Kartografia i GIS

Kartografiai GISw geografii społeczno-ekonomicznej

WNP, G 4, BL.3, 60 godz. lab

KARTOGRAFIA I GIS W GEOGRAFII SPOŁECZNO-

EKONOMICZNEJ

Relacje między kartografią Relacje między kartografią społeczno-ekonomiczną a GISspołeczno-ekonomiczną a GIS

Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaowe pojęcia

Relacja między GIS a kartografiąRelacja między GIS a kartografią

Zastosowania GISZastosowania GIS

Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia

Powrót do spisu treści

Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia

Co to jest GISCo to jest GIS

System - skoordynowany układ elementów, zbiór tworzący pewną całość uwarunkowaną stałym, logicznym uporządkowaniem jego części składowych

System informacyjny – łańcuch operacji, na który składają się: planowanie obserwacji i gromadzenia danych, magazynowanie i operowanie danymi oraz ich analiza i w efekcie wykorzystanie posiadanych danych w procesach podejmowania decyzji

System informacji geograficznej - system pozyskiwania, przetwarzania i udostępniania danych, w których zawarte są informacje o położeniu, geometrycznych właściwościach i przestrzennych relacjach oraz towarzyszące im informacje opisowe o obiektach i zjawiskach światu rzeczywistego



Typowa baza danych geograficznych składa się z dwóch elementów:

Pierwszy element to dane przestrzenne, przechowywane w postaci graficznej jako mapa.

Drugim z nich są bazy danych (tabele), w których przechowywana jest część tematyczna danych. Opisują one cechy atrybutowe obiektów i zjawisk.

Oba te elementy są ze sobą połączone w taki sposób, aby dostarczać najpełniejszej informacji: zarówno w postaci graficznej jaki i opisowej.


GIS łączy w sobie wszystkie zalety GIS łączy w sobie wszystkie zalety zarówno mapy, jak i bazy danychzarówno mapy, jak i bazy danych.. Na mapie znajduje się informacja o położeniu, wielkości i sąsiedztwie obiektów i zjawisk, zaś w bazie danych może znajdować się niemal nieograniczona ilość informacji opisowej.




Dzięki takiej budowie GIS umożliwia dwojaki dostęp do danych:

1. Możemy zadać zapytanie do bazy danych o wyszukanie elementów spełniających żądany warunek i w efekcie otrzymać odpowiedź w postaci obiektów zaznaczonych na mapie.

2. Wskazując interesujące odbiorcę obiekty graficzne można otrzymać dotyczące ich informacje w postaci danych tabelarycznych.


W bogatej, szczególnie angielskojęzycznej literaturze dotyczącej GIS spotyka się wiele terminów, które uznać można za synonimy systemów informacji geograficznej.

Taka różnorodność stosowanych określeń wynika najczęściej z celu, dla którego stosowany jest GIS, specjalizacji twórców systemu i lokalnych tradycji.

TerminologiaTerminologia



Wśród najczęściej spotykanych terminów stosowanych w zastępstwie lub obok terminu GIS wymienić można (Geographic Information Systems...,1992; Werner, 1992):

system informacji przestrzennej (spatial information system) system informacji planistycznej (planning information system) system informacji ekologicznej (ecological information system) system informacji o zasobach (resource information system) system informacji środowiskowej (environment information system) system informacyjny zasobów terenowych (land resources information system) system informacji terenowej o powierzchni ziemi (land information system)



skomputeryzowany GIS (computerized GIS) zautomatyzowany GIS (automated GIS) system danych geograficznych (geo-data system) system geo-informacyjny (geo-information system) system informacyjny bazy danych geograficznych (geobase information system) geograficzny system danych (geographical data system) wielozadaniowy system danych geograficznych (multipurpose geographic data system) wielozadaniowy system wprowadzania danych o użytkowaniu ziemi (multipurpose input land use system) system manipulowania danymi o zasobach naturalnych (system for handling natural resources inventory data)



system manipulowania danymi przestrzennymi (spatial data handling system)

system informacyjny zarządzania zasobami naturalnymi (natural resources management information system)

geograficznie odniesiony system informacyjny (geografically referenced information system)

zautomatyzowane kartowanie i wspomaganie zarządzania (AM/FM – automated mapping & facilities management)


