Systemy informacji geograficznej GIS - Studia … GIS posiadaj ą narz ędzia do tworzenia map Wyniki analiz wykonywanych w ramach GIS przedstawiane s ą w postaci map cyfrowych Mapa

Systemy informacji geograficznej GISSystemy informacji geograficznej GIS

Wykład nr 1

Spis treści:

Definicje

WSEiZ rok akademicki 2009/10 1

Zastosowania systemów informacji przestrzennej

Rozwój historyczny

Związki z mapą

Układy odniesienia

Sposoby zapisu danych: dane wektorowe i rastrowe

Literatura:

Leszek Litwin, Grzegorz Myrda:Systemy Informacji Geograficznej –Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS. Helion2005

P.A. Longley, M.F. Goodchild, D.J. Maguire, D.W. Rhind:GIS – Teoria i praktyka. PWN 2006 r.

Artur Magnuszewski: GIS w geografii fizycznej, 1999


GIS w geografii fizycznej, 1999Jerzy Gaździcki:

Systemy informacji przestrzennej, 1990.Mariusz Kistowski, Magdalena Iwańska:

Systemy informacji geograficznej, 1997

http://www.geoforum.pl

Google Earth


Google Earth - przykład aplikacji GIS

http://earth.google.com

• wykorzystanie zdjęć satelitarnych o róŜnej rozdzielczości

przestrzennej do prezentacji powierzchni Ziemi

• moŜliwość płynnej zmiany skali obrazu (od całego globu do ulic w

mieście)

• precyzyjne określenie połoŜenia obiektów i pomiar odległości


• precyzyjne określenie połoŜenia obiektów i pomiar odległości

• dowiązanie nazw geograficznych do połoŜenia

• dowiązanie danych multimedialnych do połoŜenia

• wykorzystanie numerycznego modelu terenu (informacji o rzeźbie

terenu) do wizualizacji w perspektywie

• wykorzystanie trójwymiarowych modeli budynków do wizualizacji

miast w perspektywie

Google Maps

http://maps.google.com

Przykład powiązania mapy z bazą danych opisowych róŜnych obiektów

moŜna zadać zapytanie o:

obiekty pewnej kategorii, które znajdują się w wybranym fragmencie

mapy


trasę łączącą miejscowości

serwis internetowy http://wikimapia.org

Serwisy polskie:

http://mapa.szukacz.pl – baza adresowa 17500 miejscowości w Polsce

http://www.zumi.pl - lokalizator obiektów, nawigacja, panoramy

http://jakdojade.pl- nawigacja

Systemy informacji przestrzennej (systemy GIS) zostały stworzone po to, aby udzielać odpowiedzi na pytania mające kontekst przestrzenny:

�pytania o lokalizację obiektów lub zjawisk (gdzie?) ;

�pytania o cechy charakterystyczne obiektów lub

Pytania w GIS


�pytania o cechy charakterystyczne obiektów lub zjawisk czyli pytania o atrybuty opisowe (jaki?) ;

�pytania o relacje przestrzenne obiektów (na zewnątrz?, wewnątrz?, jak daleko?);

�zapytania o transport ludzi lub materiałów wzdłuŜ określonych szlaków (którędy?) .

Systemy informacji geograficznej

Systemy informacji geograficznej to systemy informatyczne zaprojektowane do pracy z danymi, które są zlokalizowane w zlokalizowane w zlokalizowane w zlokalizowane w przestrzeniprzestrzeniprzestrzeniprzestrzeni odniesionej do Ziemi. Dane opisują obiektyobiektyobiektyobiekty lub zjawiskazjawiskazjawiskazjawiska występujące na powierzchni Ziemi, pod jej powierzchnią lub w atmosferze ziemskiej.Danym tym można przypisać współrzędne zdefiniowane w


Danym tym można przypisać współrzędne zdefiniowane w układzie odniesienia związanym z bryłą Ziemi.

