Jak powstają mapy cyfrowe?

Funkcjonalność odbiorników GPS byłaby mocno ograniczona, gdyby stale nie opracowywano aktualnych map terenowych. Liczba osób potrafiących poprawnie odczytać i zlokalizować swoją pozycję, korzystając wyłącznie z danych określających położenie geograficzne (długość, szerokość), jest stosunkowo niewielka. Dlatego też dostawcy map dla popularnych odbiorników (dedykowanych GPS bądź zintegrowanych z palmtopami) starają się udoskonalać swoje produkty. Proces powstawania map dla urządzeń GPS można prześledzić na przykładzie AutoMapy, jednego z bardziej popularnych programów tego typu na polskim rynku.

Pozyskiwanie danych do opracowania map cyfrowych przebiega wieloetapowo. Kolejne obszary Ziemi obrazowane są w postaci zdjęć lotniczych i fotografii dostarczanych przez satelity okołoziemskie. Następnie dokonywana jest eksploracja terenowa, mająca na celu dokładne zweryfikowanie uzyskanych danych. Fotografie wykonywane są za pomocą różnych technik, z wykorzystaniem widma światła widzialnego oraz podczerwieni (promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu fal 780 nm - 1 mm). Obrazy przesłane z satelity są następnie obrabiane cyfrowo w ośrodkach obliczeniowych. Podstawowe operacje, którym poddawane są zdjęcia, obejmują takie działania geodezyjno-kartograficzne, jak: korekcja radiometryczna, geometryczna oraz ortorektyfikacja. Korekcja radiometryczna pozwala uporać się z niepożądanym wpływem detektorów, atmosfery i topografii terenu (stopień zachmurzenia, specyficzne ukształtowanie danego obszaru itp.). Do zadań korekcji geometrycznej należy eliminacja zniekształceń obrazu, wynikających z ruchu czujników oraz rzutowania kulistej powierzchni Ziemi na płaszczyznę dwuwymiarową. Ortorektyfikacja usuwa zaś nieprawidłowości w kształcie obserwowanych obiektów (wpływ uwarunkowań terenowych).

Wysoki stopień uszczegółowienia planów miast wymusza bardzo precyzyjne określanie wszystkich współrzędnych. W tym celu pożądane jest pozyskanie obrazów o wysokich rozdzielczościach. Wykorzystywane są tutaj specjalne samoloty oraz satelity Ikonos i QuickBird. Po obróbce do postaci wektorowej uzyskane obrazy pod względem dokładności odpowiadają mapom topograficznym w skali 1:5000. Zależnie od przeznaczania map i nakładów inwestycyjnych ich producentów możliwe jest nanoszenie obrysów poszczególnych budynków (z dokładnością dochodzącą do 1 m) oraz przypisywanie im konkretnych punktów adresowych. W ten sposób przyszłym użytkownikom odbiorników GPS bardzo łatwo jest zlokalizować miejsce docelowe.

Ważne jest, aby mapa do nawigacji satelitarnej wyposażona była w bogaty zestaw punktów użyteczności publicznej (POI - Points Of Interest). Zaliczyć do nich można zarówno te typowe (stacje benzynowe, hotele, restauracje, zakłady naprawy samochodów), jak i rzadziej spotykane, ale równie pożądane miejsca - takie jak radary i fotoradary policyjne. Istotne jest także, aby dana mapa zawierała informacje o organizacji ruchu na poszczególnych obszarach (dozwolone manewry, ograniczenia itp.).

Najbardziej pożądane właściwości każdej mapy (dokładność, aktualność) powinny być uzupełnianie o pełną funkcjonalność, dostępną jedynie w czasie rzeczywistym. Wiele odbiorników GPS ma możliwość łączenia się np. za pomocą technologii Bluetooth z telefonem komórkowym, udostępniającym mnogość informacji z Internetu (GPRS, EDGE, UMTS). Dzięki nieustannym aktualizacjom możliwe jest nanoszenie przez system bieżących poprawek dotyczących korków na drodze, wypadków, większych awarii, robót drogowych itd. Użytkownicy systemu GPS dysponujący tak poszerzoną wiedzą będą wówczas mogli odpowiednio zmodernizować pierwotny plan pokonania założonej trasy.

