06 Faze razvoja GIS-a 01092010 - rudar.rgn.hrdperko/nids_dperkovic/... · •AutoCAD/Microstation – aplikacija za prihvat digital iziranog sadržaja sa klasi čnih (papirnatih)

Faze razvoja GIS -a

Dario Perkovi ć 2010

O S N O V E G E O I N F O R M A T I K E

2Faze razvoja GIS-a

GIS je danas u svijetu općeprihvaćeni sinonim za računalno

procesiranje informacija o prostoru. Slično kao i kod drugih info-

tehnologija, za potrebe GIS-a vrši se prikupljanje podataka na

temelju čega se obavlja modeliranje, analiziranje i prikazivanje

podataka. No, u GIS-u se svaki od gornjih postupaka ostvaruje

bitno drugačije nego u nekim drugim tehnologijama. Razvoj GIS-a

može se podijeliti u četiri faze:

� ulaz podataka u GIS (prikupljanje podataka)

� tematsko modeliranje (preklapanje GIS slojeva)

� prostorne operacije (prostorna analiza)

� prikazivanje (vizualizacija)

3Faze razvoja GIS-a

ULAZ PODATAKA U GIS

4Faze razvoja GIS-a

Ulazni podaci su ono na čemu se temelji sve ostalo u GIS-u.

Možemo reći da su oni najbitniji , i stoga su i troškovi za njihovo

prikupljanje najviši , bez obzira kojom se metodom služili. U

obuhvatu podataka treba razlikovati:

• prostorne podatke (geometrijske objekte s koordinatama).

• pripadajuće opisne podatke (atribute geografskih objekata)

Oblici ulaznih podataka

5Faze razvoja GIS-a

Često prostorne podatke nazivamo i grafi čkim podacima

iako to nije sasvim točno, budući da postoje grafički podaci

koji privremeno (stara papirnata karta s označenim

koordinatama) ili trajno (fotografija izvorišta) nemaju smještaj

u prostoru. Pripadajući opisni podaci prostornih podataka se

često nazivaju negrafi čki podaci.

Oblici ulaznih podataka

6Faze razvoja GIS-a

Metode prikupljanja grafi čkih podataka su:

� preuzimanje koordinata (objekti s javnodostupnim

koordinatama)

� terenska izmjera (GPS, geodetske stanice)

� fotogrametrijska izmjera (terestrička i aerofotogrametrija)

� satelitski snimci (fotografski i radarski sustavi, specijalni

skeneri)

� digitalizacija karata (vektorska i rasterska)

Prikupljanje

Grafički podaci

7Faze razvoja GIS-a

Nakon unosa podaci se podvrgavaju kontroli jer prilikom crtanja

često dolazi do grešaka: manjkavost linija, loše spojene linije,

poligoni nisu zatvoreni, poligon nema referentne točke ili ih ima više,

i dr.

Ureñivanje podataka podrazumijeva otklanjanje grešaka odnosno

različite izmjene geometrijskih objekata. Linijski objekt ili element se

može razdijeliti u više elemenata, spajati, kopirati na drugu lokaciju,

mijenjati, rotirati, brisati itd. Mogu se spajati grafičke baze podataka

organizirane po listovima (područjima).

Kontrola i ureñivanje podataka

Grafički podaci

8Faze razvoja GIS-a

Ažuriranje podataka je potrebno zbog izmjena koje nastaju na

terenu (promjene granica katastarskih čestica, izgradnja objekata,

promjena vrste vegetacije i dr.) ili zbog prikupljanja novih podataka i

izmjene postojećih.

Ažuriranje podataka

Grafički podaci

9Faze razvoja GIS-a

Digitalizacija je najčešći oblik prikupljanja ulaznih grafičkih podataka. Prednost digitalizacije je u cijeni koja je daleko niža od ostalih metoda. Mana se ogleda u odreñenoj starosti i neažurnosti karata pa je vremenom potrebno nabaviti novije (ukoliko postoje) digitalne verzije službenih tiskanih karata.

