Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

dr Paweł Sowiński

Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb / UWM w Olsztynie

[e-mail]

Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

=> współrzędne i geokodowanie <=

1) problem

2) geokodowanie

3) układy odniesienia

a) system euklida
b) długość / szerokość geograficzna
c) układ 1965
d) układ UTM
e) układ EUREF-89

4) dGPS lub inne mapy jako źródlło współrzędnych

5) resampling

Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

=> współrzędne i geokodowanie <=

1) problem

2) geokodowanie

3) układy odniesienia

a) system euklida
b) dlugość / szerokość geograficzna
c) układ 1965
d) układ UTM
e) układ EUREF-89

4) dGPS lub inne mapy jako źródło współrzędnych

5) resampling

geokodowanie w SIP

problemy i zadania

warstwa rastrowa (np. mapa, zdjęcie)

1) ... długość / powierzchnia wybranych obiektow?
2) ... pozycja / kierunek wybranych obiektow?
3) ... wspólne wyświetlenie warstw rastrowych/wektorowych?

Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

=> współrzędne i geokodowanie <=

1) problem

2) geokodowanie

3) układy odniesienia

a) system euklida
b) dlugość / szerokość geograficzna
c) układ 1965
d) układ UTM
e) układ EUREF-89

4) dGPS lub inne mapy jako źródło współrzędnych

5) resampling

warstwa rastrowa jako plik obrazowy

pozycja myszy

k: 8
w: 7

w

iersz

k

olumna

piksel

przetłumaczenie właściwości przestrzennych
obrazu
w informację przestrzenną mapy rastrowej

- raster: 672 K / 340 W
- wymiar fragmentu: 10.5 x 4.0 cm
- skala mapy 1:10.000

l.p. GCP

(1) obraz rastrowy

(kolumny / wiersze)

(2) mapa rastrowa

(współrzędne XY)

geokodowanie warstwy rastrowej

- za pomocą „ground control points“ (GCP) -

punkt zerowy obrazu

punkt zerowy mapy

geokodowanie warstwy rastrowej

- za pomocą „ground control points“ (GCP) -

(1) obraz rastrowy

(kolumny / wiersze)

(2) mapa rastrowa

współrzędne (XY)

GCP pair

difference C

difference L

difference Y

difference X

Hypoth CL

Hypoth XY

pixel / m

m / pixel

1 & 2

-33.34

241.38

-400

0

243.67

400.00

0.609

1.642

1 & 3

-621.44

-78.68

0

-1050

626.40

1050.00

0.597

1.676

1 & 4

-653.45

162.7

-400

-1050

673.40

1123.61

0.599

1.669

2 & 3

-588.1

-320.06

400

-1050

669.55

1123.61

0.596

1.678

2 & 4

-620.11

-78.68

0

-1050

625.08

1050.00

0.595

1.680

3 & 4

-32.01

241.38

-400

0

243.49

400.00

0.609

1.643

mean

0.60

1.66

geokodowanie warstwy rastrowej

- za pomocą „ground control points“ (GCP) / obliczenie rozdzielczości -

dokładność geokodowania

=> Residual Mean Square Error / RMSE

< 1 piksel

geokodowanie warstw w SIP

geokodowanie

- mierzenia odległości lub powierzchni -

Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

=> współrzędne i geokodowanie <=

1) problem

2) geokodowanie

3) układy odniesienia

a) system euklida

b) dlugość / szerokość geograficzna
c) układ 1965
d) układ UTM
e) układ EUREF-89

4) dGPS lub inne mapy jako źródło współrzędnych

5) resampling

punkt zerowy obrazu

punkt zerowy mapy

system Euklida (prosty system XY)

- geokodowanie bez inforamcji o systemie odwzorowanym (tj. kartograficznym) -

(1) obraz rastrowy

(kolumny / wiersze)

(2) mapa rastrowa

(współrzędne XY)

- plik skanowany: 672 K / 340 W
- wymiar fragmentu: 10.5 x 4.0 cm
- skala mapy 1:10.000

Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

=> współrzędne i geokodowanie <=

1) problem

2) geokodowanie

3) układy odniesienia

a) system euklida

b) długość / szerokość geograficzna

c) układ 1965
d) układ UTM
e) układ EUREF-89

4) dGPS lub inne mapy jako źródło współrzędnych

5) resampling

2 punkty (lat/lon) - odleglosc??

długość (LONgitude) i szerokość (LATitude) geograficzna

systemy GPS

długość

szerokość

http://www.kowoma.de

"WGS 84" (world geodetic system 1984)

powierzchnia kuli ziemskiej <=> arkusz mapy kartograficznej

odwzorowanie kartograficzne

Eastman 2006 (Idrisi ANDES)

definicja elipsoidy referencyjnej (osi a & b)

Eastman 2006 (Idrisi ANDES)

powierzchnia kuli ziemskiej <=> arkusz mapy kartograficznej

odwzorowanie kartograficzne

geoida

fragment mapy topograficznej / arkusz # 223.32 (Rumy)

skala mapy:

1 : 25 000

odleglość miedzy liniami:

4 cm

odleglość w rzeczywistosci:

...?

