MGIT lze charakterizovat jako IT určené pro zpracování prostorových dat, které aktivně využívají bezdrátové komunikační prostředky k přenosu dat mezi

David Vojtek

MGIT lze charakterizovat jako IT určené pro zpracování prostorových dat, které aktivně využívají bezdrátové komunikační prostředky k přenosu dat mezi mobilními klienty a řídícím centrem. Mobilní GIT využívají znalost aktuální polohy klientů při řešení problémů.

 Jsou v posledních letech předmětem vývoje a výzkumu.  Přinášejí nové možnosti nejen v oblasti Geoinformačních technologií.

GNSS družice

Prostorové databáze Aplikační servery GIS a DB servery

Aplikace Tenký klient

Internet Síť GSM Pracovní stanice

Desktop aplikace Tlustý klient Tenký klient

Tlustý klient

Mobilní klient

 Ne vše lze provádět z tepla kanceláře.  Papírová mapa je neaktuální už v době tisku. Když vše selže papírová mapa zůstane  Digitální mapa má větší informační hloubku.  Digitální obsah On-line.  Ve spojení s GNSS téměř neustály přehled o poloze.

 Přesouvají se data a informace a ne lidé.  Základní vnímání světa se rozšiřuje o digitální data tzv. rozšířená realita

 Snadné monitorování zdrojů v terénů  Centrální řízení a koordinace zdrojů v terénu

 Prostředek pro sběr dat

 Prostředek pro sběr dat, pro jejich analyzování, pro řízení zdrojů a podporu rozhodování

 Bez možnosti připojení platformy MGIT v terénu k datové základně v zázemí  Dávkové přenosy dat směrem k datové základně na vyžádání MGIT platformy  On-line spojení MGIT platformy s datovou základnou v zázemí

Výhody  Nejlevnější z hlediska nákladu na zajištění komunikace

Nevýhody  Neaktuální data

 Nemožnost provádění složitějších analýz  Funkcionalita omezená možnostmi mobilního zařízení

Výhody  Přístup k centrální databázi a její synchronizace s lokální databázi  Využití k náročnějším analýzám na výkonných serverech v zázemí

Nevýhody  Zajištění komunikační techniky  Náklady na komunikaci jen pokud  Problematické centrální řízení a koordinace zdrojů

Výhody  Real-time přístup k databázím a jejím obsahu  Platforma nemusí mít žádná prostorová data  Využití k náročnějším analýzám na výkonných serverech v zázemí  Umožňuje centrální řízení a koordinaci zdrojů

Nevýhody  Cena za zajištění komunikačního kanálů

Podle čeho volit HW?

Základní vlastnosti

 Druh práce která bude prováděná  Jak dlouhou dobu bude práce prováděna  V jakém prostředí bude práce prováděna

         

Odolnost Hmotnost Výdrž Skladnost Výkon Typ display Způsob ovládání Určování polohy Rozšířitelnost OS

 Jednoúčelový systém, ve kterém je řídicí počítač zcela zabudován do zařízení, které ovládá  Vlastnosti Embedded zařízení:      

Optimalizace pro konkrétní aplikaci Dlouhá životnost Vysoká spolehlivost HW omezená (paměť, rychlost CPU, rozhraní) Schopné pracovat v bezobslužném provozu Nízká cena výrobku

 Výroby ve velkých sériích (spotřební elektronika např. MP3)  Výroba v malých sériích či prototypech  použití HW osobního PC a pro konkrétní programy  nahradit původní operační systém NRTOS systémem RTOS

 Některé pracují v reálném čase RTOS

 SW je označován jako firmware v paměti ROM/FLASH  Programy vyvíjeny a testovány pečlivěji než programy pro osobní PC

 Nelze kvůli opravě bezpečně vypnout nebo je pro opravu nepřístupný systémy ve vesmíru, podmořské kabely, navigační majáky, automobil, spotřební elektronika

 Musí být neustále v chodu z bezpečnostních důvodů navigační systémy letadel, řídící systémy jaderných reaktorů, signalizace provozu vlaků, …

 Zastavení způsobí velké finanční ztráty ovládaní mostů a výtahů, telefonní ústředny, řízení bankovních převodů peněz

 Nemůže běžet v nebezpečném nebo nekorektním stavu finanční ztráty (automatické burzy), ohrožení zdraví (lékařské přístroje)

 Notebooky

• • • • •

 Tablety

 PDA a datové záznamníky

• •

• • •

Výdrž baterie Hmotnost Skladnost

Virtuální klávesnice Hmotnost Výkon Skladnost

•

Výdrž baterie

Komunikačních rozhraní Výkon

• • • •

Display Virt. klávesnice Výkon Rozšířitelnost

Klávesnice Display Komunikačních rozhraní Výkon Rozšiřitelnost •

• •

Velký display Komunikačních rozhraní Výkon Rozšiřitelnost

• • •

Hmotnost Skladnost Výdrž baterie

•

• • •

•

 10.4“, 12.1“ LCD displej  MIL-STD 810 F  Odolnost proti vodě a prachu  Odolnost proti nárazům a vibracím – hořčíková slitina  Široký rozsah pracovních teplot 20 až 55 °C  Hmotnost 2,2 kg  Napájení interní bateriové – nízká spotřeba  GPS s interní antén

