Cyfroteka.pl

klikaj i czytaj online

Cyfro
Czytomierz
00069 009109 11212925 na godz. na dobę w sumie
Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS - książka
Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS - książka
Autor: , Liczba stron: 286
Wydawca: Helion Język publikacji: polski
ISBN: 83-7361-846-5 Data wydania:
Lektor:
Kategoria: ebooki >> komputery i informatyka >> digital lifestyle >> inne
Porównaj ceny (książka, ebook, audiobook).

Blisko 80% decyzji w administracji publicznej związanych jest z informacją przestrzenną (geoinformacją). Struktury danych przestrzennych stają się częścią biznesowych baz danych, a techniki przetwarzania danych przestrzennych -- częścią systemów biznesowych.

Systemy Informacji Geograficznej (GIS) służą do pozyskiwania, gromadzenia, integrowania, analizowania, weryfikowania, transferowania i udostępniania danych przestrzennych (geoprzestrzennych) opisujących nasz świat i zachodzące w nim zjawiska. GIS pozwala zapanować nad wszelkimi informacjami o charakterze przestrzennym (geoinformacjami).

Książka jest adresowana zarówno do osób, które pragną się dowiedzieć, co to jest GIS, jak i tym, które chciałyby swoją wiedzę usystematyzować i poszerzyć. Dzięki niej zdobędziesz obszerną wiedzę o:

dowiesz się także, czym są:

Książka jest przeznaczona dla użytkowników wykorzystujących GIS jako mapę numeryczną w celach rekreacyjno-turystycznych, np. w połączeniu z GPS a także profesjonalistów, którzy chcą wykorzystywać GIS w swojej codziennej pracy, niezależnie od tego, czy chodzi o firmę komercyjną, instytucję publiczną czy urząd administracji państwowej.

W każdym z tych przypadków -- i niezależnie od konkretnego celu -- GIS służy jako system do wspomagania podejmowania decyzji w wielu różnych dziedzinach zastosowań.

'Kompendium wiedzy na temat Systemów Informacji Geograficznej (GIS, SIP, SIT, LIS)'

Without geography you are nowhere!
Jimmy Buffet (fotograf i eseista pracujący dla National Geographic)

Znajdź podobne książki Ostatnio czytane w tej kategorii

Darmowy fragment publikacji:

IDZ DO IDZ DO PRZYK£ADOWY ROZDZIA£ PRZYK£ADOWY ROZDZIA£ SPIS TREĎCI SPIS TREĎCI KATALOG KSI¥¯EK KATALOG KSI¥¯EK KATALOG ONLINE KATALOG ONLINE ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG TWÓJ KOSZYK TWÓJ KOSZYK DODAJ DO KOSZYKA DODAJ DO KOSZYKA CENNIK I INFORMACJE CENNIK I INFORMACJE ZAMÓW INFORMACJE ZAMÓW INFORMACJE O NOWOĎCIACH O NOWOĎCIACH ZAMÓW CENNIK ZAMÓW CENNIK CZYTELNIA CZYTELNIA FRAGMENTY KSI¥¯EK ONLINE FRAGMENTY KSI¥¯EK ONLINE Wydawnictwo Helion ul. Chopina 6 44-100 Gliwice tel. (32)230-98-63 e-mail: helion@helion.pl Systemy Informacji Geograficznej. Zarz¹dzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Autorzy: Leszek Litwin, Grzegorz Myrda ISBN: 83-7361-846-5 Format: B5, stron: 296 Blisko 80 decyzji w administracji publicznej zwi¹zanych jest z informacj¹ przestrzenn¹ (geoinformacj¹). Struktury danych przestrzennych staj¹ siê czêġci¹ biznesowych baz danych, a techniki przetwarzania danych przestrzennych — czêġci¹ systemów biznesowych. Systemy Informacji Geograficznej (GIS) s³u¿¹ do pozyskiwania, gromadzenia, integrowania, analizowania, weryfikowania, transferowania i udostêpniania danych przestrzennych (geoprzestrzennych) opisuj¹cych nasz ġwiat i zachodz¹ce w nim zjawiska. GIS pozwala zapanowaæ nad wszelkimi informacjami o charakterze przestrzennym (geoinformacjami). Ksi¹¿ka jest adresowana zarówno do osób, które pragn¹ siê dowiedzieæ, co to jest GIS, jak i tym, które chcia³yby swoj¹ wiedzê usystematyzowaæ i poszerzyæ. Dziêki niej zdobêdziesz obszern¹ wiedzê o: • ĥród³ach pozyskiwania danych przestrzennych (obrazów satelitarnych, GPS), • przeprowadzaniu analiz danych przestrzennych, • stosowaniu GIS w praktyce, • dostêpnym na rynku oprogramowaniu GIS, dowiesz siê tak¿e, czym s¹: • informacja przestrzenna (geoinformacja), dane przestrzenne, metadane, • GIS (SIP, SIT, LIS), Web GIS, 3D GIS, Mobile GIS... • …a w razie uczucia niedosytu mo¿esz zajrzeæ na strony internetowe, których adresy podano w ksi¹¿ce. Ksi¹¿ka jest przeznaczona dla u¿ytkowników wykorzystuj¹cych GIS jako mapê numeryczn¹ w celach rekreacyjno-turystycznych, np. w po³¹czeniu z GPS a tak¿e profesjonalistów, którzy chc¹ wykorzystywaæ GIS w swojej codziennej pracy, niezale¿nie od tego, czy chodzi o firmê komercyjn¹, instytucjê publiczn¹ czy urz¹d administracji pañstwowej. W ka¿dym z tych przypadków — i niezale¿nie od konkretnego celu — GIS s³u¿y jako system do wspomagania podejmowania decyzji w wielu ró¿nych dziedzinach zastosowañ. „Kompendium wiedzy na temat Systemów Informacji Geograficznej (GIS, SIP, SIT, LIS)” Without geography you are nowhere! Jimmy Buffet (fotograf i eseista pracuj¹cy dla National Geographic) Spis treści Wstęp — od Autorów ...................................................A...........................9 Rozdział 1. Co to jest GIS ...................................................A...................................13 Co oznacza skrót GIS ...................................................r...................................................r.......13 Różne definicje GIS ...................................................r...................................................r.........14 GIS — podłoże historyczne ...................................................r................................................16 Rozdział 2. Podstawowe pojęcia GIS ...................................................A....................25 Podstawowe cechy systemów GIS ...................................................r......................................25 Podstawowe funkcje systemów GIS ...................................................r...................................35 Przykładowe funkcje analiz przestrzennych ...................................................r.................38 Co to jest mapa cyfrowa ...................................................r...................................................r...40 Warstwa ...................................................r...................................................r.....................42 Obiekt ...................................................r...................................................r........................43 Atrybuty opisowe ...................................................r...................................................r.......44 Mapa ciągła ...................................................r...................................................r................46 Mapa rastrowa a mapa wektorowa ...................................................r......................................48 Dane typu wektorowego ...................................................r...............................................48 Dane typu rastrowego ...................................................r...................................................r49 Modele danych przestrzennych ...................................................r...........................................52 Relacyjne bazy danych ...................................................r.................................................53 