GEOMATYKA. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

Transkrypt

1 GEOMATYKA 2019 dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

2 Układ współrzędnych funkcja przypisująca każdemu punktowi danej przestrzeni (w szczególności przestrzeni dwuwymiarowej płaszczyzny, powierzchni kuli itp.) skończony ciąg (krotkę) liczb rzeczywistych zwanych współrzędnymi punktu. Z definicji funkcji takie przyporządkowanie pozwala jednoznacznie określić punkt na podstawie znajomości jego współrzędnych, jednak bywa, że danemu punktowi odpowiadać może kilka współrzędnych. Źródło:

3 1. Układ współrzędnych kartezjańskich (prostokątnych) 2. Układ współrzędnych biegunowych (polarnych) 3. Układ współrzędnych walcowych (cylindrycznych) 4. Układ współrzędnych sferycznych 4.1. Układ współrzędnych astronomicznych Układ współrzędnych horyzontalnych Układ współrzędnych równikowych Układ współrzędnych równikowych godzinnych Układ współrzędnych równikowych równonocnych Układ współrzędnych galaktycznych Układ współrzędnych supergalaktycznych 4.2. Układ współrzędnych geograficznych 4.3. Układ współrzędnych geodezyjnych Układ współrzędnych Borowa Góra Układ współrzędnych Układ współrzędnych Układ współrzędnych GUGiK Układ współrzędnych Układ współrzędnych 2000

4 Współrzędne geodezyjne na elipsoidzie obrotowej (B, L) to miary kątowe: L (długość geodezyjna) kąt zawarty pomiędzy płaszczyzną zawierającą południk zerowy L0 a płaszczyzną zawierającą południk wyznaczanego punktu P LP, B (szerokość geodezyjna) kąt zawarty pomiędzy płaszczyzną równika elipsoidy a normalną (prostopadłą) do powierzchni elipsoidy w punkcie P.

5 Linie stałych wartości B i L na elipsoidzie tworzą siatkę geograficzną. Jej obraz na płaszczyźnie mapy to siatka kartograficzna, której linie z reguły są krzywymi. Dla ułatwienia posługiwania się mapami każdy arkusz mapy oprócz siatki kartograficznej posiada linie stałych współrzędnych X i Y. Siatka utworzona przez te linie to siatka topograficzna (kilometrowa).

6 Każda mapa jest wykonana w pewnym odwzorowaniu, przyjętym dla danego obszaru i typu mapy. Przekształcenie obłej powierzchni elipsoidy na płaszczyznę mapy powoduje zmianę relacji geometrycznych odwzorowywanego obrazu. Zmianom mogą ulegać: kąty, kierunki, odległości, powierzchnie. Istnieją odwzorowania kartograficzne, które zachowują w niezmienionej postaci wymienione wielkości: Konforemne zachowują w niezmienionej postaci wartości kątów pomiędzy dwoma kierunkami. Odwzorowania tego typu stosowane są do opracowania map wielko- i średnioskalowych oraz map nawigacyjnych. Linie siatki kartograficznej przecinają się na mapie pod kątem prostym. Równopolowe odwzorowanie zachowujące wartości pól powierzchni. Stosowane do kartograficznych opracowań drobnoskalowych (głównie do sporządzania map szkolnych i małoskalowych map ogólnogeograficznych).

7 Równoodległościowe zachowują niezmienione wartości odległości pomiędzy punktami położonymi np. na tym samym równoleżniku, na tym samym południku itp. Nie ma takiego odwzorowania, które zachowywałoby tę samą skalę długości pomiędzy dwoma dowolnymi punktami odwzorowywanego obszaru; Azymutalne zachowujące kierunki.

8 - kształt i orientacja powierzchni odwzorowujących

9 Ze względu na geometryczną interpretację odwzorowania kartograficzne można podzielić na: azymutalne powierzchnia odwzorowująca jest płaszczyzną, walcowe odwzorowanie na poboczną powierzchnię walca, stożkowe odwzorowanie na płaszczyznę stożka. Każde z wyżej wymienionych, ze względu na sposób rzutowania, można podzielić na: środkowe, stereograficzne, ortograficzne.

