Fotogrametria i SIP wyklad 1 ZSZ konspekt

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

• Historia SIP na świecie i w Polsce.
• Podstawowe pojęcia z zakresu systemów informacji przestrzennej.
• Kryteria podziału i struktura SIP.
• Źródła danych dla SIP.
• Dane wektorowe i rastrowe.
• Numeryczny model terenu.
• Wybrane systemy informacyjne związane z ochroną środowiska w

Polsce (ECONET, CORINE, FOREMMS, NATURA 2000).

Tematyka wykładów

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

Polsce (ECONET, CORINE, FOREMMS, NATURA 2000).

• Stan prac nad SIP w Polsce (lasy państwowe, parki narodowe).
• Bazy danych. Typy strukturalne baz danych. Relacyjne, hierarchiczne i

sieciowe bazy danych. Analizy przestrzenne.

• Podstawy kartografii. Geoida, elipsoida, układy współrzędnych.

• Teledetekcja. Podstawowe pojęcia. Teledetekcja lotnicza i satelitarna.
• Fotointerpretacja. Źródła danych obrazowych. Obróbka obrazów.

Geometryzacja obrazów i klasyfikacja treści. Systemy przetwarzania
obrazów.

• Kierunki wykorzystania informacji teledetekcyjnej w leśnictwie.
• Fotogrametria. Podstawowe pojęcia. Zdjęcia lotnicze. Analiza zdjęć

lotniczych. Zdjęcia stereoskopowe.

• Środki techniczne w fotogrametrii.

Tematyka wykładów – c.d.

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

• Środki techniczne w fotogrametrii.
• Opracowanie map metodami fotogrametrycznymi. Ortofotomapa.

Aktualizacja map metodami fotogrametrycznymi. Ustalenie granic
wyłączeń taksacyjnych na podstawie zdjęć lotniczych.

• Wykorzystanie Internetu w SIP i fotogrametrii. Bazy danych i archiwa

zdjęć. Aktualizacja oprogramowania i zakupy danych. Grupy
dyskusyjne i systemy eksperckie.

• Bielecka E.: Systemy informacji geograficznej (GIS) Teoria i

zastosowania. Wyd. PJWSTK, 2006.

• Ciołkosz A., Misztalski J., Olędzki J.: Interpretacja zdjęć

lotniczych. PWN, 1999.

• Czyżkowski B.: Praktyczny przewodnik po GIS. PWN, 2006.
• Davis D.E.: GIS dla każdego. Wyd. MIKOM, 2004.
• Domański R.: Gospodarka przestrzenna. Podstawy teoretyczne.

Wyd. Naukowe PWN, 2006.

Literatura do przedmiotu

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

Wyd. Naukowe PWN, 2006.

• Eckes K.: Modele i analizy w systemach informacji przestrzennej.

Wyd. AGH, 2006.

• Elmasri R., Navathe S.B.: Wprowadzenie do systemów baz danych.

Wyd. Helion, 2005.

• PGLLP: Instrukcja urządzania lasu. Część I, II,

III

. CILP,

Warszawa 2003.

• Geomatyka w badaniach struktur przestrzennych kompleksów

leśnych. Wyd. SGGW, Warszawa, 2000.

• Gotlib D., Iwaniak A., Olszewski R.: GIS Obszary zastosowań.

PWN , 2007.

• Jacobson C.: Mapa kompas GPS. Wyd. EREMIS, 2007.
• Januszewski J.: Systemy satelitarne GPS, Galileo i inne. PWN,

2006.

• Lamparski J., Świątek K.: GPS w praktyce geodezyjnej. Wyd.

Literatura do przedmiotu

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

• Lamparski J., Świątek K.: GPS w praktyce geodezyjnej. Wyd.

GALL, 2007.

• Longley P.A., Goodchild M. F., Maguire D. J., Rhind D. W.: GIS.

Teoria i praktyka. PWN, 2006.

• Magnuszewski A.: GIS w geografii fizycznej. Wydawnictwo

Naukowe PWN, Warszawa 1999.

• Miś R., Strzeliński P., Węgiel A.: Systemy informacji przestrzennej

w leśnictwie i ochronie środowiska leśnego. Wyd. AR im. A.
Cieszkowskiego w Poznaniu, 2001.

• Miścicki S., Stępień E., Będkowski K., Karaszkiewicz W.:

Kombinowana dwufazowa inwentaryzacja lasów nizinnych z
wykorzystaniem

zdjęć

lotniczych

stałych-kontrolnych

powierzchni próbnych. Fundacja „Rozwój SGGW”, Warszawa
2000.

