Definicje, funkcje, zastosowanie, zadania
SIP - (Spatial Information System) system pozyskiwania, gromadzenia, weryfikowania, integrowania, analizowania, transferowania i udostępniania danych przestrzennych, w szerokim rozumieniu obejmuje on metody, środki techniczne w tym sprzęt i oprogramowanie, bazy danych przestrzennych, organizację, zasoby finansowe oraz ludzi zainteresowanych jego funkcjonowaniem.
Informacja przestrzenna - informacja uzyskiwana w drodze interpretacji danych przestrzennych.
Dane przestrzenne - dane dotyczące obiektów przestrzennych, w tym zjawisk i procesów, znajdujących się lub zachodzących w przyjętym układzie współrzędnych.
Obiekt przestrzenny abstrakcja obiektu geograficznego jako zjawiska świata rzeczywistego, stanowi figurę geometryczną utworzoną przez wyodrębniony zbiór punktów w rozpatrywanej przestrzeni dwuwymiarowej lub trójwymiarowej i opisany danymi przestrzennymi.
Obiekt geograficzny - wyodrębniony element (zjawisko) świata rzeczywistego, który jest powiązany z powierzchnią Ziemi i stanowi przedmiot (obiekt) postrzegania i poznawania określony w przestrzeni i czasie; może mieć charakter naturalny lub antropogeniczny.
Informacja - wiedza uzyskiwana w drodze interpretacji danych, która w ustalonym kontekście ma określone znaczenie i dotyczy obiektów, takich jak fakty, zdarzenia, przedmioty, zjawiska, procesy i idee.
Dane - reprezentacja informacji, właściwa do komunikowania się, interpretacji lub przetwarzania.
Dane występują w postaci znaków, w tym cyfrowych i literowych, symboli, obrazów i innych form rejestracji zrozumiałych dla człowieka lub nadających się do przetwarzania komputerowego oraz transmisji. W komputerze występują z reguły w postaci binarnej.
GIS System info. geograf. - system informacji przestrzennej dotyczący danych geograficznych; termin ten w liczbie mnogiej systemy informacji geograficznej stosowany jest również jako nazwa dziedziny zajmującej się geoinformacją oraz metodami i technikami GIS.
Geoinformacja
1) informacja uzyskiwana na drodze interpretacji
2) synonim i często używany skrót informacji geograficznej, stosowany również dla podkreślenia interdyscyplinarnego charakteru tego terminu nie ograniczającego się do geografii jako nauki.
Dane geoprzestrzenne - dane przestrzenne dotyczące obiektów przestrzennych powiązanych z powierzchnią Ziemi.
LIS System info. o terenie - system informacji przestrzennej dotyczący danych o terenie
Dane o terenie - dane geoprzestrzenne o wysokim stopniu szczegółowości i dokładności, np. dane katastralne
Informacja geograficzna - informacja uzyskiwana w drodze interpretacji danych geograficznych
SIT - Według definicji Międzynarodowej Federacji Geodetów (FIG), system informacji o terenie jest środkiem do podejmowania 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.
Systemy informacyjne
System informacyjny - to każdy system umożliwiający rejestrowanie, przetwarzanie, przechowywanie i udostępnianie lub przekazywanie informacji. Nie wymaga automatyzacji, może być realizowany manualnie.
System info. dla którego zastosowano środki i metody informatyki jest systemem informatycznym.
System informatyczny - to zestawienie lub sposób zorganizowania pewnych elementów, aby osiągnąć ustalony cel dzięki przetwarzaniu informacji.
System składa się z: Oprogramowania, sprzętu, ludzi, baz danych, dokumentacji, procedur.
Działanie SIP: wejście danych - baza danych - analizy przestrzenne - wyjście informacji
Funkcje SIP/GIS:
- przeglądanie mapy
- płynne powiększanie i pomniejszanie
- filtrowanie danych umieszczonych na mapie
- wyszukiwanie obiektów należących do pewnej kategorii
- znajdowanie obiektów w określonych atrybutach opisowych (bud. o 2 kondygnacjach.)