Obiektowe bazy danych ...................................................r................................................53 Funkcjonalność przestrzennych baz danych ...................................................r.................54 Model danych: topologiczny czy obiektowy? ...................................................r...............55 Układy odniesień przestrzennych ...................................................r........................................57 Rozdział 3. Dane przestrzenne i metadane ...................................................A...........61 Dane ...................................................r...................................................r.................................61 Dane przestrzenne (geograficzne) ...................................................r.......................................62 Źródła danych przestrzennych ...................................................r......................................62 Metody pozyskiwania danych przestrzennych ...................................................r....................88 Obrazy satelitarne, zdjęcia lotnicze, zdjęcia naziemne ...................................................r.90 Mapy i plany ...................................................r...................................................r..............98 Dokładność danych przestrzennych ...................................................r....................................99 Dokładność i precyzja danych ...................................................r....................................101 6 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Bazy danych GIS ...................................................r...................................................r...........102 Model bazy danych przestrzennych dla parku narodowego — przykład bazy danych dla Systemu Informacji Geograficznej ................................103 Metadane ...................................................r...................................................r........................107 Bazy metadanych ...................................................r...................................................r.....110 Rozdział 4. Analizy danych przestrzennych ...................................................A.........111 Przykłady analiz wykonanych z wykorzystaniem możliwości analitycznych oprogramowania GIS oraz innego (CAD, geodezyjnego itd.) ...........................................112 Przygotowanie danych przestrzennych do analiz ...................................................r........112 Numeryczne modele danych przestrzennych ...................................................r..............113 Analizy danych przestrzennych — przykłady ...................................................r.............116 Rozdział 5. WEB-GIS...................................................A...........................................129 Rodzaje serwisów internetowych do pracy z danymi przestrzennymi ..................................130 Cienki klient......................................r...................................................r...........................130 Średni klient...................................................r...................................................r..............132 Gruby klient ...................................................r...................................................r..............133 WEB-GIS od środka ...................................................r...................................................r.......135 Co się dzieje po stronie serwera? ...................................................r.................................135 Serwery OGC...................................................r...................................................r..................137 Rozdział 6. 3D GIS ...................................................A............................................141 Technologia tworzenia mapy 3D — mapa fragmentu zabudowy miejskiej .........................142 Źródła danych ...................................................r...................................................r..........142 Konwersja danych do postaci numerycznej ...................................................r................142 Numeryczny model danych (3D) ...................................................r................................142 Modelowanie obiektów 3D ...................................................r.........................................143 Tekstury z pokryciem terenu ...................................................r.......................................144 (Fotorealistyczna) wizualizacja mapy 3D ...................................................r...................145 3D GIS w planowaniu przestrzennym — przykład obszaru miejskiego centrum biznesowego ...................................................r...................................146 Mapa topograficzna — przykłady wizualizacji 3D ...................................................r...........148 Fotorealistyczny model 3D terenu ...................................................r..............................153 Mapa 3D terenu — wizualizacja wyników analiz na trójwymiarowym modelu terenu ....158 Rozdział 7. Mobile-GIS ...................................................A......................................161 Mobilna rewolucja ...................................................r...................................................r.........161 Możliwości systemów Mobile-GIS ...................................................r...................................163 Zalety automatycznej lokalizacji ...................................................r.......................................165 Rozdział 8. GPS ...................................................A................................................167 Jak to działa .....................................r...................................................r..................................168 System NAVSTAR ...................................................r...................................................r..170 System GALILEO ...................................................r...................................................r...170 System GLONASS ...................................................r...................................................r..171 GPS a korzystanie z map ...................................................r............................................171 Rodzaje odbiorników GPS ...................................................r................................................172 Zastosowania systemów typu GPS ...................................................r....................................172 Rozdział 9. Przykłady zastosowań ...................................................A......................175 Geomarketing, analizy przestrzenne w biznesie ...................................................r................177 Analizy produktów ...................................................r...................................................r..177 Analizy klientów ...................................................r...................................................r......178 Spis treści 7 Analizy sprzedaży ...................................................r...................................................r....179 Analizy dystrybucji ...................................................r...................................................r..180 System Informacji Geograficznej oparty na wykorzystaniu serwera mapowego. Przykład Web GIS ...................................................r...................................................r.......182 System Informacji Geograficznej w gospodarce rolnej ...................................................r.....196 Inne przykładowe projekty GIS dostępne przez internet ................................................200 Rozdział 10. Interoperacyjność w świecie GIS ...................................................A......201 Open Geospatial Consortium i Komitet Techniczny 211 ISO ..............................................202 GML ...................................................r...................................................r........................204 Dostęp do danych z różnych źródeł określany specyfikacjami OGC .............................208 Infrastruktury danych przestrzennych ...................................................r...............................211 Integracja danych i usług ...................................................r............................................213 Jak to się robi w USA ...................................................r.................................................216 Rozdział 11. Ludzie i sprzęt ...................................................A.................................219 Ludzie — twórcy i użytkownicy GIS ...................................................r................................219 Sprzęt w zastosowaniach GIS ...................................................r...........................................220 Sprzęt komputerowy ...................................................r...................................................r221 Pozostały sprzęt ...................................................r...................................................r.......222 Rozdział 12. Oprogramowanie GIS ...................................................A.......................223 Rodzaje pakietów oprogramowania GIS ...................................................r...........................223 Czym się kierować przy wyborze systemu ...................................................r........................225 Różne metody wdrażania systemu GIS ...................................................r.............................227 Dostosowywanie systemu do własnych potrzeb ...................................................r...............229 Przykłady oprogramowania komercyjnego ...................................................r.......................230 ESRI ArcGIS ...................................................r...................................................r...........230 Intergraph GeoMedia ...................................................r..................................................233 MapInfo ...................................................r...................................................r...................234 Bentley Microstation Geographics ...................................................r..............................234 Autodesk GIS ...................................................r...................................................r...........236 Manifold GIS ...................................................r...................................................r...........237 TatukGIS Internet Server ...................................................r............................................238 ISPIK ISDP ...................................................r...................................................r..............238 Przykłady oprogramowania Open Source ...................................................r.........................239 GRASS ...................................................r...................................................r....................240 POSTGIS ...................................................r...................................................r.................241 GDAL i OGR ...................................................r...................................................r...........243 OpenMap ...................................................r...................................................r.................245 Deegree ...................................................r...................................................r....................246 UMN MapServer ...................................................r...................................................r.....246 GEOSERVER ...................................................r...................................................r..........246 GEOTOOLS ...................................................r...................................................r............247 Dodatek A Słowniczek ...................................................A......................................249 Dodatek B Literatura ...................................................A........................................253 Dodatek C Adresy internetowe ...................................................A..........................257 Dodatek D GIS-CD ...................................................A............................................261 Skorowidz ...................................................A.......................................269 Rozdział 2. Podstawowe pojęcia GIS W języku potocznym GIS jest najczęściej postrzegany jako oprogramowanie służące do obsługi map cyfrowych, a obsługa ta polega na wspomaganiu tworzenia map, ich prze- chowywaniu oraz analizie danych przedstawianych na mapie. Oczywiście takie podej- ście jest dużym uproszczeniem, dlatego w tym rozdziale zostaną przedstawione podsta- wowe zasady i pojęcia pozwalające zrozumieć idee przyświecające systemom GIS, dzięki którym często spotykane skróty myślowe będą łatwiejsze do zaakceptowania. Podstawowe cechy systemów GIS System GIS podobnie jak edytor tekstowy potrzebuje danych w określonym formacie zwanych mapą cyfrową. Mapa łączy w sobie informacje graficzne oraz opisowe. Za- zwyczaj informacje te są przechowywane przez system w sposób rozdzielny — od- dzielnie mapa jako obraz i oddzielnie jej atrybuty jako tradycyjna zawartość bazy danych. Bardziej zaawansowane systemy również część graficzną mapy traktują jako bazę da- nych i przechowują całą mapę w postaci jednolitej spójnej bazy danych. Część graficz- na jest wtedy przechowywana w tej samej bazie danych co atrybuty opisowe, a po- szczególne elementy są ze sobą powiązane poprzez specjalny wspólny identyfikator. W takich przypadkach