background image

 

1

Dariusz Gotlib 

Instytut Fotogrametrii i Kartografii 

Politechnika Warszawska 

 

 

 

 

Moz liwosc wykorzystania baz danych o ro z nym stopniu 

szczego ąowosci do budowy krajowej infrastruktury danych 

przestrzennych

1

 

 

 

Wprowadzenie 

 

W  roku  2004  rozpocze to  szereg  prac  koncepcyjnych  dotyczacych  sposobu  realizacji  

infrastruktury  danych  przestrzennych  (SDI  ż ang.  Spatial  Data  Infrastructure)  w  Polsce  w 

oparciu  o  juz  istniejace  bad´   tworzone  bazy  danych  i  w  ramach  istniejacych  struktur 

organizacyjnych i rozwiazan prawnych. 

Rozporzadzenie 

Ministra 

Rozwoju 

Regionalnego 

Budownictwa 

sprawie 

szczego śowych zasad i trybu zaśozenia i prowadzenia krajowego systemu informacji o terenie 

z  dnia  5  kwietnia  2001  roku  powierza  Gśo wnemu  Geodecie  Kraju  zaśozenie  i  prowadzenie 

systemu  informacji  o  terenie  w  zakresie  dotyczacym  obszaru  caśego  kraju.  Zgodnie  z 

nowelizowanym  prawem  geodezyjnym  i  kartograficznym  Krajowy  System  Informacji 

Geograficznej (KSIG) stanowi referencyjny rejestr panstwowy, zawiera standaryzowane bazy 

danych  przestrzennych,  dotyczace  obszaru  kraju,  a  takze  procedury  i  techniki  sśuzace 

systematycznemu  zbieraniu,  aktualizowaniu,  przetwarzaniu  i  udoste pnianiu  danych.  Wsro d 

tych baz danych nalezy wymienic przede wszystkim: 

§ Ogo lnogeograficzna Baze  Danych (poziom skalowy 1:250 000 i mniejszy), 

§ Baze  danych VMAP poziomu 2 (poziom skalowy 1: 50 000), 

§ Baze  Danych Topograficznych (poziom skalowy 1:10 000), 

§ Baze  ortofotomap cyfrowych, 

                                                      

1

 

Opracowanie  zrealizowano  w  ramach  Projektu  Badawczego  KBN  ”System  informacji  topograficznej  kraju  -  

teoretyczne i metodyczne opracowanie koncepcyjne   z realizowanego na Politechnice Warszawskiej

 

background image

 

2

§ Dane pochodzace z ewidencji grunto w i budynko w, 

§ Mapy zasadnicze.  

 

Dotychczas  przy  tworzeniu  baz  danych  najcze sciej  stosowano  podejscie  podobne jak 

przy  opracowywaniu  map  tzn.  dla  tworzonej  bazy  danych  wybierano  okreslony  ”poziom 

skalowy  (definiujacy zakres tresci i dokśadnosc pośozenia obiekto w), kto ry wpśywa zaro wno 

na  mozliwosci  po ´ niejszego  wykorzystania  bazy  danych  jak  i  na  czas  oraz  koszty  takiego 

opracowania. Obraz rzeczywistosci przedstawiany przez tak skonstruowana baze  danych jest 

tak  samo  dokśadny  i  szczego śowy  w  dowolnym  fragmencie  opracowywanego  obszaru 

(pomijajac  ewentualne  bśe dy).  W  przypadku opracowan  o  wie kszej  szczego śowosci (np.  naz 

poziomie  1:10  000)  oznacza  to  najcze sciej  dśugi  okres  dojscia  do  kompletnego  pokrycia 

obszaru  kraju  mapa  i  duze  ro znice  w  stanie  aktualnosci  pomie dzy  arkuszami  opracowanymi 

na poczatku i koncu prac. 

