Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra informatiky a výpočetní techniky. sportovních aktivit

Západoˇceská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných vˇed Katedra informatiky a výpoˇcetn´ı techniky

Bakal´ aˇ rsk´ a pr´ ace Zpracov´ an´ı GPS z´ aznam˚ u ze sportovn´ıch aktivit

Plzeˇn 2013

David Hrbáˇcek

Prohl´ aˇ sen´ı Prohlaˇsuji, ˇze jsem bakaláˇrskou práci vypracoval samostatnˇe a výhradnˇe s pouˇzit´ım citovaných pramen˚ u. V Plzni dne 6. kvˇetna 2013 David Hrbáˇcek

Abstract This bachelor thesis deals with alternatives of processing GPS data from sport activities gained via trackers. Its aim is to analyse existing applications that have been created for this purpose. It is also focused on making altitude data of each GPS record more precise and enabling user to save them in a compact calendar form in batch. This functionality will be implemented as an extension of the GPX Wizard application that was created as a product of bachelor thesis in 2011.

Podˇ ekov´ an´ı Rád bych podˇekoval svému vedouc´ımu práce Doc. Ing. Pavlu Heroutovi, Ph.D. za cenné rady, výbornou spolupráci a konstruktivn´ı poznámky, které mˇe vˇzdy navedly správným smˇerem. Dále Michalu Kacerovskému za ochotu pˇri testován´ı aplikace, gramatické korekce a moráln´ı podporu. V neposledn´ı ˇradˇe patˇr´ı mé d´ıky své rodinˇe za podporu pˇri studiu.

Obsah ´ 1 Uvod 2 Anal´ yza existuj´ıc´ıch aplikac´ı 2.1 Obecnˇe pouˇz´ıvané term´ıny . . . . 2.1.1 GPS . . . . . . . . . . . . 2.1.2 GPX . . . . . . . . . . . . 2.1.3 Google Maps . . . . . . . 2.2 Sports Analyzer . . . . . . . . . . 2.2.1 Import soubor˚ u . . . . . . 2.2.2 Kalendáˇr sportovn´ıch akc´ı 2.2.3 Mapa . . . . . . . . . . . 2.2.4 Informace o trase . . . . . 2.2.5 Výhody aplikace . . . . . 2.2.6 Nedostatky aplikace . . . 2.3 BT747 . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Import dat . . . . . . . . 2.3.2 Transformace dat . . . . . 2.3.3 Nastaven´ı GPS zaˇr´ızen´ı . . 2.3.4 Výhody aplikace . . . . . 2.3.5 Nedostatky aplikace . . . 2.4 GPX Wizard . . . . . . . . . . . 2.4.1 Transformace . . . . . . . 2.4.2 Vizualizace . . . . . . . . 2.4.3 Konvertor . . . . . . . . . 2.4.4 Výhody aplikace . . . . . 2.4.5 Nedostatky aplikace . . .

1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 2 2 2 3 3 3 4 4 5 5 5 6 6 8 9 9 9 9 9 11 12 13 13

3 Mˇ eˇ ren´ı v´ yˇ sek pomoc´ı GPS 3.1 SRTM výˇsky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Sluˇzby poskytuj´ıc´ı SRTM data . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Geonames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14 14 15 15

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2.2 3.2.3

Google Elevation API . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 CGIAR-CSI SRTM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4 Moˇ znosti JavaScriptu pˇ ri pr´ aci s kalend´ aˇ rem 20 4.1 jQuery UI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.2 Datepicker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 5 Aplikace GPX Wizard 5.1 Postup zpracován´ı dat aplikac´ı GPX Wizard 5.2 Filtr nahrazován´ı výˇsek . . . . . . . . . . . . 5.2.1 Hledán´ı výˇskových dat v souboru . . 5.2.2 Ukládán´ı naˇctených výˇskových dat . 5.2.3 Dodateˇcné vyhlazen´ı staˇzených dat . 5.3 Vizualizace do kalendáˇre . . . . . . . . . . . 5.4 Dalˇs´ı u ´ pravy aplikace GPX Wizard . . . . . 5.4.1 Práce se vstupn´ımi GPX soubory . . 5.4.2 Rozˇs´ıˇrené HTML nastaven´ı . . . . . 5.4.3 Poˇc´ıtán´ı stoupán´ı a klesán´ı . . . . . . 5.4.4 Výstupn´ı vizualizace . . . . . . . . . 5.4.5 Generované grafy . . . . . . . . . . . 5.4.6 Konvertor a uˇzivatelské moduly . . . 5.4.7 Nápovˇeda . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . .

23 23 24 25 26 27 29 33 33 33 35 35 35 37 37

6 Z´ avˇ er

38

7 Seznam pˇ r´ıloh

41

´ 1 Uvod V souˇcasné dobˇe existuj´ı komerˇcnˇe dostupné GPS trasovaˇce, které umoˇzn ˇ uj´ı zaznamenávat trasu. Tyto trasovaˇce se pouˇz´ıvaj´ı v mnoha oblastech lidských aktivit, ale primárnˇe jsou urˇceny pro záznam sportovn´ıch aktivit. Zp˚ usob ˇcinnosti trasovaˇce je, ˇze GPS data pouze zaznamenává (nemá display, tud´ıˇz je energeticky málo nároˇcný). Po skonˇcen´ı akce jsou tato data pˇrehrána do poˇc´ıtaˇce, kde jsou off-line zpracovávána / vyhodnocována. Pro zpracován´ı existuje mnoˇzstv´ı program˚ u, ˇcasto dodávaných pˇr´ımo výrobcem pˇr´ısluˇsného trasovaˇce. Bohuˇzel vˇetˇsina tˇechto SW nen´ı vhodná pro zpracován´ı velkých poˇct˚ u záznam˚ u a ˇcasto neuspokojivˇe nebo v˚ ubec ˇreˇs´ı otázku pˇresnosti namˇeˇrených u ´ daj˚ u. Dalˇs´ım významným problémem je, ˇze uvedené softwary pˇredstavuj´ı proprietárn´ı ˇreˇsen´ı, která pˇri jakékoliv zmˇenˇe mohou selhat, at’ jiˇz ˇcásteˇcnˇe nebo u ´ plnˇe. To znamená, ˇze nejsou vhodná pro dlouhodobé archivován´ı u ´ daj˚ u. V tˇechto pˇr´ıpadech mus´ı uˇzivatel vynaloˇzit velké u ´ sil´ı, aby mohl vyuˇz´ıvat svá jiˇz jednou zpracovaná data, mnohdy jsou nav´ıc tyto pokusy ne´ uspˇeˇsné. Napˇr´ıklad absence kl´ıˇce k rozhran´ı Google Maps API zp˚ usobila praktickou nepouˇzitelnost aplikace Sports Analyzer. ˇ sen´ı tohoto problému nab´ız´ı aplikace GPX Wizard, jej´ıˇz koncept byl Reˇ vyvinut v rámci pˇredchoz´ı bakaláˇrské práce. Výstup z této aplikace je generován ve znaˇckovac´ım jazyku HTML, který je v nezávislý jak na platformˇe, tak na konkrétn´ım programu. Jednou vygenerovaný záznam sportovn´ı akce pak existuje nezávisle na urˇcité aplikaci a je zobrazitelný na jakémkoliv poˇc´ıtaˇci s internetovým prohl´ıˇzeˇcem. Bˇehem pouˇz´ıván´ı aplikace GPX Wizard se objevily dalˇs´ı poˇzadavky na jej´ı podstatné rozˇs´ıˇren´ı. Rozˇs´ıˇren´ı ˇci vylepˇsen´ı bude nutné/vhodné v následuj´ıc´ıch oblastech. • Pˇrepracován´ı modulu, který koriguje výˇsková data podle u ´ daj˚ u namˇeˇrených satelitn´ım mˇeˇren´ım. • Namˇeˇrené a zpracované výsledky mus´ı být moˇzné prezentovat v agregovaných podobách s moˇznost´ı rychlého pˇrechodu k detail˚ um. • Ke vˇsem namˇeˇreným trasám mus´ı existovat HTML soubor s touto trasou zakreslenou pomoc´ı Google map. • Pˇripravit sportovn´ı kalendáˇr s proklikávatelnými akcemi. • Aplikace mus´ı být schopna dávkového reˇzimu, napˇr. mus´ı umˇet zpracovat najednou vˇetˇs´ı poˇcet (cca stovky) záznam˚ u. 1

2 Analýza existuj´ıc´ıch aplikac´ı 2.1

Obecnˇ e pouˇ z´ıvan´ e term´ıny

V následuj´ıc´ım textu budou pouˇz´ıvány term´ıny z oblasti technologi´ı GPS, které jsou podrobnˇe vysvˇetleny v bakaláˇrské práci [4], na n´ıˇz tato práce navazuje. Z tohoto d˚ uvodu zde bude uveden pouze velmi struˇcný výˇcet.

2.1.1

GPS

Global Positioning System, zkrácenˇe GPS. Vojenský globáln´ı druˇzicový systém provozovaný Ministerstvem obrany Spojených stát˚ u amerických. S pomoc´ı GPS pˇrij´ımaˇce je ˇclovˇek schopen urˇcit svoji pˇresnou polohu a ˇcas kdekoliv na povrchu Zemˇe. Jedinou omezuj´ıc´ı podm´ınkou je pˇr´ımá viditelnost GPS pˇrij´ımaˇce z oblohy.

2.1.2

GPX

GPX je formát dat zaloˇzený na jazyce XML1 , který byl vyvinut firmou TopoGrafix. Formát slouˇz´ı pro výmˇenu GPS dat mezi jednotlivými aplikacemi. GPX existuje ve dvou verz´ıch – p˚ uvodn´ı z roku 2002 nese oznaˇcen´ı 1.0 a o dva roky podˇeji vydaná verze 1.1. Hlavn´ı rozd´ıly mezi verzemi jsou následuj´ıc´ı: • N´ asledn´ e rozˇ s´ıˇ ren´ı aplikacemi tˇ ret´ıch stran – Nejmarkantnˇejˇs´ı rozd´ıl mezi verzemi. Ve verzi 1.0 se rozˇs´ıˇren´ı vkládaj´ı pˇr´ımo do elementu, zat´ımco ve verzi 1.1 má kaˇzdý rozˇsiˇritelný element sv˚ uj vnoˇrený element <extensions>, do kterého se teprve vˇsechna rozˇs´ıˇren´ı vkládaj´ı. To má za následek, ˇze verze 1.1 je pˇrehlednˇejˇs´ı. • Popis GPX souboru – V prvn´ı verzi jsou základn´ı informace popisuj´ıc´ı záznam (název, autor, popis, ...) vloˇzena pˇr´ımo do koˇrenového elementu , zat´ımco ve druhé maj´ı sv˚ uj vlastn´ı element <metadata>, ve kterém má kaˇzdá vlastnost záznamu sv˚ uj element. • Typy bod˚ u – V novˇejˇs´ı verzi jsou vˇsechny elementy reprezentuj´ıc´ı polohu jednoho bodu slouˇcené pod jeden spoleˇcný typ. V p˚ uvodn´ı verzi jsou tyto elementy rozd´ılného typu, coˇz je sice ménˇe pˇrehledné, ale má 1 Extensible Markup Language – Obecn´ y znaˇckovac´ı jazyk vyvinut´ y konsorciem W3C. Umoˇzn ˇuje vytváˇren´ı znaˇckovac´ıch jazyk˚ u urˇcen´ ych k nejr˚ uznˇejˇs´ım typ˚ um uˇzit´ı.

2

Analýza existuj´ıc´ıch aplikac´ı

Sports Analyzer

to výhodu v tom, ˇze napˇr´ıklad elementy jednotlivých bod˚ u () m˚ uˇzou m´ıt vnoˇrené elementy udávaj´ıc´ı rychlost a smˇer pohybu.

2.1.3

Google Maps

Mapy Google jsou internetová aplikace poskytuj´ıc´ı zdarma (pro nekomerˇcn´ı u ´ˇcely) mapové sluˇzby spoleˇcnosti Google a webovým stránkám a aplikac´ım tˇret´ıch stran, které k nim pˇristupuj´ı prostˇrednictv´ım JavaScriptového Google Maps API. Mapy maj´ı r˚ uzné vrstvy – satelitn´ı, terénn´ı a mapu. Pomoc´ı jiˇz zm´ınˇeného API se na mapách mohou vykreslovat zaznamenané trasy, coˇz se pro u ´ˇcely sportovn´ıch záznam˚ u velice hod´ı.

2.2

Sports Analyzer

Aplikace Sports Analyzer byla vyvinuta spoleˇcnost´ı Mobile Action jako softwarová podpora pro jejich GPS trasovaˇce, které jsou urˇcené pro záznam sportovn´ıch výkon˚ u, j´ızdy autem nebo pˇridán´ı geotag2 informac´ı k fotografi´ım. Sports Analyzer doplˇ nuje sadu dalˇs´ıch dvou aplikac´ı: • @trip PC – Tento program zastupuje roli univerzáln´ı aplikace pro zpracován´ı tras zaznamenaných na GPS trasovaˇc. Umoˇzn ˇ uje zobrazen´ı jednotlivých tras na Mapách Google, jejich procházen´ı se zvýraznˇen´ım aktuáln´ı pozice na výˇskovém profilu trasy. Program také obsahuje modul pro manuáln´ı editaci tras, ve kterém je moˇzné rozdˇelit jednu velkou trasu na nˇekolik menˇs´ıch, mazán´ı vybraných bod˚ u záznamu cesty nebo pˇridán´ı poˇr´ızených fotografi´ı k jednotlivým trasám. • Where I Am – Pro chod tohoto programu je nutné pˇripojen´ı GPS trasovaˇce k poˇc´ıtaˇci pomoc´ı kabelu. Funkce programu je prostá – zobrazen´ı na vybrané mapˇe (Google Maps, Yahoo! Maps, Bing Maps) pozice, kde se právˇe uˇzivatel nacház´ı. Samotná aplikace Sports Analyzer se zamˇeˇruje na projekci sportovn´ıch výkon˚ u a je sloˇzena z nˇekolika základn´ıch prvk˚ u, které budou popsány n´ıˇze.

2.2.1

Import soubor˚ u

Jako vstup je pˇrij´ımán soubor GPX nebo pˇr´ımo data z GPS trasovaˇce pˇripojeného k poˇc´ıtaˇci. Pˇri importu dat se nastavuje ˇcasové pásmo m´ısta, kde byl 2

geotagging – pˇrid´ av´ an´ı geografick´ ych metadat k r˚ uzn´ ym médi´ım jako jsou webové stránky, RSS zdroje nebo obr´ azky

3


Sports Analyzer

Obrázek 2.1: Screenshot aplikace Sports Analyzer. záznam poˇr´ızen a zapnut´ı nebo vypnut´ı letn´ıho ˇcasu. Dále se nastavuje, jaký typ sportu byl provozován, uˇzivatel m˚ uˇze vyb´ırat z cyklistiky, bˇehu, horské turistiky, lyˇzován´ı, golfu, veslován´ı a j´ızdˇe na koni nebo lze zvolit poloˇzku ostatn´ı. Zvolen´ım typu sportu se na GPX soubor neaplikuj´ı ˇzádné filtry pro dané aktivity, ale pouze se nastav´ı ikonka sportu, která bude zobrazena v kalendáˇri sportovn´ıch záznam˚ u, popsaném n´ıˇze.

2.2.2

Kalend´ aˇ r sportovn´ıch akc´ı

Vˇsechny záznamy, jeˇz byly importovány, se zobrazuj´ı v kalendáˇri. Kaˇzdý záznam je vyobrazen ikonkou sportu, který byl zvolen pˇri importu soubor˚ u. Toto zobrazen´ı se jev´ı jako velice pˇrehledné. Po kliknut´ı na danou akci z kalendáˇre se zobraz´ı základn´ı informace o trase, jej´ı výˇskový profil a záznam cesty na mapˇe. Kalendáˇr se nacház´ı v levé ˇcásti aplikace, jak lze vidˇet na obrázku ˇc. 2.1.

