PROMETNI GEOINFORMACIJSKI SUSTAVI · Geodetska izmjera •Geodetska izmjera –mjerenje granica zemljišnih parcela –granica između dvije točke / mjerne postaje •pomodu kuta

Prometni geoinformacijski sustavi 15.09.2009.

Prikupljanje GIS podataka 1

PROMETNI GEOINFORMACIJSKI SUSTAVI

prof. dr. sc. Hrvoje Gold2009/2010

Sveučilište u ZagrebuFakultet prometnih znanosti

1

05. PRIKUPLJANJE GIS PODATAKA

PROMETNI GEOINFORMACIJSKI SUSTAVI

2



Prikupljanje GIS podataka

• Uvod

• Raspoloživi GIS podaci

• Metapodaci

• Pretvorba postojedih podataka

• Izrada novih podataka

3

Uvod ...

• Prikupljanje podataka i priprema baza podataka– najopsežniji dio GIS projekta

– prije• prijenos sa papirnatog u digitalni zapis

– danas• raspoloživost zemljovida u digitalnom obliku na Internet-u

– poslužitelj za preuzimanje podataka – clearinghouse / warehouse

• tržište GIS podataka– davatelji usluga – državne ustanove, privatne tvrtke

» proizvodnja novih podataka

» dodavanje nove vrijednosti na javne podatke

4



Uvod ...

• Raspoloživost vektorskih i rasterskih podataka

– olakšana izrada GIS projekata

• Značaj prikupljanja podataka

– javno dostupni podaci su namijenjeni svim korisnicima nezavisno o korištenom GIS programu

• potreba poznavanja metapodataka i pretvorbe podataka između formata zapisa

– stalno stvaranje novih podataka

• vlastito prikupljanje podataka ako nisu dostupni

5

Uvod ...

• Podaci se prikupljaju iz različitih izvora

– satelitske snimke, terenski podaci, adrese, tekst datoteke, GPS podaci, papirnati zemljovidi

• Podaci se pretvaraju u digitalni zapis

– ručnom digitalizacijom, skeniranjem sa papirnatog medija, programskom digitalizacijom na zaslonu računala

6




• Uvod


• Metapodaci



7

Raspoloživi GIS podaci ...

• U RH osnovni izvor podataka

– Državna geodetska uprava – www.dgu.hr

• obavlja upravne i stručne poslove iz područja geodezije, kartografije, katastra i fotogrametrije, te vodi brigu o informatizaciji katastra i geodetsko-prostornog sustava, državnoj službenoj kartografiji (1:5 000, 1:25 000, 1:100 000, 1:200 000), geodetskoj dokumentaciji, statističkim podacima o katastru nekretnina, prostornim jedinicama i vodovima, geodetsko-katastarskim poslovima za državnu granicu

8




• Hrvatska osnovna karta (HOK) – mjerilo 1:5000

9


• Digitalni ortofoto karta (DOF5) – mjerilo 1:5000

10




• Digitalni model reljefa (DMR25) – mjerilo 1:25000

11


• Topografska karta (TK25) – mjerilo 1:25000

12





13



14




• Euro Global Map (EGM) – mjerilo 1:1000000– digitalni vektorski podaci u ArcInfo export datoteci (.E00)

– geografske koordinate u decimalnim stupnjevima

– referentni sustav odnosno elipsoid je WGS84 (GRS80)

– izrađeno za cijelo područje RH

– sadržaj podijeljen na 6 tema i 13 slojeva:1. Administrativne granice

2. Hidrografija

3. Transport (promet)

4. Izgrađena područja

5. Visine

6. Nazivi

15


• Uvod


• Metapodaci



16



Metapodaci ...

• Metapodaci

– podaci o geoprostornim podacima

• sastavni dio GIS podataka– područje obuhvata, kakvoda podataka, sadašnjost podataka

– prijenos, obrada i tumačenje podataka

– kontakt za dodatne infomacije

– međunarodni standardi

• ISO 19115 ‘Zemljopisne informacije – metapodaci’ (Geographic Information – Metadata)

17

Metapodaci ...

• ISO 19115 ‘Zemljopisne informacije – metapodaci’– 7 obveznih metapodataka

• naziv skupine podataka, referentni datum, jezik podataka, kategorija podatka, sažetak, kontakt adresa za metapodatke, datum izrade metapodataka

– 14 preporučenih metapodataka• odgovorna strana za podatke, zemljopisne lokacije u

koordinatama, kôd podataka, prostorna razlučivost podataka, format podataka, vrsta prostornog prikaza, referentni sustav, porijeklo podataka, mrežni izvori, oznaka datoteke metapodataka, standardni naziv metapodataka, standardna verzija metapodataka, jezik metapodataka, kôd metapodataka

18



Metapodaci

• Za pripremu i unos metapodataka

– razvijeni programski alati za različite operacijske sustave i GIS pakete

• npr. ArcGIS programski alat za pripremu i obnavljanje metapodataka u ISO i CSDGM (Content Standards for Digital Geospatial Metadata – Standardi sadržaj digitalnih geoprostornih metapodataka) standardu

19


• Uvod


• Metapodaci



20



Pretvorba postojedih podataka ...

