Tehnička školaKnjaževac

SEMINARSKI RAD

GEOGRAFSKI INFORMACIONI SISTEM (GIS)

Apstrakt

Zamislite samo koliko je nauka napredovala kada nam je omogućeno da svet imamo na dlanu. Mogućnost da sve što nas okružuje prenesemo i pretvorimo u podatak. U ovom kratkom ali vrlo precizno napisanom radu biće reči o Geografskom informacionom sistemu (GIS) koji nam omogućava da analiziramo,upravljamo i uređujemo geografske podatke. Saznaćete kako je zapravo GIS nastao gde ima svoju primenu,o njegovim komponentama kao i o osnovnim pojmovima, GIS programima i još mnogo toga. Da biste se detaljnije upoznali sa ovim sistemom potrebno je da pročitate ovaj rad.

Profesor: Zlatica Gerov Ljubica Ilić IV/ 2

Knjaževac, 2013.

Sadržaj

1. Šta je GIS?......................................................................................................................3

1.1. Primena GIS-a............................................................................................................3

2. Istorija razvoja...............................................................................................................3

3. Komponente GIS-a i osnovni pojmovi.........................................................................4

3.1. Unos podataka.............................................................................................................4

3.2 Skladišćenje i pretraživanje podataka......................................................................5

3.3. Obrada i analiza podataka.........................................................................................5

3.4 Izlaz podataka.............................................................................................................5

4. Rad u GIS-u...................................................................................................................5

4.1. Podaci...........................................................................................................................5

4.2. Povezivanje informacija iz više izvora .....................................................................6

4.3. Prikaz informacija......................................................................................................6

5. Elementi geografskog informacionog sitema..............................................................7

6. Standardni zapisi geografskih informacija.................................................................9

6.1. Prostorne informacije ( tačke, linije, poligoni)........................................................9

7. Zaključak........................................................................................................................10

8. Literatura.......................................................................................................................10

2

1. 1Šta je GIS?

Geografski informacioni sistem ili skraćeno nazvan GIS je sistem za upravljanje prostornim informacijama i njima pridruženim osobinama. GIS nam omogućava da realan svet odnosno ono što vidimo pretvorimo u podatak i da ga kompijuterski prikažemo. Zemlja i njeni elementi su osnovne komponente koje služe za prikazivanje. GIS ostavlja mogućnost svojim korisnicima da oni samostalno uz pomoć postavljanja upita analiziraju prostorne informacije i uređuju podatke.

1.1. Primena GIS-a

Geografski informacioni sistem se može koristiti u naučnim istraživanjima,upravljanje resursima , imovinsko upravljanje, planiranje razvoja, prostorno planiranje, kartografiju i planiranje infrastrukture. GIS se često koristi i za potrebe marketinškog istraživanja, geologiji, građevinarstvu, ali i u svim oblastima koje koriste podatke vezane za karte.

2. Istorija razvoja

Pre 35.000 godina na zidovima u pećinama Laska u Francuskoj kromanjonski lovci su naslikali slike životinja koje su ulovili. Pridružene životinjskim crtežima su i staze za koje se predpostavlja da prikazuju puteve migracije. Ti rani zapisi posluzili su kao osnov za stvaranje danas veoma korišćenog računarskog sitema GIS.

1 http://sr.wikipedia.org/sr-

3

je bio prvi svetski „sistem“ kao i poboljšanje nad primenama „kartiranja“ pošto je dozvoljavao mogućnosti preklapanja, merenja,

digitalizovanja/skeniranja, a podržavao je nacionalni koordinatni sistem koji se proširio kontinentom, kodirane linije poput „lukova“ imale su pravu ugrađenu topologiju, te je pamtio osobine i lokacijske informacije u odvojenim datotekama. Njegov osnivač, geograf Rodžer Tomlinson, postao je poznat kao „otac GIS-a“.CGIS, koji je trajao do 1990-ih, izgradio je najveću digitalnu bazu podataka o zemljišnim resursima u Kanadi. CGIS nikad nije bio dostupan u komercijalnom obliku.

U 18. veku primenile su se savremene geodetske tehnike za topografsko kartiranje uz ranije verzije tematskog kartiranja, npr. za naučne podatke ili podatke popisa stanovništva.