Literatura do przedmiotu

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

2000.

• Myrda G.: GIS, czyli mapa w komputerze. Wydawnictwo Helion,

Gliwice, 1997.

• PGLLP: Instrukcja urządzania lasu. Część I, II, III. CILP,

Warszawa 2003.

• Piekarski E., Olenderek H., Korpetta D.: Fotogrametria i systemy

informacji przestrzennej w urządzaniu lasu w warunkach polskich.
Prace IBL, 15. Warszawa 1993.

• Piekarski E.: Podstawy fotogrametrii i fotointerpretacji leśnej.

Fundacja Rozwój SGGW, Warszawa 1996.

• Przewłocki S.: Geomatyka. PWN, 2008.
• Richling A.: Geograficzne badania środowiska przyrodniczego.

PWN, 2006.

• System

informacji

przestrzennej

Lasach

Państwowych.

Podręcznik

użytkownika

leśnej

mapy

numerycznej.

Praca

zbiorowa pod red. K. Okły. Warszawa, 2000.

Literatura do przedmiotu

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

zbiorowa pod red. K. Okły. Warszawa, 2000.

• Systemy EECONET i CORINE a strategia ochrony przyrody w

Polsce. Materiały na konferencję. PAN; Fundacja IUCN Poland.
Warszawa 1997.

• Systemy

informacji

geograficznej

praktyce.

Studium

zastosowań. Praca zbiorowa pod red. M. Kunza. Wyd. UMK, 2007.

• Systemy informacji topograficznej kraju. Praca zbiorowa pod red.

A. Makowskiego. Wyd. PW, 2005.

• Szpecht C.: System GPS. Wydawnictwo Bernardinum w Pelplinie,

2007.

• Teledetekcja, pozyskiwanie danych. Praca zbiorowa pod red. J.

Saneckiego. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne , 2006.

• Urbański J.: Zrozumieć GIS. Analiza informacji przestrzennej.

Literatura do przedmiotu – c.d.

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

• Urbański J.: Zrozumieć GIS. Analiza informacji przestrzennej.

Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1997.

Historia GIS – na świecie

• lata 60

- Kanada - CGIS - Canada Geographic Information

System, zaprojektowany w latach 1960-1969, dla potrzeb
zarządzania środowiskiem naturalnym z wykorzystaniem
analiz przestrzennych,

•

lata 80.

- prace badawczo-rozwojowe w trzech ośrodkach:

- Harwardzkie Laboratorium Grafiki Komputerowej i Analizy

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

- Harwardzkie Laboratorium Grafiki Komputerowej i Analizy

przestrzennej

(Harvard Laboratory for Computer Graphics and

Spatial Analysis),

- Instytut Technologii w Massachusetts

(Massachusetts Institute of

Technology),

- Instytut Badań Systemów Środowiskowych w Kalifornii

(Environmental System Research Institute –

ESRI

• Pierwsze projekty systemów informacji o terenie (

TEREN

)

powstały w latach 1972-1973,

- koncepcja systemu o środowisku glebowym (

BIGLEB

- system rolniczo-przyrodniczej charakterystyki użytków

rolnych (

PROMEL

- system inwentaryzacji obszarów zagrożonych imisjami na

gruntach rolnych (

SIZROL

Historia GIS – w Polsce

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

•

System Informacji o Ukształtowaniu Środowiska Przyrodniczego
(

SINUS

) - zbudowany przez Instytut Geodezji i Kartografii

•

Centralna Baza Danych o Środowisku (

CBDŚ

) - utworzona przez

Centrum Informacji o Środowisku GRID Warszawa

•

Projekt systemu informatycznego leśnictwa (

SIL

) – powstał w

latach 70-tych przy współpracy Instytutu Badawczego Leśnictwa
(Zakład Urządzania Lasu) i Akademii Rolniczej w Poznaniu
(Katedra Urządzania Lasu). Początkowo przeznaczony dla
urządzania lasu, po modyfikacji został wykorzystany w

SILP

(System Informatyczny Lasów Państwowych).

Historia GIS – w Polsce

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

(System Informatyczny Lasów Państwowych).