Nawigacja po polsku

Na polskim rynku dostępnych jest kilka rodzajów map, przeznaczonych przede wszystkim do zastosowania w urządzeniach PDA (palmtopy). Najbardziej rozpowszechnionym produktem tego typu jest AutoMapa, występująca w trzech wariantach, różniących się obejmowanym zasięgiem (XL, 50k, Plany Miast). AutoMapa jest aktualizowana trzy razy w roku, a każdy jej nabywca może pobierać dodatki przez rok za darmo. Na połowę br. zapowiadana jest czwarta wersja programu, pokazująca wyznaczoną trasę w technice 3D. AutoMapa w dostępnej obecnie wersji 3.9 dla palmtopów zawiera m.in. 930 miast z nazwami ulic, 750 tys. adresów i ponad 46 tys. miejscowości.

Pewną konkurencję dla AutoMapy stanowi GPMapa. Działa ona jednak z oprogramowaniem QueMap, które przeznaczone jest do instalowania wyłącznie w urządzeniach firmy Garmin. Dokładność GPMapy jest wysoka, podobnie jak AutoMapy, choć czasem zauważalne są drobne różnice w pokazywaniu szczegółów w małych miejscowościach. GPMapa 4.0 zawiera m.in. 1000 adresowych planów miast i miejscowości oraz niemal 50 tys. obiektów użyteczności publicznej (POI).

W segmencie rozwiązań dla palmtopów na uwagę zasługuje niewątpliwie MapaMap, której producentem jest spółka Imagis. Najnowsza wersja pakietu MapaMap 2.5 zawiera szczegółowe plany adresowe miast i miejscowości obejmujące swoim pokryciem 75% populacji ludności miejskiej w Polsce (dane producenta). Produkt występuje w dwóch wariantach (Start i Professional - różnią się głównie stopniem pokrycia terenu).

Wśród map dla odrębnych odbiorników GPS na uwagę zasługuje także propozycja TomTom, skierowana głównie dla kierowców. Niestety mapy dołączane obecnie do urządzeń TomTom (region Polski, Czech, Słowacji i Węgier) obejmują jedynie 26% obszaru naszego kraju, co ogranicza funkcjonalność odbiorników praktycznie tylko do większych miast i tras głównych (producent zapowiada sukcesywne poszerzanie zasięgu). O zaletach map TomTom przekonają się jednak użytkownicy podróżujący po Europie Zachodniej, gdzie można korzystać z usługi Traffic, która na bieżąco nanosi na mapę informacje o korkach na drogach, awariach itp. (potrzebny telefon komórkowy z modułem Bluetooth i skonfigurowanym połączeniem z Internetem).

Koszt nabycia pełnych wersji AutoMapy, GPMapy, MapyMap czy pakietu TomTom Navigator 5 oscyluje w granicach 400-800 zł. Należy jednak zauważyć, że wraz ze wzrostem zapotrzebowania na urządzenia do nawigacji satelitarnej zwiększa się także konkurencja w opracowywaniu coraz lepszych map cyfrowych (wizualizacje 3D, dostęp do serwisów online).

Dynamiczny wzrost popularności systemu GPS, szczególnie w jego wymiarze cywilnym (wyznaczanie trasy w miastach, lokalizacja ludzi w terenach górskich itp.), spowodował pojawienie się na rynku wielu modeli odbiorników - tanich, a jednocześnie spełniających podstawowe wymagania.

W przypadku najbardziej popularnego zastosowania GPS - wytyczania tras i pomagania kierowcom w odnalezienie celu - można wyróżnić urządzenia dedykowane użytkowaniu w samochodach i te, które udostępniają taką funkcjonalność jako kolejną opcję (palmtopy z wbudowanym modułem GPS). Istnieją także rozwiązania pośrednie, np. zakup laptopa bądź PDA i dodatkowo odrębnego odbiornika GPS, łączącego się z komputerem za pośrednictwem portu szeregowego lub technologii Bluetooth.