Elementy GIS Elementy GIS

Geograficzny System Informacyjny składa się z następujących podstawowych elementów:

Dane (ang. Data)- dane dotyczące lokalizacji (połączone relacjami z atrybutami

przestrzennymi - mapa)- dane związane z cechami obiektów geograficznych (atrybuty

nieprzestrzenne – tabela danych)

Sprzęt komputerowy (ang. Hardware) - system komputerowy, na którym działa oprogramowanie GIS.

Oprogramowanie (ang. Software) - jest zestawem funkcji i narzędzi niezbędnych do gromadzenia, analiz i

prezentacji danych


Elementy GIS Elementy GIS

Personel (lub ogólnej ludzie – ang. People)- GIS jest używany przez tworzących go specjalistów i użytkowników, dla

których jest przeznaczony. Warunkiem rozpowszechnienia GIS jest ograniczenie wymogu, aby użytkownik był specjalistą.

Procedury lub procesy (ang – Processes)- system komend zarządzający pracą systemu: * procedury wprowadzania i weryfikacji danych wejściowych, * procedury zarządzania i przetwarzania w obrębie bazy danych

(system zarządzania bazą danych), * procedury przetwarzania i analizy danych geograficznych, * procedury wyjściowe: prezentacji graficznej, kartograficznej i

tekstowej danych, * procedury komunikacji z użytkownikiem


Elementy GIS > Dane Elementy GIS > Dane

- dane przestrzenne (geometryczne, graficzne) – mapy, plany, zdjęcia lotnicze, obrazy satelitarne

- dane nieprzestrzenne (atrybutowe,opisowe) – tabele, informacje tekstowe


Elementy GIS > Dane > Dane graficzne Elementy GIS > Dane > Dane graficzne

- dane rastrowe - reprezentujące obiekty w postaci pikseli

- dane wektorowe - reprezentujący obiekty w postaci punktów, linii i wieloboków


Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe

Model rastrowy powstaje przez nałożenie siatki kwadratów o boku równym połowie liniowego wymiaru najmniejszego obiektu obrazu. Każdemu kwadratowi, czyli komórce siatki, przypisuje się liczbę odpowiadającą rodzajowi obiektu znajdującego się w tym kwadracie.



Obraz jest zatem złożony z wielu małych kwadratów (punktów, pikseli), ułożonych w wierszach i kolumnach, którym przypisana jest konkretna wartość. Im mniejszą długość boku kwadratu przyjmiemy, tym bardziej dokładny obraz obiektu otrzymamy.

Rozdzielczość określa się jako iloczyn pikseli w poziomie oraz w pionie. Im większa rozdzielczość obrazu, tym większa jest jego jakość.

Czynność doprowadzenia obrazu do postaci rastrowej

nazywa się rasteryzacją i w praktyce dokonuje się jej zwykle w sposób automatyczny.



Źródła zasilania modelu rastrowego:

- w wyniku procesu skanowania map analogowych

- zdjęcia satelitarne i lotnicze,

- z przetworników analogowo-cyfrowych (cyfrowy aparat fotograficzny, cyfrowe kamery telewizyjne),

- standardowe pliki graficzne,

- przy użyciu odpowiedniego oprogramowania konwertującego obrazy wektorowe do postaci rastrowej




Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe

Model wektorowy zakłada, że obraz jest zbiorem samodzielnych obiektów (elementów kartograficznych). Każdy z tych obiektów może być wyodrębniony oraz rozłożony na elementy graficzne (punkty, linie i wieloboki).



