„Wykorzystanie Geograficznych Systemów

Informacji do inwentaryzacji sieci

kanalizacyjnej”

Przygotowali:

mgr inż. Katarzyna Wróbel

mgr inż. Marcin Bondyra

Podstawowe definicje

GIS (Geographical Information System) - zaawansowane narzędzie komputerowe,

służące do pozyskiwania, magazynowania, przetwarzania, wizualizacji, analizy i

interpretacji danych przestrzennych tworzącą bazę danych.

Z definicji wynikają trzy główne cechy:

GIS udostępnia mechanizmy wprowadzania, gromadzenia i przechowywania danych przestrzennych oraz zarządzania nimi. Zapewnia ich spójność i pozwala na wstępną weryfikację.

Na podstawie zgromadzonych danych możliwe jest przeprowadzenie specyficznych analiz opierających się na relacjach przestrzennych między obiektami.

Wyniki analiz przestrzennych przedstawione mogą być w postaci opisowej, tabelarycznej bądź graficznej jako mapy, wykresy lub rysunki w żądanej postaci.

Podstawowym i głównym zadaniem GIS w przedsiębiorstwie wodociągowym

i kanalizacyjnym jest znaczne usprawnienie procesu zarządzania

majątkiem sieciowym

Struktura systemu GIS

Baza danych (ang. data) Sprzęt komputerowy (ang. hardware) Oprogramowanie (ang. software) Użytkownicy (ang. people) Procesy i procedury (ang. processes)

Dane i źródła ich pozyskiwania: Zdjęcia satelitarne i lotnicze Odbiorniki GPS Stacje pomiarowe i loggery Pomiary bezpośrednie Materiały i dokumentacja istniejąca Państwowe zasoby danych oraz różnych instytucji Roczniki statystyczne Mapy numeryczne, papierowe Plany Internetowe bazy danych

Formaty danych: Dane rastrowe

Dane wektorowe

Dane rastrowe

W formacie rastrowym obraz tworzony jest przez piksele – najmniejsze elementy zobrazowania. Każdy piksel będący kwadratem o określonym wymiarze posiada odpowiednią wartość liczbową definiującą jego barwę na ekranie monitora.

Dane rastrowe zapisywane są w postaci współrzędnych x,y każdego piksela obrazu i odpowiadającej mu wartości definiującej barwę (kolor, nasycenie, jasność)

W formacie rastrowym wykorzystywane są zeskanowane mapy, zdjęcia lotnicze, satelitarne

Mapa rastrowa

Mapa wektorowa składa się z grupy obiektów, które są opisywane współrzędnymi w przyjętym układzie współrzędnych. Można w ten sposób przedstawić dane o wysokiej dokładności, np.: granice działek, zarysy budynków, pasy ulic, sieci przesyłające wodę, gaz, energię elektryczną itp.

Cechuje ją dowolna skalowność. Jej jakość nie zależy od skali. Można ją w dowolny sposób zmieniać, nie pogarszając widoczności, bowiem postać wektorowa zapisywana jest w komputerze w skali 1:1

Dane wektorowe

Mapa wektorowa

Punkt (point) – położenie definiowane jest parą współrzędnych (x, y)

Linia (line) – definiowana jest dwiema parami współrzędnych punktów: początkowego (x1, y1) i końcowego (x2, y2)

(x1, y1)(x2, y2)

Polilinia (polyline) – definiowana jest n- parami współrzędnych Punktów węzłowych: (x1, y1) ; (x2, y2); (x3, y3); (x4, y4) ...(xn, yn)

(x1, y1)

(x2, y2) (x3, y3)

(x4, y4) .. (xn, yn)

(x, y)

Typy obiektów wektorowychTypy obiektów wektorowych

Poligon (region) – definiowany jest n - parami współrzędnych punktówwęzłowych: (x1, y1) ; (x2, y2); (x3, y3); (x4, y4); (x5, y5); ...(xn, yn) ; gdzie : n – liczba wierzchołków

(x1, y1)

(x2, y2) (x3, y3)

(x4, y4) (x5, y5)

(x6, y6)

n = 6

Zalety modelu rastrowego

Prosta struktura danych; Jednakowa wielkość elementów – ułatwiająca

modelowanie i symulacje komputerowe;

Wady modelu rastrowego

Zajmowanie znacznej ilości pamięci komputera; Przybliżone wyniki obliczeń powierzchni i odległości; Utrudniona analiza struktur sieciowych; Utrudniona zmiana odwzorowania

Zalety modelu wektorowego

Zwarta struktura danych – niewielka ilość pamięci; Dobre odtworzenie położenia obiektów; Zachowanie topologii w modelach struktur sieciowych Łatwa aktualizacja danych

Wady modelu wektorowego Złożona struktura danych; Utrudnione symulacje z uwagi na zróżnicowanie

typologiczne i topologiczne obiektów

Oprogramowanie

prawidłowo dobrane programy powinny realizować następujące operacje:

wprowadzanie danych; przechowywanie danych; analiza; tworzenie projektu końcowego; ewentualne modelowanie

Na rynku istnieje wiele producentów oprogramowań dla aplikacji GIS.

