SIPpytaniaEGZAMIN, Systemy Informacji Przestrzennej


  1. Co to są metadane? Wymienić ich rodzaje.

- metadane są to inaczej dane o danych, informacje o zbiorach danych inaczej mówiąc charakterystyka zbiorów danych. Pozwalają ustalić odpowiedzi na pytania: co, kto, dlaczego, kiedy, jak, metadane używane w geodezji zawierają dodatkowo informacje o geograficznym odniesieniu opisywanych danych i odpowiadają na pytanie gdzie? Podstawowym celem opracowania bez metadanych, realizowanych w procesie tworzenia SDI jako tzw. Serwery katalogowe lub inaczej katalogi metadanych, jest możliwość uzyskania więcej informacji w Internecie oraz oceny jej przydatności do konkretnego zadania. W zależności od celu do jakiego są wykorzystywane metadane dzielimy na: - metadane wyszukania - służące do wybierania zbiorów, które mogą być przedmiotem zainteresowania użytkownika o określonych wymaganiach i obejmują: - nazwę i opis zbioru danych - podstawowe przeznaczenie i zakres stosowania danych - datę pozyskania danych i ich aktualizacji - producenta, dostawcę i głównych użytkowników danych - obszar, do którego dane się odnoszą (współrzędne lub ID obszaru) - strukturę zbiorów i sposób dostępu do danych - metadane rozpoznania - zawierają bardziej szczegółowe informacje o zbiorze, które umożliwiają - ocenę jakości danych - określenie przydatności zbioru danych pod względem wymagań użytkownika - nawiązanie kontaktu z dysponentem danych w celu uzyskania dalszych informacji a w szczególności informacji na temat warunków korzystania z danych. - metadane stosowania - określają te właściwości zbioru, które są potrzebne do: - odczytania danych oraz ich transferu - interpretacji danych i praktycznego korzystania z nich w aplikacji użytkownika

  1. Co to jest SIP?

Pojęcie System Informacji Przestrzennej- SIP (ang. Geographical Information System - GIS) używane jest dla określenia skomputeryzowanego systemu, umożliwiającego zbieranie, zapisywanie i integrację danych przestrzennych pochodzących z różnych źródeł oraz operowanie, analizę i prezentację (wizualizację) tych danych związanych z określoną lokalizacją w środowisku geograficznym. Jego użytkownicy mogą łączyć opracowane przez siebie modele zjawisk z danymi zawartymi w systemie i poszukiwać odpowiedzi na różne pytania dotyczące:

    1. identyfikacji obiektów,

    2. położenia obiektów,

    3. tendencji,

    4. optymalnej drogi,

    5. układu,

    6. oraz modeli.

Podstawową funkcją SIP jest wspomaganie decyzji.

Systemem informacji przestrzennej (SIP) nazywa się system pozyskiwania, przetwarzania i udostępniania danych zawierających informacje przestrzenne oraz towarzyszące im informacje opisowe o obiektach wyróżnionych w części przestrzeni objętej działaniem systemu.

Dzielimy na:

- systemy informacji o terenie (SIT) - operujące informacją pierwotną (uzyskaną na podstawie bezpośrednich pomiarów terenowych lub na podstawie wielkoskalowych zdjęć lotniczych) pod względem dokładności odpowiadającą mapom wielkoskalowym (skale większe od 1:5000),

- systemy informacji geograficznej (GIS) operujące informacją wtórną (przetworzoną), pod względem dokładności i szczegółowości odpowiadającą mapom średnio i małoskalowym, (skala 1:10 000 i mniejsze).

-SIP udostępnia mechanizmy wprowadzania, gromadzenia i przechowywania danych przestrzennych oraz zarządzania nimi, zapewnia ich integralność i spójność oraz pozwala na ich wstępną weryfikację.

-Na podstawie zgromadzonych w systemie danych możliwe jest przeprowadzenie specyficznych analiz opierających się m.in. na relacjach przestrzennych między obiektami.

-Wyniki analiz przestrzennych i operacji charakterystycznych dla programów bazodanowych przedstawione mogą być w postaci opisowej (tabelarycznej) lub graficznej (mapa, diagramy, wykresy, rysunki), stąd cechą SIP jest wizualizacja i udostępnianie informacji przestrzennych w żądanej postaci.

  1. Różnice pomiędzy SIT i SIG.

Kryterium wyróżniającym SIT jest nie tylko dokładność, szczegółowość danych zawartych w bazie danych systemu. Charakterystyczny dla SIT jest aspekt instytucjonalny, uwzględniający ogół zależności prawnych, politycznych, ekonomicznych i społecznych, związanych z funkcjonowaniem systemu, a także aspekt organizacyjny, obrazujący zależność między środkami technicznymi, zasobami informacyjnymi oraz użytkownikami wykorzystującymi system.

