1. Źródła danych przestrzennych

Wyróżniamy 4 źródła danych przestrzennych, do których zalicza się:

1) Bazy danych państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego

2) Wojskowe mapy wektorowe VMap

3) Mapy analogowe

4) Inne bazy danych przestrzennych

Bazy danych państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego

- Ewidencja gruntów i budynków

Ewidencja gruntów i budynków została wprowadzona w Polsce w roku 1955 i jest to rodzaj katastru. Na podstawie ustawy ewidencja gruntów i budynków traktowana jest jako jednolity i systematycznie aktualizowany zbiór informacji dotyczących gruntów i budynków oraz ich właścicieli. Ewidencja gruntów i budynków jest podstawą do planowania przestrzennego, gospodarki nieruchomościami, oznaczenia w nieruchomościach.

- Geodezyjna ewidencja sieci uzbrojenia terenu (GESUT)

GESUT jest to zbiór informacji dotyczących przestrzennego położenia i danych technicznych sieci uzbrojenia terenu oraz ich właścicielach i administratorach. Najważniejsze informacje zawarte w GESUT:

1. Rodzaj przewodów (np. kanalizacyjny, telekomunikacyjny)

2. Nazwa, adres właściciela danej sieci uzbrojenia terenu, a także dane dotyczące jednostki organizacyjnej zajmującą się tą siecią

3. Dokładna lokalizacja przewodu

4. Sposób uzyskania danych o przewodach

- Mapa zasadnicza

Mapa zasadnicza jest to wielkoskalowe opracowanie kartograficzne zawierające aktualne informacje o przestrzennym rozmieszczeniu obiektów ogólnogeograficznych oraz elementach ewidencji gruntów i budynków, a także sieci uzbrojenia terenu: nadziemnych, naziemnych i podziemnych. Skalę mapy zasadniczej ustala się na podstawie stopnia zagęszczenia elementów, stanowiących treść mapy oraz na podstawie przewidywanych zamierzeń inwestycyjnych.

Treść mapy zasadniczej dzieli się na dwie treści - obligatoryjną oraz fakultatywną. Na treść obligatoryjną składają się następujące rzeczy: elementy ewidencji gruntów i budynków, punkty osnów geodezyjnych oraz elementy sieci uzbrojenia terenu. Wszystko inne, co nie wchodzi w skład części obligatoryjnej stanowi treść fakultatywną, która stanowi zbiór otwarty i jest zależna od potrzeb i inwestycji administracji państwowej, samorządowej oraz podmiotów gospodarczych.

- Baza Danych Topograficznych (TBD)

Baza Danych Topograficznych jest systemem informacyjnym, zarządzanym przez krajową służbę geodezyjną i kartograficzną. Celem TBD jest wytwarzanie, przechowywanie w postaci cyfrowej oraz rozpowszechnianie danych o terenie z taką szczegółowością, jaką posiadają mapy topograficzne prowadzone w skali 1:10 000. Innym zadaniem TBD jest także aktualizacja danych topograficznych wykorzystywanych do produkcji głównie topograficznych, ale także tematycznych. Powstanie TBD ma na celu uniknięcie kilkokrotnego pozyskiwania oraz aktualizacji tych samych danych przez różnych użytkowników.

- Baza danych tematycznych

a) Baza danych hydrograficznych

Jest to baza tematyczna, która zawiera dane o warunkach obiegu wody. Sporządza się ją w skali 1:50 000 oraz jest opracowywana w układzie odniesienia „1992”. Treść mapy hydrograficznej składają się topograficzne działy wodne, wpływy wód podziemnych, wody powierzchniowe, wody podziemne pierwszego poziomu, zjawiska i obiekty gospodarki wodnej, przepuszczalność gruntów oraz punkty hydrometryczne pomiarów stacjonarnych.

