1

1. Odredi razmjer, geografsko područje interesa2. Definiraj rezoluciju (“veličinu zrna”) – najmanji element

koji želim identificirati3. Odaberi najprimjereniji model podataka4. Odredi koordinatni sustav5. Pronađi postojeće prostorne podatke6. Razradi digitalnu bazu podataka7. Dokumentiraj bazu podataka (porijeklo, kvaliteta

podataka)8. Izradi analizu9. Prezentiraj rezultate10. Ažuriraj bazu podataka

Osnovni koraci uspješne GIS analize

KOLI

ČIN

A PO

DATA

KA

PODRUČJE

Malo Veliko

POG

REŠK

E U

PO

DACI

MA

RAZMJER

REZOLUCIJA/VELIČINA ZRNASitnaGruba

KOLI

ČIN

A PO

DATA

KASK

UPO

ĆA P

ODA

TAKA

REZOLUCIJA

Modeli prostornih podataka

Kako ćemo unutar računalnog sustava reprezentirati entitete

iz stvarnog svijeta?

5

1. Odredi razmjer, geografsko područje interesa2. Definiraj rezoluciju (“veličinu zrna”) – najmanji element

koji želim identificirati3. Odaberi najprimjereniji model podataka4. Odredi koordinatni sustav5. Pronađi postojeće prostorne podatke6. Razradi digitalnu bazu podataka7. Dokumentiraj bazu podataka (porijeklo, kvaliteta

podataka)8. Izradi analizu9. Prezentiraj rezultate10. Ažuriraj bazu podataka

Osnovni koraci uspješne GIS analize

6

MODEL je apstraktno pojednostavljenje stvarnog svijeta• Stvarni svijet koji je kompleksan, modeliramo kako bi određeni

njegov dio/aspekt lakše proučili• Često smo i ograničeni sa količinom podataka koje možemo spremiti,

razinom detalja koju možemo zabilježiti, i vremenom koji imamo na raspolaganju za provedbu određenog projekta

• Geološka karta (bilo tiskana ili digitalna) je jedna vrsta modela jer ona predstavlja pojednostavljenu sliku jednog dijela stvarnog svijeta, onako kako ju je odredio terenski geolog

• Baza podataka (npr. ISVU) je također jedna vrsta modela

Izvor: Huisman & Rolf, 2009

7

Modeli mogu biti: Statički – modeli koji predstavljaju stanje u

određenom trenutku Dinamički – modeli koji naglašavaju promjene u

vremenu, koje su se zbivale nekoć, trenutno se zbivaju ili će se možda zbivati u budućnosti

Promjena kapaciteta za transport sedimenta u vremenu tijekom kišnog događaja

Izvor: http://www4.ncsu.edu/~hmitaso/gmslab/

8

Promjene koncentracije otopljenog anorganskog dušika u površinskim vodama Chesapeake Bay-a tijekom godine – visoke koncentracije se pojavljuju sa sjevera tijekom zime usljed pritjecanja slatke vode sa kopna, dok se one smanjuju tijekom ljeta sa utjecanjem slane vode

Izvor: http://www4.ncsu.edu/~hmitaso/gmslab/

9

ENTITET – “stvari” u stvarnom svijetuOBJEKT – reprezentacija unutar modela podataka

Entitete aproksimiramo sa objektima!

Izvor: P. Bolstad

10

Entiteti imaju određene karaktertistike:1. Smještaj u prostoru (x, y, z) (i vremenu)2. Geometriju (oblik, veličina, orjentacija)3. Prostorne odnose

Često imaju pridruženeneprostorne podatke:4. Atribute

HrvatskaBroj stanovnika: 4.492 mil.Prosječna starost: 40.3 gPismenost: 98.5%

Ime: ...Krdo: ...

Visina: ...Težina: ...Dob: ...

Ime: ...Krdo: ...

Visina: ...Težina: ...Dob: ...

Ime: ...Krdo: ...

Visina: ...Težina: ...Dob: ...

Ime krda: ...Broj jedinki: ...Broj ženki: ...

Broj mladunaca: ...

