I CZĘŚĆ

SIP

Czym zajmuje się SIP?

Dane przestrzenne dominują wśród ogółu danych utworzonych i wykorzystywanych przez geodezję. Stojąc na gruncie geo. możemy stwierdzić,że nauka ta zajmuje się głównie danymi i relacjami przestrzennymi zachodzącymi w otaczającym świecie.

Informacja przestrzenna: inf. o położeniu,geometrycznych właściwościach i przest.relacjach obiektów,które mogą być identyfikowane w odniesieniu do Ziemi.

SIP:

1.to skoordynowany układ uzyskiwania i udostępniania danych o położeniu,właściwościach i relacjach obiektów,które mogą być identyfikowane w odniesieniu do Ziemi

2.zbiór inf.o położeniu,relacjach geometrycznych,topologicznych i semantycznych obiektów przest.,naturalnych i sztucznych oraz zjawiskach społeczno-gosp. i ekonom

3.z punktu widzenia teorii baz danych:indor.syst.pozyskiwania,gromadzenia i przetwarzania inf.o otaczającej nas przestrzeni(możemy go zaklasyfikować jako specjalistyczny Bank Danych SBD)

4.jest narzędziem do podejmowania prostych,administracyjnych i gospodarczych decyzji ora pomocą w planowaniu i rozwoju.Składa się z bazy danych zawierającej dane przest.dotyczące określonego obszaru oraz procedur i technik dla systematycznego zbieraniamaktualizacji i udostępniania tych danych.

Jak definiuje się SIP w Polsce:

Syst.Inf o Terenie-jest formą organizacyjną kontrolowanego przepływu w państwie lokalizowaną przestrzennie,standaryzowanej inf.o właściwościach terenu,jego podziałach,sposobie wykorzystania i uprawnieniach osób władających składnikami jego zagospodarowania.

Źródła SIPu:

pierwsze plany i mapy(starożytność)

babiloński rejestr własnośći gruntów

chińskie mapy topologiczne

dokładne mapy

Czynniki przyspieszające rozwój SIP:

Lata 50:

1.zastosowanie komputerów

Lata 60:

1.nowe rozwiązania (technologiczne,techniczne,logistyczne):

a)pozyskiwanie inf.(technika digitalizacji->digitizer,CAD)

b)wizualizacja->ploter

c)grafika interaktywna(prezentacja danych)->interaktywny radar

2.badania nad technologiami geoinfor.

Lata 70:

1.analizy przestrzenne-model rastrowy

2.automatyzacja,tworzenie map->ARC/INFO,ESRI-Instrytut Badań Syst.Środowiska,M&S Computing->Intergraph

3.źródło nowych danych-zdjęcia satelitarne

Lata.80:

1.sprzęt:kolorowe wyświetlacze graficzne

2.techniki:łączenie baz danych z grafiką(Comarc Desing Syst.,ESRI Intergraph

3.metody:model wektorowy

4)rozwiązania:pierwszy krajowy SIP(Australien Spatial Data Infrastructere)

Lata.90:

Australia1986,Portugali90,Holandia92,Wlk.Brytania96

Kryteria klasyfikacji SIP:

1.przeznaczenie syst.

2.proporcje danych przest.i danych nieprzest.

3.stopień szczegółowości inf.przest.

Podział SIP na podgrupy systemowe:

1.Sys.Inf.Geograficznej (SIG,ang.GIS)

2.Sys.Inf.o terenie(SIT,ang.LIS)

3.Sys.Inf. o Budynkach(SIB,ang.BIS)

4.Sys.Inf.Specjalistycznych(SIS)

SIG,GIS(Geographie Information System)grupa systemów opartych na relacjach pomiędzy inf.tematycznymi związanymi z przyrodą i zachodzącymi w niej zjawiskami,gospodarką oraz wykorzystywaniem zasobów naturalnych.

SIT,LIS(Land Information System)grupa systemów opierająca się na inf.o lokalizacji przestrzennej,standaryzowanej inf.o właściwościach terenu,jego podziałach,sposobie wykorzystywania i uprawnieniach osób władających składnikami jego zagospodarowania

SIB,BIS(Building Information System)grupa systemów opierająca się na informacjach o kształcie i architekturze budynku, przest.rozmieszczeniu elementów konstrukcyjnych i ich rodzaju oraz danych o wyposażeniu budynku w elementy infrastruktury technicznej i jej przestrzennym usytuowaniu

SIS(Special Information System)to bliżej nieokreślona,ale odpowiadająca wielowymiarowemu,przestrzennie i tematycznie,zbiorowi inf.,grupa systemów tworzących dla specjalnych potrzeb.

Umiejscowienie SIP wśród syst.inf:

1.syst.informacyje

a)syst.inf.przestrz.

-syst.inf.geograficznej

-syst.inf.o terenie

b)inne syst.informacyjne

Każdy syst.inf.przest.składa się z różnych podsyst. i wielu częściowo niezależnych elementów połączonych wspólną siecią.

III CZĘŚĆ

Oprogramowanie aplikacyjne:funkcje i realizowane zadania:

wprowadzenie danych

wstępne przetwarzanie danych

przechowywanie d.

zarządzanieBD

analiza d.

wizualizacja d. przest.

interfejs użytkownika

Czynniki wpływające na:

1.czynniki funkcjonalno-użytkowe:

a)historia i identyfikowalność zmian

b)ochrona d.

c)archiwizacja d.

d)skuteczny transfer d.,

2.czynniki techniczne:

a)środowisko systemowe

b)jednoczesna dostępność dla wielu użytkowników

3.czynniki rynkowe:

a)dostępność na rynku

b)powszechność zastosowań praktycznych(w wielu dziedzinach lub w jednej dziedzinie)

c)renoma produktu

d)aktualność zastosowanych teorii

e)zapewniony ciągły rozwój produktu

4.czynniki subiektywne:

a)aktualny stan wiedzy

b)doświadczenie

c)czas niezbędny na podjęcie decyzji

d)czas podejmowania decyzji

Dane geograficzne(najważniejsze elementy syst.)dane przestrzenne,geodane

1.gromadzenie d.jest:

a)czasochłonne

b)kosztowne

c)złożone technicznie i organizacyjnie.

2.Dane geo.opisują obiekty przestrzenne:

a)właściwości geometryczne

b)położenie w przyległym układzie odniesienia

c)topologię(np.zw.przest)

d)cechy(np.nazwa własna)

DANE GEOGR=WARTOŚCI ATRYBUTÓW

Atrybuty:

1.przestrzenne[topograficzne]-charakteryzują:

a)geometrię obiektu:

-polożenie ob.np.współrzęnde

-wielkość-wymiary

-kształt geometryczny

b)topologię obiektu:

-relacje topologiczne obiektu i jego otoczenie

2nieprzest.[opisowe]-przedstawiają:

a)charakterystykę obiektu(np.,nazwa własna):

-właściwości obiektu(cechy)

-relacje semantyczne

Jakość danych geo:

1.przestrz-ich dokładność jest uzależniona od zgodności lokalizacji rzeczywistej z lokalizacją w przyjętym układzie współrzędnych

2.nieprzestrz-ich wiarygodność dotyczy prawidłowości określonych atrybutów oraz prawidłowości identyfikacji obiektu przestrzennego

Cechy danych geo:

Dokładność

Precyzja

Powtarzalność

Rozdzielczość

Zmienność

Aktualność

Wiarygodność

Dostępność

Komplementność

komunikatywność

Metody pozyskiwania danych:

pomiary terenowe

digitalizacja map analogowych

skanowanie i wektoryzacja map

metody fotogrametryczne

trójwymiarowa digitalizacja fotogrametryczna

metody teledetekcyjne

lotniczy skaning laserowy

transfer danych z innych syst

wprowadzenie danych ze źródeł pisanych

Pomiary terenowe-wysokodokładne źródła danych przestrz.,

Techniki pomiaru:

1)tradycyjne/pasywne:

a)metoda domiarów prostokątnych

b)tachimetria

2)nowoczesne/aktywne:

a)technika satelitarna GPS

b)pseudolity

II CZĘŚĆ

Akty normatywne:

1.Ustawa z 17.05.89 Prawo geodezyjne i kartograficzneŁ

a)określa zadania Państwowej Służby Geo.i Kart.

b)pojawia się pojęcie(Rozdz.IArt.5)krajowy system inf.o terenie

2.Rozporządznie Ministra Rozwoju Regionalnego i Budownictwa z 29.03.2001 w sprawie EGiB:

a)komputerowa baza danych integralną częścią zasobu geodezji i kart.

b)SWDE-standatd wymiany danych ewidencyjnych

3.Rozporządznie Min.Rozwoju Reg.i Bud z 2.04.2001 w sprawie geodezyjnej ewidencji sieci uzbrojenia terenu oraz zespołów uzgodniania dokumentacji projektowej:

a)prowadzenie GESUT komputerowo w oparciu oG-7

4.Rozp.Min.Rozw.Reg.iBud z 12.07.2001w sprawie szczegółowych zasad i trybu założenia i prowadzenia krajowego syst.inf.o terenie:

a)dane obligatoryjne i fakultatywne bazy(kompetencje):OG(osn.geo)OT(obiekty topograf)EGiB,GESUT(geodezyjna Ew.sieci uzbrojenia terenu)

5.Rozp.Min.Infrastruktury z 27.01.2004 w sprawie sposobu ewidencjowania przez służbę Geod.iKart.przebiegu granic i powierzchni jednostek podziału teryt.państwa:

a)państwowy rejestr granic i powierzchni

Krajowy Syst,.Inf.o Terenie:istniejące elementy zasobu,na których w latach 90.oparto budowę KSIT:

a)ewidencja gruntów

b)inf.o budynkach

c)instytucja ksiąg wieczystych

d)wielkoskalowe mapy gospodarcze

e)geod.ew.sieci technicznego uzbrojenia terenu

f)kolekcja map topograficznych.

