Wykład 13. Systemy Informacji Przestrzennej. Systemy Informacji Przestrzennej 1

Transkrypt

1 Wykład 13 Systemy Informacji Przestrzennej Systemy Informacji Przestrzennej 1

2 Mapa jako element Systemu Informacji Geograficznej Systemy Informacyjne Systemy Informacji przestrzennej Systemy Informacji Systemy Informacji Geograficznej Terenowej małe skale duże skale Systemy Informacji Przestrzennej 2

3 Mapa obiektowa Mapa obiektowa nie jest ideą nową jest tak starą jak sama mapa. Co widzimy na mapie wykonanej na papierze? Budynek, droga, działka, przewody obiekty te natychmiast interpretuje nasz mózg. Praktycznie są to kreski i napisy, które przedstawiają obiekty istniejące w rzeczywistości. I jest to cel istnienia mapy przedstawienie obiektów rzeczywistego świata. Systemy Informacji Przestrzennej 3

4 Zalety mapy komputerowej 1. Dokonywanie dowolnej ilości kopii, 2. Selekcja treści, wybór warstw tematycznych, 3. Poprawa jakości, 4. Uproszczenie przeskalowania, ale nie generalizacji, 5. Przyspieszenie aktualizacji, ale nie automatycznie, 6. Proste analizy ale w ograniczonym zakresie. Systemy Informacji Przestrzennej 4

5 Ograniczenia mapy komputerowej Elementy graficzne powiązane są jedynie wizualnie i nie ma możliwości sprawnego i pewnego wyszukiwania i agregowania informacji. Sytuacja zmienia się diametralnie gdy obiekty widziane są przez oprogramowanie. Stworzona z takich obiektów numeryczna mapa obiektowa ma nową jakość. Systemy Informacji Przestrzennej 5

6 Numeryczna mapa obiektowa MN jest to mapa komputerowa, zawierająca elementy, które tworzą obiekty rozpoznawalne przez oprogramowanie, o zaletach: 1. łatwość i pewność aktualizacji, 2. bogate możliwości analiz, porównań, kontroli, 3. automatyzacja prac. Wady jest jedna koszt. Systemy Informacji Przestrzennej 6

7 Jednostka przestrzenna - obiekt typ atrybuty czas obiekt wektor geometria relacje raster Systemy Informacji Przestrzennej 7

8 Charakterystyka podanych własności Położenie jednostka zajmuje obszar w przestrzeni i można ją zlokalizować poprzez współrzędne, Przynależność do typu jednostki można łączyć w grupy, np. jeziora rynnowe,... Atrybuty opisują ich podstawowe własności, Relacje 1:1 (one to one), np tylko 1 miast jest stolicą kraju, ale do jednego powiatu należy wiele gmin Czas pozwala monitorować ewolucję jednostek Systemy Informacji Przestrzennej 8

9 Nowoczesne techniki pozyskiwania danych terenowych Pomiary satelitarne GPS Pomiary elektronicznymi tachimetrami z rejestratorami polowymi Opracowanie numeryczne map wraz z tworzeniem baz danych. Systemy Informacji Przestrzennej 9

10 Współczesne technologie pozyskiwania danych Digitalizacja inaczej cyfrowanie - konwersja danych z postaci analogowej na cyfrową Skanowanie z wektoryzacją - konwersja danych rastrowych na dane wektorowe Bezpośrednie pomiary w terenie Metoda kombinowana Systemy Informacji Przestrzennej 10

11 Inne źródła pozyskiwania danych Stereodigitalizacja zdjęć lotniczych Pliki współrzędnych Niekartometryczne materiały archiwalne, jak: - szkice, - wykazy, - zarysy. Systemy Informacji Przestrzennej 11

12 Podstawowe funkcje Systemu Informacji Przestrzennej Przetwarzanie danych Wprowadzanie Zarządzanie Wyprowadzanie danych bazą danych danych Systemy Informacji Przestrzennej 12

13 SIP podstawowe elementy systemu sprzęt, oprogramowanie, instytucje, tj. ludzie i organizacje, dane. Systemy Informacji Przestrzennej 13

14 Struktura GIS Organizacja zarządzanie wprowadzanie przetwarzanie prezentacja gromadzenie Dane przestrzenne użytkownicy Systemy Informacji Przestrzennej 14

15 NMT- prekursor systemów geoinformatycznych Systemy Informacji Przestrzennej 15

16 System Informacji Przestrzennej Systemy Informacji Przestrzennej 16

17 Podstawowe pojęcia związane z tworzeniem mapy cyfrowej Obiekt = informacja topologiczna + informacja geometryczna Atrybut = informacja tematyczna Głównym zadaniem GIS jest powiązanie obiektu z atrybutami. Systemy Informacji Przestrzennej 17

18 Klasyfikacja Każda mapa cyfrowa jest zwykle podzielona na warstwy, grupujące obiekty o tych samych cechach, opisane przez własny zestaw atrybutów. Aby ułatwić orientację na mapie warto wprowadzić klasyfikację obiektów. Systemy Informacji Przestrzennej 18

19 Warstwa z drogami 1. Mapa bez klasyfikacji /wszystkie drogi wyglądają tak samo/ 2. Mapa z włączoną klasyfikacją /rozróżnienie dróg za pomocą grubości i koloru linii/ 1 2 Systemy Informacji Przestrzennej 19

20 SIP - integracja danych Multimedia GPS SIP Teledetekcja Mapy Pomiary terenowe Systemy Informacji Przestrzennej 20

21 SIP - modele danych Podział danych na warstwy informacyjne Modele rastrowe, Modele wektorowe - topologiczne - nietopologiczne. Systemy Informacji Przestrzennej 21