- analizy przestrzenne
- edycja mapy: wprowadzanie, weryfikacja danych
- przechowywanie danych w bazie danych, dostęp do niej.
Zadania SIP/GIS
- skupić warstwy informacyjne o jakimś miejscu, zdarzeniu, aby umożliwić lepsze zrozumienie jego istoty
- pomoc w podejmowaniu decyzji o pewnych elementach na powierzchni ziemi
- zarządzanie danymi otaczającej nas przestrzeni
Kryteria podziału
1.Kryterium obszaru (systemy: obiektowe, lokalne, regionalne, krajowe, globalne, itp.)
2.Źródła informacji (informacja pierwotna, wtórna)
3.Zakresu użytkownika (obsługa 1 klienta, wielu klientów)
4.Struktury funkcjonalnej (sys. scentralizowane, rozproszone)
5.Głównego przeznaczenia (sys ewidencyjne, redakcji i produkcji map, planowania przestrzennego, gospodarki terenowej, monitorowanie środ. naturalnego, inne)
Oprogramowanie sip/gis
Funkcjonalność oprogramowania
1.Wprowadzanie danych
2.Zarządzanie bazą danych systemu
3.Przetwarzanie danych
4.Wyprowadzanie danych
5.Łączność między operatorem i systemem
Podział oprogramowania(Izastosowanie)
1.Uniwersalne
2.Ukierunkowane
3.Zastosowanie z zakresu infrastruktury technicznej i usług publicznych
(II - możliwości)
1.Professional (zaawansowane funkcje, duże wymagania sprzętowe)
2.Desktop (prostota obsługi, przy dużej funkcjonalności, uniwersalność)
3.Business (dla laików, prostota działania, proste funkcje analizy danych)
(III - dostępność)
1.Komercyjne (ArcGIS, GeoMedia, MapInfo, Microstation geographic, Autodesk GIS)
2.Open source (GRASS, PostGis, Thuban, GMT, QGIS)
Porównanie cech oprogramowania
1.cena modułu podstawowego
2.postać danych przestrzennych przyjęta w systemie: wektorowa, rastrowa, hybrydowa
3.wymogi techniczne
4.dziedzina zastosowania
Analiza funkcjonalności:
1.wprowadzanie danych przestrzennych i opisowych
2.zarządzanie bazą danych
3.przetwarzanie i analiza danych
4.wyprowadzanie danych: kompletność 5.sporządzania map
6.łączność operatora z systemem
Integracja danych pomiędzy pakietami oprogramowania
1.integracja wewnętrzna pakietów
integracja informacji
-||- technologii obróbki informacji
2.integracja zewnętrzna pakietów
integracja oprogramowania i sprzętu komputerowego
-||- organizacyjna
Metody wdrażania SIP
1.Samodzielne tworzenie systemu od samego początku
2.zakup części oprogramowania
3.zakup pełnego oprogramowania
4.zakup pełnego oprogramowania i sprzętu
Dane geograficzne, cyfrowa postać danych, struktura danych
Przejście od świata realnego do jego reprezentacji w komputerze wymaga opracowania między innymi modelu danych SIP
Pojęcia dotyczące modelu danych SIP
1.obiekty mają przyporządkowane sobie atrybuty
2.każdy atrybut przybiera wartości należące do określonej dziedziny i może być charakteryzowany odpowiadającą mu skala pomiaru
3.atrybuty dzieli się na:
4.przestrzenne (określają położenie, wielkość i geometryczny kształt obiektów oraz ich topologiczne relacje)
5.nie przestrzenne (opisowe) (określają inne właściwości obiektów oraz ich relacje nie topologiczne)
6.obiekty są wzajemnie powiązane relacjami, które posiadają swój opis
Skale pomiaru:
nominalna, porządkowa, interwałowa, proporcjonalna
RELACJE
1.Topologiczne wyrażają powiązanie istniejące między sąsiednimi obiektami lub powiązania hierarchiczne obiektów zawierające inne obiekty
2.Nie topologiczne określają związki klasyfikacyjne np. klasa „las” obejmuje podklasy „las liściasty” i „las iglasty”
CECHY DANYCH
1.Dokładność 2.Precyzja 3.Powtarzalność
4.Rozdzielczość 5.Zmienność 6.Aktualność 7.Wiarygodność 8.Dostępność 9.Kompletność 10.Odpowiedniość 11Koszt 12.Wartość
Cyfrowa postać danych (dyskretna) do zapisu liczb i tekstów stosuje się dwóch symboli - cyfr 0 i1. Pojedynczy symbol nazywa się bitem.
