06 Faze razvoja GIS-a 01092010 - rgn.hr
Transcript of 06 Faze razvoja GIS-a 01092010 - rgn.hr
Faze razvoja GIS -a
Dario Perkovi ć 2010
O S N O V E G E O I N F O R M A T I K E
2Faze razvoja GIS-a
GIS je danas u svijetu općeprihvaćeni sinonim za računalno
procesiranje informacija o prostoru. Slično kao i kod drugih info-
tehnologija, za potrebe GIS-a vrši se prikupljanje podataka na
temelju čega se obavlja modeliranje, analiziranje i prikazivanje
podataka. No, u GIS-u se svaki od gornjih postupaka ostvaruje
bitno drugačije nego u nekim drugim tehnologijama. Razvoj GIS-a
može se podijeliti u četiri faze:
� ulaz podataka u GIS (prikupljanje podataka)
� tematsko modeliranje (preklapanje GIS slojeva)
� prostorne operacije (prostorna analiza)
� prikazivanje (vizualizacija)
3Faze razvoja GIS-a
ULAZ PODATAKA U GIS
4Faze razvoja GIS-a
Ulazni podaci su ono na čemu se temelji sve ostalo u GIS-u.
Možemo reći da su oni najbitniji , i stoga su i troškovi za njihovo
prikupljanje najviši , bez obzira kojom se metodom služili. U
obuhvatu podataka treba razlikovati:
• prostorne podatke (geometrijske objekte s koordinatama).
• pripadajuće opisne podatke (atribute geografskih objekata)
Oblici ulaznih podataka
5Faze razvoja GIS-a
Često prostorne podatke nazivamo i grafi čkim podacima
iako to nije sasvim točno, budući da postoje grafički podaci
koji privremeno (stara papirnata karta s označenim
koordinatama) ili trajno (fotografija izvorišta) nemaju smještaj
u prostoru. Pripadajući opisni podaci prostornih podataka se
često nazivaju negrafi čki podaci.
Oblici ulaznih podataka
6Faze razvoja GIS-a
Metode prikupljanja grafi čkih podataka su:
� preuzimanje koordinata (objekti s javnodostupnim
koordinatama)
� terenska izmjera (GPS, geodetske stanice)
� fotogrametrijska izmjera (terestrička i aerofotogrametrija)
� satelitski snimci (fotografski i radarski sustavi, specijalni
skeneri)
� digitalizacija karata (vektorska i rasterska)
Prikupljanje
Grafički podaci
7Faze razvoja GIS-a
Nakon unosa podaci se podvrgavaju kontroli jer prilikom crtanja
često dolazi do grešaka: manjkavost linija, loše spojene linije,
poligoni nisu zatvoreni, poligon nema referentne točke ili ih ima više,
i dr.
Ureñivanje podataka podrazumijeva otklanjanje grešaka odnosno
različite izmjene geometrijskih objekata. Linijski objekt ili element se
može razdijeliti u više elemenata, spajati, kopirati na drugu lokaciju,
mijenjati, rotirati, brisati itd. Mogu se spajati grafičke baze podataka
organizirane po listovima (područjima).
Kontrola i ureñivanje podataka
Grafički podaci
8Faze razvoja GIS-a
Ažuriranje podataka je potrebno zbog izmjena koje nastaju na
terenu (promjene granica katastarskih čestica, izgradnja objekata,
promjena vrste vegetacije i dr.) ili zbog prikupljanja novih podataka i
izmjene postojećih.
Ažuriranje podataka
Grafički podaci
9Faze razvoja GIS-a
Digitalizacija je najčešći oblik prikupljanja ulaznih grafičkih podataka. Prednost digitalizacije je u cijeni koja je daleko niža od ostalih metoda. Mana se ogleda u odreñenoj starosti i neažurnosti karata pa je vremenom potrebno nabaviti novije (ukoliko postoje) digitalne verzije službenih tiskanih karata.
Postoje dvije vrste digitalizacije: vektorska i rasterska . Kod vektorske digitalizacije, digitalizira se točka po točka, pa se nakon transformacije koordinata u zemaljski koordinatni sustav dobiva vektorski model podataka. Rasterska (točkasta) digitalizacija je u stvari skeniranje karte, na posebnom rasterskom digitalizatoru, skeneru (engl. scanner).
