Systemy Informacji Przestrzennej GIS (Geographical...

Systemy Informacji Przestrzennej

GIS (Geographical Information Systems)

Prowadzący

Wykład:

dr Sławski Jerzy e-mail: [email protected]

Laboratorium:

dr Sławski Jerzy

Program wykładu GIS (Geographical Information Systems)

Systemy GIS

Ogólna prezentacja systemów GIS (ArcGIS)

Odwzorowania kartograficzne: pojęcie, podziały,

zastosowania, rozwiązania w programach GIS,

odwzorowania przyjęte w Polsce

Struktury danych w GIS

Wektorowe struktury danych GIS: formaty, typowe operacje

GIS na wektorowej strukturze, typy relacji przestrzennych.

Struktury danych GIS: relacyjne i obiektowe bazy danych.

Geobaza

Specyfika edycji w programach GIS. Reguły dociągania,

tolerancji, dopasowywanie przestrzenne.

(Topologia, Reguły topologii)

.

Rastrowe struktury danych. Rejestracja zbiorów rastrowych.

Georeferencja. Rektyfikacja map rastrowych

Rastrowa struktura danych (GRID)

Modelowanie i analizy powierzchni trójwymiarowych w GIS.

Struktury danych w kontekście źródeł danych dla DTM, DSM i

DEM oraz zastosowań.

Reprezentacja graficzna obiektów bazy danych

Standaryzacja GIS. Metadane. Interoperacyjność.

Infrastruktura Informacji Przestrzennych – podstawy prawne,

proces wdrażania

Źródła danych i ich cechy

Program wykładu GIS

System GIS

Hardware

• komputery

• sieci

• systemy GPS

• plotery drukarki

Metody

• wytyczne

• specyfikacje

• standardy

• procedury

Ludzie

• administratorzy

• menadżerowie

• technicy GIS

• programiści

• odbiorcy informacji

GIS - łączy informacje przestrzenne i opisowe i pozwala na wizualizację zjawisk, relacji, trendów

Software

• GIS software

• systemy Database

• systemy operacyjne

• systemy przesyłu informacjiDane

• wektorowe

• rastrowe

• opisowe

Inteligentny system GIS

Mapy i globusy zawierają interaktywne widoki

danych geograficznych, służące do uzyskiwania

odpowiedzi na zapytania, prezentowania wyników

i wykorzystywane do wykonywania rzeczywistych

zadań. Stanowią zaawansowane aplikacje GIS do

interakcji z danymi geograficznymi.

Zestawy danych geograficznych zawierają

bazy plików i bazy danych informacji

geograficznej – obiekty, sieci, topologie,

modele terenu, pomiary i atrybuty

Modele danych w których są zdefiniowane

schematy, zaawansowane sposoby

zachowania i reguły integralności

Modele przetwarzania i przepływu danych oraz skrypty – procedury

geoprzetwarzania dostarczające narzędzi do analizowania, wprowadzania

danych i automatyzowania powtarzalnych zadań.

Metadane – dane opisujące inne dane;

katalogi i usługi metadanych umożliwiają

użytkownikom organizowanie, wyszukiwanie i

uzyskiwanie dostępu do udostępnianej

informacji przestrzennej

Nowe mechanizmy gromadzenia i przetwarzania wiedzy geograficznej oraz dzielenia się nią

3 aspekty systemu GIS do pracy z kluczowymi elementami informacji geograficznej

Geowizualizacja

GIS operuje zestawem inteligentnych map i

innych widoków pokazujących obiekty i relacje

między obiektami przestrzennymi.

Do wyszukiwania, analiz i pokazywania

informacji można tworzyć kartograficzne

widoki

Geoprzetwarzanie

GIS posługuje się zestawem narzędzi do

przetwarzania informacji.

Geobaza:

GIS posługuje się bazą danych przestrzennych

zawierającą zestawy danych zapisanych zgodnie z

przyjętym modelem danych (obiekty, rastry, relacje,

topologie, sieci)

systemy GIS

Dostawcy z dużym udziałem na rynku:

Autodesk: Map 3D, Topobase i MapGuide – programy posiadające dobre interface z produktem

flagowym AutoCAD.