Zbiory danych cyfrowych: ogólnopolskie, regionalne, lokalne
STRUKTURA DANYCH
Elementy danych (określonego typu liczby lub ciągi znaków alfanumerycznych) są łączone tworząc struktury danych. Na strukturach danych wykonuje się operacje.
Struktura danych - forma pośrednia między modelami danych, a reprezentacją danych w pamięci komputera.
TYPY STRUKTUR DANYCH
1.TABLICA Uporządkowany zbiór elementów tego samego typu. Elementy są identyfikowane za pośrednictwem q indeksów. Tablica jednowymiarowa jest reprezentacją wektora, tablica dwuwymiarowa macierzy.
2.REKORD Zbiór q elementów, które mogą być różnych typowi są zapisywane w ustalonej kolejności. Element rekordu nazywa się polem. Zbiór rekordów tworzy plik.
3.LISTA Uporządkowanie ustalone kolejnością zapisu lub wskaźnikiem dołączonym do każdego elementu i wskazującym miejsce elementu następnego lub sygnalizującym koniec listy. Istotne znaczenie ma miejsce elementu początkowego. Lista zawierająca elementy, które są listami nazywa się strukturą listową; lista nie zawierająca innych list - lista liniowa
4.STOS Lista liniowa, do której dostęp istnieje tylko z jednej strony. Oznacza to, że element wprowadzony do listy jako ostatni będzie pierwszym odczytywanym.
5.KOLEJKA Lista liniowa, do której elementy wprowadzane są z jednej strony, a usuwane lub odczytywane z drugiej strony.
6.DRZEWO Ustala hierarchię elementów. Każdy element jest podporządkowany jednemu tylko elementowi nadrzędnemu i ma pewną liczbę elementów podrzędnych. Element u szczytu drzewa nie ma elementu nadrzędnego, a elementy u dołu nie mają elementów podrzędnych. Połączenia między elementami są określone wskaźnikami.
7.GRAF Klasa struktur reprezentujących sieć elementów. Każdy element może być połączony z dowolnym innym elementem grafu.
WEKTOROWY MODEL DANYCH GEOGRAFICZNYCH
MODEL DANYCH
1) abstrakcja świata realnego, która uwzględnia wybrane jego elementy i jest opisana danymi
2) opis danych oraz ich powiązań odzwierciedlający strukturę informacyjną w danej organizacji lub dziedzinie
3) wzorzec struktury danych w bazie danych
BAZA DANYCH
Zbiór powiązanych danych z pewnej dziedziny, zorganizowanych w sposób dogodny do korzystania z nich,
a zwłaszcza do szybkiego wyszukiwania danych potrzebnych w jednym lub wielu zastosowaniach.
RODZAJE MODELI DANYCH
model krajobrazowy danych geograficznych - modele opisujące położenie, topologię i charakterystykę obiektów.
kartograficzny model danych - sposób prezentacji obiektów w postaci zbioru symboli.
Teledetekcyjny (obrazowy)
Model danych przestrzennych - model danych dotyczący danych przestrzennych.
Konkretny model danych przestrzennych może charakteryzować się cechami właściwymi dla modelu:
- zorientowanego graficznie
- topologicznego sieciowego
- topologicznego obszarowego
- obiektowego
- strukturalnego
OGÓLNY MODEL DANYCH
Atrybuty: 1. przstrzenne a) geometryczne b) topologiczne
2. nieprzestrzenne (opisowe) a) jakościowe b) ilościowe
RODZAJE RELACJI W SIP
1. PRZYNALEŻNOŚĆ - np. odcinek Wisły między dwoma dopływami należy do rzeki - obiektu Wisła
2. ZAWIERANIE - np. pomiędzy obiektami „miasto” i „województwo” - Kielce leżą w województwie świętokrzyskim
3. GRANICZENIE - np. działka A graniczy z działką B
Dane wektorowe - dane przestrzenne w postaci współrzędnych służących do opisu właściwości geometrycznych obiektów przestrzennych.
