Podstawy GIS Zakład Systemów Informacji Przestrzennej i Geodezji Leśnej Katedra Urządzania Lasu, Geomatyki i Ekonomiki Leśnictwa SGGW w Warszawie http://witch.sggw.waw.pl/
System Informacji Geograficznej System: grupa powiązanych pomiędzy sobą rzeczy i czynności, oddziaływujących wzajemnie na siebie w ściśle określonym 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 umożliwiające przeprowadzanie analiz przestrzennych
Informacja geograficzna To odpowiedź na pytania: gdzie znajduje się obiekt lub zjawisko? co znajduje się we wskazanym miejscu? jakie cechy przestrzenne ma wskazany obiekt lub zjawisko? Może być bardzo precyzyjna lub ogólna (skala) Może być dynamiczna Może mieć charakter ciągły lub dyskretny Jej przechowanie może wymagać zaangażowania wielkich ilości środków technicznych
Formy informacji geograficznej niektóre elementy przestrzeni geograficznej mają charakter dyskretny, np. dom, drzewo, rzeka, województwo inne są ciągłe i zmieniają się w zależności od miejsca na powierzchni ziemi, np. temperatura, ciśnienie, rzeźba terenu
Formy informacji geograficznej Las Nie - Las Czasami rozróżnienie zjawisk ciągłych i dyskretnych może być 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 ciągłe w GIS Siatka rastrowa Regularna siatka punktów Zapis rastrowy lub wektorowy
Dane ciągłe 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 są: w postaci modelu wektorowego w postaci modelu rastrowego Dane opisowe zapisane są w postaci relacyjnej bazy danych
Wektorowy model danych GIS punkty linie powierzchnie Node y Vertex x
Prosty model wektorowy punkty zapisywane są jako pary współrzędnych X, Y linie to uporządkowane serie par współrzędnych powierzchnie (poligony) to uporządkowane serie par współrzędnych X, Y, gdzie punkt początkowy i końcowy to ten sam punkt
Pow Współrzędne 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 mogłyby być zakodowane w podobny sposób. Nie ma związku pomiędzy punktami, liniami i powierzchniami. 1 2 3 4 5 6
Topologiczny model wektorowy zapisywane są współrzędne X, Y obiektów oraz ich wzajemne relacje przestrzenne nazywany często modelem arc-node arc oznacza linię node to punkty końcowe linii (segmentów liniowych) Topologia to opis wzajemnych relacji zachodzących pomiędzy elementami geometrycznymi w ramach jednej warstwy informacyjnej
6 5 4 3 2 1 Node X Y I 1 4 II 4 4 III 6 4 IV 4 1 I O = poligon zewnętrzny B 1 A 4 5 C 2 3 IV 1 2 3 4 5 6 6 II 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 współrzędnych przy pomocy klawiatury dane GPS digitalizacja skanowanie i wektoryzacja ekranowa
Dane z GPS Dane zarejestrowane za pomocą odbiorników GPS mogą być bezpośrednio wczytane do bazy danych GIS
Digitalizacja Digitalizacja treści map (analogowych materiałów źródłowych) za pomocą digitizerów
Digitizer w pulpicie digitizera zatopiona jest metalowa siatka wytwarzająca pole elektromagnetyczne kursor posiada cewkę, w której indukowany jest prąd elektryczny y x
Skanowanie i wektoryzacja Materiały analogowe poddawane są skanowaniu (zamiana na postać rastrową) Obraz rastrowy poddawany jest kalibracji geometrycznej i wektoryzacji
Wektoryzacja na ekranie Obraz rastrowy wyświetlany jest na ekranie monitora Przeprowadzana jest ręczna lub półautomatyczna 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 b b c c c c b c c c c c c c c c c c
Rastrowy model danych - cechy prosta struktura zbioru danych - wiersz i kolumna elementu rastra łatwość ustalania związków przestrzennych między obiektami prostota algorytmów modyfikacji, analiz i wyszukiwania danych odpowiedni do reprezentacji zjawisk o charakterze ciągłym
Dane rastrowe - pozyskanie w wyniku procesu skanowania z przetworników analogowo-cyfrowych cyfrowe kamery telewizyjne cyfrowy aparat fotograficzny standardowe pliki graficzne konwersja wektor - raster
Konwersja wektor - raster a b Poligony c
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 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 Linie 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Dane opisowe (atrybuty) dane opisowe przechowywane są w oddzielnych zbiorach i w innym formacie (relacyjne bazy danych) obiekty geometryczne posiadają identyfikatory odnoszące się 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 mogą być 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 ręczne wprowadzanie danych za pomocą klawiatury arkusze kalkulacyjne systemy obsługi baz danych automatyczne czytniki i rejestratory
SIP postać bazy geometrycznej Raster Wektor Rzeczywistość
Funkcje GIS-u Wprowadzanie danych... Ich magazynowanie... A także przetwarzanie Zadawanie pytań do systemu Analiza otrzymanych wyników... I prezentacja
Numeryczny Model Terenu - NMT Numeryczny model terenu to zbiór odpowiednio wybranych punktów powierzchni o znanych współrzędnych x,y,z oraz algorytmów interpolacyjnych umożliwiających odtworzenie jej kształtu dla określonego obszaru.
Globalna Wizualizacja - nowe spojrzenie na informację geograficzną Bardzo szybkie i ciągłe Interaktywn ywne Zintegr ntegrowane z Geobazą Różne poziomy szczegółowości... obrazy, modele terenu i dane wektorowe
Zastosowania technologii GIS Telekomunikacja Informacje o istniejących i planowanych zasobach sieci telekomunikacyjnych, a także dane o abonentach usług, mają swoje odniesienia przestrzenne. GIS umożliwia zarządzanie zasobami, projektowanie rozwoju sieci i analizowanie wszelkich danych potrzebnych do obsługi abonentów usług
Zastosowania technologii GIS Demografia i statystyka GIS umożliwia wykorzystanie danych demograficznych i statystycznych, prowadzenie analiz, badanie trendów rozwojowych, wspomaganie działalności sektora bankowego i finansowego poprzez dostarczanie aktualnych informacji o zjawiskach zachodzących wybranych obszarach
Zastosowania technologii GIS Transport Planowanie tras przejazdów i rozwożenia towarów wymaga przeprowadzenia analiz przestrzennych, umożliwiających ich optymalizację, uwzględniając zamówienia klientów i planowanie dostaw.
Zastosowania technologii GIS Administracja GIS wspomaga działanie administracji publicznej umożliwiając wykorzystywanie olbrzymich ilości informacji niezbędnych do efektywnego zarządzania. System GIS można wykorzystać do sporządzania map, modeli powierzchni terenu, zarządzania i ochrony zasobów naturalnych, tworzenia planów zagospodarowania przestrzennego, podnoszenia efektywności służb komunalnych itd..
Co to jest GIS? Administratorzy Zarządzająy Specjaliści GIS Użytkownicy końcowi Ludzie Software GIS Bazy danych Systemy operacyjne Sieci Dane Komputery Sieci Peryferia graficzne Hardware GIS Specyfikcje Standardy Reguły postępowania Dane wektorowe Dane rastrowe Dane teledetekcyjne Dane opisowe Procedury