Systemy informacji geograficznej umożliwiają gromadzenie, magazynowanie, udostępnianie, obróbkę,analizę i wizualizację danych przestrzennych.

System informacji geograficznejjest to zorganizowany zestaw sprzętu komputerowego,oprogramowania, danych odniesionych przestrzennie orazosób (wykonawców i uŜytkowników) stworzony w celuefektywnego przetwarzania danych przestrzennych.

GIS – Geographic Information System

SIP – Systemy Informacji Przestrzennej


SIP – Systemy Informacji Przestrzennej

SIT - System Informacji Terenowej

Geoinformatyka (geomatyka) - dyscyplina naukowo-techniczna zajmująca się pozyskiwaniem, przetwarzaniem, analizowaniem i udostępnianiem informacji geograficznej.

Zadania geoinformatyki realizuje się m.in. z uŜyciem oprogramowania Systemów Informacji Geograficznej.

SIT słuŜy do podejmowania decyzji o charakterze prawnym,administracyjnym i gospodarczym oraz jako pomoc wplanowaniu i rozwoju.Składa się z bazy danych o terenie oraz metod i techniksystematycznego zbierania, aktualizowania i udostępnianiadanych. Regulowany jest normami i aktami prawnymi.

System informacji terenowej (SIT):

SIT dotyczy obszarów o niewielkim zasięgu: działek geodezyjnych,


Przykłady:http://www.mapa.um.warszawa.pl/http://www.igeomap.um.warszawa.pl/iGeoMaphttp://mapatbd.um.warszawa.pl

SIT dotyczy obszarów o niewielkim zasięgu: działek geodezyjnych,części miast, oddziałów leśnych. SIT wykorzystuje dane geodezyjne orazkatastralne. Wykorzystywany jest przez właścicieli gruntów inieruchomości, inwestorów i zarządzających nieduŜym terenem.Odpowiada mapom w skali 1:500 - 1:5000 (w skali 1: 500 1 cm ⇔ 5 m).

- system przetwarzania danych do wizualizacji(np. do produkcji map, do wizualizacji w 3D)

- system informacyjny(np. w dokumentacji, w usługach)

- system zarządzania(np. do zarządzania nieruchomościami, zasobami naturalnymi)

- system planowania

Zastosowania GIS


- system planowania(np. w pracach budowlanych, drogowych, przy dostarczaniu wody, gazu, energii dla ludności, w operacjach ratunkowych)

- system nawigacji(dla transportu morskiego, lotniczego i drogowego)

- system analizy danych(np. w zagadnieniach optymalizacji, w rozwiązywaniu zagadnień dot. środowiska)

Geohurtownia 1

Geohurtownia 2GEOMEDIA

Dokumenty tekstowe,

mapy

Struktura systemu informacji przestrzennej na przykładzie programu Geomedia


Geohurtownia 2

Geohurtownia „n”

Zapis przestrzeni roboczej

.

.

.

Składniki systemu geoinformacyjnego:

dane, oprogramowanie, sprzęt komputerowy, sieć komputerowa, uŜytkownicy i producenci.

Programy ogólnego przeznaczenia (desktop i systemy rozproszone)

Producenci: ESRI, MapInfo, Intergraph, Leica ….

Programy: Arc/Info, Arc View, MapInfo, Geomedia, Imagine, …

W Internecie:


W Internecie:

Bazy danych przestrzennych – geoportale

Rozproszone przetwarzanie danych - GIS Services

Oprogramowanie typu open source

Aplikacje dedykowane

Związek pomiędzy systemami informacji przestrzennej i

mapami

� Mapy analogowe są waŜnym źródłem danych dla GIS

� GIS korzysta z koncepcji prezentacji przestrzeni

sformułowanych w kartografii


sformułowanych w kartografii

�Systemy GIS posiadają narzędzia do tworzenia map

� Wyniki analiz wykonywanych w ramach GIS

przedstawiane są w postaci map cyfrowych

Mapa to

zmniejszone przedstawienie na płaszczyźnie całości lub

fragmentu powierzchni Ziemi charakteryzujące się:

• określoną konstrukcją matematyczną;

• zastosowaniem specjalnego systemu znaków (symboli

kartograficznych);


• wyborem i uogólnieniem przedstawionych zjawisk.