 12.1“ LCD dotykový displej čitelný na přímém slunci

 MIL-STD 810 F

 Odolnost proti vodě a prachu  Gumová podsvícená utěsněná klávesnice  Odolnost proti nárazům a vibracím

 Provozní teplota 0°C až 55°C  Hmotnost 5,7 kg  Napájení interní bateriové – nízká spotřeba  Možnost DGPS

 Displej LCD 14,1“  STD-MIL 810 F  Enormní teploty  Vlhkost  Nadmořské výšky  Odolnost proti nárazům a vibracím  Pogumování, procesor v krytu ze slitiny hořčíku,  Hmotnost 3,9 kg  Napájení dvanáctičlánková baterie  GPS

 Displej 10,4“ dotykový  MIL-STD 810 F  Ochrana před prachem  Odolnost proti nárazům a vibracím  Tělo z magnesia a hliníkový rám

 IP54  Široký rozsah pracovních teplot 20 až 60 °C  Hmotnost 2,2 kg  Napájení interní baterie – výdrž až 9 hodin  GPS

 10,4 palcový TFT XGA dotykový displej  MIL-STD 810 F  Odolnost proti vodě a prachu  Odolnost proti nárazům a vibracím – křemičitý obal

 Široký rozsah pracovních teplot od -20 až 60 °C  Hmotnost 2 kg  Napájení baterie – interní li-lon s výdrží 7 hodin  GPS integrovaný

 10,4 palcový TFT XGA dotykový displej - odolné sklo proti chemikáliím; povrchová úprava nemůže být zničena  MIL-STD 810 F  Odolává otřesům, rázům a vibracím  Elektromagnetickému záření  Prachu a vodě

 IP 65  Široký rozsah pracovních teplot od -20 až 60 °C  Hmotnost 2,2 kg (2,54kg )  Napájení baterie – interní li-lon Hot swap 4 (hodiny)  GPS integrovaný Garmin GPS přijímač (GPRS/GSM)

 Standard pro popis odolnosti zařízení  Značení IP xy(z):  x dotyk a průnik cizích pevných látek do zařízení  y průnik kapaliny do zařízení  z odolnost proti otřesům

 Vojenská certifikace odolnosti materiálů a zařízení ve všech fázích jeho běžného užívání

stupeň

stupeň IP x0z

IP x1z

vniknutím vody bez ochrany Chráněno proti padající vodě při ekvivalentu deště 3–5 mm padající vody za minutu v průběhu 10 minut. Jednotka je umístěna ve své pracovní poloze.

IP x2z

Chráněno proti padající vodě, když je přístroj v poloze 15 stupňů. Stejné jako IPX-1, jen rozdílem, že jednotka je testována ve 4 pozicích, nakloněna o 15° v každé poloze od normální provozní polohy.

IP x3z

Chráněno proti vodní tříšti. Voda stříká na přístroj v úhlu 60° vertikálně, v množství 10 litrů za minutu a při tlaku 80– 100kN/m2 po dobu 5 minut.

IP x4z

Chráněno proti stříkající vodě. Stejné jako u IPX-3, jen s rozdílem, že voda stříká ve všech úhlech.

IP x5z

Chráněno proti vodním proudům. Voda míří 6,3 mm tryskou ve všech úhlech při průtoku 12.5 litrů za minutu při tlaku 30 kN/m2 po dobu 3 minuty ze vzdálenosti 3 metry.

nebezpečným dotykem

vniknutím cizích předmětů

IP 0yz

bez ochrany

bez ochrany

IP 1yz

dlaní

velkých

IP 2yz

prstem

malých

IP 3yz

nástrojem (>2,5 mm)

drobných

IP 4yz

nástrojem, drátem (>1 mm)

velmi drobných

IP 5yz

jakoukoliv pomůckou

prachu částečně

IP 6yz

jakoukoliv pomůckou

prachu úplně

stupeň

ochrana nárazem

IP xy0

bez ochrany

IP xy1

ochrana před nárazem o energii 0.225 J (např. pád tělesa váhy 150 g a z výšky 15 cm)

IP x6z

IP xy2

(např. pád tělesa váhy 250 g a z výšky 15 cm) IP xy3

Chráněno proti vlnobití. Voda míří 12,5 mm tryskou ve všech úhlech při průtoku 100 litrů za minutu při tlaku 100 kN/m2 po 3 minuty ze vzdálenosti 3 metry.