2.2.3

Mapa

Vˇsechny záznamy se po jejich rozkliknut´ı zobrazuj´ı na mapˇe, kterou lze také vidˇet na obrázku 2.1. Po kliknut´ı na urˇcitý bod trasy ve výˇskovém profilu (nebo jiném grafu) se také zobraz´ı vybraná pozice na mapˇe. To pomáhá urˇcit m´ısto nejvˇetˇs´ıho klesán´ı, nejvyˇsˇs´ı namoˇrské výˇsky atd. 4


2.2.4

Sports Analyzer

Informace o trase

Po kliknut´ı v kalendáˇri na urˇcitou trasu se zobraz´ı jej´ı základn´ı informace spolu s výˇskovým profilem. Informace o trase obsahuj´ı u ´ daje jako ˇcas zaˇcátku a konce, uraˇzenou délku, pr˚ umˇernou a maximáln´ı rychlost, stoupán´ı, klesán´ı a dalˇs´ı. M´ısto výˇskového profilu lze navolit r˚ uzné kombinace graf˚ u s zobrazen´ım rychlosti a výˇsky v ˇcase nebo vzdálenosti. Na grafech lze také r˚ uznˇe operovat s pozic´ı zaˇcátku a konce trasy, coˇz umoˇzn ˇ uje se zamˇeˇrit na urˇcité u ´ seky trasy, kdy se informace o trase mˇen´ı v závislosti na vybraném u ´ seku. Informace o trase spolu s výˇskovými profily se zobrazuj´ı v spodn´ı ˇcásti aplikace, viz Obrázek 2.1. Praktickým pouˇz´ıván´ım bylo zjiˇstˇeno, ˇze se z uvedených osmi moˇzných graf˚ u vyuˇz´ıvaj´ı v amatérském sportu pouze dva, a to závislost nadmoˇrské výˇsky na vzdálenosti a na ˇcase. Ostatn´ı grafy jsou bud’ velmi nepˇresné (napˇr. závislost rychlosti na ˇcase ˇci délce trasy) pˇr´ıpadnˇe pro amatéra nezaj´ımavé (napˇr. závislosti rytm˚ u). Moˇznosti typu výbˇeru ˇcásti trasy nebo online zjiˇst’ován´ı nadmoˇrské výˇsky v urˇcitém bodˇe jsou pouˇz´ıvány pouze bezprostˇrednˇe po akci, ale jen velmi zˇr´ıdka kdy pˇri prohl´ıˇzen´ı archivn´ıch dat. V kaˇzdém pˇr´ıpadˇe je ale tato aplikace uˇziteˇcná a je moˇzné se k takto archivovaným dat˚ um kdykoliv vrátit. Je-li to ovˇsem technicky moˇzné, protoˇze jiˇz doˇslo k události, kdy absence kl´ıˇce k rozhran´ı Google Map API zp˚ usobila praktickou nepouˇzitelnost vˇsech archivovaných dat v aplikaci Sports Analyzer.

2.2.5

V´ yhody aplikace

• Intuitivnˇe ovládané rozhran´ı aplikace. • Záznamy ˇrazeny dle dne záznamu do kalendáˇre a jsou oznaˇckovány ikonou pˇr´ısluˇsné sportovn´ı aktivity.

2.2.6

Nedostatky aplikace

• Nemoˇznost hromadného zpracován´ı vstupn´ıch soubor˚ u. • Neexistence agregovaných dat. Napˇr´ıklad sportovn´ı akce, tréningový mˇes´ıc, celá sezóna. • Závislost zobrazen´ı vizualizace záznam˚ u na aplikaci. Pokud aplikace pˇrestane být podporována výrobcem, ˇcasem pˇrestane být funkˇcn´ı. • Sports Analyzer neprovád´ı se vstupn´ımi daty ˇzádné transformace, coˇz vzhledem k vysokému zat´ıˇzen´ı chybou (pˇredevˇs´ım výˇskových dat) pˇri zaznamenáván´ı nen´ı optimáln´ı. 5


2.3

BT747

BT747

Tato aplikace patˇr´ı mezi volnˇe dostupný software a prioritnˇe slouˇz´ı pro pˇr´ımé propojen´ı poˇc´ıtaˇce s mnoha r˚ uznými GPS zaˇr´ızen´ımi. Program je kompatibiln´ı s vˇetˇsinou dneˇsn´ıch GPS zaˇr´ızen´ı, je platformˇe nezávislý, dokonce existuj´ı verze pro pˇr´ıruˇcn´ı zaˇr´ızen´ı jako Palm, WinCE a mobiln´ı zaˇr´ızen´ı, která podporuj´ı J2ME3 . Aplikace lze stáhnout z adresy http://www.bt747.org/, na tˇechto stránkách se nacház´ı i uˇzivatelská dokumentace, seznam podporovaných GPS zaˇr´ızen´ı, veˇrejné fórum a dalˇs´ı informace o aplikaci. Ve své podstatˇe se jedná o komplexn´ı aplikaci pˇrednostnˇe zamˇeˇrenou na práci s GPS zaˇr´ızen´ımi (ˇsiroce konfigurovatelná, vyuˇz´ıvaj´ıc´ı vˇsech moˇznost´ı GPS záznamu, napˇr. geoid), kdy bˇeˇzný uˇzivatel nem˚ uˇze zcela jistˇe vyuˇz´ıt vˇsech moˇznost´ı poskytovaných aplikac´ı. Velmi uˇziteˇcná je moˇznost konverze do r˚ uzných výstupn´ıch formát˚ u. Bohuˇzel tato konverze je vˇzdy pouze z dat, která jsou staˇzena z pˇr´ısluˇsného GPS zaˇr´ızen´ı (RAW soubor). Dalˇs´ı zjiˇstˇený problém je, ˇze konverze do GPX nedává výsledek zcela podle XSD4 schématu GPX verze 1.1. Na obrázku 2.2 je k nahlédnut´ı jeden z jedenácti panel˚ u grafického uˇzivatelského rozhran´ı této aplikace. Ukázku sofistikovaných moˇznost´ı tohoto nástroje uvád´ı obrázek 2.3 pro rozˇs´ıˇrené nastaven´ı.

2.3.1

Import dat

Pˇred samotným importem namˇeˇrených dat z GPS zaˇr´ızen´ı je potˇreba nejprve stáhnout a nainstalovat ovladaˇce pro propojen´ı trasovaˇce s poˇc´ıtaˇcem. Po instalaci ovladaˇc˚ u a pˇripojen´ı zaˇr´ızen´ı k poˇc´ıtaˇci m˚ uˇzeme v spodn´ım pravém rohu kliknout na tlaˇc´ıtko Connect. Po krátké chv´ıli se v panelu GPS Device Data (karta Log operations, viz Obrázek 2.2) objev´ı informace o pˇripojeném GPS zaˇr´ızen´ı. Pro import dat z GPS trasovaˇce se zamˇeˇr´ıme na panel Download. Na výbˇer máme z následuj´ıc´ıch metod staˇzen´ı: • Full Download – Z trasovaˇce se stáhne celý obsah pamˇeti nezávisle na tom, zda se v nˇem nacház´ı nˇejaká namˇeˇrená data nebo ne. 3 Java Platform, Micro Edition – Jedna ze z´ akladn´ıch platforem Javy s API urˇcenou pro v´ yvoj softwaru na zaˇr´ızen´ıch s omezen´ ymi prostˇredky. 4 XML Schema Definition – Soubor, kter´ y popisuje strukturu XML dokumentu.

6


BT747

Obrázek 2.2: Screenshot aplikace BT747.

Obrázek 2.3: Rozˇs´ıˇrené nastaven´ı GPS trasovaˇce v aplikaci BT747.

7


BT747

• Normal Download – Stáhne data z trasovaˇce do posledn´ıho naplnˇeného m´ısta. Pokud je trasovaˇc nastaven na pˇrepisovac´ı mód, stáhnou se vˇsechna data. • Smart Download – Pˇred stahován´ım z trasovaˇce se analyzuj´ı jiˇz staˇzená data v poˇc´ıtaˇci a ovˇeˇr´ı se, zda tato data jeˇstˇe nejsou v trasovaˇci. Pokud data koresponduj´ı, stáhnou se z trasovaˇce jen nové záznamy. Tento postup je shodný s Normal Download, jen se opˇet nestahuj´ı uˇz jednou staˇzená data, coˇz sniˇzuje ˇcas potˇrebný pro staˇzen´ı dat z trasovaˇce. Staˇzená data se uloˇz´ı do binárn´ıho souboru podle cesty zadané v kartˇe Log operations v panelu Files po stisknut´ı tlaˇc´ıtka Raw Log Files. S t´ımto souborem se posléze pracuje pˇri transformaci do r˚ uzných výstupn´ıch formát˚ u.

2.3.2

Transformace dat

Pˇred provádˇen´ım transformac´ı se nejprve mus´ı nastavit zaˇr´ızen´ı, ze kterého pocház´ı zdrojový binárn´ı soubor, jenˇz byl staˇzen z GPS trasovaˇce (viz pˇredchoz´ı podkapitola). To nastav´ıme v kartˇe Log operations (Obrázek 2.2) v panelu Convert v poloˇzce Device, kde vybereme ze seznamu GPS zaˇr´ızen´ı, z nˇehoˇz byla data staˇzeny. Dále se zamˇeˇr´ıme na jiˇz zm´ınˇený panel Convert, který provád´ı samotné transformace. Transformace m˚ uˇzeme provádˇet dvˇema zp˚ usoby: • Stisknut´ım jednoho z dev´ıti tlaˇc´ıtek s názvem typu výstupn´ıho souboru. Tento zp˚ usob zahrnuje obvyklejˇs´ı typy soubor˚ u (GPX, KML, CSV, HTML, ...), a proto je rychleji pˇr´ıstupný. • Výbˇerem ze seznamu typ˚ u soubor˚ u a následným stisknut´ım tlaˇc´ıtka Convert To. Výsledkem transformace mohou být r˚ uzné typy soubor˚ u, z nichˇz jsou pro bˇeˇzného uˇzivatele nejzaj´ımavˇejˇs´ı formáty GPX, KML, CSV a HTML (HTML stránka s mapou Google Maps, kde je zobrazena zaznamenaná cesta). Nastaven´ı v´ ystupu V kartˇe Output Settings lze nastavit dalˇs´ı moˇznosti výstupn´ıch soubor˚ u. Bˇeˇzný uˇzivatel urˇcitˇe vyuˇzije moˇznosti nastaven´ı ˇcasové zóny, rozdˇelen´ı výstupn´ıch soubor˚ u (jeden soubor na jeden track, jeden soubor pro kaˇzdý den, vˇse v jednom souboru), nastaven´ı jednotek, výstupn´ıho jazyku atd.

8


2.3.3

GPX Wizard

Nastaven´ı GPS zaˇ r´ızen´ı

Uˇzivatel m˚ uˇze pomoc´ı aplikace BT747 nastavovat i samotný GPS trasovaˇc. Po otevˇren´ı karty Device settings m˚ uˇze uˇzivatel nastavit mnoho atribut˚ u poˇc´ınaje tˇemi základn´ımi, jako je jméno trasovaˇce nebo mazán´ı jeho pamˇeti. Dále je moˇzné nastaven´ı interval˚ u sn´ımán´ı záznam˚ u, formátován´ı ukládaného ˇcasu, výbˇer sn´ımaných u ´ daj˚ u a mnoho dalˇs´ıch vlastnost´ı pro pokroˇcilé uˇzivatele, které jsou popsány v uˇzivatelské dokumentaci aplikace [5].

2.3.4

V´ yhody aplikace

• Univerzáln´ı aplikace pro propojen´ı se vˇsemoˇznými druhy GPS trasovaˇc˚ u. • Moˇznost vˇsemoˇzného nastaven´ı pro pokroˇcilé uˇzivatele. • Velké mnoˇzstv´ı výstupn´ıch typ˚ u soubor˚ u.

2.3.5

Nedostatky aplikace

• Velice sloˇzité ovládán´ı pro nového uˇzivatele. • Nemoˇznost transformace jiných neˇz binárn´ıch soubor˚ u. • Výstupn´ı GPX soubor nevyhovuje zcela normˇe verze 1.1.

2.4

GPX Wizard

Tato aplikace byla vytvoˇrena v roce 2011 na Fakultˇe aplikovaných vˇed Západoˇceské univerzity jako bakaláˇrská práce. V jej´ım rámci autor vytvoˇril program pro zpracován´ı GPX soubor˚ u [4]. Tento proces se provádˇel tˇremi zp˚ usoby, které jsou popsány v následuj´ıc´ıch podkapitolách.

2.4.1

Transformace

Transformace pˇrevád´ı vstupn´ı soubor GPX na výstupn´ı soubor GPX verze 1.0 nebo 1.1 – verzi vyb´ırá uˇzivatel. Pˇri transformaci lze zvolit r˚ uzné transformaˇcn´ı sady, at’ jiˇz pˇreddefinované nebo vytvoˇrené uˇzivatelem, viz n´ıˇze. Transformaci uˇzivatel m˚ uˇze aplikovat na jeden vstupn´ı GPX soubor nebo celou sloˇzku. Pˇri hromadné transformaci celé sloˇzky je moˇzné také vˇsechny 9


GPX Wizard

Obrázek 2.4: Screenshot aplikace GPX Wizard. vstupn´ı soubory vloˇzit do jednoho výstupn´ıho GPX souboru, kde jsou rozdˇeleny do jednotlivých track˚ u dle konvenc´ı GPX souboru [4]. Posloupnost transformac´ı Jak bylo uvedeno dˇr´ıve, zaznamenáván´ı polohy pomoc´ı GPS trasovaˇc˚ u je zat´ıˇzeno chybou, proto aplikace GPX Wizard obsahuje moˇznost provádˇet se záznamy r˚ uzné transformace, které by mˇely uˇzivateli pomoci zpˇresnit nasn´ımaná data. Tyto transformace se mohou ukládat do posloupnost´ı, ve kterých jsou postupnˇe vykonávány. Aplikace GPX Wizard nab´ız´ı následuj´ıc´ı transformaˇcn´ı filtry (podrobnˇe viz Uˇzivatelská dokumentace): • V´ yˇ sky SRTM – Nahrazen´ı nadmoˇrských výˇsek namˇeˇrených trasovaˇcem hodnotami z´ıskanými pomoc´ı webových sluˇzeb serveru GeoNames, které byly namˇeˇreny pomoc´ı SRTM mˇeˇren´ı Zemˇe (viz kapitola 3). 10


GPX Wizard

• Nahrazen´ı rychlost´ı – Nahrazen´ı rychlost´ı jednotlivých bod˚ u, jeˇz byly namˇeˇreny trasovaˇcem, rychlostmi vypoˇc´ıtanými pomoc´ı vzdálenosti mezi sousedn´ımi body a jejich ˇcasy sn´ımán´ı. • Filtrace st´ an´ı – Smazán´ı tˇech bod˚ u, které byly zaznamenány pˇri setrván´ı na jednom m´ıstˇe (d´ıky nepˇresnosti GPS mˇeˇren´ı, vzniká pˇri stán´ı typická hvˇezda trasy“). ” • Pr˚ umˇ er v´ yˇ sky – Filtrace prudkých výˇskových zmˇen. Výˇska daného bodu se poˇc´ıtá s ohledem na okoln´ı body. • Pr˚ umˇ er odskoky – Filtrace odskok˚ u. Poloha daného bodu se poˇc´ıtá s ohledem na okoln´ı body, tj. ˇreˇs´ı problém, kdy je plynulá trasa pˇreruˇsena prudkým odskokem do strany, který nem˚ uˇze být reálný. • Pr˚ umˇ er rychlost´ı – Filtrace náhlých zmˇen rychlosti. Rychlost v daném bodˇe se poˇc´ıtá s ohledem na okoln´ı body. U nˇekterých transformac´ı se nastavuj´ı parametry, napˇr´ıklad u filtrace stán´ı se nastavuje polomˇer kruhu, který urˇcuje plochu, jeˇz je povaˇzována za stán´ı na m´ıstˇe. Tyto parametry se mus´ı volit se znalost´ı problému, jinak jednotlivé filtry pozbývaj´ı smyslu a sportovn´ı záznam sp´ıˇse znepˇresn´ı.

2.4.2

Vizualizace

Jako vstup zde opˇet slouˇz´ı GPX soubor nebo sloˇzka s tˇemito soubory. Pomoc´ı vizualizace si uˇzivatel m˚ uˇze vygenerovat výstupn´ı HTML soubor, který pˇrehlednˇe zobrazuje statistiky zpracovaného záznamu vˇcetnˇe výˇskového a rychlostn´ıho profilu v závislosti na ˇcase nebo vzdálenosti. Souˇcást´ı výstupu m˚ uˇze být i mapa se záznamem trasy. V statistikách výstupn´ıho HTML souboru je uveden ˇcas zaˇcátku a konce akce, uraˇzená vzdálenost: celková, klesán´ı, stoupán´ı a rovina, dále maximáln´ı, minimáln´ı a pr˚ umˇerná rychlost a dalˇs´ı volitelné u ´ daje, které se pˇridávaj´ı v kartˇe Rozˇs´ıˇrená HTML nastaven´ı popsané n´ıˇze. Vizualizace lze provádˇet následuj´ıc´ımi zp˚ usoby: • Jednoduch´ a vizualizace – Za vstup se zvol´ı jeden GPX soubor. Výstup obsahuje HTML soubor s výˇse popsanými u ´ daji o záznamu. • Hromadn´ a vizualizace – Jako vstup se zvol´ı sloˇzka s GPX soubory. Výstupem je HTML soubor s mnoˇzinou statistik jednotlivých záznam˚ u a grafy vˇcetnˇe celkových statistik.

