Wykład nr 1. WSEiZ rok akademicki 2009/10 1

Transkrypt

1 Systemy informacji geograficznej GIS Wykład nr 1 Spis treści: Definicje Zastosowania systemów informacji przestrzennej Rozwój historyczny Związki z mapą Układy odniesienia Sposoby zapisu danych: dane wektorowe i rastrowe WSEiZ rok akademicki 2009/10 1

2 Literatura: Leszek Litwin, Grzegorz Myrda: Systemy Informacji Geograficznej Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS. Helion2005 P.A. Longley, M.F. Goodchild, D.J. Maguire, D.W. Rhind: GIS Teoria i praktyka. PWN 2006 r. Artur Magnuszewski: GIS w geografii fizycznej, 1999 Jerzy Gaździcki: Systemy informacji przestrzennej, Mariusz Kistowski, Magdalena Iwańska: Systemy informacji geograficznej, WSEiZ rok akademicki 2009/10 2

3 Google Earth WSEiZ rok akademicki 2009/10 3

4 Google Earth - przykład aplikacji GIS wykorzystanie zdjęć satelitarnych o róŝnej rozdzielczości przestrzennej do prezentacji powierzchni Ziemi moŝliwość płynnej zmiany skali obrazu (od całego globu do ulic w mieście) precyzyjne określenie połoŝenia obiektów i pomiar odległości dowiązanie nazw geograficznych do połoŝenia dowiązanie danych multimedialnych do połoŝenia wykorzystanie numerycznego modelu terenu (informacji o rzeźbie terenu) do wizualizacji w perspektywie wykorzystanie trójwymiarowych modeli budynków do wizualizacji miast w perspektywie WSEiZ rok akademicki 2009/10 4

5 Google Maps Przykład powiązania mapy z bazą danych opisowych róŝnych obiektów moŝna zadać zapytanie o: obiekty pewnej kategorii, które znajdują się w wybranym fragmencie mapy trasę łączącą miejscowości serwis internetowy Serwisy polskie: baza adresowa miejscowości w Polsce - lokalizator obiektów, nawigacja, panoramy nawigacja WSEiZ rok akademicki 2009/10 5

6 Pytania w GIS Systemy informacji przestrzennej (systemy GIS) zostały stworzone po to, aby udzielać odpowiedzi na pytania mające kontekst przestrzenny: pytania o lokalizację obiektów lub zjawisk (gdzie?) ; pytania o cechy charakterystyczne obiektów lub zjawisk czyli pytania o atrybuty opisowe (jaki?) ; pytania o relacje przestrzenne obiektów (na zewnątrz?, wewnątrz?, jak daleko?); zapytania o transport ludzi lub materiałów wzdłuŝ określonych szlaków (którędy?). WSEiZ rok akademicki 2009/10 6

7 Systemy informacji geograficznej Systemy informacji geograficznej to systemy informatyczne zaprojektowane do pracy z danymi, które są zlokalizowane w przestrzeni odniesionej do Ziemi. Dane opisują obiekty lub zjawiska występujące na powierzchni Ziemi, pod jej powierzchnią lub w atmosferze ziemskiej. Danym tym można przypisać współrzędne zdefiniowane w układzie odniesienia związanym z bryłą Ziemi. Systemy informacji geograficznej umożliwiają gromadzenie, magazynowanie, udostępnianie, obróbkę,analizę i wizualizację danych przestrzennych. WSEiZ rok akademicki 2009/2010 7

8 System informacji geograficznej jest to zorganizowany zestaw sprzętu komputerowego, oprogramowania, danych odniesionych przestrzennie oraz osób (wykonawców i uŝytkowników) stworzony w celu efektywnego przetwarzania danych przestrzennych. GIS Geographic Information System SIP Systemy Informacji Przestrzennej SIT - System Informacji Terenowej Geoinformatyka (geomatyka) - dyscyplina naukowotechniczna zajmująca się pozyskiwaniem, przetwarzaniem, analizowaniem i udostępnianiem informacji geograficznej. Zadania geoinformatyki realizuje się m.in. z uŝyciem oprogramowania Systemów Informacji Geograficznej. WSEiZ rok akademicki 2009/2010 8

