Zadáno

Bakalářská práce č. 1 - 2010/2011

Zadání pro studijní obor: Informatika

Název: Zpracování GPS dat

Motivace: V současné době existují komerčně dostupné GPS trasovače, které umožňují zaznamenávat trasu. Tyto trasovače se používají v mnoha oblastech lidských aktivit, ale primárně jsou určeny pro záznam sportovních aktivit. Způsob činnosti trasovače je, že GPS data pouze zaznamenává (nemá display, tudíž je energeticky málo náročný). Po skončení akce jsou tato data přehrána do počítače, kde jsou off-line zpracovávána / vyhodnocována. Pro zpracování existuje množství programů, často dodávaných přímo výrobcem příslušného trasovače.

Výše popsané (jednoduché) použití má ale své nevýhody. Základním nedostatkem je někdy malá přesnost měření souřadnic, která při běžných sportovních aktivitách může výsledky zkreslit až o 1/3. Chybou jsou míněny odchylky v zeměpisné délce a šířce, a zejména v nadmořské výšce. Dalším zjištěným problémem jsou exporty dat do standardního formátu GPX, který existuje ve dvou verzích, které nejsou vzájemně kompatibilní. Další postrádanou službou jsou globální přehledy (statistiky) jednotlivých aktivit v čase (typicky týdenní, měsíční a roční).

Problém nepřesného měření lze pro výškové odchylky řešit porovnáváním naměřených dat s informacemi veřejně poskytovanými NASA. Problém odchylek v zeměpisné šířce a délce lze řešit různými vyhlazovacími algoritmy a to i se znalostí typu zaznamenaného pohybu (např. realistická rychlost a zrychlení pro chodce má jiné meze než pro cyklistu). Existují volně dostupné konvertory mezi verzemi GPX (případně i dalšími formáty), ale po sérii jednoduchých testů bylo zjištěno, že jejich činnost není vždy optimální. Z tohoto důvodu je vhodné připravit konvertor, který bude respektovat normy obou verzí GPX. Převody do jiných formátů (Ozzi, KML apod. nejsou vyžadovány -- pro tyto převody by se využily existující konvertory).

Cílem práce je vytvořit desktopovou aplikaci, která bude jako jeden možný vstup zpracovávat nativní formát jednoho konkrétního typu GPS trasovače. Jako druhý vstup budou používány záznamy v obou GPX formátech. GPX formát verze 1.1 bude vnitřním formátem systému. Systém bude mít jasně definované rozhraní, takže případné budoucí připojení jiného nativního formátu bude řešeno pomocí implementace tohoto rozhraní, které provede převod do GPX 1.1. Dále bude systém poskytovat v široké míře služby pro zpřesňování dat a to v uživatelsky příjemné a názorné podobě. Poslední službou budou statistiky jednotlivých aktivit, jejichž výsledky budou prezentovány v textové i grafické podobě.

Zadání:

Seznamte se se systémem GPS. Dále se seznamte s oběma existujícími verzemi formátu GPX a důkladně je popište. Prozkoumejte využitelnost geodetických dat, která jsou volně dostupná na webových serverech. Popište existující aproximační algoritmy využitelné pro zpřesnění GPS dat.
Navrhněte vhodnou modulární strukturu desktopové aplikace, která bude poskytovat funkce konverze do GPX formátů, zpřesňování dat a celkových statistik. Pozornost věnujte uživatelsky příjemnému ovládání aplikace. Při návrhu systému počítejte s budoucími rozšířeními. Dále navrhněte přehlednou a reprezentativní podobu výsledků statistik. Výstupní formát systému bude GPX.
Pomocí vhodných technologií zrealizujte navrženou aplikaci v programovacím jazyce Java. Součástí realizace bude i podrobná uživatelská příručka.
Celý systém otestujte i na reprezentativním vzorku netriviálních dat.

Cílový operační systém: není podstatný, aplikace bude napsána v Javě

Jazyk a technologie: Java, JAXB, GPX, XSLT, SVG

Charakter práce: Programování desktopové aplikace včetně využití webových služeb. Práci je možné zpracovávat na domácím PC.

Vhodné pro: Studenta, který je schopen dotáhnout práci do fungující podoby. Je požadována i znalost aproximačních algoritmů. Dále je požadována samostatná aktivita při provádění experimentů.

Bakalář: Petr Gregořica

Poslední změna: 21. 12. 2010
Pavel Herout