Važan korak pri planiranju istraživanja, prije prikupljanja podataka, je identifikacija entiteta i karakteristika kojeg želimo kasnije modelirati unutar računalnog okruženja

12

Stvarni svijet sastoji se od entiteta koji mogu biti u prostoru kontinuirani ili diskontinuirani:

• Kontinuirana polja• Entiteti za koje se u bilo kojem dijelu prostora može odrediti

vrijednost i po prirodi su kontinuirani• Npr. temperatura, pritisak, nadmorska visina terena• Za entitete koji su prostorno kontinuirani, prostor često

moramo podjeliti set diskretnih umjetno određenih prostornih objekata (bilo pravilnog ili nepravilnog oblika)

• Diskretni entiteti• Entiteti koji se jasno razaznaju i imaju definirane granice• Npr. rasjedi, rudna tijela, • Diskretne prostorne entitete iz stvarnog svijeta možemo

tretirati kao prirodne prostorne objekte (najčešće nepravilnog oblika) unutar modela podataka

13

Nadmorska visina

Stratigrafske jedinice

Rasjedi

Izvor: Huisman & Rolf, 2009

U literaturi susreće se i malo drugačija podjela:

• Kontinuirana polja• Diskretna polja• Diskretni entiteti

14

Prostorni objekti mogu se podjeliti i na temelju broja dimenzija kojim su definirani:

Točka – 0 dimenzija Linija – 1 dimenzije Površina – 2 dimenzije Reljef – 2.5 dimenzije Volumen – 3 dimenzije +Vrijeme – 4D

* Treba razlikovati 3D prikaz podataka od istinskih 3D podataka!

15

Stvarni svijet

Digitalni model

Struktura podataka

Kod

Izvor: P. Bolstad

16

MODEL PODATAKA (Data model) u GIS-u predstavlja logičnu organizaciju podataka kojom se digitalno reprezentiraju entiteti iz stvarnog svijeta i njihova svojstva

• Može reprezentirati i odnose između pojedinih objekata (npr. povezanost, blizina, dodirnost)

• Izbor vrste modela podataka ovisi će prvenstveno:• sa kakvim izvornim podacima/mjerenjima raspolažemo• kakve manipulacije na podacima će biti potrebne

17

Dvije su osnovne vrste modela podataka:

• Vektorski model• Raster model

Vektor i raster modeli se razlikuju prema tome kako predstavljaju prostor, te prema tipu prostornih objekata koje koriste

Raster opisuje prostorne podatke direktno, dok vektorski model bilježi rubove objekata i koristi oznake preko kojih ih povezuje sa njihovim atributima (koji su zabilježeni u posebnim tablicama)

18

Vektorski modeli Prikaz geografskih

elemenata pomoću apstraktnih prostornih objekata:• Točka• Linija• Poligon

Pogodan za prikazivanje jasno izraženih (diskretnih) geografskih elemenata

19

20

Tipična struktura vektorskih podataka:• Svaka točka je određena parom koordinata

• X, Y• Linija je određena nizom (string) koordinata

• X1 Y1, X2 Y2,...Xn Yn

• Poligon je određen linijom koja čini zatvoreni krug (loop)

• X1 Y1, X2 Y2,...X1 Y1

21

Vektorski model koristi oznake preko kojih povezuje objekte sa njihovim atributima (koji su zabilježeni u posebnim tablicama)

22

Neke prednosti vektorskog modela:• Vektorski podaci omogućuju složene prostorne analize (npr.

izračunavanje nakraće rute)

• Vektorske objekte je moguće lako povećavati i smanjivati, te transformirati u različite projekcije

• Vektorske objekte je lakše uređivati i mjenjati, dok je rastersku sliku potrebno čitavu reproducirati da bi se unjela promjena (npr. novosagrađena cesta)

• Veličina vektorskih datoteka je u pravilu manja od rasterskih

• Vektorski modeli su pogodni za izradu karata. Točke (simboli), linije i poligone koje nalazimo na kartama je teško prikazati detaljno pomoću rastera bez da se koriste vrlo sitni pikseli

23

Prikaz pomoću pravilne mreže čelija

• Svaka čelija predstavlja određenu površinu na zemlji

• Veličina čelije ovisi on rezoluciji

Svakoj čeliji je pridodan neki atribut, npr.:

