10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

1

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

2

•Historia SIP na świecie i w Polsce.

•Podstawowe pojęcia z zakresu systemów informacji

przestrzennej (SIP). 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, NATURA
2000). FOREMMS.

•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.

Tematyka wykładów

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

3

•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.

•Opracowanie map metodami fotogrametrycznymi.

Metoda kombinowana. Metoda uniwersalna.
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.

Tematyka wykładów – c.d.

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

4

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

zdjęć lotniczych. PWN, Warszawa 1999.

•Geomatyka w badaniach struktur przestrzennych

kompleksów

leśnych.

Wydawnictwo

SGGW,

Warszawa 2000.

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

III

.

CILP, Warszawa 2003.

•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 i stałych-kontrolnych powierzchni
próbnych. Fundacja „Rozwój SGGW”, Warszawa
2000.

Literatura do przedmiotu

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

5

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

Wydawnictwo Helion, Gliwice 1997.

•Piekarski

E.:

Podstawy

fotogrametrii

i

fotointerpretacji leśnej. Fundacja Rozwój SGGW,
Warszawa 1996.

•Piekarski

E.,

Olenderek

H.,

Korpetta

D.:

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

•System

informacji

przestrzennej

w

Lasach

Państwowych. Podręcznik użytkownika leśnej mapy
numerycznej. Pr. 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.

•Urbański J.: Zrozumieć GIS. Analiza informacji

przestrzennej. Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa 1997.

Literatura do przedmiotu – c.d.

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

6

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 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).

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

7

Historia GIS - w Polsce

• lata 70. -

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

).

• lata 70. -

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 SILPie.

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

8

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 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).

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

9

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;

• 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 (?) - standard leśnej mapy numerycznej dla

RDLP i DGLP.

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

10

Budowa i funkcjonowanie

leśnej mapy numerycznej

Szczegóły zagadnień związanych z

leśna mapą numeryczną w

nadleśnictwie będą omawiane

w ramach fakultetu

MAPA NUMERYCZNA W

NADLEŚNICTWIE

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

11

System informacyjny leśnictwa w

Polsce (SIL)

•SILP

–

system

informacyjny

Lasów

Państwowych,

wdrożony

do

nadleśnictw,

korzystający z bazy danych urządzeniowych i

oprogramowania TAKSACJA,

•SIP

– system informacji przestrzennej oparty

na

geometrycznej

bazie

danych

numerycznych,

stopniowo

wdrażany

na

poziomie nadleśnictw, parków narodowych i

rezerwatów,

•SPO

–

system

stałych

powierzchni

obserwacyjnych (monitoring biologiczny),

•SWI

– system wielkoobszarowej inwentaryzacji

stanu zdrowotnego i sanitarnego lasu,

•SMT

– system monitoringu technicznego,

•CBD

– centralny bank danych.

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

12

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,

 kontrola i 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.

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

13

GIS

- to system komputerowy służący do

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

Clarke, 1986

GIS

- to system korzystający z

przestrzennych baz danych w celu
uzyskania odpowiedzi na zapytania
natury geograficznej.

Goodchild, 1985

Definicje GIS/SIP

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

14

Definicje GIS/SIP - cd...

GIS

- to system do pozyskiwania,

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

Strobl, 1988

GIS

- to zestaw wszechstronnych

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

Burrough 1986

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

15

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

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

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

16

Definicje GIS/SIP - cd...

Informacje przestrzenne

(ang. Spatial

information) - to zbiór informacji o położeniu,
własnościach geometrycznych i relacjach
przestrzennych obiektów odniesionych do
powierzchni Ziemi.

Miś i in.,

2001

Systemem Informacji Przestrzennej

(

SIP

) -

nazywa się system pozyskiwania, gromadzenia,
archiwizowania, przetwarzania i udostępniania
danych, w których zawarte są informacje
przestrzenne i towarzyszące im informacje
opisowe o obiektach przestrzennych.