Ogólna idea modelu wektorowego polega na tym, że każdy punkt mapy określają współrzędne oraz sposoby ich połączeń w obiekty liniowe i powierzchniowe (polilinie i wieloboki).

Punkt jest obiektem bezwymiarowym, określonym jedynie przez współrzędne.Polilinia posiada jeden wymiar – jest ona krzywa utworzoną z wielu odcinków zdefiniowanych za pomocą punktów.Wielobok jest elementem dwuwymiarowym określonym przez zamkniętą polilinię.



W systemie wektorowym zapis punktów, linii i wieloboków (nazywanych również poligonami) może być dokonany z pełną dokładnością wyrażoną w określonym układzie współrzędnych (x, y).

Przy zapisie wektorowym istnieje zatem możliwość dokładnego przedstawienia położenia obiektów, a także precyzyjnego określenia granic elementarnych jednostek przestrzennych.

Proces lokalizowania obiektów i punktów na mapie (czyli przypisywania rekordom bazy danych współrzędnych geograficznych)

nazywa się geokodowaniem.

Źródła zasilania modelu wektorowego


Elemeny GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe Elemeny GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe

>>>

Źródła zasilania modelu wektorowego



>>>


Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe

Każdy z obiektów, zarówno w modelu rastrowym, jak i wektorowym, można opisać za pomocą wielu cech (atrybutów). Służą do tego dane niegraficzne (atrybutowe, opisowe), które mogą mieć charakter tekstowy bądź numeryczny.

Powstaje w ten sposób oddzielny zbiór danych powiązany z grafiką

przy pomocy geokodu.

Geokod (nazywany też indeksem bądź kluczem podstawowym) spełnia rolę identyfikatora, znajduje się on zarówno w bazie danych graficznych, jak i w bazie danych atrybutowych, łącząc dany obiekt graficzny z przyporządkowanym mu zbiorem cech (rekordem)



Źródła zasilania danych atrybutowych:

- ręczne wprowadzanie danych za pomocą klawiatury,

- arkusze kalkulacyjne,

- systemy obsługi baz danych,

- automatyczne czytniki i rejestratory


Elementy GIS > Dane > Warstwy Elementy GIS > Dane > Warstwy

W bazach danych GIS stosuje się tzw. strukturę warstwową.

Każda warstwa (ang. Layer) zawiera obiekty danego rodzaju (np. drogi, lasy, obszary zabudowane, sieć wodna), którym z kolei odpowiadają rekordy zawierające zbiór atrybutów.

Nałożenie na siebie wszystkich warstw daje zatem w przybliżeniu obraz świata rzeczywistego.



Możliwość selektywnego wybierania warstw pozwala na komponowanie map o dowolnej treści oraz przeprowadzania różnego typu analiz poprzez nałożenie na siebie warstw pozyskanych z różnych źródeł lub w różnym czasie. Można dzięki temu zaobserwować wzajemne, przestrzenne zależności między obiektami.


Elementy GIS > Oprogramowanie Elementy GIS > Oprogramowanie

Gdy systemy GIS dopiero zaczynały powstawać, każda instytucja budowała od podstaw cały system, w tym także na własny użytek tworzyła odpowiednie oprogramowanie.

Dziś dominują skomplikowane i zarazem wielofunkcyjne systemy GIS. Każda znacząca firma zajmująca się GIS-owskim oprogramowaniem tworzy własne środowisko, w obrębie którego oferuje wiele rozmaitych produktów wspomagających pracę na poszczególnych etapach przetwarzania danych, a także konkretne produkty przeznaczone do konkretnych, specjalistycznych zastosowań (np. zastosowania militarne, projektowania).

Tworzone programy mają wiele wersji? Przeznaczonych dla odbiorców indywidualnych, biznesu, przystosowanych do pracy w sieci itp.

