Wykład 13

Wykład 13
Systemy Informacji Przestrzennej
Systemy Informacji Przestrzennej
1
Mapa jako element Systemu
Informacji Geograficznej
Systemy Informacyjne
Systemy Informacji przestrzennej
Systemy Informacji
Geograficznej
‘małe skale’
Systemy Informacji
Terenowej
Systemy Informacji Przestrzennej
‘duże skale’
2
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
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
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
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
Jednostka przestrzenna - obiekt
typ
atrybuty
czas
obiekt
wektor
geometria
relacje
raster
Systemy Informacji Przestrzennej
7
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
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
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
Inne źródła pozyskiwania danych
Stereodigitalizacja zdjęć lotniczych
Pliki współrzędnych
Niekartometryczne materiały archiwalne,
jak:
- szkice,
- wykazy,
- zarysy.
Systemy Informacji Przestrzennej
11
Podstawowe funkcje Systemu
Informacji Przestrzennej
Przetwarzanie danych
Wprowadzanie
danych
Zarządzanie
bazą danych
Systemy Informacji Przestrzennej
Wyprowadzanie
danych
12
SIP podstawowe elementy
systemu
sprzęt,
oprogramowanie,
instytucje, tj. ludzie i organizacje,
dane.
Systemy Informacji Przestrzennej
13
Struktura GIS
Organizacja
zarządzanie
wprowadzanie
przetwarzanie
prezentacja
gromadzenie
Dane
przestrzenne
użytkownicy
14
Systemy Informacji Przestrzennej
NMT- prekursor systemów
geoinformatycznych
Systemy Informacji Przestrzennej
15
System Informacji Przestrzennej
Systemy Informacji Przestrzennej
16
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
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
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
SIP - integracja danych
Multimedia
GPS
SIP
Teledetekcja
Mapy
Pomiary terenowe
Systemy Informacji Przestrzennej
20
SIP - modele danych
Podział danych na warstwy informacyjne
Modele rastrowe,
Modele wektorowe
- topologiczne
- nietopologiczne.
Systemy Informacji Przestrzennej
21
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
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
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
wartość rzeczywistą. 24
Systemyinną
Informacji Przestrzennej
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
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
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
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
Elementy systemu GIS
Sprzęt
Oprogramowanie
Instytucje - tj ludzie i organizacje
Dane
Systemy Informacji Przestrzennej
29
GIS i wizualizacja
Poznanie rysunek
Analiza
Prezentacja
Systemy Informacji Przestrzennej
30
Zastosowania GIS
Integracja danych
Analiza przestrzenna
Łączenie z modelami opracowanymi
dla określonych użytkowników
Systemy Informacji Przestrzennej
31
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
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
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
SIP - zastosowanie
Usługi
Transport
Wojsko
Hydrologia
Infrastruktura
Demografia
Monitoring
Środowisko
...........
Systemy Informacji Przestrzennej
35
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