Decydując się na zakup jednego z urządzeń GPS, należy pamiętać o kilku istotnych parametrach. Odbiornik powinien dysponować dość czułym układem śledzącym satelity - najbardziej popularnym i jednocześnie mającym duże możliwości jest moduł SiRFstar III (12-20 równoległych kanałów). Zwiększa on prawdopodobieństwo odnalezienia sygnałów GPS nawet w trudnych warunkach (ukształtowanie terenu, sytuacja atmosferyczna), ale jednocześnie potrafi podawać nieco różniące się wskazania, gdy użytkownik nie przemieszcza się (częsty pomiar, wysoka czułość).

Bardzo istotnym kryterium wyboru, ważnym szczególnie w przypadku palmtopów, jest zainstalowany system operacyjny. W popularnych na rynku modelach prym wiedzie oprogramowanie Microsoft Windows Mobile - należy zwrócić uwagę, aby było ono możliwie najnowsze (aktualnie jest to wersja 5.0). W starszych wersjach zdarzało się, że po rozładowaniu urządzenia i ponownym jego włączeniu niemożliwe było uruchomienie np. AutoMapy, co skutecznie ograniczało funkcjonalność całego urządzenia (np. popularny MIO 180 Digi-Walker).

Kolejnym elementem, na który powinno się zwrócić uwagę, jest wielkość posiadanej przez dany model pamięci (zarówno tej wbudowanej, jak i dołączonej na karcie - zwykle SD/MMC). W wewnętrznej pamięci instalowany jest przede wszystkim system operacyjny, dodatkowe oprogramowanie - np. mapy do odbiornika GPS - znajdują się na kartach. Absolutnym minimum jest posiadanie modułu SD/MMC o wielkości 64 MB, choć pojemność ta nie gwarantuje możliwości skorzystania z pełnych wersji niektórych programów. Zdecydowanie lepszym wyjściem jest zainwestowanie w kartę 128 MB lub więcej.

Przy wyborze danego modelu urządzenia powinno się również zapoznać z jego ekranem (przekątna, rozdzielczość, system touch screen), pojemnością i żywotnością akumulatora (zwykle bateria litowo-jonowa, ponad 1000 mAh) oraz zestawem dodatków znajdujących się w standardowym wyposażeniu - w niektórych odbiornikach (np. TomTom One) nie znajdziemy w nim ładowarki sieciowej, która dostępna jest jako opcja. Istotne jest także, aby do urządzania dołączono solidnie wykonany uchwyt do przedniej szyby samochodu (wymóg ten jest jednak spełniony przez producentów większości odbiorników GPS.

Oprócz całej gamy obiektywnych czynników, na które warto zwrócić uwagę przy wyborze odpowiedniego modelu urządzenia, istnieje wiele kwestii typowo indywidualnych. Mniej zdolnym lub doświadczonym kierowcom bardziej może się przydać odbiornik dedykowany zastosowaniom samochodowym. Zwykle jest on bardzo czytelny, instalacja jest prosta, a obsługa intuicyjna, niezmuszająca prowadzącego pojazd do odwracania uwagi od trasy. Pewną dozą wytrwałości trzeba się także wykazać przy odsłuchiwaniu komend wydawanych przez urządzenie (np. głos Kasi z TomTom One jest wyjątkowo irytujący) oraz dostosować swoje postrzeganie sytuacji na drodze z sugestiami elektronicznego podpowiadacza. Bardziej zaawansowani użytkownicy mogą rozważyć zakup palmtopa, oferującego zdecydowanie większą funkcjonalność niż dedykowane odbiorniki GPS (bywają one także tańsze od swoich mniej uniwersalnych odpowiedników).

Za sprawą znaczącego spadku cen za urządzenia GPS korzystanie z systemu nawigacji satelitarnej stało się osiągalne dla przeciętnie zamożnego użytkownika. Problemem pozostaje jedynie wybór odpowiedniego modelu, ale bez względu na jego dodatkowe cechy, można być pewnym, że otrzyma się produkt oferujący podstawowe funkcje pomiarowe.