Porządane cechy syst.:

lokalizacja-ogólnopolski

dostępność-ogólnodostępny

zakres inf-zorientowany problemowo

finansowanie-współfinansowany

rozwój-wysokosprawny

Zastosowane metody i środki:

1.szerokie zastosowanie technologii cyfrowej i informacyjnej technik operowania informacją oraz preferowane fotogrametrycznych metod pozyskiwania danych o terenie

2.należyte wyegzekwowanie służebnej roli systemu wobec interesu ogólnopaństwowego

3.maksymalna decentralizacja zarządzania syst.przy utrzymaniu dotychczasowej odpowiedzialności państwowej służby

4.zwiększenie grupy przedmiotów uczestniczących w prowadzeniu syst.oraz dokonanie niezbędnych uzgodnień międzyresortowych

5.ustanowienie zasady finansowania syst.w maksymalnym stopniu odciążający budżet państwa

6.instytucjonalne zintegrowanie całej systemowej problematyki geodezyjnej i kart.(restrukturyzacja centrum)

7.uwolnienie systemu od zagrożeń wynikających z cyklicznie powtarzających się reorganizacji administracji państwowej i zmian w podziale terytorium kraju(modułość baz)

8.wprowadzenie wymogu uzyskania licencji branżowych na wprowadzenie określonych zbiorów danych(modułów baz)

9.stworzenie warunków do selektywnego przechodzenia syst.w wyższe fazy

10.nie przeciążanie baz dabych,czemu ma służyć ustalenie trzech kategorii w tym zakresie:

a)bazy lokalnej(powiatowej)

b)regionalnej(wojewódzkiej)

c)krajowej.

Na czym polega prowadzenie SIP:

1.tworzenie zasobu informacyjnego systemu
2.kontroli danych

3.analizie danych

4.integracji danych

5.aktualizacji danych

6.administrowaniu zasobem inf.

7.udostępnianiu danych.

Dziedziny,w których SIT odgrywa kluczową role:

1.utrzymanie ładu prawnego w zagospodarowaniu terenu->EGiB

2.wymiar podatków i świadczeń->fiskalizm

3.zabezpieczenia finansowe na nieruchomościach->hipoteka

4.gospodarka i planowanie przestrzenne

5.projektowanie inżynierskie

6.utrzymanie w sprawności sieciowej infrastruktury technicznej i komunikacyjnej terenów zurbanizowanych->GESUT

7.zarządzanie kryzysowe->NMT,BD,RSiT

8.marketing w sferze obrotu nieruchomościami

Komponenty SIP:

1.ludzie(twórcy i użytkownicy syst.)planują,wdrażają,użytkują,podejmują decyzje

2.sprzęt(niezbędny środek techniczny):

a)komputery przenośne

b)stacjonarne komputery przenośne

c)stacje robocze

d)komputery-serwery

[komputer:urządznia wejścia,wyjścia,zewnętrzne i dodatkowe]

3.oprogramowanie(integrator wszystkich elementów syst):

a)systemowe: Windows,Linux

b)narzędziowe:AutoCAD,Microstation

c)aplikacyjne:MapInfo,EwMapa

{wybór platformy systemowej,a przede wszystkim oprogramowania narzędziowego dla SIPu wpływa na możliwy sposób rozwiązania}

IV CZĘŚĆ

Mapa analogowa-mapa stanowi model graficzny rzeczywistości geograficznej przedstawiony na papierze,kalce lub podobym nośniku,duża statyczność mapy

Mapa analogowa jest:

1)abstrakcyjna-ogólna,modelując rzeczywistość,charakteryzuje cechy i relacje

2)obrazowo-znakowa-ma charakter graficzny oraz konwencjonalny układ oznaczeń

3)matematyczna-konstrukcja oparta o reguły matemat,opisuje zależności układów wsp:geograficznego i płaskiego

4)zgeneralizowana-uogólniająca informacje,wykorzystująca symbolikę

5)statyczna-przedstawia stan na wybrany moment czasowy.

Mapa przedstawia w sposób bezpośredni lub pośredni przykadowe inf.o:

Lokalizacji,Kierunku,Odległość,Wysokości,Gęstości,Nachyleniu,Kształcie,Formie,Sąsiedztwie,Podobieństwie,Hierarchii,Zawiązku przestrz.

Ogólna klasyfikacja map:

1)ogólnogeograficzne:

a)topograficzne:wielko-,średnio- i małoskalowe

2)tematyczne:

a)społeczno-gospodarcze:gospodarcze,społeczne

b)przyrodnicze:fizjograficzne,sozologiczne

Układy współrzędnych: 1942,GUGiK 1965, GUGiK1980, GUGiK1992, GUGiK2000

Mapy fizjograficzne-zawierają opis przyrodniczy kraju obejmujący geologię,geomorfologię,sieć rzeczną,klimat,gleby,roślinność,faunę

Digitalizacja map analogowych-proces rejestracji punktów z materiału analogowego w ukł.współrzędnych urządzenia rejestrującego oraz ich transformacji.

Metody transformacji:

metoda Helmevta

transformacja afiniczna

tr.biliniowa

Etapy digitalizacji:

1.wyszukiwanie właściwej mapy

2.określenie systemu odniesień przestrzennych

3.określenie dokładności przetwarzania

4.wybór najbardziej właściwej metody digitalizacji

5.prace przygotowawcze przed digi.

6.właściwe prace digitalizacyjne

-wpasowanie-kalibracja

-zachowanie istniejącej relacji

-kontrola wprowadzenia danych

Rodzaje digitalizacji map analogowych:

1.punktowa

2.liniowa;

wybierane przez technologię przetwarzania rastrów:

1.powierzchniowa(skanowanie)

2.hybrydowa(dyskretyzacja)

V CZĘŚĆ

SKANOWANIE I WEKTORYZAJCA MAP

Skanowanie-jest procesem automatycznym digitalizacji powierzchniowej, tworzącym mozaikę obrazową w postaci siatki kwadratów lub prostokątów(rastry)

Wektoryzacja-jest interaktywnym procesem przekształcenia danych rastrowych na dane wektorowe

Metody fotogrametryczne.Fotogramietria zajmuje się precyzyjnym odtwarzaniem kształtów,rozmiarów i wzajemnego położenia obiektów oraz zjawisk na danym terenie na podstawie zdjęć fotogrametrycznych i obrazów tego terenu.

Dostarcza całkowicie nowych danych lub danych porównawczych(techniki rastrowe)

Zdjęcia naziemne:

kamera lotnicza rejestruje zdjęcia

proces rektyfikacji zdjęcia doprowadza je je w przyjętym ukl.wsp.

dalsze przetwarzanie doprowadza do powstania produktu finałowego np.ortofotomapy

Zdjęcia lotnicze:

konwencjonalne(czarno-białe,kolorowe)

w podczerwieni(czarno-białe,kolorowe)

wielkospektralne

termalne

radiometryczne

radarowe

Rozdzielczość przestrzenna 0,1-2,0m

Skala zdjęć niewiększa niż 1:50 000

Stereodigitalizacja zdjęć lotniczych polega na rekonstrukcji modelu przestrzennego w oparciu o parę zdjęć tworzonych stereogrametrycznie.Na podstawie wps.uzyskanych w układzie modelu drogą transformacji uzyskuje się współrzędne szczegółów terenowych w przyjętym ukł.geodezyjnym

Metody teledetekcji

Typy rozdzielczości:

1.Przestrzenna-charakteryzowana wielkością piksela rejestrowanego na obrazie

2.Spektralna-charakteryzowana zdolnością semisora do rejestrowania

Teledetekcja-zajmuje się pozyskiwaniem,przetwarzaniem i interpretacją danych uzyskanych przy pomocy technik zdalnych rejestrujących promieniowanie elektromagnetyczne odbite lub wysłane przez obiekty znajdujące się na przestrzeni ziemi.