Dane rastrowe - dane przestrzenne odniesione do rastra. Raster to uporzadkowany zbiór komórek, które pokrywają część powierzchni.
Geometryczny element prosty - obiekt reprezentujący pojedynczy geometryczny element przestrzeni. Geom. elem. przestrzeni jest spójny i jednorodny w sensie geometrii. Jednak geometr. elementy proste z definicji są obiektami, których nie można rozkładać na mniejsze składniki i zawierają info o kształcie geometrycznym elementu przestrzeni.
Wyróżnia się 4 podgrupy geom, elementów prostych:
- punkt
- krzywa
- powierzchnia
- bryła.
MODEL WEKTOROWY- w modelu tym położenie obiektu jest zapisywanie w formacie współrzędnych płaskich lub geograficznych
Model wektorowy jest bliższy naszemu intuicyjnemu myśleniu o jednostkach przestrzennych, które wyobrażamy sobie jako figurę geometryczną
Model wektorowy zapewnia uzyskanie dużej dokładności o określeniu położenia każdego obiektu oraz umożliwia wprowadzenie informacji o związkach topologicznych między obiektami
TYPY OBIEKTÓW
PUNKT - obiekt zero miarowy, jego położenie opisuje para współrzędnych (xy), a wizualizowany jest za pomocą symboli.
Najczęściej przedstawia się te obiekty terenowe, których wymiary rzeczywiste są bardzo małe w porównaniu do skali, w jakiej modelowana jest rzeczywistość np. pojedyncze drzewa, słupy, wieże
LINIA - reprezentuje obiekty jednowymiarowe (np. droga, linie kolejowe, rzeka) położenie określone ciągiem par współrzędnych (x,y) linia może być reprezentowana przez: odcinek, połączenie, wektor, łamaną otwartą, krzywą, łamaną zamkniętą
POWIERZCHNIA - używana do reprezentacji obiektów dwuwymiarowych (np. jezioro, obszar chroniony, działka) wyznaczane jest przez łamaną zamkniętą.
Reprezentacja powierzchni: wielobok
PODZIAŁ OBIEKTÓW
PROSTE- zapisane przy pomocy punktów, linii i wieloboków, w zależności od typu obiektu
ZŁOŻONE -(kompleksowe)- zapisane przy pomocy kilku reprezentacji. Przykładem ulica: pas- wielobok, krawężnik - linie, skrzyżowanie- punkty
MODELE WEKTOROWE -RODZAJE
W zależności od tego czy w bazie danych zapisane są tylko współrzędne czy też związki topologiczne
- prosty model wektorowy
- topologiczny model wektorowy
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.
Prosty Model wektorowy -zwany „spaghetti”
Obiekt liniowy jest zdefiniowany przez ciąg współrzędnych i zapisanych w jednym logicznym rekordzie
Położenie obiektów powierzchniowego wyznacza łamana zamknięta, będąca granicą obszaru w bazie zapisywane są współrzędne kolejnych punktów łamanej, począwszy od punktu pierwszego i skończywszy na tym samym punkcie pierwszym
ZALETY:
-Prosty zapis pozwalający odtworzenie położenia i kształtu obiektów.
-Szybkie wyświetlanie danych na ekranie monitora
WADY:
- wielokrotny zapis współrzędnych punktów należących do linii wspólnych
- nie przechowuje informacji o długościach linii, powierzchni wieloboku ani zależnościach przestrzennych między obiektami- wielkości te są obliczane metodą geometrii analitycznej
TOPOLOGICZNY MODEL WEKTOROWY
Topologia- zajmuje się tymi własnościami geometrycznymi figur, które nie podlegają zmianom w wyniku przekształceń ciągłych takich jak: zmiana skali, obrót, przesunięcie i innych przekształceń afinicznych i deformacji ciągłych.
