II 1. Wyjaśnij pojęcia: system informacji o terenie, wizualizacja, model danych, system teleinformatyczny. 2. Scharakteryzuj zadania SIP. 3. Wymień i objaśnij cechy danych przestrzennych. 4. Analizy przestrzenne – pojęcie, podział, cel. 5. Co to jest infrastruktura informacji przestrzennej zgodnie z Ustawą o IIP. Sposoby realizacji infrastruktur. 6. Zakres części obligatoryjnej i fakultatywnej krajowego systemu informacji o terenie. 1. System Informacji o Terenie (SIT) – system wchodzacy w sklad kategorii systemow informacji przestrzennej. Sluży do podejmowania decyzji o charakterze prawnym, gospodarczym, politycznym. Zawiera w sobie dane geoprzestrzenne, w tym informacje geograficzne, oraz metody i techniki sluzace systematycznemu zbieraniu, przetwarzaniu i aktualizowaniu danych geoprzestrzennych. Wizualizacja oznacza uczynienie pewnych cech widocznymi z tym samym umozliwienie ich poznania za pomoca wzroku. Model danych: - Abstrakcja swiata realnego, ktora uwzględnia wybrane jego elementy i jest opisana danymi - Opis danych oraz ich powiazan odzwierciadlajacy strukture informacyjna w danej organizacji lub dziedzinie - Wzorzec struktury danych w bazie danych System teleinformatyczny to zespol wspoppracujacych ze soba urzadzen informatycznych i oprogramowania, zapewniajacy przetwarzanie i przechowywanie, a takze wysylanie i odbieranie danych poprzez sieci telekomunikacyjne za pomoca wlasciwego dla danego rodzaju sieci urzadzenia koncowego w rozumieniu ustawy z dnia 16 lipca 2004 r. 2. SIP - system pozyskiwania, gromadzenia, weryfikowania, integrowania, analizowania, transferowania i udostepniania danych przestrzennych, w szerokim rozumieniu obejmuje on metody, srodki techniczne, w tym sprzet i oprogramowanie, baze danych przestrzennych, organizacje, zasoby finansowe oraz ludzi zainteresowanych jego funkcjonowaniem. ZADANIA SIP/GIS - Skupic warstwy informacyjne w jakims miejscu, zdarzeniu, albo umozliwic lepsze zrozumienie jego istoty - Pomoc w podejmowaniu decyzji o pewnych elementach na powierzchni Ziemi - Zarzadzanie danymi o otaczajacej nas przestrzeni 3. Cechy danych przestrzennych: Dokładnosc- bliskosc wartosci prawdziwej, określa się ją stosując pojęcia teorii błędów i statystyki matematycznej. Precyzja- zdolność dokładnego przedstawienia wielkości, wyrażająca się np. liczbą cyfr w zapisie liczby Powtarzalność- zdolność powtarzanej w określonych warunkach: Rejestracji danej na wejściu do systemu Prezentacji danej na wyjściu z systemu, zależy od błędów, które nie są stałe, określa się ją stosując pojęcia teorii błędów i statystyki matematycznej. Rozdzielczość- zdolność wykrywania lub różnicowania wielkości. Zmienność- jako miarę przyjmuje się przeciętny czas po jakim następuje zmiana wartości atrybutu w rzeczywistości. Aktualność- związana z odstępem czasu pomiędzy momentem zmiany wartości atrybutu jaka nastąpiła ostatnio w rzeczywistości, a momentem pobrania/zapisu danej z/w systemie, jest to różnica między okresem zmiany wartości atrybutu w rzeczywistości a czasem aktualizacji. 4. Analiza przestrzenna - analiza danych przestrzennych mająca na celu ujawnienie lub uzyskanie nowej informacji przestrzennej. analiza przestrzenna umożliwia modelowanie złożonych zjawisk, relacji i procesów geograficznych służąc ich monitorowaniu i prognozowaniu. Klasyfikacja analiz przestrzennych biorąc pod uwagę model danych geograficznych analizy przestrzenne dzielimy na: a) Analizy danych wektorowych b) Analizy danych rastrowych W wyniku analiz przestrzennych otrzymujemy informację ilościowe i jakościowe. Informacja wynikowa może być zapisana w postaci nowych atrybutów istniejących obiektów lub w postaci nowych obiektów zgrupowanych na nowych warstwach tematycznych. Analizy przestrzenne pozwalają udzielić odpowiedzi na temat: -lokalizacji obiektów -trendów, zjawisk i procesów -zależności przyczynowo skutkowych pomiędzy obiektami -wyników modelowania procesów i zjawisk 5. Infrastruktura Informacji Przestrzennej oznacza meta dane, zbiory danych przestrzennych oraz usługi danych przestrzennych, usługi i technologie sieciowe, porozumienia w sprawie wspólnego korzystania dostępu