10 Aby w sposób jednoznaczny zidentyfikować sposób ukazania fizycznej powierzchni Ziemi na mapie, należy określić poniżej wymienione parametry: wymiary elipsoidy, orientację elipsoidy względem bryły Ziemi, to znaczy względem geocentrycznego układu współrzędnych x, y, z lub względem elipsoidy geocentrycznej (np.: WGS 84), typ odwzorowania kartograficznego.

11

12 Układ Borowa Góra został opracowany przez Wojskowy Instytut Geograficzny (WIG) w 1936 roku i obowiązywał do lat czyli do wprowadzenia układu Podstawę do obliczeń geodezyjnych i prac kartograficznych stanowiła elipsoida Bessela z punktem odniesienia Borowa Góra. Do sporządzania map topograficznych dla obszaru Polski w układzie "Borowa Góra" zastosowane zostało odwzorowanie M.H. Roussilhe`a. Jest to siatka azymutalna równokątna, uwzględniająca elipsoidalny kształt Ziemi. Źródło:

13 Skorowidz arkuszy mapy 1: w układzie Borowej Góry Źródło:

14 W 1952 roku układ współrzędnych geodezyjnych 1942 został wprowadzony we wszystkich krajach socjalistycznych (w tym i w Polsce) jako podstawa do wszystkich prac geodezyjnych i kartograficznych. Za matematyczną powierzchnię odniesienia przyjęto elipsoidę obrotową Krasowskiego z punktem przyłożenia do geoidy w obserwatorium astronomicznym w Pułkowie (dzielnica Leningradu), z azymutem orientacji Pułkowo-Bugry.

15 W celu odwzorowania powierzchni elipsoidy na płaszczyznę mapy przyjęto metodę Gaussa-Krügera (1912 r.). Jest to odwzorowanie stosowane do przedstawienia na płaszczyźnie wąskich pasów południkowych, spełniające następujące warunki: południk środkowy pasa odwzorowuje się na odcinek linii prostej, elementarna skala długości na południku środkowym jest stała i równa się jedności. Pozostałe linie siatki kartograficznej (poza obrazem równika) są liniami krzywoliniowymi i symetrycznymi względem południka osiowego (pozostałe południki strefy) oraz względem równika (pozostałe równoleżniki). Definicja płaskiego układu współrzędnych geodezyjnych przyjmuje, że oś X skierowana jest wzdłuż południka osiowego strefy na północ, oś Y pokrywa się z obrazem równika i jest skierowana na wschód.

16 Ogólne założenia odwzorowania Gaussa-Krügera

17 Pasy południkowe 3-stopniowe w odwzorowaniu Gaussa- Krügera dla obszaru Polski

18 Podział map na arkusze w odwzorowaniu Gaussa-Krügera oparty jest na podziale Międzynarodowej Mapy Świata 1 : Sześciostopniowe strefy odwzorowawcze pokrywają się ze słupami podziału tej mapy. Na terytorium Polski przypadają dwa słupy: 33, 34 oraz dwa pasy M i N. Część wspólna pasa i słupa daje w odwzorowaniu Gaussa- Krügera arkusz mapy 1 : i stanowi bazę do podziału na arkusze map w skalach 1 : , 1 : oraz 1 : Podział na arkusze map w skalach 1 : , 1 : i 1 : oraz 1 : opiera się na arkuszu mapy 1 :

19

20

21 W latach 70. wydano rozporządzenie w sprawie opracowania edycji map topograficznych dla celów cywilnych (mapy układu 1942 były tajne) i udostępnienia ich użytkownikom gospodarki narodowej. Osnowa matematyczna tych map opiera się na opracowanym układzie współrzędnych geodezyjnych Za powierzchnię odniesienia obliczeń geodezyjnych przyjęto elipsoidę Krasowskiego.

22 W celu zminimalizowania zniekształceń odwzorowawczych terytorium Polski zostało podzielone na pięć niezależnych stref. W czterech strefach zastosowano konforemne odwzorowanie płaszczyznowe, skośne, obejmujące obszary Polski: I strefa część południowo-wschodnia, II strefa część północno-wschodnia, III strefa część północno-zachodnia, IV strefa część południowo-zachodnia. V strefa obejmuje dawne województwa częstochowskie i katowickie. W V strefie przyjęto odwzorowanie Gaussa-Krügera w pasach 3- stopniowych. W literaturze brak dokładnych formuł matematycznych zastosowanych w tym systemie odwzorowań.

