Podstawy GIS Zaklad Systemów Informacji Przestrzennej i Geodezji Lesnej Katedra Urzadzania Lasu, Geomatyki i Ekonomiki Lesnictwa SGGW w Warszawie
System Informacji Geograficznej System: grupa powiazanych pomiedzy soba rzeczy i czynnosci, oddzialywujacych wzajemnie na siebie w scisle okreslonym celu System informacyjny: grupa procesów wykonywanych na surowych danych w celu wytworzenia nowej informacji przydatnej w procesie podejmowania decyzji System informacji geograficznej: wykorzystuje informacje geograficzne i opisowe oraz zawiera procedury umozliwiajace przeprowadzanie analiz przestrzennych
Informacja geograficzna To odpowiedz na pytania: gdzie znajduje sie obiekt lub zjawisko? co znajduje sie we wskazanym miejscu? jakie cechy przestrzenne ma wskazany obiekt lub zjawisko? Moze byc bardzo precyzyjna lub ogólna (skala) Moze byc dynamiczna Moze miec charakter ciagly lub dyskretny Jej przechowanie moze wymagac zaangazowania wielkich ilosci srodków technicznych
Formy informacji geograficznej niektóre elementy przestrzeni geograficznej maja charakter dyskretny, np. dom, drzewo, rzeka, województwo inne sa ciagle i zmieniaja sie w zaleznosci od miejsca na powierzchni ziemi, np. temperatura, cisnienie, rzezba terenu
Formy informacji geograficznej Las Nie - Las Czasami rozróznienie zjawisk ciaglych i dyskretnych moze byc trudne
Dane dyskretne w GIS C B B A B C A Punkty Linie Poligony Zapis w prostej strukturze wektorowej lub w strukturze topologicznej
Dane ciagle w GIS Siatka rastrowa Regularna siatka punktów Zapis rastrowy lub wektorowy
Dane ciagle w GIS 200 240 260 180 200 270 170 220 130 250 Punkty rozmieszczone nieregularnie Izolinie Zapis wektorowy
Baza danych GIS Baza danych GIS to dane przestrzenne z przypisanymi do nich danymi opisowymi Dane przestrzenne zapisane sa: w postaci modelu wektorowego w postaci modelu rastrowego Dane opisowe zapisane sa w postaci relacyjnej bazy danych
Wektorowy model danych GIS punkty linie powierzchnie Node y Vertex x
Prosty model wektorowy punkty zapisywane sa jako pary wspólrzednych X, Y linie to uporzadkowane serie par wspólrzednych powierzchnie (poligony) to uporzadkowane serie par wspólrzednych X, Y, gdzie punkt poczatkowy i koncowy to ten sam punkt
Pow Wspólrzedne A (1,4), (1,6), (6,6), (6,4), (4,4), (1,4) B (1,4), (4,4), (4,1), (1,1), (1,4) C (4,4), (6,4), (6,1), (4,1), (4,4) 6 5 4 3 2 1 B A C Prosty model wektorowy Punkty i linie moglyby byc zakodowane w podobny sposób. Nie ma zwiazku pomiedzy punktami, liniami i powierzchniami. 1 2 3 4 5 6
Topologiczny model wektorowy zapisywane sa wspólrzedne X, Y obiektów oraz ich wzajemne relacje przestrzenne nazywany czesto modelem arc-node arc oznacza linie node to punkty koncowe linii (segmentów liniowych)
6 5 4 3 2 1 Node X Y I 1 4 II 4 4 III 6 4 IV 4 1 I O = poligon zewnetrzny 1 B 1 A 4 5 C 2 3 IV 6 II 2 3 4 5 6 III Line From To Left Right 1 I III O A 2 I IV B O 3 III IV O C 4 I II A B 5 II III A C 6 II IV C B Poly Lines A 1,4,5 B 2,4,6 C 3,5,6 Topologiczna struktura danych
Zasilanie modelu wektorowego wprowadzanie wspólrzednych przy pomocy klawiatury dane GPS digitalizacja skanowanie i wektoryzacja
Dane z klawiatury Wprowadzanie danych z wykazów wspólrzednych punktów lub wspólrzedne odczytane na mapie
Dane z GPS Dane zarejestrowane za pomoca odbiorników GPS moga byc bezposrednio wczytane do bazy danych GIS
Digitalizacja Digitalizacja tresci map (analogowych materialów zródlowych) za pomoca digitizerów
Digitizer w pulpicie digitizera zatopiona jest metalowa siatka wytwarzajaca pole elektromagnetyczne kursor posiada cewke, w której indukowany jest prad elektryczny y x
Skanowanie i wektoryzacja Materialy analogowe poddawane sa skanowaniu (zamiana na postac rastrowa) Obraz rastrowy poddawany jest kalibracji geometrycznej i wektoryzacji
Wektoryzacja na ekranie Obraz rastrowy wyswietlany jest na ekranie monitora Przeprowadzana jest reczna lub pólautomatyczna wektoryzacja
Rastrowy model danych GIS a a a a a a b b b b b a a a a a a b b b b b a a a a a b b b b b b a a a a b b b b b b b a a a c c c b b b b b a a c c c c c c b b b c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c b c c c c c c c c b b c
Rastrowy model danych - cechy prosta struktura danych prostsza implementacja szeregu analiz przestrzennych odpowiedni do reprezentacji zjawisk o charakterze ciaglym
Dane rastrowe - pozyskanie w wyniku procesu skanowania z przetworników analogowo-cyfrowych cyfrowe kamery telewizyjne cyfrowy aparat fotograficzny itp. standardowe pliki graficzne konwersja wektor - raster
Konwersja wektor - raster a a a a a a a b b b b b a a a a a a b b b b b a a a a a b b b b b b a a a a b b b b b b b b c a a a c c c b b b b b a a c c c c c c b b b c c c c c c c c c b b c c c c c c c c c c b c c c c c c c c c c c Poligony
Konwersja wektor - raster 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 Linie
Dane opisowe (atrybuty) dane opisowe przechowywane sa w oddzielnych zbiorach i w innym formacie (relacyjne bazy danych) obiekty geometryczne posiadaja identyfikatory odnoszace sie do: tabeli atrybutów dla punktów PAT lub tabeli atrybutów dla linii AAT lub tabeli atrybutów dla powierzchni PAT
Dane opisowe a dane geometryczne polygon attribute table 1 2 3 poly id area pop TFR 1 2 3 297 607 806 4583 3927 9271 2.7 3.1 3.8 W podobny sposób moga byc definiowane tabele atrybutów dla punktów i linii
Id District D_Pop D_TFR Province 101 Palma 89763 3.4 Merida 102 S. Maria 45938 2.9 Merida 103 Veralo 78383 3.2 Merida 104 Bolo 98302 3.9 La Paz 105 Jose 67352 4.2 La Paz 106 Malabo 102839 3.7 La Paz 107 Chilabo 129388 2.8 La Paz 104 101 102 103 P_Pop P_TFR Province 397881 3.7 La Paz 214084 3.2 Merida 107 105 106
Dane opisowe - zasilanie reczne wprowadzanie danych za pomoca klawiatury arkusze kalkulacyjne systemy obslugi baz danych automatyczne czytniki i rejestratory
Co to jest GIS? To system, w którego sklad wchodza: ludzie, sprzet komputerowy, oprogramowanie oraz procedury, majacy na celu pozyskanie, zarzadzanie, przetwarzanie, analizy, modelowanie i prezentacje danych przestrzennych Zastosowanie w: badaniach naukowych, planowaniu, zarzadzaniu i rozwiazywaniu problemów gospodarczych, spolecznych, militarnych, itd.