Digitalizacija
Grafički podaci
10Faze razvoja GIS-a
Poželjna rezolucija u GIS-u je 300 točaka po inču (DPI), broj boja je
najčešće 256 (8-bit) a format datoteke je nekomprimirani TIF .
Rezolucija je dovoljna za većinu starih tiskanih karata jer u slučaju
satelitskih i ortofoto karata najčešće niti nema digitalizacije. Broj
boja nije veći jer se na ovaj način omogućuje uklanjanje rubova u
slučaju izrade mozaika susjednih karata. Nekomprimirani TIF je
potreban zbog kompatibilnosti s nekim starijim softverima
(ArcView, Geotransformer), inače je moguće koristiti i druge brojne
formate rastera.
U praksi se često skenirane karte naknadno vektoriziraju pomoću
programa za automatsku ili poluautomatsku vektorizaciju.
Digitalizacija
Grafički podaci
11Faze razvoja GIS-a
Odnos i rukovanje grafičkim podacima u GIS-u
Grafički podaci
12Faze razvoja GIS-a
Negrafi čki (opisni) podaci prikupljaju se i unose u bazu podataka
na uobičajene načine kao i kod drugih informacijskih sustava:
• neposredno preko tipkovnice računala ili terminala
• preko čitača za optičko prepoznavanje znakova (tzv. OCR
softver)
• čitanjem datoteke spremljene u bilo kojem standardnom
formatu
• neposrednim prijenosom s drugog računala putem
komunikacijske veze: kabel (port COM/LPT1/USB/Fireware),
modem (serijski/USB/ISDN/xDSL/kablovski), lokalna mreža –
LAN (Ethernet), WLAN (Wi-Fi), globalna mreža - WAN (Internet)
Negrafički podaci
13Faze razvoja GIS-a
Za unos preko tipkovnice računala, podaci moraju biti
pripremljeni i formatirani u obliku obrazaca, tablica, zemljovida i
sl. Ako postoje različiti izvori podataka, preporučuje se kreirati
obrasce (kao što je npr. hidrogeološki katastarski listić) u kojima
će se podaci prikupljati, a naknadno unositi u bazu podataka.
Upotreba GIS tehnologije ne isključuje mogućnost
pohranjivanja podataka i u klasičnim arhivama. Ponekada se u
nedostatku originalne papirnate karte može kreirati i isprintati
karta iz GIS sustava te se pohraniti u arhivi karata.
Negrafički podaci
14Faze razvoja GIS-a
Svaki objekt prikazan u GIS-u geometrijskim oblikom povezuje se
s nekim tematskim aspektima. Zato GIS mora imati sposobnost i
geometrijskog i tematskog modeliranja prostornih podataka.
Analizom podataka moguće je prekrivanje, tj. tematsko spajanje
slojeva, čime se mogu dobiti razna rješenja prema željenim
kriterijima. Npr. geološki sloj nekog područja može se prekriti
tematskim slojem koji sadrži trasiranje podzemnih voda.
Tematsko modeliranje
15Faze razvoja GIS-a
Prostornim povezivanjem informacija s različitih slojeva dolazi se do rješenja.
16Faze razvoja GIS-a
Analize podataka, kod toga posebno prostorne analize, od
najvećeg su značaja u GIS-u. Analize predviñaju sljedeće
postupke:
• utvrñivanje objekata i kriterija,
• priprema i izvršenje prostornih operacija,
• priprema i izvršenje opisnih (tabličnih) analiza,
• interpretacija prije finalne vizualizacije
Prostorne operacije
17Faze razvoja GIS-a
U prostornim analizama se koriste prostorni operatori , prostorni
podaci i njihove topološke veze . U prostorne analize/operacije
ubrajamo: projekcije, generalizacije tematskog sloja, spajanja,
zoniranja, selekcije, unije, presjeke, razlike, ograničavanja itd.
“Buffer” analiza ili analiza susjedstva predstavlja kreiranje zona
oko točkastih, linijskih i poligonalnih objekata.
Prostorne operacije
18Faze razvoja GIS-a
BUFFER ANALIZA
Koje parcele se nalaze u pojasu od 60m od rijeke?
