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)民航機場集團有限責(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)民航機場集團有限責(zé)任公司

在航空運輸系統(tǒng)中，為了保證其有序進行以及推進，近些年來GIS技術(shù)發(fā)展迅速，在多個領(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。空管信息與地理信息密不可分，例如，機場數(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GIS信息系統(tǒng)勢在必行。

1. GIS概述

GeographicInformationSystem簡稱GIS，即地理信息系統(tǒng)。該技術(shù)始于上世紀60年代中期，到80年代中后期，伴隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對相應(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)庫等技術(shù)有機結(jié)合，并以其混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和強大的地理空間分析功能而獨樹一幟。GIS是集現(xiàn)代計算機科學(xué)、地理學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)和測繪科學(xué)為一體的一門新興學(xué)科。GIS所能提供的應(yīng)用具有”多來源”、”多層次”、”快速度”、”深加工”、”多時態(tài)”、”多形式”和”多精度”的特點。它采用數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學(xué)、多媒體等最新技術(shù)，對地理信息進行數(shù)據(jù)處理，能夠?qū)崟r準確地采集、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、時間序列長、空間分布廣等特點，僅通過人工方式已經(jīng)不能滿足航空數(shù)據(jù)用戶對時間成本、提供渠道、提供方式的要求。空中交通管理和其他航空數(shù)據(jù)用戶，迫切需要一個能從地面數(shù)據(jù)和空域數(shù)據(jù)全面反映所屬情報區(qū)、其他國內(nèi)情報區(qū)乃至周邊國家情報區(qū)內(nèi)的集成化的航空數(shù)據(jù)平臺。

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，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，其中又細劃分9個子功能模塊(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、機場活動區(qū)可用性分析模塊)。下文將對軌跡銜接性驗證、航路可用性分析以及終端區(qū)程序校對這三個核心功能模塊進行重點介紹分析。

2.1 軌跡銜接性驗證

軌跡銜接驗證方面，大家都知道航空器從跑道起飛到目的地著陸的整個過程，其中應(yīng)包括離場、飛行、進場、著陸。這個過程中，當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軌跡進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，就可以以此來證明ARINC424編碼數(shù)據(jù)中存在錯誤。此種情況下，找出編碼數(shù)據(jù)中的錯誤數(shù)據(jù)，只能采用人工操作，對出現(xiàn)斷點的原因加以分析，解決。

2.2 航路可用性分析

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

2.3 終端區(qū)程序校對

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

2.4 測量分析

該功能主要是利用GIS及高程數(shù)據(jù)對機場、航線、通用航空作業(yè)區(qū)、炮射區(qū)等進行地形分析、障礙點分析)。通過測量分析工具，判斷哪里可能出現(xiàn)障礙點，確定通用飛機任務(wù)路線；通過分析兩點間的最大、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。主要包括測量用戶所選區(qū)域的面積；測量兩個物體之間的水平距離；測量兩個物體之間的高度距離；獲取一個半球內(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窗口中標示出縣市界線及公道、鐵路、省道的標志；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時監(jiān)控時飛行模式全視角觀察飛機；包括以座艙的視角觀察飛機。駕駛艙模式可以真實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，可以真實地模擬飛行過程，機場的詳細地行信息；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；手動配置GIS頁面邊界的顏色等。

3、結(jié)語

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

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[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.