Elementy mapy:

przedstawienie kartograficzne (elementy treści);

osnowa matematyczna (odwzorowanie, skala,

osnowa geodezyjna, siatka kartograficzna);

pozaramkowe oznaczenia pomocnicze (legenda, wykresy)

podstawy matematyczne

nazwa i godło arkusza

kierunki: północ geograficzna,

Mapa topograficzna


geograficzna, magnetyczna, linie siatki

skala i podziałka

diagram do odczytu spadków terenu


Legenda objaśnia znaki graficzne

słuŜące do opracowania mapy, napisy

oraz skróty


Siatka kilometrowa ułatwia odczytanie współrzędnych połoŜenia punktu na mapie

Skala mapyMianownik skali mapy mówi ile razy zmniejszono rzeczywiste wymiary

liniowe1 : m m – mianownik skali

skala 1 : 100 000 oznacza, Ŝe długość kaŜdego odcinka w terenie jest na mapie zmniejszona 100 000 razy

m = (długość odcinka w terenie) / (długość odcinka na mapie)


odcinek o długości 1 cm na mapie w skali 1 : 100 000 odpowiada odcinkowi o długości 1km w terenie

⇒ 1cm * 100000 = 100000 cm = 1000 m = 1 km

mapy topograficzne 1: 10 000 do 1: 200 000mapy w duŜej skali (wielkoskalowe): 1: 1000, 1: 5000, 1:10000mapy w małej skali (małoskalowe): 1: 250 000, 1: 1 000 000

Dane przestrzenne w zasięgu kontynentów, regionów, państw,obszarów administracyjnych, miast

Obszary te są prezentowane na mapach w róŜnych skalach.

Na ekranie monitora:

mapa świata skala 1 : 100 000 000 ( 1 cm ⇔ 1000 km)Europa skala 1 : 25 000 000 (1 cm ⇔ 250 km)


Europa skala 1 : 25 000 000 (1 cm ⇔ 250 km)Polska skala 1 : 2 500 000 (1 cm ⇔ 25 km)Warszawa skala 1 : 80 000 (1 cm ⇔ 0,8 km)plan ulic skala 1 : 20 000 (1 cm ⇔ 200 m)mapa zasadnicza skala 1 : 500 (1 cm ⇔ 5 m)

plany obszarów mieszczących się w kole o promieniu poniŜej16 km nie wymagają uwzględniania krzywizny Ziemi

Szczegółowość map zaleŜy od skali

mapa świata mapa Europy mapa Polski


mapa świata mapa Europy mapa Polski

mapa Warszawy plan ulic mapa katastralna

Mapa powstaje w dwóch etapach:

1. pomniejszenie Ziemi do globusa (kula lub elipsoida obrotowa) odpowiedniej wielkości;

2. przedstawienie powierzchni globusa na płaszczyźnie.

Etap 1: wyznacza skalę główną opisywaną na marginesie mapy

Etap 2: wymaga przedstawienia na płaszczyźnie nierozwijalnej


Etap 2: wymaga przedstawienia na płaszczyźnie nierozwijalnej

powierzchni bryły obrotowej z zastosowaniem jednego z wielu

odwzorowań kartograficznych – w wyniku zastosowania odwzorowania

pojawiają się zniekształcenia odwzorowawcze , które prowadzą do

deformacji skali głównej

Mapy topograficzne ze względu na niewielkie zniekształcenia nadają się

do pomiaru odległości, powierzchni i kierunków

Dokładność mapy określa precyzja, z jaką moŜna wyznaczyć połoŜenie obiektów na jej podstawie.

