MORSKIE ZASTOSOWANIA GEOGRAFICZNYCH SYSTEMÓW INFORMACYJNYCH GIS

Podobne dokumenty
Każdy system GIS składa się z: - danych - sprzętu komputerowego - oprogramowania - twórców i użytkowników

Systemy informacji geograficznej

Systemy Informacji Geograficznej ich rola i zastosowanie

Urządzenia Elektroniki Morskiej Systemy Elektroniki Morskiej

Geodezja i geodynamika - trendy nauki światowej (1)

Definicja i funkcje Systemów Informacji Geograficznej

System Automatycznej Identyfikacji. Automatic Identification System (AIS)

Wykorzystanie w edukacji morskiej platformy GIS Systemu Informacji Geograficznej

Warszawa, dnia 11 października 2018 r. Poz. 1947

Wprowadzenie do systemów GIS

WYKAZ PRZEDMIOTÓW (MODUŁÓW ZAJĘĆ)*/ PRAKTYK OBJĘTYCH POTWIERDZANIEM EFEKTÓW UCZENIA SIĘ NA WYDZIALE NAUK O ZIEMI I KSZTAŁTOWANIA ŚRODOWISKA

Wprowadzenie do geoinformatyki - podstawowe pojęcia Wydział Geodezji i Kartografii Politechnika Warszawska

OBSZARY BADAŃ NAUKOWYCH

Systemy GIS Dziedziny zastosowań systemów GIS

ug geoinformacyjnychnych na przykładzie

KONCEPCJA BAZY DANYCH NAWIGACYJNO-HYDROGRAFICZNEGO ZABEZPIECZENIA (NHZ) NA POLSKICH OBSZARACH MORSKICH

Bałtyckie Centrum Badawczo-Wdrożeniowe Gospodarki Morskiej i jego rola we wzmacnianiu innowacyjności Pomorza Zachodniego.

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY UMIEJĘTNOŚCI I INNYCHY KOMPETENCJI

Wspomaganie zarządzania zbiornikami zaporowymi

lp tematy pracy promotor dyplomant data otrzymania tematu uwagi ZAKŁAD URZĄDZEŃ NAWIGACYJNYCH

Tabela odniesień efektów kierunkowych do modułów kształcenia

Technologie numeryczne w kartografii. Paweł J. Kowalski

PLAN STACJONARNYCH STUDIÓW DRUGIEGO STOPNIA

I. KARTA PRZEDMIOTU. Wprowadzić w zasady inżynierii hydraulicznej w zastosowaniach morskich

Geograficzny System Informacji (GIS, SIP) w urzędzie gminy kompetencje i zastosowania

Wykład 13. Systemy Informacji Przestrzennej. Systemy Informacji Przestrzennej 1

REALIZACJA PROGRAMU BUDOWY INFRASTRUKTURY INFORMACJI PRZESTRZENNEJ ( LATA )

Mobilny system dowodzenia, obserwacji, rozpoznania i łączności

Nabycie wiedzy podstawowej o pracach hydrograficznych dla potrzeb oceanotechnicznych EFEKTY KSZTAŁCENIA

GÓRNICTWO MORSKIE W DZIAŁALNOŚCI LUDZKIEJ NA MORZU. 1. Działalność ludzka na morzu. Wacław Morgaś*, Zdzisław Kopacz*

Stosowanie metod akustycznych do badań ekosystemów morskich #

Problemy i wyzwania analizy obszaru ICT

MULTIMEDIAL SAILING DIRECTIONS IN ECDIS e-pilots

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2011/2012

Zintegrowany system wizualizacji parametrów nawigacyjnych w PNDS

KRZYSZTOF MĄCZEWSKI Geodeta Województwa Mazowieckiego

A - dno doliny, B wysoczyzna, C dolinki boczne (osady organiczne), D wydmy zarośnięte lasem wydmy

Kształcenie w zakresie kartografii i systemów informacji geograficznej na Wydziale Geodezji i Kartografii Politechniki Warszawskiej

MIERNICTWO GÓRNICZE SYLLABUS

Narzędzia analizy przestrzennej wspomagające zarządzanie rybołówstwem morskim w warunkach Wspólnej Polityki Rybackiej

Komputerowe systemy informacji przestrzennej (GIS) w geologii

Transformacja wiedzy w budowie i eksploatacji maszyn

Studium Uwarunkowań. zagospodarowania przestrzennego Polskich Obszarów Morskich. III Bałtycki Okrągły Stół

ANALIZA ZDJĘĆ LOTNICZYCH I SATELITARNYCH

System informacji przestrzennej w Komendzie Miejskiej w Gdańsku. Rysunek 1. Centrum monitoringu w Komendzie Miejskiej Policji w Gdańsku.

