地理信息系統(tǒng)GIS在民航信息系統(tǒng)中應(yīng)用分析

許新飛

內(nèi)蒙古自治區(qū)民航機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限責(zé)任公司

地理信息系統(tǒng)GIS在民航信息系統(tǒng)中應(yīng)用分析

許新飛

內(nèi)蒙古自治區(qū)民航機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限責(zé)任公司

在航空運(yùn)輸系統(tǒng)中，為了保證其有序進(jìn)行以及推進(jìn)，近些年來(lái)GIS技術(shù)發(fā)展迅速，在多個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，本文則分析了地理信息系統(tǒng)在民航信息系統(tǒng)中的應(yīng)用探討。

地理信息系統(tǒng)；民航信息系統(tǒng)；應(yīng)用

引言

隨著民用航空事業(yè)的發(fā)展，航空運(yùn)輸業(yè)得到了迅速發(fā)展，飛行班次和密度急劇增加，空中交通管理也變得更加復(fù)雜?？展苄畔⑴c地理信息密不可分，例如，機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)、航路數(shù)據(jù)、導(dǎo)航設(shè)施數(shù)據(jù)、區(qū)域數(shù)據(jù)、飛行航線等，建立現(xiàn)代化的航行情報(bào)GIS信息系統(tǒng)勢(shì)在必行。

1. GIS概述

GeographicInformationSystem簡(jiǎn)稱GIS，即地理信息系統(tǒng)。該技術(shù)始于上世紀(jì)60年代中期，到80年代中后期，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)采集、模擬、操作、分析、管理與顯示的功能越來(lái)越完善，GIS的應(yīng)用也日趨深化和廣泛，在環(huán)境、資源、石油、電力、土地、交通、公安、航空、城市規(guī)劃、市政管理等領(lǐng)域成為常備的工作系統(tǒng)。GIS技術(shù)將圖形處理技術(shù)、可視技術(shù)及數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，并以其混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的地理空間分析功能而獨(dú)樹(shù)一幟。GIS是集現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)和測(cè)繪科學(xué)為一體的一門新興學(xué)科。GIS所能提供的應(yīng)用具有”多來(lái)源”、”多層次”、”快速度”、”深加工”、”多時(shí)態(tài)”、”多形式”和”多精度”的特點(diǎn)。它采用數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù)，對(duì)地理信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地采集、修改和更新地理空間數(shù)據(jù)和屬性信息，為決策者提供可視化的支持。目前GIS技術(shù)在市政設(shè)施管理領(lǐng)域，已得到廣泛應(yīng)用。在民航“十三五”的大發(fā)展中，空中交通管理部門承擔(dān)著航空數(shù)據(jù)服務(wù)，由于航空數(shù)據(jù)種類繁多、時(shí)間序列長(zhǎng)、空間分布廣等特點(diǎn)，僅通過(guò)人工方式已經(jīng)不能滿足航空數(shù)據(jù)用戶對(duì)時(shí)間成本、提供渠道、提供方式的要求?？罩薪煌ü芾砗推渌娇諗?shù)據(jù)用戶，迫切需要一個(gè)能從地面數(shù)據(jù)和空域數(shù)據(jù)全面反映所屬情報(bào)區(qū)、其他國(guó)內(nèi)情報(bào)區(qū)乃至周邊國(guó)家情報(bào)區(qū)內(nèi)的集成化的航空數(shù)據(jù)平臺(tái)。

2、系統(tǒng)功能介紹

整體系統(tǒng)軟件依靠微軟推出的電腦操作系統(tǒng)(windows)作為平臺(tái)，采用MicrosoftVisualC++作為編程環(huán)境，核心空間數(shù)據(jù)處理采用SuperMapObjects。功能分為三大部分，其中又細(xì)劃分9個(gè)子功能模塊(依次序分別為：ARINC424編碼譯碼模塊、終端區(qū)程序校對(duì)模塊、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析模塊、模擬導(dǎo)航模塊、軌跡銜接性驗(yàn)證模塊、信息查詢模塊、航路可用性分析模塊、空間分析模塊、機(jī)場(chǎng)活動(dòng)區(qū)可用性分析模塊)。下文將對(duì)軌跡銜接性驗(yàn)證、航路可用性分析以及終端區(qū)程序校對(duì)這三個(gè)核心功能模塊進(jìn)行重點(diǎn)介紹分析。

