jan.stankovic@vsb.cz

Praktické zkušenosti s MGIT

Mobilní Geoinformační Technologie

•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.

•Hlavními technologiemi využívanými pro výstavbu MGIT jsou:

•Geografické Informační Systémy•Mobilní počítače (mini notebooky, PDA, “smart telefony”)•Bezdrátové komunikace•Polohové systémy (globální, lokální)•Geodata•Další komponenty v závislosti na konkrétní oblasti nasazení

Mobilní zařízení

• Malé rozměry• Nízká hmotnost• Poměrně vysoký výkon• Rozšiřitelnost

Příkladem Compaq iPAQ 38xx:

32 MB ROM64 RAM ( + CF, SD, 1 GB Microdrive)

206 Mhz Strong ARM CPU320/240 displayzvuková karta + vstupBluetooth a SIR/FIR, USB, ComHmotnost 190 gRozšiřitelnost pomocí modulů

*Pictures from Compaq website.

Rozšiřitelnost - konektivita

• Lokalizace polohyGPS přijímače, z WiFi nebo GSM sítí

• KomunikaceWLAN (802.11)GSM (GPRS)Bluetooth

• Rozšíření pamětiCF kartySD kartyIBM Microdrive – 1GB

• MultimediaDigitalTV

• Další rozšiřující moduly

*Pictures from Compaq website.

Praktické zkušenosti s iPAQy

Kladné vlastnosti

• Zařízení je opravdu „Mobilní“ – kapesní, lehké• Výpočetní výkon je dostačující. Takt CPU je 266 MHz

nebo nověji 400 MHz• Paměťové karty jsou spolehlivé CF + IBM M, SM –

MMC, …. a cenově dostupné i pro větší kapacity.• Komunikace s GPS je bez problémů (Compact Flash

nebo RS232)• Baterie s připojenou GPS až 2 hodiny práce u nových

modelů – možnost mít GPS v dual PCMCIA s baterií nebo další externí baterie

• Integrována technologie BT, možnost rozšíření…

Praktické zkušenosti s iPAQyProblémy

• Stabilita OS (WinCE) - ---> LINUX• Problémy při práci s většími objemy dat – ortofoto• Z toho vyplývající nutnost častého resetu – naštěstí rychle• Citlivé ovládání – vyžaduje cvik• Malá klávesnice – obtížný vstup atributů• Počasí a práce v terénu – v zimě a dešti nepracuje• Komunikace s telefony – vypadává Blue a pak GPRS• Nelze připojit CF GPS a CF síťový adaptér s anténou• Baterie nelze měnit (řada 5x už ano)• Při úplném vybití baterie se smažou všechna data a programy• Drahý mobilní GIS sw – komerce.

• Dostupnost „military zařízení“ – cena iPAQu * 10…. :-(

Bezdrátové komunikace•Nejčastěji používanými bezdrátovými technologiemi současnosti jsou:

•Technologie postavené na GSM sítích•GSM generace 2•GSM generace 2.5 – HSCSD, GPRS•GSM generace 3 – UMTS (stále nepříliš rozšířené)Technologie založené na GSM mají výhodu až globálního dosahu, ale podléhají licencování a jsou závislé na konkrétních poskytovatelích

•Technologie postavené na “otevřených standaradech”•802.11 (Wi-Fi) (celá skupina standardů)•Bluetooth•DalšíNejsou nutné licence pro provoz – z toho vyplývají nižší náklady a možnost provozu vlastních soukromých sítí.

•Přenosy pomocí družicPro běžné použití nedostupné – kromě vytváření základen pro hasiče a pod…

• Reálná rychlost přenosu dat s využitím GPRS je podstatně nižší než možné maximum 43,2 kbps – spíše se blíží rozmezí 15 – 20 kbps.

• Poměrně často dochází k výpadkům spojení

• Postačující ke získání menších objemů dat – vektorové mapy apod.