Dokładność odczytu połoŜenia szacuje się na poziomie 0,2 mm – 0,5 mm

W zaleŜności od skali odpowiada to róŜnym dokładnościom odczytu połoŜenia w terenie, np.

w skali 1: 10 000 : 2 m – 5 m

w skali 1: 100 000: 20 m – 50 m


w skali 1: 1 000 000: 200 m – 500 m

Dane pozyskane z mapy w małej skali mogą być niewystarczająco dokładne do prezentacji w znacznie większych skalach

precyzja - precyzja jest wyznaczona przez instrument pomiarowy lub metodę pomiaru. Określa ją liczba cyfr znaczących w wyniku pomiaru.

Dane mogą być precyzyjne, ale niedokładne.

układy odniesienia: współrzędne geograficzne

•szerokość geograficzna (latitude) φ - kąt odmierzany od płaszczyzny równika

•długość geograficzna (longitude) λ - kąt odmierzany od płaszczyzny południka

zerowego


Kula: skale mniejsze niŜ 1 : 2 500000

Geodezyjne współrzędne elipsoidalne L i B

długo ść geodezyjna L

PrzybliŜenie powierzchni geoidy - elipsoida obrotowa

układy odniesienia (2)


szeroko ść geodezyjna B

spłaszczenie elipsoidy f = (a-b)/a (f ≅ 0.003353)

półosie elipsoidy: duŜa a i mała b, a-b < 22 km

Przykłady elipsoid:

Nazwa a [m] 1/f Zastosowanie

GRS-80 6 378 137 298,257 układ WGS-84

układy odniesienia (3)


Geodetic Reference System

Krasowskiego 6 378 245 298,3 układ 1942

Bessela 6 377 397 299,15 układ Borowa Góra

Ziemia jako kula o promieniu R = 6371,116 km

azymutalne

walcowe

Odwzorowania kartograficzne


Przedstawienie powierzchni kuli lub elipsoidy na płaszczyźnie wymaga

odwzorowania jej na powierzchnię rozwijalną: zrzutowania na płaszczyznę bądź

pobocznicę walca lub stoŜka.

Płaszczyzny pomocnicze mogą być styczne lub sieczne w stosunku do kuli lub

elipsoidy.

stoŜkowe

Odwzorowanie kartograficzne

przyporządkowanie punktom powierzchni kuli lub elipsoidy punktów na

płaszczyźnie

Y

PP

y


),(1 LBfx ====),(2 LBfy ====

X

(B, L)

x

Rzutowanie na płaszczyznę powoduje deformacje powierzchni elipsoidy. W

wyniku odwzorowania powstają zniekształcenia odległo ści lub powierzchni

lub k ątów .

W wyniku zniekształceń skala nie moŜe być stała

zniekształcenie długości (skala miejscowa / skala główna)

Tylko na mapach w duŜych skalach i na niewielkich obszarach moŜna


praktycznie uznać skalę za stałą.

Odwzorowania wiernoodległościowe to takie, które zachowuje skalę wzdłuŜ

południków lub równoleŜników.

Odwzorowanie nie moŜe jednocześnie zachowywać wartości kątów i

powierzchni: albo odwzorowanie jest wiernokątne albo wiernopolowe.


róŜnice wynikające z zastosowania dwu róŜnych odwzorowań stoŜkowych,

z których jedno zachowuje powierzchnię, a drugie kąty

Przykłady odwzorowań:

