Co znaczy W jaki sposób tworzy się mapy nawigacji GPS?

Definicja: Narastające zainteresowanie systemami do nawigacji sprawia, że przestają być one traktowane jako luksusowy gadżet, a zaczynają jako nadzwyczajnie przydatne urządzenie, używane zarówno w życiu prywatnym, jak i zawodowym. W jaki sposób powstają jednak mapy cyfrowe, które następnie używane mogą zostać na przykład urządzeniach używanych do nawigacji GPS? Myślę, iż niewiele kto zna odpowiedź na to pytanie. Poniższy tekst ma za zadanie przybliżyć nadzwyczajnie skomplikowany mechanizm tworzenia cyfrowych map.
W procesie przygotowywania map cyfrowych używane są obrazowania Ziemi w formie zdjęć lotniczych i scen satelitarnych poparte następnie zwiadem terenowym. Zdjęcia realizowane są przy różnych parametrach spektralnych, bo używane one będą w różnych celach. Następnym krokiem jest przesłanie fotografii do obróbki cyfrowej obejmującej między innymi korekcję radiometryczną i korekcję geometryczną.
Korekcja radiometryczna usuwa efekty zakłóceń spowodowanych wadliwą robotą detektorów, wpływami atmosfery i topografii (zachmurzenie, różnice w oświetleniu wynikające z przedmiotów terenowych, na przykład cień rzucany poprzez góry). Korekcja geometryczna eliminuje zniekształcenia obrazu wynikające z ruchu sensorów i fakt Bardzo istotny w tym procesie jest wybór odpowiedniego odwzorowania kartograficznego i mechanizmu odniesień przestrzennych. Konieczna jest również tak zwany ortorektyfikacja usuwająca zniekształcenia kształtów przedmiotów widocznych na obrazie wywołane wpływem rzeźby terenu. Korekcja geometryczna zdjęć lotniczych i satelitarnych wymaga znajomości precyzyjnych współrzędnych wybranych pkt.ów.
AutoMapa Polska XL powstała na bazie danych wektorowych udostępnionych poprzez Zarząd Geografii Wojskowej Sztabu Generalnego Wojska Polskiego. W następnym etapie dane zostały zweryfikowane na podstawie scen satelitarnych z indyjskiego satelity IRS o rozdzielczości terenowej 5,8 m. Na tym samym podkładzie powstały dodatkowe przedmioty treści topograficznej takie jak lasy, jeziora, rzeki, koleje, a nawet obrysy budynków.
Szczegółowe plany sporych miast tworzone są inaczej. Jako dane pierwotne służą specjalnie w tym celu otrzymywane zdjęcia lotnicze i wysoko rozdzielcze sceny satelitarne satelitów IKONOS i QuickBird. Po przetworzeniu do postaci wektorowej odpowiadają pod względem dokładności mapom topograficznym w skali 1:5000. Istotną zaletą tak przygotowywanych map są obrysy poszczególnych budynków wykonane z dokładnością do 1m, uzupełnione w trakcie zwiadu terenowego o dokładne punktowe adresowe.
Przy tworzeniu map nawigacyjnych nie można zapomnieć o bazie „ pkt.ów Użyteczności Publicznej”(POI- Points Of Interest) a więc o miejscach o szczególnym znaczeniu takich jak na przykład stacje benzynowe, hotele i restauracje. Niemniej ważna jest kategoria ; pkt.ów związanych z bezpieczeństwem jazdy a wśród nich w pierwszej kolejności te, w które z racji na częstość wypadków policja decyduje się oznaczyć jako tak zwany Czarne Punkty albo monitorować z użyciem radarów i fotoradarów. Baza POI w AutoMapie obejmuje już 68 tys. ; pkt.ów zbieranych w pierwszej kolejności sposobem zwiadu terenowego i dzięki współpracy z odpowiednimi organizacjami i służbami. Dodatkowe 53 tys. ; pkt.ów można znaleźć w serwisie mobilne.net, które tworzone są poprzez użytkowników dla użytkowników AutoMapy.
Oprócz obszernej bazy ; pkt.ów użyteczności publicznej i dokładnych adresów mapa nawigacyjna musi oczywiście zawierać wiadomości o położeniu każdej ulicy i o tym, jakie manewry są na niej dozwolone, a więc wiadomości o organizacji ruchu zbierane w pierwszej kolejności dzięki zwiadu terenowego.
Finalny sukces to dokładna mapa, dzięki której można łatwo odnaleźć adres i trafić w pożądane miejsce sprawnie poruszając się w gąszczu ulic.
Jednak tak faktycznie prace nad mapą nigdy się nie kończą, gdyż nawet najdokładniejsze mapy nawigacyjne tracą własną przydatność, jeżeli nie są regularnie aktualizowana.
Przygotowanie aktualizacji map to bardzo rozbudowany mechanizm. Przede wszystkim nanoszone są poprawki wynikające z porównania map z nowymi zdjęciami satelitarnymi albo lotniczymi. Część pracy nad zdjęciami dzieje się dzięki szczególnych okularów, które umożliwiają widzenie stereoskopowe (przestrzenne) i dlatego ułatwiają identyfikację i dopasowanie przedmiotów widocznych na zdjęciach do odpowiednich obiektów mapy. Po naniesieniu poprawek operator pracujący nad danym sektorem mapy analizuje kolejno zgłoszenia uwag przesłanych poprzez użytkowników AutoMapy i sprawdza czy uwagi te są nadal aktualne, czy także zostały już uwzględnione i skorygowane na wcześniejszych etapach pracy. Zdjęcia satelitarne i lotnicze realizowane są pod różnym kątem, przy różnych warunkach pogodowych i różnych warunkach oświetlenia. Dlatego nawet doświadczony operator potrzebuje czasu, aby dostosować własną percepcję wizualną i przestawić mózg na analizę kolejnej partii zdjęć. To jest jeden z powodów, dla których opracowanie aktualizacji map dzieje się regionami a nie wg kolejności otrzymanych zgłoszeń. jeżeli przy opracowaniu zdjęć albo uwag od użytkowników operator natrafia na wątpliwości albo, jeżeli zmiany obejmują również organizację ruchu operator przekazuje sygnał do uruchomienia zwiadu terenowego.
Jednak czas nie stoi w miejscu, rośnie moc obliczeniowa przenośnych urządzeń nawigacyjnych, dlatego etapowo mapy wzbogacane będą w przedmioty obrazowania trójwymiarowego. Pierwszy obiekt wizualizacji przestrzennej popularny w nawigacji satelitarnej na komputerach kieszonkowych typu PocketPC to tak zwany pseudo-perspektywa nazywana kolokwialnie widokiem 3D. Pozwala kierowcy widzieć dalej naprzód i ułatwia orientację w przestrzeni dzięki podobieństwu obrazu na ekranie nawigacyjnym do widoku postrzeganego poprzez szybę pojazdu. Jednak tak na prawdę przyszłością nawigacji GPS jest „funkcja on-line”, dzięki której kierowca będzie miał bezpośredni dostęp takich informacji jak na przykład korki na drodze, drobne naprawy drogowe co z pewnością ucieszy wielu kierowców, którzy mają dosyć stania w wielogodzinnych zatorach drogowych