UCHWAŁA NR 36/2016 SENATU AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ im. Bohaterów Westerplatte z dnia 23 czerwca 2016 roku

Systemy Informacji Geograficznej

Analizy morfometryczne i wizualizacja rzeźby

Dwuletnie studia II stopnia na kierunku fizyka, specjalność Geofizyka, specjalizacje: Fizyka atmosfery; Fizyka Ziemi i planet; Fizyka środowiska

GEODEZJA MAPY WYKŁAD. Katedra Geodezji im. K. Weigla ul. Poznańska 2/34

Dane przestrzenne i usługi informacyjne dla administracji samorządowej

Temat pracy dyplomowej Promotor Dyplomant CENTRUM INŻYNIERII RUCHU MORSKIEGO. prof. dr hab. inż. kpt.ż.w. Stanisław Gucma.

Eksploracja Obszarów Polarnych i Górskich

Przedmiot Wykłady Ćwicz. Konw. Przedmioty obowiązkowe

7. System baz danych i prezentacji informacji PMŚ

Przedmiot Wykłady Ćwicz. Konw. Przedmioty obowiązkowe

W OPARCIU JEDNOWIĄZKOWY SONDAŻ HYDROAKUSTYCZNY

Kierunek: Geoinformatyka Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne. audytoryjne. Wykład Ćwiczenia

GIS W SPISACH POWSZECHNYCH LUDNOŚCI I MIESZKAŃ. Katarzyna Teresa Wysocka

Wyjaśnić praktyczne zagadnienia tworzenia cyfrowej mapy dna

GIS w analizie jakości powietrza

System AIS. Paweł Zalewski Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego Akademia Morska w Szczecinie

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY UMIEJĘTNOŚCI I INNYCHY KOMPETENCJI

Dr Michał Tanaś(

Przegląd oprogramowania GIS do tworzenia map tematycznych. Jacek Jania

Opracowanie narzędzi informatycznych dla przetwarzania danych stanowiących bazę wyjściową dla tworzenia map akustycznych

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 CZĘŚĆ 2. PRZEDMIOTY PRZYRODNICZE ZASADY OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ ARKUSZE: GM-P5

Koncepcja CDI podstawą europejskiego systemu dystrybucji danych oceanograficznych w ramach SeaDataNet i EMODnet

nauczania GIS na WAT

Wybrane projekty Urzędu Marszałkowskiego Województwa Mazowieckiego w Warszawie Przedsięwzięcia zmierzające do harmonizacji baz danych przestrzennych

Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki. wzmocnienie. fale w fazie. fale w przeciw fazie zerowanie

ZASTOSOWANIE APLIKACJI GIS W ZAGADNIENIACH WYZNACZANIA GRANIC MORSKICH

UCZELNI TREŚCI PROGRAMOWE PRZEDMIOTÓW. PODSTAWOWYCH - I st. Kierunki studiów - uczelnie - studia geografia

Zarządzanie informacją w systemach planowania przestrzennego w obszarach morskich. Marcin Wichorowski, Katarzyna Fidler, Marek Zwierz

GIS DOBRY NA WSZYSTKO - czyli jak to się robi w Bytomiu

Temat A (przeznaczony do wykonania na posterze) Panorama (widok) wpływ działalności człowieka na krajobraz wybranego obszaru

dr hab. inż. prof. nadzw. AM Andrzej Klewski prof. nadzw. AM Andrzej Klewski prof. nadzw. AM Andrzej Klewski prof. nadzw. AM Andrzej Klewski

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE INŻYNIERIA PRZESTRZENNA W LOGISTYCE E. Logistyka. Niestacjonarne. I stopnia (inżynierskie) VII. Dr Cezary Stępniak

KARTA KURSU. Nazwa Geograficzne systemy informacji przestrzennej (GIS) 1

Infrastruktura pomiarowo badawcza

Metadane w zakresie geoinformacji

GEOINFORMATYKA - istotny filar rozwoju dyscypliny geodezja i kartografia

RAMY PRAWNE MORSKIEGO PLANOWANIA PRZESTRZENNEGO W POLSCE

KSZTAŁCENIE KARTOGRAFÓW NA STUDIACH UNIWERSYTECKICH A ZAWODOWE UPRAWNIENIA KARTOGRAFICZNE

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: BTR s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Egzamin maturalny z geografii w 2015 roku

Systemy Analiz Przestrzennych w GIS

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 CZĘŚĆ 2. PRZEDMIOTY PRZYRODNICZE