W topologicznym modelu wektorowym poza współrzędnymi punktów zapisywane są zależności topologiczne pomiędzy obiektami zgromadzonymi w bazie.
Do zależności należą: połączenia, zawieranie graniczenie (przestrzenne przyleganie).
Podstawą rozważania związku topologicznego - teoria grafów
Punktom- węzły
Liniom- krawędzie
Wieloboku- poligony
W bazie danych geograficznych, w formacie topologicznym jest zapisywany zbiór tablic, z których każda przeznaczona jest dla innego rodzaju obiektów topologicznych i związków między nimi
Dla obiektów punktowych - węzłów:koduje się współrzędne
Dla obiektów liniowych - krawędzi - buduje się dwa rodzaje tablic. W pierwszej zapisywany jest id linii ciąg par współrzędnych, opisujących przebieg obiektu liniowego, w drugiej opis połączeń topologicznych
Informacja o połączeniach zapisana jest w tablicy, w której jeden wiersz odpowiada jednej linii (krawędzi), a w kolumnach zapisywany jest id linii, id węzła początkowego i id węzła końcowego
Aby spełniony był warunek połączenia linia musi zaczynać się i kończyć w węźle, a każdy węzeł musi być punktem początkowy, końcowym lub jednym i drugim jakiejś linii.
Linie mogą przecinać się tylko w punktach węzłowych
Warunek połączenia pozwala m.in. na zidentyfikowanie drogi pomiędzy dwoma punktami, umożliwia stworzenie sieci rzecznej, w której dopływ wpada do rzeki głównej
Zawieranie pozwala na zdefiniowanie położenia obiektów powierzchniowych
Obiekt powierzchniowy - wielobok - jest ograniczony krawędziami
W bazie jednemu wielobokowi odpowiada jeden rekord o unikalnym id. W tablicy zapisuje się także nr krawędzi tworzących wielobok.
Graniczenie wskazuje, które obiekty ze sobą graniczą oraz po której stronie się znajdują. W bazie podaje się numer wieloboku znajdującego się po lewej stronie i numer wieloboku znajdującego się po prawej stronie krawędzi.
Zalety:
-spójność danych wynikająca z jednokrotnego zapisu współrzędnych punktów należących do kilku obiektów - ułatwienie przy aktualizacji danych
-zapis związków topologicznych przyspiesza aktualizacja danych
Wady:
-po modyfikacji geometrycznej obiektu (Np. zmianie granic, usunięcia /dodania obiekty konieczna jest odbudowa zapisu topologicznego
UKŁAD OBIEKTÓW W PRZESTRZENI:
1. obiekty liniowe - przybierają strukturę sieciową (sieć dróg, sieć kolejowa) lub dendrytyczną (układ sieci rzecznych).
2. obiekty powierzchniowe - mogą mieć charakter rozłączny (w przypadku danych o charakterze dyskretnym) lub przylegający (np. przylegające działki terenu) albo złożony (jezioro z wyspami).
Układy obiektów mogą tworzyć struktury regularne i nieregularne. W otaczającej nas rzeczywistości dominują struktury nieregularne. Typowym układem regularnym są drzewa w sadzie.
ATRYBUT-CZAS
Obiekty przestrzenne podlegają zmianom w czasie. Zmienia się ich położenie, kształt i wielkość, a także atrybuty opisowe. Czas jest traktowany jako dodatkowy atrybut.
FORMAT DANYCH
Sposób zapisu danych w pliku.
SHP DWG DXF DGN TAB GAF SVG MIF/MID TIGER
RASTROWY MODEL DANYCH GEOGRAFICZNYCH
Model powstający w wyniku teselacji za pomocą prostokątów lub kwadratów
TESELACJA - podział części płaszczyzny na elementarne obszary, które są figurami określonego kształtu.