Oprogramowanie GIS na rynku polskimOprogramowanie GIS na rynku polskim


Elementy GIS > Oprogramowanie Elementy GIS > Oprogramowanie

System oprogramowania GIS MapInfo Corporation

Przestrzenne analizy danych:- MapInfo Professional- Vertical Mapper- Aplikacja transportowa- MapBasic

Prezentacja i przeglądanie map:- MapInfo ProViewer- MapInfo DISCOVERY

Dla Integratorów:- MapXtreme- MapX- MapX Mobile- Spatial Vare- Komponenty programistyczne

Relacja między GIS a kartografią



Większość pojęć i funkcji GIS wywodzi się z kartografii. Chodzi nie tylko o samo tworzenie obrazu, ale również o wiele procesów (transformacje, analizy) i funkcji wprowadzania danych (digitalizacja, skanowanie).

Relacje między kartografią i GIS mogą być rozpatrywane z różnych, często przeciwstawnych, punktów widzenia. Jedni traktują GIS jako techniczno-analityczny podzbiór kartografii, inni uważają, że kartografia jest podzbiorem GIS, służącym do prezentacji wyników badań.


Kartografia może być traktowana jako zasadnicze wsparcie przy różnorodnym operowaniu informacją geograficzną z następujących powodów:

mapy są głównym i interaktywnym elementem GIS, rodzajem graficznego łącznika między użytkownikiem a przestrzenią;

mapy mogą być używane jako wizualny indeks zjawisk lub obiektów, które są zawarte w systemie informacyjnym;

mapy, jako forma wizualizacji, mogą zarówno pomagać w wizualnej eksploracji zbioru danych (także odkrycie wzoru lub korelacji), jak i w przekazywaniu rezultatów eksploracji zbioru danych w GIS;

w zakresie wyprowadzania danych interaktywne programy graficzno-projektowe dysponują większymi możliwościami kartograficznymi niż GIS.

Zastosowania GIS



• urzędy administracji centralnej oraz lokalnej:

do zarządzania gruntami oraz nieruchomościami, planowania przestrzennego, podejmowania decyzji prawnych, administracyjnych, lokalizacyjnych


• służby ratownicze:

do szybkiej lokalizacji miejsca wypadku czy pożaru, określania stref zagrożeń; dostarczania dowódcy szybkiej i dokładnej informacji charakteryzującej miejsce i obiekt zdarzenia


• dziedziny z końcówką "-ogia" w nazwie:

geologia, meteorologia, sejsmologia, archeologia, itd., do tworzenia map tematycznych


• ochrona środowiska:

do prognoz, podejmowania decyzji, analiz zanieczyszczeń, zarządzania parkami narodowymi


• leśnictwo i rolnictwo:

mapy terenów leśnych z podziałem ze względu na typ drzewostanu, mapy upraw, gleb rolniczych, itp.


• agencje obrotu nieruchomościami:

do prezentowania oferty; możliwość wygodnego przeglądania na mapie ofert spełniających zadane kryteria, którymi może być również położenie na jakimś obszarze


• agencje marketingowe:

Identyfikacja rynku zbytu

Analiza efektów kampanii reklamowej

Projektowanie sieci dystrybucji

Analiza sprzedaży w poszczególnych regionach

Rejonizacja sprzedaży


• firmy handlowe:

do analiz rynków zbytu, planowania rozmieszczenia oddziałów


• firmy transportowe:

do optymalizacji tras przejazdu, śledzenia ruchu pojazdów na mapie na żywo, dzięki systemowi GPS (Global Positioning System)


• firmy zarządzające sieciami przesyłowymi:

do zarządzania zasobami takimi jak rurociągi gazowe, wodociągi, kanalizacja, sieć energetyczna, telekomunikacyjna, drogi, koleje


• oraz wiele innych zastosowań, w których jedynym ograniczeniem jest wyobraźnia

Kartografia i GIS

Documents

Transcript of Kartografia i GIS