1.Radiometryczna-wyrażająca liczbę poziomów promieniowania możliwych do zarejestrowania w każdym kanale

2.Czasowa-określająca częstotliwość pozyskiwania przez satelitę informacji z tego samego obszaru.

Satelity:

LANDSAT(USA1972,99)

SPOT(Fr.86)

IRS(Indie96)

IKONOS(USA99)

QuickBird(USA2001)

EROS(Izrael2000)

Zastosowania:

1.Rolmictwo,leśnictwo i szacowanie zasobów

2.Użytkowanie terenu i kształtowanie środowiska

3.Geologia

4.Gospodarka wodna

5.Badania zasobów strefy nadmorskiej

6.Monitoring środowiska

Lotniczy skaning laserowy

Pomiar polega na rejestracji współrzędnych XYZ punktów położonych na pow,Ziemi w xelu utworzenia NMT(numeryczny model poe.terenu)

Ok.100tys.punktów na 1km²,dokładność wyznaczania wsp.z 0,15-0,25m,niezależność od oświetlenia,pogody,pory roku,penetracja roślinności

Transfer danych z innych syst.

Projekty organizacji rządowych i pozarządowych:

1.Portale ESRI

2.CIA-WDB I, WDB II(World databank)

3.U.S. Geological Survery-DCW(Digital Chart of the World)

Projekty ogólnoświatowe:

1.GlobalMap-wektorowo(sieci transportowe,hydrografia,obszary zabudowane,granice administracyjne),rastrowo(wyposażenie terenu,pokrycie i użytkowanie ter.,szata roślinna)

2.ArcAtlas-wiele map tematycznych(m.in.topografia,świat,ludzie,zwierzęta,warunki środowiskowe i ekonomiczne)

Projekty europejskie:

1.SABE-granice,nazwy i kody jednostek administ.,siedziby władz administ.publicznej,przebieg linii brzegowej

2.MapBSR-dane ogólnogeograficzne zlewiska M.Bał.(sieć hydrograficzna,drogowa,kolejowa,osadnictwo,podział administ.,NMT,nazwy geogr)

3.CORINE-dane niezbędne do zarządzania środowiskiem na poziomie Europy,kraju i regionów(pokrycie terenu)

Bazy krajowe-twórcy danych

1.Państwowa Służba Geo-Kart.(zdjęcia lotnicze,materiały kart.,baza danych ogóknogeograficzna-BDO,bd topograficznych-TBD,EGiB,geodezyjna ew.sieci uzbrojenia ter.(GESUT)

2.Służba Topograficzna Wojska Polskiego(mapy wektorowe,NMT,numeryczne mapy rastrowe)

3.Służba leśna(zintegrowany syst.informatyczny Lasów Państwowych(SILP)z podst.modułem LAS-opisy taksacyjne lasu,adresy leśne,Leśna Mapa Numeryczna

4.Główny Urząd Statystyczny-krajowy rejestr urzędowy podziału teryt.kraju(TERYT)służący do identyfikacji jednostek podziału admijnist.we wszystkich rejestrach publicznych(syst.adresowy integrujący dane przestrz)Rejestry krajowe:PESEL,REGON,KRS,KEP,TERYT,EGiB,PKD,PKWiU

Bazy nadzorowane przez Ministerstwo Środowiska

1.Środowisko-Zintegrowany Syst.Informatyczny”Środowisko”(m.in.moduły,zasoby geologiczne,gosp.wodna,hydrografia,PN,ochrona przyrody,monitoring zintegrowany)

2.CBDG-Centralna Baza Danych Geologicznych (moduły:bd surowcowych MIDAS,bd geochemicznych i radiologicznych)

3.CORINE-krajowy element infrastruktury baz europejskich w zakresie zarządzania środowiskiem(pokrycie ter.,zanieczyszczenia powietrza)

4.NATURA2000- krajowy element infrastruktury baz europejskich w zakresie ewidencji terenów chronionych

Transfer realizowany najczęściej przez formaty:DXF,SWING,SLDE,TANGO.

VI CZĘŚĆ

Wprowadzenie danych ze źródeł pisanych-realizowane jest przez ręczne lub półautomatyczne wprowadzenie danych do syst.komputerowego na podstawie danych gromadzonych,publikowanych i archiwizowanych przez różne instytucje państwowe,samorządowe,branżowe,naukowo-badawcze,np.ksiegi wieczyste,bd statystycznych

Kryteria obowiązujące przy wprowadzeniu danych:

1.Zachowanie jednolitych ram czasowych dla wszystkich wprowadzonych danych

2.Wykorzystywanie aktualnych,wiarygodnych,o wysokiej precyzji źródła danych przestrz.tego samego typu

3.Korzystanie przy wprowadzeniu danych do syst.z tych samych metod oraz procedur pozyskiwania danych

4.Zachowanie reżimu dokładnościowego

Jak to osiągnąć?

1.Dysponując na całym opracowanym obszarze źródłami danych o tej samej jakości istniejącym bądź możliwym do pozyskania na drodze nowych pomiarów

2.Dysponując wolnymi mocami przerobowymi w wyspecjalizowanych firmach,które w krótkim czasie są w stanie wykonać działanie

3.Dysponując wolnymi środkami finansowymi (zasada 1:10:100)

Co na to praktyka?

Dane pochodzą z różnych źródeł

Powstawały w krańcowo różnym czasie

Nie można zachować spójności podst.kryteriów pozyskiwania danych

Identyfikacja danych:

Kod obiektu(identyfikator)to bardzo ważny element wiążący atrybuty opisowe i kartogr.danych geogr.(obiektów przestrz)

Hierarchiczne kodowanie obiektów przestrzennych

Podział administr.Polski:poziomy hierarchiczne:0-państwo,1-woj.,2-pow,3-gmina,4-obręb ew.5-działka

MODELOWE KODOWANIE DANYCH

Model danych-wzorzec struktury danych w bazie danych,zgodny z formalnymi opiniami syst.informacyjnego

Model danych-opis organizacji danych odzwierciedlający strukturę inf.rozumiemy jako zintegrowany,niezależny od implementacji zbiór wymagań dotyczący danych dla pewnej aplikacji

Metajęzyk do mówienia o danych o syst.bd i o przetwarzaniu danych

Sposób rozumienia organizacji danych i ideologicznie lub technologicznie ograniczony w zakresie konstrukcji,organizacji

Język opinii i przetwarzania danych w szczególności diagramy struktur danych,języki opinii danych i język zapytań.

Ze względu na różną strukturę przechowywanych danych oraz odmiennego sposobu ich organizacji krajobrazowej wyróżniamy modele danych:

1.model wektorowy(prosty,topologiczny)

2.model rastrowy

Model wektorowy-służy głównie do reprezentacji danych geogr.o charakterze dyskretnym

a)Zapisywanie położenia obiektu w postaci zbioru wsp.płaskich lub geogr.

b)Duża dokładność położenia obiektu

c)Intuicyjność myślenia

d)Możliwość rejestracji związków topologicznych

Punkt-opisana identyfikatorem (idP) para wsp(XY)przedstawiona w kartezjańskiem ukł.wsp

Tablica punktów(identyfikatory i wsp.punktów)

Tablica charakterystyk punktów(atrybuty punktów)

Linia- opisana identyfikatorem(idL),ciąg par wsp.punktów charakterystycznych tworzących łamaną otwartą(początek linii,punkt załamania,koniec linii)

Wielobok- opisany identyfikatorem(id0)ciąg par wsp.punktów charakterystycznych tworzących łamaną zamkniętą(początek linii=koniec linii)

Zalety „spagetti”

1.Prosty zapis pozwalający na wierne odtworzenie położenia i kształtu obiektów oraz szybkie wyświetlenie danych

2.Możliwość dołączenia atrybutów opisujących obiekt

Wady „spaghetti”:

1.Trudność w zapewnieniu identyczności wsp.punktów wspólnych obiektów sąsiadujących lub nakładających się

2.Nadmierność danych

3.Konieczność stosowania złożonych narzędzi geometrii analitycznej do wykrycia łatwo obserwowanych na mapie analogowej związków przestrz,między obiektami

Topologia-zajmuje się tymi właściwościami geometrycznymi figur,które nie podlegają zmianom w wyniku przekształceń ciągłych takich jak:zmiana skali,obrót,przesunięcie,inne przekształcenia afiniczne lub deformacja ciągła

Węzeł(odpowiednik punktu)-jest mającym identyfikator obiektem topologicznym,posiadającym lokalizację geogr.lokalizuje obiekty oraz miejsca przecięcia i łączenia się krawędzi lub ich przecięcia z brzegiem orkusza mapy(punkt-obiekt,punkt kontrolny,punkt pomiarowy)

Krawędź(linia)-posiada identyfikator,opisany zbiór par współrzędnych,obiekt topologiczny łączący dwa węzły

Poligon(wielobok)-powierzchniowy obiekt geogr.opisany zbiorem par wsp.zbudowany z łańcucha węzłów i krawędzi,posiada identyfikator

Tablica poligonów(identyfikator poligonów i ciągów krawędzi)

Wyspa-obiekt geogr.otoczony całkowicie przez inny obiekt nie posiadający żadnych krawędzi łączących do z innymi obszarami,można jej przypisać identyfikator.