Postoje dvije vrste digitalizacije: vektorska i rasterska . Kod vektorske digitalizacije, digitalizira se točka po točka, pa se nakon transformacije koordinata u zemaljski koordinatni sustav dobiva vektorski model podataka. Rasterska (točkasta) digitalizacija je u stvari skeniranje karte, na posebnom rasterskom digitalizatoru, skeneru (engl. scanner).

Digitalizacija

Grafički podaci

10Faze razvoja GIS-a

Poželjna rezolucija u GIS-u je 300 točaka po inču (DPI), broj boja je

najčešće 256 (8-bit) a format datoteke je nekomprimirani TIF .

Rezolucija je dovoljna za većinu starih tiskanih karata jer u slučaju

satelitskih i ortofoto karata najčešće niti nema digitalizacije. Broj

boja nije veći jer se na ovaj način omogućuje uklanjanje rubova u

slučaju izrade mozaika susjednih karata. Nekomprimirani TIF je

potreban zbog kompatibilnosti s nekim starijim softverima

(ArcView, Geotransformer), inače je moguće koristiti i druge brojne

formate rastera.

U praksi se često skenirane karte naknadno vektoriziraju pomoću

programa za automatsku ili poluautomatsku vektorizaciju.

Digitalizacija

Grafički podaci


Odnos i rukovanje grafičkim podacima u GIS-u

Grafički podaci


Negrafi čki (opisni) podaci prikupljaju se i unose u bazu podataka

na uobičajene načine kao i kod drugih informacijskih sustava:

• neposredno preko tipkovnice računala ili terminala

• preko čitača za optičko prepoznavanje znakova (tzv. OCR

softver)

• čitanjem datoteke spremljene u bilo kojem standardnom

formatu

• neposrednim prijenosom s drugog računala putem

komunikacijske veze: kabel (port COM/LPT1/USB/Fireware),

modem (serijski/USB/ISDN/xDSL/kablovski), lokalna mreža –

LAN (Ethernet), WLAN (Wi-Fi), globalna mreža - WAN (Internet)

Negrafički podaci


Za unos preko tipkovnice računala, podaci moraju biti

pripremljeni i formatirani u obliku obrazaca, tablica, zemljovida i

sl. Ako postoje različiti izvori podataka, preporučuje se kreirati

obrasce (kao što je npr. hidrogeološki katastarski listić) u kojima

će se podaci prikupljati, a naknadno unositi u bazu podataka.

Upotreba GIS tehnologije ne isključuje mogućnost

pohranjivanja podataka i u klasičnim arhivama. Ponekada se u

nedostatku originalne papirnate karte može kreirati i isprintati

karta iz GIS sustava te se pohraniti u arhivi karata.

Negrafički podaci


Svaki objekt prikazan u GIS-u geometrijskim oblikom povezuje se

s nekim tematskim aspektima. Zato GIS mora imati sposobnost i

geometrijskog i tematskog modeliranja prostornih podataka.

Analizom podataka moguće je prekrivanje, tj. tematsko spajanje

slojeva, čime se mogu dobiti razna rješenja prema željenim

kriterijima. Npr. geološki sloj nekog područja može se prekriti

tematskim slojem koji sadrži trasiranje podzemnih voda.

Tematsko modeliranje


Prostornim povezivanjem informacija s različitih slojeva dolazi se do rješenja.


Analize podataka, kod toga posebno prostorne analize, od

najvećeg su značaja u GIS-u. Analize predviñaju sljedeće

postupke:

• utvrñivanje objekata i kriterija,

• priprema i izvršenje prostornih operacija,

• priprema i izvršenje opisnih (tabličnih) analiza,

• interpretacija prije finalne vizualizacije

Prostorne operacije


U prostornim analizama se koriste prostorni operatori , prostorni

podaci i njihove topološke veze . U prostorne analize/operacije

ubrajamo: projekcije, generalizacije tematskog sloja, spajanja,

zoniranja, selekcije, unije, presjeke, razlike, ograničavanja itd.

“Buffer” analiza ili analiza susjedstva predstavlja kreiranje zona

oko točkastih, linijskih i poligonalnih objekata.

Prostorne operacije


BUFFER ANALIZA

Koje parcele se nalaze u pojasu od 60m od rijeke?


