Cechy jakie powinien posiadać poprawnie wykonany i zaprojektowany SIP:
niezawodność działania, bezpieczeństwo danych, zawartość, wiarygodność i aktualność danych, duża szybkość dostępu do info, wszechstronność info, możliwość dynamicznego wykonywania analiz, zestawień, rejestrów i wykazów, możliwość generowania map topograficznych, funkcjonalność, rozbudowane możliwości adaptacyjne, brak redundancji - nadmierności info, bazowanie na obowiązujących uregulowaniach prawnych.
model rastrowy - służy do modelowania zjawisk ciągłych
powstaje w wyniku teslacji (podziału) przestrzeni za pomocą prostokątów i kwadratów; w wyniku podziału otrzymujemy najmniejszą jednostkę powierzchni - PIKSEL, podstawą modelu jest dwuwymiarowa macierz, której wskaźnik x i y określają położenie danego rastra w stosunku do wybranego układu współrzędnych, punkt - reprezentuje pojedynczy piksel, linię - reprezentuje seria pikseli o jednakowych wartościach atrybutów, wielobok - reprezentuje zbiór pikseli o jednakowych wartościach atrybutów
zalety: prosta struktura danych,mała pracochłonność procedur wprowadzania danych,szybkie i łatwe analizy (sąsiedztwa, rozproszenia powierzchniowe, filtracja danych)
wady: przybliżone wyniki obliczeń długości i powierzchni,utrudniona analiza struktur sieciowych,wymagająca długich obliczeń zmiana odwzorowania (redystrybucja pikseli),duże zapotrzebowanie pamięci (operacyjnej i dyskowej),mała prędkość rysowania obrazu,negatywnie wpływająca na rozdzielczość i jakość obrazu ekranowego zmiana skali
format SWDE - standard wymiany danych ewidencyjnych;polski krajowy format wymiany danych wektorowych między bazami ewidencyjnymi; pozwala na przekazanie informacji kartograficznej o obiektach geograficznych oraz związanej z obiektami informacji opisowej; stosowanie tego formatu ma doprowadzić do: ujednolicenia zawartości baz ewidencyjnych, dostosowania baz ewidencyjnych do wymogów rozporządzenia, sprawnego przesyłania danych między różnymi szczeblami administracji państwowej
Regionalne Bazy Danych: tworzona na potrzebę społeczności lokalnej, obejmuje województwo lub kilka sąsiednich woj; struktura:
-podział administracyjny regionu: granice woj, pow, gmin, egib
-infrastruktura techniczna: komunikacja(gospodarka wodno-sciekowa), energetyka(gospodarka odpadami stałymi)
-środowisko przyrodnicze: zasoby środowiska, warunki przrodnicze, tereny i obiekty prawnie chronione, stan i zagrożenia srodowiska
-gospodarka: przemysł i budownictwo, charakterystyka przedsiębiorczości, rolnictwo i ludność wiejska
-strefa społeczna i kulturowa: demografia>sieć osadnicza>rynek pracy, szkolnictwo podst ponadpodst wyższe, stan zdrowia>ochrona zdrowia, pomoc społeczna> kultura, warunki mieszkaniowe, uwarunkowania historyczne
-turystyka i soprt: walory turystyczne, zagospodarowanie turystyczne, ruch turystyczny, zagrożenia rozwoju funkcji turystycznej
Digitalizacja map analogowych - proces rejestracji punktów z materiału analogowego w układzie współrzędnych do urządzenia rejestrującego oraz ich transformacji na matematycznie powiązany z tym układem geodezyjny układ terenowy.