Połącznie-warunek połączenia jest spełniony,gdy każda linia zaczyna i kończy się w węźle,a każdy węzeł jest punktem początkowym,końcowym lub jednym i drugim jakiejś linii

Krawędzie mogą przecinać się tylko w węzłach.warunek ten umożliwia przeprowadznie azaliz sieciowych

Zawieranie-warunek zawierania jest spełniony,gdy sąsiednie krawędzie poligonu łączą się we wspólnym więźle,a węzeł początkowy pierwszej krawędzi jest węzłem końcowym krawędzi ostatniej. W 1.węźle mogą łączyć tylko 2 krawędzie tego samego poligonu,a każda krawędź jednokrotnie uczestniczy w opisie każdego poligonu.

Graniczenie-jest spełniony,gdy istnieje przynajmniej jedna krawędź należąca do dwóch różnych poligonów.Jeden z poligonów znajduje się po(pierwszej)lewej a(drugi)po prawej str.takiej krawędzi.

Zalety:

1.Spójność danych wynikająca z jednokrotnego zapisu współrzędnych punktów należących do różnych obiektów

2.Łatwa aktualizacja danych

Wady:

1.Złożona struktura danych

2.Konieczność odbudowy struktury topologicznej po każdej modyfikacji geometrii obiektu,np.zmianie granic,dodaniu lub usunięciu

VII CZĘŚĆ

Model TIN-służy do modelowania zjawisk trójwymiarowych,opisuje zjawiska trójwymiarowe,których charakterystyczne wartości mogą być określone na nieregularne rozmieszczenie punktów płaszczyzny.Powstaje w wyniku teselacji czyli wyczerpującego podziału przestrzeni na regularne lub niereg.elementy(trójkąty)

Tworzenie sieci trójkątów

Uwzględnienie twz.danych szkieletowych ujmujących nieciągłości,wykluczenia oraz ograniczenie zasięgu modelu.

Zbiory typu TIN mają charakter zbiorów wektorowych(połączenie punktu jest zapisane w postaci trójek wsp.XYZ i związków topologicznych pomiedzy trójkątami)

1.Tablica węzłów(identyfikator węzłów i trójek wsp)

2.Tabela trójkątów(identyfikator trójkątów i ciągi trójek węzłów)

3.Tabela krawędzi trójkątów(identyfikator trójkątów i tr.graniczących)

Informacje opisowe można przypisać do węzłów sieci lub do pow.trójkątów.Model TIN najczęściej tworzony jest przez aplikacje zawarte w pakietach narzędziowych GIS.Jest przydatny do:

1.Automatycznego rysowania poziomic

2.Cieniowania rzeźby terenu

3.Analiz przestrzennych wykorzystujących ukształtowanie pow.terenu

Model rastrowy -służy do modelowania zjawisk ciągłych.Powstaje w wyniku teledetekcji przestrzeni za pomocą prostokątów lub kwadratów.W wyniku podziału otrzymujemy najmniejszą jednostkę pow.pikseli.Podstwą modelu rastrowego jest dwuwymiarowa macierz,której wskaźnik XiY określają położenie danego rastra w stosunku do wybranego układu wsp.Kolejne wymiary tej macierzy tworzą atrybuty opisowe a₁…a_n kreujące n
+2 wielowymiarową macierz.W wyjątkach jeden z atrybutów oznacza wys.terenu i jest atrybutem przestrzennym:

Punkt reprezentuje pojedynczy piksel

Linię reprezentuje seria pikseli o jednakowej wartości atrybutów

Wielobok reprezentuje zbiór pikseli o jednakowych wartościach atrybutów

Zalety:

1.Prosta struktura danych

2.Mała pracochłonność procedur

3.Szybkie i łatwe analizy(sąsiedztwa,rozproszenia,powierzchniowe oraz filtracje danych)

Wady:

1.Przybliżone wyniki obliczenia dł.i pow.

2.Utrudnienia analiz struktur sieciowych

3.Wymagająca długich obliczeń zmiana odwzorowania

4.Duże zapotrzebowania pamięci

5.Mała prędkość przerysowania obrazu

6.Negatywnie wpływająca na rozdzielczość i jakość obrazu ekranowego zmiana skali

VIII CZĘŚĆ

Format danych to sposób zapisu danych w pliku.Wiele różnych sposobów zapisywania danych typu wektorowego i rastrowego.Każdego oprogramowanie GIS wykorzystuje w praktyce swój własny,zastrzeżony format zapisu.Czasem taki format staje się standardem.

Aplikacje użytkowe wykorzystują ogólne struktury modelu danych i uporządkowany sposób zapisują inf:

1.Zapis w formacie wewnętrznym(dla danej konkretnej aplikacji),

2.w for.zewnętrznym(mogą korzystać inne aplikacje)

3.w for.wymiary(przekazywanie danych do innych bd)

Format ASCII-format wymiany inf.tekstowych,który wykorzystuje schemat kodowania znaków przy użyciu pojedynczych bajtów

Wersja podstawowa 128 znaków,rozszerzona 256 znaków

Warianty zapisu pozycjonalnego

Przykładowe wymiary formatu tekstowego

ESRI-e00-do transferu danych między różnymi programiami GIS

BOP-do pozycjonowanego transferu danych

Format ARC/INFO Coverage-Binarny format wewn.opracowany przez firmę ESRI do obsługi programów GIS tworzonych przez tę firmę

Zbiór plików binarnych

Prawnie strzeżony

Rzadko wykorzystywany przez inne programy

Format SHP(shapefile)-nietypologiczny format wektorowy opracowany przez firmę ESRI,składa się z obowiązkowych plików:SHP(współrzędne)SHX(indeksy)i DBF(opisy) oraz z opcjonalnych plików dodatkowych. Do przeglądania części opisowej można używać SQL.

Cechy formatu:

1.Łatwy zapis i odczyt danych

2.Wymagana mała pamięć dyskowa

3.Szybkie tworzenie rysunków i ich łatwa edycja

4.Format o charakterze wewn.i zewn.

5.Za jego pomocą prowadzisz się ewidencję przebiegu granic

Format DWG-nietypologiczny wewn.format wektorowy,opracowany przez firmę Autodesk,wiele wersj formatu,brak standardu zapisu danych opisowy

Format DXF-zew.format wektorowy,opracowany przez Autodesk,początkowo dla AutoCada,zawiera zapis danych o lokalizacji(wsp),sposób wyświetlania obiektów,standardowy format wymiany danych

Format DGN-zew.format wektorowy,opracowany dla środowiska MicroStation,poza dabymi o lokalizacji zawiera zapis sposobu wyświetlania obiektów,format wymiany danych programu typu Cad

Format TAB-wewn.format wektorowy opracowany na potrzeby MapINfo,prawnie zastrzeżony

Format MIF/MID-zewn.format wektorowy opracowany dla MapINfo,przenosi inf.o położeniu,atrybutach i sposobie wyświetlania obiektów

Format GAF-wewn.format wektorowy opracowany przez InterGraph

Format SVG-najnowszy zewn.format zapisu grafiki wektorowej opracowany przez firmę Marcomedia na potrzeby Internetu.Cechy:niewielki rozmiar obrazów wektorowych,skalowalność obrazu bez straty jakości,wierna paleta barw na wydruku

Format SDTS-amerykański krajowy format wymiany geogr,danych wekt.Transfer wszystkich typów danych wraz ze wszystkimi atrybutami.