• Nadmorska visina• Temperatura• Koncentracija zagađivala• Reflektancija

Dobri za prikazivanje postupnih promjena atributa (gradijenata), kontinuiranih polja

Rasterski model

24

Čelije su konstantne veličine, kvadratnog oblika (postoje i podjele/teselacije prostora sa nepravilnim poljima)

Položaj pojedine čelije je definiran brojevima stupca i retka. Koordinate nisu zabilježene za svaku čeliju posebno

Geografski podaci o rasteru najčešće se sastoje od:• Koordinatnog sustava• Referentne koordinate u prostoru (najčešće gornji ili donji ljevi kut rastera)• Veličine čelije• Broja stupaca i redaka

Sa ovim setom podatakamože se naći položaj bilokoje specifične čelije

Osnovna struktura rasterskihpodataka jednostavno izražavavrijednosti atributa pojedinihčelija u obliku niza brojeva

25

REZOLUCIJA rastera je definirana veličinom jedne čelije koja predstavlja određenu površinu na površini zemlje

• Veća rezolucija znači manja veličina piksela, tj. veći broj piksela po jedinici površine...bolja razlučivost

• Kako se mjenja ukupna površina područja na rasteru označenog bojom? (područje je definirano vektorskim poligonom čije se karakteristike ne mjenjaju sa rezolucijum)

807273

26

Rezolucija na ove dvije slike je identična, ali se razlikuju po mjerilu

Ovdje je mjerilo isto, međutim rezolucija dviju slika je različita

27

Neke prednosti rasterskog modela:• Svaki raster, poput sloja podataka bilježi vrijednosti drugačijeg

atributa• Rasterski modeli omogućuju jednostavno preklapanje prostornih

podataka različitog tipa (različitih atributa)

28

• Podaci u rasterskom obliku su pogodni za prikazivanje ali i izračunavanje gradijenata, npr. nagiba padina

29

Primjeri rasterskih podataka:• Satelitske snimke

30

• Avio snimke, ortofoto

31

• Digitalni modeli reljefa (DEM)

Zagreb

32

• Skenirane karte (topografske, geološke)• Državna geodetska uprava (DGU)• Hrvatski geološki institut

VEKTOR RASTER

Preciznost položaja Može biti precizna Određena veličinom čelije

Preciznost atributa Loša za kontinuirane podatke

Dobra za kontinuirane podatke

Analitičke sposobnosti

Dobro za prostorne analize, analize dodirnosti, površine,

oblika. Većina analiza ograničeno je na

preklapanja. Sporije preklapanje podataka.

Teže prostorne analize, dobro za modeliranje kontinuiranih

varijabli. Brzo preklapanje podataka.

Struktura podataka Često kompleksna Često jednostavna

Potreba prostora za pohranu Relativno mala Često velika

Konverzija koordinata Često dobro podržano Često složeno, sporo

Analiza mreža Jednostavno Često složeno

Kvaliteta output-a Vrlo dobra Dobra do loša

Česti formati Shapefile (.shp), KML, Autocad DXF (.dxf) GeoTIFF (.tif), Esri grid, MrSID

34

POLIGONSKI „MESH”npr. TIN (Triangulated Irregular Network)

• Struktura podataka pogodna za digitalne modele reljefa

Izvor: ESRI

35

QUADTREE• Prostor je podjeljen slično kao kod rastera ali su

čelije različite veličine• Ima karakterističnu strukturu podataka

Izvor: Huisman & Rolf, 2009

36

VOXEL• Podjela 3D prostora u kubične čelije

Izvor: ESRI, EartVision, Petrel

37

1. Odredi razmjer, geografsko područje interesa2. Definiraj rezoluciju (“veličinu zrna”) – najmanji element

koji želim identificirati3. Odaberi najprimjereniji model podataka4. Odredi koordinatni sustav5. Pronađi postojeće prostorne podatke6. Razradi digitalnu bazu podataka7. Dokumentiraj bazu podataka (porijeklo, kvaliteta

podataka)8. Izradi analizu9. Prezentiraj rezultate10. Ažuriraj bazu podataka

Osnovni koraci uspješne GIS analize