Etapy: wyszukiwanie właściwej mapy, określenie dokładności przetwarzania, wybór najwłaściwszych metod digitalizacji, prace przygotowawcze przed digitalizacją, właściwe prace digitalizacyjne: wpasowanie (kalibracja), wprowadzenie punktów charakterystycznych , zachowanie istniejących relacji, kontrola wprowadzonych danych
rodzaje digitalizacji: punktowa, liniowa wypierane przez technologię przetwarzania rastrów: powierzchniowa (skanowanie), hybrydowa (dyskretyzacja)
Typowe zadania stawiane bazie danych:
identyfikacja (Co znajduje się w...?), położenie (Gdzie znajduje się...?), tendencje (Co się zmieniło od...?);, optymalna droga (Jaka jest najkrótsza droga między...?), układ (Jaka zachodzi relacja między...?), modele (Co się stanie, gdy...?)
topologiczny model wektorowy:
topologia - zajmuje się własnościami geometrycznymi figur, które nie podlegają zmianom w wyniku przekształceń ciągłych (zmiana skali, obrót, przesunięcie, deformacja ciągła)
węzeł (odpowiednik punktu)
krawędź (odpowiednik linii) - jest zbiorem par współrzędnych topologicznych łączącym dwa węzły
poligon (odpowiednik wieloboku) - powierzchniowym obiektem geograficznym, opisanym zbiorem par współrzędnych, zbudowanym z łańcucha węzłów i krawędzi
wyspa - obiekt geograficzny otoczony całkowicie przez inny obiekt, nie posiadający żadnych krawędzi łączących go z innymi obszarami
związki topologiczne:
połączenie - warunek połączenia jest spełniony, gdy każda linia (krawędź) zaczyna się i kończy w węźle, a każdy węzeł jest punktem początkowym, końcowym lub jednym i drugim;
zawieranie - warunek zawierania jest spełniony, gdy sąsiednie krawędzie poligonu łączą się we wspólnym węźle, a węzeł początkowy pierwszej krawędzi jest węzłem końcowym krawędzi ostatniej;
graniczenie - warunek jest spełniony, gdy istnieje przynajmniej jedna wspólna krawędź należąca do 2 różnych poligonów
zalety: spójność danych wynikająca z jednokrotnego zapisu współrzędnych punktów należących do różnych obiektów; łatwa aktualizacja danych; przyspieszone wykonywanie analiz przestrzennych (zapis związków topologicznych)
wady: złożona struktura danych; konieczność odbudowy struktury topologicznej po każdej modyfikacji geometrii obiektu (np. zmiana granic, dodanie lub usunięcie obiektu)
uml-unified modeling language zunifikowany język modelowania, język strukturalny służący do opisu swiata obiektów w analizie obiektowej
Metody pozyskiwania danych geograficznych: pomiary terenowe (bezpośrednie), digitalizacja map analogowych, skanowanie i wektoryzacja map , metody fotogrametryczne, trójwymiarowa digitalizacja fotogrametryczna (stereodigitalizacja), metody teledetekcyjne, lotniczy skaning laserowy, transfer danych z innych systemów, wprowadzanie danych ze źródeł pisanych
Podstawowe operacje na danych: przetwarzanie wstępne(usuwanie błędów powstałych przy wprowadzaniu danych, łączenie danych połączonych z óźnych źródeł, łączenie danych zapisanych na różnych warstwach), proste operacje matematyczne i statystyczne, analizy przestrzenne, modelowanie procesów i zjawisk
Kryteria obowiązujące przy wprowadzaniu danych:
zachowanie jednolitych norm czasowych dla wszystkich wprowadzanych danych, wykorzystanie aktualnych, wiarygodnych, o wysokiej precyzji źródła danych przestrzennych tego samego typu, korzystanie z tych samych metod oraz z tych samych procedur pozyskiwania danych, zachowanie reżimu dokładnościowego wyrażającego się jednolitą rozdzielczością przestrzenną pozyskiwania danych
w praktyce jednak dane pochodzą z różnych źródeł, powstawały w krańcowo różnym czasie
SQL-structured query language, strukturalny język zapytań używany do tworzenia, modyfikowania baz danych oraz do umieszczania i pobierania danych z baz danych
model TIN (triangulacyjny) - służy do modelowania trójwymiarowych zjawisk ciągłych;
opisuje zjawiska trójwymiarowe, których charakterystyczne wartości mogą być określone na nieregularnie rozmieszczonych punktach płaszczyzny, powstaje w wyniku tesalacji, czyli wyczerpującego podziału przestrzeni na nieregularne lub regularne elementy (w przypadku TIN - trójkąty), zbiory typu TIN mają charakter zbiorów wektorowych (położnie zapisywane w postaci współrzędnych XYZ i związków topologicznych między trójkątami), dana płaszczyzna odwzorowywana jest za pomocą sieci nieregularnych trójkątów, gdzie wierzchołki tych trójkątów to punkty z informacją (atrybutem), a powierzchnie trójkątów są pochodną tych atrybutów (np. nachylenie bądź ekspozycja), model TIN jest przydatny do: automatycznego rysowania poziomic, cieniowania rzeźby powierzchni terenu, analiz przestrzennych wykorzystujących ukształtowanie powierzchni terenu
SWING- standard wymiany informacji geodezyjnych, format danych geodezyjnych służący do wymiany danych pomiędzy bazami danych systemów informacji sit. Pozwala na reprezentację w pliku tekstowym obiektów przestrzennych i opisowych.