i użytkownika oraz mechanizmy kontroli i monitorowania, 6. System informacji o terenie zawiera dane obligatoryjne dotyczące: - państwowego systemu odniesień przestrzennych, - rejestru granic państwa oraz granic podziału administracyjnego, - osnów geodezyjnych, czyli zbioru punktów geodezyjnych, - ewidencji gruntów i budynków, - geodezyjnej ewidencji sieci uzbrojenia terenu, - obiektów topograficznych. System informacji może być także uzupełniany o dane fakultatywne umożliwiające użytkownikowi tworzenie własnych baz danych: - tworzeniu zasobu informacyjnego systemu, - kontroli danych, - analizie danych, - integracji danych, - aktualizacji danych, - administrowaniu zasobem informacyjnym, - udostępnianiu danych. II 1. Wyjaśnij pojęcia: system informacji geograficznej, prosty element geometryczny, obiekt przestrzenny ciągły, interoperacyjność 2. Scharakteryzuj kryteria podziału SIP. 3. Wymień i objaśnij źródła danych przestrzennych. 4. Dokonaj porównania modelu wektorowego i rastrowego. 5. Co to jest INSPIRE. Cel INSPIRE oraz tematy danych INSPIRE. 6. Na czym polega prowadzenie krajowego systemu informacji o terenie, kto zakłada i prowadzi ten system. 1. Interoperacyjność – możliwość współdziałania aplikacji niezależnie od tego jak zostały zbudowane i w jakim systemie operacyjnym działają. 3. Klasyfikacja źródeł danych przestrzennych: Mapy: a)podział map ze względu na skale: -wielko- średnio- małoskalowe b)przeznaczenie: ogólno geograficzne (topograficzne) i tematyczne (społeczno gospodarcze) i przyrodnicze c)Format mapy analogowe, cyfrowe d)temat mapy geologiczne geomorfologiczne hydrograficzne glebowo-rolnicze leśne mapa przeglądowa potencjalnej roślinności naturalnej Polski sozologiczne Zdjęcia: a)lotnicze b)naziemne c)satelitarne Odbiorniki GNSS Automatyczne stacje pomiarowe - urządzenie i podłączone do niego czujniki w celu obserwacji i rejestracji danych Pomiary geodezyjne: tachimetria, niwelacja, Bazy danych wektorowych - tworzone przez państwowe służby geodezyjne i kartograficzne oraz inne instytucje i organizację 6. Krajowy System Informacji o Terenie – zakładany jest i prowadzony przez Głównego Geodetę Kraju dla obszaru całego kraju, a na szczeblach województwa i powiatu, przez marszałka województwa i starostę. Dla tych obszarów zakłada się bazy danych zawierające stosowne dane, bazy metadanych obejmujące istniejące bazy danych systemów już istniejących, a także inne dane związane ze statusem prawnym systemu.	II 1. Wyjaśnij pojęcia: system informacji geograficznej, prosty element geometryczny, zarządzanie danymi, obiekt przestrzenny ciągły 2. Scharakteryzuj kryteria podziału SIP. 3. Wymień i objaśnij typy struktur danych. 4. Dokonaj porównania modelu wektorowego i rastrowego. 5. Co to jest INSPIRE. Cel INSPIRE oraz tematy danych INSPIRE. 1. System Informacji Geograficznej (GIS) - system informacyjny służący do wprowadzania, gromadzenia, przetwarzania oraz wizualizacji danych geograficznych, którego jedną z funkcji jest wspomaganie procesu decyzyjnego. Każdy system GIS składa się z: bazy danych geograficznych, sprzętu komputerowego, oprogramowania oraz twórców i użytkowników GIS. W przypadku, gdy System Informacji Geograficznej gromadzi dane opracowane w formie mapy wielkoskalowej (tj. w skalach 1:5000 i większych), może być nazywany Systemem Informacji o Terenie (LIS, ang. Land Information System). Prosty element geometryczny to punkt, krzywa, powierzchnia, bryła. Proste elementy geometryczne są obiektami niepodzielnymi, które reprezentują informację o konfiguracjach geometrycznych. Proste elementy geometryczne nie mogą zostać zdekomponowane na inne proste elementy geometryczne. Dotyczy to także krzywych i powierzchni, mimo że składają się one odpowiednio z segmentów krzywej i płatów powierzchniowych. Zarządzanie danymi – Proces obejmujący tworzenie danych, udostępnianie, aktualizację danych. Wykorzystuje się oprogramowania baz danych, systemy pamięci masowych. Serwery. Zarządzanie danymi pomaga organizacji w realizacji koncepcji danych na żądanie i optymalizacji wykorzystania informacji oraz nadzoru nad nimi. Zarządzanie bazą danych systemu: - Definiowanie modelu danych przez określenie obiektów, relacji, atrybutów. - Funkcje ogólne: wyszukiwanie danych, dostęp do danych za pomocą języka programowania. Obiekt przestrzenny ciągły - obiekt przestrzenny, który jest stało-atrybutowy , co oznacza, że każdy z jego rozpatrywanych atrybutów opisywanych ma wartość ustaloną dotyczącą całego obiektu. Przykładem jest obiekt działka o rozpatrywanych atrybutach opisowych wartość i oznaczenie księgi wieczystej 2. Kryteria podziału SIP: Systemy informacji przestrzennej mogą być klasyfikowane według różnych kryteriów na przykład według kryterium: obszaru (systemy obiektowe, lokalne, regionalne, krajowe), źródła informacji (informacja pierwotna, wtórna), zakresu użytkowania (jeden czy wielu użytkowników), struktury funkcjonalnej (scentralizowane, rozproszone), przeznaczenia. Obszaru na przykład GIS lub LIS – o terenie. 3. Typy struktur danych: Tablica- zbiór elementów uporządkowanych tego samego typu. Elementy są identyfikowane za pośrednictwem q indeksów (q- określa wymiar tablicy). Tablica jednowymiarowa jest reprezentacją wektora, tablica dwuwymiarowa- macierzy. Rekord- zbiór q elementów, które mogą być w różnych typów i są zapisywane w ustalonej kolejności. Element rekordu (a także przeznaczone dla niego miejsce zapisu) nazywa się polem. Zbiór rekordów tworzy plik. Drzewo- ustala hierarchię elementów. Każdy element jest podporządkowany jednemu tylko elementowi nadrzędnemu i ma pewną liczbę elementów podrzędnych. Elementy u szczytu drzewa nie ma elementu nadrzędnego, a elementy u dołu nie mają elementów podrzędnych. Połączenia między elementami są określone wskaźnikami. Graf- klasa struktur reprezentujących sieć elementów. Każdy element może być połączony z dowolnym innym elementem grafu. 4. Model rastrowy: Zastosowanie – modelowanie zjawisk ciągłych, obrazy satelitarne, wyniki skanowania Źródła danych – zdjęcia lotnicze i satelitarne, skanowanie, pasteryzacja Sposób przechowywania – położenie piksela określa numer wiersza i kolumny Reprezentacja – punkty-pojedynczy piksel, linie-serie pikseli o jednakowej wartości, wieloboki-zbiór pikseli o jednakowej wartości Zalety – prosta struktura danych, szybkości i łatwość analiz Wady – przybliżone wyniki obliczeń długości i powierzchni, utrudniona analiza struktur sieciowych, zmiana odwzorowania wymaga długich obliczeń Wielkość zbioru danych – dużo miejsca na dysku, każda komórka jest zapisana w formie liczbowej. Wymagany sprzęt – duże wymagania ze względu na wielkość zbiorów danych. Pozyskiwanie danych – szybkie, świetnie nadaje się do analiz aktualizacyjnych i aplikacji kryzysowych (np. powódź). Koszt – niski względem kosztu pozyskiwania danych wektorowych Skala i rozdzielczość opracowania – silnie ograniczona możliwością sprzętową systemów pozyskiwania obrazów Modelowanie obiektów rzeczywistych – słabe, element rastrowy, piksel przeważnie nie reprezentuje obiektu, nie można więc dopisać do niego atrybutów obiektu, obiekt jest w tym modelu reprezentowany przez zbiór pikseli. Model wektorowy: Zastosowanie – modelowanie zjawisk dyskretnych, precyzyjne odtwarzanie kształtu i położenia obiektów Źródła danych – dane pomiarowe, zdjęcia lotnicze i satelitarne, digitalizacja, wektoryzacja Sposób przechowywania – pary współrzędnych x, y w kartezjańskim układzie współrzędnych, relacje topologiczne Reprezentacja – punkty-małe obiekty, linie-obiekty liniowe, wieloboki-obiekty powierzchniowe Zalety – spójna struktura danych, możliwość dołączenia wielu atrybutów, precyzyjne odtworzenie kształtu i położenia, dokładne obliczenie długości i powierzchni, łatwa aktualizacja Wady – złożona struktura danych Wielkość zbioru danych – mało miejsca na dysku, zapisane są tylko współrzędne i identyfikatory elementów wektorowych. Wymagany sprzęt – małe wymagania ze względu na małą liczbę elementów jakimi operują dysk, pamięć RAM i procesor. Pozyskiwanie danych – długotrwale i pracochłonne, konieczne jest wprowadzenie każdego elementu wektorowego. Koszt – wysoki, wymagany jest cały proces od pozyskiwania danych do wprowadzenia i przetworzenia danych w komputerze. Skala i rozdzielczość opracowania – prawie nie ograniczona. Modelowanie obiektów rzeczywistych – pełne, element wektorowy lub ich zbiór reprezentują obiekt z możliwością dopisania do niego atrybutów w bazie danych. 