wszystkie dane, zarówno graficzne, jak i opisowe, są przecho- wywane na jednym serwerze bazy danych i udostępniane zazwyczaj w technice klient- serwer. Zazwyczaj rozwiązania takie stosuje się dla bardzo dużych ilości danych, gdy narzut czasowy, związany z bardziej czasochłonnym dostępem przez kolejne warstwy komunikacyjne, może być kompensowany przez znacznie wydajniejsze bazodanowe mechanizmy wyszukiwania interesujących nas danych, w celu np. ich wizualizacji. Zwykle bazy danych wyposaża się w tym celu w specjalne indeksy przestrzenne zapewniające szybki dostęp do danych. Połączenie elementów graficznych z bazą danych jest zrealizowane w sposób całkowi- cie przezroczysty i niewidoczny dla użytkownika. Oznacza to, że wszelkie operacje wymagające obsługi tego połączenia są wykonywane automatycznie i od użytkownika nie wymaga się wiedzy na ten temat. Jest to główna cecha systemów GIS, którą zilu- strowano na rysunku 2.1. Główna cecha systemów GIS to możliwość „przywiązywania” informacji opisowych do poszczególnych elementów mapy. 26 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Rysunek 2.1. Obiekty i ich atrybuty Informacje graficzne na mapach obiektowych (wektorowych) mogą być przedstawiane generalnie za pomocą następujących elementów:  punktów — reprezentujących np. słupy, drzewa, hydranty;  linii — reprezentujących takie obiekty jak drogi, sieci energetyczne, rurociągi;  powierzchni — które mogą symbolizować budynki, działki, obszary administracyjne. Nie zagłębiając się w tej chwili w szczegóły istnienia obiektów pochodnych i pokrewnych, powiedzmy tylko, że powyższe trzy podstawowe typy obiektów graficznych występują obowiązkowo w każdym systemie GIS. Często zestaw ten jest rozszerzany o dodatkowe rodzaje obiektów, które są pomocne w tworzeniu, przechowywaniu i analizowaniu spe- cyficznych rodzajów informacji. Na przykład, wiele systemów umożliwia tworzenie powierzchni z wyciętym wewnątrz obszarem, czyli z „dziurą”, tak jak to schematycznie przedstawiono na rysunku 2.2. Rysunek 2.2. Obiekt specjalny — obszar z wyciętym środkiem I nie chodzi tutaj o wygląd tego obiektu, ale o to, jak on się „zachowuje”. Nie jest to zwykłe złożenie dwóch linii łamanych, wewnętrznej i zewnętrznej, bo nie istniałaby powierzch- nia. Nie może to być też mniejszy obszar „nałożony” na większy, bo nie można byłoby automatycznie wyznaczyć prawidłowej powierzchni, nie mówiąc już o prawidłowych wynikach relacji przestrzennych, na przykład wyznaczenia części wspólnej tego obiektu z innym. Aby taki obiekt stworzyć, potrzebne są więc specjalne narzędzia i odpowiednia struktura danych. Wszelkie operacje wykonywane na takim obiekcie (zaznaczanie, obliczanie powierzch- ni, zawieranie się, przecinanie itp.) będą się odnosiły tylko do części zaznaczonej na powyższym rysunku na czarno. Może to mieć duże znaczenie na przykład w przypadku systemów do prowadzenia ewidencji obiektów takich jak działki, które nierzadko tak właśnie wyglądają w rzeczywistości, a GIS musi dokładnie odzwierciedlać rzeczywistość Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 27 nie tylko w sposób graficzny, ale także w sposób informacyjny, umożliwiający przypi- sanie różnych informacji (np. właścicieli) różnym fragmentom obrazu. Istnieje dużo różnych przypadków występujących w naturze, których odzwierciedlenie za pomocą wymienionych powyżej trzech obiektów podstawowych jest dość trudne. Dlatego wiele systemów wyspecjalizowanych w pewnej dziedzinie zastosowań pozwala na używanie różnych specjalnych rodzajów obiektów i posiada specjalnie zaprojektowane zestawy symboli, których można używać na mapie do rozwiązywania takich sytuacji. Obiekty punktowe, prezentowane na mapie w sposób domyślny za pomocą punktów, mogą być prezentowane także za pomocą określonych symboli. Zestawy odpowiednich symboli są zwykle dołączane do danego systemu, a oprócz tego zazwyczaj istnieje możliwość samodzielnego definiowania symboli przez użytkownika. Często symbole przechowywane są w postaci zestawu skalowanych znaków TrueType. Dla określenia wyglądu symbolu stosowane mogą być więc standardowe dialogi systemu operacyjnego, jak pokazano na rysunku 2.3. Rysunek 2.3. Symbole, których używamy na mapie, mogą być gromadzone jako czcionki TrueType Oprócz trzech wymienionych wcześniej elementów podstawowych (punkt, linia, po- wierzchnia), przeważnie każdy system oferuje także możliwość umieszczania na mapie obiektów tekstowych, bądź to w formie samodzielnych elementów mapy, bądź jako etykiet do obiektów graficznych. Różnicę pomiędzy mapą bez włączonych etykiet, a mapą z automatycznie rozmieszczonymi etykietami widać na rysunkach 2.4 i 2.5. Należy przy tym pamiętać, że w GISie, w odróżnieniu od kartografii, liczy się przede wszystkim treść mapy, a dopiero potem jej forma. Co nie przeszkadza wielu produktom GISowym osiągać jakości pozwalającej na traktowanie ich jako narzędzi kartograficznych. 28 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Rysunek 2.4. Mapa wektorowa bez etykiet Rysunek 2.5. Mapa wektorowa z automatycznymi etykietami Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 29 Każdy element mapy oprócz tekstowo-liczbowych atrybutów opisowych posiada ze- staw parametrów określających jego wygląd na mapie. Są to następujące parametry:  grubość linii — zarówno dla obiektów liniowych, jak i dla konturów obiektów obszarowych;  typ linii — ciągła, przerywana, kropkowana, kreskowana itd.;  kolor linii;  rodzaj wypełnienia obiektów obszarowych — jednym z wielu dostępnych wzorów lub jednolitym kolorem;  kolor wypełnienia obiektów obszarowych;  parametry czcionki dla obiektów tekstowych;  rodzaj symbolu — jego kolor i wielkość dla obiektów punktowych. Ich zmiana może przebiegać w sposób pokazany na rysunkach od 2.6 do 2.8. Rysunek 2.6. Możliwości określania parametrów graficznych mapy Istotne jest to, iż opisane powyżej parametry nie są przypisane do pojedynczego obiektu, lecz do całej warstwy, do której ten obiekt należy. Taka jest generalna zasada w większości systemów GIS, choć są pewne wyjątki. Kolor przypisywany jest zawsze do warstwy, a więc wszystkich obiektów danego rodzaju. Stąd prosty wniosek, że wszystkie obiekty należące do tej samej warstwy wyglądają tak samo (oczywiście pomijając kształt). Z jednej strony jest to ułatwienie, gdyż nie trzeba się zajmować każdym pojedynczym obiektem oddzielnie, 30 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Rysunek 2.7. Możemy wybierać spośród wszystkich kolorów dostępnych w systemie operacyjnym Rysunek 2.8. Podobnie jest z wyborem czcionki Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 31 ale z drugiej strony niektórzy mogą to potraktować jako ograniczenie i dlatego istnieją (co prawda nieliczne) systemy, które pozwalają na przypisywanie parametrów określa- jących wygląd dla każdego obiektu oddzielnie. Istnieje również inny wyjątek: mapy te- matyczne. Jest to mechanizm pozwalający na automatyczne różnicowanie wyglądu obiektów należących do tej samej warstwy w zależności od opisujących je atrybutów opisowych. Każdy obiekt „otrzymuje” indywidualny wygląd, ale