Odwzorowanie poprzeczne Mercatora:Wiernokątne odwzorowanie walcowe poprzeczne kuli na płaszczyznę, skala jest zachowana wzdłuŜ południka głównego

południki


południki środkowe

Rekomendowane odwzorowanie kartograficzne dla Polskiodwzorowanie Gaussa-Krügera

elipsoida GRS-80

mapy w skali od 1 : 1 000 000 do 1: 10 000układ 1992

1 strefa o szerokości 10°południk środkowy 19 °

czynnik skalujący na południku środkowym m = 0.9993


przesunięcie w kierunku północnym: 5 300 000 mprzesunięcie w kierunku wschodnim: 500 000 m

mapy w skali od 1: 10 000 do 1 : 500układ 2000

4 strefy o szerokości 3 °południki środkowe: 15 °, 18 °, 21 °, 24 °

http://uklady_wspolrzednych.webpark.pl/index13.html

Y


mapa Polski w odwzorowaniu 1992 wraz z siatką geograficzną

Początek układu X

Dane przestrzenne w systemach informacji geograficznej prezentowane są w geograficznych układach współrzędnych.

Programy GIS pozwalają na korzystanie ze współrzędnych geograficznych lub geodezyjnych wyraŜonych w miarach kątowych lub ze współrzędnych płaskich będących wynikiem zastosowania jednego z wielu odwzorowań kartograficznych.

W programach GIS zdefiniowane są róŜne elipsoidy odniesienia oraz

Układy odniesienia w GIS


W programach GIS zdefiniowane są róŜne elipsoidy odniesienia oraz róŜne odwzorowania dzięki czemu moŜliwe jest przeliczanie współrzędnych z jednego układu do innego.

MoŜliwe jest teŜ automatyczne generowanie siatki kartograficznej na podstawie informacji o wybranym układzie odniesienia.

Na podstawie tych samych danych pomiary odległości, powierzchni lub kierunków mogą być przeprowadzane na powierzchni elipsoidy lub na płaszczyźnie.

Dane reprezentujące tę samą klasę obiektów zorganizowane są w warstwy tematyczne.

Organizacja danych przestrzennych w GIS: warstwy tematyczne


Dowolnie wybrane warstwy tematyczne moŜna na siebie nakładać w celu stworzenia nowej mapy lub przeprowadzenia analizy.

Typowy sposób prezentacji danych w oprogramowaniu GIS poprzez okno mapy

i okno legendy, w którym znajduje się lista warstw moŜliwych do wyświetlenia w

oknie mapy. Wyświetlane są warstwy zaznaczone w okienku wyboru.

Warstwy tematyczne

Legenda Mapa

WSEiZ rok akademicki 2009/10 35Okienko wyboru

dokładność przestrzenna – jakość danych

Dane dotyczące tego samego obszaru zawarte w róŜnych warstwach powinny do siebie pasować. Podstawą poprawności analiz przestrzennych jest dokładność przestrzenna danych w ramach ustalonej skali.

Nakładanie warstw lub łączenie danych z róŜnych źródeł wymaga uzgodnienia układu odniesienia.


wymaga uzgodnienia układu odniesienia.

O wartości danych w bazach GIS decyduje między innymi ich dokładność przestrzenna. Informacje o układzie odniesienia i dokładności przestrzennej bazy danych powinny być zawarte w metadanych.

Modele danych przestrzennych

dane rastrowe dane wektorowe


Dane przestrzenne mogą być przedstawione w reprezentacji wektorowejlub rastrowej. Systemy GIS zawierają narzędzia, które umoŜliwiająrównoczesną wizualizację danych pochodzących z warstw rastrowych iwektorowych. MoŜna równieŜ przeprowadzać analizy przestrzennedanych pochodzących z warstw róŜniących się sposobem reprezentacji.

Dane rastrowe


Obraz rastrowy przy duŜym powiększeniu traci swą ciągłość. Uwidacznia się

wtedy pikselowa struktura obrazu. W przypadku zdjęć satelitarnych

pojedynczy piksel widoczny w powiększeniu jako kwadrat wypełniony jednolitą

barwą odpowiada obszarowi na powierzchni Ziemi, dla którego zostało

zarejestrowane natęŜenie promieniowania odbitego lub emitowanego w

pewnym zakresie spektralnym. Piksele stanowią największy poziom

szczegółowości przestrzennej danych zawartych w zdjęciu.