23 Podział terytorium Polski na strefy odwzorowawcze w układzie 1965 źródło: za: Instrukcja O-1/O-2 z 2001 r.

24 Linie siatki topograficznej (kilometrowej) dzielą każdą strefę odwzorowania na słupy o szerokości 64 km oraz pasy o szerokości 40 km. Jest to zasięg jednego arkusza mapy 1 : Arkusz ten jest oznaczony trzema cyframi: np. 343 (pierwsza cyfra oznacza numer strefy, druga numer pasa, a trzecia numer słupa). Arkusz 1 : stanowi czwartą część arkusza mapy 1 : Arkusz mapy 1 : to jedna czwarta arkusza 1 : , arkusz 1 : to jedna czwarta arkusza 1 : , arkusz 1 : to jedna czwarta arkusza 1 :

25 sposób podziału strefy odwzorowawczej na arkusze mapy w skali 1 :

26 zasada tworzenia arkuszy map w skalach 1 : , 1 : , 1 : oraz 1 : 5 000

27 Najważniejsze cechy: elipsoida: Krasowskiego punkt przyłożenia: Pułkowo azymut orientacji: Pułkowo- Bugry odwzorowanie quasistereograficzne (Roussilhe'a) Źródło:

28 Od 1992 roku prowadzone są prace nad wprowadzeniem do użytku cywilnego nowego układu odniesień przestrzennych, który zastąpiłby układ Instytucje gromadzące i przetwarzające dane przestrzenne są zobligowane do stosowania nowego układu odniesień przestrzennych. Nowy układ posiada dwa warianty: dla map wielkoskalowych (skale 1 : : 5 000) cztery strefy odwzorowawcze, dla map średnio- i drobnoskalowych (skale 1 : i drobniejsze) jedna strefa odwzorowawcza. Powierzchnią odniesienia jest geocentryczna, globalna elipsoida GRS 80, przyjęta przez podkomisję EUREF (IAG) w 1992 roku na sympozjum w Bernie do stosowania w pracach geodezyjnych i kartograficznych. Parametry elipsoidy zostały wyznaczone za pomocą technik satelitarnych (pomiary dopplerowskie i GPS). Podstawowym arkuszem mapy w układzie 1992/19 jest arkusz Międzynarodowej Mapy Świata 1 : Granicami arkuszy są obrazy południków i równoleżników. Zasady podziału i oznaczeń arkuszy map są analogiczne do układu 1942.

29

30 1. Układ wysokości tworzą wartości geopotencjalne podzielone przez przeciętne wartości przyspieszenia normalnego siły ciężkości, zwane dalej "wysokościami normalnymi", odniesione do średniego poziomu Morza Bałtyckiego w Zatoce Fińskiej, wyznaczonego dla mareografu w Kronsztadzie koło Sankt Petersburga (Federacja Rosyjska). 2. Wysokości normalne określa się z pomiarów geodezyjnych nawiązanych do punktów podstawowej osnowy geodezyjnej kraju.

31 3. Państwowy system odniesień przestrzennych tworzą: 1) geodezyjny układ odniesienia, określony w załączniku nr 1 do rozporządzenia, 2) układ wysokości, w którym wyznacza się wysokości punktów względem przyjętego poziomu powierzchni odniesienia, stosowany w pracach geodezyjnych i kartograficznych, 3) układ współrzędnych płaskich prostokątnych, oznaczony symbolem "2000", stosowany w pracach geodezyjnych i kartograficznych, związanych z wykonywaniem mapy zasadniczej, 4) układ współrzędnych płaskich prostokątnych, oznaczony symbolem "1992", stosowany w mapach urzędowych o skali mapy 1: i skalach mniejszych. 4. Układ współrzędnych płaskich prostokątnych, oznaczony symbolem "1965", oraz lokalne układy współrzędnych mogą być stosowane do dnia 31 grudnia 2009 r.