9 System informacji terenowej (SIT): SIT słuŝy do podejmowania decyzji o charakterze prawnym, administracyjnym i gospodarczym oraz jako pomoc w planowaniu i rozwoju. Składa się z bazy danych o terenie oraz metod i technik systematycznego zbierania, aktualizowania i udostępniania danych. Regulowany jest normami i aktami prawnymi. SIT dotyczy obszarów o niewielkim zasięgu: działek geodezyjnych, części miast, oddziałów leśnych. SIT wykorzystuje dane geodezyjne oraz katastralne. Wykorzystywany jest przez właścicieli gruntów i nieruchomości, inwestorów i zarządzających nieduŝym terenem. Odpowiada mapom w skali 1:500-1:5000 (w skali 1: cm 5 m). Przykłady: WSEiZ rok akademicki 2009/10 9

10 Zastosowania GIS - system przetwarzania danych do wizualizacji (np. do produkcji map, do wizualizacji w 3D) - system informacyjny (np. w dokumentacji, w usługach) - system zarządzania (np. do zarządzania nieruchomościami, zasobami naturalnymi) - system planowania (np. w pracach budowlanych, drogowych, przy dostarczaniu wody, gazu, energii dla ludności, w operacjach ratunkowych) - system nawigacji (dla transportu morskiego, lotniczego i drogowego) - system analizy danych (np. w zagadnieniach optymalizacji, w rozwiązywaniu zagadnień dot. środowiska) WSEiZ rok akademicki 2009/10 10

11 Struktura systemu informacji przestrzennej na przykładzie programu Geomedia Geohurtownia 1 Geohurtownia 2... Geohurtownia n GEOMEDIA Zapis przestrzeni roboczej Dokumenty tekstowe, mapy WSEiZ rok akademicki 2009/10 11

12 Składniki systemu geoinformacyjnego: dane, oprogramowanie, sprzęt komputerowy, sieć komputerowa, uŝytkownicy i producenci. Programy ogólnego przeznaczenia (desktop i systemy rozproszone) Producenci: ESRI, MapInfo, Intergraph, Leica. Programy: Arc/Info, Arc View, MapInfo, Geomedia, Imagine, W Internecie: Bazy danych przestrzennych geoportale Rozproszone przetwarzanie danych - GIS Services Oprogramowanie typu open source Aplikacje dedykowane WSEiZ rok akademicki 2009/10 12

13 Związek pomiędzy systemami informacji przestrzennej i mapami Mapy analogowe są waŝnym źródłem danych dla GIS GIS korzysta z koncepcji prezentacji przestrzeni sformułowanych w kartografii Systemy GIS posiadają narzędzia do tworzenia map Wyniki analiz wykonywanych w ramach GIS przedstawiane są w postaci map cyfrowych WSEiZ rok akademicki 2009/10 13

14 Mapa to zmniejszone przedstawienie na płaszczyźnie całości lub fragmentu powierzchni Ziemi charakteryzujące się: określoną konstrukcją matematyczną; zastosowaniem specjalnego systemu znaków (symboli kartograficznych); wyborem i uogólnieniem przedstawionych zjawisk. Elementy mapy: przedstawienie kartograficzne (elementy treści); osnowa matematyczna (odwzorowanie, skala, osnowa geodezyjna, siatka kartograficzna); pozaramkowe oznaczenia pomocnicze (legenda, wykresy) WSEiZ rok akademicki 2009/10 14

15 podstawy matematyczne Mapa topograficzna nazwa i godło arkusza kierunki: północ geograficzna, magnetyczna, linie siatki skala i podziałka diagram do odczytu spadków terenu WSEiZ rok akademicki 2009/10 15

16 Legenda objaśnia znaki graficzne słuŝące do opracowania mapy, napisy oraz skróty WSEiZ rok akademicki 2009/10 16

17 Siatka kilometrowa ułatwia odczytanie współrzędnych połoŝenia punktu na mapie WSEiZ rok akademicki 2009/10 17

18 Skala mapy Mianownik skali mapy mówi ile razy zmniejszono rzeczywiste wymiary liniowe 1 : m m mianownik skali skala 1 : oznacza, Ŝe długość kaŝdego odcinka w terenie jest na mapie zmniejszona razy m = (długość odcinka w terenie) / (długość odcinka na mapie) odcinek o długości 1 cm na mapie w skali 1 : odpowiada odcinkowi o długości 1km w terenie 1cm * = cm = 1000 m = 1 km mapy topograficzne 1: do 1: mapy w duŝej skali (wielkoskalowe): 1: 1000, 1: 5000, 1:10000 mapy w małej skali (małoskalowe): 1: , 1: WSEiZ rok akademicki 2009/10 18