funkcje sipu: wprowadzanie danych, zarządzanie danymi, przetwarzanie, udostępnianie danych
Olsztyński SIT:
elementy:
standardy wymiany danych (ASCII, DXF, JPEG, BOP, SWDE, Shapefile)
moduły systemu (mapa numeryczna, osnowa geodezyjna, EGiB, KERG, bazy danych administracji samorządowej)
Metody wyszukiwania danych:wyszukiwanie z warunkiem przestrzennym - wyszukiwane są wszystkie obiekty spełniające zadany warunek geometryczny lub topologiczny, wyszukiwanie z warunkiem przestrzenno-opisowym - wyszukiwane są obiekty, które spełniają zadany warunek przestrzenny (geometryczny lub topologiczny) oraz dodatkowo warunek opisowy, wyszukiwanie z warunkiem opisowym - wyszukiwane są w bazie danych wszystkie obiekty spełniające warunek zdefiniowany za pośrednictwem danych opisowych
Model rastrowy |
Model wektorowy |
Służy do pozyskiwania danych |
Służy do pozyskiwania danych geograficznych |
Budowanie współrzędnych i atrybutów dla każdego rastra - duża pamięć operacyjna, mała prędkość przerysowania obrazu |
Kodowanie współrzędnych i atrybutów opisowych jednakowe dla wybranego obiektu - małe zapotrzebowanie na pamięć, duża prędkość przerysowania obrazu |
Zmiana skali obrazu ekranowego wpływa na rozdzielczość i jakość - schodkowa struktura obrazu rastrowego przy dużych powierzchniach |
Zmiana skali obrazu ekranowego nie wpływa na jego rozdzielczość i jakość - duże zmniejszenie zlewanie się -> podobnie jak w modelu rastrowym |
Edycja - mała elastycznośc na wszelkie manipulacje |
Duza elastycznośc i prostota działań edycyjnych |
Mała pracochłonnośc procedur wprowadzania danych - bogatsze dane, szybko i tanio można przetworzyc na mapę analogową na obraz rastrowy z pełną info |
Duża pracochłonnośc procedur wprowadzania danych - wysokie koszty - mniej danych w zasobie systemu, trzeba nazwac każdy obiekt i go zapisac |
Dogodniejsze przetwarzanie obrazów 3D |
Mniej dogodne przetwarzanie obrazów 3D |
Zastosowanie w małych i średnich skalach |
Zastosowanie gł w skalach dużych, ale również w skalach średnich i małych |
Dziedziny, w których SIT odgrywa kluczową rolę: EGIB - utrzymywanie ładu prawnego w zagospodarowaniu terenu,FISKALIZM - wymiar podatków i świadczeń, HIPOTEKA - zabezpieczenia finansowe na nieruchomościach, Gospodarka i planowanie przestrzenne, Projektowanie inżynierskie, GESUT - utrzymywanie w sprawności sieciowej infrastruktury technicznej i komunalnej terenów zurbanizowanych, Zarządzanie kryzysowe (NMT, BD RSIT), Marketing w sferze obrotu nieruchomościami
format JPEG - zewnętrzny format rastrowy wymiany danych (do archiwizacji danych), cechy:, system bazowy wykorzystuje dyskretną transformację kosinusową (kompresja stratna), systemy rozszerzone umożliwiają dowolny wybór technik kompresji i koderów entropii, tendencje degenerujące przy kolejnych zapisach modyfikowanego pliku, mały rozmiar plików
Elementy zasobu, na których oparto budowę krajowego Situ:
ewidencja gruntów, informacja o budynkach, instytucja ksiąg wieczystych, wielkoskalowe mapy gospodarcze, geodezyjna ewidencja sieci technicznego uzbrojenia terenu (GESUT), branżowa ewidencja sieci technicznego uzbrojenia terenu, kolekcje map topograficznych