KOŁO NAUKOWE GEODETÓW Dahlta

Projekt Baltic Pipe budowa międzysystemowego Gazociągu Bałtyckiego

Kierunek: Inżynieria Środowiska Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne. Wykład Ćwiczenia

Regionalne dokumentacje hydrogeologiczne

BalticSatApps Speeding up Copernicus Innovation for the BSR Environment and Security

1. CHARAKTERYSTYKA STUDIÓW 2. SYLWETKA ABSOLWENTA

Praktyczne aspekty zastosowania telekomunikacji satelitarnej przez administrację publiczną

Kurs zdalny Zarządzanie informacją przestrzenną

SYSTEMY INFORMACJI PRZESTRZENNEJ

Studia stacjonarne II stopnia (2-letnie magisterskie) Specjalność Hydrologia, meteorologia i klimatologia (HMK)

MAPY CYFROWE I ICH ZASTOSOWANIE

Transkrypt:

PRACE WYDZIAŁU NAWIGACYJNEGO nr 17 AKADEMII MORSKIEJ W GDYNI 2005 MAREK KOSTĘPSKI Katedra Manewrowania Statkiem MORSKIE ZASTOSOWANIA GEOGRAFICZNYCH SYSTEMÓW INFORMACYJNYCH GIS WPROWADZENIE Głównym celem niniejszego artykułu jest przedstawienie problematyki związanej z dziedziną morskich geograficznych systemów informacyjnych. Stanowi on próbę przybliżenia istotnych zagadnień związanych z systemami GIS i ich aktualnymi zastosowaniami, w szczególności w obszarach mórz i oceanów. 1. TECHNOLOGIA GIS Pod koniec drugiej połowy XX wieku nastąpił niespotykany dotąd w historii postęp technologiczny. Przełomowe wynalazki i rewolucyjne odkrycia naukowców z wielu dziedzin stały się przyczyną zasadniczych zmian, zarówno w pozyskiwaniu, przetwarzaniu, przesyłaniu, jak i wykorzystywaniu informacji przestrzennych. Zasadniczy wpływ miało pojawienie się urządzeń obliczeniowych, komputerów, które pozwoliły na gromadzenie dużych ilości informacji oraz łatwe i szybkie ich przetwarzanie. To właśnie rozwojowi informatyki zawdzięczamy powstanie Geograficznych Systemów Informacyjnych, GIS, czyli systemów wykorzystujących komputery do szeroko pojętego zarządzania informacjami dotyczącymi obiektów i zjawisk zlokalizowanych w przestrzeni geograficznej [4]. GIS to nie tylko dziedzina nauki i techniki, ale również nowy sposób obserwacji i rozumienia otaczającego nas świata. Technologia GIS tworzy nowe kierunki i możliwości poznania złożonych relacji pomiędzy tymi zjawiskami i procesami, które dotychczas były dostępne tylko dla wąsko wyspecjalizowanych zespołów ekspertów dyscyplin przyrodniczych, technicznych oraz społeczno-ekonomicznych [1]. 26

Ponad 70% powierzchni Ziemi stanowią oceany i morza, które wraz z dnem morskim są najsłabiej poznanymi częściami globu. Obszar wszechoceanu jest głównym czynnikiem determinującym kształtowanie klimatu oraz cyrkulację materii powstającej w wyniku procesów naturalnych i antropogennych w przyrodzie. Potrzeba opanowania metod penetracji i poznawania środowiska morskiego, zarówno w skali globalnej jak i regionalnej, stała się głównym czynnikiem wdrażania programów związanych z GIS. Względy ekonomiczne i możliwości spożytkowania zasobów kryjących się pod powierzchnią wody sprawiły, że zostały one wpisane jako priorytetowe programy wielu organizacji międzynarodowych takich jak FAO (Food and Agriculture Organization) Organizacja ds. Wyżywienia i Rolnictwa Narodów Zjednoczonych czy ICES (International Commision for the Exploration of Sea) Międzynarodowy Komitet Badania Morza. W rezultacie, zagadnienia eksploracji i monitoringu mórz i oceanów stanowią dziś przedmiot badań takich dziedzin jak: oceanografia, hydroakustyka, ochrona środowiska, ekologia, biologia, czy chemia morza, ale także badań nad technologiami informatyczno-telekomunikacyjnymi czy informacyjnymi. Współczesne systemy GIS mają charakter interdyscyplinarny, łącząc ze sobą różnorodność wprowadzanych danych, ale także możliwości ich analizy i przetwarzania. Najczęściej zastosowania morskie systemów GIS wprowadzane są na ogromną skalę, obejmując zwykle swym zasięgiem cały wszechocean i obszary lądowe, a także warstwę atmosfery i skorupę ziemską. Najlepszym tego przykładem są nawigacyjne systemy informacyjne ECDIS, wdrażane i standaryzowane na poziomie globalnym przez takie instytucje jak: IMO (International Maritime Organization) Międzynarodowa Organizacja Morska, IHO (International Hydrographic Organization) Międzynarodowa Organizacja Hydrograficzna i IEC (International Electrotechnical Commission) Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna. Upowszechnienie elektronicznych map morskich stało się wydarzeniem, które nie tylko nadało nową jakość w ich wykorzystywaniu, lecz również wydatnie zmieniło sposób prowadzenia nawigacji oraz poprawiło warunki i bezpieczeństwo żeglugi. 2. DEFINICJA GIS Ogólnych definicji technologii, pod którą kryje się skrót GIS, istnieje kilkadziesiąt, dlatego też autor wybrał tę, która najszerzej ukazuje znaczenie systemu. Geograficznym Systemem Informacyjnym GIS nazywamy zespół podsystemów, programów pozwalających na integrację, przetwarzanie i analizę oraz prezentację danych tabelarycznych i graficznych powiązanych lokalizacją w przestrzeni [7]. 27