Format SWDE-polski krajowy f.wymiany danych wekt.pomiedzu bazami ewidencyjnymi.pozwala na przekazanie inf.kartogr.o obiektach geogr.oraz wiązanej z obiektami inf.opisowej.Stosowanie formatu ma prowadzić do:ujednolicenia zawartości baz ewidencyjnych,dostosowania baz ewid.do wymogów rozporządznia,sprawnego przesyłania danych między różnymi szczeblami administ.państwowej

Formaty danych rastrowych

Najczęściej wykorzystywane do przechowywania:zdjęć lotniczych i satelitarnych

Programy GIS wykorzystują formaty wejściowe(BSQ,BIL,BIP)oraz formaty wewn(IMG,TIF,ERS)

Programy graficzne używają form.zawn(PCX)które można określić formatami wymiany.

Formaty obrazów satelitarnych

Dystrybutorzy obrazów sat.wykorzystują form.wejściowe

BSQ-oddzielne pliki dla każdego zkaresu spektrum

BIL-jeden plik z kolejnymi wierszami poszczególnych zakresów spektrum

BIP-jeden plik z wartościami kolejnych plików

Format IMG-wewn.f.rastrowy wykorzystywany przez ErdoasIMAGINE do obróbki obrazów sat.

Format TIF-wewn.i zewn.for.rastrowy wykorzystywany przez programy INTERGRAPH

Format EVR-wewn.for.rastrowy opracowany przez firmę GEOBID,wykorzystywany przez EwMapa.Przechowuje rastry monochromatyczne i kolorowe.Kalibrując rastry możemy wykorzystać:istniejący podział sekcyjny,NMT,dowolne punkty łączone

Format ARC/INFO GRID COVERAGE-wewn.for.wykorzystywany przez ESRI

Inne formaty rastrowe:TIFF,PCX,BMP,JPG,WMF

Format BMP-zewn.form.wymiany danych,tymczasowe przechowywanie danych.Cechy:najprostszy for.skanowania,szybki zapis i odczyt danych,brak kompresji,duży rozmiar plików

Format JPG-zewn.forwymiany danych,archiwizacja danych.Cechy:syst.bazowy,wykorzystuje dyskretną transformację cosinusową.Syts.rozszerzone umożliwiają dowolny wybór technik kompresji i koderów entropii,mały rozmiar plików i niezmienna jakość

IX CZĘŚĆ

PROJEKTOWANIE BD

Modelowanie danych

1.podjęcie decyzji,jakie modele tworzyć,ma wielki wpływ na to,w jaki sposób zaatakujemy problem i jaki kształt przyjmnie rozwiązanie,

2.każdy model możę być opracowany na różnych poziomach szczegółowości

3.najlepsze modele odpowiadają rzeczywistości

4.żaden pojedynczy model nie jest wystarczający,niewielka liczba niemal niezależnych modeli to najlepsze rozwiązanie w wypadku każdego niebanalnego syst.

5.Czy zainwestowany w stworzenie dobrego projektu to czas zaoszczędzony

Projektowanie-łączenie ze sobą części składowych w celu osiągnięcia porządanego rezultatu

Fazy:

1.Analizy wymagań

2.Modelowanie danych

3.Normalizacji

Zalety dobrego projektu

1.Łatwa obsługa

2.Proste modyfikowanie danych

3.Szybkie odczytywanie inf.

4.Szybka budowa aplikacji użytkowanika

Cele dobrego projektu

1.Obsługuje uprzednio zdeklarowane oraz ad hoc tworzone metody czerpania danych

2.Zawiera efektywnie skonstruowane struktury habel

3.Zapewnia integralność danych na poziomie pól,tabel i relacji

4.Odzwierciedla obsługiwaną strukturą danych

5.Umożliwia przyszłą rozbudowę syst.

OLSZTYŃSKI SIT

Elementy:

1.Standardy wymiany danych(ASCH,DXF,JPG)

2.Moduły syst(mapa numeryczna,osnowa geo,EGiB,KERG..)

3.Przepływ inf,w strukturach SIT

Syst.STRATEG

EWMAPA(mapa numeryczne)

1.ewidencja ludności(ADRES,EWOPIS,ANALIZA)

2.zarządzanie (plan-2AG,NADZ-BUD,OCH-ŚRO,INFO-SPO,DROGI)

3.wykonawcy(BANK OSNÓW,OŚRODEK,SESUT)

4.finanse samorządowe(UŻ-WIE,DZIERŻ,ZARZĄD,PODATKI,EOGR)

Należy do grupy syst.wspomagających zarządzanie przy pomocy GIS.Ma budowę modułową,na która składają się współpracujące ze sobą aplikacje i interfejsy)

Moduł główny EwMapa:

Uniwersalny program,który może służyć do:

1.Obsługi zasobu geodezyjnego i kart.

2.Budowa mapy numerycznej

3.Tworzenie i analizowanie obiektów przestrz.

Bazą modułu EwMapa jest katastralny układ odmierzenia,tworzą go:

1.Punkty graficzne

2.Działki ewid.

3.kontury klasyfikacyjne

W syst.STRATEG można wyróżnić moduły funkcjonalne:

1.rejestrację osób wspólnoty samorządowej

2.aktualizacji informacji bazowej

3.zarządzanie

4.podatki

WYKONAWCY

1.BANK OSNÓW-Prowadzenie banku poziomych i wysokościowych osnów geo.w pełni zintegrowany z syst,EwMapa(wspólna bd)

2.OŚRODEK-Zestaw aplikacji do zarządzania inf.geodezyj,dokumentami geod.i kart.

3.SESUT-Program do obsługi

ZARZĄDZANIE

1.PLAN-ZAGOSPODAROWANIA-W połączeniu z EwMapa i zestawem prog.interfejsowych umożliwia kompleksową obsługę planów zagosp.przestrz.

2.NADZ-BUD-Umożliwia rejestrację decyzji o warunkach zabudowy oraz decyzji o pozwoleniach na budowę

3.OCH-ŚRD-Umożliwia połączenie baz związanych z ochroną środ,założonych w MS-ACCESS,z bazami graficznym,i EwMapa

4.INFO-SPO-aplikacja umożliwiająca połączenie baz związanych z infrastrukturą społ,założonych w MS-ACCESS,z bazami graf EwMapa

5.DROGI-Zestaw programów,które wraz z syst.EwMapa umożliwiają prowadzenie metryk dróg i ksiąg inwentażowych oraz dokonują różnego rodzaju analiz opartych o bogaty zestaw atrybutów

FINANSE

1.UŻ-WIE-Umożliwia w oparciu o moduł EWOPIS prowadzenie ewidencji opłat za użytkowanie wieczyste

2..DZIERŻ-Rejestruje umowy dzierżaw.Działa na wspólnej bazie numerów działek,umożliwia prowadzenie dzierżawy do części działek oraz rejestrację graf.w syst.EwMapa dzierżawionego terenu

3.ZARZĄD-Umożliwia w oparciu i moduł EWOPIS prowadzenie ewidencji opłat za zarząd

4.PODATKI-Powiązane z bazami modułu EWOPIS umożliwia naliczenie i ewidencjonowanie podatków od nieruchomości oraz gruntów

5.FOGR-obsługa Funduszu Ochrony Gruntów Rolnych,wykorzystuje dane zawarte w bazach modułu EWOPIS

EWODENCJA LUDNOŚCI

1.ADRES-Łączy adresy nieruchomości z obiektami punktowymi EGiB

2.EWOPIS-Do prowadzenia części opisowej EGiB

3.ANALIZA-Analiza przestrz.we wskazanym na monitorze obszarze,przy wykorzystaniu danych adresowych

X CZĘŚĆ

Metody zarządzania danymi przestrzennymi

1.w relacyjnej bd przechowuje się całość danych systemu,jednak zbiory danych przestrz.wykorzystywane w trybie pracy interaktywnej są za każdym razem pobierane z bd i umieszczane w specjalnej roboczej strukturze

2.bd zawiera dane opisowe i przestrz.,jednak dla przyspieszenia operacji na danych przestrz.w relacyjnej bd uwzględniono dla nich specjalną strukturę

3.wyłącznie dane opisowe;dane przestrz.zarządzanie są oddzielnie,stosując odpowiednie struktury danych i specjalne oprogramowanie.Dane obu rodzajów mogą być łączone i wspólnie wykorzystywane(np.ARC/ANFO firmy ERSI)

Metody klasyfikowania informacji

Klasy i podklasy(np.język strukturalny UML)

Poziomy i cechy elementów(np.MicroStation)

Kategorie,obiekty,atrybuty(np.MGE PC)

Warstwy,podwarstwy,obiekty(np.EWMAPA)

Metody wyszukiwania danych

1.wyszukiwanie z warunkiem przestrz.Wyszukiwane są wszystkie obiekty spełniające zadany warunek geometryczny

2.wyszukiwanie z warunkiem przestrzenno-opisowym.Obiekty,które spełniają zadany warunek przestrz.oraz dodatkowo warunek zdefiniowany za pomocą danych opisowych

3.wyszukiwanie z warunkiem opisowym.Obiekty spełniające warunek zdefiniowany za pośrednictwem danych opisowych

Typowe pytania stawiane bazom danych

Identyfikacja-„co znajduje się w..?”