32 1. Układ współrzędnych płaskich prostokątnych "2000" jest utworzony na podstawie matematycznie jednoznacznego przyporządkowania punktów powierzchni Ziemi odpowiednim punktom na płaszczyźnie według teorii odwzorowania kartograficznego Gaussa-Krügera. 2. Obszar kraju dzieli się na cztery pasy południkowe o szerokości 3 długości geograficznej każdy i o południkach osiowych: 15, 18, 21 i 24 długości geograficznej wschodniej, ponumerowane odpowiednio numerami: 5, 6, 7 i 8.

33 Podział terytorium Polski na 3-stopniowe pasy odwzorowania Gaussa- Krügera w układzie 2000 źródło: za: Instrukcja O-1/O-2 z 2001 r.

34 Ustala się, że układami odniesień przestrzennych w standardzie LMN będą: układ współrzędnych płaskich prostokątnych 1992, układ wysokości Kronsztad 1986, o których mowa w Rozporządzeniu Rady Ministrów z dnia 8 sierpnia 2000 roku w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych (Dz.U. nr 70 z dn r., poz. 821).

35 Trako Źródło:

36

37 WGS 84 BLH WGS 84 XYH Układ Wymagane parametry szczegółowe Nie podaje się. Nie podaje się BLH / Pułkowo 42 Nie podaje się XYH Południk (15, 18, 21, 24) oraz szerokość pasa (3, 6). Układ 1965 odwzorowanie "1992" Strefa (I, II, III, IV, V). Nie podaje się. odwzorowanie "2000" Południk (15, 18, 21, 24). Elipsoida Krasowskiego 42XYZ GUGiK80 Nie podaje się. Nie podaje się.

38

39 lata 60. początki: Kanada Canada Land Inventory (Roger Tomlinson) rozpoczyna prace nad Canada Geographic Information System (CGIS) dla potrzeb zarządzania środowiskiem naturalnym z wykorzystaniem analiz przestrzennych; USA Harvard University (Howard T. Fischer) rozpoczęto szeroko zakrojoną współpracę pomiędzy planistami, geografami, kartografami, matematykami, informatykami, artystami i wieloma innymi osobami zajmującymi się tematyką mapowania, analiz przestrzennych i wszystkim tym, co obecnie nazywa się GISem; USA utworzenie (w Redlands, Kalifornia) Instytutu Badań Systemów Środowiskowych (Environmental Systems Research Institute ESRI).

40 lata 80. prace badawczo-rozwojowe w trzech ośrodkach: - Harwardzkie Laboratorium Grafiki Komputerowej i Analizy Przestrzennej (Harvard Laboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis 1967; 1968), - Instytut Technologii w Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology), - Instytut Badań Systemów Środowiskowych w Kalifornii (Environmental System Research Institute ESRI).

41 powstały pierwsze projekty systemów informacji o terenie (TEREN), w kolejnych latach powstawały: - koncepcja systemu o środowisku glebowym (BIGLEB), - system rolniczo-przyrodniczej charakterystyki użytków rolnych (PROMEL), - system inwentaryzacji obszarów zagrożonych imisjami na gruntach rolnych (SIZROL). lata System Informacji o Ukształtowaniu Środowiska Przyrodniczego (SINUS) - zbudowany przez Instytut Geodezji i Kartografii Centralna Baza Danych o Środowisku (CBDŚ) - utworzona przez Centrum Informacji o Środowisku GRID Warszawa

42 Projekt systemu informatycznego leśnictwa (SIL) powstał w latach 70. przy współpracy Instytutu Badawczego Leśnictwa (Zakład Urządzania Lasu) i Akademii Rolniczej w Poznaniu (Katedra Urządzania Lasu). Początkowo przeznaczony dla urządzania lasu, po modyfikacji został wykorzystany w SILP (System Informatyczny Lasów Państwowych).