Baza danych hydrograficznych jest przydatna w rozwiązywaniu takich aspektów społeczno-gospodarczych jak zaopatrzenie w wodę, projektowanie lokalizacji osiedli, opracowanie planów zagospodarowania przestrzennego, zabezpieczenie przed powodzią względnie jej skutkami oraz inwestycje hydroenergetyczne, przemysłowe i wodno-melioracyjne.

b) Baza danych sozologicznych

Jest to baza tematyczna, która zawiera informacje dotyczące stanu środowiska przyrodniczego, przyczyn i skutków przemian zachodzących w środowisku pod wpływem różnych procesów oraz sposobu ochrony naturalnych wartości środowiska. Mapy sozologiczne sporządza się w skali 1:50 000 i są adresowane głównie do instytucji i urzędów ochrony środowiska oraz planistów na szczeblach regionalnym, wojewódzkim, powiatowym i gminnym. Treść mapy sozologicznej stanowią formy ochrony środowiska przyrodniczego, przeciwdziałanie degradacji środowiska przyrodniczego oraz jego rekultywacja, degradacja komponentów środowiska przyrodniczego.

Mapy sozologiczne wykorzystywane są podczas planowania przestrzennego w aspekcie lokalizacji nowych obiektów gospodarczych i komunalnych. Mapy te są przydatne również w szacowaniu stanu zanieczyszczenia oraz zagrożeń środowiska przyrodniczego.

- Baza danych ogólnogeograficznych (BDO)

BDO obejmuje dane o stopniu szczegółowości odpowiadającemu skali

1:250 000 i mniejszym. Zakres informacji w BDO jest określony przez następujące warstwy tematyczne:

1. Podział administracyjny

2. Osadnictwo i obiekty antropogeniczne

3. Hydrografia

4. Rzeźba terenu

5. Transport

6. Pokrycie terenu i użytkowanie ziemi

7. Obszary chronione i zamknięte

8. Nazwy geograficzne

W BDO występują cztery poziomy szczegółowości, które odpowiadają skalom 1:250 000, 1:500 000, 1:1 000 000 oraz 1:4 000 000. Pierwsza z tych skali jest podstawą do utworzenia trzech pozostałych w drodze generalizacji wspomaganej komputerowo.

Wojskowe mapy wektorowe VMap

Mapy wektorowe VMap są georelacyjną bazą danych przestrzennych, zawierającą semantykę obiektów, a także ich topologię i geometrię oraz atrybuty jakościowo-ilościowe. Mapy te są opracowywane w ramach NATO, w związku z tym muszą być wykonane zgodnie z porozumieniami standaryzacyjnymi. Położenie obiektów na mapach wektorowych jest zapisywane w mierze kątowej, na podstawie układu odniesienia poziomego oraz modelu elipsoidy WGS84. Zakres informacji map wektorowych VMap został wyznaczony na następujące warstwy tematyczne: aeronautyka, rzeźba terenu, granice administracyjne, infrastruktura techniczna, hydrografia, roślinność, fizjografia, przemysł, transport oraz demografia.

Wojskowe mapy wektorowe VMap sa wykonywane na następujących poziomach szczegółowości:

- poziom 0 odpowiada opracowaniom w skali 1:1 000 000

- poziom 1 odpowiada opracowaniom w skali 1:250 000

- poziom 2 odpowiada opracowaniom w skali 1:50 000

- poziom 3 odpowiada opracowaniom w skali od 1:5 000 do 1:25 000

Bazy danych VMap poziomu 0 oraz 1 są opracowane w jednolitej dla całego świata, standardowej specyfikacji NATO. Natomiast bazy danych poziomu 2 i 3 zostały opracowane na produkcie standardowym rozszerzonym o dodatkowe elementy i własne rozwiązania, są to bazy narodowe.

Inne bazy danych przestrzennych

Dane przestrzenne są dostępne w Internecie, gdzie są udostępniane przez wiele instytucji. Najczęściej odwiedzanymi stronami internetowymi z danymi przestrzennymi są witryny prowadzone przez ESRI. Można tam pozyskać bezpłatnie dane geograficzne o szczegółowości 1:1 000 000 dla całego świata. Dane te zawierają informacje topograficzne, które są podzielone na następujące warstwy: granice administracyjne, drogi, koleje, hydrografię, tereny zabudowane. Inną instytucją, która udostępnia dane przestrzenne jest amerykańska agencja wywiadowcza CIA. Na jej stronach są umieszczone dane geograficzne WDB (World databank) zawierające numeryczne mapy świata w skalach 1:1 000 000 - 4 000 000.