Położenie-„gdzie znajduje się..?”

Tendencje-„co się zmieniło od..?”

Optymalna droga-„jaka jest najkrótsza droga miedzy..?”

Układ-„jaka zachodzi relacja między..?”

Modele-„co się stanie gdy..?”

Standaryzacja modeli danych przestrz: różne modele danych, wymiana danych między syst. Standard określający zasady odzwierciedlania geometrii obiektów przechowywanych w SIP

Standard Simple Feature Access: Boundary-reprezentacja granicy obiektów,Point-0-wymiarowy,podstawowy element geometryczny,reprezentujący pozycję w przestrzeni,Curie-1-wymiarowy,podst.element geometr.reprezentujący linię łamaną,Surfach-2-wymiarowy,podst,element geoemetr.reprezentujący obszar płaszczyzny,GeometryCollection-kolekcja geometrii

Klasa Geometry skupia wszystkie typy obiektów-jest klasą abstrakcyjną(nie może reprezentować żadnego obiektu rzeczywistego,jedynie zwiera zbiór reguł definiujących inne klasy obiektów)

Do klasy Geometry należą klasy:

1)geometrii podstawowej(base geometry)-klasy Point,Curie

2)geometrii rozszerzonej(extender geometry)zawirający wyspecjalizowane klasy 0,1 i2-wymiarowe,MultiPoint,MultiLineString oraz klasy abstrakcyjne

Pojęcia języka UML:

1)klasa-opis zbioru obiektów,które mają takie same atrybuty,operacje,związki i znaczenie klas

2)powiązanie-związek strukturalny,który wskazuje,że obiekty jednej klasy są połączone z obiektami innej klasy

3)nazwa powiązania-jest przypisana do powiązania i określa istotę danego związku

4)liczebność-związek strukturalny między obiektami określający ile obiektów powiązanych ze sobą może być połączonych przez jeden egzemplarz powiązania

Dimension():Integer-wymiarowość obieku

GeomertyType():String-nazwa typu geometrii

SRID():Integer()-identyfikator ukł.wsp

Envelope():Geometry-minimalny prostokąt organizujący geometrię

AsText():String-geometria w postaci tekstowej

AsBinary():Binary- geometria w postaci binarnej

IsEmpty():Integer-wartość 1 jeżeli obiekt nie posiada geometrii

Boundary():Geometry-granica obiektu

IsSimple():Integer-wartość 1 keżeli obiekt jest obiektem prostym(nie posiadającym anomalii)

IsClosed():Integer-wartość 1 jeżeli obiekt jes obiektem zamkniętym,

Metoda(innaGeometria:Geometry):

Integer-wartość 1 jeżeli prawda

1)równość przestrzenna(pokrywanie się geometrii)

2)rozdzielczość przestrz(brak jakiejkolwiek wspólnych elementów geom)

3)przecinanie się przetrz(wspłone elementy geom)

4)przyleganie(wspólna część granicy geom)

5)przecinanie się krawędziami (istnieje wspólny punkt lub punkty geom)

6)pokrywanie(obiekt częściowo znajduje się całkowicie wewnątrz drugiego)

7)zawieranie się(obiekt całkowicie zawiera w sobie inny obiekt)

8)odległość(najmniejsza)

9)bufor(geom.bufora we wskazanej odległości od feom.obiektu)

10)nakładanie się obszarów-iloczyn(zbiór punktów zawierających punkty należące do obydwu geom)

11)dodawanie obszarów-suma(zbiór punktów zawierających wszystkie punkty obydwu geom)

12)różnica obszarów(zbiór punktów zawierających wszystkie punkty stanowiące różnicę obydwu geom)

13)różnica symetryczna obszarów(zbiór punktów zawierających wszystkie punkty stanowiące różnicę symetryczną obydwu geom.)

Klasa Point:

X():Double-wartość wsp.x dla punktu

Y():Double-wartość wsp.y

Klasa Curie:

IsRing():Integer-wartość1 ,jeżeli obiekt jest prostym obiektem zamkniętym

StartPiont():Point-punkt początkowy

EndPoint():Point-punkt końcowy

Klasa Surface:

Area():Double-pole powierzchni obiektu

Centroid():Point-punktowa interpretacja obszaru(bez gwarancji położnia wewnątrz obszaru obiektu)

PointSurface():Point-punkt z gwarancją,że jest położony wewnątrz obszaru obiektu

Klasa Poligon-obszar zdefiniowany przez jeden zewnętrzny obiekt,stanowiący granice oraz wiele obiektów wewnętrznych,które definiują obszary włączone­wyspy

ExteriborRing():LineString-zewnętrzny obiekt definiujący poligon

NuminteriorRing():Integer-liczba wewnętrznych obszarów poligonu

InteriorRingN(N:Integer):LineString-geometria wskazanego obszaru wewnętrznego w ramach poligonu

Podstawowe błędy powstające w trakcie tworzenia lub modyfikowania obiektów:niedokończony obiekt(niedomknięty poligon),niezdefiniowany obiekt(brak identyfikatora),brak węzła(przecięcie krawędzi poza węzłem,nakładające się obszary)

XI CZĘŚĆ

Regionalna Baza Danych-tworzona jest na potrzebą społeczności lokalnej,obejmującej swoim działaniem teren województwa lub kilku sąsiadujących ze sobą woj.

Struktura zasobu RBD:

1)podział administracyjny regionu:granice województw,powiatów,gmin;EGiB

2)infrastruktura techniczna:komunikacja,energetyka,gospodarka wodno-ściekowa,gosp.odpadami stałymi

3)środowisko przyrodnicze:zasoby środowiska przyrodniczgo,warunki przyrodnicze,tereny i obiekty prawnie chronione,stan zagrożenia środowiska

4)gospodarka:przemysł i budownictwo,charakterystyka przedsiębiorczości,rolnictwo i ludność wiejska

5)strefa społeczna i kulturowa:demografia,sieć osadnicza,rynek pracy,szkolnictwo podst.i ponadpodst,szkolnictwo wyższe,stanm zdrowia ludnośći,ochrona zdrowia,pomoc społeczna,kultura,warunki mieszkaniowe,uwarunkowania historyczne

6)turystyka i sport:walory turystyczne,zagospodarowanie tur,ruch tur,zagrożenia rozwoju funkcji tur.

Organizacja dostępu do danych przestrzennych

Podst.zadanai związane z wyszukiwaniem danych na podstawie warunków przestrz.

Znalezienie wszystkich obiektów zawierających się w określonym wielokącie

Znalezienie obiektów najbliższych wskazanemu punktowi

Analiza jest procesem„wyodrębniania”inf.ukrytej w zbiorze dostępnych danych.Najprostszym przykładem analizy jest ocena wzrokowa(zobrazowanie w postaci tradycyjnej mapy)

Bardziej złożone stosowane są w SIP(met.mat)Wykonuje je komputer przy pomocy oprogramowania.

Elementarne procedury mat.są wzrokiem komputera i odpowiadają na najprostsze pytania związane z relacjami obiektó w przestrzeni(czy odcinki się przecinają?po której stronie prostej leży punkt?)

Analizy przestrzenne:metody kart.analitycznej,modelowanie kart.

Analiza danych przestrzennych jest związana z udzieleniem odpowiedzi na jedno z podst,pytań dotyczących:

1.Lokalizacji obiektu

2.Spełnienia zadanych warunków lokalizacyjnych

3.Trendów

4.Zależności przyczynowo-skutkowych pomiędzy obiektami

5.Wyników modelowania procesów i zjawisk

Odpowiedź wymaga przeszukania jednej warstwy tematycznej syst.pod kątem podanego kryterium:

1.Wartość atrybutu

2.Położenia przestrzennego obiektu

3.Pytamy zawsze o konkretny obiekt(np.działkę,budynek,miejscowość)

4.Wybrane obiekty zostają zaznaczone(wyróżnienie na mapie,zaznaczenie w tabeli danych)

Odpowiedź wymaga przeszukania i przeanalizowania kilku warstw temat.syst.i wykorzystania wyspecjalizowanych funkcji analiz przestrz.(nakładanie obszarów,buforowania,analiz sieciowych,innych)

Analizy z warunkami lokalizacyjnymi najczęściej zlecane są przez planistów i inwestorów

Wynik prezentowany jest w postaci map i raportów.