43 SILP system informatyczny Lasów Państwowych, wdrożony do nadleśnictw, korzystający z bazy danych urządzeniowych i oprogramowania TAKSACJA/TAKSATOR, SIP system informacji przestrzennej oparty na geometrycznej bazie danych numerycznych, stopniowo wdrażany na poziomie nadleśnictw, parków narodowych i rezerwatów, SPO system stałych powierzchni obserwacyjnych (monitoring biologiczny), SWI system wielkoobszarowej inwentaryzacji stanu zdrowotnego i sanitarnego lasu, SMT system monitoringu technicznego, hurtownia danych, Bank Danych o Lasach, inne.

44 Początek lat 90. pierwsze eksperymenty w Puszczy Białowieskiej (IBL), Nadleśnictwie Kozienice i Rudy Raciborskie oraz w Sudetach Zachodnich (Instytut Geodezji i Kartografii); 1995 Nadleśnictwo Brzeziny pierwsze w Polsce nadleśnictwo z funkcjonującym systemem informacji przestrzennej, łączącym SILP z geometryczną bazą danych (Katedra Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej Wydziału Leśnego SGGW); 1998 Nadleśnictwo Ujsoły, utworzono bazę geometryczną oraz (jeden z pierwszych w Polsce) numeryczny model terenu (Zakład Urządzania Lasu Instytutu Badawczego Leśnictwa).

45 powołanie w Dyrekcji Generalnej osobnej komórki d/s GIS; maja - zarządzenie nr 23 Dyrektora Generalnego LP, w sprawie wstępnych założeń technicznych dla wykonawców leśnej mapy numerycznej oraz jej ewidencjonowania; czerwca - zarządzenie nr 60, w sprawie procedury zakładania ewidencyjnych map numerycznych w nadleśnictwach; czerwca - zarządzenie nr 58, w sprawie powołania Zespołu zadaniowego, d/s określenia potrzeb użytkowników SIP w LP na wszystkich szczeblach zarządzania; podjęcie prac nad systemem informacji przestrzennej dla poziomu dyrekcji regionalnej (eksperyment łódzki); sierpnia - zarządzenie nr 74, w sprawie zdefiniowania standardu leśnej mapy numerycznej dla poziomu nadleśnictwa oraz wdrażania systemu informacji przestrzennej w nadleśnictwach; lipca - zarządzenie nr 58, zmieniające zarządzenie 74; stycznia - zarządzenie nr 5, zmieniające zarządzenie 74; czerwca - zarządzenie nr 41/2004, zmieniające zarządzenie 74; standard LMN podlega ciągłym zmianom i doskonaleniu...

46

47 Ostatnia leśna mapa numeryczna w Lasach Państwowych odebrana została 10 marca 2010 r. w Nadleśnictwie Celestynów (RDLP w Warszawie), kończąc tym samym proces budowania map numerycznych w PGL LP. Źródło:

48 Standard nałożył na DGLP obowiązek wykonania kilku dedykowanych Lasom Państwowym aplikacji specjalistycznych. W okresie od lutego 2002 do sierpnia 2003 powstały następujące programy: TraKo program do transformacji odniesień przestrzennych i konwersji formatów GIS; Kontrola LMN program do automatycznej kontroli prawidłowości wykonania leśnych map numerycznych; Aktualizator LMN program wspomagający proces aktualizacji bazy geometrycznej. Źródło:

49 data komórka DGLP komórka w wydziale status komórki okres działania 1996 Wydział Urządzania Lasu stanowisko nieformalne 24 miesięce Zespół Kartografii Komputerowej samodzielny 5,5 miesiąca Wydział Zarządzania Bazą Danych Zespół ds. opracowania Systemu Informacji Przestrzennej LP formalny 15 miesięcy Zespół Informacji Przestrzennej samodzielny 13 miesięcy Wydział Informacji Przestrzennej samodzielny 14 miesięcy Wydział Urządzania Lasu Zespół ds. SIP nieformalny 60 miesięcy Wydział Geoinformatyki Lasów Państwowych samodzielny 11,5 miesiąca Wydział Urządzania Lasu i Geoinformatyki Zespół Geomatyki nieformalny Źródło:

50 Poziom GDLP Poziom RDLP Poziom nadleśnictwa Instruktorzy regionalni SIP (od 1999 r.) Zespół zadaniowy ds. Leśnej Mapy Numerycznej (od 2004 r.) Źródło:

