GIS

M. Gibowicz
2005
Informacja we współczesnym świecie
We współczesnym świecie gromadzi ogromne ilości informacji
pochodzących z różnych źródeł. Informacja może zostać należycie
wykorzystana jedynie wtedy, gdy jest pełna, wiarygodna
uporządkowana i posiada odpowiednią formę. W celu gromadzenia,
przetwarzania i udostępniania informacji stosuje się bazy danych.
Klasyczne bazy danych a GIS
Niestety klasyczne bazy danych nie uwzględniają
przestrzennego położenia obiektów i nie są najlepszym
narzędziem do takich zastosowań jak planowanie rozwoju
miast, zarządzanie infrastrukturą, czy określenie stanu
środowiska na danym terenie.
Systemy uwzględniające geograficzną lokalizację badanych
obiektów określa się mianem
Systemów Informacji Geograficznej lub w skrócie GIS.
Czym jest GIS ?
Systemy Informacji Geograficznej można scharakteryzować
jako połączenie mapy cyfrowej z bazą danych.
Mapa cyfrowa zwana inaczej mapą numeryczną jest
symbolicznym odzwierciedleniem świata rzeczywistego
zapisanym w pamięci komputera.
Baza danych stanowi natomiast zbiór informacji o danych
obiektach.
Połączenie mapy z bazą danych
Każdy obiekt na mapie cyfrowej ma swój rekord w bazie danych, w
którym znajdują się informacje opisowe o danym obiekcie.
Elementy składowe GIS
W każdym systemie GIS można wyróżnić następujące elementy
składowe: oprogramowanie, dane, sprzęt, ludzie
Dane analogowe
Dane cyfrowe
Twórcy
systemu
Oprogramowanie
Użytkownicy
systemu
Sprzęt komputerowy, geodezyjny, GPS, kamery i inne urządzenia
- Informacje
- Ludzie
- Urządzenia
Baza danych systemu GIS
Wszystkie dane zarówno graficzne jak i opisowe każdego
systemu GIS zgromadzone są w bazie danych będącą
uporządkowanym zbiorem wzajemnie ze sobą powiązanych
informacji. Istnieje wiele typów baz danych różniących się
między sobą pod względem struktury. W praktyce najczęściej
używa się relacyjnego modelu bazy danych.
Relacyjna baza danych
Relacyjna bazy danych jest zbiorem tablic składających się z wierszy i
kolumn oraz związków między tymi tabelami (relacji). Związki
umożliwiają łączenie danych pochodzących z różnych tablic w celu
uzyskania pełnej informacji.
Dane w systemach GIS
Podstawą funkcjonowania systemu informacji przestrzennej jest
zgromadzenie odpowiednich danych o obiektach świata
rzeczywistego będących przedmiotem zainteresowania. Dane te
opisujące cechy poszczególnych obiektów nazywane są atrybutami.
Ze względu na rodzaj przechowywanej w atrybutach informacji
dzielimy je na:
• Atrybuty przestrzenne - określające położenie, wielkość i
geometryczny kształt obiektów oraz ich przestrzenne
(topologiczne) relacje,
• Atrybuty opisowe - określające nieprzestrzenne właściwości i
relacje obiektów.
Mapa cyfrowa
Mapa cyfrowa przechowuje umiejscowienie i kształt geometryczny
obiektów geograficznych wraz z informacjami opisującymi te obiekty.
Obiektem geograficznym może być drzewo, las, jezioro, rzeka,
budynek, wodociąg, linia energetyczna i wiele innych elementów
środowiska.
Charakterystyka mapy cyfrowej
Mapa cyfrowa w porównaniu ze zwykłym obrazem komputerowym,
stworzonym w typowym programie graficznym (Corel, Paint)
wyróżnia się tym, że:
• Każdy element mapy posiada swój opis w bazie danych
• Obiekty na mapie cyfrowej zapisane są w odpowiednim układzie
współrzędnych (geograficznym lub płaskim)
• Zwykłe programy graficzne nastawione są głównie na efektowną
prezentację obrazów przechowując dane w sposób ograniczający
swobodne zarządzanie i analizę poszczególnych obiektów.
Modele danych przestrzennych
Dane przestrzenne mogą być zapisywane i przedstawiane w postaci
wektorowej lub rastrowej. W pierwszym przypadku obiekty są
definiowane jako zbiór współrzędnych opisujących punkty
charakterystyczne elementów mapy. W postaci rastrowej obiekty
przedstawione są ciągiem elementów graficznych w regularnej siatce.
MODEL WEKTOROWY
MODEL RASTROWY
Dane we współczesnych GIS
Obecnie systemy GIS wykorzystują jednocześnie model wektorowy i
rastrowy. Pliki wektorowe służą jako ramy odniesień dla informacji
przestrzennej. Mapy rastrowe w wykorzystywane są jako podkłady
do prezentacji mapy wektorowej lub jako materiał wstępny do jej
tworzenia
Źródła danych dla GIS
Najważniejszym elementem przy tworzeniu systemu informacji
geograficznej jest posiadanie odpowiednich i wiarygodnych danych.
Najczęściej wykorzystywane źródła danych to:
• Mapy analogowe
• Bezpośredni pomiar
geodezyjny
• Pomiary GPS(Global
Positioning System)
• Zdjęcia lotnicze
• Zdjęcia satelitarne
Przykładowe zdjęcie lotnicze
Zdjęcie lotnicze okolic Parku Kasprowicza
Obszary zastosowań GIS
• Administracja państwowa i lokalna.
• Zarządzanie infrastrukturą
• Działalność projektowa
• Analiza gospodarcza
• Służba zdrowia, bezpieczeństwo i ratownictwo
• Ochrona środowiska
• Transport
• Publikowanie map
Producenci oprogramowania
•
ESRI (Arcinfo, ArcView)
•
Integraph Corporation (GeoMedia) Działalność projektowa
•
Bentley (MicroStation Geographics)
•
Autudesk (AutoCAD Map)
•
General Elektric (Smallworld)
•
IDRISI (Idrisi Kilimanjaro)
•
MapInfo Corporation (MapInfo Professional)