Rani 20. vek doživeo je razvoj „fotografske litografije“ u kojoj su karte bile odvojene u slojeve. Razvoj računarskog hardvera podstaknutog istraživanjem nuklearnog oružja vodio je primenama računarskog „kartiranja“ opšte namene u ranim 1960-im.

Godine 1967. razvoj prvog pravog svetskog operacionog GIS-a u Otavi, Ontario podstaknulo je federalno Ministarstvo energije, rudarstva i resursa. Razvio ga je Rodžer Tomlinson, a nazvan je „Kanadskim GIS-om“ (Canadian GIS; CGIS) i koristio se za skladištenje, analiziranje i rukovanje podacima prikupljenim za Kanadski zemljišni inventar (Canadian Land Inventory; CLI)–gde su kartirane informacije o tlu, poljoprivredi, rekreaciji, divljini, vodenim pticama, šumarstvu i upotrebi zemljišta u razmeri 1:250,000.

3. Komponente GIS-a i osnovni pojmovi

GIS se sastoji od četiri interaktivne komponente:

podsistem za unos koji vrši konverziju karata (mapa) i drugih prostornih podataka u digitalni oblik (vrši se tzv. digitalizacija podataka);

podsistem za skladištenje i pretraživanje podataka; podsistem za analizu; izlazni podsistem za izradu karata, tabela i za pružanje odgovora na postavljene

upite.

3.1. Unos podataka

Ovaj podsistem omogućava unošenje, prihvatanje i transformaciju prostornih i tematskih podataka u digitalnu (računarsku) formu. Ulazni podaci imaju poreklo uglavnom iz kartografskih dokumenata, visinskih terenskih snimaka, fotografija dobijenih daljinskim snimanjem, raznih izveštaja.

4

3.2. Skladišćenje i pretraživanje podataka

Ovaj podsistem omogućava organizovanje podataka, prostornih i njihovih atributa, u formi koja omogućava brz pristup ovim podacima kada se koriste za analizu, kao i brzo i precizno ažuriranje ovih podataka u bazi podataka. Iz tog razloga, u ovom podsistemu je neophodno korišćenje sistema za upravljanje bazama podataka (SUBP) za obradu atributa prostornih podataka, dok se sami prostorni podaci koriste u posebnom formatu podataka.

3.3. Obrada i analiza podataka

Ovaj podsistem omogućava definisanje i izvršavanje procedura za obradu prostornih podataka i njihovih atributa u cilju dobijanja izvedenih informacija. Ovaj podsistem se smatra ključnim delom GIS i jasno ga odvaja od ostalih informacionih sistema sa bazama podataka i sistema za računarsko projektovanje (CAD).

3.4. Izlaz podataka

Podsistem za prikazivanje i izlaz podataka omogućava generisanje grafičkih video prikaza, kartografskih dokumenata i tabelarnih izveštaja koji prikazuju informacije dobijene obradom i analizom prostornim podataka.

4. 2Rad u GIS-u

4.1.Podaci

Savremene GIS tehnologije koriste informacije u digitalnom obliku, za čije pravljenje se koriste različite metode. U najširoj upotrebi je digitalizacija, kojom se štampana karta ili plan prevode u digitalni oblik upotrebom CAD (computer-aided design) programa, i mogućnosti georeferenciranja. Satelitski snimci u mnogome su olakšali digitalno precrtavanje. Digitalno precrtavanje podrazumeva crtanje geografskih podataka direktno preko aerosnimaka umesto korišćenja, sada već, zastarelog metoda trasiranja geografskih podataka pomoću digitajzera.

2 http://sr.wikipedia.org/sr

5

4.2. Povezivanje informacija iz više izvora

Kada bi mogli da povežete informacije o padavinama vaše države sa aerosnimcima vaše države, tada biste bili u mogućnosti da znate koji krajevi presušuju u koje doba godine. GIS, vam može pomoći u tome ,analizom. Svaki podatak je vezan za tačno određenu lokaciju. Lokacija može biti definisana pomoću x, y i z koordinate geografske širine, geografske dužine, i nadmorske visine, ili pomoću nekog drugog sistema za geokodiranje (koordinatnog sistema). Svaka promenljiva koja se može locirati prostorno može biti uneta u GIS. Različite vrste podataka u obliku karte mogu se unositi u GIS.