19 Dane przestrzenne w zasięgu kontynentów, regionów, państw, obszarów administracyjnych, miast Obszary te są prezentowane na mapach w róŝnych skalach. Na ekranie monitora: mapaświata skala 1 : ( 1 cm 1000 km) Europa skala 1 : (1 cm 250 km) Polska skala 1 : (1 cm 25 km) Warszawa skala 1 : (1 cm 0,8 km) plan ulic skala 1 : (1 cm 200 m) mapa zasadnicza skala 1 : 500 (1 cm 5 m) plany obszarów mieszczących się w kole o promieniu poniŝej 16 km nie wymagają uwzględniania krzywizny Ziemi WSEiZ rok akademicki 2009/10 19

20 Szczegółowość map zaleŝy od skali mapa świata mapa Europy mapa Polski mapa Warszawy plan ulic mapa katastralna WSEiZ rok akademicki 2009/10 20

21 Mapa powstaje w dwóch etapach: 1. pomniejszenie Ziemi do globusa (kula lub elipsoida obrotowa) odpowiedniej wielkości; 2. przedstawienie powierzchni globusa na płaszczyźnie. Etap 1: wyznacza skalę główną opisywaną na marginesie mapy Etap 2: wymaga przedstawienia na płaszczyźnie nierozwijalnej powierzchni bryły obrotowej z zastosowaniem jednego z wielu odwzorowań kartograficznych w wyniku zastosowania odwzorowania pojawiają się zniekształcenia odwzorowawcze, które prowadzą do deformacji skali głównej Mapy topograficzne ze względu na niewielkie zniekształcenia nadają się do pomiaru odległości, powierzchni i kierunków WSEiZ rok akademicki 2009/10 21

22 Dokładność mapy określa precyzja, z jaką moŝna wyznaczyć połoŝenie obiektów na jej podstawie. Dokładność odczytu połoŝenia szacuje się na poziomie 0,2 mm 0,5 mm W zaleŝności od skali odpowiada to róŝnym dokładnościom odczytu połoŝenia w terenie, np. w skali 1: : w skali 1: : w skali 1: : 2 m 5 m 20 m 50 m 200 m 500 m Dane pozyskane z mapy w małej skali mogą być niewystarczająco dokładne do prezentacji w znacznie większych skalach precyzja - precyzja jest wyznaczona przez instrument pomiarowy lub metodę pomiaru. Określa ją liczba cyfr znaczących w wyniku pomiaru. Dane mogą być precyzyjne, ale niedokładne. WSEiZ rok akademicki 2009/10 22

23 układy odniesienia: współrzędne geograficzne szerokość geograficzna (latitude) φ - kąt odmierzany od płaszczyzny równika długość geograficzna (longitude) λ - kąt odmierzany od płaszczyzny południka zerowego Kula: skale mniejsze niŝ 1 : WSEiZ rok akademicki 2009/10 23

24 układy odniesienia (2) PrzybliŜenie powierzchni geoidy - elipsoida obrotowa Geodezyjne współrzędne elipsoidalne L i B długość geodezyjna L szerokość geodezyjna B WSEiZ rok akademicki 2009/10 24

25 układy odniesienia (3) spłaszczenie elipsoidy f = (a-b)/a (f ) półosie elipsoidy: duŝa a i mała b, a-b < 22 km Przykłady elipsoid: Nazwa a [m] 1/f Zastosowanie GRS ,257 układ WGS-84 Geodetic Reference System Krasowskiego ,3 układ 1942 Bessela ,15 układ Borowa Góra Ziemia jako kula o promieniu R = 6371,116 km WSEiZ rok akademicki 2009/10 25

26 Odwzorowania kartograficzne azymutalne walcowe stoŝkowe Przedstawienie powierzchni kuli lub elipsoidy na płaszczyźnie wymaga odwzorowania jej na powierzchnię rozwijalną: zrzutowania na płaszczyznę bądź pobocznicę walca lub stoŝka. Płaszczyzny pomocnicze mogą być styczne lub sieczne w stosunku do kuli lub elipsoidy. WSEiZ rok akademicki 2009/10 26