3. EMENTY SYSTEMU GIS ORAZ ICH ZASTOSOWANIA Do elementów systemu GIS należą: baza danych (data), sprzęt komputerowy (hardware), oprogramowanie (software), ludzie (people). W bazach danych znajdują się informacje o obiektach będących przedmiotem zainteresowania. Informację tę stanowią wszystkie zjawiska występujące na Ziemi, mające odniesienie przestrzenne (drogi, budynki, rzeki, morza, porty, granice). Wszystkie dane zawarte w bazach danych muszą być zorientowane względem położenia na Ziemi (georeferencing). W systemach GIS można wyróżnić bazy danych: graficznych (dane odnoszące się do współrzędnych elementów map, wektorowe lub rastrowe), niegraficznych, tekstowych (atrybuty, nazwy, opisy obiektów, tabele). W celu realizacji zadań gromadzenia danych w GIS stosuje się różne modele baz danych: arkusze (tabele), relacyjne bazy danych, hierarchiczne bazy danych, sieciowe bazy danych, obiektowe bazy danych. Współcześnie najczęściej stosowane są relacyjne bazy danych, które coraz powszechniej zastępuje się obiektowymi bazami danych [9]. Sprzęt komputerowy to jednostka centralna, tzn. komputer, oraz urządzenia peryferyjne, takie jak monitor, klawiatura, drukarki, skanery, plotery i inne (rys. 1). Oprogramowanie GIS wykonuje szereg różnorodnych funkcji takich jak: zapisywanie danych wejściowych, składanie warstw danych, generalizacja map, modelowanie obiektów rzeczywistych, obsługa i zarządzanie danymi. 28

Rys. 1. Przykłady urządzeń peryferyjnych wykorzystywanych w systemach GIS [3 morskie aplikacje GIS wojsko badania i edukacja transport planowanie przestrzenne organizacje międzynarodowe administracja centralna i lokalna GIS służba zdrowia i bezpieczeństwo działalność gospodarcza zarządzanie infrastrukturą działalność kartograficzna poszukiwanie i wydobywanie dóbr naturalnych ochrona środowiska naturalnego ratownictwo Rys. 2. Ogólne zastosowania geograficznych systemów informacyjnych [3 Aby sprostać stawianym wymaganiom, systemy GIS tworzone są najczęściej poprzez integrowanie modułowych podsystemów, z których najważniejsze są: System Wspomagający Rysowanie lub Projektowanie (Computer Aided Drafting and Design CAD), 29

