Аппаратное обеспечение ГИС

План лекции:
7.1. Вычислительные платформы. Средства периферии (ввода и вывода).
7.2. GPS (спутниковые системы определения координат) и электронное геодезическое оборудование.
7.3. Средства телекоммуникации

7.1. Вычислительные платформы. Средства периферии (ввода и вывода)

Аппаратное обеспечение - компьютеры, вычислительные системы, на которых работают ГИС, средства ввода/вывода (сканеры, GPS-приемники, принтеры, плоттеры и т.д.), геодезическое оборудование, а также средства телекоммуникации

компьютеры
серверы
рабочие станции
коммутационное и соединительное оборудование
устройства ввода и вывода
Аппаратное обеспечение ГИС

Компьютеры и вычислительные системы
На любом современном ПК можно организовать рабочее место пользователя ГИС.
ГИС могут работать на различных типах компьютерных платформ, от централизованных серверов до отдельных или связанных сетью ПК.

УСТРОЙСТВА
ВВОДА И ВЫВОДА

Устройства ввода
Дигитайзер (digitizer) - это кодирующее устройство, обеспечивающее ввод двумерного (в том числе и полутонового) или трехмерного (3D дигитайзеры) изображения в компьютер в виде растровой таблицы

Простейший дигитайзер - это графический планшет, устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию пера.

Виды дигитайзеров:
для начинающих дизайнеров и иллюстраторов;
для профессиональных дизайнеров и иллюстраторов;
для инженеров.
При выборе учитывают:
набор функций
цену
«распространённость» в том или ином регионе.

Основные области применения дигитайзеров:
Оцифровывание географических карт для работы с географическими информационными системами (ГИС)
Инженерное проектирование
Научная визуализация
Мультипликация

Цена на дигитайзеры варьирует от 150$ (самые простые с разрешением около 100 dpi) до 5000$.
Последние имеют:
большие размеры – до формата А0,
высокую точность – свыше 2000 dpi,
возможность подключения различных внешних устройств, которые можно приобрести отдельно.

Сканер - устройство, позволяющее вводить в компьютер изображения текстов, рисунков, слайдов, фотографий или другой графической информации.

Основные характеристики сканеров:
Оптическое разрешение (от 600 dpi до 1200 dpi)
Аппаратное разрешение
Тип оптической системы
Разрядность цвета
Тип подключения к компьютеру

3D сканеры

Устройства вывода
Плоттер (графопостроитель) — устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0.

Принтеры
2D-принтеры
матричные
струйные
лазерные,
3D-принтеры — устройства, использующее метод создания физического объекта на основе виртуальной 3D-модели

3D принтеры
и 3D модели
3 D принтер

3D печать
Лазерная технология
Лазерная печать — ультрафиолетовый лазер постепенно, пиксель за пикселем, засвечивает жидкий фотополимер, либо фотополимер засвечивается ультрафиолетовой лампой через фотошаблон, меняющийся с новым слоем. При этом он затвердевает и превращается в достаточно прочный пластик

3D печать
Лазерная технология
Лазерное спекание — лазер выжигает в порошке из легкоплавкого пластика, слой за слоем, контур будущей детали. После этого лишний порошок стряхивается с готовой детали

3D печать
Струйная технология
Застывание материала при охлаждении — раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика. Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта

3D печать
Струйная технология
Полимеризация фотополимерного пластика под действием ультрафиолетовой лампы — способ похож на предыдущий, но здесь пластик твердеет под действием ультрафиолета

7.2. GPS (спутниковые системы определения координат) и электронное геодезическое оборудование

Спутниковая система навигации (GPS - Global Positioning System) - позволяет в любом месте Земли, при любой погоде определить местоположение и скорость объектов.
Для определения координат и высоты приёмника, используются сигналы как минимум с трёх спутников.

Основной принцип использования системы — определение местоположения объекта путём измерения расстояний до него от точек с известными координатами спутников.
Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника.