4.3. Prikaz informacija

Informacije predstavljaju podatke o veštačkim i prirodnim objektima na nekom prostoru. To su, na primer, infrastrukturni objekti, stambeni, sportski i drugi građevinski objekti, hidroakumulacije, reke, namena zemljišta, elevacioni podaci o terenu, geologija terena i dr.

Informacije o geometriji objekata mogu biti u obliku rastera i vektora.

Raster se sastoji od redova i kolona ćelija, koje se nazivaju pikseli, pri čemu svaka od tih ćelija ima jednu, određenu, brojnu vrednost. U slučaju slike, ta brojna vrednost, predstavlja broj boje (boje su kodirane brojevima). U slučaju prikaza neke druge informacije vrednost piksela ne predstavlja samo boju već predstavlja prostorni podatak. Primer: na nekom prostoru došlo je do ekscesa u vidu emisije otrovnih gasova. Raster koji prikazuje količinu zagađenja, sastoji se od piksela čije brojne vrednosti nose prostornu informaciju o koncentraciji otrovnih materija u vazduhu u svakom deliću tog prostora.

Pošto jedan piksel ima jednu brojnu vrednost, grubo rečeno, raster ima onoliko informacija koliko ima piksela. Rasteri se mogu prikazivati po kanalima, RGB kanali, odnosno, u crvenom, zelenom i plavom delu spektra vidljive svetlosti. Preklapanjem tako pripremljenih rastera, njihovim različitim kombinovanjem, može se dobiti znatno veći broj informacija o nekom području.

Prikaz informacija u vektorskom obliku odnosi se na geometriju oblika (dužina, visina, oblik), bilo da su u pitanju linijski ili poligoni entiteti kao i na njihov prostorni položaj (položaj u koordinatnom sistemu).

Pored ovih informacija u GIS-u postoje dodatne informacije, tzv. neprostorni podaci, koje se mogu vezati za pojedine rasterske ili vektorske podatke. Na primer, šuma može biti prostorno prikazana u obliku nekog nepravilnog poligona (poligoni entitet), a neprostorni podatak mogu biti podaci o vrstama stabala, njihov broj, procentualna zastupljenost različitih vrsta, itd.

6

5. Elementi geografskog informacionog sistema

Hardver

GIS može biti postavljen na bilo kom tipu kompjuterske platforme gde spadaju i relativno skromne konfiguracije personalnih računara ali i na radnim stanicama visokih performansi. GIS hardver, kao i svaki drugi kompjuterski hardver čine: monitor, tastatura, kablovi, veza sa internetom i druga osnovna kompjuterska oprema. Ipak, u sastavni deo GIS kompjuterske opreme spadaju i pojedine nestandardne komponente. To su: digitajzer koji se koristi za konverziju analognih podataka sa papirnih mapa u digitalne forme koje se mogu uneti u računar odnosno GIS. Digitajzer nam daje vektorske podatke. Zatim, skener uz pomoć koga možemo na brz i jednostavan način dobiti digitalne podatke koje unosimo u GIS. Podaci dobijeni na ovaj način su rasterski podaci. Za štampanje karata u GIS-u potrebni su veliki printeri i ploteri.

GIS hardver možemo podeliti na tri osnovne grupe: hardver za prikupljanje podataka, hardver za rukovanje i obradu podataka, hardver za prezentaciju podataka.

Softver

 Osnovni tip softvera podrazumeva da su svi skupovi podataka smešteni u odvojenim datotekama. Podaci iz ovih datoteka se povezuju samo u toku analize podataka. Ovaj koncept je prilagođen sistemima koji kao krajnji cilj imaju izradu karata. Predstavnik ovog tipa softvera je IDRISI.

Hibridni tip softvera karakteriše to da se atributski podaci (podaci o prostornim entitetima) nalaze u jednoj konvencionalnoj bazi podataka a posebno predvidjeni softver se koristi za geografske podatke. Predstavnik ovog tipa softvera je ARC/GIS.

Treći tip softvera se naziva prošireni iz razloga što se u bazi podataka osim atributskih podataka nalaze i geografski podaci. Predstavnik ovog tipa softvera je TIGRIS koji koristi posebno oblikovanu objektno-orjentisanu bazu podataka.