Y

y


XxReprezentacja wektorowa:

Obiekty opisane są przez współrzędne punktów (x,y) w określonymukładzie odniesienia. Dokładność określenia połoŜenia jest związana zzakresem skal prezentacji.

Przy powiększaniu obrazu danych w zapisie wektorowym od pewnegomomentu ujawnia się poziom szczegółowości danych. Np. dokładnośćreprezentacji prawdziwego przebiegu linii zaleŜy od gęstości punktów orazsposobu interpolacji odcinków pomiędzy punktami.

Punkt:uporządkowana pary współrzędnych w układzie kartezjańskim: (x,y).

Linia:ciągi współrzędnych punktów tworzących linię.

Model wektorowy

Podstawowe typy obiektów:


tworzących linię.

Wielobok:ciągi współrzędnych punktów tworzących linie ograniczające wielobok.

KaŜdy obiekt (punkt, linia, wielobok) ma swój identyfikator.

Model wektorowy: 2D - punkty, linie, obszary

punkty - obiekty 0-wymiarowe w danej skali mapy budynki, szyby wiertnicze, punkty ujęcia wody,

punkty pomiarowe, np. punkty wysokościowe.na mapach w zaleŜności od skali oznaczone symbolami graficznymi lub etykietami

41

linie - obiekty liniowe w danej skali mapydrogi, rzeki, zasięgi obiektów powierzchniowych lub zjawisk (np. poziomice, inne izolinie).

powierzchnie - obiekty powierzchniowe jednorodne z punktu widzenia modelu

jednostki podziału terytorialnego, zbiorniki wodne, lasy...

WSEiZ rok akademicki 2009/10

Przykłady wyboru reprezentacji przestrzennej obiektu:

rzeka jako granica obszaru administracyjnego – obiekt liniowy;

rzeka jako szlak transportowy – element sieci z określonym kierunkiem i intensywnością przepływu;

42

kierunkiem i intensywnością przepływu;

rzeka jako obszar wodny – obiekt powierzchniowy;

rzeka i jej koryto o zmiennej wysokości i nachyleniu –obiekt w przestrzeni trójwymiarowej


KLASA OBIEKTÓW W BAZIE: MIASTA

Klasa obiektów jest reprezentowana przez tabelę

Pojedynczy obiekt klasy DZIAŁKI jest reprezentowany przez wiersz tabeli

43WSEiZ rok akademicki 2009/10

Klasa obiektów reprezentowana przez tabelę DZIAŁKI

Obiekt czyli działka nr 2

SCHEMAT TEMATU:

temat:podział administracyjny Polski na województwa

obiekt: województwo

44

nazwa, powierzchnia, liczba ludności, .... geometria (obiekt 2D)

atrybuty opisowe obiektu województwo


„atrybut” przestrzenny


okno danych

okno mapy

WIZUALIZACJA DANYCH WEKTOROWYCH


Standardowy sposób wizualizacji warstwy wektorowej w systemie GIS:

jednolite przedstawienie wszystkich obiektów w warstwie .

MoŜliwość wyboru:

• barwy, kształtu i wielkości obiektów reprezentowanych przez punkt;

• barwy, szerokości i wzorca obiektów liniowych;

• barwy i tekstury wypełnienia elementów powierzchniowych.

Selekcja obiektu przez wskazanie

47

Zintegrowana informacja o wybranym obiekcie: równoczesny dostęp do danych geometrycznych i opisowych


Centroidy Centroid – to punkt związany z obszarem, w szczególności z wielokątem, leŜący wewnątrz niego, reprezentujący geometryczne uściślenie intuicyjnego "środka" obszaru

Warstwa POWIATY

48

Etykiety rozmieszczane s ą wzgl ędem centroidów

połoŜenie centroidówzaznaczone znakiem +


Wartości dowolnego atrybutu tekstowego lub liczbowego mogą być wykorzystane do etykietowania obiektów w warstwie.