W projekcie GlobalMap możemy uzyskać informacje ogólnogeograficzne o szczegółowości map w skali 1:1 000 000. Są to dane dotyczące przebiegu sieci transportowej, hydrografii, obszarach zabudowanych oraz granicach administracyjnych, które są zapisane w formacie wektorowym. W formacie rastrowym zostały natomiast zapisane dane dotyczące wysokości terenu, rodzaju roślinności oraz pokrycia i użytkowania terenu.

Jednym z popularniejszych projektów europejskich jest CORINE. Ten projekt badawczy kolekcjonuje dane o zarządzaniu środowiskiem, czyli m.in. takie jak informacje o pokryciu terenu (CORINE Land Cover), zanieczyszczenia powietrza (CORINE Air) oraz biotopów (CORINE Biotopes).

Mapy analogowe

Mapy są głównym źródłem pozyskiwania danych przestrzennych, z których możemy odczytać takie informacje jak położenie i charakter obiektów i zjawisk. Dzięki matematycznej konstrukcji, tzn. zależność pomiędzy współrzędnymi geograficznymi i współrzędnymi płaskimi, mapy możemy również wykonać pomiary potrzebne do badań ilościowych i ocen będących podstawą badań jakościowych.

2. Model rastrowy i wektorowy (dodałem jeszcze TIN)

Model wektorowy przechowuje dane obiektu dotyczące jego położenia w formie geometrycznej lub topologicznej. Geometria obiektu (kształt, długość, powierzchnia, położenie) zapisuje jego lokalizacje w formie współrzędnych płaskich lub geograficznych. Elementy geometryczne mogą ulec zmianie, wskutek zmiany układu współrzędnych, co powoduje zniekształcenia długości oraz powierzchni w odwzorowaniach kartograficznych. Topologia obiektu zajmuje się natomiast następującymi właściwościami geometrycznymi figury: zmianę skali, obrotem, przesunięciem. Topologia zajmuje się także zapisem zależności topologicznych pomiędzy obiektami, które sa zgromadzone w bazie danych.

Model rastrowy przechowuje dane obiektu w formie dwuwymiarowej macierzy, w której numer kolumny i numer wiersza określa położenie komórki rastra. Dane, przechowywane przez ten model, charakteryzowane są poprzez rozdzielczość obrazu wyrażoną liczbą pikseli przypadających na 1 cal (ppi) oraz rozmiarem obrazu wyrażonym za pomocą liczby linii (nol) i liczbą pikseli w linii (ppl). Wielkość przechowywanej informacji obrazowej w modelu rastrowym zależy od rozdzielczości bitowej, którą określa liczba bitów potrzebna do zapisania jednego piksela obrazu. I tak na przykład obraz 1-bitowy umożliwia odtworzenie tylko barwy czarnej i białej, obraz 8-bitowy pozwala już na odtworzenie 256 wartości barwnych, natomiast obraz 24-bitowy umożliwia odtworzenia ponad 16 milionów wartości barwnych.

Model TIN (ang. Triangulated Irregular Network) przechowuje dane obiektu dotyczące zjawisk trójwymiarowych. Do tego typu danych przestrzennych należy DTM (ang. Digital Terrain Model), który umożliwia określenie wysokości terenu. Model TIN jest reprezentowany przez sieć nieregularnych trójkątów, których wierzchołkami są punkty o znanych współrzędnych trójwymiarowych. Model TIN jest najczęściej stosowanym modelem danych przestrzennych do rozwiązywania takich zagadnień jak np. cieniowanie rzeźby terenu oraz automatyczne rysowanie poziomic. Dane zapisane w modelu danych TIN można zapisać jako zbiór danych rastrowych lub przekształcić w zbiór wektorowy.

3. Błędy danych przestrzennych

Źródła błędów:

1. Materiały źródłowe

Dane geograficzne obarczone są błędami, jakie zawierają materiały źródłowe. Np. podczas procesu digitalizacji na dane może przenieść się błąd związany ze skalą mapy, generalizacją treści mapy oraz przyjętym odwzorowaniem. Podczas opracowywania danych z map topograficznych może wystąpić błąd związanym z opisem poziomic oraz punktów wysokościowych.

