Kartografia i GIS

1. WNP, G 4, BL.3, 60 godz. lab Kartografiai GIS w geografii społeczno-ekonomicznej

2. KARTOGRAFIA I GIS W GEOGRAFII SPOŁECZNO-EKONOMICZNEJ • Relacje między kartografią społeczno-ekonomiczną a GIS

3. Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia • Relacja między GIS a kartografią • Zastosowania GIS

4. Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Powrót do spisu treści

5. Co 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 sąinformacje o położeniu, geometrycznych właściwościach i przestrzennych relacjachoraz towarzyszące im  informacje opisowe o obiektach i zjawiskach światu rzeczywistego

6. Co to jest GIS 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.

7. Co to jest GIS GIS łączy w sobie wszystkie zalety zarówno 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.

8. Co to jest GIS • Dzięki takiej budowie GIS umożliwia dwojaki dostęp do danych: • Możemy zadać zapytanie do bazy danych o wyszukanie elementów spełniających żądany warunek i w efekcie otrzymać odpowiedź w postaci obiektów zaznaczonych na mapie. • Wskazując interesujące odbiorcę obiekty graficzne można otrzymać dotyczące ich informacje w postaci danych tabelarycznych.

9. Co to jest GIS

10. Co to jest GIS

11. Terminologia 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.

12. Terminologia 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)

13. Terminologia • 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)

14. Terminologia • 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)

15. Elementy GIS Geograficzny System Informacyjny składa się z następujących  podstawowych elementów: Dane (ang. Data) - dane dotyczące lokalizacji (połączone relacjami z atrybutamiprzestrzennymi - 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

16. 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

17. Elementy GIS > Dane - dane przestrzenne (geometryczne, graficzne) – mapy, plany, zdjęcia lotnicze, obrazy satelitarne - dane nieprzestrzenne (atrybutowe,opisowe) – tabele, informacje tekstowe

18. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne - dane rastrowe - reprezentujące obiekty w postaci pikseli - dane wektorowe - reprezentujący obiekty w postaci punktów, linii i wieloboków

19. 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.

20. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe 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.

21. Czynność doprowadzenia obrazu do postaci rastrowej nazywa się rasteryzacją i w praktyce dokonuje się jej zwykle w sposób automatyczny. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe

22. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe • 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

23. 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).

24. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe 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.

25. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe 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 sięgeokodowaniem.

26. Elemeny GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

27. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

28. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

29. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

30. Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

31. 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)

32. Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe

33. Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe

34. Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe

35. Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe • Źródła zasilania danych atrybutowych: • ręczne wprowadzanie danych za pomocą klawiatury, • arkusze kalkulacyjne, • systemy obsługi baz danych, • automatyczne czytniki i rejestratory

36. 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.

37. Elementy GIS > Dane > Warstwy 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.

38. Elementy GIS > Dane > Warstwy

39. Elementy GIS > Dane > Warstwy

40. 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.

41. Oprogramowanie GIS na rynku polskim

42. 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

43. Relacja między GIS a kartografią Powrót do spisu treści

44. 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.

45. 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.

46. Zastosowania GIS Powrót do spisu treści

47. urzędy administracji centralnej oraz lokalnej: • do zarządzania gruntami oraz nieruchomościami, planowania przestrzennego, podejmowania decyzji prawnych, administracyjnych, lokalizacyjnych

48. służby ratownicze: • do szybkiej lokalizacji miejsca wypadku czy pożaru, określania stref zagrożeń; dostarczania dowódcy szybkiej i dokładnej informacji charakteryzującej miejsce i obiekt zdarzenia

49. dziedziny z końcówką "-ogia" w nazwie: • geologia, meteorologia, sejsmologia, archeologia, itd., do tworzenia map tematycznych

50. ochrona środowiska: • do prognoz, podejmowania decyzji, analiz zanieczyszczeń, zarządzania parkami narodowymi