Сбор пространственных данных с использованием мобильных устройств Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 528.9

СБОР ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Алексей Александрович Колесников

Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры картографии и геоинформатики, тел. (913)725-09-28, e-mail: alexeykw@mail.ru

Павел Михайлович Матюшин

Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, магистрант кафедры картографии и геоинформатики, тел. (383)361-06-35, e-mail: matyshin2010@mail.ru

В статье описываются возможности мобильных устройств для сбора пространственных данных, в том числе для целей полевого обследования. Приведено описание возможностей и функций программного обеспечения Open Data Kit на примере создания и заполнения формы обследования геодезических пунктов.

Ключевые слова: сбор данных, Open Data Kit, android, геодезические пункты, полевое обследование, автоматическая обработка.

COLLECTION OF SPATIAL DATA WITH THE USE OF MOBILE DEVICES

Alexey A. Kolesnikov

Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., senior lecturer of the Department of Cartography and Geoinformatics, tel. (913)725-09-28, e-mail: alexeykw@mail.ru

Pavel M. Matyushin

Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., undergraduate of the Department of Cartography and Geoinformatics, tel. (383)361-06-35, e-mail: matyshin2010@mail.ru

The article describes the capabilities of mobile devices for collecting spatial data, including for field survey purposes. A description of the features and functions of the Open Data Kit software is given on the example of creating and filling out a survey form for geodetic points.

Key words: data mining, OpenDataKit, android, geodetic points, field survey, automated interpretation.

Значительная часть данных, обрабатываемых в процессе деятельности предприятия, может быть сопоставлена с конкретными точками земного пространства, т. е. привязана к объектам реального мира [1, 2].

Сбор данных в полевых условиях часто представляет собой достаточно трудоемкую задачу, и поэтому любая автоматизация этого процесса приведет к сокращению трудозатрат. В качестве примера одной из таких задач можно привести заполнение карточек полевого обследования геодезических пунктов,

представляющую собой заполнение форм, фотографирование и указание координат объекта [3, 4].

Очевидно, что выбор того или иного метода сбора пространственных данных, в первую очередь, определяется:

- спецификой решаемой задачи;

- ТТХ оборудования, реализующего конкретный метод получения данных;

- экономическими и технологическими возможностями, которые имеются в наличии у людей, компаний, отраслей и государств, ставящих перед собой решение этой задачи [5].

Оптимизация эффективности решения той или иной значимой прикладной задачи (время и цена получения требуемого конечного результата, точность, надежность и достоверность его получения и т. п.) в большинстве случаев приводит к разумному сочетанию разных методов получения геопространственных данных с учетом их достоинств, недостатков и ограничений [6].

На наш взгляд, важно отметить два характерных момента, присущих современному этапу развития методов получения пространственных данных:

- существенно расширилась номенклатура задач, для решении которых требуются геопространственные данные (различные задачи инженерной геодезии, экологии, таксации леса, построения реалистичных 3-мерных цифровых моделей инженерных объектов, зданий, сооружений, городов и др.;

- на первое место среди критериев эффективности решения задачи сбора геопространственных данных (при выполнении требований по точности их определения, финансовым ограничениям и т. п.) выходит минимизация времени получения требуемого конечного результата при этом, как правило, требуемый результат должен быть представлен в цифровом виде, в формате, пригодном для его интеграции в общий проект решения задачи [6, 7].

Одним из способов автоматизации сбора данных, рассмотренных в статье, является программное обеспечение Open Data Kit.

Open Data Kit (ODK) - набор бесплатных инструментов с открытым исходным кодом, разработанный для того, чтобы автоматизировать сбор данных с помощью смартфона [7].

С помощью набора инструментов Open Data Kit стало проще проводить исследования: собирать данные можно с помощью мобильного телефона, а процесс их передачи на сервер и создания баз данных автоматизирован.

ODK используется в разных проектах и в разных странах. Так, в Афганистане с помощью ODK осуществлялся мониторинг выборов в 2010 г., а в Дании с помощью ODK были созданы инструменты для отчетов НКО. С полным списком известных проектов вы можете ознакомиться на сайте (http://opendatakit.org).

Кроме того, астронавт Рональд Гаран (Ronald Garan) использует ODK на Международной космической станции для мониторинга прогресса программы Carbonfor Water.