GPS оборудование:
Профессиональное (высокой точности, используется в военных целях, геодезии и картографии)
Бытовое

Бытовые GPS:
отдельные или встроенные в транспортное средство в качестве бортового компьютера устройства:
автомобильные GPS-навигаторы;
портативные (туристические) GPS-навигаторы;
GPS-трекеры (локаторы),
GPS-логгеры (пассивные трекеры).
GPS приёмники, встроенные в другие устройства (ноутбуки или мобильные телефоны)

Автомобильные GPS-навигаторы
Служат для обнаружения пробок и участков ремонта дорог, объезда их по максимально короткой маршруту.
Указывают опасные и аварийные участки дороги, точки автозаправок, посты ГАИ, отели и придорожные кафе.

Портативные (туристические) GPS-навигаторы используются в основном для определения местонахождения и скорости объектов.

Функции GPS-навигаторов:
позволяют видеть своё местонахождение на электронной карте;
имеют возможность прокладывать маршруты с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и пробок;
позволяют отыскать на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, автозаправки и прочие объекты инфраструктуры.

GPS-трекер (локатор) — устройство приёма-передачи данных для спутникового мониторинга автомобилей, людей или других объектов, к которому оно прикрепляется с использованием Global Positioning System для точного определения местонахождения объекта

GPS-трекеры:
Портативный для индивидуального использования.
Автомобильный (автомобильный контроллер) — это стационарное устройство, которое подключается к бортовой сети автомобиля или другого транспортного средства.

GPS-логгер (пассивный трекер) — особый класс GPS-радиоприёмников, который может работать в режимах
обычного GPS-приёмника (только принимая информацию от спутниковой группировки)
логгера записывая информацию о пройденном пути (треке) в свою встроенную память.

GPS- камера
— Передача видео с камеры сразу на экран навигатора в режиме on-line
— Ночной режим: камера видит в полной темноте, дальность до 5м
— Питание камеры от бортовой авто-сети 12V

Электронное геодезическое
оборудование
Лазерные дальномеры (лазерные рулетки)
ручные лазерные безотражательные дальномеры предназначены для измерения расстояний до 200 метров, с точностью до 1,0 мм.

Электронный тахеометр
Высокая дальность измерения (до 500 метров)
Высокая точность измерения расстояний (±2 мм)
Высокая скорость измерений расстояний (менее 1 сек)
Большой объем памяти для хранения данных (>1 Мб) + слот для карты памяти.
Лазерный луч позволяет легко выполнять измерения сквозь препятствия.
Простой экспорт данных в AutoCAD
и другие CAD системы.

Электронный тахеометр
Внутреннее ПО позволяет решать не только различные вычислительные задачи, но и предоставляет эффективные средства контроля и анализа измерений:
определение координат
высота недоступного объекта
вычисление площади
архитектурные обмеры
проецирование точек

7.3. Средства телекоммуникации
Телекоммуникация – совокупность средств и способов общения между людьми на расстоянии

ИНТЕГРАТИВНЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ:
РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ
СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ

РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ:
НАЗЕМНЫЕ
СПУТНИКОВЫЕ (ВЫСОКО-, СРЕДНЕ- И НИЗКООРБИТАЛЬНЫЕ)

КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ:
ТЕЛЕФОННЫЕ
ФАКСИМИЛЬНЫЕ
ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ: ПРОВОДНЫЕ И БЕСПРОВОДНЫЕ)

СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ:
GPS (США)
ГЛОНАСС (РОССИЯ)
БЭЙДОУ (КИТАЙ)
GALILEO (ЕВРОПА)
IRNSS (ИНДИЯ)

Задачи, реализуемые с помощью ГИС в области телекоммуникации:
Планирование, анализ спроса и прогноз развития рынка телекоммуникационных сетей.
Проектирование и развитие телекоммуникационных сетей, в том числе пространственный анализ и моделирование сети:
выбор местоположения для антенн,
определение оптимального маршрута прокладки кабеля и т.д.