Vizualizacija

Kao odgovor na većinu upita izvještaj se dobiva u obliku tematske karte. Vizualizacija informacija u obliku karte ima niz značajnih prednosti u odnosu na numeričke izvještaje. Raspored, pravila kretanja i promjene nekih vrijednosti puno je lakše uočiti na tematskoj karti, nego što se može naći u tablicama sa slovnobrojčanim podacima. GIS omogućava kreiranje različitih oblika izveštaja - tematskih 2D karata, 3D modela terena, simulacija leta i klasičnih tabličnih izvještaja.



GIS KOMPONENTE


GIS komponente


Računalno podržana kartografija i sustavi za računalno podržano

oblikovanje (CAD) su dali snažan doprinos razvoju GIS-a kojega

danas poznajemo. Razvojem informacijskih tehnologija u svim

područjima obrade koja su vezana na prostor došlo je do pojave

GIS-a kakav danas poznajemo.

GIS komponente


GIS čine sljedeće komponente (segmenti):

� organizirani i obučeni kadrovi (korisnici , ljudstvo – engl. lifeware)

� tehnička (računalna) oprema (hardver , računalna podrška –engl. hardware)

� programska podrška (softver , programski paketi, aplikacije –engl. software)

� podaci (engl. data)� metode (engl. methods, IT izraz - engines)

GIS komponente


Korisnici

Ni najbolja računala i najsavršeniji softver ne vrijede puno bez

kvalificiranih korisnika koji će upravljati sustavom. Raspon GIS

korisnika kreće se od GIS specijalista koji razvijaju i održavaju

sustav, korisnika koji samo pregledavaju podatke, korisnika koji

samo unose podatke, naprednijih korisnika koji rabe sve

mogućnosti GIS softvera itd..

GIS komponente


Softver

GIS softver osigurava funkcije i alate neophodne za prikupljanje,

analizu i prikazivanje podataka o prostoru. Ključne komponente

su:

• alati za unos i obradu prostornih informacija,

• sustavi za upravljanje bazama podataka (DBMS),

• alati za podršku prostornim upitima, analizama i

vizualizaciji

• grafički korisničko sučelje za jednostavno korištenje alata

GIS komponente


Hardver

Hardver je fizičko računalno okruženje na kome GIS radi. GIS

softveri se izvršavaju na velikom broju računalnih platformi, od

servera, do stolnih (desktop) i prijenosnih (laptop) računala.

Podaci

Najvažniji dio GIS-a su podaci. Podaci o prostoru (kartografski i

tablični) mogu se dobiti konverzijom klasične papirnate

dokumentacije u odgovarajuće GIS kompatibilne formate ili

kupnjom već postojećih GIS podataka koji postoje na tržištu.

GIS komponente


Metode

GIS kao sustav i tehnologija funkcionira kroz 6 osnovnih

ugrañenih mogućnosti/metoda:

� prikupljanje podataka,

� pohranjivanje podataka,

� upravljanje podacima,

� dohvat podataka,

� analiza podataka i

� prikaz podataka.

GIS komponente


• računalo starije generacije - za vektorski GIS i unos atributnih podataka

• računalo novije generacije - za rasterski i vektorski GIS, ispis karata, rotacija rastera i izrada mozaik prikaza

• monitor (minimalno 17”), poželjna dva monitora• LAN (lokalna mreža) ako je GIS u višekorisničkom ili klijent-server

okruženju• Internet veza (zbog podrške s WWW-a u obliku programskih rješenja i

korisničkih foruma)• skener (rotacijski ili A3 stolni)• ploter (24”, 36”, 42”,...) za ispis duljih, višemetarskih karata• printer (A4/A3/A2) za ispis manjih karata

GIS komponente - hardver


• ESRI ArcView GIS (verzije 3.1, 3.2a, 3.3) – nema posebne hardverske zahtjeve i radi na svim Windows platformama počevši od Win95

• ESRI ArcGIS (verzije 8.x, 9.x, 10) - nova generacija GIS softvera, poboljšana razmjena sadržaja s drugim aplikacijama

• BlueMarble Geographic Transformer – aplikacija za georeferenciranje skeniranih podloga ali i za geotransformacije rastera