2.1 軌跡銜接性驗(yàn)證

軌跡銜接驗(yàn)證方面，大家都知道航空器從跑道起飛到目的地著陸的整個(gè)過(guò)程，其中應(yīng)包括離場(chǎng)、飛行、進(jìn)場(chǎng)、著陸。這個(gè)過(guò)程中，當(dāng)ARINC424編碼數(shù)據(jù)完全正確的情況下，根據(jù)航空公司制作的航線對(duì)軌跡進(jìn)行還原以后的整條線路是一條完整并且連續(xù)的航路，那么一旦它在終端區(qū)程序和航路的銜接中出現(xiàn)了斷點(diǎn)，就可以以此來(lái)證明ARINC424編碼數(shù)據(jù)中存在錯(cuò)誤。此種情況下，找出編碼數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，只能采用人工操作，對(duì)出現(xiàn)斷點(diǎn)的原因加以分析，解決。

2.2 航路可用性分析

按照國(guó)際民航組織規(guī)定，航路常態(tài)信息是由各個(gè)國(guó)家航空部門制定發(fā)布的靜態(tài)信息描述，而航路的臨時(shí)變動(dòng)(一般航路臨時(shí)變動(dòng)包括：限制性空域活動(dòng)、航路關(guān)閉、航路運(yùn)行時(shí)限、航路導(dǎo)航設(shè)施的變化、運(yùn)行高度限制、火山灰云、炮射活動(dòng)等)都是以NOTAM進(jìn)行發(fā)布的，作為一種文本報(bào)告形式，目前來(lái)說(shuō)只能采用人工完成。而三維空間導(dǎo)航數(shù)據(jù)評(píng)估系統(tǒng)則可以和NOTAM數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，航路的運(yùn)行狀態(tài)完全可以利用導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)分析，根本不需要人工操作。

2.3 終端區(qū)程序校對(duì)

三維空間導(dǎo)航數(shù)據(jù)評(píng)估系統(tǒng)的核心功能就是終端程序校對(duì)，一般情況下，AMS(航空器飛行管理系統(tǒng))的信息儲(chǔ)存單元是機(jī)載導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)，而它最重要的數(shù)據(jù)就是用于航路及終端區(qū)導(dǎo)航的情報(bào)數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)必須要經(jīng)過(guò)ARINC424編碼，然后才能轉(zhuǎn)到機(jī)載導(dǎo)航數(shù)據(jù)。ARINC424編碼數(shù)據(jù)能被電腦系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別和進(jìn)行處理，并且占用極少空間，這是其最大優(yōu)勢(shì)。

2.4 測(cè)量分析

該功能主要是利用GIS及高程數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)場(chǎng)、航線、通用航空作業(yè)區(qū)、炮射區(qū)等進(jìn)行地形分析、障礙點(diǎn)分析)。通過(guò)測(cè)量分析工具，判斷哪里可能出現(xiàn)障礙點(diǎn)，確定通用飛機(jī)任務(wù)路線；通過(guò)分析兩點(diǎn)間的最大、最小坡度，以及最大高程等，利用分析出的結(jié)果，繪制坡面圖。主要包括測(cè)量用戶所選區(qū)域的面積；測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體之間的水平距離；測(cè)量?jī)蓚€(gè)物體之間的高度距離；獲取一個(gè)半球內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，半球大小由用戶確定；用戶選擇一個(gè)區(qū)域，獲取該區(qū)域內(nèi)的等高線信息。

2.5 地圖交互

該功能主要包括將GIS窗口中的內(nèi)容指向正北方向；分別為不同的操作GIS窗口的方式；可以降低和拉高GIS窗口的距離；以不同的高度觀察GIS窗口的內(nèi)容；在GIS窗口中標(biāo)示出縣市界線及公道、鐵路、省道的標(biāo)志；直接定位用戶所輸入的位置等。

2.6 觀察模式

該功能主要包括在實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)飛行模式全視角觀察飛機(jī)；包括以座艙的視角觀察飛機(jī)。駕駛艙模式可以真實(shí)模擬飛行員在駕駛艙內(nèi)的視角，再配以操作桿和導(dǎo)航圖標(biāo)，可以真實(shí)地模擬飛行過(guò)程，機(jī)場(chǎng)的詳細(xì)地行信息；將GIS窗口從其他模式轉(zhuǎn)換為飛行模式，該模式以跟蹤觀看的形式觀察某一架飛行模擬飛行的情況；手動(dòng)配置GIS頁(yè)面邊界的顏色等。

3、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)GIS三維空間導(dǎo)航數(shù)據(jù)評(píng)估系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案和系統(tǒng)功能加以介紹，可以看出該系統(tǒng)較之于傳統(tǒng)機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯，既可以提高航空器的安全運(yùn)行能力，又可以提高運(yùn)控人員對(duì)數(shù)據(jù)的分析與利用，極大程度地提高了航空公司運(yùn)行效率，值得各國(guó)航空公司使用。

[1]鄭肇葆，周月琴.論航空影像的紋理與描述[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，1997，03：42-48.

[2]安宇亭.淺談航空數(shù)據(jù)與GIS的融合應(yīng)用[J].空中交通管理，2008，11：37-38+62.