27 Odwzorowanie kartograficzne przyporządkowanie punktom powierzchni kuli lub elipsoidy punktów na płaszczyźnie Y P y P (B, L) x = y = x f 1 ( B, L ) f ( B, ) 2 L X WSEiZ rok akademicki 2009/10 27

28 Rzutowanie na płaszczyznę powoduje deformacje powierzchni elipsoidy. W wyniku odwzorowania powstają zniekształcenia odległości lub powierzchni lub kątów. W wyniku zniekształceń skala nie moŝe być stała zniekształcenie długości (skala miejscowa / skala główna) Tylko na mapach w duŝych skalach i na niewielkich obszarach moŝna praktycznie uznać skalę za stałą. Odwzorowania wiernoodległościowe to takie, które zachowuje skalę wzdłuŝ południków lub równoleŝników. Odwzorowanie nie moŝe jednocześnie zachowywać wartości kątów i powierzchni: albo odwzorowanie jest wiernokątne albo wiernopolowe. WSEiZ rok akademicki 2009/10 28

29 róŝnice wynikające z zastosowania dwu róŝnych odwzorowań stoŝkowych, z których jedno zachowuje powierzchnię, a drugie kąty WSEiZ rok akademicki 2009/10 29

30 Przykłady odwzorowań: Odwzorowanie poprzeczne Mercatora: Wiernokątne odwzorowanie walcowe poprzeczne kuli na płaszczyznę, skala jest zachowana wzdłuŝ południka głównego południki środkowe WSEiZ rok akademicki 2009/10 30

31 Rekomendowane odwzorowanie kartograficzne dla Polski odwzorowanie Gaussa-Krügera elipsoida GRS-80 mapy w skali od 1 : do 1: układ strefa o szerokości 10 południk środkowy 19 czynnik skalujący na południku środkowym m = przesunięcie w kierunku północnym: m przesunięcie w kierunku wschodnim: m mapy w skali od 1: do 1 : 500 układ strefy o szerokości 3 południki środkowe: 15, 18, 21, 24 WSEiZ rok akademicki 2009/10 31

32 Y Początek układu X mapa Polski w odwzorowaniu 1992 wraz z siatką geograficzną WSEiZ rok akademicki 2009/10 32

33 Układy odniesienia w GIS Dane przestrzenne w systemach informacji geograficznej prezentowane są w geograficznych układach współrzędnych. Programy GIS pozwalają na korzystanie ze współrzędnych geograficznych lub geodezyjnych wyraŝonych w miarach kątowych lub ze współrzędnych płaskich będących wynikiem zastosowania jednego z wielu odwzorowań kartograficznych. W programach GIS zdefiniowane są róŝne elipsoidy odniesienia oraz róŝne odwzorowania dzięki czemu moŝliwe jest przeliczanie współrzędnych z jednego układu do innego. MoŜliwe jest teŝ automatyczne generowanie siatki kartograficznej na podstawie informacji o wybranym układzie odniesienia. Na podstawie tych samych danych pomiary odległości, powierzchni lub kierunków mogą być przeprowadzane na powierzchni elipsoidy lub na płaszczyźnie. WSEiZ rok akademicki 2009/10 33

34 Organizacja danych przestrzennych w GIS: warstwy tematyczne Dane reprezentujące tę samą klasę obiektów zorganizowane są w warstwy tematyczne. Dowolnie wybrane warstwy tematyczne moŝna na siebie nakładać w celu stworzenia nowej mapy lub przeprowadzenia analizy. WSEiZ rok akademicki 2009/10 34

35 Warstwy tematyczne Typowy sposób prezentacji danych w oprogramowaniu GIS poprzez okno mapy i okno legendy, w którym znajduje się lista warstw moŝliwych do wyświetlenia w oknie mapy. Wyświetlane są warstwy zaznaczone w okienku wyboru. Legenda Mapa Okienko wyboru WSEiZ rok akademicki 2009/10 35

36 dokładność przestrzenna jakość danych Dane dotyczące tego samego obszaru zawarte w róŝnych warstwach powinny do siebie pasować. Podstawą poprawności analiz przestrzennych jest dokładność przestrzenna danych w ramach ustalonej skali. Nakładanie warstw lub łączenie danych z róŝnych źródeł wymaga uzgodnienia układu odniesienia. O wartości danych w bazach GIS decyduje między innymi ich dokładność przestrzenna. Informacje o układzie odniesienia i dokładności przestrzennej bazy danych powinny być zawarte w metadanych. WSEiZ rok akademicki 2009/10 36