11


GPX Wizard

• Hromadn´ a vizualizace s porovn´ an´ım – Jako vstup se zvol´ı sloˇzka s GPX soubory. Výstup obsahuje jednotlivé statistiky vˇsech záznam˚ u vˇcetnˇe té celkové. Kaˇzdý záznam má svoji barvu, kterou je zvýraznˇen v hromadných grafech se zvolenými výˇskovými a ˇcasovými profily. Na obrázku 2.4 je k nahlédnut´ı uˇzivatelské prostˇred´ı s popisovanými funkcemi a na obrázku 2.5 lze vidˇet výstup z vizualizace.

Obrázek 2.5: Výstup z vizualizace aplikace GPX Wizard.

Rozˇ s´ıˇ ren´ a HTML nastaven´ı V kartˇe pro rozˇs´ıˇrená HTML nastaven´ı m˚ uˇze uˇzivatel upravit vzhled výstupn´ıho HTML souboru. Nastaven´ı nab´ız´ı moˇznost definice velikosti generovaných graf˚ u, titulku a popisu souboru vizualizace, výbˇeru typ˚ u graf˚ u, jeˇz maj´ı být generovány, ˇci volitelného pˇripojen´ı mapy, data generován´ı nebo poˇctu nasn´ımaných bod˚ u.

2.4.3

Konvertor

Panel konvertor slouˇz´ı k práci s moduly tˇret´ıch stran. Pokud uˇzivatel postrádá nˇejaké funkce aplikace, m˚ uˇze si v programovac´ım jazyku Java napsat vlastn´ı 12


GPX Wizard

modul, který dodá programu poˇzadovanou schopnost. Modul mus´ı splˇ novat urˇcité vlastnosti, aby s n´ım aplikace mohla pracovat, tyto postupy jsou popsané v [4].

2.4.4

V´ yhody aplikace

• Moˇznost pouˇz´ıván´ı transformaˇcn´ıch sad v závislosti na daném uˇzivateli ˇci typu sportu – kaˇzdý uˇzivatel si m˚ uˇze vytvoˇrit svoji sadu transformac´ı pro sport, který provozuje, nebo pouˇz´ıt jednu z jiˇz pˇreddefinovaných. D´ıky transformaˇcn´ım sadám se dá výsledný záznam nav´ıc z konkrétn´ıho GPS trasovaˇce velice zpˇresnit. • Výstup vizualizace v podobˇe HTML souboru, který jiˇz nen´ı závislý na speciáln´ım programu. • Moˇznost hromadného zpracován´ı.

2.4.5

Nedostatky aplikace

• Zdlouhavé on-line stahován´ı výˇskových dat ze serveru GeoNames, které ˇcasto selˇze. • Vizualizace nepˇrij´ımá jako vstup soubor GPX verze 1.0. • Program postrádá moˇznost strukturovaného ukládán´ı napˇr´ıklad dle ˇcasu záznamu. • Zbyteˇcná sloˇzitost nˇekterých akc´ı, která byla odhalena aˇz v pr˚ ubˇehu pouˇz´ıván´ı programu.

13

3 Mˇeˇren´ı výˇsek pomoc´ı GPS Pro popis Zemˇe jako tˇelesa se pouˇz´ıvá geoid, coˇz je fyzikáln´ı model povrchu Zemˇe pˇri stˇredn´ı hladinˇe moˇr´ı spojené i pod kontinenty [4]. Geoid je ale matematicky sloˇzitˇe vyjádˇritelný, a proto systém GPS pouˇz´ıvá jeho aproximaci elipsoid WGS-841, ten ale bohuˇzel ve vˇetˇsinˇe pˇr´ıpad˚ u neodpov´ıdá povrchu zemˇe. To se negativnˇe projevuje hlavnˇe v mˇeˇren´ı nadmoˇrské výˇsky. GPS je také zat´ıˇzen chybou, která pro civiln´ı uˇzivatele2 pˇredstavuje vertikáln´ı pˇresnost 156 metr˚ u (garantována na 95%) pˇri pˇr´ımé viditelnosti oblohy. Z toho vyplývá, ˇze informace o nadmoˇrské výˇsce mˇeˇrené pomoc´ı GPS pˇrij´ımaˇce je pouze orientaˇcn´ı.

3.1

SRTM v´ yˇsky

V roce 2000 byla v rámci jedenáctidenn´ı mise raketoplánu Endeavour namˇeˇrena výˇsková data na vˇetˇsinˇe povrchu planety Zemˇe za u ´ˇcelem vytvoˇren´ı jej´ıho výˇskového digitáln´ıho modelu (DEM3 ) ve vysokém rozliˇsen´ı [7]. Tato data jsou volnˇe dostupná pro veˇrejnost a byla namˇeˇrena ve dvou variantách: • SRTM1 – Dostupná pro u ´ zem´ı USA v prostorovém rozliˇsen´ı 1′′ , coˇz odpov´ıdá pˇribliˇznˇe tˇriceti metr˚ um na rovn´ıku. • SRTM3 – Dostupná pro zbytek namˇeˇreného povrchu Zemˇe (pokrývá pˇribliˇznˇe 80 % pevniny). Prostorové rozliˇsen´ı je 3′′ , to odpov´ıdá asi devadesáti metr˚ um na rovn´ıku. Namˇeˇrená data mˇela nˇekolik vad v podobˇe ˇspatnˇe nasn´ımané moˇrské hladiny a výˇskových zub˚ u“ v komplikovaném terénu, proto NASA vydal ” druhou verzi, kde byly tyto chyby odstranˇeny (vˇetˇsinou s pomoc´ı dopoˇc´ıtán´ı podle okoln´ıch bod˚ u). V pr˚ ubˇehu let vznikly dalˇs´ı dvˇe nové verze s vyuˇzit´ım lepˇs´ıch algoritm˚ u. Nyn´ı je tedy aktuáln´ı verze 4, dostupná napˇr´ıklad ze serveru http://srtm.csi.cgiar.org/. 1 World Geodetic System 1984 – Svˇetovˇe uznávan´ y geodetick´ y standard vydan´ y ministerstvem obrany USA roku 1984, kter´ y definuje souˇradnicov´ y systém, referenˇcn´ı elipsoid a geoid pro geodézii a navigaci. 2 Kromˇe polohovac´ı sluˇzby pro ˇsirokou veˇrejnost (SPS) je z druˇzic vys´ıl´ an kódovan´ y signál pro potˇreby Americké armády a jej´ı spojence, kter´ a má pˇribliˇznˇe ˇctyˇrikrát vˇetˇs´ı pˇresnost. 3 Digital Elevation Model – Digitáln´ı model povrchu terénu.

14

Mˇeˇren´ı výˇsek pomoc´ı GPS

Sluˇzby poskytuj´ıc´ı SRTM data

V obou variantách a ve vˇsech verz´ıch maj´ı tato data jeˇstˇe jednu spoleˇcnou vadu, která byla zp˚ usobena typem uloˇzen´ı namˇeˇrených dat. Tato chyba spoˇc´ıvá v pokryt´ı vrchol˚ u hor, strmých sráz˚ uau ´ dol´ı, jak znázorˇ nuje obrázek 3.1, kde je vidˇet, jak jednotlivé ˇctverce nekop´ıruj´ı dostateˇcnˇe krajinu a pro strmé srázy nebo vrcholky hor udávaj´ı stejnou výˇsku jako v jejich okol´ı.

Obrázek 3.1: Znázornˇen´ı nedostateˇcnˇe pˇresného popisu krajiny pomoc´ı výˇskových ˇctverc˚ u ve srovnán´ı s vrstevnicemi (tmavˇs´ı ˇctverec pˇredstavuje vyˇsˇs´ı nadmoˇrskou výˇsku).

3.2 3.2.1

Sluˇ zby poskytuj´ıc´ı SRTM data Geonames

Tento webový server, který se nacház´ı na adrese http://www.geonames.org/ poskytuje nejr˚ uznˇejˇs´ı globáln´ı geografická data vˇcetnˇe SRTM3 nadmoˇrských

15



výˇsek. Komunitou uˇzivatel˚ u byl vytvoˇren bal´ık4 pro programovac´ı jazyk Java poskytuj´ıc´ı mimo jiných sluˇzeb i pˇr´ıstup k SRTM3 dat˚ um, ˇcehoˇz vyuˇz´ıvala aplikace GPX Wizard. Práce s t´ımto bal´ıkem je popsána v [4]. Nevýhodou tohoto zp˚ usobu pˇr´ıstupu k výˇskovým dat˚ um je fakt, ˇze neexistuje moˇznost hromadného dotazu a pro kaˇzdý bod se mus´ı zvláˇst’ poslat ˇzádost. To by pˇri stahován´ı nˇekolika málo bod˚ u nevadilo, ale vzhledem k poˇctu zaznamenaných bod˚ u bˇehem jednoho sportovn´ıho záznamu (v ˇrádech tis´ıc˚ u) a latenci odpovˇedi ze serveru se výraznˇe zpomaluje z´ıskáván´ı potˇrebných dat. Dalˇs´ı nevýhoda, která byla zjiˇstˇena pˇri provozu aplikace GPX Wizard, je pˇresnˇe neurˇcený pˇrenosový limit. To znamená, ˇze po mnoha u ´ spˇeˇsnˇe vyˇzádaných výˇskových hodnotách server z nenadán´ı pˇrestane odpov´ıdat. Výˇse vyjmenované nevýhody znemoˇzn ˇ ovaly hladký chod aplikace GPX Wizard. Bylo tedy nutné nalézt jiné, uˇzivateli pˇr´ıvˇetivˇejˇs´ı ˇreˇsen´ı tohoto problému.

3.2.2

Google Elevation API

Google Elevation API poskytuje jednoduché rozhran´ı pro pˇr´ıstup k výˇskovým dat˚ um povrchu Zemˇe. Pˇr´ıstup k výˇskovým dat˚ um je poskytován pomoc´ı HTTP rozhran´ı nebo JavaScriptového Google API. Pro vývoj aplikace v programovac´ım jazyce Java je snaˇzˇs´ı vyuˇz´ıt pˇr´ıstupu k výˇskovým dat˚ um pomoc´ı HTTP dotazu. Dotaz pro z´ıskán´ı výˇsky má následuj´ıc´ı tvar: http://maps.googleapis.com/maps/api/elevation/vysForm?param Kde za vysForm se dosazuje výstupn´ı formát; vybrat lze z následuj´ıc´ıch dvou: • json – Pro navrácen´ı poˇzadovaných bod˚ u s jejich nadmoˇrskými výˇskami v podobˇe JavaScriptového objektu. • xml – Navrac´ı zadané body s jejich nadmoˇrskými výˇskami v podobˇe XML souboru. Za param se dosazuj´ı následuj´ıc´ı parametry: • locations – Jednotlivé body na povrchu Zemˇe popsané pomoc´ı zemˇepisné ˇs´ıˇrky a délky. Body jsou od sebe oddˇeleny pomoc´ı znaku |. • path – Pokud body spolu tvoˇr´ı cestu, m˚ uˇzeme je zadat za parametrem path. Zápis je totoˇzný s parametrem locations. 4

GeoNames API – Bal´ık pro aplikace napsané v programovac´ım jazyce Java dostupn´ y na webové adrese http://www.geonames.org/source-code/.

16



• samples – Tento parametr je vyˇzadován pˇri vyuˇzit´ı parametru path. Urˇcuje poˇcet bod˚ u, které byly zadány jako parametr path. • sensor (vyˇzadován) – Udává informaci o tom, zda aplikace vyˇzaduj´ıc´ı výˇsková data pouˇz´ıvá GPS senzor pro urˇcen´ı uˇzivatelovy polohy. Akceptovány jsou hodnoty true nebo false. Jednotlivé parametry se oddˇeluj´ı pomoc´ı znaku &. Výsledný pˇr´ıkaz HTTP m˚ uˇze vypadat následovnˇe: http://maps.googleapis.com/maps/api/elevation/ xml?locations=51.76104,10.785416|51.76106,10.785412&sensor=true Odpovˇed’ od serveru pˇrijde v následuj´ıc´ım tvaru: <ElevationResponse> <status>OK 51.7610400 10.7854160 <elevation>496.0261841 152.7032318 51.7610600 10.7854120 <elevation>495.9911804 152.7032318 Kde kaˇzdý element odpov´ıdá jednomu bodu zadanému pomoc´ı HTTP pˇr´ıkazu. Uvnitˇr tohoto elementu se nacház´ı element , ve kterém se nacház´ı zemˇepisná délka a ˇs´ıˇrka daného bodu. Dále se v elementu nacház´ı element <elevation> urˇcuj´ıc´ı právˇe potˇrebnou nadmoˇrskou výˇsku v daném bodˇe a element , jenˇz udává pˇresnost výˇskových dat v metrech. Takˇze v daném pˇr´ıkladˇe je nadmoˇrská výˇska 496 ± 152 metr˚ u. 17



Takto staˇzená výˇsková data jiˇz nejsou stejného formátu jako data namˇeˇrená pomoc´ı SRTM3 mˇeˇren´ı (ˇctverce 90 × 90 metr˚ u o stejné nadmoˇrské výˇsce), ale odpov´ıdaj´ı reálné krajinˇe. Jako dalˇs´ı výhoda se jev´ı fakt, ˇze poˇzadavky na výˇsku jiˇz nejsou pos´ılány po jednom bodu, ale v sadˇe aˇz 512 bod˚ u. Nevýhodou tohoto pˇr´ıstupu k dat˚ um je denn´ı limit maximáln´ıho poˇctu dotázaných bod˚ u na 25 000. Pokud se uváˇz´ı, ˇze jeden ˇsestihodinový záznam j´ızdy na kole (pˇri vzorkován´ı kaˇzdých 5 sekund) obsahuje okolo ˇctyˇr tis´ıc bod˚ u, pak by byl tento limit pˇri dávkovém zpracován´ı nedostateˇcný.

3.2.3

CGIAR-CSI SRTM

CGIAR (dˇr´ıve Consultative Group on International Agricultural Research) je aliance, která spojuje organizace vˇenuj´ıc´ı se zemˇedˇelskému výzkumu pro udrˇzitelný rozvoj. Tato asociace poskytuje SRTM3 data ve snaze podpoˇrit geoprostorovou vˇedu a aplikace, udrˇzitelný rozvoj a zachován´ı zdroj˚ u v rozvojovém svˇetˇe. Data jsou poskytována na webové adrese http://srtm.csi.cgiar.org/ v podobˇe soubor˚ u, které obsahuj´ı výˇsková data pro oblast o rozmˇerech 5◦ zemˇepisné ˇs´ıˇrky × 5◦ zemˇepisné délky (velikost jednotlivých ˇctverc˚ u je opˇet ′′ 90 metr˚ u respektive 3 na rovn´ıku). Data jsou poskytována v tˇechto formátech: • ArcInfo ASCII – Speciáln´ı výmˇenný formát pro ukládán´ı výˇskových dat v ASCII formátu5 . • GeoTIFF – Veˇrejný metadata standard, který umoˇzn ˇ uje vkládat geore6 ferenci do soubor˚ u typu TIFF . Soubory tohoto typu jsou pouˇz´ıvány r˚ uznými geografickými informaˇcn´ımi systémy. Výˇsková data jsou snadnˇeji pˇr´ıstupná prostˇrednictv´ım souboru typu ArcInfo ASCII, jelikoˇz jsou uloˇzena v textové podobˇe a pro práci s nimi nen´ı potˇreba speciáln´ıho softwaru (jak je tomu v pˇr´ıpadˇe GeoTIFF formátu), proto bude n´ıˇze popsána jejich struktura. ArcInfo ASCII Soubor tohoto typu má koncovku obyˇcejného ASCII formátu – ASC. To, co jej specifikuje, je pˇresnˇe daný formát zápisu, pˇredevˇs´ım rozdˇelen´ı souboru 5

Soubor form´ atu ASCII (koncovka ASC) - Soubory ASC maj´ı stejné vlastnosti jako soubory typu TXT (jedn´ a se o text v ˇcisté podobˇe, bez jak´ ychkoli pˇr´ıdavn´ ych informac´ı). 6 Tag Image File Format – Souborov´ y formát urˇcen´ y pro ukládán´ı pro rastrové grafiky, kter´ y v sobˇe kromˇe obr´ azku nese tzv. tagy. Ty mohou naznaˇcovat z´ akladn´ı stavbu obrazu, jeho rozmˇery a velikost nebo právˇe v´ yˇsková data.