Do najbardziej popularnych należą:

ESRI Autodesk Intergraph Bentley

i inne

Przykłady zastosowań GIS:

Działalność gospodarcza

Administracja i zarządzanie

Gospodarka morska i śródlądowa

Publikowanie map

Geologia i wydobywanie surowców

Służby ratownicze

Zarządzanie kryzysowe

Agencje obrotu nieruchomościami

Rolnictwo

Ochrona środowiska

Gospodarka leśna

Transport

Planowanie przestrzenne

Zarządzanie infrastrukturą

Obronność

Turystyka i promowanie regionu

Istota projektu: Stworzenie bazy danych, przy wykorzystaniu aplikacji komputerowej Mb_GIS, która powiąże dane opisowe elementów sieci kanalizacyjnej z ich atrybutami geoprzestrzennymi na mapie numerycznej.

Warstwa obszarów

Warstwa etykiet

Warstwa cech

Dzielnica ADzielnica C

Dzielnica BDzielnica D

Dzielnica Cecha

A 100

B 80

C 80

D50

Źródła pozyskiwania danych:

dokumentacja przedsiębiorstwa

materiały kartograficzne

mapy :

• zasadnicze

• numeryczne

inwentaryzacja

wiedza pracowników przedsiębiorstwa

Obraz 014 Obraz 021

Obraz 042 Obraz 043

Atrybuty przypisywane obiektom:

Dane ogólne Parametry Dane inwestycyjne Dokumentacja

Dane ogólne: rodzaj sieci, rodzaj elementu uzbrojenia oraz jego typ

miasto, dzielnica, ulica, nr posesji, nr lokalu

stan aktualny, roboczy elementu

lokalizacja, opis, stan realizacji

data rozpoczęcia lub zakończenia eksploatacji

numer środka trwałego

typ kanału rzędna wlotu i wylotu rodzaj nawierzchni źródło danych

Parametry przewodów: materiał, długość, średnica przewodu

zagłębienie

ilość wlotów i wylotów budowa oraz średnica

rzędna dna studzienki i terenu

typ studni oraz włazuParametry studzienek:

rodzaj nawierzchni źródło danych

Dane inwestycyjne:

inwestor, wykonawca, odbiorca, inspektor nadzoru, kierownik budowy

dziennik nr, zakład, protokół odbioru technicznego, data

status prawny

decyzja urzędu gminy

uzgodnienia projektowe

Dokumentacja techniczna: książka, plansza, teczka

nr inwentarzowy

nr środka trwałego, nr fabryczny

zakończenie budowy

Zamiana mapy rastrowej na wektorową

Skanowanie map

Kalibracja wielopunktowa map w SuperEdit_PRO

Przerysowanie w programie Mb_GIS Utility

Kalibracja wielopunktowa map

jest procesem w wyniku którego,

zostaje usunięty problem deformacji

map powstałych w wyniku skanowani

z wykorzystaniem siatki kalibracji.

Modele Kalibracji

Dostępne modele kalibracji:– Helmerta (min. 2 wektory korekcyjne)– Afiniczny (min. 3 wektory korekcyjne)– Biliniowy (min. 4 wektory korekcyjne)– Bikwadratowy (min. 9 wektorów korekcyjnych)– Bikubiczny (min. 16 wektorów korekcyjnych)

Dobór modelu dokonywany jest przede wszystkim na podstawie ilości wektorów korekcyjnych jakie

możemy zdefiniować.

Kalibracja Mapy Rastrowej

Kalibracja mapy polegała na:

• Ustaleniu rozmiarów siatki kalibracyjnej• Określeniu wektorów kalibracyjnych• Przeprowadzeniu kalibracji• Sprawdzeniu wyników

Siatka Kalibracji

Ułatwia wprowadzanie dużej liczby wektorów kalibracyjnych w sytuacjach,

gdy punkty docelowe rozłożone są w sposób regularny w postaci

siatki punktów

Naniesienie siatki kalibracyjnej polega na

określeniu ile wierzchołków mamy do dyspozycji oraz w jakiej odległości

od siebie się znajdują. Dodatkowo musimy

określić punkt wstawienia siatki,

z reguły jest tolewy dolny róg siatki.

Ustaleniu rozmiarów siatki kalibracyjnej

Określenie wektorów kalibracyjnych

Efekt kalibracji mapy

Sprawdzenie wyników kalibracji

50m

50m

50 x 50 = 2500m2

W celu dodatkowego zweryfikowania wyników można dodać rysunek wektorowy

i wykonać na nim pomiary

potwierdzające precyzje otrzymanej

mapy.

• Start Edition Mb_GIS Utility

Wykorzystane oprogramowanie:

Program Mb_GIS Utility firmy MEGABIT Sp. z o.o. (www.megabit.com.pl)

Oprogramowanie dostępna jest w trzech wersjach:

• Standard Edition • Enterprise Edition

!!! W dowolnym momencie istnieje możliwość migracji do wyższej wersji systemu.

Możliwość dopasowania systemu do potrzeb i wielkości firmy

Program Mb_GIS Utility Start Edition składa się z dwóch aplikacji:

Ewidencja - Awarie

Mb_ GIS Edytor

Ewidencja- Awarie

Po połączeniu kilku rastrów w jeden oraz zapisaniu podkładu

w formacie wektorowym,

rozpoczęto rysowanie a następnie wprowadzanie

danych do bazy. Opisano:

odcinki sanitarne oraz studzienki

Korzyści z wdrożenia bazy danych GIS:

możliwość tworzenia i edytowania warstw mapy numerycznej scentralizowanie informacji i danych

przeglądanie i analizowanie danych opisowych

(ułatwienie dostępu do danych oraz szybki przekaz informacji)

uwiarygodnienie danych

(analizy statystyczne i przestrzenne stanu majątku sieciowego)

możliwość integracji systemu z bazą pomiarów

możliwość modelowania hydraulicznego sieci

Dziękujemy za uwagę