37 dane rastrowe Modele danych przestrzennych dane wektorowe Dane przestrzenne mogą być przedstawione w reprezentacji wektorowej lub rastrowej. Systemy GIS zawierają narzędzia, które umoŝliwiają równoczesną wizualizację danych pochodzących z warstw rastrowych i wektorowych. MoŜna równieŝ przeprowadzać analizy przestrzenne danych pochodzących z warstw róŝniących się sposobem reprezentacji. WSEiZ rok akademicki 2009/10 37

38 Dane rastrowe Obraz rastrowy przy duŝym powiększeniu traci swą ciągłość. Uwidacznia się wtedy pikselowa struktura obrazu. W przypadku zdjęć satelitarnych pojedynczy piksel widoczny w powiększeniu jako kwadrat wypełniony jednolitą barwą odpowiada obszarowi na powierzchni Ziemi, dla którego zostało zarejestrowane natęŝenie promieniowania odbitego lub emitowanego w pewnym zakresie spektralnym. Piksele stanowią największy poziom szczegółowości przestrzennej danych zawartych w zdjęciu. WSEiZ rok akademicki 2009/10 38

39 Y y Reprezentacja wektorowa: Obiekty opisane są przez współrzędne punktów (x,y) w określonym układzie odniesienia. Dokładność określenia połoŝenia jest związana z zakresem skal prezentacji. Przy powiększaniu obrazu danych w zapisie wektorowym od pewnego momentu ujawnia się poziom szczegółowości danych. Np. dokładność reprezentacji prawdziwego przebiegu linii zaleŝy od gęstości punktów oraz sposobu interpolacji odcinków pomiędzy punktami. x WSEiZ rok akademicki 2009/10 39 X

40 Model wektorowy Podstawowe typy obiektów: Punkt: uporządkowana pary współrzędnych w układzie kartezjańskim: (x,y). Linia: ciągi współrzędnych punktów tworzących linię. Wielobok: ciągi współrzędnych punktów tworzących linie ograniczające wielobok. KaŜdy obiekt (punkt, linia, wielobok) ma swój identyfikator. WSEiZ rok akademicki 2009/10 40

41 Model wektorowy: 2D - punkty, linie, obszary punkty - obiekty 0-wymiarowe w danej skali mapy budynki, szyby wiertnicze, punkty ujęcia wody, punkty pomiarowe, np. punkty wysokościowe. na mapach w zaleŝności od skali oznaczone symbolami graficznymi lub etykietami linie - obiekty liniowe w danej skali mapy drogi, rzeki, zasięgi obiektów powierzchniowych lub zjawisk (np. poziomice, inne izolinie). powierzchnie - obiekty powierzchniowe jednorodne z punktu widzenia modelu jednostki podziału terytorialnego, zbiorniki wodne, lasy... WSEiZ rok akademicki 2009/10 41

42 Przykłady wyboru reprezentacji przestrzennej obiektu: rzeka jako granica obszaru administracyjnego obiekt liniowy; rzeka jako szlak transportowy element sieci z określonym kierunkiem i intensywnością przepływu; rzeka jako obszar wodny obiekt powierzchniowy; rzeka i jej koryto o zmiennej wysokości i nachyleniu obiekt w przestrzeni trójwymiarowej WSEiZ rok akademicki 2009/10 42

43 KLASA OBIEKTÓW W BAZIE: MIASTA Klasa obiektów jest reprezentowana przez tabelę Klasa obiektów reprezentowana przez tabelę DZIAŁKI Obiekt czyli działka nr 2 Pojedynczy obiekt klasy DZIAŁKI jest reprezentowany przez wiersz tabeli WSEiZ rok akademicki 2009/10 43

44 temat: podział administracyjny Polski na województwa obiekt: województwo SCHEMAT TEMATU: nazwa, powierzchnia, liczba ludności,... geometria (obiekt 2D) atrybuty opisowe obiektu województwo atrybut przestrzenny WSEiZ rok akademicki 2009/10 44