49

Na tle ortofotomapy przedstawiono obiekty powierzchniowe. KaŜdemuobiektowi odpowiada wiersz w tabeli atrybutów opisowych. Wartości atrybutu„id-pola” zostały wyświetlone jako etykiety.


Źródła danych do systemów informacji przestrzennej

Dane pochodzą z:

• papierowych map i planów

• zdjęć lotniczych

• zdjęć satelitarnych

• baz danych opisowych

• pomiarów terenowych (z wykorzystaniem technologii GPS)


• pomiarów terenowych (z wykorzystaniem technologii GPS)

• .......

Na ogół dane z tych źródeł wymagają wstępnego opracowania przed wykorzystaniem ich w systemie GIS. Programy GIS są wyposaŜone w narzędzia wspomagające wprowadzanie danych np. z map papierowych lub zdjęć. Niektóre przetworzenia wstępne wykonywane są jednak z wykorzystaniem innego specjalistycznego oprogramowania, np. programów do przetwarzania zdjęć satelitarnych lub oprogramowania fotogrametrycznego.

Tworzenie nowego zbioru danych wektorowych

• zdefiniowanie struktury tabeli (nazwy pól, typ danych)

• definicja odwzorowania kartograficznego

• wprowadzanie obiektów – po utworzeniu kolejnego obiektu automatycznie dodawany jest nowy wiersz do tabeli


Tworzenie warstwy punktowej

Na podstawie danych tekstowych

Jeśli plik tekstowy zawiera współrzędne X, Y punktów w określonym układzie odniesienia (odwzorowaniu kartograficznym), to na tej podstawie moŜna utworzyć nową warstwę wektorową, która będzie zawierała obiekty punktowe o współrzędnych wczytanych z pliku.

Na podstawie danych adresowych

52

Na podstawie danych adresowych

Jeśli w pliku tekstowym w tabeli podane są informacje o adresie obiektu (miejscowość, ulica, nr domu), to takie obiekty moŜna wprowadzić do warstwy punktowej metodą geokodowania.

Geokodowanie przypisuje wierszom tabeli obiekty punktowe. Dane z wiersza są porównywane z mapą (np. z mapą adresową), aby określić połoŜenie punktu reprezentującego wiersz.



Wprowadzanie danych w terenie z wykorzystaniem odbiorników GPS

Odbiorniki sygnału z satelitarnego systemu pozycjonowania (GPS) dołączone do komputerów przenośnych umoŜliwiają obserwację bieŜącej pozycji na tle mapy, zdjęcia satelitarnego lub zdjęcia lotniczego. Współrzędne pozycji podawane są w układzie opartym na elipsoidzie WGS-84 i mogą być zapamiętane w

54

WGS-84 i mogą być zapamiętane w pliku.

Obserwację pozycji ułatwia oprogramowanie dostosowane do komputerów przenośnych typu palmtop. Oprogramowanie ArcPad firmy ESRI lub MapX Mobile firmy MapInfo moŜe być zainstalowane na komputerze kieszonkowym. Jest ono wyposaŜone w podstawowe funkcje typowe dla oprogramowania GIS. MoŜliwe jest równoczesne wyświetlanie danych z kilku warstw rastrowych i wektorowych, a wskaźnik aktualnej pozycji wyświetlany jest na tle mapy.