• MSP Geotrans – aplikacija za konverzije koordinata• Access – aplikacija (sustav) za upravljanje strukturiranom

negrafičkom bazom podataka • Photoshop/Paintshop Pro – aplikacija za obradu skeniranih podloga

GIS komponente - softver


• AutoCAD/Microstation – aplikacija za prihvat digitaliziranog sadržaja sa klasičnih (papirnatih) karata

• Excel – aplikacija za obradu veće količine dinamičkih slovnobrojčanih podataka i njihovu interpretaciju u obliku dijagrama

• Surfer - aplikacija za interpolaciju i prikaz XYZ podataka (2D, 3D)• RockWorks - aplikacija za geološku namjenu s mnoštvom ugrañenih

podmodula• LogPlot - aplikacija za izradu profila bušotine (litologija, hidrogeologija,

tehnički podaci o ugradnji)• itd.

GIS komponente-softver


PRIMJENA


• Izrada znanstvenih i stručnih radova (članci, završni i diplomski

radovi, disertacije, studije i elaborati)

• Izrada tkz. “brzih” podloga za definirano područje istraživanja

(rasterski podaci + vektorski podaci + objekti iz baze podataka)

• Izrada geološke, hidrogeološke ili bilo koje druge geo-karte

• Izrada karata sa zonama sanitarne zaštite

• Rezultati hidrogeološkog modeliranja sa vektoriziranom

podlogom

• Izrada studija utjecaja na okoliš

Svakodnevno u upotrebi u “RGN” struci


Hidrogeološka baza podataka (Access)

* brojevi u zagradama predstavljaju broj slogova u pojedinoj tablici

• bušeni objekti (6500): litologija (36000)hidrogeološki parametri (4000)tehnički podaci o ugradnji (14000)pokusno crpljenje (200)motrenje razina podzemne vode (2000)

• izvori (2800) podaci o vodi (1300)mjerenja kapaciteta (1700)podaci o kaptaži (1000)

• morfopojave: spilje, ponori, jame (330)• trase (180) s podtrasama (730)• meteorološki objekti: totalizatori, glavne met. postaje, kišomjeri, klim.

postaje (500)

A) NEGRAFIČKI PODACI

Ogromna količina dostupnih podataka


• 2000 objekata u Hrvatskoj s podacima o kvaliteti vode

• mjerenja kvalitete vode (19000) za 180 svojstava (komponenti)

Baza kvalitete podzemne i površinske vode (Access)

Podaci o mjerenju razina podzemne i površinske vode (Excel)

• 918 pijezometara u Gradu Zagrebu s mjerenjima od 1950.-

2003. godine

• vodostaji na rijekama od 1920.-2008. godine

• razine u zdencima




Ostali klimatski, hidrološki i tehnički podaci (Excel)

• protoci na vodotocima

• temperature vode na hidroloških postajama

• temperature zraka na meteorološkim postajama

• količine oborina na meteorološkim postajama

• crpljenje u crpilištima i zdencima




• skenirane i georeferencirane topografske karte 1:25000 i

1:100000 (Hrvatska)

• skenirane i georeferencirane topografske karte 1:5000

(neka područja)

• skenirane i georeferencirane geološke karte 1:100000

(Hrvatska)

• ortofoto karte (Zagreb)

• satelitski snimci (Zagreb)

Skenirane podloge (rasteri)

B) GRAFIČKI PODACI



B) GRAFIČKI PODACI

• karta sustava podzemne vode (EGPV) za područje države

• vektorizirane topografske podloge 1:300.000 (Hrvatska)

• vektorizirane geološke karte OGK100 za pojedine županije

• hidrogeološka karta 1:300.000 s nedetaljnom geologijom i

tektonikom (Hrvatska) i karta značajnijih vodonosnika

• pedološka karta

• slojnice terena za 3D model reljefa ekvidistancije 5-10 m

Digitalizirane podloge (vektori)


Documents

06 Faze razvoja GIS-a 01092010 - rudar.rgn.hrdperko/nids_dperkovic/... · •AutoCAD/Microstation – aplikacija za prihvat digital iziranog sadržaja sa klasi čnih (papirnatih)