• Obtížně využitelné k online práci s částmi podrobných map za pohybu (ve vozidle)

GSM sítě 2G a 2.5G (EUROTEL)

GSM sítě 2G a 2.5G•Cenová nabídka operátorů je podobná

•9600 bps – jako hovor dle sazby (paušálu) Platí se za čas připojení

•GPRS 0.5 nebo 0.03 Kč za kB (paušál 199 Kč) Platí se za přenesená data

•Soubor velikosti 1000 kB

•GSM data (3 Kč/min) 40,- Kč čas přenosu 14 minut - teoreticky

•GPRS bez paušálu 500,- Kč čas přenosu nad 3 minuty

•GPRS s paušálem 30,- Kč + pau

•GPRS DATA NONSTOP – 1000 Kč měsíčně bez omezení.

•HSCSD 6,- Kč + pau čas přenosu 3 minuty

•Výhoda GPRS je v neustálém připojení – přenosy malých objemů dat

Bluetooth - zkušenosti•Zařízení se musí před použitím spárovat – ne vždy se to povede a i když tak to ne vždy funguje na 100 %

•Pro iPAQ 3870 + Ericsson T68i

Uváděný dosah 10 m je přehnaný - max. 3 metry

•Pro iPAQ 3660 + Blue kartu 3Com + T68iProblémy s komunikací už od 0.5 m

•Při datovém spojení iPAQ Blue + Mobil Blue + Mobil GPRS – Internet většinou vypadne i GPRS pokud se přeruší Blue – problém třeba při komunikaci s ArcIMS serverem !!!

WiFi - zkušenosti

•Velmi rychlé přenosy dat na již prakticky použitelné vzdálenosti – srovnatelné s LAN•Bezproblémová konfigurace zařízení

•Není pravidlem, že se zařízení (karta a přístupový bod) shodnou a fungují opravdu dobře

•Poslouchat MP3 z bezdrátově připojeného disku je fajn - v praxi lze použít pro hlasovou navigaci nebo informace o místě na kterém se klient nachází.

GPS + iPAQ – praktické zkušenosti•CF GPS firmy Pretec 12 kanálový přijímač•Bez problémů pracuje s iPAQy nebo notebooky (redukce na PCMCIA)•Pracuje i v prostředí Linux OS•Přesnost měření se pohybuje pod hranicí 2 metrů•Při pohybu (pomalém – chůze) i kolem 0.5 metru při dobré konstelaci

•Budujeme DGPS na střeše školy – on line přenos korekcí zpřesnění

•Nepracuje při nízkých teplotách – pouze v autě + anténa

•Cena CF GPS Pretec cca 9000,- Kč

Software pro mobilní klienty

•Komerční softwarová řešení pro mobilní GIS

•ESRI ArcPAD + ArcIMS server

•Autodesk On Site

•Open source softwarová řešení pro mobilní GIS

•BabyGRASS – vývoj

•GPSDRIVE – spíše pro navigaci ale využívá mnoho technologií

ESRI ArcPAD

•ESRI ArcPad je u nás nejznámější a nejrozšířenější řešení pro mobilní GIS

•Poslední verze 6.0.1 (pro WinCE - iPAQ i Win32 - notebook)

•ArcPAD umožňuje zobrazení rastrových a vektorových vrstev, vytváření a editaci bodových, liniových a plošných prvků, popis atributů, přípravu formulářů.

•K atributovým datům lze připojovat digitální fotografie, textové soubory nebo videosekvence

•Obsahuje moduly pro vstup a zpracování dat z GPS

ESRI ArcPAD – zkušenosti

ESRI ArcPAD – zkušenosti• Instalace SW je bezproblémová• Konfigurace GPS (CF) není obtížná• Data je potřeba převést do použitelného formátu

nejlépe wgs84• Stahování vrstev z ArcIMS map serveru pracuje

spolehlivě i s využitím bezdrátových přenosů (pomaleji )

• Nelze přenést naměřená data zpět na ArcIMS – nutnost složitého programování a využití ArcSDE Application Builder nepomohl

• Problémy při práci s většími datovými sadami – spíše problém OS

Linux na handheldech

Proč Linux na Handheldech ?