Przenoszenie treści map analogowych do systemu GIS:

digitalizacja z wykorzystaniem stołu do digitalizacji (tablet) i digimetru

55

Dokładność ustawienia kursora digimetru -około 0,05 mm


Digitalizacji z uŜyciem stołu i digimetru:• przygotowanie materiału (kalki)• kalibracja stołu do digitalizacji (wewnętrzny układ

odniesienia digimetru, wprowadzanie punktów kontrolnych)• digitalizacja• edycja• kodowanie

Wprowadzanie danych z map papierowych do systemu GIS

56

Skanowanie map jako metoda tworzenia map cyfrowychw wyniku skanowania powstaje mapa rastrowa, które moŜe być wykorzystana jako:• mapa podkładowa• materiał do digitalizacji na ekranie monitora• materiał źródłowy do automatycznego rozpoznawania

obiektów


Dane typu spaghetti.

Dla kaŜdego obiektu osobno zapamiętywane jest połoŜenie wszystkich punktów – model jest wydajny przy wyświetlaniu danych, ale niewygodny przy ich przeszukiwaniu

•redundancja danych;

MAPA

Modele danych wektorowych

57

Wady modelu: • wymagane duŜe zasoby pamięci• czasochłonne przeprowadzanie analiz

•redundancja danych;•brak zabezpieczeń przed brakiem spójności danych;


Postulaty modelu topologicznego:• linie łączą się ze sobą w węzłach;• linie, połączone tak, Ŝe zamykają pewien obszar

tworzą element powierzchniowy;• linie mają kierunek oraz lewe i prawe sąsiedztwo.

Kierunek linii określa prawy i lewy wielobok (w stosunku do linii).


Wspólne krawędzie wieloboków:• kaŜda linia jest zapamiętywana tylko raz• sąsiednie wieloboki nie nakładają się

Model wektorowy z topologią

Związki pomiędzy węzłami, liniami i wielobokami nie ulegają zmianie podczas odkształcania przestrzeni, np. przy zmianie

59

zmianie podczas odkształcania przestrzeni, np. przy zmianie odwzorowania kartograficznego

Model topologiczny: • dane przechowywane ekonomicznie, • analizy szybsze niŜ w modelu spaghetti


Tworzenie topologii

Konstruowanie topologii jest czasochłonne i wymaga edycji błędów popełnionych przy tworzeniu warstwy wektorowej. Nie zamknięte elementy powierzchniowe, przeciągnięte lub nie dociągnięte linie muszą być skorygowane.

60

Po kaŜdej modyfikacji danych geometrycznych trzeba

od nowa konstruować topologię.


Błędy digitalizacji:

nie dociągnięta linia wiszący węzeł dodatkowy wielobok

Narzędzia zapewniające poprawność topologiczną rysunku:

61

• automatyczne dociąganie linii przy ustalonej tolerancji;

• automatyczne usuwanie węzłów wiszących, wieloboków o powierzchni mniejszej od zadanej oraz zmniejszanie liczby wierzchołków określających przebieg linii

Warstwa geometryczna jest poprawna przy określonej tolerancji -najmniejszej moŜliwej odległości pomiędzy węzłami, określonej względem liniowej rozpiętości obszaru L (np. 10-6• L).


Formaty wymiany danych wektorowych:

DXF (Data Exchange Format) - AutoCad, oprócz danych geometrycznych zawiera informacje o wyglądzie rysunku (kolorze, grubości linii, itp.), brak informacji o topologii

E00 - ARC/Info firmy ESRI, zawiera informacje o topologii

shapefiles - zawierają dane dotyczące ustalonej klasy

62

shapefiles - zawierają dane dotyczące ustalonej klasy obiektów, punktów, linii lub poligonów, nie zawierają pełnej topologii, mają postać katalogów plików; dane geometryczne i opisowe przechowywane w osobnych plikach (.shp, .dbf, .shx, .prj)

MIF/MID - pliki tekstowe MapInfo zawierające grafikę i dane tabelaryczne


Documents

Systemy informacji geograficznej GIS - Studia … GIS posiadaj ą narz ędzia do tworzenia map Wyniki analiz wykonywanych w ramach GIS przedstawiane s ą w postaci map cyfrowych Mapa