automatycznie, na podstawie wartości z bazy danych. Innym kolorem można dzięki temu automatycznie wyświetlić na przykład budynki gospodarcze, a innym mieszkalne. Więcej informacji na temat map tematycznych i klasyfikacji danych można znaleźć w odpowiednim roz- dziale. W niektórych systemach istnieje również mechanizm pozwalający na zmianę pa- rametrów wizualizacji w zależności od aktualnej skali wyświetlania lub drukowania. Dzięki temu, w różnych skalach stosowana może być różna symbolika, tak jak to zapre- zentowano na rysunku 2.9. Rysunek 2.9. Różna symbolika dla różnych skal mapy mapa w skali 1:500 mapa w skali 1:10000 Niezależnie od tego, jaką grubością linii obiekt został narysowany w trakcie wprowa- dzania go do komputera, możemy ten parametr oraz wszystkie inne parametry wyświe- tlania w dowolnej chwili zmienić. Odbywa się to zawsze jednocześnie dla całej warstwy. Parametry wyświetlania nie są bowiem przyporządkowane do pojedynczego obiektu, lecz do całej warstwy, a więc ich zmiana powoduje zmianę wyglądu całej warstwy. Oprócz współrzędnych i parametrów określających wygląd, każdy obiekt posiada indy- widualny zestaw informacji opisowych przechowywanych w bazie danych, nazywany atrybutami opisowymi. Mogą one być prezentowane (na ekranie lub drukarce) w do- wolny sposób wybrany przez użytkownika. Podświetlone wiersze w tabeli bazy danych, słupki na wykresie, etykiety do obiektów na rysunku mapy — to tylko niektóre formy prezentacji atrybutów opisowych. Dzięki systemom typu GIS zadania zorientowane na przetwarzanie danych geograficz- no-informacyjno-statystycznych, wykonywane do tej pory ręcznie, mogą zostać w du- żym stopniu zautomatyzowane. Proces podejmowania decyzji przebiega szybciej, gdy mamy do dyspozycji informacje, które możemy przedstawiać na ekranie czy drukarce w sposób bardziej jasny, obrazowy, łatwiejszy do ogarnięcia w całości. Szybki dostęp do informacji każdego typu, szerokie możliwości ich prezentacji, czy to w formie mapy wyświetlanej na ekranie, czy też wydrukowanej na drukarce, czy to w formie wykresu, w postaci tabelarycznej, czy też w postaci zaprojektowanego specjalnie dla naszych po- trzeb raportu, którym może być na przykład wyróżnienie określonych obiektów jak po- kazano to na rysunku 2.10, to w dzisiejszych „szybkich” czasach duża zaleta. 32 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Rysunek 2.10. Obiekty spełniające pewne warunki są wyróżnione Dane zapisane do tej pory w tabelkach w postaci gęsto upakowanych wierszy i kolumn zawierających liczby lub tekst mogą zostać przedstawione w dużo bardziej zrozumiały i przemawiający do wyobraźni sposób — w postaci graficznej, która może przybierać różne formy widoczne na rysunku 2.11. Rysunek 2.11. GIS to nie mapa, GIS to baza danych Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 33 Dzięki systemom GIS możemy usystematyzować posiadane informacje. Dane mogą być w prosty sposób szybko aktualizowane. Poprawiając mapę cyfrową, poprawiamy tylko jej część wymagającą zmian, nie musimy tak jak w przypadku tradycyjnej mapy papie- rowej rysować jej całej od początku. Mamy więc na bieżąco dostęp do informacji jak najbardziej aktualnych. Na podstawie prezentowanych danych możemy prowadzić an- alizy, których wcześniej nie można było realizować. Analizy takie przebiegają o wiele sprawniej niż te przeprowadzane wcześniej metodami tradycyjnymi. Pomimo tego, że początkowe koszty metody wykorzystującej GIS do prowadzenia róż- nych rodzajów ewidencji danych o terenie są wyższe, to w dłuższej perspektywie inwe- stycja ta zwraca się z nawiązką, czego dowodzi wykres na rysunku 2.12. Rysunek 2.12. Wykres przedstawiający koszty prowadzenia ewidencji danych o terenie Główną różnicą między systemami CAD i GIS (rysunek 2.13) jest to, że pierwsze z nich służą zazwyczaj do stworzenia modelu pojedynczego obiektu, podczas gdy drugie służą do prezentacji pewnego zbioru obiektów. Dlatego funkcje zawarte w tych systemach służą do realizacji całkowicie odmiennych celów. Istotną różnicą jest układ współrzędnych. W pierwszym przypadku jest to lokalny układ współrzędnych odmierzany najczęściej w milimetrach lub centymetrach, stosowany w celu uzyskania rysunku schematycznego, w drugim — globalny układ współrzędnych terenowych (np. długość i szerokość geogra- ficzna) pozwalający na dokładne odwzorowanie położenia obiektów w terenie. Rynek GIS pod względem wielkości powoli zaczyna dorównywać rynkowi CAD. W jego skład wchodzą: tradycyjne oprogramowanie GIS oparte o technologię rastrową i wekto- rową, systemy CAD wzbogacone o funkcje mapowe, przetwarzanie geograficznych ob- razów rastrowych (zdjęcia satelitarne, lotnicze), systemy kartograficzne, systemy geo- demograficzne, modelowanie powierzchni terenu, sieciowe systemy AM/FM (ang. auto- mated mapping/facilities management), oprogramowanie wykorzystujące komponenty (OCX) o cechach geograficznych, bazy danych przestrzennych, usługi integracji danych itd. Jest to powodem dużego zróżnicowania systemów GIS pod względem realizowa- nych przez nie funkcji. Wiele z nich zawiera funkcje decydujące o ich szczególnej przydatności w pewnych zastosowaniach lub przy korzystaniu z map określonego ro- dzaju. Na przykład, jedne systemy mogą być szczególnie dobrze wyposażone w funkcje do obsługi mapy rastrowej (zbudowanej na przykład ze zdjęć satelitarnych), a inne mo- gą posiadać funkcje sprzyjające wygodnemu poruszaniu się po mapie wektorowej. Pod tym względem systemów GIS nie można porównywać z edytorami tekstów, z których 34 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Rysunek 2.13. Różnica między systemami CAD i GIS świat rzeczywisty model cyfrowy każdy wyposażony jest w mniej więcej podobne funkcje, służące do realizacji jednego tylko celu: wydrukowania strony tekstu. Systemy GIS mogą służyć jako narzędzia do realizacji różnych celów i dlatego, szczególnie w przypadku produktów przystosowa- nych branżowo, mogą się one czasem w bardzo istotny sposób różnić między sobą. Podobnie jak w innych zastosowaniach wykorzystujących technikę komputerową, jedną z najważniejszych cech systemów GIS jest to, że raz stworzoną mapę cyfrową można wizualizować w różnych ujęciach, różnych skalach, wykorzystując różną symbolikę, kolorystykę, prezentując jedne dane i ukrywając inne (rysunek 2.14). Rysunek 2.14. Ta sama mapa przedstawiona w różnych skalach i z innymi atrybutami Na rysunku 2.14 przedstawiono efekt automatycznej zmiany sposobu prezentacji danych w wyniku zmiany skali wyświetlanej mapy. Zmian dokonano jednym kliknięciem myszki. Dzięki przechowywaniu mapy w postaci cyfrowej, łatwiejsze jest jej utrzymanie w stanie jak najbardziej aktualnym. Na podstawie wprowadzonych danych, połączonych z infor- macjami z bazy danych, łatwiejsze staje się przeprowadzanie różnego rodzaju analiz, od Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 35 najprostszych typu klasyfikacyjnego, do skomplikowanych analiz statystycznych zawie- rających zapytania do bazy danych. Jest to niezastąpione narzędzie dla instytucji lub osób zarządzających pewnym obsza- rem i podejmujących