O  ile  jednak  w  przypadku  opracowania  mapy  w  zasadzie  nie  ma  innej  mozliwosci  o 

tyle  w  przypadku  tworzenia  bazy  danych  nie  istnieja  bariery  technologiczne  wymuszajace 

takie  poste powanie.  Warto  wie c  rozwazyc  mozliwosc  opracowania  bazy  danych  o  tresci 

zmieniajacej  sie   w    ro znych  fragmentach  przestrzeni  w  zaleznosci  od  charakteru 

opracowywanego obszaru, potrzeb odbiorco w bazy danych na poszczego lnych obszarach oraz 

przesśanek organizacyjno-ekonomicznych np. od rodzaju doste pnych  aktualnych materiaśo w 

´ ro dśowych.  Stworzenie  takiej  bazy  danych  wymaga  opracowania  specjalnego  modelu 

danych a naste pnie odpowiednich metod analiz i doste pu do danych w tym metod wizualizacji 

danych. Podejscie takie rodzi szereg wyzwan zaro wno w sensie technologii informatycznych 

jak i wiele inspiracji dotyczacych metod prezentacji kartograficznej.  Korzyscia jest natomiast 

mozliwosc  znacznie  szybszego  pokrycia  spo jnymi  danymi  caśej  powierzchni  kraju  i 

optymalizacja koszto w. 

 Przy  obecnej  fazie  definiowania  SDI  w  Polsce  widac  wyra´ na  mozliwosc 

zastosowania tego podejscia przy dalszym rozwoju Bazy Danych Topograficznych. W dalszej 

cze sci  opracowania  przedstawione  zostana  podstawowe  zaśozenia  koncepcyjne  dotyczace 

mozliwosci utworzenia takiej bazy o ro znym poziomie szczego śowosci zaleznie od obszaru z 

jednoczesnym zachowaniem tego samego modelu poje ciowego i spo jnosci danych. 

 

 

 

 

background image

 

3

Zarzadzanie danymi na ro z nych poziomach uogo lnienia 

 

 

Rozwiazaniem  wartym  przeprowadzenia  dokśadnych  analiz  i  eksperymento w 

praktycznych  wydaje  sie   rozwiazanie  polegajace  na  opracowaniu  baz  danych  o  modelu 

poje ciowym pozwalajacym na   gromadzenie danych na ro znych poziomach szczego śowosci 

w  ro znych  cze sciach  przestrzeni  ale  z  zachowaniem  tego  samej  dokśadnosci  opisu 

geometrycznego  obiekto w.  Umozliwiśoby  to  stosunkowo  szybkie  opracowanie  bazy  danych 

w  skali  caśego  kraju  na  poziomie  dokśadnosci  wśasciwym  np.  dla  bazy  danych 

topograficznych  i  map  topograficznych  1:10  000,  ale  o  ograniczonym  zakresie  tresci 

odpowiadajacym np. VmapL2 czy mapie 1:50 000. W razie potrzeby teren przedstawiony w 

sposo b  uogo lniony  moze  ulec  uszczego śowieniu  wraz  z  pojawieniem  sie   takich  potrzeb  i 

rozwojem bazy danych. Podejscie to pozwala na szybki rozwo j bazy danych juz w pierwszym 

etapie,  dzie ki  wydzieleniu  obszaro w  kraju  o  ro znych  potrzebach  informacyjnych.  Taka 

skonstruowana  baza  danych  umozliwia  dodatkowo  śatwe  wydawanie  uzytkownikom  danych 

uogo lnionych, a takze uśatwia prezentacje kartograficzne danych. 

Realizacja  tej  idei  wydaje  sie   szczego lnie  śatwa  obecnie  w  chwili,  kiedy  w  skali  caśego 

kraju  powstaje  ortofotomapa  cyfrowa  dla  potrzeb  Agencji  Restrukturyzacji  i  Modernizacji 

Rolnictwa.  Podejscie  takie  pozwoliśoby  na  peśne  wykorzystanie  doskonaśego,  obecnie 

aktualnego  materiaśu    i  daśoby  mozliwosc  uzyskania  w  ciagu  2-3  lat  zdolnosci  operacyjnej 

bazy  danych  i  mozliwosci  finansowania  w  wybranych  obszarach  bazy  na  peśnym  poziomie 

szczego śowosci. 