Miś i in., 2001

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

17

Kryteria podziału SIP na podstawie:



obszaru:

•

systemy obiektowe

•

lokalne

•

regionalne

•

krajowe

•

kontynentalne

•

globalne



źródła informacji:

•

pierwotne (np. kataster)

•

wtórne (np. plan

zagospodarowania

przestrzennego)



zakresu użytkowania:

•

jeden użytkownik (np.

nadleśnictwo)

•

wielu użytkowników (np. RDLP)



struktury
funkcjonowania:

•

scentralizowane

•

rozproszone



przeznaczenia:

•

ewidencja

•

kartografia (redakcja map)

•

planowanie przestrzenne

•

gospodarka terenami

•

monitoring środowiska

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

18

Dane analogowe

Dane cyfrowe

Oprogramowanie

Sprzęt komputerowy, geodezyjny, GPS, kamery i inne urządzenia

Użytkownicy

systemu

Twórcy

systemu

IN

F

O

R

M

A

C

JE

L

U

D

ZIE

U

R

ZĄ

D

ZE

N

IA

Elementy składowe SIP

i występujące pomiędzy nimi

zależności

(źródło; Miś i in., 2001)

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

19

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 terenu, powierzchnie

opisujące występowanie różnorodnych zjawisk).

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

20

Schemat SIP

użytkownicy

i ich potrzeby

bazy danych

przestrzennych

i opisowych

komputery

urządzenia

zewnętrzne,

oprogramowanie

zagadnienia

formalnoprawn

e,

ochrona danych

SIP

(źródło; Okła i in., 2000)

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

21

Baza danych SIP

Atrybuty przestrzenne

Atrybuty opisowe

Atrybuty czasowe

Dane rastrowe

Dane wektorowe

identyfikator

stan na ...

identyfikator

punkt

tekst

(data 1)

wielkość

linia

liczba

stan na ...

rastra

(data 2)

wektor

data

liczba kanałów

stan na ...

informacji

poligon

dane

(data 3)

multimedialne

el

em

en

ty

r

as

tr

a

ro

dz

aj

e

ob

ie

kt

ów

ty

py

d

an

yc

h

zm

ie

nn

oś

ć

w

c

za

si

e

Atrybuty danych w bazach danych SIP

(źródło; Miś i in., 2001)

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

22

Powiązanie graficznej i atrybutowej

bazy danych

(źródło; Miś i in., 2001)

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

23

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

odniesienia,

 inteligentne bazy danych przestrzennych (METABAZY i METADANE),



Analizy przestrzenne:

 monitoring,
 kontrola i planowanie,
 prognozowanie,
 symulacje zmian i możliwości.

10.05.23

Fotogrametria i Systemy Info
rmacji Przestrzennej - wykła
dy 2004

24

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]:

1.czy można to pokazać w postaci mapy? (dotyczy problemów

zastąpienia

tradycyjnych

sposobów

sporządzania

map

techniką kartografii komputerowej);

2.gdzie

się coś znajduje? (położenie w

przestrzeni

określonych obiektów i ich cech);

3.gdzie się coś zmieniło? (problem analiz i prezentacji

kartograficznej zmian czasowych dowolnych elementów w

przestrzeni objętej działaniem systemu);

4.jaka istnieje relacja? (wszystkie zagadnienia związane z

porównywaniem

pomiędzy

dowolnymi

fragmentami

przestrzeni, a dotyczące np. odległości, spadków terenu,

widoczności, różnorodności przyrodniczej);

5.gdzie to jest najlepsze? (pytania związane z procedurami

wyszukiwania miejsc w przestrzeni, spełniających określone

warunki);

6.co

na

to

wpływa?

(zagadnienia

związane

z

wykorzystywaniem GIS, jako narzędzia do testowania hipotez

o istnieniu związków pomiędzy elementami układów

przyrodniczych);

7.co będzie jeżeli …? (pytania występujące często jako

wstępne przy wyszukiwaniu miejsc spełniających określone

warunki oraz modelowaniu systemowym, umożliwiając

uwzględnienie szczególnych, nietypowych warunków).