18



na informaˇcn´ı a datovou ˇcást. N´ıˇze je popsána struktura tohoto souboru. Buˇ nka zde reprezentuje jeden ˇctverec SRTM3 s danou nadmoˇrskou výˇskou o rozmˇerech 90 × 90 metr˚ u. Informaˇ cn´ı ˇ c´ ast Tato ˇcást je na zaˇcátku souboru a obsahuje následuj´ıc´ı u ´ daje o namˇeˇrených datech: • ncols – Poˇcet sloupc˚ u s buˇ nkami obsahuj´ıc´ı výˇsková data. • nrows – Poˇcet ˇrádek s buˇ nkami obsahuj´ıc´ı výˇsková data. • xllcorner – Zemˇepisná délka buˇ nky, která leˇz´ı v pozici [0, 0] datové ˇcásti. • yllcorner – Zemˇepisná ˇs´ıˇrka buˇ nky, která leˇz´ı v pozici [0, 0] datové ˇcásti. • cellsize – Velikost jedné buˇ nky v stupn´ıch. • NODATA value – Hodnota, kterou je buˇ nka naplnˇena v pˇr´ıpadˇe, ˇze pro ni nen´ı namˇeˇrena nadmoˇrská výˇska. Informaˇcn´ı ˇcást souboru pak vypadá následovnˇe: ncols nrows xllcorner yllcorner cellsize NODATA_value

6000 6000 70 40 0.00083333333333333 -9999

Datov´ aˇ c´ ast Datová ˇcást obsahuje buˇ nky, které pˇredstavuj´ı výˇsková data. Jednotlivé buˇ nky jsou od sebe oddˇeleny mezerami. Pokud bychom k zvýraznˇené informaˇcn´ı ˇcásti mˇeli vytvoˇrit datovou ˇcást, byla by to matice o rozmˇerech 6 000 × 6 000 bunˇek s výˇskovými daty.

19

4 Moˇznosti JavaScriptu pˇri práci s kalend´ aˇ rem JavaScript je multiplatformn´ı, objektovˇe orientovaný skriptovac´ı jazyk vytvoˇrený pˇredevˇs´ım pro zajiˇstˇen´ı dynamiky HTML stránek. Jeho syntaxe zápisu patˇr´ı do rodiny jazyk˚ u C, C++, Java. Pˇr´ıkazy JavaScriptu se vˇetˇsinou spouˇst´ı na stranˇe klienta a aˇz po naˇcten´ı stránky pˇr´ıpadnˇe jej´ıho staˇzen´ı z Internetu. Z toho plynou urˇcitá bezpeˇcnostn´ı omezen´ı, napˇr´ıklad nemoˇznost JavaScriptu pracovat se soubory.

4.1

jQuery UI

D´ıky masovému pouˇz´ıván´ı JavaScriptu vznikaj´ı mnohé frameworky a knihovny. Mezi nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ı patˇr´ı v souˇcasnosti knihovna jQuery, do n´ıˇz spadá i jQuery UI. Ta se dále dˇel´ı na následuj´ıc´ı ˇcásti: ˇ ast obsahuj´ıc´ı metody pro implementaci interakc´ı • Interactions – C´ mezi uˇzivatelem a rozhran´ım webové aplikace, jako je napˇr. drag&drop s jednotlivými objekty, zmˇena velikosti objekt˚ u, jejich vyb´ırán´ı, tˇr´ıdˇen´ı a ˇrazen´ı v reálném ˇcase. • Widgets – Pokroˇcilé elementy uˇzivatelského rozhran´ı, jako jsou dialogy, kalendáˇre, progressbary, automatické doplˇ nován´ı do kalendáˇr˚ u a tak dále. • Effects – Poskytuje výbˇer efekt˚ u, jako je pˇridáván´ı, odeb´ırán´ı a pˇrep´ınán´ı tˇr´ıd stylu objekt˚ u, barevné animace, skrýván´ı a zobrazován´ı objekt˚ u pomoc´ı animac´ı a dalˇs´ı volby. • Utilities – Poskytuje metody pro snadnou práci s pozic´ı prvk˚ u na stránce a jejich správu. Jak je výˇse zm´ınˇeno, v ˇcásti Widgets se nacház´ı i kalendáˇr, který je v knihovnˇe pojmenován jako Datepicker (výbˇer data).

4.2

Datepicker

Tento widget byl primárnˇe vytvoˇren pro pouˇz´ıván´ı v HTML formuláˇri. Pokud má uˇzivatel zadat nˇejaké datum, zobraz´ı se kalendáˇr, kde datum vybere, jak lze vidˇet na obrázku 4.1. Eliminuje tedy problém s pˇresným dodrˇzen´ım 20

Moˇznosti JavaScriptu pˇri práci s kalendáˇrem

Datepicker

formátu data pro jeho následné zpracován´ı. Tento widget ale lze jednoduˇse pouˇz´ıt i pro funkci kalendáˇre.

Obrázek 4.1: Primárn´ı funkce widgetu Datepicker. Pro pouˇz´ıván´ı Datepickeru se nejdˇr´ıve mus´ı vloˇzit do hlaviˇcky HTML souboru odkaz na zdrojový soubor se skriptem jQuery UI. Samotný kalendáˇr se následnˇe se inicializuje zavolán´ım funkce $(’#kalendar’).datepicker(), kde $ nahrazuje jQuery (pro zrychlen´ı zápisu) a parametr funkce pˇredstavuje selektor elementu, který obsahuje jako atribut id = "kalendar". Jako parametr funkce $ lze zvolit libovolný CSS selektor nebo název HTML elementu. Funkce datepicker() m˚ uˇze m´ıt jako parametr objekt, jehoˇz atributy definuj´ı vlastnosti kalendáˇre. N´ıˇze jsou vyjmenovány nejuˇziteˇcnˇejˇs´ı atributy tohoto objektu: • firstDay – Nastavuje prvn´ı den v týdnu – 0 je nedˇele, 1 je pondˇel´ı. • dayNamesMin – Pole se zkrácenými názvy dn˚ u v týdnu. • monthNames – Pole s názvy mˇes´ıc˚ u. • nextText, prevText – Názvy ukazatel˚ u odkazuj´ıc´ıch na pˇredchoz´ı respektive následuj´ıc´ı mˇes´ıc. • dateFormat – Nastavuje formát dne, se kterým kalendáˇr pracuje. Jednotlivé formáty jsou popsány v dokumentaci [6]. • beforeShowDay – Název funkce, která se volá pro kaˇzdý den, který je v zobrazovaném mˇes´ıci pˇred jeho zobrazen´ım. Funkce se volá pro jednotlivé dny; jej´ı parametr je ˇcasový u ´ daj (ve formátu zvoleném pomoc´ı atributu dateFormat).

21

Moˇznosti JavaScriptu pˇri práci s kalendáˇrem

Datepicker

• onSelect – Název funkce, která se zavolá po kliknut´ı na urˇcitý den v kalendáˇri. Funkci je pˇri jej´ım volán´ı pˇredán jako parametr ˇcasový u ´ daj (ve formátu zvoleném pomoc´ı atributu dateFormat). Takto pak vypadá JSON1 objekt, který kalendáˇri nastavuje ˇceské konvence (pokud je vloˇzen jako parametr funkce datepicker()). { beforeShowDay: predZobrazenimDne, inline: true, firstDay: 1, showOtherMonths: false, dayNamesMin: [’Ne’, ’Po’, ’´ Ut’, ’St’, ’ˇ Ct’, ’P´ a’, ’So’ ], ´ rezen’, ’Duben’, ’Kvˇ eten’, monthNames: [’Leden’, ’Unor’, ’Bˇ ˇ ˇ ˇ ´jen’, ’Listopad’, ar ˇı ´’, ’Rı ’Cerven’, ’Cervenec’, ’Srpen’, ’Z´ ’Prosinec’], nextText: ’Dalˇ sı ´’, prevText: ’Pˇ redchoz´ ı’, onSelect: vyberDen, dateFormat: "@" } Samotný Datepicker je poté potˇreba nastylovat pomoc´ı CSS.

1

JavaScript Object Notation – Formát z´ apisu dat urˇcen´ y pro jejich pˇrenos a ˇcitelnost.

22

5 Aplikace GPX Wizard Aplikace GPX Wizard slouˇz´ı ke zpracován´ı GPX soubor˚ u, jejichˇz výstupem m˚ uˇze být vizualizace sportovn´ıho záznamu nebo upravený soubor GPX, na který byly aplikovány r˚ uzné filtry. V´ıce o této aplikaci v kapitole 2.4 a [4].

5.1

Postup zpracov´ an´ı dat aplikac´ı GPX Wizard

Pro popis vnitˇrn´ıho chodu aplikace je zde uveden postup zpracován´ı dat pˇri vizualizaci nebo transformaci. 1. Naˇcten´ı vstupn´ıho GPX souboru, vnitˇrn´ı pˇreveden´ı na GPX 1.1. Vytvoˇren´ı instance objektu GpxType pomoc´ı JAXB1 . Tato ˇcást je spoleˇcná pro transformaci i vizualizaci. ˇ ast spoleˇcná pro transfor2. Aplikace filtr˚ u na objekt instance GpxType. C´ maci i vizualizaci. 3. Vytvoˇren´ı instance tˇr´ıdy AnalyzedObjectType pro u ´ˇcely vizualizace. Vizualizace se provád´ı pomoc´ı technologie XSLT2 . Jako vstup pˇri XSLT transformaci by mohly slouˇzit i soubory GPX, jelikoˇz se také jedná o XML soubor, ale transformace by pak byla reˇzijnˇe mnohem nároˇcnˇejˇs´ı. Do instance objektu AnalyzedObjectType se vkládaj´ı vˇsechna data z objektu GpxType doplnˇená o statistické u ´ daje, které jsou ve výstupn´ım HTML souboru zobrazeny. 4. Vygenerován´ı pomocného XML souboru z instance objektu AnalyzedObjectType pomoc´ı JAXB. 5. Zpracován´ı pomocného XML souboru XSLT procesorem Saxon. XSLT ˇsablony existuj´ı pro následuj´ıc´ı operace: ˇ • Sablona HTML stránky s jednoduchým nebo hromadným zobrazen´ım sportovn´ıch záznam˚ u. 1

Java Architecture for XML Binding – Automatické mapován´ı mezi XML dokumentem a odpov´ıdaj´ıc´ımi Java tˇr´ıdami pˇres XSD [3]. 2 eXtensible Stylesheet Language Transformations – Jazyk vyuˇz´ıvaj´ıc´ı ˇsablony, na jejichˇz z´ akladˇe dok´ aˇze snadno proch´ azet XML souborem. Naˇcte jej do pamˇeti jako strom a pak lze na jednotlivé uzly aplikovat r˚ uzné ˇsablony. V´ ystupem je ˇcasto HTML, prost´ y text nebo jin´ y XML dokument [3].

23

Aplikace GPX Wizard

Filtr nahrazován´ı výˇsek

ˇ • Sablona HTML stránky se zobrazen´ım sportovn´ıch záznam˚ u v reˇzimu porovnán´ı. ˇ • Sablona pro vytvoˇren´ı Google Maps mapy se zvýraznˇenou trasou sportovn´ıho záznamu. ˇ • Sablony SVG3 soubor˚ u, které zobrazuj´ı jednotlivé grafy sportovn´ıho záznamu. 6. Pˇrevod SVG obrázk˚ u do PNG formátu. 7. Zkop´ırován´ı stylových soubor˚ u do výstupn´ı sloˇzky. 8. Smazán´ı doˇcasného XML souboru.

5.2

Filtr nahrazov´ an´ı v´ yˇsek

V aplikaci GPX Wizard se nacházej´ı r˚ uzné transformaˇcn´ı filtry, které ve specifických kombinac´ıch dokáˇz´ı zpˇresnit sportovn´ı záznam, jenˇz byl nasn´ımán pomoc´ı GPS trasovaˇce. Mezi nˇe patˇr´ı i filtr SRTM Výˇsky, který provád´ı korekci výˇskových dat namˇeˇrených GPS trasovaˇcem pomoc´ı staˇzen´ı SRTM výˇskových dat (viz kapitola 3.1). Tento filtr je pro urˇcité sporty velice významný, napˇr´ıklad pˇri cyklistice nebo lyˇzován´ı zaj´ımaj´ı uˇzivatele pˇredevˇs´ım právˇe výˇskové profily. Filtr vˇsak bˇehem praktického pouˇz´ıván´ı projevil urˇcité nedostatky, proto bylo nutné jej pˇrepracovat. Jako nejvýznamnˇejˇs´ı nedostatky se jevily: • Nutnost pˇripojen´ı k internetu – Výˇsková data se stahovala z databáze serveru GeoNames. Pokud tedy poˇc´ıtaˇc nebyl pˇripojen k internetu, musel se spokojit pouze s výˇskami namˇeˇrenými pomoc´ı GPS trasovaˇce. • Zdlouhavost stahován´ı výˇskových dat – Výˇsková data lze z webového serveru stáhnout pouze pro jeden bod naráz. To ve spojen´ı s latenc´ı odpovˇedi zp˚ usobovalo vysokou ˇcasovou nároˇcnost staˇzen´ı výˇskových dat. • Pˇrenosový limit – Po pˇredem nedefinovaném poˇctu (tis´ıce u ´ daj˚ u) pˇrenesených výˇskových hodnotách server pˇrestává odpov´ıdat. • Kostrbatost – Staˇzená výˇsková data nebyla po staˇzen´ı dodateˇcnˇe upravována. To vzhledem k formátu uloˇzen´ı dat (výˇsková data jsou uloˇzena 3

Scalable Vector Graphics – Vektorov´ y formát pro popis 2D grafiky vˇcetnˇe animac´ı. Jeho z´ apis je provádˇen kompletnˇe v XML.

24

Aplikace GPX Wizard


jako ˇctverce o rozmˇerech 90 × 90 metr˚ u) zp˚ usobovalo kostrbatost výˇskového profilu, jak lze vidˇet na obrázku 5.1. Bylo tedy zapotˇreb´ı filtr pˇrepracovat tak, aby byly tyto problémy eliminovány.

850 800 750

0

:0

00

5

:0

00

0

:1

00

5

:1

00

0

:2

00

5

:2

00

0

:3

00

y - výška[m] ; x - čas[hh:mm]

Obrázek 5.1: Ukázka výˇskového profilu s neupravenými výˇskovými SRTM daty. V grafu jsou patrné schody“ zp˚ usobené formátem uloˇzen´ı výˇskových ” dat. Z pr˚ uzkumu mezi jednotlivými sluˇzbami, které poskytuj´ı výˇsková data (viz 3.2) byl zvolen server CGIAR-CSI. Ten nab´ız´ı výˇsková data v souborech, které si uˇzivatel mus´ı stáhnout sám. Postup staˇzen´ı dat z webových stránek CGIAR-CSI je podrobnˇe popsán v Uˇzivatelské dokumentaci. Jeden soubor obsahuje matici o rozmˇeru 6000×6000 ˇctverc˚ u (bunˇek), kde kaˇzdý ˇctverec je reprezentován ˇc´ıslem, které pˇredstavuje nadmoˇrskou výˇsku v daném m´ıstˇe. Takovýto soubor pokrývá oblast o rozmˇerech 5◦ zemˇepisné ˇs´ıˇrky a 5◦ zemˇepisné délky.