Zgodnie z definicją podaną przez Międzynarodową Federację Geodetów „SIT jest narzędziem do podejmowania prawnych, administracyjnych i gospodarczych decyzji oraz pomocą w planowaniu i rozwoju. Składa się on z bazy danych zawierającej dane przestrzenne dotyczące określonego obszaru oraz procedur i technik dla systematycznego zbierania, aktualizacji i udostępniania tych danych”

- systemy informacji o terenie (SIT) operujące informacją pierwotną (uzyskaną na podstawie bezpośrednich pomiarów terenowych lub na podstawie wielkoskalowych zdjęć lotniczych) pod względem dokładności odpowiadającą mapom wielkoskalowym (skale większe od 1:5000),

- systemy informacji geograficznej (GIS) operujące informacją wtórną (przetworzoną), pod względem dokładności i szczegółowości odpowiadającą mapom średnio i małoskalowym, (skala 1:10 000 i mniejsze).

  1. Struktura i zadania służby geodezyjnej. Służbę Geodezyjną i Kartograficzną stanowią: organy nadzoru geodezyjnego i kartograficznego:

Do zadań Służby Geodezyjnej i Kartograficznej należy w szczególności:

  1. Różnice pomiędzy mapą rastrową i wektorową.

Mapa rastrowa to bitmapa będąca cyfrową reprezentacją mapy wykonanej w konkretnej skali i odwzorowaniu kartograficznym. Najczęściej tworzona poprzez skanowanie map analogowych (papierowych lub foliowych).Ze względu na stałą rozdzielczość mapy rastrowej nadaje się ona do odwzorowania małych obszarów, dla których nie występuje w stopniu istotnym zniekształcenie charakterystyczne dla wybranego odwzorowania kartograficznego.

Obrazy bitmapowe, zwane również rastrowymi, składają się z siatki ­ czyli rastra ­ małych kwadracików zwanych pikselami. Każdy piksel w obrazie bitmapowym ma swoje miejsce i kolor. Na przykład koło na rysunku obrazu bitmapowego jest zbiorem pikseli położonych w tym miejscu i zabarwionych tak, by sprawiały wrażenie koła. Pracując z obrazami bitmapowymi modyfikuje się grupy pikseli, a nie obiekty i kształty.

Mapa wektorowa - w postaci cyfrowej, której elementy treści opisywane są za pomocą zbiorów punktów o znanych współrzędnych.

Grafika wektorowa składa się z linii prostych i krzywych, zdefiniowanych przez obiekty matematyczne ­ wektory. Wektory opisują grafikę w kategoriach geometrycznych. Jeśli na przykład w programie wektorowym chce się narysować koło, program utworzy je na podstawie wzoru matematycznego opisującego kształt, rozmiar i położenie. Koło można następnie przesuwać oraz zmieniać jego wielkość i kolor, a grafika nie straci przy tym na jakości. Grafika wektorowa nie zależy od rozdzielczości, tzn. nie jest określana przez stałą liczbę pikseli i jest zawsze odtwarzana z maksymalną rozdzielczością dowolnego urządzenia wyjściowego.

  1. Co to jest normalizacja baz danych. Wymień i opisz postacie normalne.

Proces przekształcania struktur danych prowadzących do uzyskania struktur relacyjnych (tzw. 1NF, 2NF i 3NF). Podstawowy zabieg przy przechodzeniu od struktury encja-związek do struktury relacyjnej.

Proces obejmuje:

- eliminację atrybutów powtarzalnych poprzez zastąpienie ich odrębnymi relacjami;

- „spłaszczenie” struktury danych poprzez eliminację atrybutów złożonych;

- zastąpienie związków relacjami;

- ustalenie pierwotnych i obcych kluczy, które reprezentują związki semantyczne;

-wyeliminowanie niepożądanych zależności (np. funkcyjnych) pomiędzy kolumnami relacji poprzez wprowadzenie nowych relacji.

Pierwsza postać normalna:

Reprezentacja danych zgodnie z którą wszystkie dane są zapisane w postaci tablic (relacji) o określonej liczbie kolumn i określonej liczbie wierszy;

- Elementy tablic muszą być wartościami atomowymi (bez struktury) i nie mogą być odsyłaczami do wierszy tablicy - domeny atrybutów są skalarne;

- W ramach tablicy wiersze nie mogą się powtarzać;

Pierwsza forma normalna jest podstawowym założeniem modelu relacyjnego

Druga Postać normalna :

Relacja jest w drugiej postaci normalnej, jeśli jest w pierwszej postaci normalnej, a ponadto wszystkie jej atrybuty zależą od całego klucza kandydującego.