• Javno dostupni podaci

– isporuka u različitim formatima

– u slučaju neusklađenosti formata i korištenog GIS paketa

• potrebna pretvorba formata podataka– zaštideni formati – posebni programi za pretvorbu

– javni / neutralni formati – GIS paket raspolaže programom za pretvorbu

21


• Izravna pretvorba podataka

– koristi se program za pretvorbu GIS paketa

– jedina metoda prije razvoja standarda zapisa i otvorenih GIS sustava

• npr. ArcGIS ArcToolbox pretvara AutoCAD DXF i DWG, Microstation DGN, MapInfo MIF formate u shapefile ili geodatabase format

Datoteka u MIF

formatu

Datoteka u

shapefile formatu

Naredba za pretvorbu MIF u

shapefile

Pretvorba MapInfo MIF formata u ArcGIS shapefile format

22




• Neutralni format je javni format za razmjenu podataka u– SAD – Standard za prijenos

prostornih podataka (Spatial Data Transfer Standard – SDTS) –mcmcweb.er.usgs.gov/sdts

• profili za prijenos podataka– topološki vektorski profil– rasterski profil– profil transportne mreže– profil točke– profil računalom podržanog

crtanja i konstruiranja

– industrijski standardi, npr. DXF, (x, y) koordinate u ASCII formatu

SDTS format

ArcGISkorisnici

Intergraphkorisnici

Ostalikorisnici

GISpodaci

Pretvorba

Pretvorba

23


• Uvod


• Metapodaci



24



Izrada novih podataka

• Izrada novih geoprostornih podataka

– podaci dobiveni iz različitih izvora

• daljinsko pronicanje

• terenski podaci

• tekst datoteka (x, y) koordinata

• ručna digitalizacija

• skeniranje

25

Daljinsko pronicanje

• Daljinsko pronicanje / daljinska istraživanja– digitalna obrada satelitskih snimaka za tematske podatke GIS

projekata• npr. podaci o uporabi zemljišta, zemljišnom pokrovu, vrsti vegetacije,

zdravlju usjeva, geološkim značajkama• visoka razlučivost

– npr. izvlačenje podataka o cestama, putovima, signalizaciji

– otkrivanje i pradenje promjena • snimke dobivene u stalnim vremenskim intervalima

– digitalna ortofotografija (ortofoto)• dobivanje digitalizacijom i obradom satelitskih snimaka

– rektifikacija – ispravljanje izobličenja na snimci uzrokovanih nagibom kamere i reljefa terena

• ortogonalna fotografija uz geometrijske kakvodu i točnost karte• uporaba, npr. podloga za digitalizaciju ili obnavljanje podataka na karti

26



Terenski podaci ...

• Terenski podaci

– geodetska izmjera

– GPS sustav

27

Geodetska izmjera ...

• Podaci geodetske izmjere– linearna mjerenja – udaljenost – metri

• mjernom vrpcom ili uređajem za elektroničko mjerenje udaljenosti

– kutna mjerenja – smjer pravca – stupnjevi • teodolit, totalna stanica (mjerenje kutova i duljina)

– azimut – kut od sjevernog kraja meridijana do pravca promatranja mjeren u smjeru kazaljke na satu (od 0° do 360°)

– kut položaja (bearing) – šiljasti kut između pravca i meridijana –pridružena je oznaka kvadranta kojem pravac pripada, npr. NE, SE, SW, NW i sl.

– određivanje visine – mjerenje visinskih razlika – metri• nivelman

28



Geodetska izmjera

• Geodetska izmjera – mjerenje granica zemljišnih parcela– granica između dvije točke / mjerne postaje

• pomodu kuta i udaljenosti• npr. opis N45°30’W 500 m – kurs (pravac) koji povezuje dvije mjerne

postaje ima kut položaja 45° i 30 ‘ u NW kvadrantu i duljinu od 500 m

– parcela • zatvoreni put uspostavljenih mjernih točaka povezanih kutom i

udaljenošdu • početna i završna točka su jednake

– koordinatna geometrija (COordinate GeOmetry- COGO)• metoda izrade geoprostornih podataka (točaka, pravaca i poligona) iz

geodetskih izmjera korištenjem geometrije i algebre

500 m

Geodetska izmjera parcele

29

GPS sustav ...

• GPS sustav / GNSS (Global Navigation Satellite System) – GPS sateliti

• referentne točke u svemiru

– GPS prijemnik • određuje svoju točnu poziciju na Zemlji

– GPS podaci• horizontalna pozicija točke

– prema zemljopisnom ili projiciranom koordinatnom sustavu

• visina pozicije• skup GPS točaka duž pravca određuje segment, a niz pravaca

izmjerenih GPS-om određuje površinu– prikupljanje geoprostornih podataka– provjera geoprostornih podataka, npr. transportna mreža– pradenje točkastih objekata, npr. vozila ili ljudi

30



GPS sustav ...