System Zarządzania Bazą Danych (Database Management System DBMS), System Przetwarzania Obrazów Cyfrowych (Image Processing Software IPS), System Tworzenia Narzędzi i Aplikacji Użytkownika. Administracja centralna i lokalna wykorzystywane przez urzędy administracji państwowej na szczeblu centralnym czy lokalnym jako narzędzie do zarządzania gruntami, nieruchomościami, akwenami do planowania przestrzennego czy podejmowania decyzji prawnych, administracyjnych, lokalizacyjnych, statystycznych. Działalność gospodarcza wizualizacja zjawisk demograficznych, znalezienie optymalnej lokalizacji, badania rynkowe, planowanie kampanii reklamowych. Zarządzanie infrastrukturą zarządzanie zasobami sieci przesyłowych takich jak: rurociągi gazowe, wodociągi, kanalizacja, sieć energetyczna, telekomunikacja, drogi, koleje. Działalność kartograficzna sporządzanie i publikowanie map przez ośrodki geodezyjno-kartograficzne. Poszukiwanie i wydobywanie dóbr naturalnych szczególnie ropy, gazu i cennych minerałów na podstawie analizy zdjęć satelitarnych, lotniczych itp. Ratownictwo do szybkiej lokalizacji miejsca wypadku, pożaru i określenia stref zagrożeń. Służba zdrowia i bezpieczeństwo kontrolowanie rozprzestrzeniania się chorób czy analiza zagrożeń przestępczością. Ochrona środowiska naturalnego przeprowadzanie analiz, prognoz krótkoi długoterminowych zmian zachodzących w środowisku naturalnym. Transport optymalizacja tras podróży, znajdowanie najkrótszej drogi między zadanymi punktami, planowanie nowych rozwiązań komunikacyjnych, śledzenie ruchu pojazdów. Planowanie przestrzenne wydawanie decyzji dotyczących zagospodarowania przestrzennego terenów. Badania i edukacja tworzenie światowych baz danych, prowadzenie badań w czasie rzeczywistym na odległość w takich kierunkach, jak: geologia, meteorologia, oceanografia, sejsmologia, archeologia, architektura. Wojsko i organizacje międzynarodowe systemy logistyczne ONZ, FAO, UNESCO. Inne zastosowania wszystkie inne dziedziny związane z danymi przestrzennymi, np. rolnictwo, turystyka, agroturystyka, leśnictwo. 30

badania w morskiej geologii i geofizyce ECDIS ratownictwo morskie badanie tektoniki ziemskiej MORSKIE APLIKACJE GIS monitoring i badania oceanograficzne geomorfologia wybrzeża mapowanie podwodnych obiektów zarządzanie rybołówstwem Rys. 3. Przykładowe morskie aplikacje GIS [3] Monitoring i badania oceanograficzne (rysunek 3): monitoring fauny i flory morskiej: lokalizacja występowania organizmów żywych i ich migracji, klasyfikacja roślinności morskiej, badanie zagrożeń środowiska morskiego, pomiary hydrograficzne, ocena i klasyfikacja typu osadów dennych, ich erozji itp., pomiary geodezyjne: mapy morskie, batymetria, ECDIS, mapy 2D, 3D, pomiary interwencyjne: detekcja i mapowanie obiektów podwodnych np. statków, wraków, min, ratownictwo morskie, ocena stanu obiektów dla potrzeb oceanotechniki: kontrola rurociągów, kabli, inspekcja defektów urządzeń podwodnych itp. Geomorfologia wybrzeża tworzenie modeli dostarczających informacji na temat: rozpoznawania typu dna morskiego i przestrzennego zobrazowywania warstw geologicznych, struktury temperaturowej wody na przestrzeni powierzchniowej i głębokościowej, form dna tworzonych przez fale w strefie przybrzeżnej, profili głębokościowych uwzględniających predykcję pływów, składu osadów i ich zmienności w przestrzeni i czasie np. warstw zasolenia, czasowej zmiany w morfologii przybrzeżnych form lądowych. Kartowanie dna morskiego i podwodnych ruchów Ziemi: tworzenie dwu- i trójwymiarowych modeli dna morskiego i jego rzeźby, tworzenie pionowych przekrojów dna, określanie wielkości podpowierzchniowych ruchów mas Ziemi, szacowanie stabilności zboczy i ich wpływu na kształtowanie krajobrazu dna morskiego na szelfach kontynentalnych, szacowanie wielkości globalnego transportu osadów. Zarządzanie rybołówstwem: 31