51

52 Rok rozpoczęcia Rok wdrożenia Park narodowy prac SIP Wykonawca Źródła finansów Podstawowe oprogramowanie Babiogórski NFOŚiGW ArcView Białowieski NFOŚiGW? Biebrzański ? NFOŚiGW MGE Bieszczadzki ? NFOŚiGW ESRI, ArcView "Bory Tucholskie" NFOŚiGW ArcView Drawieński pryw. firma EF ArcView Gorczański pryw. firma NFOŚiGW ArcView Gór Stołowych BUL? ArcView Kampinoski ?? ArcView Karkonoski pryw. firma PHARE, NFOŚiGW, WFOŚiGW, EF, wł. ArcView Magurski wł. MicroStation Narwiański NFOŚiGW MicroStation Ojcowski zewn. ArcInfo Pieniński pryw. firma NFOŚiGW, wł. MicroStation Poleski BUL, pryw. firma NFOŚiGW MapInfo Roztoczański ? ArcView Słowiński NFOŚiGW MicroStation Świętokrzyski BUL NFOŚiGW ArcView Tatrzański NFOŚiGW, wł. GRASS "Ujście Warty"? Wielkopolski NFOŚiGW - Wigierski pryw. firma wł. MapInfo Woliński pryw. firma wł., zewn. MicroStation, MGE

53

54 Park Narodowy Rozpoczęcie prac Zakończenie prac BD, MN ORT NMT BD, MN ORT NMT Babiogórski w toku Białowieski w toku - - Biebrzański Bieszczadzki "Bory Tucholskie" w toku w toku w toku Drawieński Gorczański 1997 b.d. b.d b.d. b.d. Gór Stołowych b.d b.d. Kampinoski b.d. w toku 1996 b.d. Karkonoski Magurski Narwiański Ojcowski Pieniński Poleski 1996 b.d. b.d b.d. b.d. Roztoczański Słowiński w toku w toku - Świętokrzyski Tatrzański w toku w toku 2003 Ujście Warty w toku - - Wielkopolski Wigierski w toku

55 GIS system korzystający z przestrzennych baz danych w celu uzyskania odpowiedzi na zapytania natury geograficznej. Goodchild, 1985 GIS system komputerowy służący do zbierania, przechowywania, przetwarzania, analizowania i wyświetlania danych przestrzennych. Clarke, 1986

56 GIS zestaw wszechstronnych narzędzi do: zbierania, składowania, przetwarzania, transformowania i wyświetlania danych przestrzennych świata realnego. Burrough, 1986 GIS system do pozyskiwania, przechowywania, sprawdzania, manipulacji, integracji, analizy i prezentacji danych odnoszących się do obiektów przestrzennych. Strobl, 1988

57 GIS komputerowy system zaprojektowany dla użytkownika w celu: zbierania, zarządzania i analizy dużej ilości danych przestrzennych i ich atrybutami. Hamenway, 1989 GIS zorganizowany, wielofunkcyjny zestaw narzędzi (sprzęt komputerowy, oprogramowanie, dane przestrzenne) oraz osób (wykonawców i użytkowników), stworzony celem efektywnego gromadzenia, magazynowania, przetwarzania i prezentacji danych przestrzennych z otaczającej nas rzeczywistości. Kistowski i Iwańska, 1997

58 System Informacji Geograficznej (ang. Geographical Information System) system informacji przestrzennej dotyczący danych geograficznych. Termin ten w liczbie mnogiej oznacza systemy informacji geograficznej, stosowany jest również jako nazwa dziedziny zajmującej się geoinformacją oraz metodami i technikami GIS. Gaździcki, 2002

59 Geomatyka, (ang. Geomatics) dyscyplina naukowotechniczna zajmująca się pozyskiwaniem, analizowaniem, interpretowaniem, upowszechnianiem i praktycznym stosowaniem geoinformacji. Gaździcki, 2002 Według Oxford English Dictionary Online (2004) geomatyka jest matematyką Ziemi, tj. nauką o pozyskiwaniu, analizie i interpretacji danych, zwłaszcza pomiarowych, które odnoszą się do powierzchni Ziemi.