45 okno danych okno mapy WSEiZ rok akademicki 2009/10 45

46 WIZUALIZACJA DANYCH WEKTOROWYCH Standardowy sposób wizualizacji warstwy wektorowej w systemie GIS: jednolite przedstawienie wszystkich obiektów w warstwie. MoŜliwość wyboru: barwy, kształtu i wielkości obiektów reprezentowanych przez punkt; barwy, szerokości i wzorca obiektów liniowych; barwy i tekstury wypełnienia elementów powierzchniowych. WSEiZ rok akademicki 2009/10 46

47 Selekcja obiektu przez wskazanie Zintegrowana informacja o wybranym obiekcie: równoczesny dostęp do danych geometrycznych i opisowych WSEiZ rok akademicki 2009/10 47

48 Centroidy Centroid to punkt związany z obszarem, w szczególności z wielokątem, leŝący wewnątrz niego, reprezentujący geometryczne uściślenie intuicyjnego "środka" obszaru Warstwa POWIATY połoŝenie centroidów zaznaczone znakiem + Etykiety rozmieszczane są względem centroidów WSEiZ rok akademicki 2009/10 48

49 Wartości dowolnego atrybutu tekstowego lub liczbowego mogą być wykorzystane do etykietowania obiektów w warstwie. Na tle ortofotomapy przedstawiono obiekty powierzchniowe. KaŜdemu obiektowi odpowiada wiersz w tabeli atrybutów opisowych. Wartości atrybutu id-pola zostały wyświetlone jako etykiety. WSEiZ rok akademicki 2009/10 49

50 Źródła danych do systemów informacji przestrzennej Dane pochodzą z: papierowych map i planów zdjęć lotniczych zdjęć satelitarnych baz danych opisowych pomiarów terenowych (z wykorzystaniem technologii GPS)... Na ogół dane z tych źródeł wymagają wstępnego opracowania przed wykorzystaniem ich w systemie GIS. Programy GIS są wyposaŝone w narzędzia wspomagające wprowadzanie danych np. z map papierowych lub zdjęć. Niektóre przetworzenia wstępne wykonywane są jednak z wykorzystaniem innego specjalistycznego oprogramowania, np. programów do przetwarzania zdjęć satelitarnych lub oprogramowania fotogrametrycznego. WSEiZ rok akademicki 2009/10 50

51 Tworzenie nowego zbioru danych wektorowych zdefiniowanie struktury tabeli (nazwy pól, typ danych) definicja odwzorowania kartograficznego wprowadzanie obiektów po utworzeniu kolejnego obiektu automatycznie dodawany jest nowy wiersz do tabeli WSEiZ rok akademicki 2009/10 51

52 Tworzenie warstwy punktowej Na podstawie danych tekstowych Jeśli plik tekstowy zawiera współrzędne X, Y punktów w określonym układzie odniesienia (odwzorowaniu kartograficznym), to na tej podstawie moŝna utworzyć nową warstwę wektorową, która będzie zawierała obiekty punktowe o współrzędnych wczytanych z pliku. Na podstawie danych adresowych Jeśli w pliku tekstowym w tabeli podane są informacje o adresie obiektu (miejscowość, ulica, nr domu), to takie obiekty moŝna wprowadzić do warstwy punktowej metodą geokodowania. Geokodowanie przypisuje wierszom tabeli obiekty punktowe. Dane z wiersza są porównywane z mapą (np. z mapą adresową), aby określić połoŝenie punktu reprezentującego wiersz. WSEiZ rok akademicki 2009/10 52

53 WSEiZ rok akademicki 2009/10 53

54 Wprowadzanie danych w terenie z wykorzystaniem odbiorników GPS Odbiorniki sygnału z satelitarnego systemu pozycjonowania (GPS) dołączone do komputerów przenośnych umoŝliwiają obserwację bieŝącej pozycji na tle mapy, zdjęcia satelitarnego lub zdjęcia lotniczego. Współrzędne pozycji podawane są w układzie opartym na elipsoidzie WGS-84 i mogą być zapamiętane w pliku. Obserwację pozycji ułatwia oprogramowanie dostosowane do komputerów przenośnych typu palmtop. Oprogramowanie ArcPad firmy ESRI lub MapX Mobile firmy MapInfo moŝe być zainstalowane na komputerze kieszonkowym. Jest ono wyposaŝone w podstawowe funkcje typowe dla oprogramowania GIS. MoŜliwe jest równoczesne wyświetlanie danych z kilku warstw rastrowych i wektorowych, a wskaźnik aktualnej pozycji wyświetlany jest na tle mapy. WSEiZ rok akademicki 2009/10 54