Bentley Systems: Bentley Map i Bentley Map View programy posiadające dobre interface z

produktem flagowym MicroStation software package obejmuje Bentley Map and Bentley Map

View.

ENVI – ENVI program do eksploatacji i analizy rastrów i analizy hiperspektralnej.

ERDAS Inc: produkty ERDAS IMAGINE (obejmujące Leica Photogrammetry Suite, ERDAS ER

Mapper, ERDAS ECW/JP2 SDK, ERDAS APOLLO) stanowiące narzędzia GIS, Remote Sensing,

Fotogrametria, kompresja rastrów.

Esri: produkty ArcGIS for Desktop, ArcGIS for Server, ArcGIS Online, ArcGIS for Mobile

ArcGIS Explorer, ArcGIS Extensions for Desktop

Intergraph: produkty G/Technology, GeoMedia, GeoMedia Professional, GeoMedia WebMap,

wraz ze spacialistycznymi rozszerzeniami i fotogrametrii.

Pitney Bowes Software: MapInfo – desktop GIS MapInfo Professional z licznymi

rozszerzeniami jak MapInfo Drivetime do analizy tras, MapInfo Engage 3D do analiz

statystycznych 3D, MapInfo MapMarker do geokodowania.

Smallworld, Inc.: Smallworld – rozwijany również przez General Electric. Używany głównie

przez przedsiębiorstwa obsługi infrastruktury miejskiej.

systemy GIS

Dostawcy Desktop GIS

Capaware,

GRASS GIS - (Geographic Resources Analysis Support System), free and open

source Geographic Information System (GIS) software ,

IDRISI Taiga,

gvSIG – napisany w języku Java. Działa na platformach Linux, Unix, Mac OS X i

Windows,

ILWIS (Integrated Land and Water Information System),

JUMP GIS / OpenJUMP open source Geographic Information System (GIS)

napisany w języku Java,

MapWindow GIS,

QGIS (poprzednio Quantum GIS) – działa na platformach Linux, Unix, Mac OS X

i Windows (jest częścią Fundacji Open Source Geospatial (OSGeo))

SAGA GIS System for Automated Geoscientific Analyses.

systemy GIS

Web map serwery

GeoServer – napisany w języku Java,

MapGuide Open Source – działa na platformach Linux or Windows, współpracuje

z Apache and IIS web servers,

Mapnik – C++/Python biblioteka do renderingu - używany przez OpenStreetMap,

ArcGIS for Server - ESRI

systemy GIS

Spatial Database Management Systems

ORACLE Spatial

Microsoft SQL Server

IBM DB2 Spatial Extender

PostGIS,

SpatiaLite,

TerraLib,

Boeing's Spatial Query Server.

systemy ArcGIS firmy ESRI

ArcGIS for Desktop,

ArcGIS for Server,

ArcGIS Online,

ArcGIS for Mobile

ArcGIS Explorer,

ArcGIS Extensions for Desktop

Skalowalność systemu ArcGIS

Geobaza i metody dostarczane są różnym

klientom:

Aplikacje Desktop

Przeglądarki WWW

Tablety i smartfony

Inne mobilne urządzenia

3 moduły systemu ArcGIS for Desktop firmy ESRI

Geobaza zarządzana przez ArcCatalog (katalog):

Geobaza GIS jest bazą danych przestrzennych

zawierającą zestawy danych zgodne z przyjetym

modelem danych (obiekty, rastry, topologie, sieci)

Geowizualizacja wykonywana jest w ArcMap

(mapa)

Geowizualizacja GIS jest zestawem inteligentnych

map i innych widoków pokazujących obiekty i

relacje między obiektami przestrzennymi.

Do wyszukiwania, analiz i pokazywania informacji

można tworzyć kartograficzne widoki

Geoprzetwarzanie realizowane przez ToolBox

(skrzynka narzedziowa)

Geoprzetwarzanie jest zestawem narzędzi do

przetwarzania informacji.