Baze   tego  typu  nazywana  dalej  umownie  ”´ ro dśowa  baza  danych     zawieraśaby 

wszystkie  klasy  obiekto w  niezbe dne  do  tworzenia  opracowan  (baz  i  map  pochodnych)  na 

”mniejszych poziomach skalowych  . Proces tworzenia opracowan pochodnych polega w tym 

przypadku w duzej mierze jedynie na wykonaniu generalizacji ksztaśtu, pośozenia, eliminacji 

obiekto w  niespeśniajacych  kryterio w  wielkosciowych  oraz  na  wykonaniu  redakcji  mapy 

(wygenerowanie i ustawienie opiso w, odsunie cia obiekto w, nadanie symboliki itp.). 

Istotna  zaleta  tego  podejscia  jest  utrzymanie  dokśadnosci  opisu  geometrycznego 

wszystkich  obiekto w  w  bazie  danych  i  jednolity  proces  generalizacji  do  pochodnych  baz 

danych. Nalezy przy tym zauwazyc, iz np. pracochśonnosc pozyskania danych na podstawie 

ortofotomapy  z  dokśadnoscia  wśasciwa  opracowaniom  odpowiadajacym  skalom  1:10  000  a 

opracowaniom 1:50 000 jest zblizona. W pierwszym przypadku nalezy dokonywac cze stszego 

”wstawiania   punkto w  definiujacych  linie  i  poligony,  w  drugim  natomiast  nalezy  podczas 

background image

 

4

wprowadzania  danych  dokonywac  generalizacji,  kto ra  wymaga  wie kszej  wprawy  operatora, 

oraz jest potencjalnym ´ ro dśem bśe do w. 

W  celu  zrealizowania  idei  bazy  wielu  poziomo w  szczego śowosci  koniecznym  jest  

sklasyfikowanie obiekto w w sposo b hierarchiczny, tak aby  poszczego lne  poziomy hierarchii 

odpowiadaśy ro znym poziomom szczego śowosci dla danego modelu danych. Oznacza to dosc 

nietypowe  z  punktu  widzenia  baz  danych  podejscie,  w  kto rym  w  jednej  bazie  danych 

mogśyby wspo śistniec obiekty nalezace do klas na ro znych poziomach hierarchii. Pomimo, iz 

klasy ”Teren zadrzewiony  jest nadklasa w stosunku do klas ”Las lisciasty  i ”Las iglasty  to 

w jednej bazie danych moga wystapic obiekty zaklasyfikowane zaro wno jako ”Las lisciasty , 

”Las iglasty  oraz jako ”Teren zadrzewiony . 

W  razie  potrzeby  i  mozliwosci  uszczego śowienia  bazy  danych  na  danym  obszarze  w 

trakcie  jej  rozwoju  mozliwe  jest  zaklasyfikowanie  obiekto w  ”Teren  zadrzewiony   do 

nizszego  poziomu  klasyfikacyjnego.  W  przypadku  obiekto w  o  reprezentacji  punktowej 

oznacza to tylko dopisanie odpowiednich atrybuto w klasyfikacyjnych natomiast w przypadku 

obiekto w  o  reprezentacji  powierzchniowej  lub  liniowej  wymagac  moze  dodatkowo 

modyfikacji  geometrii  (np.  podziaśu  powierzchni  na  cze sci  lub  segmentacji  linii).  Jezeli 

podczas  uszczego śawiania  bazy  danych  uzyskujemy  informacje ,  iz  caśy  teren  zadrzewiony 

jest  lasem  lisciastym  wystarczy  wprowadzenie  odpowiedniego  atrybutu  lub  zmiana  kodu 

klasyfikacyjnego.  Jezeli  jednak  teren  zadrzewiony  w jednej  cze sci jest  lasem  lisciastym  a  w 