55 Przenoszenie treści map analogowych do systemu GIS: digitalizacja z wykorzystaniem stołu do digitalizacji (tablet) i digimetru Dokładność ustawienia kursora digimetru - około 0,05 mm WSEiZ rok akademicki 2009/10 55

56 Wprowadzanie danych z map papierowych do systemu GIS Digitalizacji z uŝyciem stołu i digimetru: przygotowanie materiału (kalki) kalibracja stołu do digitalizacji (wewnętrzny układ odniesienia digimetru, wprowadzanie punktów kontrolnych) digitalizacja edycja kodowanie Skanowanie map jako metoda tworzenia map cyfrowych w wyniku skanowania powstaje mapa rastrowa, które moŝe być wykorzystana jako: mapa podkładowa materiał do digitalizacji na ekranie monitora materiał źródłowy do automatycznego rozpoznawania obiektów WSEiZ rok akademicki 2009/10 56

57 Modele danych wektorowych Dane typu spaghetti. MAPA Dla kaŝdego obiektu osobno zapamiętywane jest połoŝenie wszystkich punktów model jest wydajny przy wyświetlaniu danych, ale niewygodny przy ich przeszukiwaniu redundancja danych; brak zabezpieczeń przed brakiem spójności danych; Wady modelu: wymagane duŝe zasoby pamięci czasochłonne przeprowadzanie analiz WSEiZ rok akademicki 2009/10 57

58 Postulaty modelu topologicznego: linie łączą się ze sobą w węzłach; linie, połączone tak, Ŝe zamykają pewien obszar tworzą element powierzchniowy; linie mają kierunek oraz lewe i prawe sąsiedztwo. Kierunek linii określa prawy i lewy wielobok (w stosunku do linii). WSEiZ rok akademicki 2009/10 58

59 Model wektorowy z topologią Wspólne krawędzie wieloboków: kaŝda linia jest zapamiętywana tylko raz sąsiednie wieloboki nie nakładają się Związki pomiędzy węzłami, liniami i wielobokami nie ulegają zmianie podczas odkształcania przestrzeni, np. przy zmianie odwzorowania kartograficznego Model topologiczny: dane przechowywane ekonomicznie, analizy szybsze niŝ w modelu spaghetti WSEiZ rok akademicki 2009/10 59

60 Tworzenie topologii Konstruowanie topologii jest czasochłonne i wymaga edycji błędów popełnionych przy tworzeniu warstwy wektorowej. Nie zamknięte elementy powierzchniowe, przeciągnięte lub nie dociągnięte linie muszą być skorygowane. Po kaŝdej modyfikacji danych geometrycznych trzeba od nowa konstruować topologię. WSEiZ rok akademicki 2009/10 60

61 Błędy digitalizacji: nie dociągnięta linia wiszący węzeł dodatkowy wielobok Narzędzia zapewniające poprawność topologiczną rysunku: automatyczne dociąganie linii przy ustalonej tolerancji; automatyczne usuwanie węzłów wiszących, wieloboków o powierzchni mniejszej od zadanej oraz zmniejszanie liczby wierzchołków określających przebieg linii Warstwa geometryczna jest poprawna przy określonej tolerancji - najmniejszej moŝliwej odległości pomiędzy węzłami, określonej względem liniowej rozpiętości obszaru L (np L). WSEiZ rok akademicki 2009/10 61

62 Formaty wymiany danych wektorowych: DXF (Data Exchange Format) - AutoCad, oprócz danych geometrycznych zawiera informacje o wyglądzie rysunku (kolorze, grubości linii, itp.), brak informacji o topologii E00 - ARC/Info firmy ESRI, zawiera informacje o topologii shapefiles - zawierają dane dotyczące ustalonej klasy obiektów, punktów, linii lub poligonów, nie zawierają pełnej topologii, mają postać katalogów plików; dane geometryczne i opisowe przechowywane w osobnych plikach (.shp,.dbf,.shx,.prj) MIF/MID - pliki tekstowe MapInfo zawierające grafikę i dane tabelaryczne WSEiZ rok akademicki 2009/10 62