Podstawowe pojcia GIS

dr hab. Ryszard Walkowiak prof. nadzw.

Podstawowe pojcia GIS1Spis treciPodstawowe funkcje systemw GISMapa cyfrowaReprezentacja rastrowa i wektorowa2Podstawowe funkcje systemw GISWprowadzanie danychskanowanie i digitalizacja (zamiana na reprezentacj cyfrow) map i fotografiigeokodowanie (przypisywanie wsprzdnych punktom i obszarom)tworzenie i uzupenianie baz danych.Generalizacja danych(uoglnianie zbyt szczegowych danych).Przechowywanie danych.Zarzdzanie danymi.Analizy przestrzenne oraz prezentacje danych.

3Mapa cyfrowaIstnieje wiele definicji pojcia mapa: mapa drogowa, mapa konturowa, mapa fizyczna, mapa administracyjna, itd.Generalnie mona przyj, e mapa jest graficznym wyobraeniem wzajemnego rozmieszczenia pewnych obiektw. Mapa cyfrowa rni si opisanej powyej zwykej mapy tym, e jej integraln czci jest baza danych zawierajca atrybuty obiektw geograficznych uwidocznionych na mapie. 4ObiektObiektem geograficznym moe by wszystko:obiekty stworzone przez natur drzewa, rzeki, jeziora itd.,obiekty stworzone przez czowieka domy, fabryki, miasta itd.,obiekty wirtualne poczenia lotnicze, sie sprzeday itd.

5ObiektNa graficznym obrazie mapy cyfrowej wyrniamy pewne grupy obiektw: punktowy drzewo, sup energetyczny itd.,liniowy droga, linia kolejowa, rzeka, itd.,obszarowy (wielobok, kalka z ang. poligon) miasto, park itd.Czasami obiekt punktowy oznacza si za pomoc symbolu.

6ObiektCzym rni si zwyke obiekty graficzne (Paint, Corel) od obiektw tworzcych map cyfrow?Na mapie cyfrowej z kadym obiektem zwizany jest opis w bazie danych.Obiekty na mapie cyfrowej prezentuj pewien fragment rzeczywistoci. Zapisane s w odpowiednim ukadzie wsprzdnych, wizualizowane za pomoc odpowiednich symboli.Podstawowym zadaniem GIS jest efektywno przetwarzania i przechowywania danych a nie ich pikna lub realistyczna prezentacja.7ObiektKademu obiektowi mapy cyfrowej przyporzdkowany jest rekord w bazie danych. Pola tego rekordu, zwane s atrybutami.Atrybutami obiektu mog by:dane liczbowe, np. liczba mieszkacw budynku, gdy obiektem jest budynek,dane tekstowe, np. nazwisko waciciela budynku,dane typu data, np. termin patnoci podatku gruntowego,dane typu graficznego, np. zeskanowana fotografia budynku,dwik,animacje itd..Atrybuty mog, lecz nie musz by wywietlane w widoku mapy.8WarstwyWarstwa to pojcie hierarchizujce struktur zapisu mapy cyfrowej. Warstw stanowi zbir obiektw charakteryzujcych si wspln cech.Mona je porwna do folii nakadanych w odpowiedniej kolejnoci, tak, e obiekty znajdujce si w warstwie niszej mog by, cakowicie lub czciowo, przesonite przez obiekty znajdujce si w warstwie wyszej. 9Przykad mapa fragmentu Warszawy

Wszystkie warstwy10Przykad mapa fragmentu Warszawy

Wszystkie warstwy bez niektrych etykiet11Przykad mapa fragmentu Warszawy

Warstwa ulice12Przykad mapa fragmentu Warszawy

Warstwa koleje13Przykad mapa fragmentu Warszawy

Warstwa wody14Przykad mapa fragmentu Warszawy

Warstwa ziele15Przykad mapa fragmentu Warszawy

Warstwa budynki16Przykad mapa fragmentu Warszawy

Wszystkie warstwy17Reprezentacja rastrowa i wektorowaDobra reprezentacja rodowiska pozwala pozna i zrozumie zjawiska zachodzce w przyrodzie, miejscach i czasie, ktre znajduj si poza zasigiem naszego bezporedniego dowiadczenia.Jest ona postaw bada naukowych, planowania oraz rozwizywania wielu codziennych problemw.rodowisko przyrodnicze jest bardzo zoone, zatem stworzenie waciwej reprezentacji zjawisk przestrzennych wymaga dokonania wyboru co do obiektu, stopnia szczegowoci oraz przedziau czasowego reprezentacji.W celu zmniejszenia objtoci danych i przypieszenia ich przetwarzania dokonuje si usunicia z reprezentacji zbdnych szczegw poprzez zastosowanie rnych metod generalizacji.18Reprezentacja rastrowa i wektorowaIstnieje wiele rnych form reprezentacji danych przestrzennych:jako obrazy i dwiki powstae w ludzkim umyle,na fotografiach, w tekstach i ustnych relacjach,w postaci liczb bdcych wynikiem pomiarw dokonanych za pomoc rnych przyrzdw.Szczeglne miejsca wrd metod reprezentacji obiektw zajmuje reprezentacja cyfrowa, tzn. reprezentacja w postaci cigw cyfr 0 i 1.Cech charakterystyczn reprezentacji cyfrowej jest to, e nie jest ona widoczna dla uytkownika. Jedyn jej postaci dostpn uytkownikowi jest specjalnie przygotowany widok, zawierajcy tylko istotne informacje. Umoliwia ona jednoczenie dokonywanie wielu operacji na obiektach. 19Reprezentacja rastrowa i wektorowaStosuje si dwie metody reprezentacji obiektw na mapach cyfrowych:rastrow,wektorow.Prezentacj rastrow stosuje si do obrazowania powierzchni.W prezentacji rastrowej przestrze podzielona jest zwykle na kwadratowe pola, zwane komrkami lub pikselami, uporzdkowane w wiersze i kolumny. Kadej komrce przyporzdkowany jest atrybut (najczciej kolor). Dokadno reprezentacji zaley od dugoci boku (lub od pola powierzchni) komrki.

20Reprezentacja rastrowa

Im mniejsze komrki tym dokadniejsza reprezentacja ale wicej miejsca w pamici problem rozdzielczoci21Reprezentacja rastrowaProblem mieszanych komrek

22Reprezentacja wektorowa stosowana jest do przedstawiania obiektw punktowych, liniowych i wielobokw.

Zapamituje si tylko wsprzdne wierzchokw, zwanych wzami, i boki amanej lub wieloboku jako nazwane odcinki o oznaczonych kocach.Dokadno reprezentacji wektorowej zaley od liczby wzw. Reprezentacja wektorowaPunkt(X,Y)(X2,Y2)(X3,Y3)(X4,Y4)(X5,Y5)Linia(X5,Y5)(X,Y)(X2,Y2)(X4,Y4)(X3,Y3)Wielobok(X,Y)23PrzykadKabel telekomunikacyjny na dnie cieniny gibraltarskiej (Alfaro 1979)

24LiteraturaLeszek Litwin, Grzegorz Myrda: Systemy Informacji Geograficznej. Zarzdzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS. Helion 2005.Paul A. Longley, Michael F. Goodchild, David J. Maguire, David W. Rhind: GIS Teoria i praktyka. PWN Warszawa 2008.

25