W przypadku pozyskiwania danych z materiałów teledetekcyjnych, większość błędów wywodzi się z niepoprawnej interpretacji obiektów (korzystając z map nie ma takiego problemu, gdyż mapy przedstawiają już zinterpretowany obiekt). Na dokładność położenia obiektu na zdjęciu lotniczym ma wpływ skala zdjęcia, zniekształcenie odwzorowanych obiektów terenowych.

Na jakość danych w dużym stopniu decyduje aktualność materiałów źródłowych. Gdy pozyskujemy dane z nieaktualnych map albo zdjęć występuje ryzyko, że możemy wprowadzić do bazy nieistniejące już obiekty (np. wycięty las) lub nieaktualne (np. granice podziału administracyjnego). Korzystając z nieaktualnych map może również wiele rzeczy pominąć, np. takich jak nowe drogi, osiedla mieszkaniowe lub centra handlowe.

2. Metody pozyskiwania

Błędy, którymi obarczone są dane geograficzne, mogą również wystąpić podczas wprowadzania ich do systemu. Gdyż podczas tej czynności możemy pominąć jakąś wartość lub tą wartość możemy wpisać niepoprawnie. W przypadku danych geometrycznych tych błędów może wystąpić znacznie więcej, a tymi błędami może być m.in.: niedomknięcie wieloboku, pominięcie jakiegoś obiektu, brak połączenia pomiędzy fragmentami tej samej linii, podwójna digitalizacja tego samego obiektu, brak punktów węzłowych w przecięciu linii lub niedokładne wprowadzenie granic.

3. Przetwarzanie danych

Błędy powstałe przy przetwarzaniu danych należą do najtrudniejszych do zidentyfikowania, a zarazem i do wyeliminowania, gdyż wymagają one wiedzy dotyczącej sposobu przetwarzania danych przez program komputerowy (np. stosowanie wzorów i algorytmów). Najpopularniejszymi błędami związanymi z przetwarzaniem danych są błędy powstałe przy wykonywaniu skomplikowanych obliczeń matematycznych, budowy topologii oraz modelowania powierzchni 3D.

Błędy dotyczące obliczeń matematycznych zostały spowodowane przez zaokrąglenia związanymi z możliwościami obliczeniowymi procesora oraz z zastosowanymi typami danych i algorytmami obliczeniowymi.

Zmiana odwzorowania, modelu danych z wektorowego na rastrowy i na odwrót, powiększanie lub zmniejszanie obrazu za pomocą rozciągania, także obarcza dane błędami. Błędy mogą również wystąpić podczas transferu danych według sztywnych struktur, formatów i kodów, tzn. w wyniku eksportu i importu danych.

Rodzaje błędów:

Błędy grube - powstają na skutek pomyłki, przeoczenia czegoś przez obserwatora. Zaliczamy do nich np. kilkakrotne wprowadzenia do systemu tego samego obiektu lub błędne zdefiniowanie obiektu.

Błędy systematyczne - dotyczą metod pomiaru lub instrumentów użytych podczas pomiaru. Błędy te w odróżnieniu od grubych mają większy wpływ na dane, jednak łatwiej ocenić ich wielkość i je wyeliminować.

Błędy przypadkowe - jest to błąd, który nie jest możliwy do wyeliminowania. Zależy tylko i wyłącznie od czynników losowych. W przeciwieństwie do błędów systematycznych i grubych są niemożliwe do wyeliminowania. Ich wartość liczbowa, jak i znak posiadają charakter losowy.

4. Jakość danych

Do oceny jakości danych przestrzennych niezbędna jest znajomość: kompletności, spójności, dokładności położenia, aktualności, dokładności tematycznej (szczegółowość oraz wiarygodność).

5. Analiza przestrzenna

Analiza jest to proces poszukiwania informacji ukrytej w zbiorze danych. Może się sprowadzać do wizualnej oceny rozkładu danych przestrzennych, zobrazowanych w postaci mapy, jest także wspomagana przetwarzaniem danych w systemie GIS. Analiza danych przestrzennych polega na poszukiwaniu lub uporządkowania lub odchyleń od regularnego rozkładu zmiennych w przestrzenni, a także odnajdowaniu zależności pomiędzy zmiennymi w celu ustalenia związku przyczynowo-sktukowego. Analiza danych dostarcza podstawy do formułowania nowych hipotez, pomaga planować nowe eksperymenty oraz programy badawcze.