60 System Informacji o Terenie - SIT (ang. Land Information System - LIS) system informacji przestrzennej dotyczący danych o terenie. Według definicji Międzynarodowej Federacji Geodetów (FIG), stosowanej już w latach osiemdziesiątych minionego stulecia, system informacji o terenie jest środkiem do podejmowania decyzji o charakterze prawnym, administracyjnym i gospodarczym oraz pomocą w planowaniu i rozwoju; składa się on z bazy danych o terenie utworzonej dla określonego obszaru oraz metod i technik systematycznego pozyskiwania, aktualizowania i udostępniania danych, a jego podstawą jest jednolity sposób identyfikacji przestrzennej, służący również do łączenia danych systemu z danymi innych systemów. Gaździcki, 2002

61 Informacje przestrzenne zbiór informacji o położeniu, własnościach geometrycznych i relacjach przestrzennych obiektów odniesionych do powierzchni Ziemi [Miś i in., 2001]. Systemem Informacji Przestrzennej (SIP) system pozyskiwania, gromadzenia, archiwizowania, przetwarzania i udostępniania danych, w których zawarte są informacje przestrzenne i towarzyszące im informacje opisowe o obiektach przestrzennych [Miś i in., 2001]. Leśna mapa numeryczna (LMN) system informacji przestrzennej utworzony dla potrzeb LP, wspomagający procesy decyzyjne, spójny wewnętrznie i otwarty na możliwość współpracy z innymi systemami oraz na modernizację wewnętrzną.

62 obszaru: systemy obiektowe lokalne regionalne krajowe kontynentalne globalne źródła informacji: pierwotne (np. kataster) wtórne (np. plan zagospodarowania przestrzennego) struktury funkcjonowania: scentralizowane rozproszone przeznaczenia: ewidencja kartografia (redakcja map) planowanie przestrzenne gospodarka terenami monitoring środowiska zakresu użytkowania: jeden użytkownik (np. nadleśnictwo) wielu użytkowników (np. RDLP)

63 użytkownicy i ich potrzeby komputery urządzenia zewnętrzne, oprogramowanie SIP bazy danych przestrzennych i opisowych zagadnienia formalnoprawne, ochrona danych (źródło: Okła i in., 2000)

64 INFORMACJE LUDZIE URZĄDZENIA Dane analogowe Dane cyfrowe Oprogramowanie Twórcy systemu Użytkownicy systemu Sprzęt komputerowy, geodezyjny, GPS, kamery i inne urządzenia (źródło: Miś i in., 2001)

65 Atrybut najmniejsza jednostka systemu, opisująca warstwę informacyjną. Warstwa informacyjna zbiór jednolitych (najczęściej geometrycznie) obiektów, opisywanych szeregiem atrybutów. Zbiór warstw informacyjnych odwzorowanie dowolnej sytuacji terenowej. przykłady Każdy obiekt występujący w terenie można opisać jako punkt, linię, poligon lub bryłę, a także jako obiekt ciągły (powierzchnia terenu, powierzchnie opisujące występowanie różnorodnych zjawisk).

66 Baza danych SIP Atrybuty przestrzenne Atrybuty opisowe Atrybuty czasowe elementy rastra Dane rastrowe Dane wektorowe identyfikator stan na... identyfikator punkt tekst (data 1) rodzaje obiektów typy danych wielkość linia liczba stan na... rastra (data 2) wektor data liczba kanałów stan na... informacji poligon dane (data 3) multimedialne (źródło; Miś i in., 2001) zmienność w czasie

67 Wspomaganie decyzji: optymalna lokalizacja, optymalna trasa, najefektywniejsze wykorzystanie, Gromadzenie i integracja danych przestrzennych: przetworzenie różnych informacji do postaci cyfrowej i wspólnego układu odniesienia, inteligentne bazy danych przestrzennych (METABAZY i METADANE), Analizy przestrzenne: monitoring, kontrola i planowanie, prognozowanie, symulacje zmian i możliwości.