19Faze razvoja GIS-a
Vizualizacija
Kao odgovor na većinu upita izvještaj se dobiva u obliku tematske karte. Vizualizacija informacija u obliku karte ima niz značajnih prednosti u odnosu na numeričke izvještaje. Raspored, pravila kretanja i promjene nekih vrijednosti puno je lakše uočiti na tematskoj karti, nego što se može naći u tablicama sa slovnobrojčanim podacima. GIS omogućava kreiranje različitih oblika izveštaja - tematskih 2D karata, 3D modela terena, simulacija leta i klasičnih tabličnih izvještaja.
20Faze razvoja GIS-a
21Faze razvoja GIS-a
GIS KOMPONENTE
22Faze razvoja GIS-a
GIS komponente
23Faze razvoja GIS-a
Računalno podržana kartografija i sustavi za računalno podržano
oblikovanje (CAD) su dali snažan doprinos razvoju GIS-a kojega
danas poznajemo. Razvojem informacijskih tehnologija u svim
područjima obrade koja su vezana na prostor došlo je do pojave
GIS-a kakav danas poznajemo.
GIS komponente
24Faze razvoja GIS-a
GIS čine sljedeće komponente (segmenti):
� organizirani i obučeni kadrovi (korisnici , ljudstvo – engl. lifeware)
� tehnička (računalna) oprema (hardver , računalna podrška –engl. hardware)
� programska podrška (softver , programski paketi, aplikacije –engl. software)
� podaci (engl. data)� metode (engl. methods, IT izraz - engines)
GIS komponente
25Faze razvoja GIS-a
Korisnici
Ni najbolja računala i najsavršeniji softver ne vrijede puno bez
kvalificiranih korisnika koji će upravljati sustavom. Raspon GIS
korisnika kreće se od GIS specijalista koji razvijaju i održavaju
sustav, korisnika koji samo pregledavaju podatke, korisnika koji
samo unose podatke, naprednijih korisnika koji rabe sve
mogućnosti GIS softvera itd..
GIS komponente
26Faze razvoja GIS-a
Softver
GIS softver osigurava funkcije i alate neophodne za prikupljanje,
analizu i prikazivanje podataka o prostoru. Ključne komponente
su:
• alati za unos i obradu prostornih informacija,
• sustavi za upravljanje bazama podataka (DBMS),
• alati za podršku prostornim upitima, analizama i
vizualizaciji
• grafički korisničko sučelje za jednostavno korištenje alata
GIS komponente
27Faze razvoja GIS-a
Hardver
Hardver je fizičko računalno okruženje na kome GIS radi. GIS
softveri se izvršavaju na velikom broju računalnih platformi, od
servera, do stolnih (desktop) i prijenosnih (laptop) računala.
Podaci
Najvažniji dio GIS-a su podaci. Podaci o prostoru (kartografski i
tablični) mogu se dobiti konverzijom klasične papirnate
dokumentacije u odgovarajuće GIS kompatibilne formate ili
kupnjom već postojećih GIS podataka koji postoje na tržištu.
GIS komponente
28Faze razvoja GIS-a
Metode
GIS kao sustav i tehnologija funkcionira kroz 6 osnovnih
ugrañenih mogućnosti/metoda:
� prikupljanje podataka,
� pohranjivanje podataka,
� upravljanje podacima,
� dohvat podataka,
� analiza podataka i
� prikaz podataka.
GIS komponente
29Faze razvoja GIS-a
• računalo starije generacije - za vektorski GIS i unos atributnih podataka
• računalo novije generacije - za rasterski i vektorski GIS, ispis karata, rotacija rastera i izrada mozaik prikaza
• monitor (minimalno 17”), poželjna dva monitora• LAN (lokalna mreža) ako je GIS u višekorisničkom ili klijent-server
okruženju• Internet veza (zbog podrške s WWW-a u obliku programskih rješenja i
korisničkih foruma)• skener (rotacijski ili A3 stolni)• ploter (24”, 36”, 42”,...) za ispis duljih, višemetarskih karata• printer (A4/A3/A2) za ispis manjih karata
GIS komponente - hardver
30Faze razvoja GIS-a
• ESRI ArcView GIS (verzije 3.1, 3.2a, 3.3) – nema posebne hardverske zahtjeve i radi na svim Windows platformama počevši od Win95
• ESRI ArcGIS (verzije 8.x, 9.x, 10) - nova generacija GIS softvera, poboljšana razmjena sadržaja s drugim aplikacijama
• BlueMarble Geographic Transformer – aplikacija za georeferenciranje skeniranih podloga ali i za geotransformacije rastera
• MSP Geotrans – aplikacija za konverzije koordinata• Access – aplikacija (sustav) za upravljanje strukturiranom
negrafičkom bazom podataka • Photoshop/Paintshop Pro – aplikacija za obradu skeniranih podloga
GIS komponente - softver
31Faze razvoja GIS-a
• AutoCAD/Microstation – aplikacija za prihvat digitaliziranog sadržaja sa klasičnih (papirnatih) karata
• Excel – aplikacija za obradu veće količine dinamičkih slovnobrojčanih podataka i njihovu interpretaciju u obliku dijagrama
• Surfer - aplikacija za interpolaciju i prikaz XYZ podataka (2D, 3D)• RockWorks - aplikacija za geološku namjenu s mnoštvom ugrañenih
podmodula• LogPlot - aplikacija za izradu profila bušotine (litologija, hidrogeologija,
tehnički podaci o ugradnji)• itd.