kontrola i ochrona rybołówstwa, monitorowanie statków rybackich, pomiary ilościowe ryb i kontrola ich migracji, tworzenie modeli ilustrujących rozmieszczenie morskiej flory i fauny oraz hydrologii środowiska oceanicznego, planowanie i ocena produktywności morskich zasobów biomasy, badanie zależności i związków mających wpływ na zmiany biomasy, tzn. żywych zasobów morskich w przestrzeni i czasie tworzenie funkcjonalnych czterowymiarowych (4-D) baz danych, szacowanie wielkości zanieczyszczeń, monitorowanie źródeł zanieczyszczeń w celu ochrony ekosystemów morskich, ocena wpływu antropologicznej działalności na rozwój środowiska morskiego, planowanie tworzenia sztucznych środowisk wodnych dla celów gospodarczo-ekonomicznych w rejonach płytkowodnych. W kolejnej części artykułu zostaną omówione przykładowe morskie projekty badań wykorzystujące w technologię GIS. Autor zdecydował się na przybliżenie dwóch programów, których charakter badań jest interdyscyplinarny i wprowadzony w skali globalnej. 4. BADANIA WYKORZYSTUJĄCE TECHNOLOGIĘ GIS W tej części artykułu zostaną omówione trzy projekty badań, wykorzystujące technologię GIS. Na wybór przez autora opisanych niżej programów miał wpływ zarówno ich interdyscyplinarny charakter, jak i wprowadzenie ich na poziomie globalnym. Program RIDGE został powołany dla zbadania i zrozumienia geofizycznych, geochemicznych i geobiologicznych aspektów dna morskiego w skali globalnej [14]. Najważniejsze osiągnięcia programu RIDGE w ostatnim dziesięcioleciu to: zbadanie i odwzorowanie nieznanych dotąd obszarów grzbietów oceanicznych, zobrazowanie struktury płaszcza ziemskiego za pomocą sondowania wydobywającej się magmy, przy zastosowaniu geofizycznych i geochemicznych urządzeń i technik, rejestrowanie i udokumentowanie podwodnych erupcji wulkanicznych oraz ruchów płyt tektonicznych wraz ze zjawiskami im towarzyszącymi, odkrycie i udokumentowanie aktywnych wulkanicznych, hydrotermalnych i biologicznych systemów w rejonach badań, 32

odkrycie i scharakteryzowanie makro- i mikrobiologicznych społeczności występujących w głębinach morskich. Program GOOS (The Global Ocean Observing System) został powołany do przeprowadzenia obserwacji, opracowania predykcji i analizowania globalnego klimatu oceanu na podstawie gromadzenia i opisywania stanów hydrometeorologicznych akwenów mórz i oceanów [15]. Główne zadania i osiągnięcia GOOS to: stworzenie ogólnoświatowej bazy ciągłych hydrometeorologicznych obserwacji oceanów, rozwinięcie i wprowadzenie skoordynowanej strategii zbierania, nabywania i wymiany danych hydrometeorologicznych, ułatwienie dostępu do korzystania z baz danych w zakresie ochrony środowiska czy usług hydrometeorologicznych i oceanograficznych, skoordynowanie trwających programów w GOOS i zapewnienie ich integracji w zakresie globalnej obserwacji i środowiskowych strategiach zarządzania, prowadzenie badań klimatologicznych w skali ogólnoświatowej, w szczególności z uwzględnieniem stref przybrzeżnych, badanie zasobów biologicznych mórz i oceanów, monitoring zanieczyszczeń na obszarach morskich, bezpieczeństwo i ochrona mórz i oceanów. Program VENTS (National Oceanic and Atmospheric Administration NOAA) jest inicjatywą międzynarodową powołany został do zbadania relacji między geologiczną budową dna morskiego a działalnością wulkaniczną i jej wpływem na globalne zmiany środowiskowe. Łączy ona naukowców z różnych dyscyplin, jak: geofizyka, geologia, fizyka, oceanografia, chemia, biologia głębinowa oraz badania flory i fauny oceanicznej [13] (rys. 4). Rys. 4. Główne zadania programu VENTS [1] Główne cele programu VENTS: hydroakustyczny monitoring sejsmiczności oceanicznej, 33

monitoring wielkich ssaków morskich (wielorybów), rozwijanie metod lokalizacji i rozplanowywania urządzeń monitoringu hydrotermalnego, monitorowanie zmienności i rozwoju procesów hydrotermalnych, szczególnie tych, które następują po podwodnych erupcjach wulkanicznych, badanie zależności między hydrotermalnymi, magmowymi i tektonicznymi procesami wzdłuż systemu grzbietów oceanicznych, określenie i modelowanie rozprzestrzeniania się substancji (związków chemicznych, pierwiastków, np. aluminium) w oceanach, modelowanie podwodnych erupcji wulkanicznych. Źródła danych i informacji wykorzystywanych w morskich technologiach GIS zostały przedstawione na rysunku 5. Informacje środowiskowe programu VENTS oraz ich podział ze względu na rodzaj danych i formę ich topologii przedstawia rysunek 6. Źródła informacji w morskich GIS urządzenia zdalnej akwizycji podpowierzchniowe człowiek model cyfrowy akustyczne jedno i wielowiązkowe sonary boczne wizualne podwodne inne instrumenty zakotwiczone fotografia 35mm prądomierze przydenne oceaniczne sejsmometry wizualne oszacowywanie szerokopasmowe echosondy video fotografia cyfrowa elektromagnetyczne statkowe urządzenia pokładowe holowane magnetometry satelitarne lotnicze Rys. 5. Źródła informacji wykorzystywanych w morskich technologiach GIS [12]. 34