5.2.1

Hled´ an´ı v´ yˇ skov´ ych dat v souboru

K nahrazován´ı výˇsek namˇeˇrených pˇri poˇrizován´ı sportovn´ıho záznamu výˇskovými daty ze souboru se SRTM výˇskami docház´ı ve fázi aplikace filtr˚ u na GPX soubor zm´ınˇené v ˇcásti 5.1. Filtr dostává jako argument instanci objektu GpxType, která odpov´ıdá GPX souboru verze 1.1. Uvnitˇr filtru se postupnˇe pˇristupuje k jednotlivým bod˚ um WptType, z nichˇz je potˇrebná jen zemˇepisná ˇs´ıˇrka a délka k urˇcen´ı nadmoˇrské výˇsky v daném bodˇe. Jelikoˇz jeden soubor s výˇskovými daty pokrývá oblast 5 × 5 stupˇ n˚ u zemského povrchu, mus´ı se nejprve naj´ıt datový soubor, který pokrývá interval zemˇepisné ˇs´ıˇrky a délky hledaného bodu. To znamená, ˇze pokud hledáme výˇsku pro bod lat = 51.7610400 a lng = 10.7854160 mus´ıme hledat soubor, který obsahuje v informaˇcn´ı ˇcásti tyto hodnoty: xllcorner 10 yllcorner 50 25

Aplikace GPX Wizard


Protoˇze takovýto soubor popisuje výˇsková data pro 50◦ – 55◦ zemˇepisné ˇs´ıˇrky a 10◦ – 15◦ zemˇepisné délky. Poloha hledané nadmoˇrské výˇsky v souboru se následnˇe najde t´ımto výpoˇctem: double pozice := pozice mod rozptylStupnu; int index := (pozice * pocetZaznamu) / rozptylStupnu; Kde pozice odpov´ıdá zemˇepisné ˇs´ıˇrce resp. délce, rozptylStupnu odpov´ıdá velikosti intervalu, ve kterém se hledá (v tomto pˇr´ıpadˇe je rovna pˇeti stupn ˇ˚ um). Hodnota pocetZaznamu odpov´ıdá poˇctu výˇskových bunˇek, které leˇz´ı v tomto intervalu (v tomto pˇr´ıpadˇe 6000). Výpoˇcet mus´ı být aplikován na zemˇepisnou ˇs´ıˇrku i délku, aby se naˇsla správná ˇrádka a sloupec, ve kterém leˇz´ı poˇzadovaná buˇ nka s nadmoˇrskou výˇskou.

5.2.2

Ukl´ ad´ an´ı naˇ cten´ ych v´ yˇ skov´ ych dat

Pokud by se výˇsková data naˇc´ıtala po jednotlivých bodech tak, ˇze by se nejprve naˇsel správný soubor, následnˇe se vypoˇc´ıtala poloha poˇzadované buˇ nky v souboru a nakonec by se jej´ı hodnota pˇreˇcetla, mˇelo by to za následek vysokou ˇcasovou nároˇcnost zpracován´ı jednoho bodu. Hlavn´ım problémem je velikost jednoho souboru, která ˇcin´ı pˇribliˇznˇe 200 MB. Proto bylo potˇreba vymyslet zp˚ usob doˇcasného ukládán´ı výˇskových dat do pamˇeti, kterým by se ale nenaˇc´ıtaly celé soubory, protoˇze by to zbyteˇcnˇe zatˇeˇzovalo operaˇcn´ı pamˇet’ a zvyˇsovalo ˇcas potˇrebný k výpoˇctu. Nav´ıc by se vˇetˇsina výˇskových hodnot nikdy vyuˇzila (jeden soubor poskytuje výˇsková data pro oblast pˇribliˇznˇe 290 000 km2 okolo rovn´ıku). Byla tedy vytvoˇrena mapa, kde jako kl´ıˇc slouˇz´ı pˇrepravn´ı tˇr´ıda LatLng (popsaná n´ıˇze) a hodnotu pˇredstavuje pole celoˇc´ıselných hodnot. Pole reprezentuje jednu ˇrádku souboru s výˇskovými daty. Pˇ repravn´ı tˇ r´ıda LatLng Tato tˇr´ıda slouˇz´ı pro jednoznaˇcnou identifikaci výˇskových soubor˚ u a jejich ˇrádek s nadmoˇrskými výˇskami. Tˇr´ıda obsahuje následuj´ıc´ı tˇri atributy: • lat – Hodnota odpov´ıdaj´ıc´ı atributu souboru yllcorner výˇskového souboru (zemˇepisná ˇs´ıˇrka patˇr´ıc´ı prvn´ı datové buˇ nce výˇskového souboru). • lon – Hodnota odpov´ıdaj´ıc´ı atributu souboru xllcorner výˇskového souboru (zemˇepisná délka patˇr´ıc´ı prvn´ı datové buˇ nce výˇskového souboru). 26

Aplikace GPX Wizard


ˇ ıslo popisované ˇrádky souboru. • indexY – C´ Mapa ˇ r´ adek v´ yˇ skov´ ych soubor˚ u Mapa je reprezentována kl´ıˇcem a hodnotou, kdy kl´ıˇc mus´ı být vˇzdy unikátn´ı. Kl´ıˇc zde pˇredstavuje tˇr´ıda LatLng a hodnotu pole celoˇc´ıselných hodnot o délce 6000 (jedna ˇrádka výˇskového souboru). Pak pro kaˇzdý bod existuje následuj´ıc´ı postup: 1. Výpoˇcet zemˇepisné délky a ˇs´ıˇrky, které odpov´ıdaj´ı souborovým hodnotám xllcorner a yllcorner. 2. Výpoˇcet ˇc´ısla ˇrádky a sloupce, ve kterých se nacház´ı hledaná buˇ nka s nadmoˇrskou výˇskou. 3. Vytvoˇren´ı instance objektu tˇr´ıdy LatLng s vypoˇc´ıtanými hodnotami a následné hledán´ı v mapˇe, zda existuje záznam s takovýmto kl´ıˇcem. • Kl´ıˇ c nalezen – Z pole se naˇcte poˇzadovaná výˇsková buˇ nka. Hledán´ı nadmoˇrské výˇsky je u ´ spˇeˇsnˇe dokonˇceno. • Kl´ıˇ c nenalezen – V pˇrednastavené sloˇzce se hledá soubor s hledanými hodnotami xllcorner a yllcorner. Nenajde-li se soubor, uˇzivatel je o tom informován a vyzván k dodateˇcnému staˇzen´ı výˇskových dat. V opaˇcném pˇr´ıpadˇe se otevˇre soubor, ze kterého se do mapy naˇctou hodnoty ˇrádek v intervalu hledanaRadka 500 aˇz hledanaRadka + 500. Naˇcten´ı v´ıce okoln´ıch ˇrádek zamez´ı dalˇs´ımu prohledáván´ı soubor˚ u. Pokud by se tedy sportovn´ı záznam nacházel na rozmez´ı ˇctyˇr soubor˚ u, jak je znázornˇeno na obrázku 5.2, postupnˇe by se do mapy uloˇzila výˇsková data ze vˇsech tˇechto soubor˚ u.

5.2.3

Dodateˇ cn´ e vyhlazen´ı staˇ zen´ ych dat

Jelikoˇz jedna výˇsková buˇ nka pˇredstavuje ˇctverec o ploˇse 8100 m2 (na rovn´ıku), m˚ uˇze se stát (hlavnˇe u ˇclenitého terénu), ˇze výˇsková data po vynesen´ı do výˇskového profilu vytvoˇr´ı takzvané schody“ viditelné napˇr´ıklad ” na obrázku 5.1. To je zp˚ usobeno t´ım, ˇze pokud se GPS tracker pohybuje po ploˇse jednoho výˇskového ˇctverce, výstup z filtru se tváˇr´ı, jako by se pohyboval po rovinˇe, i kdyˇz tomu tak doopravdy nen´ı. Po pˇresunu na sousedn´ı

27

Aplikace GPX Wizard


xllcorner 10 yllcorner 55




Obrázek 5.2: Ukázka trasy sportovn´ıho záznamu, který byl poˇr´ızen na rozmez´ı ˇctyˇr výˇskových soubor˚ u. Trasa je zde vyznaˇcena ˇcervenˇe, výˇskové soubory jsou znázornˇeny ˇctverci a modrými obdéln´ıky jsou znázornˇena výˇsková data uloˇzená v mapˇe. výˇskový ˇctverec, který je napˇr´ıklad výˇse, se provede výˇskový skok o 20 metr˚ u nahoru a posléze se zase jede po rovinˇe. Pro u ´ˇcely potlaˇcen´ı schodovitosti“ namˇeˇrených dat byl za filtr pˇridán ” modul, jehoˇz funkce zde bude popsána. Jelikoˇz modul leˇz´ı pˇr´ımo za nahrazován´ım nadmoˇrských výˇsek jednotlivých bod˚ u (kde jeden bod pˇredstavuje objekt WptType, který obsahuje atributy jako jsou zemˇepisná ˇs´ıˇrka, výˇska a nadmoˇrská výˇska), pracuje s objekty WptType. Modul kontroluje nadmoˇrské výˇsky jednotlivých bod˚ u. Základn´ım prvkem modulu je seznam bod˚ u listSameEle, do kterého se vˇzdy vloˇz´ı odkaz na prvn´ı bod. Pokud jsou následuj´ıc´ı body stejné nadmoˇrské výˇsky, jsou jejich odkazy také vloˇzeny do seznamu listSameEle. Jakmile pˇrijde prvn´ı bod s jinou nadmoˇrskou výˇskou, spoˇc´ıtá se rozd´ıl nadmoˇrských výˇsek mezi n´ım a body z listSameEle. Pak se vydˇel´ı rozd´ıl nadmoˇrských výˇsek délkou seznamu listSameEle a uloˇz´ı se do promˇenné eleDiff. Nakonec probˇehne cyklus, který vˇsem prvk˚ um seznamu listSameEle pˇriˇcte násobky eleDiff. 28

Aplikace GPX Wizard

Vizualizace do kalendáˇre

Tento jednoduchý postup má za následek na prvn´ı pohled viditelné vyhlazen´ı výˇskových profil˚ u, jak lze vidˇet na obrázku 5.3.

Obrázek 5.3: Ukázka odstranˇen´ı schod˚ u“ pomoc´ı dodateˇcného vyhlazen´ı ” po nahrazen´ı výˇsek. Zelená kˇrivka reprezentuje výˇskový profil sportovn´ıho záznamu bez vyhlazen´ı, modrá pak po vyhlazen´ı.

5.3

Vizualizace do kalend´ aˇ re

Po dlouhodobém uˇz´ıván´ı aplikace Sports Analyzer se osvˇedˇcil formát zobrazován´ı sportovn´ıch akc´ı v kalendáˇri, protoˇze si uˇzivatel vˇetˇsinou pamatuje jejich datum, kdyˇz se na nˇe chce zpˇetnˇe pod´ıvat. A pokud ne, pomoc´ı zobrazen´ı vˇsech sportovn´ıch akc´ı po jednotlivých mˇes´ıc´ıch je lze celkem snadno a rychle procházet, takˇze se uˇzivatel vˇzdy dostane k poˇzadované akci bez vˇetˇs´ı námahy. Jelikoˇz je výstup z vizualizace zobrazován pomoc´ı HTML souboru a data nejsou uloˇzena na stranˇe serveru, zbývala jediná moˇznost pro dynamizaci stránek – pouˇzit´ı JavaScriptu. Funkcionalita zobrazen´ı sportovn´ıch záznam˚ u je rozdˇelena do dvou ˇcást´ı popsaných n´ıˇze. Zobrazovac´ı ˇ c´ ast Tato ˇcást zajiˇst’uje vizualizaci formou kalendáˇre, který je k nahlédnut´ı na obrázku 5.4. Pokud uˇzivatel zvol´ı variantu výstupu formou kalendáˇre, obsah výstupn´ı sloˇzky bude vypadat jako na obrázku 5.5. Významy jednotlivých sloˇzek a soubor˚ u budou popsány n´ıˇze. Vˇsechny soubory (vyjma souboru data.js a sloˇzek s vizualizacemi) jsou pouze kop´ırovány ze sloˇzek, kde se nacház´ı aplikace.

29

Aplikace GPX Wizard


Obrázek 5.4: Screenshot vizualizace ve formátu kalendáˇre.

Obrázek 5.5: Struktura sloˇzek a soubor˚ u vygenerovaných pomoc´ı vizualizace do kalendáˇre. Sloˇ zky s vizualizacemi z´ aznam˚ u (2012-04-03-kolo, ...) Uvnitˇr kaˇzdé z tˇechto sloˇzek se nacház´ı vizualizace jednoho sportovn´ıho záznamu, na kterou je odkazováno z kalendáˇre. Vnitˇrn´ı struktura tˇechto sloˇzek je totoˇzná s jednoduchou vizualizac´ı jednoho záznamu, sloˇzky jsou pouze pojmenované podle jejich názv˚ u. 30

Aplikace GPX Wizard


Sloˇ zka css Uvnitˇr této sloˇzky se nacház´ı pouze soubor kalendar.css. Soubor zajiˇst’uje stylován´ı kalendáˇre. Sloˇ zka img Sloˇzka s obrázkem ukazatele na dalˇs´ı, respektive pˇredchoz´ı mˇes´ıc. Sloˇ zka js Sloˇzka zajiˇst’uj´ıc´ı implementaci kalendáˇre a dynamiku celých stránek. V této sloˇzce se nacházej´ı: • Sloˇ zka libs – Uvnitˇr sloˇzky se nacház´ı knihovny jQuery a jQuery UI. • data.js – Uvnitˇr souboru se nacház´ı asociativn´ı pole EVENTS naplnˇené JSON objekty, se kterými pracuje Datepicker pˇred zobrazen´ım kalendáˇre. Pole je v následuj´ıc´ım tvaru: var EVENTS = { 1333404000000 : [ {"nazev" : "2012-04-03-kolo", "cesta" : "./2012-04-03-kolo/index.html"} ], 1343858400000 : [ {"nazev" : "2012-08-02_Porici-kolo-2-CB", "cesta" : "./2012-08-02_Porici-kolo-2-CB/index.html"}, {"nazev" : "2012-08-02_Porici-kolo-3", "cesta" : "./2012-08-02_Porici-kolo-3/index.html"} ] };

Jako kl´ıˇc v poli slouˇz´ı ˇc´ıslo udávaj´ıc´ı poˇcet milisekund od 1. ledna 1970 (Unix time, dále jako timestamp). Jednotlivé objekty pak udávaj´ı informaci o názvu a relativn´ı cestˇe k indexu jednotlivých vizualizac´ı. • main.js – Tento soubor zajiˇst’uje inicializaci kalendáˇre. Kalendáˇr je vytvoˇren pomoc´ı postupu popsaného v kapitole 4.2. Kalendáˇr má nastaven základn´ı formát ˇcasu na timestamp, ˇcehoˇz je doc´ıleno hodnotou @ atributu dateFormat v objektu konfigurace kalendáˇre. To se nastav´ı v jeho inicializaci pomoc´ı atributu dateFormat: ’@’. Funkce predZobrazenimDne(timestamp) je volána pro kaˇzdý den pˇred vykreslen´ım jednotlivých mˇes´ıc˚ u. Uvnitˇr funkce se testuje, zda asociativn´ı pole EVENTS obsahuje kl´ıˇc s daným timestamp. Pokud ano, vrát´ı 31

Aplikace GPX Wizard


se pole [true, "den-se-zaznamem", null], kde true znamená, ˇze den je prokliknutelný. Druhá hodnota nastavuje, jakou CSS tˇr´ıdou se má buˇ nka s datem ostylovat. Tˇret´ı hodnota pˇredstavuje text kontextové nápovˇedy zobrazené pˇri podrˇzen´ı kurzoru nad dnem, pˇriˇcemˇz null znamená, ˇze ˇzádná nápovˇeda nebude zobrazena. Pokud asociativn´ı pole neobsahuje danou timestamp hodnotu, vrát´ı se pole [false, "", null]. Funkce vyberDen() pak pro rozkliknutý den najde vˇsechny záznamy. Pokud je záznam pouze jeden, rovnou jej zobraz´ı, a pokud je záznam˚ u pro jeden den v´ıce, zobraz´ı prvn´ı z nich a ostatn´ı vyp´ıˇse v levém menu. index.html Hlavn´ı HTML stránka spouˇstˇej´ıc´ı kalendáˇr. uvod.html HTML stránka, která vypisuje základn´ı nápovˇedu pro orientaci ve vizualizaci formou kalendáˇre. Generuj´ıc´ı ˇ c´ ast Tato ˇcást je intern´ı souˇcást´ı aplikace, zajiˇst’uje generován´ı souboru data.js a vytvoˇren´ı sloˇzkové hierarchie popsané v pˇredchoz´ı podkapitole. Vizualizaci ve formˇe kalendáˇre uvnitˇr aplikace GPX Wizard zajiˇst’uje tˇr´ıda KalendarVerze. Pokud uˇzivatel zvol´ı generován´ı vizualizace formou kalendáˇre, je tato tˇr´ıda inicializována hned pˇri spuˇstˇen´ı generován´ı. K inicializaci je potˇreba znát pouze výstupn´ı sloˇzku vizualizace, do n´ıˇz se okamˇzitˇe zkop´ıruj´ı vˇsechny soubory a sloˇzky, které byly zm´ınˇeny v pˇredchoz´ı kapitole (vyjma souboru data.js). Tˇr´ıda obsahuje mapu zaznamyKalendare, kde jako kl´ıˇc slouˇz´ı celé ˇc´ıslo reprezentuj´ıc´ı ˇcas v podobˇe timestamp a hodnotu pˇredstavuje seznam instanc´ı pˇrepravkové tˇr´ıdy KalendarniZaznam. Tato tˇr´ıda obsahuje atributy nazev a cesta. Mapa je tedy stejné struktury jako asociativn´ı pole EVENTS. V pr˚ ubˇehu generován´ı vizualizace záznamu se po vytvoˇren´ı instance tˇr´ıdy AnalyzedObjectType zavolá metoda upravVystProKalendar(). Ta podle atributu name tˇr´ıdy AnalyzedObjectType vytvoˇr´ı sloˇzku ve výstupn´ım adresáˇri a t´ım pádem zmˇen´ı i cestu, kam se uloˇz´ı výsledky z jednoduché vizualizace jednoho záznamu. Zároveˇ n se vytvoˇr´ı instance tˇr´ıdy KalendarniZaznam, která se podle data záznamu vloˇz´ı do mapy zaznamyKalendare. Po vygenerován´ı vizualizace vˇsech soubor˚ u se z mapy zaznamyKalendare vytvoˇr´ı pomoc´ı metody vytvorDataJS() soubor data.js. Pro moˇznost dodateˇcného pˇridáván´ı záznam˚ u do kalendáˇre v pr˚ ubˇehu ˇcasu je potˇrebné, aby se pˇred vygenerován´ım souboru data.js zjistilo, zda jiˇz takový soubor v této sloˇzce nen´ı. Pokud se ve sloˇzce js tento soubor jiˇz 32

Aplikace GPX Wizard

Dalˇs´ı u ´pravy aplikace GPX Wizard

nacház´ı, budou jeho záznamy naˇcteny do mapy zaznamyKalendare. Tuto sluˇzbu provád´ı metoda pridejKalendarniZaznamZJS(), která také patˇr´ı do tˇr´ıdy KalendarVerze. Nakonec se z mapy zaznamyKalendare vytvoˇr´ı nový soubor data.js, který pˇrep´ıˇse ten stávaj´ıc´ı.