6. DTED (Digital Terrain Elevation Data)

DTED 1 - numeryczny model terenu w skali 1:200 000

- układ UTM, Kronsztadt

- stan aktualności lata 2000 r.

- forma udostępnienia: DT1, GRD, DEM

- opis:

Numeryczna reprezentacja wysokości topograficznej powierzchni terenu

w standardzie wymiany danych wysokościowych obowiązujących w państwach

NATO. Model stworzony na podstawie warstwic z mapy topograficznej w skali

1:200 000. Jest to model siatkowy utworzony z siatki geograficznej o oczku

90x120m. (około 3x6 sek). Dokładność do 30 m (nominalny bezwzględny

błąd wysokości punktów).

Numeryczny model opracowany dla całego województwa mazowieckiego.

DTED 2 - numeryczny model terenu 1:50 000

- układ UTM, Kronsztadt

- stan aktualności lata 2000 r.

- forma udostępnienia: DT1, GRD, DEM

- opis:

Numeryczna reprezentacja wysokości topograficznej powierzchni terenu

w standardzie wymiany danych wysokościowych obowiązujących w państwach

NATO. Model stworzony na podstawie warstwic z mapy topograficznej w skali

1:50 000. Jest to model siatkowy utworzony z siatki geograficznej o oczku 25x25

m (około 1sek.x2sek.). Dokładność do 26 m (nominalny bezwzględny błąd

wysokości punktów).

Numeryczny model opracowany dla całego województwa mazowieckiego.

7. Systemy odniesień przestrzennych

Systemy odniesień przestrzennych stanowią przyjęte na obszarze danego państwa i logicznie powiązane układy odniesienia, modele geoidy, układy współrzędnych oraz odwzorowania kartograficzne. Celem tak zdefiniowanego systemu odniesień przestrzennych jest zapewnienie jednolitej i spójnej lokalizacji świata rzeczywistego w zdefiniowanym i realizowanym układzie współrzędnych.

W Polsce państwowy system odniesień tworzą:

1. Geodezyjny układ odniesnia „EUREF-89”, będący rozszerzeniem układy ETRF na obszar Polski, w wyniku kampanii pomiarowej „GRS 80”

2. Układ wysokości utworzony przez wartości geopotencjalne podzielone przez wartości przyspieszenia normalnego siły ciężkości (wysokości normalne) odniesione do średniego poziomu Morza Bałtyckiego w Zatoce Fińskiej (mareograf w Kronsztadzie)

3. Układ współrzędnych płaskich prostokątnych „2000” stosowany w pracach geodezyjnych i kartograficznych, związanych z wykonaniem mapy zasadniczej

4. Układ współrzędnych płaskich prostokątnych „1992” stosowany w mapach urzędowych o skali mapy 1:10 000 i skalach mniejszych.

8. Modele baz danych

1. Model relacyjny

Dane w relacyjnych bazach danych są przechowywane w tabelach, z których każda ma stałą liczbę kolumn i dowolną liczbę wierszy. Wiersze odpowiadają niepodzielnym rekordom (krotkom), a kolumny odpowiednim atrybutom. Porządek kolumn i wierszy nie ma znaczenia. Nazwy kolumn określane są jako atrybuty.

Dane z bazy wybierane są wybierane dzięki językowi zapytań na podstawie wartości z konkretnych pól w wierszach. Zapytania mogą mieć prostą postać i wówczas wyszukiwane są dane wyłącznie jednej tabeli, lub mogą mieć postać wyrafinowaną i wymagać od systemu przeszukiwania wielu tabel.

2. Model obiektowy

Obiektowa baza danych to zbiór obiektów, których zachowanie się, stan oraz związki są określone zgodnie z obiektowym modelem danych. Obiektowe systemy zarządzania bazą danych zapewniają tradycyjną funkcjonalność baz danych, lecz bazują na modelu obiektowym. Ich atutem jest udostępnianie danych w postaci obiektowej, czyli takiej samej w jakiej dane są przechowywane w programach napisanych w obiektowych językach programowania. Znika konieczność mapowania między modelem obiektowym a modelem relacyjnym jak to ma miejsce w przypadku użycia relacyjnej bazy danych.