format DWG - nietopologiczny wewnętrzny format wektorowy opracowany przez Autodesk; brak standardy zapisu danych opisowych
format BMP - zewnętrzny format wymiany danych, wykorzystywany do tymczasowego przechowywania obrazów; cechy: najprostszy format skanowania obrazów, szybki zapis i odczyt danych, brak kompresji, duży rozmiar plików (nie nadaje się do archiwizacji)
ożądane cechy SITu: lokalizacja - ogólnopolski, dostępność - ogólnodostępny, zakres informacji - zorientowany problemowo, finansowanie - współfinansowany, rozwój - wysokosprawny
Główne kierunki rozwoju GIS
w zakresie baz danych: opracowanie podstaw teoretycznych modeli danych, uwzględnienie aspektu czasu w modelowaniu danych geograficznych (model 4D), modelowanie pojęciowe.
w zakresie analiz przestrzennych: opracowanie metod i technik analizy danych 4D, rozwój metod analizy geostatycznej, wykorzystanie teorii Fouriera i fraktali w analizach przestrzennych.
w zakresie kartografii i teledetekcji: dalszy rozwój teorii generalizacji, opracowanie nowych metod wizualizacji danych geograficznych, rozwój metod klasyfikacji obrazów satelitarnych.
zakresie systemów informacji geograficznej: optymalizacja zapytań w systemie rozproszonych baz danych, zwiększenie efektywności dostępu do BD i analiz przestrzennych, rozwój teorii info oraz metod badań entropii, badanie jakości danych, rozwój narzędzi, poszukiwanie nowych zastosowań.
Skanowanie i wektoryzacja map:
skanowanie - jest procesem automatycznej digitalizacji powierzchniowej tworzącym mozaikę obrazową w postaci siatki kwadratów lub prostokątów (rastry)
wektoryzacja - jest interaktywnym procesem przekształcania danych rastrowych na dane wektorowe
Teledetekcja - zajmuje się pozyskiwaniem, przetwarzaniem i interpretacją danych uzyskanych przy pomocy technik zdalnych rejestrujących promieniowanie elektro-magnetyczne odbite lub wysłane przez obiekty znajdujące się na powierzchni. Urządzenia do teledetekcji: skanery optyczno-mechaniczne, skanery elektrooptyczne, kamery i radary tworzące obrazy cyfrowe.
Lotniczy skaning laserowy - pomiar polega na rejestracji współrzędnych XYZ punktów położonych na powierzchni Ziemi w celu utworzenia numerycznego modelu powierzchni terenu (NMT):ok. 100tys punktów na 1km2, dokładność wyznaczanych współrzędnych 0,15-0,25m, niezależność od oświetlenia, pogody i pory roku, penetracja roślinności
Fotogrametria - zajmuje się precyzyjnym odtwarzaniem kształtów, rozmiarów i wzajemnego położenia obiektów oraz zjawisk na danym terenie na podstawie zdjęć fotograficznych i obrazów terenu; dostarcza całkowicie nowych danych lub danych porównawczych
źródła nauki sip: pierwsze plany i mapy (starożytność), babiloński rejestr własności gruntów, chińskie mapy topograficzne, dokładne mapy zasadnicze i tematyczne (XVII)
zalety dobrego projektu: łatwa obsługa, proste modyfikowanie danych, szybkie odczytywanie informacji, szybka budowa aplikacji użytkownika