System informacyjny leśnictwa w Polsce (SIL)

• SILP

– system informacyjny Lasów Państwowych, wdrożony

do nadleśnictw, korzystający z bazy danych urządzeniowych
i oprogramowania TAKSACJA/TAKSATOR,

• SIP

–

system

informacji

przestrzennej

oparty

geometrycznej

bazie

danych

numerycznych,

stopniowo

wdrażany na poziomie nadleśnictw, parków narodowych i
rezerwatów,

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

rezerwatów,

• SPO

–

system

stałych

powierzchni

obserwacyjnych

(monitoring biologiczny),

• SWI

–

system

wielkoobszarowej

inwentaryzacji

stanu

zdrowotnego i sanitarnego lasu,

• SMT

– system monitoringu technicznego,

• hurtownia danych

SIL – c.d.

System ma realizować następujące cele:
ewidencjonowanie,

gromadzenie,

archiwizowanie,

przetwarzanie, wizualizacja i udostępnianie aktualnych
danych i wyników wszechstronnych analiz systemu lasów i
środowiska

leśnego,

jego

zasobów

oraz

czynności

gospodarczych stosownie do potrzeb określonego poziomu
zarządzania i statystyki państwa,

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

zarządzania i statystyki państwa,

kontrola

projektowanie

przyrodniczych

struktur

przestrzennych z uwzględnieniem krajowego programu
zalesień, potrzeby zachowania i wzbogacania biologicznej
różnorodności na poziomie mezoregionu, dzielnicy i krainy
przyrodniczoleśnej,

udostępnianie wyników dla potrzeb statystyki krajowej i

europejskiej.

Początki leśnej mapy numerycznej

• Początek lat 90-tych

– pierwsze eksperymenty – w Puszczy

Białowieskiej (IBL), Nadleśnictwie Kozienice, Rudy Raciborskie i

in. w Sudetach Zachodnich (Instytut Geodezji i Kartografii);

• 1995

– Nadleśnictwo Brzeziny – pierwsze w Polsce nadleśnictwo z

funkcjonującym systemem informacji przestrzennej, łączącym

SILP z geometryczną bazą danych (Katedra Urządzania Lasu i

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

SILP z geometryczną bazą danych (Katedra Urządzania Lasu i

Geodezji Leśnej Wydziału Leśnego SGGW);

• 1998

– Nadleśnictwo Ujsoły, utworzono bazę geometryczną oraz

(jeden z pierwszych w Polsce) numeryczny model terenu (Zakład

Urządzania Lasu Instytutu Badawczego Leśnictwa).

Tworzenie i wdrażanie leśnej mapy numerycznej

• 1996 - powołanie w Dyrekcji Generalnej osobnej komórki d/s GIS;
• 1998 - 18 maja -

zarządzenie nr 23

Dyrektora Generalnego LP, w

sprawie wstępnych założeń technicznych dla wykonawców leśnej mapy
numerycznej oraz jej ewidencjonowania;

• 1998 - 28 czerwca -

zarządzenie nr 60

, w sprawie procedury zakładania

ewidencyjnych map numerycznych w nadleśnictwach;

• 1999 - 14 czerwca -

zarządzenie nr 58

, w sprawie powołania Zespołu

zadaniowego, d/s określenia potrzeb użytkowników SIP w LP na
wszystkich szczeblach zarządzania;

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

wszystkich szczeblach zarządzania;

• 2000 - podjęcie prac nad systemem informacji przestrzennej dla

poziomu dyrekcji regionalnej (

eksperyment łódzki

);

• 2001 - 23 sierpnia -

zarządzenie nr 74

, w sprawie zdefiniowania

standardu leśnej mapy numerycznej dla poziomu nadleśnictwa

oraz

wdrażania systemu informacji przestrzennej w nadleśnictwach;

• 2002 - 15 lipca -

zarządzenie nr 58

, zmieniające zarządzenie 74;

• 2003 - 13 stycznia -

zarządzenie nr 5

, zmieniające zarządzenie 74;

• 2004 – 7 czerwca -

zarządzenie nr 41/2004

, zmieniające zarządzenie 74;

• 2005-2008 - ... standard LMN podlega ciągłym zmianom i doskonaleniu ...

Tworzenie i wdrażanie leśnej mapy numerycznej - stan na grudzień 1999r.

źródło: http://www.geomatyka.lasy.gov.pl/

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

Tworzenie i wdrażanie leśnej mapy numerycznej - stan na lipec 2008 r.

źródło: http://www.geomatyka.lasy.gov.pl/

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

GIS

- to system korzystający z przestrzennych baz

danych w celu uzyskania odpowiedzi na zapytania
natury geograficznej.