68 Jako przykład zastosowania analiz GIS w zadaniach decyzyjnych można podać siedem rodzajów problemów w postaci pytań-haseł [Berry, 1992]: 1. czy można to pokazać w postaci mapy? (dotyczy problemów zastąpienia tradycyjnych sposobów sporządzania map techniką kartografii komputerowej); 2. gdzie się coś znajduje? (położenie w przestrzeni określonych obiektów i ich cech); 3. gdzie się coś zmieniło? (problem analiz i prezentacji kartograficznej zmian czasowych dowolnych elementów w przestrzeni objętej działaniem systemu);

69 4. jaka istnieje relacja? (wszystkie zagadnienia związane z porównywaniem pomiędzy dowolnymi fragmentami przestrzeni, a dotyczące np. odległości, spadków terenu, widoczności, różnorodności przyrodniczej); 5. gdzie to jest najlepsze? (pytania związane z procedurami wyszukiwania miejsc w przestrzeni, spełniających określone warunki); 6. co na to wpływa? (zagadnienia związane z wykorzystywaniem GIS, jako narzędzia do testowania hipotez o istnieniu związków pomiędzy elementami układów przyrodniczych); 7. co będzie jeżeli? (pytania występujące często jako wstępne przy wyszukiwaniu miejsc spełniających określone warunki oraz modelowaniu systemowym, umożliwiając uwzględnienie szczególnych, nietypowych warunków).

70 Mapy analogowe Zdjęcia lotnicze Obrazy satelitarne Odwzorowania radarowe Skaning laserowy Pomiary geodezyjne (w tym GPS) Istniejące bazy danych opisowych Inne źródła

71 - mapy leśne opracowane i aktualizowane przez Biuro Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej (mapy gospodarcze w skali 1 : 5 000, mapy przeglądowogospodarcze w skali 1 : i mapy przeglądowe w skali 1 : lub 1 : ), sporządzane dla poszczególnych obrębów leśnych i nadleśnictw, - mapy geologiczne w skali 1 : , sporządzone na podkładzie topograficznym dla 95% powierzchni kraju, - mapy geomorfologiczne w skali 1 : , dotyczące form rzeźby terenu, dla kilkunastu procent powierzchni kraju, - mapy hydrograficzne w skali 1 : , wykonane dla około 25% Polski, - mapy glebowo-rolnicze opracowane przez Instytut Upraw, Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach, w skali 1 : (typy genetyczne gleb, klasy bonitacyjne gleb, utwory powierzchniowe), 1 : (efekt generalizacji map w skali 1 : ), 1 : i 1 : , - mapa przeglądowa potencjalnej roślinności naturalnej Polski w skali 1 :

72 Zdjęcia lotnicze (z niskiego lub wysokiego pułapu) - panchromatyczne zdjęć lotniczych (początki), - zdjęcia czarno-białe w podczerwieni, - fotografia barwna: - w barwach naturalnych (barwne odbitki z materiałów fotograficznych negatywowych i diapozytywowych), - w barwach umownych (np. filmy barwne - spektrostrefowe), - fotografia cyfrowa.

73 Zdjęcia lotnicze (z niskiego lub wysokiego pułapu) cd... - w barwach umownych - filmy barwne spektrostrefowe: emulsje w takich filmach (dwu- lub trzywarstwowe) charakteryzują się tym, że każda warstwa emulsji jest uczulona na inny zakres promieniowania (jedna z nich jest wrażliwa na promieniowanie podczerwone). Pomimo, że obraz ma barwy nierzeczywiste, jednak są one tak dobrane, aby możliwe było uzyskanie maksymalnego kontrastu barwnego dla interesujących nas cech terenu.

74 Zdjęcie lotnicze spektrostrefowe, wykonane na dwuwarstwowym filmie SN-6M. Źródło: archiwum prof. T. Zawiły-Niedźwieckiego

75 Zdjęcie lotnicze spektrostrefowe, wykonane na trójwarstwowym filmie Kodak Aerochrome IR Źródło: archiwum prof. T. Zawiły-Niedźwieckiego

76 Istniejące bazy danych Operaty urządzeniowe Operaty siedliskowe SILP Programy ochrony przyrody Waloryzacje i inwentaryzacje Plany zagospodarowania przestrzennego Inne opracowania Inne źródła Archiwa fotograficzne Filmy Bibliografia Wywiady