Skalowalność ArcGIS


ArcGIS Server

ArcGIS Online

ESRI* ArcGIS: składniki

* Environmental Systems Research Institute, Inc.

Serwisy ArcGIS

Serwery internetowe ESRI

dostarczają użytkownikom Usługi :

Geobazy,

Mapy,

Sceny,

Metody

Architektura Three Tier :

Servers

ArcGIS Server

ArcGIS Online

Web APIs

Clients


ESRI Serwowanie map

ArcGIS for Desktop

Map publishing

Publishing


Serwery internetowe ESRI

ArcGIS Server

Basic

Standard

Advanced

Dostarcza

• zarządzanie geobazą

• mapy i zapytania do map

• edycja obiektów w sieci WWW

• dostarczanie metod geoprzetwarzania w sieci WWW


ArcGIS Online

Serwis pracujący w chmurze

Dostarcza

• mapy 2D 3D

• sceny

• dane statystyczne

http://aegis.maps.arcgis.com/apps/View/index.html?appid=0a0737606de6422383cdde406b172c9c

http://aegis.maps.arcgis.com/apps/View/index.html?appid=0a0737606de6422383cdde406b172c9c

Opcjonalne rozszerzenia ArcGIS

ArcGIS Spatial Analyst

• Zaawansowane modelowanie danych

rastrowych i wektorowych

• Algebra i kalkulator ArcGRID

Przykłady :

• analiza kosztu podróży

• cieniowana mapa terenu






Przykłady :

• analiza spadków

• analiza widoczności






Przykłady :

• mapa hipsometryczna






Przykłady :

• analiza koncentracji zjawiska

• analiza statystyczna na danych rastrowych






Przykłady :

• analiza danych geogarficznych z użyciem algebry


ArcGIS Network Analyst

- prowadzenie sieciowych

analiz przestrzennych

Typowe zadania:

• Znajdowanie najkrótszej ścieżki

odwiedzającej wskazane lokalizacje

• Identyfikacja usług najbliższych

(najbardziej dostępnych) względem

wskazanego punktu

• Identyfikowanie obszaru

obsługiwanego przez centra w

określonym czasie (koszcie dojazdu)

• Wyznaczanie optymalnej lokalizacji

punktów obsługi

Pozwala dynamicznie modelować warunki sieci

rzeczywistej, uwzględniając ulice jednokierunkowe,

zakazy skrętów, dopuszczalne wysokości

pojazdów, ograniczenia prędkości i zmienność

prędkości podróżowania wynikającą z bieżących

utrudnień w ruchu.

Analiza obszarów dostępności

Wybór najlepszej lokalizacji

Generowanie optymalnych tras na podstawie dynamicznie

pozyskiwanych informacji o prędkościach pojazdów


ArcGIS Tracking Analyst

• Wizualizacja i analizowanie danych czasowych;

śledzenie wartości zmiennych w czasie, analizowanie

przebiegów zjawisk przestrzennych i trendów w czasie

• Interaktywne zarządzanie odtwarzaniem

• Zarządzanie wieloma warstwami czasowymi

• W połączeniu z Tracking Serverem pozwala na

tworzenie systemu śledzenia zdarzeń w czasie

rzeczywistym Wizualizacja tras huraganów nad Oceanem Atlantyckim. Można rozróżnić

położenia bieżące i poprzednie, skąd i dokąd przemieszcza się wiatr i z

jaką siła wieje. Wektory kierunkowe wskazują prawdopodobny kierunek

dalszego przemieszczania się wiatru w czasie rzeczywistym.

Wizualizacja przemieszczania się zasobów: okno czasowe zdarzenia,

jakim jest dotarcie pojazdu do określonego celu.


ArcGIS 3D Analyst

Umożliwia tworzenie danych 3D,

ich wizualizację i analizy.

Pozwala na przeglądanie

dużych zbiorów danych w

przestrzeni trójwymiarowej oraz

na analizowanie powierzchni 3D

i tworzenie realistycznych

obrazów przedstawiających

dane rastrowe, wektorowe i

modele 3D, nałożone na

powierzchnię numerycznego

modelu ukształtowania terenu.