5.4

Dalˇs´ı u ´ pravy aplikace GPX Wizard

Bˇehem pouˇz´ıván´ı aplikace GPX Wizard se objevilo nˇekolik chybˇej´ıc´ıch vlastnost´ı, které jsou pro uˇzivatele velice d˚ uleˇzité pˇri praktickém zpracováván´ı sportovn´ıch záznam˚ u. Jednotlivé u ´ pravy jsou popsány n´ıˇze.

5.4.1

Pr´ ace se vstupn´ımi GPX soubory

Pokud chtˇel uˇzivatel v aplikaci spustit vizualizaci a jako vstup vybral GPX soubor verze 1.0, pak generován´ı vizualizace skonˇcilo pádem aplikace. To bylo zp˚ usobeno chybným nastaven´ı konstanty urˇcuj´ıc´ı verzi GPX souboru k JAXB transformaci. Vˇetˇs´ı pot´ıˇze zp˚ usobily výstupn´ı GPX soubory z aplikace BT747. Soubory totiˇz nesly ve své hlaviˇcce informaci o tom, ˇze jsou strukturovány podle verze 1.1, ale jejich tˇelo bylo zapsáno dle formátu verze 1.0 nebo dokonce kombinac´ı obou. Hlavn´ı rozd´ıl mezi jednotlivými verzemi je v rozˇs´ıˇren´ıch s t´ım, ˇze ve verzi 1.1 je rychlost uloˇzena právˇe jako rozˇs´ıˇren´ı bodu WptType (v´ıce o rozd´ılech mezi jednotlivými verzemi v [4]). Aplikace GPX Wizard tak mylnˇe oˇcekávala rychlost, která ovˇsem nebyla definována, coˇz zp˚ usobovalo opˇet pád aplikace. Tento problém byl vyˇreˇsen pomoc´ı metody ziskejRychlost(), která procházela jednotlivé body WptType, zjiˇst’ovala, zda maj´ı nˇejaké rozˇs´ıˇren´ı a pokud ano, tak jestli se jedná o rychlost. Pokud body rychlost obsahovaly, vracela jej´ı hodnotu, pokud ne, vracela nulu. S t´ım operovaly jiné metody, které v pˇr´ıpadˇe aplikace dopoˇc´ıtávaly rychlost pomoc´ı vzdálenosti mezi sousedn´ımi body WptType.

5.4.2

Rozˇ s´ıˇ ren´ e HTML nastaven´ı

V kartˇe Rozˇs´ıˇrená HTML nastaven´ı bylo provedeno nˇekolik zmˇen, které jsou popsány n´ıˇze. Maxim´ aln´ı rychlost At’ jsou rychlosti v jednotlivých bodech namˇeˇrené pomoc´ı GPS trasovaˇce nebo dodateˇcnˇe dopoˇc´ıtané, jsou vˇetˇsinou velice nepˇresné. Nejv´ıce je tento 33

Aplikace GPX Wizard


jev patrný pˇri zaˇcátku zaznamenáván´ı, kdy trasovaˇc hledá signál od GPS vys´ılaˇc˚ u a zaznamenané body od sebe odskakuj´ı. Výsledná maximáln´ı rychlost se pˇri tˇechto odskoc´ıch se m˚ uˇze pohybovat i okolo 300 km·h−1 . Byla proto pˇridána moˇznost vynechán´ı maximáln´ı rychlosti ve výsledných statistikách vygenerované vizualizace. Zaokrouhlov´ an´ı v´ ystupn´ıch hodnot Jelikoˇz statistiky vizualizace p˚ uvodn´ı verze aplikace GPX Wizard nebyly zaokrouhlovány, obsahovaly vˇetˇsinou hodnoty s velkým mnoˇzstv´ım desetinných m´ıst, coˇz bylo pro vˇetˇsinu u ´ daj˚ u zbyteˇcné. Byla proto pˇridána moˇznost zvolen´ı zaokrouhlován´ı vypisovaných hodnot na 0 aˇz 3 desetinná m´ısta. Kaˇzdý uˇzivatel si tedy m˚ uˇze navolit takovou pˇresnost zobrazen´ı hodnot, které on sám preferuje. N´ azvy z´ aznam˚ u Byla pˇridána volba pojmenován´ı záznam˚ u, a to bud’ podle jména zdrojového GPX souboru a nebo podle dne v týdnu, ve kterém byla akce uskuteˇcnˇena. Pr´ ace s ˇ casem GPS systém vys´ılá ˇcas v ˇcasovém pásmu UTC 0 a nepoˇc´ıtá s letn´ım ˇcasem. Proto uˇzivatel potˇrebuje moˇznost nastaven´ı ˇcasového pásma, ve kterém byly sportovn´ı záznamy poˇr´ızeny. V kartˇe Rozˇs´ıˇrená HTML nastaven´ı proto pˇribyla moˇznost výbˇeru ˇcasového pásma, ve kterém byly sportovn´ı záznamy nahrány (viz obrázek 5.6). Dále pokud uˇzivatel poˇrizoval záznam v dobˇe letn´ıho ˇcasu, m˚ uˇze zaˇskrtnout pole Letn´ı ˇcas. To zp˚ usob´ı, ˇze se k ˇcasu pˇriˇcte jedna hodina, jak to bývá vˇzdy pˇri pˇrechodu na letn´ı ˇcas.

Obrázek 5.6: Náhled do nastaven´ı ˇcasu umoˇzn ˇ uj´ıc´ı nastavit ˇcasové pásmo a letn´ı ˇcas.

34

Aplikace GPX Wizard

5.4.3


Poˇ c´ıt´ an´ı stoup´ an´ı a kles´ an´ı

Po vytvoˇren´ı simulovaných tras, ve kterých se pouze stoupá, klesá nebo pohybuje po rovinˇe, vyˇslo najevo, ˇze hodnoty udávané ve výstupn´ıch statistikách jako klesán´ı, stoupán´ı a rovina nebyly správné. Doˇslo proto k pˇrepracován´ı této ˇcásti, která jiˇz správnˇe rozliˇsuje vˇsechny tˇri typy trasy. Po opraven´ı poˇc´ıtán´ı stoupán´ı a klesán´ı byl proveden pokus o poˇc´ıtán´ı nastoupaného a naklesaného pˇrevýˇsen´ı. Tyto hodnoty ale byly ne´ umˇernˇe velké oproti skuteˇcným pˇrevýˇsen´ım. To bylo dáno chybovost´ı namˇeˇrených výˇskových dat nebo v pˇr´ıpadˇe nahrazen´ı výˇskových dat pomoc´ı SRTM filtru výˇskovými odskoky jednotlivých ˇctverc˚ u. Tyto problémy by se daly dále ˇreˇsit urˇcitými filtracemi GPX soubor˚ u podle výchylek výˇskových dat, kde by krátké u ´ seky s jinou nadmoˇrskou výˇskou neˇz jejich okol´ı nebyly brány v potaz. Nicménˇe realizace tohoto filtru by nebyla pˇr´ımoˇcarou záleˇzitost´ı. Protoˇze byl tento problém odhalen relativnˇe pozdˇe, nemohl být d˚ uslednˇe vyˇreˇsen, coˇz rozhodlo o nezobrazen´ı jednotlivých pˇrevýˇsen´ı ve výstupn´ıch statistikách.

5.4.4

V´ ystupn´ı vizualizace

Byl upraven vzhled výstupn´ı stránky pomoc´ı technologie CSS3, která nab´ız´ı mnohá zjednoduˇsen´ı ve stylován´ı HTML stránek. V závislosti na pouˇzit´ı technologie CSS3 musel být upraven XSLT soubor generuj´ıc´ı HTML stránku s výstupn´ı vizualizaci. Po u ´ pravách je zdrojový kód výstupn´ı HTML stránky pˇrehlednˇejˇs´ı, jelikoˇz je veˇskerý vzhled ˇreˇsen pomoc´ı stylových tˇr´ıd jednotlivých element˚ u. To má za následek i snaˇzˇs´ı moˇznost u ´ prav vzhledu vizualizace zkuˇsenˇejˇs´ımi uˇzivateli, kteˇr´ı jiˇz nemus´ı mˇenit sloˇzitou strukturu XSLT souboru (a následnˇe pˇregenerovávat HTML soubory), ale pouze atributy jednotlivých stylových tˇr´ıd uvnitˇr CSS souboru.

5.4.5

Generovan´ e grafy

Vˇsechny grafy generované p˚ uvodn´ı aplikac´ı byly rovnomˇernˇe rozdˇeleny deseti u ´ seˇckami popisuj´ıc´ı ˇcas, respektive vzdálenost v daném m´ıstˇe, a popisovaná kˇrivka byla rozprostˇrena pˇres celou ˇs´ıˇrku grafu. To znamená, ˇze u ´ seˇcky nezobrazovaly záchytné body v podobˇe celých hodin resp. kilometr˚ u (napˇr´ıklad 3:00 nebo 4,5 km), ale byly to jednoduˇse jednotlivé desetiny celkového ˇcasu resp. vzdálenosti. To bylo nepˇrehledné, protoˇze je sloˇzité orientovat se v grafu, jehoˇz mˇeˇr´ıtko nen´ı zaokrouhleno na celé jednotky. Zm´ınˇené zobrazován´ı grafu lze vidˇet na obrázku 5.7.

35

Aplikace GPX Wizard


Tento problém byl vyˇreˇsen pomoc´ı XSLT funkce formatCasu(), respektive formatDelky(). Funkce pracuj´ı na stejném principu jen s jinými hodnotami. Dále bude popisována funkce formatDelky(). 1350 1300 1250 1200 1150 1100 1050 1000 950 900 850 800 750

0

0.

77

0.

5

55

1.

0

32

2.

5

10

3.

0

87

3.

5

65

4.

0

42

5.

5

20

6.

0

97

6.

5

75

7.

1

y - výška[m] ; x - vzdálenost [km]

Obrázek 5.7: Výˇskový profil s nijak neupraveným mˇeˇr´ıtkem vzdálenosti.

Funkce formatDelky() Funkce má jako parametr promˇennou delkaCelkem reprezentuj´ıc´ı délku záznamu v metrech. Nejprve se urˇc´ı hodnota promˇenné modulo, která m˚ uˇze nabývat hodnoty 200 aˇz 10 000 m. Hodnota této promˇenné je pˇr´ımo u ´ mˇerná promˇenné delkaCelkem a m˚ uˇze být maximálnˇe jej´ı desetinou (to zp˚ usobuje, ˇze kˇrivka bude vˇzdy zab´ırat nejménˇe devˇet desetin grafu). Následuj´ıc´ı postup je popsán pomoc´ı pseudokódu: int zbytek := delkaCelkem mod modulo; int pricti := modulo - zbytek; int novaDelkaCelkem = delkaCelkem + pricti; kde promˇenná novaDelkaCelkem pˇredstavuje novou nejvyˇsˇs´ı zobrazovanou hodnotu osy x v grafu. Po aplikaci funkce formatDelky() na výˇskový profil znázornˇený na obrázku 5.7 dostaneme graf, který je k nahlédnut´ı na obrázku 5.8. Na prvn´ı pohled je druhý graf pro ˇclovˇeka lépe ˇcitelný. Funkce formatCasu() a formatDelky() pracuj´ı na stejném principu s t´ım rozd´ılem, ˇze hodnoty prvn´ı funkce pracuj´ı s násobky ˇsedesáti a graf je rozdˇelen m´ısto deseti u ´ seˇckami pouze ˇsesti. 36

Aplikace GPX Wizard


1350 1300 1250 1200 1150 1100 1050 1000 950 900 850 800 750

8

0.

0

6

1.

4

2.

2

3.

4

8

4.

6

5.

4

6.

2

7.

8

y - výška[m] ; x - vzdálenost [km]

Obrázek 5.8: Výˇskový profil s upraveným mˇeˇr´ıtkem vzdálenosti.

5.4.6

Konvertor a uˇ zivatelsk´ e moduly

Z aplikace byla odstranˇena karta Konvertor, jelikoˇz se v pr˚ ubˇehu jej´ıho pouˇz´ıván´ı ukázalo, ˇze u ´ˇcely, pro které byla karta vytvoˇrena, spolehlivˇe zastanou moˇznosti uvnitˇr karty Transformace (napˇr´ıklad pˇrevod výstupn´ıho GPX souboru z aplikace BT747 na validn´ı GPX soubor). Nav´ıc psan´ı jednotlivých modul˚ u by bylo zbyteˇcnˇe namáhavé, protoˇze by jejich autor nemˇel pˇr´ıstup k mnohým, jiˇz vytvoˇreným metodám uvnitˇr aplikace a musel by je vytváˇret znovu. Z podobných d˚ uvod˚ u byla z aplikace také odstranˇena moˇznost vkládán´ı r˚ uzných modul˚ u, které by psali zkuˇsenˇejˇs´ı uˇzivatelé. Dalˇs´ımi d˚ uvody byla absence jakéhokoliv jiˇz vytvoˇreného modulu nebo moˇznost, ˇze by tyto moduly mohly zapˇr´ıˇcinit pád celé aplikace.

5.4.7

N´ apovˇ eda

Souˇcást´ı p˚ uvodn´ı aplikace byla i nápovˇeda spustitelná pˇres hlavn´ı menu, která slouˇzila jako uˇzivatelská dokumentace. Obsah této nápovˇedy byl zmˇenˇen, aby odpov´ıdal aktuáln´ımu stavu aplikace. V nápovˇedˇe byly upraveny hlavnˇe ˇcásti zabývaj´ıc´ı se spouˇstˇen´ım aplikace, vizualizac´ı (i jej´ım rozˇs´ıˇreným nastaven´ım) a transformac´ı. Dále byl pˇridán postup pro stahován´ı výˇskových dat ze serveru CGIAR-CSI a odebrány návody k vytváˇren´ı modul˚ u pro Konvertor, Vizualizaci a Transformaci.