Goodchild, 1985

Definicje GIS/SIP

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

GIS

- to system komputerowy służący do

zbierania,przechowywania, przetwarzania,
analizowania i wyświetlania danych przestrzennych.

Clarke, 1986

Definicje GIS/SIP - cd...

GIS

- to zestaw wszechstronnych narzędzi do:

zbierania, składowania, przetwarzania,
transformowania i wyświetlania danych
przestrzennych świata realnego.

Burrough 1986

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

GIS

- to system do pozyskiwania, przechowywania,

sprawdzania, manipulacji, integracji, analizy i
prezentacji danych odnoszących się do obiektów
przestrzennych.

Strobl, 1988

Definicje GIS/SIP - cd...

GIS

- to komputerowy system zaprojektowany dla użytkownika

w celu: zbierania, zarządzania i analizy dużej ilości danych
przestrzennych i ich atrybutami.

Hamenway, 1989

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

GIS

- to zorganizowany, wielofunkcyjny zestaw narzędzi (sprzęt

komputerowy, oprogramowanie, dane przestrzenne) oraz osób
(wykonawców i użytkowników), stworzony celem efektywnego
gromadzenia, magazynowania, przetwarzania i prezentacji
danych przestrzennych z otaczającej nas rzeczywistości.

Kistowski i Iwańska, 1997

Definicje GIS/SIP - cd...

System Informacji Geograficznej

(ang. Geographical Information

System) - system informacji przestrzennej dotyczący danych
geograficznych.
Termin ten w liczbie mnogiej oznacza systemy informacji
geograficznej, stosowany jest również jako nazwa dziedziny
zajmującej się geoinformacją oraz metodami i technikami GIS.

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

zajmującej się geoinformacją oraz metodami i technikami GIS.

Gaździcki, 2002

Definicje GIS/SIP - cd...

Geomatyka,

(ang.

Geomatics

) - dyscyplina naukowo-techniczna

zajmująca się pozyskiwaniem, analizowaniem,
interpretowaniem, upowszechnianiem i praktycznym
stosowaniem geoinformacji.

Gaździcki, 2002

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

Według Oxford English Dictionary Online (2004) geomatyka jest
matematyką Ziemi, tj. nauką o pozyskiwaniu, analizie
i interpretacji danych, zwłaszcza pomiarowych, które odnoszą
się do powierzchni Ziemi.

Definicje GIS/SIP - cd...

System Informacji o Terenie

(ang. Land Information System) -

system informacji przestrzennej dotyczący danych o terenie.

Według definicji Międzynarodowej Federacji Geodetów (FIG),
stosowanej już w latach osiemdziesiątych minionego stulecia,
system informacji o terenie jest środkiem do podejmowania
decyzji o charakterze prawnym, administracyjnym i

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

decyzji o charakterze prawnym, administracyjnym i
gospodarczym oraz pomocą w planowaniu i rozwoju; składa się
on z bazy danych o terenie utworzonej dla określonego obszaru
oraz metod i technik systematycznego pozyskiwania,
aktualizowania i udostępniania danych, a jego podstawą jest
jednolity sposób identyfikacji przestrzennej, służący również do
łączenia danych systemu z danymi innych systemów.

Gaździcki, 2002

Definicje GIS/SIP - cd...

Informacje przestrzenne

- to zbiór informacji o położeniu,

własnościach geometrycznych i relacjach przestrzennych obiektów
odniesionych do powierzchni Ziemi [Miś i in., 2001].

Systemem Informacji Przestrzennej (SIP)

- to system

pozyskiwania, gromadzenia, archiwizowania, przetwarzania i
udostępniania danych, w których zawarte są informacje

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

udostępniania danych, w których zawarte są informacje
przestrzenne i towarzyszące im informacje opisowe o obiektach
przestrzennych [Miś i in., 2001].

Leśna mapa numeryczna

- system informacji przestrzennej

utworzony dla potrzeb LP, wspomagający procesy decyzyjne,
spójny wewnętrznie i otwarty na możliwość współpracy z innymi
systemami oraz na modernizację wewnętrzną.