W wyniku takiego podziału np. raster
RASTER
1) uporządkowany zbiór komórek, które pokrywają część powierzchni np. rastrem jest sieć kwadratów pokrywających część płaszczyzny i utworzonych przez dwie rodziny linii równoległych, równoodległych i wzajemnie prostopadłych, punkty przecięć tych linii tworzą węzły rastra, a zbiór tych węzłach nazywamy gridem
2) struktura danych stanowiących dwuwymiarową tablicę.
Model służący przede wszystkim do reprezentacji zjawisk ciągłych. Istnieje także możliwość zapisu obiektów dyskretnych. Punkt reprezentowany jest przez pojedyncza komórkę rastra, linia przez ciąg pikseli, a wielobok przez grupę pikseli.
OBIEKT PRZESTRZENNY CIĄGŁY
obiekt przestrzenny o charakterze pola (field), który jest zmienno atrybutowy, tzn. ma, co najmniej jeden uwzględniany atrybut opisowy przybierający wartości zależne od położenia punktu w tym obiekcie.
Przykładem jest numeryczny model rzeźby terenu pewnego obszaru zdefiniowanego w układzie dwuwymiarowym, o wysokości h punktu terenowego x, y , traktowanej jako atrybut opisowy stanowiący funkcję h = f (x, y).
OBIEKT PRZESTRZENNY DYSKRETNY
obiekt przestrzenny, który jest stało atrybutowy, co oznacza, że każdy z jego rozpatrywanych atrybutów opisowych ma wartość ustaloną dotyczącą całego obiektu.
Przykładem jest obiekt działka o rozpatrywanych atrybutach opisowych wartość i oznaczenie księgi wieczystej.
POJĘCIE ELEMENTÓW RASTRA
Element rastra - piksel - to najmniejsza rozróżnialna jednostka powierzchni. Położenie piksela jest określone przez podanie nr wiersza i nr kolumny macierzy.
CECHY MODELU RASTROWEGO
1. Obiekty świata rzeczywistego są przedstawione w pewnym przybliżeniu związanym z wielkością komórki rastra.
2. Przybliżenie dotyczy zarówno lokalizacji obiektu, jak też szczegółów możliwych do odtworzenia.
3. Każdemu elementowi rastra przypisana jest wartość liczbowa (lub kod znakowy) odpowiadająca wartościom atrybutów w modelu rastrowym.
4. Każdy element rastra przechowuje tylko jedną wartość.
5. Do zapisu wielu informacji stosuje się zapis warstwowy. W przypadku obrazów satelitarnych (rejestracja promieniowania elektromagnetycznego w różnych zakresach) warstwę tworzy jeden kanał spektralny.
6. Postać rastrową mają także ze skanowane mapy i zdjęcia satelitarne -pojedynczy piksel charakteryzowany jest wówczas przez ton szarości lub składową kolorów.
7. Wykorzystywany do modelowania zjawisk geograficznych, których wartości zmieniają się w sposób ciągły np. wysokości terenu nad p.m.; spadek terenu; temperatura powietrza; wielkość opadów atmosferycznych.
8. Dane rastrowe wykorzystywane są do reprezentacji danych statystycznych np. gęstości zaludnienia.
SPOSÓB ZAPISU DANYCH RASTROWYCH
Duża liczba pikseli w zbiorze rastrowym wymaga dużej pojemności dyskowej.
Kompresja danych - optymalizacja zapisu danych
przetwarzanie danych mające na celu zmniejszenie ilości danych, które mają być zapamiętane lub transmitowane. Zależnie od stosowanej metody kompresja może być odwracalna, pozwalająca na odtworzenie postaci pierwotnej, albo nieodwracalna. W zapisie skompresowanym elementy rastra mogą być ze sobą łączne zarówno w wierszach, jak i w kolumnach oraz w hierarchicznych jednostkach powierzchniowych.