Relacja nie jest w drugiej formie normalnej, jeżeli jej klucz składa się z dwóch lub więcej atrybutów, i pewien nie-kluczowy atrybut znajduje się w zależności funkcyjnej od części klucza

Trzecia postać normalna

- Relacja jest w trzeciej postaci normalnej, jeśli jest w drugiej postaci normalnej, a ponadto wszystkie atrybuty niekluczowe są wzajemnie niezależne.

- Relacja znajduje się w trzeci formie normalnej, jeżeli nie zawiera tranzytowych zależności funkcyjnych, tj. takich trzech atrybutów A, B, C, że zachodzi A B oraz B C.

  1. Zastosowania Systemów Informacji Przestrzennej.

Szeroką grupę zastosowań GIS stanowi wszelkiego typu ewidencja - gruntów, budynków, a ogólnie rzecz biorąc: wszelkiego rodzaju zasobów. Szczegółowe informacje tego typu wykorzystują urbaniści, geodeci, konstruktorzy. Zastosowanie warstwowej organizacji map umożliwia łatwą modyfikację jedynie wybranych obiektów, bez konieczności przerysowywania całej mapy. Komputerowa ewidencja własności gruntów z powodzeniem może zastąpić tradycyjną, prowadzoną za pomocą rejestrów i map geodezyjnych (katastralnych).

Inną grupę zastosowań stanowi wykorzystanie GIS do przetwarzania informacji o lokalizacji wszelkiego rodzaju zjawisk, zwłaszcza tych cechujących się znaczną zmiennością w czasie. GIS są bardzo wygodnym zjawiskiem w rejestracji poziomów emisji wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. Dla potrzeb monitoringu środowiska naturalnego akwizycja danych dla GIS może być prowadzona z wykorzystaniem zdalnych czujników i urządzeń pomiarowych sterowanych komputerowo. W tej grupie zastosowań mieści się również wykorzystanie GIS do analizy i obrazowania danych o charakterze statystycznym, takich jak np. zagrożenie przestępczością, występowanie chorób, struktura użytkowania gruntów.

GIS mogą również być bardzo wygodnym narzędziem do przetwarzania danych o infrastrukturze technicznej terenu, tj. o sieciach wodociągowych, gazowniczych, energetycznych, liniach komunikacyjnych. Dane tego typu wymagają częstych modyfikacji. Ponadto wymagana jest ich duża dokładność i aktualność. GIS umożliwiają spełnienie tych wymagań. ten obszar zastosowań związany jest z technologią zwaną (Automated Mapping / Facilities Management), czyli w skrócie AM/FM.

ZASTOSOWANIA GIS

Technologia GIS znajduje zastosowanie wszędzie tam gdzie stajemy twarzą w twarz z zagadnieniami typu [Myr97]:

• urzędy administracji lokalnej - do zarządzania gruntami oraz nieruchomościami, planowania przestrzennego, podejmowania decyzji prawnych, lokalizacyjnych

• administracje budynków - do inwentaryzacji, wyszukiwanie budynków o określonych cechach

• urzędy statystyczne - wykonywanie statystycznych zestawień przestrzennych

• służby ratownicze - szybka lokalizacja wypadku czy pożaru, określanie stref zagrożenia, znajdowanie najkrótszej drogi dla karetki

• wojsko - logistyka

• ośrodki geodezyjno kartograficzne - tworzenie map tematycznych

• ochrona środowiska - prognozowanie, podejmowanie decyzji, analiza zniszczeń, zarządzanie parkami narodowymi

• geologia, archeologia, sejsmologia, archeologia

• leśnictwo i rolnictwo

• mapy terenu leśnego z podziałem na drzewostan, mapy upraw, mapy gleb rolniczych

• agencje obrotu nieruchomościami - ewidencja nieruchomości

• agencje marketingowe - analizy rynkowe, planowanie kampanii reklamowych

• firmy handlowe - analiza rynku zbytów, planowanie rozmieszczenia oddziałów, optymalizacja tras dostaw

• architektura

• turystyka

• zakłady ubezpieczeniowe - analiza zdarzeń na różnych obszarach, obserwacja zmienności natężenia danego zjawiska w zależności od położenia

• porty lotnicze

• organizacje międzynarodowe - ONZ, OECD, UNESCO, FAO

• firmy transportowe - optymalizacja tras przejazdów, śledzenie ruchu pojazdów

• zarządzanie sieciami przesyłowymi - rurociągi gazowe, wodociągi, kanalizacja, sieci energetyczne i telekomunikacyjne, drogi, koleje

  1. Produkty Państwowego Zasobu Geodezyjnego.

Państwowy Zasób Geodezyjny i Kartograficzny - Państwowy zasób geodezyjny i kartograficzny służy gospodarce narodowej, obronności państwa, nauce, kulturze i potrzebom obywateli.