decyzje z nim związane. Wyliczono również, że ponad siedem- dziesiąt procent danych handlowych posiada atrybut lokalizacji. Na zadane pytanie: Pytanie ulica = „Zwycięstwa” and nr = 1 otrzymujemy szybką odpowiedź (rysunek 2.15). Rysunek 2.15. Graficzna odpowiedź na zadane pytanie Podstawowe funkcje systemów GIS Wprowadzanie danych Tworzenie danych GIS tak, aby spełniały one wiele wymagań stawianych w ramach różnych zastosowań, wymaga odpowiedniej wiedzy i umiejętności. Odpowiedni system może w dużym stopniu odciążyć operatora od wielu skomplikowanych i czasochłonnych czynności. W przypadku skanowania materiałów istniejących w postaci tradycyjnej, muszą one być odpowiedniej jakości. W przypadku ręcznej digitalizacji, oprogramowa- nie może pomóc uniknąć lub naprawić błędy wynikające z niedokładności w czasie di- gitalizacji. Poziom wspomagania komputerowego zależy od tego, jakiego dokładnie oprogramowania używamy. Typowymi przykładami funkcji wspomagających edycję danych są: dociąganie punktów do już istniejących na mapie danych, usuwanie zbęd- nych (nadmiarowych) elementów oraz automatyczne tworzenie ciągłej mapy rastrowej po podaniu współrzędnych poszczególnych arkuszy map. 36 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Generalizacja danych W czasie wprowadzania danych różne metody digitalizacji powodują tworzenie danych o różnej objętości. Przekłada się to wprost na dokładność danych. Do użytkownika należy decyzja, z jaką dokładnością dane mają być wprowadzane. Zbyt dużo szczegółów może w szczególnych przypadkach niepotrzebnie komplikować sam proces edycji, a następ- nie analizy danych oraz być przyczyną niewydolności technicznej sprzętu komputero- wego. Część systemów GIS posiada możliwości określania bądź to w czasie wprowa- dzania danych, bądź ich późniejszej edycji tego, z jaką np. gęstością będą wstawiane punkty, co widać na rysunkach 2.16 oraz 2.17. Jednym z kryteriów jest tutaj cel, dla któ- rego dane są tworzone i skala mapy, dla której zazwyczaj będą prezentowane. Rysunek 2.16. Mapa przed generalizacją Rysunek 2.17. Mapa po generalizacji Systemy przechowujące dane w postaci topologicznej posiadają niejako wbudowaną funkcję automatycznej „optymalizacji” wprowadzanych danych. Należy tylko określić parametry poszczególnych funkcji, jak na przykład długość „wystających” linii, które mają być zlikwidowane. Ustawienie nieodpowiedniej wartości może skutkować usuwa- niem przez system całych obiektów, gdy będzie ona zbyt duża, lub pozostawianiem „przeciągniętych” linii, gdy będzie zbyt mała. W sytuacjach, gdy dane mogą pochodzić z wielu różnych źródeł, ważną funkcją jest możliwość zastosowania wspólnego dla wszystkich układu współrzędnych oraz odpo- wiedniej projekcji. Większość systemów dokonuje w tym celu przeliczania współrzęd- nych za pomocą transformacji afinicznych: przesuwania, skalowania, obracania. Częstą sytuacją, szczególnie w kontekście wzrastającej popularności zobrazowań sateli- tarnych, jest konieczność dokonania „rejestracji” rastra, czyli „wpasowania” w pozostałe Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 37 warstwy danych, najczęściej wektorowych. Operacja ta określana jest jako wykonywa- nie georeferencji — ustalenie zestawu dodatkowych współrzędnych, za pomocą których określane jest położenie danego arkusza rastrowego w przestrzeni. Z kolei rektyfikacja polega na wpasowaniu metodą przeliczenia wszystkich danych. Wymaga obliczenia nowych wartości dla każdego punktu na rastrze (resampling). W cza- sie rektyfikacji można używać mniej lub bardziej dokładnych, a tym samym czaso- chłonnych metod. Różnią się one przede wszystkim liczbą punktów referencyjnych — czyli takich, których współrzędne znamy i możemy je wskazać na rastrze podlegającym analizie — branych pod uwagę w czasie rektyfikacji. Minimum to określenie narożni- ków arkusza. Przydają się również funkcje kalibracji przestrzennej, czyli dopasowywania elementów jed- nej warstwy do innych elementów metodami transformacji afinicznych, na przykład na- kładanie jednych warstw na inne, dopasowywanie krawędzi sąsiadujących arkuszy itp. Całkowicie oddzielną sprawą jest weryfikacja danych opisowych, która przeprowadza- na jest najczęściej już na etapie wprowadzania danych. Najprostszą formą wspomagania edycji danych opisowych jest sprawdzanie zgodności typu wprowadzanych wartości z typem zdefiniowanym dla pola, w którym umieszczany jest atrybut. Przechowywanie danych Często z punktu widzenia użytkownika liczy się tylko jedno: aby dane nie zajmowały zbyt dużo miejsca. Pomimo tego iż pamięci masowe szybko tanieją, zwiększając jedno- cześnie swą pojemność, również wymagania i możliwości w zakresie dostępnych da- nych rosną. Szczególnie zwiększanie dokładności wprowadzanych danych oraz masowe wykorzystywanie zobrazowań satelitarnych i lotniczych wpływa na lawinowe powięk- szanie się objętości danych przestrzennych, które w pojedynczym przypadku sięgać mogą nawet terabajtów danych. Zarządzanie danymi Bazy danych początkowo były używane tylko dla celów zarządzania danymi opisowymi. Teraz coraz częściej w bazie danych przechowywane są zarówno informacje geome- tryczne, jak i opisowe. Bazy danych są więc używane nie tylko do zarządzania danymi opisowymi, ale również do wykonywania operacji edycyjnych na danych geometrycz- nych, bądź to za pomocą standardowych mechanizmów tradycyjnych baz danych, bądź za pomocą specyficznych funkcji dostępnych w specjalnych rozszerzeniach przestrzen- nych dla określonych baz danych. Analizy, prezentacje danych Generalnie można sięgać do danych przestrzennych na dwa sposoby: od strony graficz- nej, wykorzystując ich właściwości geometryczne, oraz od strony „tabelarycznej”, wy- korzystując ich atrybuty opisowe. Istnienie połączenia pomiędzy tymi dwoma rodzaja- mi informacji to podstawowa cecha systemów GIS. Graficznie zorientowane zapytania wykorzystujące w mniejszym lub większym stopniu analizy przestrzenne mogą zwracać w wyniku atrybuty opisowe obiektów. Z kolei warunki nałożone na atrybuty opisowe 38 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS zwracają w wyniku dane przestrzenne w postaci graficznej. Może to być wyróżnienie poje- dynczych obiektów lub ustalenie określonych parametrów graficznych, takich jak kolor czy grubość linii, dla wszystkich obiektów, zależnie od wartości określonego atrybutu. Przykładowe funkcje analiz przestrzennych Graficzna klasyfikacja danych, mapa tematyczna, rozkolorowanie (ang. Choropleth mapping) Obiekty na mapie mogą być wizualizowane w sposób zależny od ich atrybutów opiso- wych. Każdej unikatowej wartości jest przypisany jeden lub więcej parametrów okre- ślających wygląd obiektu. Na przykład dla obszaru może to być rodzaj wypełnienia, kolor obrysu, dla linii jej grubość, dla punktów oddzielne symbole. Innymi słowy, każ- da mapa cyfrowa jest zwykle podzielona na warstwy, za pomocą których można gru- pować wszystkie obiekty charakteryzujące się takimi samymi cechami. Każda warstwa posiada swój własny zestaw atrybutów określających jej wygląd. Tak więc wszystkie obiekty w danej warstwie są