3. Model obiektowo-relacyjny

Jest to próba połączenia i wykorzystania zalet obu modeli. W tym modelu zasadniczą konstrukcję bazy danych nadal stanowią tabele. Istnieje jednak możliwość powiązań między wierszami tej samej tabeli, dziedziczenie między tabelami, definiowanie abstrakcyjnych typów danych ADT, dodawanie metod obsługujących wielokolumnowe atrybuty i wiele innych. Obecnie w dużych, komercyjnych wdrożeniach SIP wykorzystuje się model obiektowo-relacyjny.

9. Język SQL

Język SQL (Structured Query Language) jest najbardziej znanym językiem zapytań, zaimplementowanym w praktycznie wszystkich istniejących na rynku systemach relacyjnych baz danych. Jest wykorzystywany do wyświetlania, wstawiania i modyfikowania danych w bazie danych.

SQL jest używany jako samodzielny język służący do interakcyjnych zapytań, tworzenia i aktualizacji relacyjnej bazy danych (i w ten sposób będzie wykorzystywany podczas ćwiczeń laboratoryjnych).

Instrukcje języka SQL podzielić można na kilka typów:

- instrukcje wyszukiwania danych - SELECT

- instrukcje tworzenia bazy (Data Description Language) - np.: CREATE TABLE

- instrukcje modyfikacji danych (Data Modification Language) - np.: UPDATE

- instrukcje do określania praw dostępu i więzów integralności (Data Control Language) -

np.: GRAN

10. Relacje w bazach danych

Relacje pomiędzy obiektami mogą być również następujące:

• relacja jeden do jednego (1: 1) - każdy rekord w tabeli A może mieć tylko jeden dopasowany do niego rekord z tabeli B, i tak samo każdy rekord w tabeli B może mieć tylko jeden odpowiadający mu rekord w tabeli A, np. tylko jedno miasto jest stolicą danego państwa;

• relacja jeden do wielu (1: n) - w tej relacji rekord w tabeli A może mieć wiele dopasowanych do siebie rekordów z tabeli B, jednak rekord z tabeli B może mieć tylko jeden odpowiadający mu rekord w tabeli A, np. relacja pomiędzy powiatem i gminą;

• relacja wiele do wielu (m: n) - w tej relacji rekord w tabeli A może mieć wiele dopasowanych do niego rekordów z tabeli B i tak samo rekord w tabeli B może mieć wiele odpowiadających mu rekordów z tabeli A; relacja ta jest możliwa tylko poprzez zdefiniowanie trzeciej tabeli (tabeli łącznej); np. relacja działka ewidencyjna i właściciel

11. Wiarygodność danych przestrzennych

Wiarygodność bazy danych oznacza zgodność pomiędzy stanem faktycznym a daną reprezentującą ten stan w systemie, innymi słowy jest to stopień zaufania do informacji, jaką możemy uzyskać z systemu. Wiarygodność rzędu 80% oznacza, że w dwudziestu przypadkach na sto obiekty przestrzenne mogą być opisane błędnymi atrybutami lub ich lokalizacja może być niezgodna ze stanem faktycznym.

12. GPS

Znany pod nazwą GPS (Global Positioning System) satelitarny system nawigacyjny Navstar (Navigational Satellite Time and Ranging) został zaprojektowany jako precyzyjny system określania położenia o zasięgu globalnym. Jest on najnowocześniejszym z satelitarnych systemów nawigacyjnych. Jest niewątpliwie największym dotąd osiągnięciem w dziedzinie wyznaczania pozycji, chociaż próba odpowiedzi człowiekowi "z ulicy" na pytanie o jego rzeczywiste znaczenie dla nawigacji może być przyczyną wielu groźnych chorób. Winna temu jest bezpłatna reklama, przypisująca GPSowi cudowne właściwości: od automatycznego fruwania samolotów do zapobiegania ciemnieniu chrzanu. Chyba przesadziłem, ale od pisania o GPS powstrzymują się chyba już tylko analfabeci.