SKANERY WIELOWIĄZKOWE PODWODNA BATYMETRIA WYSPECJALIZOWANE ZDJĘCIA: TYPY LAWY, OSADÓW, MORFOLOGIA DNA, BIOLOGIA SEJSMICZNA STRUKTURA TRANSPONDERY I URZĄDZENIA LOKACYJNE SKŁAD CHEMICZNY INTEGRACJA ANALIZA KARTOWANIE GIS HYDROGRAFIA: TEMPERATURA, ZASOLENIE MORSKIE OŚRODKI VENT LĄDOWE OŚRODKI SEJSMOLOGICZNE URZĄDZENIA NAWIGACYJNE NA STATKACH BADAWCZYCH KAMERY CYFROWE NA STATKACH BADAWCZYCH HYDROFONY SEJSMOLOGICZNE RODZAJ DANYCH: OCEANOGRAFICZNE GEOLOGICZNE GEOFIZYCZNE CHEMICZNE TOPOLOGIA: PUNKTY WEKTORY POWIERZCHNIE OBJĘTOŚCI Rys. 6. Graficzne przedstawienie danych środowiskowych programu VENTS [12]. 5. SYSTEMY INFORMACYJNE NA STATKU MORSKIM ECDIS, tzn. System Zobrazowania Elektronicznej Mapy i Informacji Nawigacyjnej, oznacza nawigacyjny system informacyjny, który wraz z odpowiednimi urządzeniami rezerwowymi może być uznany za odpowiadający aktualnym mapom wymaganym przez prawidło V/27 Konwencji SOLAS 1974 umożliwia on wyświetlanie wybranych informacji z systemowej elektronicznej mapy nawigacyjnej SENC wraz z informacją pozycyjną pochodzącą z nawigacyjnych czujników pomiarowych oraz wyświetlanie dodatkowych informacji związanych z nawigacją, wspierając nawigatora w planowaniu i kontroli trasy [9, 10]. ECDIS jest jak na razie jedynym systemem w technologii GIS wprowadzonym, standaryzowanym i ujednoliconym na poziomie globalnym, tworzonym w ramach organizacji międzynarodowych i uznanym przez administracje morskie. Informacje systemu nawigacyjnego ECDIS przechowywane są w relacyjnych bazach danych wektorowych, co pozwala na skuteczną i szybką wymianę danych. Z punktu widzenia nawigatora wprowadzenie systemu ECDIS zwiększa bezpieczeństwo, a przez to także poczucie komfortu w realizowaniu zadań związanych z podróżą statku wytyczonymi trasami. 35

Najważniejszą cechą map elektronicznych jest to, że pozwalają obserwować na bieżąco nie tylko aktualną pozycję, ale również stwierdzać istnienie zagrożeń dla statku, ludzi czy ładunku (rys. 7). Rys. 7. Fragment mapy podejścia do Singapuru Singapore Strait and Eastern Approaches No 2403. Zadeklarowana: izobata bezpieczeństwa (Safety Contour) 20 m i głębokości bezpieczne (Safety Depth) 21m metrów. Mapa elektroniczna prezentowana w systemie ECDIS NaviSailor firmy Transas Marine, Symulator Katedry Nawigacji, Akademia Morska w Gdyni [5] Światowy Morski System Powiadamiania o Niebezpieczeństwie i Zapewnienia Bezpieczeństwa GMDSS (Global Maritime Distress and Safety System) to system, w którym na statku przychodzą informacje dotyczące ostrzeżeń nawigacyjnych, meteorologicznych, czy dotyczących akcji poszukiwania i ratowania (SAR operations). Jest on łączony z systemem map elektronicznych. W połączeniu ECDIS z GMDSS aktualizacja danych elektronicznych map nawigacyjnych będzie odbywała się w zależności od możliwości systemu GMDSS, a zwłaszcza jego części kosmicznej, tzn. INMARSAT (morskiego systemu radiokomunikacji satelitarnej). Proponuje się wykorzystanie systemu INMARSAT EGC, przekazującego informacje dla statków w ramach systemu Safety Net [10]. Przyszłością, która powoli staje się rzeczywistością, jest zastosowanie ekspertowych systemów map elektronicznych do nawigacji w trudnych akwenach (np. podejściach do portu), w czasie nawigacji z pilotem na pokładzie. Takim systemem może być pilotażowy program wprowadzany w 36