37

6 Závˇer C´ılem bakaláˇrské práce byla pˇr´ıprava dalˇs´ı verze aplikace, která zpracovává sportovn´ı záznamy nasn´ımané pomoc´ı GPS trasovaˇc˚ u. Práce vycházela z jiˇz existuj´ıc´ı aplikace, která nebyla v nˇekolika ohledech funkˇcn´ı, pˇr´ıpadnˇe vyhovuj´ıc´ı souˇcasnému rozvoji technologie v této oblasti. V pˇripravené aplikaci byly zcela zmˇenˇeny moduly pro práci s výˇskovými daty GPS souˇradnic a byly podstatnˇe rozˇs´ıˇreny moˇznosti výstupu. Téˇz doˇslo k odstranˇen´ı minoritn´ıch problém˚ u, které byly odhaleny v pr˚ ubˇehu pouˇz´ıván´ı pˇredchoz´ı aplikace. V rámci vylepˇsován´ı moˇznost´ı výstupu byly prostudovány a popsány základy práce s JavaScriptovým frameworkem jQuery UI a jeho widgetem Datepicker. D´ıky moˇznostem, které jsou poskytovány tˇemito nástroji, byl pˇripraven výstupn´ı modul, který zajiˇst’uje snadnou práci s kalendáˇrem sportovn´ıch aktivit v prostˇred´ı hypertextových stránek. Takto pˇripravený kalendáˇr lze pr˚ ubˇeˇznˇe doplˇ novat o nové aktivity, coˇz je významný funkˇcn´ı pˇr´ınos pro uˇzivatele. V souˇcasné dobˇe je k dispozici plnˇe funkˇcn´ı aplikace s jednoduchým intuitivn´ım ovládán´ım. Výhodou je, ˇze vzhledy vizualizace jsou nastaveny pomoc´ı stylovac´ıho jazyka CSS3, takˇze pˇr´ıpadné i netriviáln´ı u ´ pravy vzhledu mohou být provedeny u ´ pravou stylovac´ıho souboru a nen´ı nutný zásah do programu aplikace. Celá aplikace se skládá z 43 tˇr´ıd, z nichˇz 16 bylo pˇripraveno nebo upraveno v rámci této bakaláˇrské práce. Aplikace byla otestována na rozsáhlých reálných datech. Dalˇs´ı vývoj aplikace by se mohl dále ub´ırat smˇerem k filtraci nasn´ımaných dat, dalˇs´ım zpˇresˇ nován´ım výˇskových profil˚ u a sestavován´ım jednotlivých transformaˇcn´ıch sad pro r˚ uzné sporty.

38

Pˇ rehled pouˇ zit´ ych zkratek HTML

(HyperText Markup Language) Znaˇckovac´ı jazyk sémanticky popisuj´ıc´ı dokumenty.

XML

(eXtensible Markup Language) Obecný znaˇckovac´ı jazyk vyvinutý konsorciem W3C. Umoˇzn ˇ uje vytváˇren´ı znaˇckovac´ıch jazyk˚ u urˇcených k nejr˚ uznˇejˇs´ım typ˚ um uˇzit´ı.

J2ME

(Java Platform, Micro Edition) Jedna ze základn´ıch platforem Javy s API urˇcenou pro vývoj softwaru na zaˇr´ızen´ıch s omezenými prostˇredky.

XSD

(XML Schema Definition) Soubor, který popisuje strukturu XML dokumentu.

DEM

(Digital Elevation Model) Digitáln´ı model povrchu terénu.

TIFF

(Tag Image File Format) Souborový formát urˇcený pro ukládán´ı pro rastrové grafiky, který v sobˇe kromˇe obrázku nese tzv. tagy.

JSON

(JavaScript Object Notation) Formát zápisu dat urˇcený pro jejich pˇrenos a ˇcitelnost.

JAXB

(Java Architecture for XML Binding) Automatické mapován´ı mezi XML dokumentem a odpov´ıdaj´ıc´ımi Java tˇr´ıdami pˇres XSD.

XSLT

(eXtensible Stylesheet Language Transformations) Jazyk vyuˇz´ıvaj´ıc´ı ˇsablony, na jejichˇz základˇe dokáˇze snadno zpracovávat XML soubory. Výstupem je ˇcasto HTML, prostý text nebo jiný XML dokument.

SVG

(Scalable Vector Graphics) Vektorový formát pro popis 2D grafiky vˇcetnˇe animac´ı. Jeho zápis je provádˇen kompletnˇe v XML.

SRTM

(Shuttle Radar Topography Mission) Mezinárodn´ı výzkumný program, jehoˇz c´ılem je z´ıskat u ´ daje nadmoˇrských výˇsek k vytvoˇren´ı nejkompletnˇejˇs´ı digitáln´ı topografické databáze ve vysokém rozliˇsen´ı.

39

Literatura [1] McLaughlin B.: Java & XML. O’REILLY, 2001, Second Edition. ISBN 0-596-00197-5. [2] Harold E. R., Means W. S.: XML v kostce. O’REILLY Computer press, 2002. ISBN 80-7226-712-4 [3] Herout P.: XSLT 2.0 a SVG. Kopp, 2010. ISBN 978-80-7232-406-4 [4] Gregoˇrica P.: Zpracován´ı GPS dat. ˇ - Fakulta aplikovaných vˇed, 2011. ZCU [5] BT747 Documentation [online], citováno 3.dubna 2013 Dostupné z http://www.bt747.org/documentation [6] jQuery API - Datepicker [online] c

2013, The jQuery Foundation (citováno 10. dubna 2013). Dostupné z http://api.jqueryui.com/datepicker/ [7] Shuttle Radar Topography Mission [online], (citováno 13. dubna 2013). Dostupné z http://www.jpl.nasa.gov/srtm/

40

7 Seznam pˇr´ıloh A

Uˇzivatelská dokumentace

B

Obsah CD

41

Pˇ r´ıloha A

GPX Wizard Uˇzivatelská dokumentace

Obsah 1 O aplikaci GPX Wizard 1.1 Technické poˇzadavky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 3

2 Instalace

3

3 Prvn´ı spuˇ stˇ en´ı

3

4 Nastaven´ı a n´ apovˇ eda

5

5 Vizualizace 5.1 Panel Základn´ı nastaven´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Panel Rozˇs´ıˇrená HTML Nastaven´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 6 8

6 Transformace 9 6.1 Panel Základn´ı nastaven´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 6.2 Panel Posloupnost transformac´ı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 7 Popis filtr˚ u 7.1 Výˇsky SRTM offline 7.2 Nahrazen´ı rychlost´ı . 7.3 Filtrace stán´ı . . . . 7.4 Pr˚ umˇer výˇsky . . . . 7.5 Pr˚ umˇer odskoky . . 7.6 Pr˚ umˇer rychlost . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

13 13 15 15 15 16 17

ˇ EN ˇ Í 3 PRVNÍ SPUST

1

O aplikaci GPX Wizard

Aplikace GPX Wizard slouˇz´ı ke zpracován´ı sportovn´ıch záznam˚ u nasn´ımaných pomoc´ı GPS trasovaˇc˚ u uloˇzených ve formátu GPX. Aplikace umoˇzn ˇ uje uˇzivateli archivaci tˇechto dat pomoc´ı pˇrehledných vizualizac´ı v r˚ uzných formách a zároveˇ n jejich zpˇresnˇen´ı pomoc´ı r˚ uzných filtr˚ u. Jej´ı instalace a pouˇz´ıván´ı popisuje tento dokument.

1.1

Technick´ e poˇ zadavky

Pˇred spuˇstˇen´ım aplikace je potˇreba m´ıt nainstalované prostˇred´ı Java Runtime Enviroment (JRE) verze 1.7 nebo novˇejˇs´ı1 . Minimáln´ı technické poˇzadavky pro spuˇstˇen´ı JRE 1.7 jsou: • Procesor Pentium 2 266 MHz. • Operaˇcn´ı pamˇet’ nejménˇe 128 MB. • Volné m´ısto na disku alespoˇ n 130 MB. Aplikaci lze provozovat na operaˇcn´ıch systémech, které umoˇzn ˇ uj´ı instalaci JRE 1.7.

2

Instalace

Aplikace se nemus´ı nijak instalovat, staˇc´ı ji rozbalit. Po jej´ım rozbalen´ı dostaneme adresáˇrovou strukturu, která je k vidˇen´ı na obrázku 1.

3

Prvn´ı spuˇstˇ en´ı

Aplikaci je doporuˇcováno spustit pomoc´ı dávkového souboru gpxwizard.bat2 (pˇri spouˇstˇen´ı v OS Windows). V jiných operaˇcn´ıch systémech ji lze spouˇstˇet pomoc´ı dvojkliku na soubor gpxwizard.jar nebo prostˇrednictvým pˇr´ıkazu java -jar gpxwizard.jar v pˇr´ıkazové ˇrádce, resp. terminálu. Po chvilce se otevˇre okno aplikace znázornˇené na obrázku 2. 1

Aktuáln´ı instalaˇcn´ı bal´ıˇcek m˚ uˇzete stáhnout z webov´ ych stránek http://java.com/en/download/manual.jsp 2 Dávkov´ y soubor nastavuj´ıc´ı pomoc´ı parametru -Xmx2000M maxim´ aln´ı hodnotu vyuˇzité operaˇcn´ı pamˇeti aplikac´ı GPX Wizard na 2000 MB. Tuto hodnotu lze zmˇenit u ´ pravou d´ avkového souboru, doporuˇcovány jsou hodnoty mezi 1000 MB aˇz 2000 MB. Parametr je vloˇzen pro plynulejˇs´ı chod aplikace, pˇredevˇs´ım pˇri vizualizaci formou Porovnán´ı vˇetˇs´ıho mnoˇzstv´ı soubor˚ u.

3

ˇ EN ˇ Í 3 PRVNÍ SPUST

Obrázek 1: Struktura sloˇzek aplikace po jej´ım rozbalen´ı.

Obrázek 2: Sn´ımek aplikace po jej´ım spuˇstˇen´ı.

4

5 VIZUALIZACE

4

Nastaven´ı a n´ apovˇ eda

V horn´ım menu lze po kliknut´ı na poloˇzku Nastaven´ı zvolit jazyk, ve kterém bude aplikace s uˇzivatelem komunikovat. Dále m˚ uˇzete kliknout na poloˇzku Help a následnˇe zapnout nápovˇedu. Po jej´ım zapnut´ı se zobraz´ı okno, viz obrázek 3, kde panel oznaˇcený ˇc´ıslem 1 slouˇz´ı k výbˇeru tématu, ve kterém potˇrebuje uˇzivatel poradit, a panel oznaˇcený ˇc´ıslem 2 zobrazuje samotnou nápovˇedu vybraného tématu.

1

2

Obrázek 3: Sn´ımek nápovˇedy aplikace.

5

Vizualizace

Tato ˇcást je um´ıstˇena pod stejnojmennou kartou a zobrazuje se hned po spuˇstˇen´ı aplikace. Vizualizace umoˇzn ˇ uje vygenerován´ı HTML stránek s r˚ uznými grafy a statistikami at’ jiˇz jednoho sportovn´ıho záznamu nebo celé sady, které si lze následnˇe prohlédnout v libovolném internetovém prohl´ıˇzeˇci.

5

5 VIZUALIZACE

5.1

5.1 Panel Základn´ı nastaven´ı

Panel Základn´ı nastaven´ı

Uvnitˇr tohoto panelu se nastavuje typ vizualizace, vol´ı se transformaˇcn´ı sady, zadávaj´ı se vstupn´ı soubory, resp. sloˇzky, a spouˇst´ı samotná vizualizace. Panel Základn´ı nastaven´ı lze vidˇet na obrázku 4, jeho jednotlivé ˇcásti budou popsány n´ıˇze.

1 2 3 4

Obrázek 4: Sn´ımek karty Vizualizace.

Transformace pouˇzité pˇri vizualizaci Tento panel se nacház´ı pod ˇc´ıslem 1 na obrázku 4. Jeho u ´ kolem je aplikovat na zvolené vstupn´ı soubory transformaˇcn´ı sady nastavené uˇzivatelem, které zpˇresˇ nuj´ı nasn´ımané sportovn´ı záznamy. Pokud je zvoleno pouˇzit´ı transformac´ı, pak jsou tyto transformace pouˇzity pro pˇr´ıpravu výstupn´ıch dat, ale p˚ uvodn´ı GPX soubor se nezmˇen´ı. Popis tvorby transformaˇcn´ıch sad je uveden v ˇcásti 6.2. 6

5 VIZUALIZACE


Typ vizualizace Uvnitˇr tohoto panelu si uˇzivatel m˚ uˇze vybrat, jestli bude generovat vizualizaci z jednoho souboru nebo vˇsech soubor˚ u ve zvolené sloˇzce a pˇr´ıpadnˇe jaký typ vizualizace si zvol´ı. Panel je vidˇet na obrázku 4 pod ˇc´ıslem 2. Uˇzivatel si m˚ uˇze zvolit z následuj´ıc´ıch moˇznost´ı: • Jeden soubor – Z jednoho GPX souboru se vygeneruje jedna HTML vizualizace. • V´ıce soubor˚ u – Ze vstupn´ı sloˇzky s GPX soubory se vygeneruje HTML vizualizace obsahuj´ıc´ı vˇsechny sportovn´ı záznamy oddˇelenˇe, jejich grafy a statistiky vˇcetnˇe celkových statistik. • Porovnán´ı – Ze vstupn´ı sloˇzky s GPX soubory se vygeneruje jedna HTML vizualizace s hromadnými statistikami a grafy, ve kterých jsou vyznaˇceny jednotlivé záznamy r˚ uznými barvami. Tuto formu vizualizace lze pouˇz´ıt pouze v kombinaci s vizualizac´ı v´ıce soubor˚ u a nejˇcastˇeji se pouˇz´ıvá pro kontrolu nastaven´ı vhodné kombinace filtr˚ u. • Kalendáˇr – Ze vstupn´ıho souboru nebo sloˇzky se vygeneruje HTML vizualizace, která obsahuje kalendáˇr. Pokud jste jiˇz jednou generovali výstup formou kalendáˇre a chcete do nˇej pˇridat nové záznamy, pak jednoduˇse zvol´ıte výstupn´ı sloˇzku, ve které se jiˇz vizualizace v podobˇe kalendáˇre nacház´ı a novˇe generované záznamy se do nˇej pˇridaj´ı. Pokud se nˇekterý vstupn´ı GPX soubor jmenuje stejnˇe jako ten, ze kterého jiˇz byla vygenerována vizualizace do daného kalendáˇre, uˇzivatel bude informován o tom, ˇze tento soubor se záznamem nebude vloˇzen do kalendáˇre. Vizualizace formou kalendáˇre lze provádˇet pˇri vizualizaci jednoho souboru i celé sloˇzky, nelze ji ale spustit v kombinaci s vizualizac´ı formou Porovnán´ı. Nastaven´ı vstup˚ u a výstup˚ u Na tomto panelu se vol´ı vstupn´ı soubor, resp. sloˇzka, a výstupn´ı sloˇzka. Panel je k nahlédnut´ı na obrázku 4 pod ˇc´ıslem 3. Tlaˇ c´ıtko Spust’ vizualizaci Tlaˇc´ıtko lze vidˇet na obrázku 4 pod ˇc´ıslem 4. Po jeho stisknut´ı se spust´ı generován´ı vizualizace, o kterém budete informováni pomoc´ı indikátoru pr˚ ubˇehu znázornˇeného na obrázku 5.

7

5 VIZUALIZACE

5.2 Panel Rozˇs´ıˇrená HTML Nastaven´ı

Obrázek 5: Pr˚ ubˇeh generován´ı vizualizace.

5.2

Panel Rozˇs´ıˇrená HTML Nastaven´ı

Tato karta slouˇz´ı pro rozˇs´ıˇrené u ´ pravy výstupn´ıho HTML souboru. M˚ uˇzete zde nastavit nadpis a popis jednotlivých vizualizac´ı, velikosti graf˚ u, vybrat grafy, které budou vygenerovány, a tak dále. Panel rozˇs´ıˇreného HTML nastaven´ı je k vidˇen´ı na obrázku 6. Vˇsechny uvedené moˇznosti budou popsány n´ıˇze.

1

2 3

4

5 6 Obrázek 6: Náhled do panelu Rozˇs´ıˇrená HTML Nastaven´ı.