22 Geokodowanie Adresy to popularna forma przechowywania danych geograficznych. W związku z tym istnieje funkcja pozwalająca na automatyczne umieszczanie na mapie dowolnych obiektów na podstawie ich adresu bez znajomości współrzędnych. Systemy Informacji Przestrzennej 22

23 Dokładność mapy Dokładność mapy nie jest związana z jej stopniem szczegółowości. Szczegółowość jest cechą, którą można łatwo zmienić; jeśli mapa przestaje być czytelna zmniejszamy liczbę pokazywanych obiektów lub ich opisów. Dokładność natomiast jest cechą nadaną w trakcie jej tworzenia, nie zależy od bieżącej skali, a jedynie dokładności materiałów i procesu ich wprowadzania do komputera oraz rozdzielczości ekranu, a wydrukowana od rozdzielczości użytej drukarki. Systemy Informacji Przestrzennej 23

24 Rozdzielczość związana jest z dokładnością I zależy od; 1. Metody użytej przy tworzeniu mapy 2. Rodzaju użytych symboli 3. Sposobu drukowania lub wyświetlania. Tworząc mapę rastrową skanujemy materiały źródłowe z rozdzielczością 300dpi /dots per inch/ i otrzymana mapa ma tą samą rozdz. Tworząc mapę wektorową rysujemy linią o pewnej grubości niezależnie od bieżącej skali i linia o grubości 1mm w różnych skalach oznacza Systemy inną Informacji Przestrzennej wartość rzeczywistą. 24

25 Dokładność tworzenia mapy Dla map rastrowych to odpowiednie skanowanie, kalibracja zeskanowanych map oraz umieszczenie obrazu rastrowego na mapie jako jej elementu składowego. Dla map wektorowych to stosowanie pewnych zasad pozwalających na ich wprowadzanie /stosowanie maksymalnej skali przy digitalizacji z ekranu/. Systemy Informacji Przestrzennej 25

26 Grafika rastrowa Siatka /raster/ tworzy macierz, która umożliwia zlokalizowanie każdego punktu tworzącego obraz, a program graficzny określa rodzaj informacji w każdym punkcie rastra. Punkty rastra są nazywane pikselami lub gridami. Rozdzielczość obrazu zależy od liczby wierszy i kolumn tworzących raster. W systemach geoinformacyjnych i kartograficznych stosowane są barwne monitory rastrowe o wysokiej rozdzielczości i dużym formacie. Systemy Informacji Przestrzennej 26

27 Pozyskiwanie danych rastrowych Skanowanie. Obraz cyfrowy jest tworzony przez szereg elementów fotoczułych tworzących linię, która rejestruje intensywność światła odbitego od rysunku analogowego. Rozdzielczość skanera do 0,025-0,050mm. Miarą jest także ilość punktów na cal dpi /dots per inch/. Wada - rejestrują wszystko, co jest w polu widzenia /bez rozróżnienia tekstu od linii/. Systemy Informacji Przestrzennej 27

28 Zamiana danych graficznych na obraz cyfrowy 1. Pobranie właściwej porcji danych, 2. Przeliczenie na układ współrzędnych ekranu, 3. Odwzorowanie kolejnych elementów w pamięci obrazu, 4. Wyświetlenie na ekranie kolejnych pikseli rastra. Systemy Informacji Przestrzennej 28

29 Elementy systemu GIS Sprzęt Oprogramowanie Instytucje - tj ludzie i organizacje Dane Systemy Informacji Przestrzennej 29

30 GIS i wizualizacja Poznanie rysunek Analiza Prezentacja Systemy Informacji Przestrzennej 30

31 Zastosowania GIS Integracja danych Analiza przestrzenna Łączenie z modelami opracowanymi dla określonych użytkowników Systemy Informacji Przestrzennej 31

32 System Informacji Przestrzennej o usługach medycznych na obszarze m.st. Warszawy - stan na 2000 rok /praca dyplomowa/. W systemie tym użytkownik może dowiedzieć się; O rodzaju usług medycznych w danym szpitalu,instytucie, W jakiej gminie lub osiedlu znajduje się, Jak dojechać, Czy ma podpisaną umowę. Informacje w dowolnej formie - tabeli, grafiki... Można go aktualizować. Systemy Informacji Przestrzennej 32

33 Ewidencja gruntów - składnik SIT-u Dane zawarte w ewidencji gruntów i budynków stanowią podstawę planowania gospodarczego, planowania przestrzennego, wymiaru podatków i świadczeń, oznaczenia nieruchomości w księgach wieczystych, statystyki publicznej i gospodarki nieruchomościami. Dane, to ~29 milionów działek, których część opisowa jest skomputeryzowana, część kartograficzna to mapy o zróżnicowanej jakości, głównie w postaci analogowej. Systemy Informacji Przestrzennej 33

34 Struktura katastru w Polsce Struktura wynika z podziału kompetencji między resortami oraz organami samorządu terytorialnego różnych szczebli. Dąży się do powiązania 3 systemów jako części składowych katastru; katastru nieruchomości w oparciu o istniejącą ewidencję gruntów, modernizowanych ksiąg wieczystych, katastru fiskalnego tworzonego z uwzględnieniem rejestrów podatkowych. Systemy Informacji Przestrzennej 34

35 SIP - zastosowanie Usługi Transport Wojsko Hydrologia Infrastruktura Demografia Monitoring Środowisko... Systemy Informacji Przestrzennej 35

36 Wnioski Aktywne uczestnictwo absolwentów wyższej uczelni w ochronie środowiska naturalnego wymaga wiedzy i umiejętności z zakresu; 1. Interpretowania interdyscyplinarnych informacji przestrzennych, 2. Aktywnego korzystania z danych monitoringowych, 3. Zasilania baz danych komputerowych systemów informacji o środowisku. Systemy Informacji Przestrzennej 36