 Baze podataka (baze prostornih podataka; baze neprostornih podataka)

    Baze podataka predstavljaju strukturiranu kolekciju podataka koji su u odredjenoj relaciji. Jedna od najznačajnih karakteristika baza podataka je da su dostupni širem broju korisnika. Podaci u okviru baze podataka su sortirani kako bi se onemogućilo dupliranje podataka.

Ažuriranje podataka predstavlja važan proces koji podrazumeva unošenje novih ili izmenu postojećih podataka. Korišćenjem kompjutera ovi problemi su pojednostavljeni.

7

Obrazovani stručnjaci

 Neophodan element za rad u GIS okruženju su obrazovani stručnjaci. Njihovo mesto je u procesu postavke, odnosno dizajniranja geografskog informacionog sistema i korišćenja rezultata GIS analiza i modelovanja.  Ni  najjednostavnije GIS funkcije se ne mogu realizovati bez odgovarajućeg stručnog kadra. Razvoj hardvera i softvera olakšava pojedine operacije ali i najsavršeniji hardver i softver ne mogu da zamene ulogu čoveka u svim fazama izgradnje GIS aplikacija.

Standardi

 Međunarodna asocijacija za standarde (ISO), tokom 1995. godine, je započela rad na GIS standardima osnivanjem komiteta TC 211- Geomatika.

GIS standardi obuhvataju sledeće odrednice:

- pronalaženje podataka: identifikacija vrste i izvora podataka prema korisničkim zahtevima

- pristup podacima: pristup u aplikacijama koje zahtevaju posebnu dozvolu.

- integracija: sjedinjavanje grupe podataka

- skladištenje podataka: čuvanje za upotrebu

- stvaranje baza podataka: formiranje novih identifikacionih elemenata

- održavanje baze: osiguranje protoka, tačnosti i iskoristivosti podataka

8

6. Standardni zapisi geografskih informacija

6.1 Prostorne informacije (tačke, linije, poligoni)

Tačke su najjednostavniji prostorni entiteti koji služe za prikaz objekata. Tačkama se mogu označavati stabla drveća, lokacija hotela, prodavnica, škola, obeležavati odredjena mesta ma mreži… Niz povezanih tačaka sačinjavaju linije, odnosno niz povezanih (x, y) koordinata stvara liniju.

Linije se koriste za predstavljanje linijskih elementa iz prirode, na primer puteva i reka. Njima se takodje mogu predstaviti elementi kao što su administrativne ili medjunarodne granice.

Površine (poligoni) su niz zatvorernih linija i koriste se da bi opisale razmatrane  površine kao što su polja, zgrade, administrativne oblasti. Površine kao entiteti se u GIS terminologiji označavaju kao poligoni.

9

7. Zaključak

Nakon završetka istraživanja i upoznavanja sa Geografskim informacionim sistemom sa kojim se do sada nisam susretala , uvidela sam koliko je on zapravo koristan za današnjicu. Jedan klik je dovoljan kako bi se željena lokacija pronašla. Mape i karte zamenjene su sada digitalnim mapama i kartama koje olakšavaju snalaženje. Otac GIS-a od koga je sve i počelo izgradio najveću digitalnu bazu zemljišnih resursa u Kanadi i njegovo ime je Rodžer Tomlinson. Već poznati pojmovi su nam tačke, linije, poligoni tako da sam njih samo ukratko pomenula, jer nam je njihova primena poznata. Rad takođe pokazuje način na koji se koristi GIS , upoznaje nas detaljnije sa ovim sistemom, govoreći o njegovim komponentama, elementima…Saznajemo i koliki uticaj ima i ljudski faktor . Za rad na sistemu neophodni su obrazovani stručnjaci bez kojih ovaj sistem ne bi ni postojao u obliku u kojem ga imamo danas .

Jednostavan način korišćenja i dolaženja do podataka samo su dva razloga pored mnogih zasto bi trebalo koristiti GIS sistem. Kako tehnologija brzo napreduje , tako i nama jedino ostaje da idemo u korak sa vremenom i da možda jednoga dana imamo i bolju verziju GIS-a i da njegova upotreba bude proširena na veći broj korisnika.

8. Literatura

1. http://enisajusufovic.blogspot.com/

2. http://sr.wikipedia.org/sr

10