Необходимост от карти при GPS навигация.

Вече сме закупили GPS приемник и с удоволствие го разглеждаме. Много скоро, обаче, изниква въпросът с намиране на подходящи карти, които да използваме за навигация, защото точните координати на нашето местоположение сами по себе си за огромна част от потребителите не са по интересни от показанията на електромера. Преди да започнем да ровим из Net-а трябва да сме наясно какво точно търсим, като едно от най-важните неща е за какво ще използваме GPS картата.

Видове карти

Всяка една фирма, която произвежда GPS приемници има свой формат на картите, които могат да се зареждат в него. Липсата на единен стандарт за картите поражда проблеми при обмен да файлове между различните марки приемници, но до голяма степен нещата е решават със специализираният софтуер за конвертиране  между различните формати.

Основният принцип за класификация на картите е начинът, по който е структурирана информацията в тях. Те се разделят на векторни и растерни, като този принцип е валиден не само за GPS картите, а за графичната информация въобще.

Векторни карти

Векторните карти представляват съвкупност от отделни елементи (примитиви), който са определени в пространството чрез своите координати, размери и характеристики (цвят, дебелина). Най-малкият елемент е точката. Между две точки с известни координати може да се дефинира отсечка, а ако се добави трета точка, се получава затворен контур. По този начин само чрез координатите на точките и връзката между тях могат да се дефинират отделните обекти, като картите стават малки по размер, бързи и удобни при работа.

На графиките са показани примери от векторната GPS карта на София. При увеличаване на изображението качеството не се губи както при следващият пример с растерна карта.

Растерни карти

Носител на информацията в растерните карти се явява "пикселът". В общият случай пикселите имат цветова характеристика Red-Green-Blue (RGB) с възможни стойности от 0 до 255 за всеки от трите цвята. Съвкупността на много на брой пиксели дават визуалната представа за цялостна карта. При достатъчно увеличаване на растерните карти отделните пиксели се виждат като малки квадратчета.

Растерните карти са значително по-големи като размер (изразен в MB) от векторните карти и за работа с тях е необходим мощен компютър. Има растерни карти с ниска степен на детайлност и ниска резолюция (брой пиксели на инч), които са оптимизирани за работа с преносими устройства.

Елементарното описание на векторните и растерните карти е с цел избягване на сложните дефиниции и проблеми при обяснението на структурата, граничещи с философията. Няколко примера:

• Точката от векторната карта може да се разглежда като отсечка с дължина нула със същият успех, с който я определяме като окръжност е радиус нула.
• Растерните формати са много на брой и всеки от тях е подходящ за различни изображения, като някои формати са модификации на други ( JPG е TIFF със специална компресия за сметка на качеството)
• Компютърът неможе да извършва операцията "изтриване". Когато той "изтрива" дадено изображение, операцията, която се извършва е "изчертаване с цвета на екрана".

Налични карти на България и света

В настоящият момент за територията на България има създадена една векторна GPS карта, която е претърпяла множество изменения и допълнения. Картата е конвертирана за различните марки приемници и по своето съдържание е една и съща карта. Освен всички основни и второстепенни пътища в страната, на картата са отбелязани реките, езерата, улиците в главните градове с техните имена, ресторантите, училищата, хотелите и много други обекти с обществено значение. Въпреки това, информацията в тази карта далеч не е пълна и се нуждае от сериозно осъвременяване. На места пътищата не са посочени правилно и отклоненията от реалното им местоположение може да достигне 300 метра.

Все още в България са малко хората, които притежават GPS приемници, но в близките години техният брой ще нараства все повече, което означава, че при добро желание повече хора ще могат да се включат е попълването на картата. Отворен остава въпросът кой и по какъв начин ще прави актуализирането, след като има предоставени данни за реално заснети пътища и точкови обекти както и растерни карти в подходящ мащаб. Поради големият обем работа и известно капиталовложение за специализиран софтуер тази задача не е по силите на един или двама човека. Необходима е фирма с правилна стратегия и ориентирана към клиента ценова политика да се заеме със създаването на пълна GPS карта на България. Съществуващата карта на България може да се намери в различните форуми, свързани с темата.

GPS картите за територията на Европа са много добре разработени. За останалият свят също има подробни карти, които могат да се намерят по различни световни и български сървери.

Създаване на собствени карти и допълване на вече съществуващи GPS карти. Специални карти.

Понякога изниква необходимостта ние сами да създадем GPS карта, която да отговаря на определени наши нужди. Съществуват програми, чрез който в завършен вид могат да се компилират векторни карти, но основният проблем остава начинът, по който се събира и класифицира първичната информация, независимо дали картата ще бъде векторна или растерна.

Основните три елемента на векторните карти са точкови, линейни и площни обекти. Ето примери за отделните елементи:

• точкови обекти - сгради, чешми, бензиностанции, административни адреси, паметници на културата и др.
• линейни обекти - улици, магистрали, ЖП линии, реки и др.
• площни обекти - езера, язовири, залесени участъци, защитени от закона площи като резерватите и др.

Отделните елементи освен координати могат да имат и други характеристики като име, дължина, площ и т.н.

От своя страна първичната информация за създаването на векторна карта може да бъде набавена по следните три начина:

Директно заснемане на обектите.

Най-точният начин за набавяне на първичната информация е директното заснемане на обектите с GPS приемник. Разбира се, трябва по време на заснемането да следим текущата точност на определяните координати, за да не се окаже, че поради смущения заснетите от нас обекти са силно огрешени. Точковите обекти се заснемат като Waypoint и след това се добавят имената, иконите и допълнителната информация за правилното им идентифициране. Линейните и площните обекти се заснемат като Track, който при софтуерната обработка се определя като тип (линеен или площен) и вид, най-точно характеризиращ реалния обект.