• Současné handheldy jsou poměrně výkonné • Od digitálního diáře až po server !• Podpora pro komunikaci včetně bezdrátové

– Linux je navrhován jako síťový OS• Výkon, modularita, bezpečnost, spolehlivost• Free OS – je zdarama, včetně vývojových

nástrojů – naprostá nezávislost na proprietárních řešeních a formátech

• Možnost portování nepřeberného množství free programů a kódu >> >> GRASS GIS na IPAQu

GRASS GIS na Pocket PC

• Odlehčená verze GRASS 5.0 – základ pro další funkce (moduly)

• Zkompilováno pro procesory SA1110 (iPAQ).• Rastr• Vektor• ID body• Identifikace objektů• Měření vzdáleností• Zoom, Pan• Podpora GPS

GRASS shell na iPAQu

Závěr

• Levná, běžně dostupná zařízení nejsou vhodná pro profesionální nasazení, spíš se hodí jen pro ověření principů, zpracování metodik apod.

Omezujícími jejich praktické použití, jsou především: • nízká odolnost proti povětrnostním vlivům • krátká doba životnosti baterií • malá světelnost displejů • nutnost transformace podkladových materiálů do WGS-84 a

naměřených dat do S-JTSK. • Přesnost určování polohy je za dobrých podmínek příjmu signálů

GPS dobrá, nicméně vždy je nezbytné pamatovat na ověřování přesnosti měření.

WWW odkazy• http://www.esri.com – ESRI home page• http://grass.itc.it/grasshandheld.html - Handheld GRASS GIS stránka

Odkazy na iPAQ/Linux binaries aa .ipk balíčky (experimentálně) • http://www.handhelds.org – Linux na handheldech• http://www.handhelds.org/Compaq/iPAQH3600/index.html - iPAQ specifikace HW• http://www.handhelds.org/projects/toolchain/index.html - Jak postavit Toolchain• http://www.handhelds.org/projects/skiffcluster.html - Skiff Cluster• http://www.pocketpcpassion.com/default.htm - Mnoho informací o handheldech• http://www.wilmaproject.org/ - Wilma project• http://gpsdrive.kraftvoll.at/ - GPSDRIVE

Literatura• Stankovic J., M. Neteler, R. Flor 2002 Experimental Mobile GRASS based GIS for Handheld computers running

GNU/Linux. Sborník Open Source Free Software GIS - GRASS users conference 2002. WWW dokument, http://www.ing.unitn.it/~grass/proceedings/home.html

• WILMA 2002 Wireless Internet and Location Management Architecture project. WWW dokument, http://www.wilmaproject.org

• Wolisz A. 2000 Wireless Internet Architectures: Selected Issues. In Wozniak J, Konorski J (eds) Personal Wireless Communications. Kluwer Academic Publishers, Boston/Dordrecht/London

• GRASS 2002, Geographic Resources Analysis Support System. WWW dokument, http://grass.itc.it• GSM General Packet Radio Service (GPRS): Popis služby, GSM 03.60, 1998• Handhelds.org 2002 WWW dokument, http://www.handhelds.org• IEEE802 ISO/IEC 8802-11:1999(E) ANSI/IEEE Std 802.11, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control

(MAC) and Physical Layer (PHY) specifications• Djuknic G M, Richton R E 2001 Geolocation and Assisted GPS. IEEE Computer Society 34(2), 123-125• Brunato M and Kiss Kalló C 2002 Transparent Location Fingerprinting for Wireless Services. Technical Report

DIT-02-071, Informatica e Telecomunicazioni, Università degli Studi di Trento.• Brunato M 2002 How location management works. WWW dokument, http://www.wilmaproject.org/tutorial.html• Computing and Communications in the Extreme 1996 Computing and Communications in the Extreme -

Research for Crisis Management and Other Applications. Workshop Series on High Performance Computing and Communications National Academy Press, Washington DC. WWW dokument, http://stills.nap.edu/html/extreme/

• Di Penta M, Neteler M, Antoniol G and Merlo E 2002 Knowledge based library refactoring for an Open Source project. In WCRE 2002, IEEE Working Conference on Reverse Engineering, , Oct. 28-Nov. 1, Richmond, Virginia, USA