5. INSPIRE - Infrastruktura Informacji Przestrzennej we wspólnocie europejskiej. Infrastruktura INSPIRE ma na celu pozwolić na upowszechnienie zharmonizowanych informacji geograficznych i środowiskowych. Informacje te są dostępne za pośrednictwem Internetu, ustanowienie infrastruktury informacji przestrzennej dla celów wspólnotowej polityki środowiskowej, a także polityki lub działań, które mogą mieć wpływ na środowisko. Tworzenie zharmonizowanych baz danych przestrzennych w krajach członkowskich oraz uzgodnienie jednolitych zasad wymiany danych przestrzennych. Tematy danych: systemy odniesienia za pomocą współrzędnych, siatek geograficznych, nazwy geograficzne, jednostki administracyjne, adresy, użytkowanie, ukształtowanie terenu.	II 1. Objaśnij pojęcie rastrowego modelu danych. 2. Objaśnij działanie SIP-u w Internecie. Wykonaj odpowiedni rysunek. 1. Rastrowy model danych - siec kwadratow pokrywajacych czsc plaszczyzny i utworzonych przez dwie rodziny linii rownoleglych, rlwnoodleglych i wzajemnie prostopadlych. Model powstajacy w wyniku tesalacji przestrzeni za pomoca prostokatow lub kwadratow. Wykorzystywany jest dla gromadzenia i przetwarzania danych pochodzacych ze skanowania istniejacych materiałow mapowych, zdjec lotniczych i satelitarnych oraz obrazow teledetekcyjnych, gdzie dane o obiektach swiata rzeczywistego przechowywane sa w postaci regularnych elementow powierzchniowych zwanych pikselami. 2. Działanie SIP: Przesyłana przez Internet mapa jest przetwarzana przez przeglądarkę i prezentowana użytkownikowi w postaci cyfrowej i przystosowany do komputerowego przetwarzania danych geograficznych oraz generowania map analogowych określonego obszaru. wejście danych – baza danych, zarządzanie bazą danych - analizy przestrzenne - wyjście informacji.	II 1. Objaśnij sposoby zapisu danych rastrowych i ich podział. 2. Objaśni pojęcie topologicznych elementów prostych i ich powiązań z geometrycznymi elementami prostymi. Komórka po komórce (cell by cell)- zapis kolejnych elementów rastra w sekwencji wiersz po wierszu lub kolumna po kolumnie. Dodatkowo występuje nagłówek, w którym znajduje się informacja o liczbie kolumn i wierszy oraz wartościach, jakie mogą przyjmować elementy rastra. a- zbiór wyświetlany na ekranie monitora b- tabelaryczny sposób zapisu c- struktura pliku rastrowego Zapis skompresowany Łańcuchowy (chain code)- zapis krawędzi obiektów. Krawędź jest definiowana przez sekwencję elementów rastra począwszy i skończywszy na tym samym elemencie, najczęściej jednym z narożników obiektu. W nagłówku- moment rozpoczęcia zapisu i ilość łańcuchów pliku. Skompresowany zapis w wierszach (run length code)- zapis wiersz po wierszu grup elementów rastra, które przyjmują jednakowe wartości. W nagłówku podawany rozmiar tablicy (liczba kolumn i wierszy) oraz liczba obiektów (tzn. ile różnych wartości może być przypisanych do elementów rastra). Blokowy (block encoding) – zapis grup elementów rastra, które przyjmuja takie same wartości (opisują ten sam typ obiektów). W celu jednoznacznej identyfikacji położenia poszczególnych bloków zapisywane są współrzędne górnego lewego narożnika (nr kolumny, nr wiersza) Drzewo czwórkowe- struktura danych odpowiadająca rekurencyjnemu podziałowi obiektu dwuwymiarowego na kwadraty. Każdy kolejny kwadrat może być podzielony na cztery mniejsze kwadraty składowe, aż do momentu, gdy jeden kwadrat odpowiada jednemu pikselowi. Metoda stosowana do kompresji danych oraz do rozwiązywania wielokrotnego problemu lokalizacji polegającego na wyszukiwaniu obiektów przestrzennych położonych wewnątrz prostokątów. 2. Topologiczny element prosty - według specyfikacji OGC, a także norm grupy ISO 19100 – obiekt topologiczny, który reprezentuje pojedynczy, niepodzielny element. Odpowiada on wnętrzu geometrycznego elementu prostego o takiej samej wymiarowości. Wyróżnia się 4 podtypy topologicznych elementów prostych: węzeł, krawędź, powierzchnia topologiczna, bryła topologiczna.