8

6 TRANSFORMACE Nadpis a Popis Pokud chcete k vizualizaci pˇridat nˇejaké doplˇ nuj´ıc´ı u ´ daje, m˚ uˇzete vyuˇz´ıt právˇe nadpisu a popisu znázornˇených ˇc´ıslem 1 na obrázku 6. Tyto u ´ daje budou vloˇzeny na zaˇcátek HTML vizualizace. Ale pˇri hromadné vizualizaci formou kalendáˇre je potˇreba si dát pozor, jelikoˇz pak vˇsechny tyto záznamy dostanou stejné nadpisy a popisy. ˇ ıˇrky graf˚ S´ u Zde (obrázek 6, ˇc´ıslo 2) si m˚ uˇzete nastavit ˇs´ıˇrku generovaných graf˚ u v pixelech. Ty se generuj´ı jak v bitmapovém PNG formátu, tak i ve vektorovém SVG. Barvy track˚ u Pˇri vizualizaci formou porovnán´ı jsou jednotlivé záznamy odliˇseny pomoc´ı barev. Tyto barvy si m˚ uˇzete vybrat po stisknut´ı tlaˇc´ıtka znázornˇeného na obrázku 6 pod ˇc´ıslem 3. Generované grafy a Generované statistiky Zde máte moˇznost si vybrat, jaké grafy budete ve vizualizaci generovat a jaké u ´ daje budou zobrazeny ve výstupn´ıch statistikách. Vˇsechny moˇznosti, které m˚ uˇzete zvolit, jsou k vidˇen´ı na obrázku 6 pod ˇc´ıslem 4. Dále máte moˇznost volby poˇctu desetinných m´ıst u hodnot zobrazených ve statistikách, pˇriˇcemˇz na výbˇer máte mezi ˇzádným aˇz tˇremi desetinnými m´ısty. Názvy track˚ u Pˇri generován´ı vizualizace máte na výbˇer ze dvou typ˚ u pojmenováván´ı záznam˚ u, a to bud’ podle jména vstupn´ıho GPX souboru, a nebo podle dne v týdnu, ve kterém byl záznam poˇr´ızen. Tuto volbu m˚ uˇzete vidˇet na obrázku 6 pod ˇc´ıslem 5. ˇ Letn´ı ˇcas a Casov´ e pásmo Jelikoˇz jsou GPX soubory uloˇzeny v ˇcasovém pásmu UTC 0 a v zimn´ım ˇcase, zde (obrázek 6, ˇc´ıslo 6) máte moˇznost nastaven´ı ˇcasového pásma, ve kterém byl záznam poˇr´ızen, a letn´ı ˇcas.

6

Transformace

Tato ˇcást aplikace nab´ız´ı transformaci GPX soubor˚ u, jeˇz spoˇc´ıvá v aplikaci r˚ uzných filtr˚ u na GPX soubory ve snaze doc´ılit co moˇzná nejvˇetˇs´ıho zpˇresnˇen´ı 9

6 TRANSFORMACE


sportovn´ıho záznamu. Zároveˇ n se v této ˇcásti vytváˇr´ı jednotlivé kombinace filtr˚ u, které si m˚ uˇzete pˇripravit na m´ıru“ pro jednotlivé sporty. Výhodou je, ˇze ” po provedené transformaci dostaneme novou verzi opravených GPX soubor˚ u, se kterými m˚ uˇzeme dále pracovat, napˇr´ıklad je vizualizovat.

6.1

Panel Základn´ı nastaven´ı

Uvnitˇr tohoto panelu se provád´ı samotné transformace GPX soubor˚ u. Zároveˇ n transformace m˚ uˇze slouˇzit jako konverze mezi jednotlivými verzemi (1.0 a 1.1) souboru GPX. Na obrázku 7 je k nahlédnut´ı panel základn´ıho nastaven´ı a spouˇstˇen´ı transformac´ı.

1

2 3

Obrázek 7: Náhled do panelu Transformace.

10

6 TRANSFORMACE

6.2 Panel Posloupnost transformac´ı

Typ transformace Tento panel je znázornˇen na obrázku 7 pod ˇc´ıslem 1. Zde m˚ uˇzete nastavit typ transformace, pˇriˇcemˇz máte na výbˇer z následuj´ıc´ıch moˇznost´ı: • Jeden soubor – Z jednoho vstupn´ıho GPX souboru se vygeneruje nový. • V´ıce soubor˚ u – Ze vstupn´ı sloˇzky s GPX soubory se vygeneruj´ı nové soubory. • Slouˇcen´ı – Ze vstupn´ı sloˇzky s GPX soubory se vygeneruje jeden soubor obsahuj´ıc´ı vˇsechny záznamy ze vstupn´ıch dat. Jednotlivé záznamy budou rozdˇeleny do track˚ u. Tato volba je moˇzná jen v kombinaci s transformac´ı v´ıce soubor˚ u. • Pouˇz´ıt sadu – Umoˇzn ˇ uje pouˇz´ıt sadu transformaˇcn´ıch filtr˚ u na vstupn´ı GPX soubory a t´ım se pokusit je zpˇresnit. Vytváˇren´ı transformaˇcn´ıch sad je popsáno v kapitole 6.2. Zadán´ı vstup˚ u a výstup˚ u Jako ve vizualizaˇcn´ı ˇcásti zde vol´ıme vstupn´ı a výstupn´ı soubor, respektive sloˇzku. Nav´ıc zde m˚ uˇzeme zvolit verzi GPX souboru, na výbˇer je mezi 1.0 a 1.1. Tento panel je k nahlédnut´ı na obrázku 7 pod ˇc´ıslem 2. Tlaˇ c´ıtko Spust’ transformaci Tlaˇc´ıtko spouˇstˇej´ıc´ı transformaci lze vidˇet na obrázku 7 pod ˇc´ıslem 3. Stejnˇe jako pˇri vizualizaci se objev´ı indikátor pr˚ ubˇehu informuj´ıc´ı o dosavadn´ım postupu.

6.2

Panel Posloupnost transformac´ı

Tento panel (viditelný na obrázku 8) slouˇz´ı k vytváˇren´ı jednotlivých transformaˇcn´ıch sad, které pˇri správném pouˇzit´ı pom˚ uˇzou zpˇresnit nasn´ımané sportovn´ı záznamy. N´ıˇze je popsáno vytváˇren´ı jednotlivých transformaˇcn´ıch sad.

Sady transformac´ı V tomto panelu m˚ uˇzete naˇc´ıtat nebo mazat jiˇz vytvoˇrené transformaˇcn´ı sady. Vytvoˇrenou sadu zobraz´ıte pomoc´ı výbˇeru ze seznamu transformaˇcn´ıch sad a následným kliknut´ım na tlaˇc´ıtko Vyber. Po výbˇeru sady ji m˚ uˇzete také smazat pomoc´ı tlaˇc´ıtka Zruˇs. Popsané prvky lze vidˇet na obrázku 8 pod ˇc´ıslem 1. 11

6 TRANSFORMACE

6.2 Panel Posloupnost transformac´ı

1

5 2

3 4

Obrázek 8: Náhled do panelu Posloupnost transformac´ı. Výsledná posloupnost Uvnitˇr tohoto panelu si m˚ uˇzete vytvoˇrit vlastn´ı transformaˇcn´ı sady, které budou vyhovovat poˇzadovaným kritéri´ım. Jednotlivé transformaˇcn´ı filtry jsou popsány v kapitole 7. Pro vytvoˇren´ı vlastn´ı transformaˇcn´ı sady se postupuje následovnˇe (celý postup se odkazuje na obrázek 8): 1. Ze seznamu filtr˚ u si vyberete ten, který chcete pouˇz´ıt, a kliknete na tlaˇc´ıtko Pˇridej. Tyto prvky m˚ uˇzete vidˇet pod ˇc´ıslem 2. 2. Po kliknut´ı na tlaˇc´ıtko Pˇridej se ve spodn´ım panelu (3) zobraz´ı daný filtr. 3. Pomoc´ı pˇredchoz´ıch krok˚ u m˚ uˇzete pˇridávat do sady dalˇs´ı filtry. 4. Na sportovn´ı záznam jsou filtry aplikovány postupnˇe v poˇrad´ı od shora dol˚ u, proto m˚ uˇzete pomoc´ı ˇsipek mˇenit jejich poˇrad´ı nebo jednotlivé filtry odeb´ırat (4). 5. Po vytvoˇren´ı sady ji m˚ uˇzete pojmenovat a uloˇzit (5). 12

7 POPIS FILTR˚ U

7 7.1

Popis filtr˚ u Výˇsky SRTM offline

Tento filtr slouˇz´ı k nahrazen´ı nadmoˇrských výˇsek namˇeˇrených pomoc´ı GPS trasovaˇce za pˇresnˇejˇs´ı. Pokud chcete tento filtr pouˇz´ıvat, mus´ıte si nejprve výˇsková data stáhnout a vloˇzit je do sloˇzky srtm, která se nacház´ı ve sloˇzce aplikace GPX Wizard. Data si m˚ uˇzete stáhnout z tˇechto webových stránek: http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp Po naˇcten´ı stránek si m˚ uˇzete z mapy vybrat jednotlivé ˇctverce, pro které chcete m´ıt staˇzená výˇsková data, viz obrázek 9.

Obrázek 9: Webové stránky CGIAR-CSI SRTM, odkud lze stáhnout výˇsková data. ˇ Ctverce vyberete jednoduˇse pomoc´ı kliknut´ım na nˇe. Výˇsková data mus´ıte stáhnout ve formátu ArcInfo ASCII (viz obrázek 9 (3)). Po výbˇeru dat si je vyhledáte pomoc´ı kliknut´ı na tlaˇc´ıtko viditelné na obrázku 9 (4). Pokud spust´ıte vizualizaci nebo transformaci s filtrem Výˇsky SRTM offline a nebudete m´ıt pro daný záznam staˇzená výˇsková data, budete vyzváni k jejich staˇzen´ı pomoc´ı dialogového okna znázornˇeného na obrázku 10.

13

7 POPIS FILTR˚ U

7.1 Výˇsky SRTM offline

Obrázek 10: Dialogové okno upozorˇ nuj´ıc´ı na chybˇej´ıc´ı výˇsková data pro povrch Zemˇe, kde byl nahrán sportovn´ı záznam. V takovém pˇr´ıpadˇe je doporuˇceno, abyste na webových stránkách pro staˇzen´ı výˇskových dat zvolili moˇznost Input Coordinates (viz obrázek 9 (1)) a vyplnili pole Longitude a Langitude podle obrázku 11.

Obrázek 11: Staˇzen´ı výˇskových dat po výzvˇe aplikace GPX Wizard viditelné na obrázku 10. Po vyhledán´ı dat pomoc´ı výˇse zm´ınˇeného postupu se zobraz´ı detail na vybranou oblast (viz obrázek 12), kde jsou informace o oblasti znázornˇeny ˇc´ıslem 1. Samotná výˇsková data se stáhnou po kliknut´ı na jednu z nab´ızených forem pˇr´ıstupu (viz obrázek 12 (2)).

1

2

Obrázek 12: Detail na vybranou oblast Data se stáhnou v ZIP archivu, po jeho rozbalen´ı staˇc´ı zkop´ırovat ASC soubor do sloˇzky srtm, která se nacház´ı ve sloˇzce s aplikac´ı. Jakmile bude soubor s výˇskovými daty ve sloˇzce srtm, aplikace s n´ım zaˇcne pracovat, to 14

7 POPIS FILTR˚ U

7.2 Nahrazen´ı rychlost´ı

znamená, ˇze pokud po zobrazen´ı varovného dialogu (viz obrázek 10) vloˇz´ıte do sloˇzky poˇzadovaný soubor s výˇskovými daty a aˇz poté kliknete na tlaˇc´ıtko OK, bude u záznam˚ u výˇska nahrazena.

7.2

Nahrazen´ı rychlost´ı

Nˇekteré GPS trasovaˇce nezaznamenávaj´ı rychlost a pokud ano, je ˇcasto nepˇresná. Tento filtr tedy dopoˇc´ıtává rychlost pomoc´ı vzdálenosti mezi sousedn´ımi body. Pokud tento filtr pouˇz´ıváte v sadˇe s ostatn´ımi, je doporuˇcováno ho um´ıstit jako posledn´ı.

7.3

Filtrace stán´ı

Pˇri sn´ımán´ı polohy pomoc´ı trasovaˇce a souˇcasného stán´ı na m´ıstˇe vzniká hvˇezda“, která je zp˚ usobena nepˇresným mˇeˇren´ım. Tento filtr odstraˇ nuje hvˇe” ” zdy“ pomoc´ı volby polomˇeru kruhu, který je postupnˇe aplikován na vˇsechny body, pˇriˇcemˇz pokud následuj´ıc´ı bod leˇz´ı v polomˇeru aktuáln´ıho bodu, je odstranˇen. Proto se mus´ı volit polomˇer v rozumných hodnotách a v závislostech na daných sportech, jinak by tento filtr zasahoval i do m´ıst, kde docházelo k pohybu. Na obrázku 13 je vidˇet rozd´ıl mezi záznamem bez pouˇzit´ı filtru a po aplikaci filtru.

Obrázek 13: Rozd´ıl mezi záznamy pˇri pouˇzit´ı filtru Filtrace stán´ı. Obrázek vlevo pˇredstavuje záznam bez pouˇzit´ı filtru, obrázek vpravo s filtrem o polomˇeru 15 metr˚ u.

7.4

Pr˚ umˇer výˇsky

Tento filtr umoˇzn ˇ uje vyhlazen´ı nadmoˇrských výˇsek pomoc´ı aproximace k okoln´ım bod˚ um. U filtru se nastavuje ˇcasové rozpˇet´ı intervalu. To znamená, ˇze pokud zvol´ıte interval 15 vteˇrin, vezmou se vˇsechny body v ˇcasovém rozmez´ı ±15 vteˇrin a z tˇechto bod˚ u bude zpr˚ umˇerována výˇska, která bude dosazena do aktuáln´ıho bodu. Filtr potˇrebuje m´ıt nastavené vˇetˇs´ı intervaly, aby byl výsledek filtru viditelný, to protoˇze nadmoˇrská výˇska se nemˇen´ı tak rychle 15

7 POPIS FILTR˚ U

7.5 Pr˚ umˇer odskoky

jako napˇr´ıklad poloha nebo rychlost. Nevýhodou filtru je, ˇze m˚ uˇze oˇr´ıznout vrcholky hor, jak je vidˇet na obrázku 14.

Obrázek 14: Rozd´ıl mezi záznamy pˇri pouˇzit´ı filtru Pr˚ umˇer výˇsky. Graf vlevo pˇredstavuje záznam bez pouˇzit´ı filtru, graf vpravo s filtrem o intervalu 60 vteˇrin.

7.5

Pr˚ umˇer odskoky

Tento filtr pracuje na stejném principu jako pˇredchoz´ı s t´ım rozd´ılem, ˇze tento filtr pr˚ umˇeruje polohu jednotlivých bod˚ u. Filtr slouˇz´ı pˇredevˇs´ım k potlaˇcen´ı odskok˚ u zp˚ usobených chybovost´ı sn´ımán´ı dat pomoc´ı GPS sn´ımaˇc˚ u. Ukázka vyhlazen´ı odskoku lze vidˇet na obrázku 15. Interval se mus´ı volit opatrnˇe, jelikoˇz pˇri vˇetˇs´ıch intervalech se trasa narovnává, viz obrázek 16.

Obrázek 15: Vyhlazen´ı záznamu po odskoku. Na prvn´ım obrázku je trasa s odskokem, na druhém je po jeho vyhlazen´ı.

16

7 POPIS FILTR˚ U

7.6 Pr˚ umˇer rychlost

Obrázek 16: Rozd´ıl mezi záznamy pˇri pouˇzit´ı filtru Pr˚ umˇer odskoky. Obrázek nahoˇre pˇredstavuje záznam bez pouˇzit´ı filtru, obrázek uprostˇred s filtrem o intervalu 15 vteˇrin a obrázek dole s filtrem o intervalu 30 vteˇrin.

7.6

Pr˚ umˇer rychlost

Filtr pracuj´ıc´ı na stejném principu jako dva pˇredchoz´ı. Tento filtr vyhlazuje rychlost pomoc´ı zpr˚ umˇerován´ı rychlosti v okoln´ıch bodech.

17

Pˇ r´ıloha B – Obsah CD Uvnitˇr pˇriloˇzeného CD se nacház´ı: • Sloˇzka zdrojové soubory aplikace – Uvnitˇr sloˇzky se nacház´ı zdrojové soubory v hierarchii uloˇzené pro vloˇzen´ı do vývojového prostˇred´ı Eclipse. • Sloˇzka zdrojové soubory textu – Zdrojové soubory textu bakaláˇrské práce. • PDF soubor bakaláˇrská práce – PDF s bakaláˇrskou prac´ı vˇcetnˇe pˇr´ıloh. • Archiv gpxwizard – funkˇcn´ı aplikace GPX Wizard vˇcetnˇe SRTM dat pro ˇ Ceskou republiku.

Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra informatiky a výpočetní techniky. sportovních aktivit

Recommend Documents