wyświetlane w tym samym kolorze, tą samą grubością linii itd. Jest to bardzo użyteczna cecha, pozwalająca ocenić jednym rzutem oka sytuację na mapie. Są jednak takie przypadki, gdy w celu ułatwienia orientacji na mapie potrzebu- jemy wyróżnić pewne grupy obiektów należących do tej samej warstwy. W takich przypadkach przydaje się klasyfikacja. Przykład Mamy warstwę dróg. W normalnej sytuacji wszystkie wyglądają tak samo (rysunek 2.18). Ale nasza warstwa dróg posiada przyłączone informacje opisowe, wśród których mię- dzy innymi każda droga jest scharakteryzowana przez informację o tym, jakiego typu jest to droga. W tabeli opisowej tej warstwy w bazie danych istnieje pole typ drogi, które jest wypełnione odpowiednią wartością w zależności od tego, jakiego typu drogę opi- suje dany rekord. Dzięki temu po włączeniu klasyfikacji możemy na mapie odróżnić drogę główną od podrzędnej (rysunek 2.19). Rysunek 2.18. Mapa dróg bez włączonej klasyfikacji (wszystkie drogi wyglądają tak samo) Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 39 Rysunek 2.19. Mapa dróg z włączoną klasyfikacją (rozróżnianie dróg za pomocą grubości i koloru linii) Buforowanie (ang. buffering) Wokół obiektów wyznaczana jest strefa o wielkości określanej za pomocą promienia podanego przez użytkownika. W rezultacie otrzymujemy obszar o kształcie koła dla bu- fora wokół punktu, korytarz wzdłuż obiektów liniowych i obszar wokół obiektów ob- szarowych. Analizy sieciowe Sieć połączonych obiektów liniowych może posłużyć do analiz i symulacji rozpływu określonego medium. Może to być zarówno szacowanie ruchu samochodowego, okre- ślanie najkrótszej lub najszybszej drogi dojazdu, jak i symulowanie przepływu wody w ciekach wodnych lub rurociągach. Obliczanie powierzchni i długości Naturalną cechą jest możliwość wyznaczenia dla każdego obiektu obszarowego i linio- wego takich wartości jak jego powierzchnia i długość. Wartości te nie muszą być zapi- sywane oddzielnie jako atrybut opisowy, chyba że nie odpowiada nam dokładność wy- znaczanych w ten sposób danych. Wizualizacja Prezentacja danych GIS może przybierać postać interaktywnej mapy lub tabeli z atry- butami opisowymi na ekranie monitora, może też polegać na drukowaniu map, tabel, wykresów. Aby wydrukowana mapa przypominała tradycyjny produkt kartograficzny, zwykle konieczne jest wyposażenie systemu GIS w bardziej zaawansowane funkcje o profilu kartograficznym. W większości standardowych systemów GIS, które z założe- nia nie są wyspecjalizowane w kierunku kartograficznym, większy nacisk kładzie się na treść i związaną z nią funkcjonalność analityczną, niż na formę prezentacji. 40 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Geokodowanie Adresy to najbardziej popularna forma przechowywania danych geograficznych. W związ- ku z tym istnieje funkcja pozwalająca na automatyczne umieszczanie na mapie dowolnych obiektów na podstawie ich adresu. Możemy więc umieścić obiekt na mapie nie znając jego współrzędnych geograficznych, lecz tylko jego adres. Aby możliwe było zrealizo- wanie tej funkcji, musimy być w posiadaniu warstwy adresowej z odpowiednimi atry- butami opisowymi. Atrybutami tymi są nazwa ulicy oraz numeracje budynków. Czasa- mi system na podstawie długości odcinka reprezentującego ulicę sam będzie potrafił wyznaczyć numery pośrednie. Posiadając taką warstwę, możemy już korzystać z funkcji geokodowania i tworzyć ko- lejne warstwy, których zawartość będzie się tworzyła automatycznie na podstawie pli- ków, w których zapisane będą w postaci tabelarycznej adresy kolejnych obiektów. Adres określa położenie obiektu na mapie w podobny sposób jak współrzędne geogra- ficzne, ale wszystkie adresy muszą być zapisane zgodnie z pewnymi z góry ustalonymi regułami określającymi format adresu. Musimy się zdecydować, czy używamy adresu w postaci nazwa ulicy numer , czy też numer nazwa ulicy , aby system miał możliwość prawidłowego rozpoznania adresu w celu porównania go z adresem referen- cyjnym w warstwie ulic. Po utworzeniu warstwy adresowej możemy ją oczywiście przeszukiwać, podając jako parametr adres, który nas interesuje. Co to jest mapa cyfrowa Mapa cyfrowa przechowuje umiejscowienie i kształt geometryczny obiektów geogra- ficznych wraz z informacjami opisującymi te obiekty. Obiektem geograficznym w sensie systemów GIS może być wszystko; od rzeczywistych składników krajobrazu Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 41 stworzonych przez naturę, np. drzewa (lasy), rzeki, jeziora, przez obiekty stworzone przez człowieka, jak domy, fabryki, drogi, sieci elektryczne, telefoniczne, gazowe, wodne itp., po obiekty wirtualne, takie jak parki, miasta, działki w mieście, strefy zagospodarowa- nia przestrzennego, inne strefy obejmujące określony obszar, a także na przykład połą- czenia lotnicze czy sieć sprzedaży. Każdą rzecz, którą da się umiejscowić w otaczającej nas przestrzeni, możemy umieścić na mapie. Obiekty przedstawiane są na mapie cyfro- wej (podobnie jak na tradycyjnej mapie) za pomocą figur geometrycznych lub symboli (rysunek 2.20). Czyli na przykład budynki rysujemy jako wielokąty, drogi jako linie, a miasta jako punkty (symbole). Rysunek 2.20. Elementy graficzne w systemach GIS Najprostszym elementem graficznym w systemach GIS jest punkt (ang. point). Jest on opisany przez współrzędne, określające jego położenie. Połączenie dwóch punktów daje nam odcinek lub linię (ang. line). Połączenie kilku linii to linia łamana (ang. polyline). Jeżeli pierwszy i ostatni punkt linii łamanej są takie same, to mamy do czynienia z ob- szarem zamkniętym (ang. polygon). Ze względu na powszechne stosowanie w żargonie komputerowym spolszczenia poligon na określenie angielskiego słowa polygon, w tej książce — ze względu na prostszy zapis — stosowane będzie określenie poligon zamiast obszar zamknięty. Co różni zwykłe dane graficzne (jak obrazek w programie graficznym typu Paint) od danych graficznych przedstawiających mapę w systemach GIS?  Na mapie cyfrowej w systemie GIS każdy element posiada swój opis w bazie danych.  Obiekty na mapie cyfrowej prezentują pewien fragment otaczającej nas rzeczywistości. Zapisane są w odpowiednim układzie współrzędnych, wizualizowane z zastosowaniem odpowiedniej projekcji.  Podstawowym zadaniem systemu GIS jest przechowywanie danych w maksymalnie elastyczny sposób, aby ich zarządzanie i analiza były jak najbardziej efektywne. Zwykłe programy graficzne nastawione są głównie na efektowną prezentację, przez co przechowują dane w sposób ograniczający swobodne zarządzanie i analizę poszczególnych obiektów. 