GIS komponente-softver
32Faze razvoja GIS-a
PRIMJENA
33Faze razvoja GIS-a
• Izrada znanstvenih i stručnih radova (članci, završni i diplomski
radovi, disertacije, studije i elaborati)
• Izrada tkz. “brzih” podloga za definirano područje istraživanja
(rasterski podaci + vektorski podaci + objekti iz baze podataka)
• Izrada geološke, hidrogeološke ili bilo koje druge geo-karte
• Izrada karata sa zonama sanitarne zaštite
• Rezultati hidrogeološkog modeliranja sa vektoriziranom
podlogom
• Izrada studija utjecaja na okoliš
Svakodnevno u upotrebi u “RGN” struci
34Faze razvoja GIS-a
Hidrogeološka baza podataka (Access)
* brojevi u zagradama predstavljaju broj slogova u pojedinoj tablici
• bušeni objekti (6500): litologija (36000)hidrogeološki parametri (4000)tehnički podaci o ugradnji (14000)pokusno crpljenje (200)motrenje razina podzemne vode (2000)
• izvori (2800) podaci o vodi (1300)mjerenja kapaciteta (1700)podaci o kaptaži (1000)
• morfopojave: spilje, ponori, jame (330)• trase (180) s podtrasama (730)• meteorološki objekti: totalizatori, glavne met. postaje, kišomjeri, klim.
postaje (500)
A) NEGRAFIČKI PODACI
Ogromna količina dostupnih podataka
35Faze razvoja GIS-a
• 2000 objekata u Hrvatskoj s podacima o kvaliteti vode
• mjerenja kvalitete vode (19000) za 180 svojstava (komponenti)
Baza kvalitete podzemne i površinske vode (Access)
Podaci o mjerenju razina podzemne i površinske vode (Excel)
• 918 pijezometara u Gradu Zagrebu s mjerenjima od 1950.-
2003. godine
• vodostaji na rijekama od 1920.-2008. godine
• razine u zdencima
Ogromna količina dostupnih podataka
A) NEGRAFIČKI PODACI
36Faze razvoja GIS-a
Ostali klimatski, hidrološki i tehnički podaci (Excel)
• protoci na vodotocima
• temperature vode na hidroloških postajama
• temperature zraka na meteorološkim postajama
• količine oborina na meteorološkim postajama
• crpljenje u crpilištima i zdencima
Ogromna količina dostupnih podataka
A) NEGRAFIČKI PODACI
37Faze razvoja GIS-a
• skenirane i georeferencirane topografske karte 1:25000 i
1:100000 (Hrvatska)
• skenirane i georeferencirane topografske karte 1:5000
(neka područja)
• skenirane i georeferencirane geološke karte 1:100000
(Hrvatska)
• ortofoto karte (Zagreb)
• satelitski snimci (Zagreb)
Skenirane podloge (rasteri)
B) GRAFIČKI PODACI
Ogromna količina dostupnih podataka
38Faze razvoja GIS-a
B) GRAFIČKI PODACI
• karta sustava podzemne vode (EGPV) za područje države
• vektorizirane topografske podloge 1:300.000 (Hrvatska)
• vektorizirane geološke karte OGK100 za pojedine županije
• hidrogeološka karta 1:300.000 s nedetaljnom geologijom i
tektonikom (Hrvatska) i karta značajnijih vodonosnika
• pedološka karta
• slojnice terena za 3D model reljefa ekvidistancije 5-10 m
Digitalizirane podloge (vektori)
Ogromna količina dostupnih podataka