SPOSÓB ZAPISU DANYCH RASTROWYCH
1.komórka po komórce
2.zapis skompresowany
2a. Łańcuchowy
2b. Skompresowany zapis w wierszach
2c. Blokowy
2d. Drzewo czwórkowe
FORMAT DANYCH
BSQ BIL BIP TIFF PCX BMP JPEG WMF ARC/INFO GRID
Porównanie modeli wektorowego i rastrowego
1. zastosowanie
W modelowanie zjawisk dyskretnych,
precyzyjne odtwarzanie ksztaltu i położenia obiektów
R modelowanie zjawisk ciągłych, obrazy satelitarne, wyniki skanowania
2.źródła danych
W dane pomiarowe, zdjęcia lotnicze i satelitarne, wektoryzacja, digitalizacja
R zdjęcia litnicze i staelitarne, skanowanie, rasteryzacja
3.sposób przechowywania
W pary współrzednych x,y w kartezjańskim układzie współ., relacje topologiczne
R połorzenie piksela określa nr wiersza i kolumny
4.reprezentacja
W punkty-małe obiekty, linie-obiekty liniowe, wieloboki-obiekty powierzchniowe
R punkty- 1 piksel, linie-seria pikseli o jednakowej wartości, wieloboki-zbiór pikseli o jednakowej wartości
5.analizy
W nakładanie, buforowanie, pytanie o lokalizację, analizy sieciowe
R analizy sąsiedztwa, zgodności, rozproszenia, powierzchniowe, filtracje
6.zalety
W spójna struktura danych, mozliwość dołączenia wielu atrybutów, precyzyjne odtworzenia kształtu i położenia, dokładne oblicznie długości i powierzchni, łatwa aktualizacja
R prosta struktura danych, szybkość i łatwość analiz
7.wady
W złożona struktura danych
R przybliżone wyniki obliczeń dlugości i powierzchni, utrudniona analiza struktur sieciowych, zmiana odwzorowania wymaga długich obliczeń
ANALIZY PRZESTRZENNE
Analiza przestrzenna - analiza danych przestrzennych mająca na celu ujawnienie lub uzyskanie nowej informacji przestrzennej. Umożliwia modelowanie złożonych zjawisk, relacji i procesów geograficznych służąc ich monitorowaniu i prognozowaniu.
Podział
Ze względu na model danych geograficznych:
danych wektorowych
danych rastrowych
W wyniku analiz otrzymujemy informacje ilościowe i jakościowe.
Informacja może być zapisana w postaci nowych atrybutów istniejących obiektów lub nowych obiektów zgrupowanych na nowych warstwach tematycznych.
Analizy przestrzenne pozwalają udzielić odpowiedzi na temat:
1.lokalizacji obiektu
2.trendów
3.zależności przyczynowo - skutkowych pomiędzy obiektami
4.wyników modelowania procesów
Analizy danych wektorowych:
1.Wybór obiektów
analizy wykonywane są na określonej grupie obiektów, jest to podstawowa operacja, wybór polega na wskazywaniu obiektów na mapie, w tabeli lub na określeniu kryteriów wyboru
a)wartość atrybutów
przy pomocy kreatorów zapytań logicznych (= <> < ,zawieranie-contain, not contain, like,and, or, nor)
b)wyszukiwanie obiektów na podstawie relacji przestrzennych
może odbywać się w ramach jednej warstwy tematycznej, wtedyselekcja dotyczy obiektów znajdujących się w określonej odległości od punktu lub przylegajacych do innych obiektów.
Może odbywać się w ramach kilku warstw tematycznych: wybór obiektów znajdujących się w zadanej odległości od innych obiektów, wybór obiektów przecinających się z innymi obiektami, wybór obiektów zawierających się całkowicie lub częściowo w wieloboku, wybór obiektów mających wspólny element, wybór obiektów graniczących ze sobą
2.operacje typu overlay
pozwala na określenie zależności przestrzennych pomiędzy obiektami znajdującymi się na róznych warstwach tematycznych lub w różnych bazach danych, co najmniej 1 warstwa musi mieć obiekty powierzchniowe Warstwa wynikowa zawiera obiekty, których granice zostały wyznaczone w wyniku geometrycznego przecięcia obiektów pochodzacych z obu warstw, biekty dziedziczą atrybuty obu warstw wyjściowych. Rodzaje: punkt-wielobok, linia- wielobok, wielobok- wielobok, union-obszar określony zasięgiem obu warstw, intersect-obszar wspólny
3.operacja buforowania
polega na wyznaczeniu ekwidystant o zadanej odległości wokół obiektów.