• GPS prijemnik– mjeri svoju udaljenost / domet od

satelita • iz vremena putovanja i brzine

prijemnog signala od satelita

– uz tri raspoloživa satelita • prijemnik izračunava svoju poziciju

u prostoru (x, y, z) u odnosu na središte mase Zemlje

• za ispravak pogrešaka kod mjerenja vremena za izračunavanje točne pozicije potreban je četvrti satelit

– pozicija GPS prijemnika u prostoru• se iz WGS84 koordinatnog sustava

prevodi u zemljopisne koordinate duljine, širine i visine

Satelit 1(x1, y1, z1)




GPS prijemnik(xr, yr, zr)

Određivanje pozicije GPS prijemnika- R = udaljenost prijemnika od satelita- (xr, yr, zr) = koordinate prijemnika u

odnosu na središte mase ZEmlje

31

GPS sustav ...

• GPS sustav – Sjedinjene Američke Države – gps.losangeles.af.mil/jpo– 24 NAVSTAR satelita slijede točno zadanu putanju– sa bilo koje točke na Zemlji vidljivo od pet do osam satelita– podaci sa satelita moduliraju dva vala nositelja L1 i L2 – dva pseudoslučajna binarna koda moduliraju valove nositelje

• C/A (Coarse Acquisition) kôd – javno dostupan – niža točnost• P (Precise) kôd – zaštideni prijem – dostupan uz dekodiranje – viša točnost

• GLONASS sustav – Ruska Federacija – www.glonass.center.ru

• GALILEO sustav – Europska zajednica– europa.eu.int/comm/dgs/energy_transport/galileo

• COMPASS sustav – NR Kina

32



GPS sustav ...

• Pogreške mjerenja GPS-om

– namjerno unesene pogreške

• selektivna raspoloživost (Selective Availability – SA)

– smanjenje točnosti namjernim unošenjem smetnji u podatke o satu i putanji satelita, npr. smanjenje točnosti na 100 m

– nenamjerno unesene pogreške / pogreške smetnji

• pozicijske (efemeride)

• sata (promjena putanja kod uzastopnih mjerenja vremena)

• kašnjenja prolaska signala kroz atmosferu

• višestrukog odbijanja signala (odbijanje signala od prepreke prije prijema – multipath)

33

GPS sustav ...

• Smanjenje pogrešaka smetnji

– diferencijsko ispravljanje (differential correction)

• geodetski točno izmjerene pozicije referentne / bazne stanice

• uz točno poznatu poziciju

– referentni prijemnik izračunava vrijeme putovanja GPS signala do referentne stanice za sve satelite

» faktor ispravka pogreške = vrijeme predviđenog i stvarno pristiglog signala od satelita

– GPS prijemnici u radio dosegu referentne stanice primaju ispravak i ispravljaju svoju poziciju

– mogudnost ispravka u stvarnom vremenu ili naknadnom obradom uz zabilježene izmjerene pozicije i vrijeme mjerenja

34



GPS sustav ...

• Točnost pozicije se povedava i vrstom korištenog GPS prijemnika

– široka upotreba

• kôdno (C/A) zasnovani prijemnici

– vodoravna točnost 10 metara

– uz diferencijsko ispravljanje postizanje točnosti od 3 do 5 metara

– prijemnici vede osjetljivosti – ispod metarska točnost

– geodetska mjerenja i posebna namjena

• na fazi prijenosnog signala zasnovani prijemnici ili prijemnici dvostruke frekvencije

– uz diferencijsko ispravljanje – ispod centimetarska točnost

35

GPS sustav

• Mjerenje visine GPS sustavom– visina je izmjerena u odnosu na

WGS84 koordinatni sustav• referentni elipsoid / sferoid

– izmjerena visina iznad elipsoida se pretvara u izračunatu visinu iznad geoida / srednje razine mora –ortometrijska visina

• površina geoida se uzima za površinu srednje razine mora

– valovitost geoida • razdvajanje između površine geoida i

površine elipsoida

– ortometrijska visina se izračunava • iz izmjerene visine nad elipsoidom i• valovitosti geoida u mjerenoj točki

Teren

Model geoida

Pravi geoid

Elipsoid

hA, B = izračunata visina nad geoidomHA, B = izmjerena visina nad elipsoidomNA, B = valovitost geoida hA = HA - NA

hB = HB – NB

36

Documents

PROMETNI GEOINFORMACIJSKI SUSTAVI · Geodetska izmjera •Geodetska izmjera –mjerenje granica zemljišnih parcela –granica između dvije točke / mjerne postaje •pomodu kuta