innej  cze sci  lasem  iglastym  to  dodatkowo  poza  uszczego śowieniem  kodu  klasyfikacyjnego 

konieczna  jest  modyfikacja  geometrii  obiektu  pierwotnego  i  wydzielenie  dwo ch  mniejszych 

obiekto w  powierzchniowych.  Z  kolei  jezeli  dla  potrzeb  wizualizacji  lub  wydania  danych  na 

mniejszym  poziomie  szczego śowosci  mozliwe  be dzie  wykonanie  prostej  agregacji  danych 

poprzez  scalenie  geometryczne  obiekto w  mniejszych  i  zmiane   kodu  klasyfikacyjnego  na 

wyzszy w hierarchii lub tylko zmiane  kodu klasyfikacyjnego jezeli nie mamy do czynienia z 

obiektami sasiadujacymi. 

W  przypadku  tworzenia  bazy  na  nizszym  poziomie  szczego śowosci  mozliwe  be dzie 

zrezygnowanie  caśkowicie  z  wprowadzania  niekto rych  klas  obiekto w  np.  niemozliwych  do 

wprowadzenia  bez  przeprowadzenia  aktualizacji  terenowej  lub  mniej  istotnych  z  punktu 

widzenia funkcji bazy danych np. fontanna, gśaz itp..  

Na  ponizszych  rysunkach  pokazano  przykśady  przedstawienia  terenu  na  ro znych 

poziomach  informacyjnych  w  jednej  bazie  danych.  Rysunki  1,  2  ilustruja  mozliwosci 

przedstawienia  terenu  na  dwo ch  poziomach  uogo lnienia.  Rysunki  3  i  4  ilustruja  natomiast 

background image

 

5

mozliwosci wspo śistnienia w jednej bazie obiekto w znajdujacych sie  na ro znych poziomach w 

klasyfikacji.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 1 Baza na 1 poziomie uogo lnienia 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys. 2 Baza na 2 poziomie uogo lnienia 

 

background image

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys.  4  Mozliwosc  wspo śistnienia  w  jednej  bazie  danych  obiekto w  na  ro znych  poziomach 

usogo lnienia. 

background image

 

7

 

 

Podsumowanie 

 

 

Zaprezentowane  podejscie  jest  podejsciem nowym, nie  stosowanym  dotad  w praktyce  w 

naszym  kraju.  Koncepcja  ta  jest  zbiezna  w  pewnych  aspektach  z  koncepcja  tworzenia  baz 

wielorozdzielczych (MRDB ż ang. Multiresolution/multirepresentation DataBase) wykracza 

jednak  nieco  dalej.  Wdrozenie  tego  podejscia  wymaga  dalszych  eksperymento w 

praktycznych, kto re pozwola ocenic zalety i wady metody  przy  opisywaniu ro znego rodzaju 

terenu i rozpoznaniu szeregu przypadko w szczego lnych.  

Udana  realizacja  tego  podejscia  z  jednej  strony  wprowadzic  moze  nowy  sposo b 

widzenia  i  konstrukcji  baz  danych  GIS  z  drugiej  strony  moze  miec  duze  znaczenie  ze 

wzgle do w  ekonomiczno-organizacyjnych.  W  szczego lnosci  moze  miec  kluczowe  znaczenie 

dla  sukcesu  programu  Budowy  Bazy  Danych  Topograficznych  w  Polsce  ze  wzgle du  na 

mozliwosci  peśnego  wykorzystania  pojawiajacych  sie   obecnie  w  skali  kraju  materiaśo w 

´ ro dśowych  (ortofotomapa)  oraz  ze  wzgle du  na  mozliwosc  znacznie  szybszego  niz  przy 

standardowym podejsciu czasu dojscia do poziomu operacyjnego bazy danych pozwalajacego 

na samofinansowanie jej dalszej realizacji. Moze miec tez znaczenie w kontekscie powiazania 

danych BDT i VmapL2 drugiego wydania a tym samym na koncepcje  SDI w Polsce.