IP x8z

Chráněno proti ponoření do vody. Ponoření na 30 minut do hloubky 1 metr. Chráněno proti potopení do vody. Zařízení je schopné nepřetržitého potopení do vody za podmínek, které určí výrobce zařízení.

ochrana před nárazem o energii 0.5 J (např. pád tělesa váhy 250 g a z výšky 20 cm)

IP xy4 IP x7z

ochrana před nárazem o energii 0.375 J

ochrana před nárazem o energii 2 J (např. pád tělesa váhy 500 g a z výšky 40 cm)

IP xy5

ochrana před nárazem o energii 6 J

(např. pád tělesa váhy 1.5 kg a z výšky 40 cm) IP xy6

ochrana před nárazem o energii 20 J (např. pád tělesa váhy 5 kg a z výšky 40 cm)

     

Slané prostředí Prašné prostředí Písek Ponoření Volný pád z výšky Elektromagnetické vyzařování  Elektrostatický výboj

 Letecká přeprava  Práce ve vysoké výšce  Práce při vysoké teplotě (71°)  Práce při nízké teplotě (-33°)  Teplotní šok  Náhodné vibrace  Nárazy

GPRS / EDGE /UMT Wi-Fi WiMax

GIS a DB servery LAN / WAN Internet

Internet Síť GSM

Pracovní stanice

Mobilní klient

Zázemí (Indoor)

(Outdoor)

GPRS / EDGE /UMT Wi-Fi WiMax

GIS a DB servery

Klient 1

Mobilní základna Klient 2

Pracovní stanice GPRS / EDGE /UMT Wi-Fi WiMax

Klient 3

• Mobilita

   

Bez mobility Částečná Úplná Mobilní základnová stanice

• Počet spojení

• •

Point to Point (IrDA) Point to Multipoint (Bluetooth,Wi-Fi/WiMax)

• Způsob spojení

• • •

Cordless (Bluetooth) Wireless (Wi-Fi,WiMax) Satelitní sítě

• Pokrytí

• • • •

WPAN (Bluetooth) WLAN (Wi-Fi) WMAN (Wi-Fi, WiMax) WAN (WiMax)

 Globálního rozsahu  Licencované a zpoplatněné  Závislost na službách poskytovaných operátorem mobilní sítě  GSM generace 2.5 GPRS,EDGE  GSM generace 3 UMTS

 Bez licence levné  Možnost vybodování vlastní sítě (DIY)  IEEE 802.11x (Wi-Fi)  IEEE 802.16 (WiMax)  Bluetooth, IrDA, ZegBee, …

Označení a certifikace Access Pointu

   

Standard IEEE 802.16 Určeno pro metropolitní sítě Dosah 40-50 km Implementovaná Quality of Services

Vlastnost nominální dosah (bez zesilovače)

30 m

10 m

250 kb/s

700 kb/s

maximální počet zařízení v jednom segmentě (piconet)

255

8

maximální počet zařízení v síti

4 000

Neomezeno

komplexnost protokolu (velikost firmwaru)

30 kB

250 kB

typicky 30 ms

do 3 s

maximální přenosová rychlost

vyhledaní nového zařizení

Bezšňůrová technologie sloužící pro osobní sítě (WPAN)

   

GNSS Sítě mobilních operátorů GSM Použití Wi-Fi technologie Další technologie laser, infrazvuk …

 Cell Of Origin (COO, CGI) přesnost závisí na hustotě buňek  Signal Attenuation-Received Signal Strength (RSS)  Timing Advance (TA) 1 ms přesnost 150 – 500 metru  Time Of Arrival (TOA) trilaterace

analogicky k GPS

 Angle Of Arrival triangulace nepoužíva se  Enhanset Observed Time Difference měření časových rozdílů příchodů signálu ze dvou a více dvojic BTS stanic

přesnost 30 – 300 metrů  Assisted Global Positioning Systém (A-GPS)

 „Desktop“ aplikace  Tencí klienti (internetový prohlížeč s omezenou funkčností)  Tlustí klienti (aplikace vyžadující připojení k datovému zázemí)  Prostorové databáze  Aplikační GIS servery

 Omezená funkčnost s ohledem na parametry mobilního HW  Jednodušší uživatelské rozhraní  Omezený počet podporovaných formátu geodat  Základní editační funkce pro sběr dat  Podpora OGC webových služeb  Práce s GNNS  Práce s dalšími senzory

 Zobrazení dat  lokálních nebo vzdálených (Internet)  vektorových i rastrových

 Práce s mapovým polem posun, přiblížení, vzdálení, identifikace obsahu

 Jednoduché nástroje pro měření vzdálenosti a dotazování  Snímaní polohy bodu a linií (polygonů)

 Preference asynchronní komunikace  Zasílání požadavků do zázemí pokročilých úloh a modelů  Získávání výsledku ze zázemí

spouštění

 Aplikace sloužící pro efektivní ukládání a správu prostorových dat  Založené na relačních a objektově relačních SŘBD  Vhodné pro síťové prostředí  Vhodné pro víceuživatelské přístupy

 Aplikace pro publikování dat z prostorových DB do Internetu  Mapové servery  OGC datové webové služby (WMS, WFS, WCS)

 Aplikace pro zprostředkování a provedení výpočetně náročných operací na vžádání mobilních klientů

Propagační materiály ESRI http://www.esri.com/library/fliers/pdfs/arcgis-mobile.pdf

WMS WFS WCS WPS

Web Map Service mapové služby Web Feature Service rozšířená mapová služba pro práci s geodaty Web Coverage Service práce se surovými rastrovými daty Web Processing Service služba pro geoprocessing geodat