=> współrzędne i jednostki
560 /

5

61 kilometr

900 /

8

99 kilometr

układ odniesienia

- układ współrzędnych 1965 / Polska -

fragment from topographic map 223.32 (Rumy); scale 1:25 000

X

1

: 4

560

000 m

Y

1

: 5

900

000 m

X

3

: 4

561

000 m

Y

3

: 5

899

000 m

X

4

: 4

560

000 m

Y

4

: 5

899

000 m

X

2

: 4

561

000 m

Y

2

: 5

900

000 m

układ odniesienia

- układ współrzędnych 1965 / Polska -

Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

=> współrzędne i geokodowanie <=

1) problem

2) geokodowanie

3) układy odniesienia

a) system euklida
b) dlugość / szerokość geograficzna
c) układ 1965

d) układ UTM

e) układ EUREF-89

4) dGPS lub inne mapy jako zrodlo współrzędnych

5) resampling

stworzenie mapy w układzie Universal Transverse Mercator

http://www.kowoma.de/gps/geo/Projektionen.htm

układ odniesienia

- układ Universal Transverse Mercator (UTM) -

strefy UTM dla Europy

układ odniesienia w Europie

- układ Universal Transverse Mercator (UTM) -

Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

=> współrzędne i geokodowanie <=

1) problem

2) geokodowanie

3) układy odniesienia

a) system euklida
b) dlugość / szerokość geograficzna
c) układ 1965
d) układ UTM

e) układ EUREF-89

4) dGPS lub inne mapy jako zrodlo współrzędnych

5) resampling

układ odniesienia

EUREF89 / 1992 (lub ETRS 89) - układ dla calej Polski

długość geograficzna źródłowa:

19° (wschód)

szerokość geograficzna źródłowa :

0° (= równik)

false easting:

+ 500 000 m

false northing:

- 5 300 000 m

współczynnik zmiany skali (meridian centralny): 0.9993

Flacke/ESRI (2007)

x = 0
y = 0

Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

=> współrzędne i geokodowanie <=

1) problem

2) geokodowanie

3) układy odniesienia

a) system euklida
b) dlugość / szerokość geograficzna
c) układ 1965
d) układ UTM
e) układ EUREF-89

4) dGPS lub inne mapy jako źrodło współrzędnych

5) resampling

geokodowanie bez informacji o układzie odniesienia

- Mierzenie GCP za pomocą GPS -

geokodowanie bez informacji o układzie odniesienia

- Punkty GCP od obiektów referencyjnych -

mapa lub zdjęcie (już geokodowana/e)

(obiekt referencyjny)

zdjęcie lotnicze nie geokodowane

(obiekt wyjściowy)

rozrzucić punkty tak równo jak tylko możliwe

geokodowanie

- wyświetlić warstwy -

mapa topograficzna (1:10.000)

... + zdjęcie lotnicze (1997 / 1:26.000)

zdjęcie-do-mapa

... + zdjęcie lotnicze (2006), dane dGPS, ...

zdjęcie-do-zdjęcie
zdjęcie-do-GPS

Systemy Informacji Przestrzennej / SIP

Geographic Information Systems / GIS

=> współrzędne i geokodowanie <=

1) problem

2) geokodowanie

3) układy odniesienia

a) system euklida
b) dlugość / szerokość geograficzna
c) układ 1965
d) układ UTM
e) układ EUREF-89

4) dGPS lub inne mapy jako źrodło współrzędnych

5) resampling

Metoda resamplingu - nearest neighbour

1,0 m

6,0 m

12,0 m

18,0 m

Metoda resamplingu - bilinear interpolation

1,0 m

6,0 m

12,0 m

wyświetlenie

kartograficzne

(ekran

, drukarka)

bazy danych

obiekty przestrzenne

atrybuty obiektów

komponenty SIP

import, eksport, tworzenie warstw

wprowadzazenie zmiań

dane przestrenne i nieprzestrzenne

analiza baz danych

dane przestrzenne i nieprzestrzenne

przetworzenie baz danych

dane przestrzenne i nieprzestrzenne

analiza statystyczna

a. klasyczna

lub przestrzenna

(geostatistics), interpolacja, ...

przetworzenie obrazów

geokodowanie

, klasyfikacja,

...

"decision support"

niepewności, błędy,

ryzyko, symulacja, ...

elementy konieczne...

elementy dodatkowe...