Narzędzia modelowania 3D

Aplikacje ArcScene i ArcGlobe

umożliwiają wizualizacje,

animacje, interaktywne sceny

3D


Przykłady analiz:

• tworzenie izolinii i modeli powierzchni;

• wyznaczanie zasięgów widoczności, linii widoczności, korytarzy, wykonywanie analiz- objętościowych 3D,

wyznaczanie punktów o skrajnych wysokościach, generowanie profili, interpolowanie powierzchni i

wyznaczanie najkrótszej ścieżki spływu powierzchniowego;

• obliczanie pola powierzchni, objętości, spadków, ekspozycji, izolinii i generowanie cieniowanej rzeźby terenu

Nowe możliwości pozyskiwania danych:

• przeglądanie i tworzenie danych KML oraz przeglądanie danych LiDAR;

• import z formatów: COLLADA, SketchUp®, 3D Studio i OpenFlight;

• wykorzystanie globów 3D i zobrazowań pochodzących z serwisów ArcGIS Online;

ArcGIS 3D Analyst


ArcGIS ArcScan

• Zintegrowana edycja raster-wektor

• Wektoryzacja obiektów z rastrów

• Dociąganie do rastra


Maplex for ArcGIS

Precyzyjne i automatyczne

rozmieszczanie tekstów na mapach

• rozmieszczanie etykiet z zachowaniem

wszelkich zasad kartograficznych

• dostosowanie liczby etykiet do dostępnej

przestrzeni z zachowaniem ich priorytetów

i bez konfliktów,

• redukuje czas ręcznego rozmieszczania

tekstów na mapach,

• poprawa czytelności map.


ArcGIS Geostatistical Analyst

(narzędzia do analizy

geostatystycznej danych)

Umożliwia:

• analizowanie zmienności danych i

relacji przestrzennych,

interpolowanie wartości

niepomierzonych oraz wyznaczanie

globalnych i lokalnych trendów,

• tworzenie przez analizę

wielowymiarową optymalnych

statystycznych modeli, służących

do tworzenia wiarygodnych map

prognostycznych, map błędów

prognozowania i map

prawdopodobieństwa,

• interaktywne modyfikowanie

parametrów modelu,

• określenie optymalnej lokalizacji

sieci monitorującej zmiany danego

zjawiska.


ArcGIS Schematics

- prezentacja schematów sieci

dla usprawnienia procesów

decyzyjnych

Dotyczy dowolnych fizycznych i

logicznych sieci obiektów liniowych,

a także sieci powiązań społecznych

i ekonomicznych

Umożliwia:

• automatyczne generowanie

schematów złożonych sieci;

• wykonywanie kontroli jakości

danych definiujących sieć;

• optymalizacja procesu

projektowania i analizy sieci;

• prognozowanie i planowanie

(modelowanie, symulowanie,

analizy porównawcze);

• dynamiczne interakcje z bazą GIS

z poziomu widoków schematów.


ArcGIS Survey Analyst

• Zarządzanie informacją pomiarową w geobazie

• Zaawansowane obliczenia geodezyjne

• Poprawa dokładności danych – odnośniki do

danych pomiarowych


ArcGIS StreetMap Europe

ArcGIS StreetMap USA

• Baza danych ulic i geokodowanie

w Europie Zachodniej

• Kompletna baza ulic i

geokodowanie w USA

• Wizualizacja danych

statystycznych


ArcGIS Workflow Manager

Zarządzanie zadaniami GIS i zasobami

• podnosi produktywność użytkowników poprzez

automatyzację działań wspólnych i minimalizowanie

powtórzeń procedur produkcyjnych;

• zapewnienie standaryzacji i spójności operacji dzięki,

zdefiniowaniu przebiegów prac produkcyjnych;

• centralizowanie, automatyzowanie i upraszczanie

przebiegu prac produkcyjnych, dzięki gotowym oraz

konfigurowalnym narzędziom;

• wykorzystywanie raportów do łatwego śledzenia

przebiegu prac produkcyjnych;