Kryteria podziału SIP na podstawie:

obszaru:

•

systemy obiektowe

•

lokalne

•

regionalne

•

krajowe

•

kontynentalne

•

globalne

źródła informacji:

struktury funkcjonowania:

•

scentralizowane

•

rozproszone

przeznaczenia:

•

ewidencja

kartografia (redakcja map)

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

źródła informacji:

•

pierwotne (np. kataster)

•

wtórne (np. plan zagospodarowania
przestrzennego)

zakresu użytkowania:

•

jeden użytkownik (np. nadleśnictwo)

•

wielu użytkowników (np. RDLP)

•

kartografia (redakcja map)

•

planowanie przestrzenne

•

gospodarka terenami

•

monitoring środowiska

Schemat SIP

użytkownicy

i ich potrzeby

komputery

urządzenia zewnętrzne,

oprogramowanie

SIP

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

bazy danych

przestrzennych

i opisowych

zagadnienia

formalnoprawne,

ochrona danych

(źródło; Okła i in., 2000)

Dane analogowe

Dane cyfrowe

Oprogramowanie

ytkownicy

Twórcy

Elementy składowe SIP

i występujące pomiędzy nimi zależności

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

Sprz

t komputerowy, geodezyjny, GPS, kamery i inne urz

dzenia

ytkownicy

systemu

Twórcy

systemu

(źródło; Miś i in., 2001)

Struktura SIP

• Atrybut

– najmniejsza jednostka systemu, opisująca warstwę

informacyjną.

• Warstwa informacyjna

– zbiór jednolitych (najczęściej

geometrycznie) obiektów, opisywanych szeregiem atrybutów.

• Zbiór warstw informacyjnych

– odwzorowanie dowolnej sytuacji

terenowej.

Każdy obiekt występujący w terenie można opisać jako

punkt

linię

poligon

lub

bryłę

, a także jako

obiekt ciągły

(powierzchnia

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

poligon

lub

bryłę

, a także jako

obiekt ciągły

(powierzchnia

terenu, powierzchnie opisujące występowanie różnorodnych
zjawisk).

Baza danych SIP

Atrybuty przestrzenne

Atrybuty opisowe

Atrybuty czasowe

Dane rastrowe

Dane wektorowe

identyfikator

stan na ...

Atrybuty danych w bazach danych SIP

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

identyfikator

punkt

tekst

(data 1)

wielko

ść

linia

liczba

stan na ...

rastra

(data 2)

wektor

data

liczba kanałów

stan na ...

informacji

poligon

dane

(data 3)

multimedialne

tó

(źródło; Miś i in., 2001)

Charakterystyczne obszary zastosowań SIP

Wspomaganie decyzji:

optymalna lokalizacja,

optymalna trasa,

najefektywniejsze wykorzystanie,

Gromadzenie i integracja danych przestrzennych:

przetworzenie różnych informacji do postaci cyfrowej i wspólnego układu

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

odniesienia,

inteligentne bazy danych przestrzennych (METABAZY i METADANE),

Analizy przestrzenne:

monitoring,

kontrola i planowanie,

prognozowanie,

symulacje zmian i możliwości.

Możliwości analityczne SIP

Jako przykład zastosowania analizy gisowskiej w

zadaniach decyzyjnych można podać za Mozgawą [1996]
siedem rodzajów problemów w postaci pytań – haseł
podanych w pracy Berry [1992]:

czy można to pokazać w postaci mapy?

(dotyczy problemów

zastąpienia

tradycyjnych

sposobów

sporządzania

map

techniką kartografii komputerowej);

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

techniką kartografii komputerowej);

gdzie się coś znajduje?

(położenie w przestrzeni określonych

obiektów i ich cech);

gdzie się coś zmieniło?

(problem analiz i prezentacji

kartograficznej zmian czasowych dowolnych elementów w
przestrzeni objętej działaniem systemu);

Możliwości analityczne SIP

jaka istnieje relacja?

(wszystkie zagadnienia związane z

porównywaniem

pomiędzy

dowolnymi

fragmentami

przestrzeni, a dotyczące np. odległości, spadków terenu,
widoczności, różnorodności przyrodniczej);

gdzie to jest najlepsze?

(pytania związane z procedurami

wyszukiwania

miejsc

przestrzeni,

spełniających

określone warunki);

wpływa?

(zagadnienia

związane

2009-02-27

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady

wpływa?

(zagadnienia

związane

wykorzystywaniem GIS, jako narzędzia do testowania
hipotez

istnieniu

związków

pomiędzy

elementami

układów przyrodniczych);

co będzie jeżeli …?

(pytania występujące często jako

wstępne przy wyszukiwaniu miejsc spełniających określone
warunki oraz modelowaniu systemowym, umożliwiając
uwzględnienie szczególnych, nietypowych warunków).