Los Angeles (USA) pod nazwą Pilot Mate. Jest to narzędzie wykorzystywane przez pilotów, będące pomocą we wprowadzaniu statków do portów. Celem programu jest stworzenie takich urządzeń, by port objęty tym systemem mógł funkcjonować nawet podczas bardzo niekorzystnych warunków hydrometeorologicznych (gęstej mgły, intensywnych opadów). System ten operuje w ramach VTS i AIS [8]. Może zostać uruchomiony na statku w przeciągu kilku minut od wejścia na pokład. Postęp technologiczny umożliwia już teraz szybkie prowadzenie prac sondażowych sondami wielowiązkowymi dużej dokładności MBES (Multi Beam Echo Sounder). Otrzymane dzięki temu informacje pozwalają na trójwymiarową wizualizację danych w układzie (x,y,z) oraz na uzyskanie szczegółowego numerycznego modelu terenu DTM (Digital Terrain Model). Trójwymiarowe nautyczne mapy cyfrowe 3DNC (Three Dimensional Nautical Chart) będą najprawdopodobniej następnym krokiem wizualizacji danych i rozwoju map elektronicznych, które pokazują trójwymiarowy obraz dna morskiego. Istnieją również próby modelowania kształtu dna morskiego za pomocą sztucznych sieci neuronowych. Kolejnym krokiem będzie dynamizacja treści map i przedstawianie kształtu izobat w funkcji czasu, tzw. mapy czterowymiarowe 4D [10]. Główne zadania stojące przed ECDIS w najbliższej przyszłości to: opracowanie podstaw prawnych przez administracje krajowe w celu pełnego wdrożenia systemów ECDIS, rozwój struktur topologicznych baz danych, szczególnie w kierunku danych 3-D i obszarów szczególnie trudnych nawigacyjnie, przyspieszenie prac nad sprawnym przesyłaniem aktualizacji map elektronicznych szczególnie systemem satelitarnym, dalsza integracja urządzeń i podsystemów wchodzących w skład systemu ECDIS, wizualizacja danych AIS, ARPA, tworzenie nowych regionalnych ośrodków baz danych, rozwój technicznej i prawno-administracyjnej infrastruktury ogólnoświatowej bazy danych map nawigacyjnych WEND (World Wide Electronic Navigational Database). 6. PODSUMOWANIE Reasumując: Systemy GIS odgrywają dużą rolę w zrozumieniu świata, stają się coraz bardziej powszechne i użyteczne. W środowisku morskim powstają nowe bardziej skomplikowane i rozbudowane programy wykorzystujące technologię GIS pozwalającą eksploratorom, szczególnie nawigatorom, lepiej i skuteczniej wykorzystywać zdobycze współczesnej nauki. 37

LITERATURA 1. JURDZIŃSKI M., WEINTRIT A., Mapa elektroniczna w nawigacji morskiej, skrypt WSM, Gdynia 1992. 2. KRAAK M. J., ORMELING F., Kartografia: wizualizacja danych przestrzennych, PWN, Warszawa 1998. 3. KOSTĘPSKI M., Morskie zastosowania Geograficznych Systemów Informacyjnych, praca magisterska, pod opieką promotora Adama Weintrita, Katedra Nawigacji, Akademia Morska, Gdyni 2004. 4. LONGLEY P. A., GOODCHILD M. F., MAGUIRE D. J., RHIND D.W., Geographic Information Systems and Science, John Wiley & Sons, Ltd, Chichster, England 2001. 5. MYRDA G., GIS czyli mapa w komputerze, Helion, Gliwice 1997. 6. STEPNOWSKI A., Systemy akustycznego monitoringu środowiska morskiego, GTN, Gdańsk 2001. 7. URBAŃSKI J., Zrozumieć GIS analiza informacji przestrzennej, Warszawa 1997. 8. VISO J., Portable Pilot Unit, Pioneering use in US waters, Seaways, The International Journal of The Nautical Institute, November 2003. 9. WEINTRIT A., Elektroniczna mapa nawigacyjna, Wprowadzenie do nawigacyjnych systemów informacyjnych ECDIS, WSM, Gdynia 1997. 10. WEINTRIT A., DZIULA P., MORGAŚ W., Obsługa i wykorzystanie systemu ECDIS. Przewodnik do ćwiczeń na symulatorze, Akademia Morska, Gdynia 2004. 11. WEINTRIT A., Modelowy kurs IAMU obsługi i wykorzystania systemu ECDIS, http://ecdis.am.gdynia.pl/iamu/, 2004 12. WRIGHT D. J., BARTLETT D. J., Marine and Coastal Geographical Information Systems, Philadelphia, USA 1999. 13. http://www.pmel.noaa.gov/vents/, odczyt kwiecień 2004. 14. http://ridge2000.bio.psu.edu/newr2ksite/aboutridge/aboutridge2000.html, odczyt kwiecień 2004. 15. http://www.gos.udel.edu/ios/goos_ios.htm, odczyt kwiecień 2004. 38