• integrowanie GIS-u i aplikacji biznesowych dzięki

włączaniu procesów spoza tematyki GIS do

opracowywanego przebiegu prac produkcyjnych;

• zarządzanie rozproszonymi zespołami produkcyjnymi,

obejmujące podwykonawców oraz terytorialne

przyporządkowywanie procesów.

pozwala wprowadzać i rozwijać standardowe procedury

produkcji GIS. Dzięki temu każdy etap prac może być

wykonany poprawnie i kompletnie, przez odpowiednią

osobę oraz we właściwym czasie. Podnosi to znacznie

efektywność wszelkich operacji GIS oraz produktywność

zespołów roboczych i podwykonawców. Dzięki

organizacji i automatyzacji procesów, w tym również

procesów produkcyjnych spoza tematyki GIS, ArcGIS

Workflow Manager pomaga redukować błędy oraz

optymalizować pracę operatorów.


Esri Production Mapping

pomaga przedsiębiorstwom

zaangażowanym w produkcję

zasobów geoprzestrzennych,

ppodnosić efektywność tworzenia,

zarządzania i publikowania danych

GIS i produktów kartograficznych z

wykorzystaniem mniejszych

zasobów. Pakiet oferuje spójne

środowisko robocze, dedykowane

zespołom produkcyjnym o różnej

wielkości, pozwalające podnieść

jakość i wartość danych

geoprzestrzennych oraz produktów

kartograficznych, poprzez

standaryzację powtarzalność i

możliwość konfigurowania

procesów produkcyjnych

Dla takich branż, jak: lotnictwo,

żegluga morska czy wojsko, Esri

Production Map udostępnia

rozwiązania wspomagające

zarządzanie danymi, produkcję

map, tworzenie baz danych,

usprawnienie kontroli jakości

danych i zarządzania przebiegiem

prac produkcyjnych, zgodnie z

wymaganiami danej branży lub ze

specyfiką danej firmy czy instytucji.

Esri Data Reviewer

Automatyzacja procesów kontroli

jakości danych

Rozszerzenie ArcGIS Data

Reviewer umożliwia

zautomatyzowanie i

uproszczenie procesów kontroli

jakości danych, co pozwala na

zmniejszenie kosztów zarządzania

danymi i utrzymanie ich wysokiej

jakości. Rozszerzenie zawiera

narzędzia do centralnego

zarządzania cyklami procesów

eliminacji błędów danych, poprzez

automatyczne lub ręczne

przeszukiwanie danych oraz

nadzorowanie operacji poprawy

błędów i weryfikacji stanu danych

po usunięciu błędów.

ArcGIS Data Reviewer umożliwia

realizację 40 gotowych,

automatycznych kontroli danych z

możliwością rozbudowywania i

tworzenia setek dodatkowych,

własnych kontroli. Umożliwia to

lepsze zarządzanie takimi

zadaniami jak: identyfikowanie

miejsc występowania błędów

geometrycznych, błędów wartości

atrybutów czy też wskazanie

brakujących obiektów, odnalezienie

anomalii danych, czy obiektów

nadliczbowych.

ArcGIS Data Interoperability

Wykorzystanie i dystrybucja

danych w różnych formatach

zapisu

umożliwia współdzielenie danych

zapisanych w różnych formatach, w

szczególności pozwalając na:

bezpośredni odczyt danych,

konwersję do innego formatu

oraz możliwość zdefiniowania

złożonych procesów ekstrakcji,

transformacji i ładowania danych

(ETL). Rozszerzenie jest

zbudowane na bazie technologii

oprogramowania FME firmy Safe

Software. Niezależnie od formatu

zapisu standardowych danych GIS,

ArcGIS Data Interoperability

umożliwia ich wykorzystanie,do

tworzenia map, wizualizacji i analiz

w środowisku ArcGIS for Desktop.

Aplikacja Workbench, zawarta w

tym rozszerzeniu, pozwala na

budowanie złożonych przestrzennie

narzędzi ETL do oceny, migracji i

dystrybucji danych

Systemy Informacji Przestrzennej GIS (Geographical...

Documents

Transcript of Systemy Informacji Przestrzennej GIS (Geographical...