Przebieg procesu:

1.Wybór danych(obiektów)

2.Właściwe procesy analityczne

3.Przedstawienie wyników

Metody wyboru obiektów:

1.Wskazanie na mapie

2.Wskazanie w tabeli danych

3.Określenie kryteriów wyboru

Spełnienie warunków dotyczących atrybutów opisowych-informacje są zapisane w samym obiekcie,nie trzeba analizować związków z innymi obiektami bd

Spełnienie warunków dotyczących lokalizacji przestrz.-trzeba przeprowadzić analizy przestrz.(np.położenie wewnątrz zadanego wieloboku)

Łączne spełnienie warunków przestrz.i opisowych-pełne możliwości wyszukiwania danych.

Wybór kolejności zastosowanych metod wyboru obiektów może wydatnie skrócić czas oczekiwania na wynik wyszukiwania:

1.Najpierw wyszukanie wg atrybutów opisowych(poźniej wg lokalizacji)

2.I odwrotnie

Dużym ułatwieniem jest metoda zapisywania prostokątów ograniczających obiekty(stałe atrybuty obiektów)

Warunek wyboru obiektu:

1.Obiekt znajduje się w całości wew.wskazanego obszaru

2.Obiekt częściowo wchodzi do zadanego obszaru

Przecinanie się obiektów z granicami obszaru lub z obiektami liniowymi-wykorzystywane np.przy planowaniu inwestycji

Najprostszy rodzaj analizy danych przestrz.

Prowadzony najczęściej w trybie interaktywnym.Pomiar zbliżony do pomiaru na mapie klasycznej.Po wskazaniu punktów pomiarowych obliczane są wartości mierzonych wielkości:

1.wielkość kąta

2.odległość

Nakładanie obszarów-nakładanie warstw-przecinanie warstw

Funkcja powszechnie stosowana w SIP do różnych analiz

Efektem jej działania jest:

1.Utworzenie nowej grupy/zbioru obiektów będących częścią wspólną obiektów wchodzących do obu rozpatrywanych zbiorów obiektów

2.Modyfikacja atrybutów poszczególnych obszarów

Agregacja-łączy ze sobą obiekty charakteryzujące się równością wybranych atrybutów tworząc nowe obszary po zwe.obrysie przylegających do siebie obiektów.

Wycinanie-powoduje wybrane(przecięcie)wskazanej trości przez obiekt ograniczający

Buforowanie-funkcja powoduje wyznaczenie stref buforowych wokół wskazanych obiektów,punktów,linii i obszarów

Strefy buforowe mogą być tworzone również wokół grup obiektów agregując ze sobą powstałe wcześniej strefy indywidualne.

XII CZĘŚĆ

Analizy sieciowe- zestaw funkcji działających na obiektach liniowych umożliwiający określenie np.najkrótszej drogi pomiędzy dwoma punktami czy optymalizacji trasy przejazdu między dwoma punktami.

Dane w postaci graficznej

Dane przedstawione na mapie łatwo poddają się oglądowi wzrokowemu i jesteśmy w stanie określić np.ich położenie

Dane w postaci współrzędnych

Dane w postaci wykazu wsp.trudno jest ocenić wzrokowo,trzeba stosować wiele operacji obliczeniowych i logicznych,bo dostrzec zależności przestrzenne między obiektami.

Podstawowe operacje:

1.Badanie położenia punktu względem odcinka

2.Wyznaczanie punktu przecięcia się dwóch odcinków

3.Badanie położenia punktu/-ów względem wielokąta.

Ustalenie położenia punktu względem wielokąta jest jedną z najczęstszych wykorzystywanych czynności w procesie analizy danych przestrz.

Najbardziej znane algorytmy:

1.parzystości(Jordana)-punkt znajduje się wew.wielokąta,jeżeli półprosta równoległa do jednej z osi układu wsp.poprowadzona z tego punktu przecina wielokąt nieparzystą liczbę razy. Potrzebny dodatkowy test do spr.czy punkt nie leży na granicy wielokąta. Warunek krytyczny,gdy półprosta przechodzi przez wierzchołek wielokąta lub gdy jest równoległa do boku w.-dodatkowy test.

2.sumy kątów-punkt P znajduje się wew.wielokąta jeżeli suma kątów pomiędzy półprostymi przechodzącymi s punktu P przez dwa kolejne wierzchołki w.jest róna 306^o. Jeżeli punkt Pznajduje się na zew.w.suma kątów równa się 0^o

Operacje na danych dzieli się na:

1.Przetwarzanie wstępne

2.Proste operacje mat.i statystyczne

3.Analizy przestrzenne

4.Modelowanie procesów i zjawisk

Przetwarza wstępne

1.Usuwanie błędów powstałych w wyniku wprowadzania danych

2.Zmiana układu wsp.lub transformacja afiniczna

3.Łączenie danych zapisanych w sąsiednich warstwach lub podział danych

4.Integracja danych pochodzących z różnych źródeł w tym łączenie danych geo.

5.Generalizacja i klasyfikacja danych

6.Łączenie danych zapisanych w sąsiednich warstwach lub podział danych na odrębne warstwy tematyczne wynika głównie z uwarunkowań technologicznych

Zasięg przestrz.materiałów źródlanych(map,zdjęć lotniczych lub satelitarnych)wpływa na zasięg uzyskanych opracowań

Warunkiem umożliwiającym połączenie bez cząstkowych w jedną ciągłą bd jest:

1.Ten sam ukł.odniesienia

2.Ten sam typ obiektów

3.Ta sama struktura danych

4.Ten sam temat

Duża automatyzacja działań w trakcie łączenia (zachowanie szczególnej ostrożności,gdy obiekty są położone blisko siebie)

Bardzo prawdopodobna przebudowa topologii obiektów(jaki to będzie miało wpływ na część opisową bazy?)

Automatyczne dociągnięcia obiektów sąsiednich(z zasadą tolerancji)

Ograniczenia ilościowe dotyczące liczby linii opisujących wielokąt lub liczby vertexów(punktów pośrednich określających przebieg linii)opisujących skomplikowane obiekty liniowe.

Z drugiej strony podział bazy na fragmenty ułatwia skupienie uwagi na istotnych cechach badanego zjawiska czy obszaru(np.gminy,zlewni itp.)

Stosowanie metody podziału:

1.Wycinanie

2.Wymazywanie

3.Rozdzielania

Integracja danych-wzajemne dostosowanie danych

Poprzedzona transmisją i konwersją danych z różnych syst.bd obejmuje scalenie i harmonizowanie poszczególnych zbiorów i zastawów danych tak,aby tworzyły spójną całość(geometrycz.i opisowych)

Złożony problem wymagający badań naukowych

Obserwujemy 2 typy podejścia naukowego do problemu integracji,spojrzenie w aspekcie:semantycznym i przestrzennym

Obecnie silna tendencja do przesuwania ciężaru integracji

Semantyka-wchodzi w zakres semiotyki(badającej ogólną teorię znaku)zajmuje się badaniem związków,jakie zachodzą między wyrażeniami języka.

Uwzględnienie znaczenia danych to problem,który wynika z rozbieżności jakie występują w róznych bd.

Każda aplikacja w odmienny sposób klasyfikuje dane oraz w inny sposób je kategoryzuje.

Najczęstsze konflikty:

1.Znaczenia-wynika z odmiennych definicji lub interpretacji tego samego pojęcia

schematów-wynik różnic w zastosowanych schematach aplikacyjnych(np.różne klasy,atrybuty)

2.Konflikt nazewnictwa-stosowanie homonimów i synonimów(homonim-ta sama nazwa przypisana różnym danym,synonim-różne nazwy opisujące dane o tym samym znaczeniu)

Do rozwiązania problemów integracji semantycznej często wykorzystywana jest ontologia dająca bardziej jednoznaczne rozwiązania i minimalizująca problemy różnorodności semantycznej

Zapewnienie zgodności w przebiegu odpowiadających sobie elementów geometrycznych

Uzgodnienie styków pomiędzy danymi pochodzącymi od różnych dystrybutorów

Zapewnienie zgodności topologicznej wewnątrz warstw tematycznych(integracja pozioma)

Zapewnienie zgodności topologicznej pomiędzy warstwami tematycznymi(integracja pionowa)

Koszty i czasochłonność działań przy budowaniu poprawnej i zgodnej topologii obiektów sugerują zoptymalizowanie tego procesu.

Integracja danych geogr.to również łączenie i zapewnienie wspólnych możliwości analitycznych danych danych geometr.zapisanych w formie wektorowej i rastrowej oraz danych statystycznych z odpowiadającymi im jednostkami terytorialnymi.

XIII CZĘŚĆ

1.Transfer danych z innych(różnych)syst.

2.Usunięcie konfliktów semantycznych

3.Transformacja do jednolitego ukł.wsp.