GPS Navstar oparty jest na zespole satelitów, krążących na orbitach 20200 km (11 tys. NM) nad Ziemią (dwukrotne okrążenie Ziemi w ciągu doby). Pierwszy satelita systemu został umieszczony na orbicie w styczniu 1978 r., a w lipcu 1995 r. system uzyskał pełną sprawność operacyjną. Decyzją Kongresu USA, GPS został dopuszczony do zastosowań cywilnych. Obecnie system jest zarządzany przez dowództwo sił powietrznych USA, a konkretnie połączone biuro Navstar (GPS JPO - Navstar GPS Joint Program Office), złożone z przedstawicieli sił powietrznych, marynarki, sił lądowych, piechoty morskiej, straży przybrzeżnej, US Defence Mapping Agency, kwatery głównej NATO i Australii. 
Rosyjskim odpowiednikiem GPS Navstar jest system GLONASS.

Na system GPS Navstar składają się trzy segmenty, wyróżniane według funkcji: segment satelitarny, segment kontroli i segment użytkownika.
Segment satelitarny tworzą 24 satelity. Satelity są rozmieszczone na sześciu planach, czyli płaszczyznach orbitalnych (cztery satelity na każdym), co pozwala na odbiór sygnału od pięciu do dwunastu satelitów z każdego punktu globu.
Segment kontroli tworzy system pięciu stacji monitorujących z głównym centrum kontroli w bazie lotniczej Falcon w stanie Kolorado. Stacje odbierają sygnały kontrolne i telemetryczne satelitów i w razie potrzeby dokonują zdalnej korekty.
Segment użytkownika tworzą odbiorniki GPS. Odbiorniki GPS przetwarzają sygnały z satelity na współrzędne położenia (trójwymiarowe), prędkość, czas itp. Ilość, dokładność oraz postać prezentowanych danych zależą od przeznaczenia i rodzaju odbiornika.

Działanie systemu jest oparte na wyznaczaniu odległości między punktem pomiaru a satelitami. Wyznaczenie położenia odbiornika na pokładzie SP w przestrzeni wymaga więc odbioru z minimum trzech satelitów (wymagane są cztery). Pomiaru odległości dokonuje się poprzez dokładny pomiar czasu, w którym sygnał radiowy dociera z satelity do odbiornika.
System GPS przewiduje dwa poziomy dokładności systemu: PPS (Precise Positioning System) - Dokładny System Nawigacji i SPS (Standard Positioning System) - Standardowy System Nawigacji.
PPS jest przeznaczony głównie dla armii USA i państw NATO oraz niektórych agencji rządowych i autoryzowanych użytkowników cywilnych. Dokładność przy pomiarach dwuwymiarowych wynosi co najmniej 10 m i 27.7 m przy pomiarach trójwymiarowych. a dokładność pomiaru czasu 100 nanosekund. 
SPS jest przeznaczony dla użytkowników na całym świecie bez żadnych ograniczeń i opłat. Dokładność SPS wynosi co najmniej 100 m przy pomiarach dwuwymiarowych (w praktyce osiągalna jest powtarzalna dokładność rzędu 40 m) i 156 m przy pomiarach trójwymiarowych. Dokładność pomiaru czasu wynosi 340 nanosekund.

13. Błąd średni

Wielokrotny pomiar tej samej wielkości daje nadliczbowe elementy i pozwala obliczyć błędy pozorne v_i oraz błąd średni m. Dotyczy to zarówno pomiarów bezpośrednich jak też pośrednich.

v_i = x_s - l_i

Wobec braku możliwości określenia błędów prawdziwych pojedynczych spostrzeżeń

wzór ten jest rzadko stosowany. Niekiedy można określić błąd prawdziwy funkcji, np. różnic

między sumą teoretyczną kątów w poligonie zamkniętym a sumą pomierzonych kątów jest

błędem prawdziwym sumy pomierzonych kątów. Podobnie odchyłka zamknięcia różnic

wysokości w zamkniętym ciągu niwelacyjnym jest błędem prawdziwym tego zamknięcia.

14. Dlaczego i w jakim zakresie przy pozyskiwaniu zdjęć z Landsata woda ma czarny kolor?

Tutaj nie jestem pewien, ale wydaje mi się, że tu chodzi albedo wody. Ale to też od czystości wody i pory dnia, więc nie chce nic wymyślać głupiego.

---