Дигитализиране и векторизиране на растерни карти.

При наличието на добри растерни карти можем да използваме дигитализиране или векторизиране на тези карти. По своята същност тези два процеса са почти едни и същи, но се различават по начина на извличане на информацията и по точността на постигнатите резултати.

Една карта на хартиен носител все още не може да бъде наречена "растерна", затова ще я нарека условно "аналогова карта". Може да се каже, че аналоговата карта представлява растерна карта, на която пикселът е с безкрайно малък размер и е отпечатана на хартия. С помощта на специални устройства, наречени дигитайзери, картата се калибрира в определена координатна система и чрез обхождане с подобно на компютърна мишка устройство отделните обекти се записват в цифров вид. Най-често дигитайзерите работят на индукционен принцип, което поражда големи проблеми при използването на карти, отпечатани върху картон с алуминиева вложка.

Ако една аналогова карта се сканира в определен растерен формат, чрез подходящ софтуер за калибриране и векторизиране на растерни изображения тя може да се изгради в цифров вид. Цифровизирането може да стане изцяло ръчно с компютърната мишка, полуавтоматично или напълно автоматично със специализиран софтуер. В случай, че растерната карта се калибрира директно в GPS координатна система се спестява вторичната трансформация, застъпена в следващата точка.

Трансформиране на вече съществуващи векторни карти в GPS координатна система.

Много пъти ние разполагаме с вече съществуващи векторни карти, който представляват интерес в навигационно отношение. За да се използва по предназначение такава карта е необходимо трансформиране от някаква локална координатна система в глобална GPS координатна система. Има много начини за трансформация, като най-достъпният е чрез програмите за създаване и редактиране на GPS карти като GPS MapEdit. Тези, които се интересуват от подобна трансформация могат да прочетат статията "Конвертиране на чертежи от AutoCAD в GPS Alan Map 500" като държа да отбележа, че трансформацията на имотите съм направил директно в AutoCAD, а не с GPS MapEdit.

Когато създадем собствена карта, отговаряща на нашите нужди, можем да я добавим към някоя друга GPS карта, като по този начин разширим нейната гъвкавост и функционалност.

Съществуват и различни карти със по-специално предназначение, които могат да бъдат комбинация от няколко други различни карти. 

Върху 3D модел на терена за дадена местност е "залепена" сателитна снимка на района. Като плътна жълта линия се вижда траекторията (track), по която съм се движил по време на разходката "Кладница" - вр. "Камен дел" - "Владая".

Практическо използване на GPS картите

Векторните карти се инсталират в GPS приемниците и са готови за използване. Достатъчно е устройството да прихване сателитен сигнал от минималният брой спътници, за да локализира върху картата нашето местоположение. Освен графичната информация, която съдържа картата, трябва да има и индексирана база данни с имената на обектите, които съдържа картата, за да може потребителят да търси обектите по име.

Ето някои чисто практически примери при използването на векторните карти за моят GPS Alan Map 500:

• Имам среща с приятел в пицария Castello, която се намира в Пловдив. На идентичната GPS карта в компютъра определям няколко главни точки по маршрута София-Пловдив и ги свързвам в Route. След влизането в Пловдив в режим "Map" на Alan Map 500 с функцията "Search object" търся ресторант с име в GPS картата "Pitsaria Kastelo". С функцията "Goto" преминавам в режим на навигация и следвам вярната посока. Не след дълго на 10 метра от мен виждам надпис "Castello".
• Намирам се в напълно непознат голям град и ми трябва най-близкото полицейско управление. С функцията "Nearest search" избирам "Police". Alan Map 500 очаква от мен определение на понятието "близо" - 1, 2, 3, 4 или 5 километра от мястото, на което съм в момента. Избирам 3 километра и GPS-a ми показва в списък всички полицейски участъци в радиус 3 километра от мен. С функцията "Goto" тръгвам към най-близкото управление.
• Пътувам с автомобилът в непознат район. "Настъпвам" педала на газта по правия участък но с един бърз поглед върху дисплея на GPS-а виждам, че предстои остър ляв завой, който немога да видя на пътя поради отдалечеността от него. Много преди да достигна самият завой аз знам за съществуването му и намалявам скоростта предварително.
• След изминаването на определен маршрут чрез записаната в GPS-а следа на движението мога да проверя точно кога, къде и с каква скорост е протекло пътуването, като се подсигурявам срещу радарните "грешки" на контролните органи.

Искам да обърна особено ВНИМАНИЕ на всеки, който използва GPS навигатор в автомобилът си. Огромна опасност крие шофирането на каквато и да е машина с поглед, отправен към дисплея на GPS-a. Казвам това не защото така пише в книжките, а защото само Бог ме спаси от размазване със 110 км/ч при проверка на спидометъра на един автомобил. Най-добрият вариант е до Вас да стои технически грамотен човек, който да следи уреда, докато Вие шофирате.

Има GPS навигатори от по-нисък клас, които не могат да работят с детайлни карти. Те са значително по-евтини и са добро решение за тези, които искат да следят траекторията на движение или имат устройството като средство за авариен изход в планината при мъгла. Въпреки това, всеки, който е работил с GPS с поддържане на карта, вижда големите функционални възможности и безспорните му предимства пред моделите без инсталирана карта.

И накрая остава да си пожелаем в най-скоро време една подробна GPS карта на България, направена по всички правила на съвременната наука на една разумна цена.

Източник: naoffroad.com