4.Integracja przestrzenna danych geogr.

a)generalizacja danych

b)łączenie danych przechowywanych w syst.źródłowych w podziale arkuszowym lub administr.

c)korekcja błędnych danych i uzupełnienie danych brakujących

d)budowa topologii danych

e)weryfikacja spójności logicznej i topologicznej

f)integracja danych geomet.z danymi opis.

5.Integracja danych pomiędzy warstwami temat.-uzgodnienie topologii między poszczególnymi warstwami tem.

6.Indeksowanie danych

Pomimo obowiązujących standardów OGC i norm ISO przenoszenie danych pomiędzy różnymi syst.jest ciągle wielkim wyzwaniem.

Powód:

Różnice między narzędziami polegające na innym sposobie zapisu tych samych danych w syst.(różnice syntaktyczne)

Prowadzenie niedostatecznie sformalizowanych danych

GENERALIZACJA

Generalizacja to proces polegający na zmniejszeniu szczegółowości mapy będący konsekwencją zmniejszenia skali.

Reguły:

1.Zachowanie podst.struktury obiektów

2.Zachowanie charakterystyki danych geogr.

3.Czytelne przedstawienie danych geogr.

Powody:

1.Zapewnienie czytelności przekazu(stosowanie do treści i przeznaczenia mapy)

2.Uproszczenie i wygładzanie kształtów(przy wyższej niż potrzeby dokładności i szczegółowości mapy)

3.Analityczna i obliczeniowa sprawność syst.oraz żądana dokładność przeprowadzonych analiz przestrz.-uogólnienia rozumiane jako redukcja obiektów pozwalająca na badanie zjawisk skalowych

Powoduje:

1.Zmianę długości obiektów liniowych

2.Zmianę obwodu,pow.kształtu obszarów(obiektów powierzchniowych)

3.Dokładność(nie większa niż średni błąd położenia obiektów na mapie)

4.Obiekty dobrze identyfikowane 0,5mm w skali mapy

5.Niewyraźne granice obiektów 1mm w skali mapy

6.Typy generalizacji:

7.Ilościowa-związana z geometrią danych

8.Jakościowa-związana z atrybutami obiektów

Generalizacja ilościowa obejmuje wszystkie obiekty zarówno punktowe,liniowe,powierzchniowe,a jej działanie sprowadza się do wyboru obiektów,które zostaną przedstawione w skali mniejszej i uproszczeniu ich kształtu.

Kryteria:

1.Liczba obiektów

2.Wielkośći obiektów

3.Zastosowanie metody(np.usuwanie każdego n-tego punktu)

Generalizacja jakościowa polega na uogólnieniu infor.zawartej w bd

Musi być znany charakter zjawiska i metody klasyfikacji stosowane w różnych dziedzinach.

Im mniejsza liczba klas tym większa generalizacja

Modyfikowane są dane opisowe charakteryzujące obiekty co pozwala na zgeneralizowanie obrazu i łatwiejszą interpretacją zjawisk

Stopień trudności gen.danych geogr.zależy od organizacji bd.Bazy hierarchiczne znacznie łatwiej podlegają gen.

Subiektywizm gen.-dobór algorytmów i parametrów przez użytkownika.

Generalizacja obrazów rastrowych-polegająca na zmniejszeniu rozdzielczości przestrzennej danych czyli zwiększeniu powierzchni komórki rastra.

Główne kierunki rozwoju GIS:

W zakresie:

a)Baz danych

b)Analiz przestrzennych

c)Kartografii i teledetekcji

d)Systemów informacji)

1.Opracowanie podstaw teoretycznych modeli danych

2.Uwzględnienie aspektu czasu w modelowaniu danych geogr(model 4-D)

3.Modelowanie pojęciowe,a w szczególności wykorzystanie ontologii

4.Opracownie metod i technik analizy danych 4-wymiarowych

5.Rozwój metod analizy geostatycznych.

6.Wykorzystywanie teorii Fouriera i fraktali w analizach przestrz.

7.Dalszy rozwój teorii gen.i opracowanie operatorów automatyzujących proces gen.

8.Opracowanie metod wizualizacja danych geogr.opartych na nieliniowych algorytmów

9.Optymalizacja zapytań w syst.rozproszonych bd

10.Zwiększenie efektywności dostępu do bd i analiz przestrz.

11.Rozwój narzędzi

12.Poszukiwanie nowych zastosowań

1

Czym zajmuje się SIP?

SIP:

Źródła SIPu:

Czynniki przyspieszające rozwój SIP:

Kryteria klasyfikacji SIP:

Podział SIP na podgrupy systemowe:

Umiejscowienie SIP wśród syst.inf:

2

Akty normatywne:

Krajowy Syst,.Inf.o Terenie

Zastosowane metody i środki

Na czym polega prowadzenie SIP

Dziedziny,w których SIT odgrywa kluczową role

Komponenty SIP

3

Oprogramowanie aplikacyjne

Czynniki wpływające na

Dane geograficzne

Jakość danych geo

Cechy danych geo

Metody pozyskiwania danych

Pomiary terenowe

4

Mapa analogowa

Ogólna klasyfikacja map

Digitalizacja map analogowych

Etapy digitalizacji

Metody transformacji

Rodzaje digitalizacji map analogowych

5

Źródła danych SIP

6

Wprowadzenie danych ze źródeł pisanych

Kryteria obowiązujące przy wprowadzeniu danych

Identyfikacja danych

MODELOWE KODOWANIE DANYCH

Model wektorowy

7

Model TIN

Model rastrowy

8

Formaty danych

9

PROJEKTOWANIE BD

Modelowanie danych

Projektowanie-

Zalety dobrego projektu

Cele dobrego projektu

OLSZTYŃSKI SIT

10

Metody zarządzania danymi przestrzennymi

Metody klasyfikowania informacji

Metody wyszukiwania danych

Typowe pytania stawiane bazom danych

Standaryzacja modeli danych przestrz

Pojęcia języka UML

11

Regionalna Baza Danych

Organizacja dostępu do danych przestrzennych

Metody wyboru obiektów:

Wybór kolejności zastosowanych metod

Najprostszy rodzaj analizy danych przestrz

Nakładanie obszarów

Agregacja-

Wycinanie

Buforowanie

12

Analizy sieciowe

Najbardziej znane algorytmy:

Operacje na danych dzieli się na

Przetwarza wstępne

Stosowanie metody podziału:

Integracja danych

Obserwujemy 2 typy podejścia naukowego

Najczęstsze konflikty

Do rozwiązania problemów integracji

Integracja danych geogr

13

GENERALIZACJA

Główne kierunki rozwoju GIS:

1

Czym zajmuje się SIP?

SIP:

Źródła SIPu:

Czynniki przyspieszające rozwój SIP:

Kryteria klasyfikacji SIP:

Podział SIP na podgrupy systemowe:

Umiejscowienie SIP wśród syst.inf:

2

Akty normatywne:

Krajowy Syst,.Inf.o Terenie

Zastosowane metody i środki

Na czym polega prowadzenie SIP

Dziedziny,w których SIT odgrywa kluczową role

Komponenty SIP

3

Oprogramowanie aplikacyjne

Czynniki wpływające na

Dane geograficzne

Jakość danych geo

Cechy danych geo

Metody pozyskiwania danych

Pomiary terenowe

4

Mapa analogowa

Ogólna klasyfikacja map

Digitalizacja map analogowych

Etapy digitalizacji

Metody transformacji

Rodzaje digitalizacji map analogowych

5

Źródła danych SIP

6

Wprowadzenie danych ze źródeł pisanych

Kryteria obowiązujące przy wprowadzeniu danych

Identyfikacja danych

MODELOWE KODOWANIE DANYCH

Model wektorowy

7

Model TIN

Model rastrowy

8

Formaty danych

9

PROJEKTOWANIE BD

Modelowanie danych

Projektowanie-

Zalety dobrego projektu

Cele dobrego projektu

OLSZTYŃSKI SIT

10

Metody zarządzania danymi przestrzennymi

Metody klasyfikowania informacji

Metody wyszukiwania danych

Typowe pytania stawiane bazom danych

Standaryzacja modeli danych przestrz

Pojęcia języka UML

11

Regionalna Baza Danych

Organizacja dostępu do danych przestrzennych

Metody wyboru obiektów:

Wybór kolejności zastosowanych metod

Najprostszy rodzaj analizy danych przestrz

Nakładanie obszarów

Agregacja-

Wycinanie

Buforowanie

12

Analizy sieciowe

Najbardziej znane algorytmy:

Operacje na danych dzieli się na

Przetwarza wstępne

Stosowanie metody podziału:

Integracja danych

Obserwujemy 2 typy podejścia naukowego

Najczęstsze konflikty

Do rozwiązania problemów integracji

Integracja danych geogr

13

GENERALIZACJA

Główne kierunki rozwoju GIS:

---