, графических объектов и атрибутивной информации от первых вычислительных средств и для хранения информации о местоположении, графических объектов и атрибутивной информации в географической информационной системе. 5. В мобильной картографической системе, содержащей компьютер, хранилище данных, географическую информационную систему, дисплей и датчик положения, способ картографирования, включающий следующие этапы: перемещение датчика положения по траектории, которую необходимо отобразить, с одновременным определением положения через различные интервалы; сохранение информации о местоположении от датчика положения в хранилище данных; получение атрибутивной информации, введенной в режиме реального времени; кодирование атрибутивной информации в несколько пакетов данных; сохранение пакетов атрибутов в хранилище данных; кодирование графических объектов для представления множества географических объектов; соотнесение информации о положении и множества атрибутов с графическими сущностями; преобразование информации о местоположении, графических объектов и атрибутивной информации в формат для использования географической информационной системой; сохранение информации о местоположении, графических объектов и атрибутивной информации в географической информационной системе для создания новой карты; и отображение новой карты на дисплее, чтобы можно было интерактивно вводить атрибутивную информацию в соответствии с информацией о местоположении. 6. Мобильная картографическая система, включающая: средства для транспортировки картографической системы по маршруту, подлежащему картированию; средства ввода для сбора спутниковой информации о местоположении в различных точках картографической системы вдоль картографируемого пути; средства для записи информации о местоположении; средства управления и организации данных в географической информационной системе; средства кодирования графических объектов, подлежащих отображению на карте, таких как точки, линии и многоугольники, символизирующие типы географических объектов, включая местоположение, графические и пространственные отношения физических характеристик географических объектов; средства для ввода и записи неограниченного количества атрибутивной информации в систему картографирования и соотнесения положения и атрибутивной информации с графическими объектами в режиме реального времени по мере перемещения средства ввода по траектории, подлежащей картографированию; средства для хранения атрибутивной информации; и средство преобразования для преобразования в реальном времени информации о местоположении, сущностях и атрибутивной информации в форму, используемую географической информационной системой для создания карты, в то время как транспортируемая картографическая система транспортируется по маршруту, подлежащему картографированию. 7. Мобильная картографическая система по п. 6, дополнительно включающая средства отображения для отображения в реальном времени графического представления захваченного положения и атрибутивной информации по мере перемещения средства ввода по траектории, подлежащей картированию. 8. В мобильной картографической системе, содержащей компьютер, хранилище данных, дисплей и датчик положения, способ обновления карты, включающий следующие этапы: перемещение датчика положения по траектории, которую необходимо отобразить, с одновременным определением положения через различные интервалы; сохранение информации о местоположении от датчика положения в хранилище данных; получение атрибутивной информации, введенной в режиме реального времени; кодирование атрибутивной информации в несколько пакетов данных; сохранение пакетов атрибутов в хранилище данных; кодирование графических объектов для представления множества географических объектов; связывание информации о местоположении и множества пакетов атрибутивных данных с графическими сущностями; преобразование информации о местоположении, графических объектов и атрибутивной информации в формат для использования географической информационной системой; отправка информации о местоположении, сущностях и атрибутивной информации в географическую информационную систему для обновления ранее созданной карты; и отображение на дисплее обновленной карты. 9. В мобильной картографической системе, содержащей управляемый оператором компьютер, хранилище данных, географическую информационную систему, дисплей и датчик положения, способ обновления карты, включающий следующие этапы: отображение на дисплее ранее созданной карты, хранящейся в геоинформационной системе; перемещение датчика положения по траектории, которая должна быть нанесена на карту, с одновременным получением информации о положении через различные интервалы; сохранение информации о местоположении от датчика положения в хранилище данных; отображение на дисплее информации о местоположении путем наложения информации о местоположении на ранее созданную карту; кодирование графических объектов, которые должны быть отображены на карте, таких как точки, линии и многоугольники, символизирующие типы географических объектов, включая местоположение, графические и пространственные отношения физических характеристик географических объектов; сохранение графических объектов в хранилище данных; получение неограниченного количества атрибутивной информации, вводимой в режиме реального времени; соотнесение информации о положении и атрибутивной информации с графическими объектами; сохранение атрибутивной информации в хранилище данных; отображение на дисплее атрибутивной информации и графических объектов путем наложения атрибутивной информации и графических объектов на ранее созданную карту; преобразование информации о местоположении, графических объектов и атрибутивной информации в формат для использования географической информационной системой; и отправка информации о местоположении, графических объектов и атрибутивной информации в географическую информационную систему для обновления ранее созданной карты. 10. В мобильной картографической системе, включающей в себя управляемый оператором компьютер, хранилище данных, географическую информационную систему, дисплей и датчик положения, способ создания карты, состоящей из множества объектов, включающий следующие этапы: обозначение каждого субъекта и географического объекта каждого субъекта, подлежащего картированию; кодирование команд ввода с помощью функциональных клавиш компьютера; сбор информации о местоположении от датчика положения; связывание информации о начальной позиции с атрибутом, соответствующим времени создания атрибута; ввод текстовой атрибутивной информации, описывающей каждую сущность; указание назначения поля базы данных; выполнение ввода информации об объектах и атрибутах с помощью функциональных клавиш компьютера, при этом устанавливается диалоговое окно оператора для ввода информации об объектах и атрибутах, которое поддерживает соответствие с типом объекта и назначением поля базы данных для каждой записи; создание пакетов данных атрибутов, содержащих географическое положение на момент создания атрибута, при этом каждый пакет данных атрибутов содержит идентификационный номер, текст элемента атрибута, тип сущности и код назначения поля базы данных; хранение пакетов данных атрибутов в хранилище данных; и преобразование пакетов данных о местоположении географических объектов и атрибутов в форму для использования географической информационной системой.
I.b.m.l.