Основные разработчики проекта - это исследователи из Университета Вашингтона (Departmentof Computer Scienceand Engineering) и активные участни-

ки междисциплинарной группы Change, занимающейся исследованиями того, как новые технологии могут улучшить жизнь в развивающихся регионах.

ODK спонсируется Google Focused Research Award и пожертвованиями от пользователей.

С помощью ODK можно:

- создавать формы для сбора данных или исследований (для больших исследований рекомендуется использовать XLSForm);

- собирать данные с помощью мобильного устройства и отсылать их на сервер;

- агрегировать собранные данные на сервере и импортировать их в нужном формате.

Также, благодаря возможности использовать GPS и фотографии, ODK можно использовать как инструмент при создании карт и планов.

Для того, чтобы пользоваться ODK, нужно выполнить три основных действия: создать форму, настроить сервер и соединить мобильное устройство с сервером. Как только это сделано, можно приступать к сбору данных.

Панель инструментов для создания форм представляет собой шаблоны элементов для различных целей. Существуют следующие шаблоны: текст, числовой, дата и время, время, место нахождения, GPS, штрих-код, списки выбора одного элемента или нескольких, метаданные, группа. В большинстве случаев этих инструментов вполне хватает, для составления различных форм.

Далее подготовленную форму необходимо добавить в приложение на смартфон. Есть несколько способов:

Первый способ - это непосредственно скопировать сам файл, созданной формы в папку, где установлено приложение ODK. Для этого необходимо подключить смартфон к ноутбуку через кабель. Среди установленных программ на смартфоне нужно найти папку odk и скопировать туда файл.

Второй способ будет проще в том случае, если уже существует проект в Google Cloud Platform и настроен обмен данными с помощью ODKAggregate. Для этого нужно зайти на сайт ODK Aggregate где находится проект и с помощью инструмента «Form Management» добавить форму в локальное хранилище смартфона.

Отправка заполненных форм ODK возможна с помощью импорта данных в заранее подготовленный файл Google Sheets. Для этого нужна учетная запись gmail, а также установленный Google Disk на компьютере и смартфоне. Вторым вариантом получения и визуализации заполненных форм является настройнный проект в Google Cloud Platform.

Собранные с помощью ODK данные можно экспортировать в распространенные форматы электронных таблиц (в том числе онлайновые), текстовый файл, KML. Все эти типы файлов можно визуализировать в ГИС, при создании карт, планов и формировании отчетов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Журкин И. Г., Шайтура С. В. Геоинформационные системы. - М. : КУДИЦ-ПРЕСС, 2009. - 272 с. ISBN 978-5-91136-065-8.

2. Корячко В. П., Перепелкин Д. А. Анализ и проектирование маршрутов передачи данных в корпоративных сетях [Электронный ресурс]. - М. : Горячая линия-Телеком, 2012. -236 с. - Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/5166 - Загл. с экрана.

3. Матвеев С. И., Коугия В. А., Власов В. Д. Инженерная геодезия (с основами геоинформатики) [Электронный ресурс]. - М. : УМЦ ЖДТ, 2007. - 555 с. - Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/59892 - Загл. с экрана.

4. Инженерная геодезия и геоинформатика. Краткий курс [Электронный ресурс] / М. Я. Брынь, Е. С. Богомолова, В. А. Коугия, Б. А. Лёвин. - СПб. : Лань, 2015. - 288 с. - Режим доступа: http://elanbook.com/book/64324 - Загл. с экрана.

5. Пичугин. Применение ГИС-технологий - эффективный метод мониторинга объектов ЖКХ [Электронный ресурс] // Вестник ОрелГАУ. - 2011. - № 4. - С. 76-79. - Режим доступа: http://elanbook.com/joumal/issue/284735 - Загл. с экрана.

6. Технологии компьютерного картографирования, гис-анализа и моделирования при-родно-антропогенных экосистем на примере Новосибирского Академгородка [Электронный ресурс] / Добрецов [и др.]. // Вестник Кемеровского государственного университета. - 2012. - № 4 (т. 2). - С. 54-60. - Режим доступа: http://elanbook.com/joumal/issue/289028 - Загл. с экрана.

7. Бождай А. С. Концепция межотраслевого мониторинга на основе интеграции технологий OLAP, DATA MINING, ГИС [Электронный ресурс] // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. - 2011. - № 32 (1). - С. 59-71. - Режим доступа: http://elanbook.com/joumal/issue/289940 - Загл. с экрана.

© А. А. Колесников, П. М. Матюшин, 2017