Ekwidystanta-linia na mapie łącząca punkty o jednakowej odleglości od określonego punktu, linii lub obszaru
4.analizy sieciowe
mogą być realizowane na zbiorach połączonych obiektów liniowych. Sieć jest zdefiniowana jako graf zorientowany G=(N,A) składajacy się z N wierzchołków i A krawędzi łączących wierzchołki.
3 rodzaje: funkcja obciążania sieci, optymalizacja poruszania się po sieci, funkcja alokacji zasobów
Analizy danych rastrowych:
Analizy mogą być wykonywane zarówno na jednej jak i kilku warstwach tematycznych. Analizę na kilku warstwach tematycznych można wykonać nawet wówczas, gdy dysponujemy danymi o różnej rozdzielczości. Zmiana wielkości komórki rastra wymaga albo połączenia kilku komórek w jedną albo podziału komórki.
1.Przepróbkowanie
(resampling) polega na obliczeniu nowej wartości elementów rastra. Wykonujemy ją gdy zmieniamy wielkość komórki rastra lub jej lokalizację przestrzenną.
2.reklasyfikacja
polega na przypisywaniu nowych wartości komórkom rastra. Zmniejsza liczbę klas lub zastępuje wartości z 1 skali wartościom wyrażonym w 2.
3.operacje arytmetyczne, logiczne i matematyczne na jednej warstwie
komórki rastra wynikowego przyjmują wartości obliczone zgodnie z zadeklarowaną regułą.
Op. Art. Wartości mogą być mnozone lub dzielone. Op. Logiczne szukanie komórek o określonej wartości i zapisyanie wyników na nowej Op. Matem. np. obliczenie nachylenia stoku.
4.operacje na kilku warstwach rastrowych
operacje artmetyczne odpowiadają nakładaniu warstw wektorowych. Przed operacją trzeba ujednolicić lementy rastra na wszystkich warstwach
5.analiza bliskości
polega na znalezieniu tych komórek rastra, które znajdują się w określonej odległości od komórek należących do zadanej klasy.
6.analiza sąsiedztwa
polega na analizie położenia każdego elementu rastra w stosunku do otaczających go elementów i przypisania mu określonej wartości. Po macierzy rastrowej przesów się okno-filtr o zadanej wielkości . zastosowanie: wykrywanie granic między klasami, określenie jednorodności danych, określenie zróżnicowania danych
7.analiza zróżnicowania danych
polega na obliczeniu ile różnych klas znajduje się wokół każdego elementu rastra.
INFRASTRUKTURA DANYCH PRZESTRZENNYCH
Pojęcie SDI (Spatial Data Infrastructure)
Jest to inicjatywa mająca na celu ułatwienie dostępu w internecie do danych przestrzennych oraz optymalizację wykorzystania zasobów polegająca na ograniczeniu duplikowania danych i prac związanych z ich pozyskiwaniem.
Realizacja SDI poprzez:
- budowę baz danych referencyjnych
- tworzenie baz metadanych
- budowa geoportali
- interoperacyjność
Celowość SDI:
1.możliwość integracji baz danych pochodzących z różnych źródeł
2.zapobieganiu powielaniu tych samych danych w różnych instytucjach i resortach
3.proces wypracowania porozumień instytucjonalnych i regulacji prawnych
4.ograniczenie kosztów pozyskania danych i ich aktualizacji
5.zagwarantowanie spójności danych w poszczególnych bazach
Korzyści z utworzenia infrastruktury danych przestrzennych:
1.Ekonomiczne
2.Społeczne
3.Środowiskowe
INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in the European Community)
Dyrektywa określa ogólne zasady mające na celu ustanowienie infrastruktury informacji przestrzennej dla celów wspólnotowej polityki środowiskowej, a także polityki lub działań, które mogą mieć wpływ na środowisko.
Dyrektywa weszła w życie w maju 2004 r.
Dyrektywa zawiera 3 załączniki określające zakres tematyczny infrastruktury.
Wyszukiwarka