42 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Warstwa Warstwa to pojęcie hierarchizujące strukturę zapisu mapy cyfrowej. Warstwa obejmuje zwykle obiekty posiadające pewną cechę wspólną. Np. warstwa nosząca nazwę budynki zawiera dane graficzne oraz opisowe na temat wszystkich budynków i tylko budynków. Natomiast warstwa drogi może zawierać wszelkie informacje o drogach. Aby informacja na ekranie była jak najbardziej przejrzysta, użytkownik może wyświetlić jedną warstwę lub nakładać na siebie dowolną ilość warstw. Można także ustalić kolejność, w jakiej warstwy będą się wyświetlały na ekranie. Niektóre systemy umożliwiają przechowywanie w pojedynczej warstwie obiektów róż- nego typu, co pozwala na ograniczenie liczby warstw potrzebnych do realizacji jakiegoś zadania. Inne pozwalają na przechowywanie w warstwie tylko jednego rodzaju obiek- tów. Istnieje więc warstwa punktowa, liniowa, obszarowa. Powoduje to zwiększenie liczby zakładanych warstw, ale dane są bardziej przejrzyste i jeżeli system jest wyposa- żony w odpowiednie funkcje do analiz wzajemnego położenia względem siebie obiek- tów rozmieszczonych w różnych warstwach, to cecha ta nie jest ograniczeniem. Analiza wzajemnych relacji przestrzennych może polegać na przykład na zadaniu znalezienia budynków (jedna warstwa) znajdujących się w określonej odległości od planowanego przebiegu autostrady (druga warstwa). Ponieważ do każdej warstwy przyłączona jest jedna tabela atrybutów z określonymi polami wspólnymi dla każdego obiektu, to wszystkie obiekty zgrupowane w warstwę posiadają informacje opisowe tego samego typu. Każda warstwa oprócz atrybutów opisowych posiada również zestaw parametrów okre- ślających jej wygląd, czyli: kolor, grubość i typ linii, rodzaj wypełnienia poligonów, ro- dzaj symbolu dla obiektów punktowych itd. Wszystkie opisane w tej książce zasady działania systemów GIS i ich cechy charaktery- styczne są zgodne z przyjętymi ogólnie standardami, co wcale jednak nie oznacza, że poszczególne systemy GIS nie mogą się różnić od siebie w pewnych szczegółach. Na przykład to, że atrybuty wyświetlania takie jak kolor, grubość linii, rodzaj wypełnienia ustala się dla całej warstwy, a nie dla pojedynczych obiektów, jest ogólnie obowiązują- cą zasadą wśród systemów GIS, ale istnieją systemy, które dodatkowo pozwalają na przyporządkowywanie tych atrybutów oddzielnie dla każdego obiektu w obrębie tej samej warstwy. Warstwa aktywna — jest to warstwa, którą użytkownik zaznaczył jako aktywną i któ- rej dotyczą analizy wykonywane na mapie. Z najprostszym przypadkiem wykorzysty- wania warstwy aktywnej mamy do czynienia, gdy chcemy uzyskać informacje opisowe na temat wskazanego obiektu. Powiedzmy, że mamy na ekranie wyświetloną mapę składającą się z kilku warstw. Chcemy uzyskać informacje tylko o obiektach należą- cych do jednej z warstw. W tym celu zaznaczamy ją jako aktywną. Przykładowe okno dialogowe realizujące taką operację widać na rysunku 2.21. Po wybraniu narzędzia do identyfikacji, klikamy myszą w interesującym nas miejscu, a system przeszukuje tylko tę jedną warstwę i wyświetla informacje o obiektach należących tylko do warstwy ak- tywnej. Możemy również zaznaczyć jako aktywne kilka warstw, wtedy wszelkie funk- cje operujące na warstwach będą się odnosiły tylko do tych warstw. Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 43 Rysunek 2.21. Ustalanie warstwy aktywnej Obiekt Obiekt to składnik warstwy. Pojedynczym obiektem może być na przykład droga. Jest to najmniejszy samodzielny element, jaki można wyróżnić na mapie. Obiekt jest sym- bolicznym przedstawieniem pewnego elementu otaczającego nas świata. Można go przedstawiać za pomocą symbolu graficznego lub figury geometrycznej. Następnie jego reprezentacja graficzna jest łączona z informacją na temat tego obiektu. Informacja opi- sowa jest przechowywana w bazie danych i może to być liczba, tekst, zdjęcie, dźwięk, animacja. Każdy obiekt składa się z co najmniej jednego punktu o zadanych współrzęd- nych, dzięki któremu można dany obiekt umiejscowić w przestrzeni, czyli dokonać tzw. georeferencji. Uproszczony schemat takiej struktury danych przedstawiono na rysunku 2.22. Rysunek 2.22. Podział danych na warstwy i obiekty 44 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Atrybuty opisowe Tym co różni systemy GIS od zwykłych programów graficznych jest możliwość opisania każdego obiektu. Dane opisowe niekoniecznie muszą być wyświetlane na ekranie razem z obiektem graficznym. Można wyświetlać je (lub tylko część z nich) w zależności od bieżących potrzeb. Informacja ta jest więc jakby etykietą, którą możemy wyciągnąć lub schować. Każdy obiekt może być opisany dowolną ilością informacji dowolnego typu. Mogą to być:  dane liczbowe, np. liczba mieszkańców w budynku (obiektami są budynki), wysokość podatku gruntowego za działkę (obiektami są działki), wielkość sprzedaży na danym terenie (obiektami są strefy sprzedaży),  dane tekstowe, np. nazwisko właściciela posesji (obiektami są posesje), nazwy ulic (obiektami są ulice),  dane typu data, np. termin płatności podatku gruntowego,  dane typu graficznego, np. zeskanowana fotografia obiektu,  dźwięk,  animacje. Niektóre systemy oferują możliwość podłączania danych opisowych dowolnego typu, w dowolnym formacie. Jeżeli tylko posiadamy program do obsługi dokumentów w takim formacie, to w momencie żądania informacji wywoływany jest tenże program, który prezentuje nam informację „po swojemu”. Na rysunku 2.23 przedstawiono przykład prezentacji fotografii związanej z budynkiem. Informacja „dowiązana” do każdego pojedynczego obiektu jest przechowywana w re- kordach bazy danych. Nawet informacje w formacie nieobsługiwanym przez bazę (np. obrazki w jakimś niestandardowym formacie) umieszczamy tam przez podanie nazwy pliku, przechowywanego zewnętrznie w stosunku do bazy danych. Zwykle w najprost- szych przypadkach jednemu obiektowi odpowiada jeden rekord (wiersz) z tabeli opiso- wej, który może zawierać dowolną liczbę pól różnego typu. Baza danych niekoniecznie musi być przeznaczona do wyłącznego użytku tylko dla systemu GIS. Może być współ- używana przez inne aplikacje. Niektóre z atrybutów — w pewnych przypadkach nawet większość — możemy dołączać tymczasowo w trakcie pracy systemu. Jest to przydatne wówczas, gdy są to na przykład dane statystyczne, które ulegają częstym zmianom i mają formę tabelaryczną. Posłużmy się tutaj przykładem rocznika statystycznego. Za- łóżmy, że mamy taki rocznik w postaci cyfrowej, czyli w postaci tabel dowolnej bazy danych. Najczęściej takie dane przechowywane są w formacie DBF, który można łatwo zaimportować do każdego systemu. Mamy więc następującą tabelę z danymi staty- stycznymi (tutaj przedstawiony jest tylko jej fragment), którą otrzymujemy powiedzmy na dyskietce (przedstawione dane są oczywiście fikcyjne): województwo zaludnienie bezrobocie inwestycje śląskie małopolskie podkarpackie 5 000 000 2 000 000 1 000 000 10 7 12 500 000 000 zł 250 000 000 zł 800 000 zł Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 45 Rysunek 2.23. Prezentacja atrybutów opisowych Jeżeli w naszym systemie GIS posiadamy mapę Polski z podziałem na województwa, z jednym tylko polem informacyjnym podłączonym do każdego województwa czyli poligo- nu (rysunek 2.24), to po wykonaniu operacji linkowania czyli połączenia tabeli atrybu- tów warstwy z tabelą zewnętrzną otrzymujemy rozszerzoną tabelę atrybutów. Operacja linkowania trwa kilka sekund. Wskazujemy tabelę źródłową, tabelę docelową, dwa pola służące do połączenia i mamy mapę wzbogaconą o nowe informacje (rysunek 2.25). Rysunek 2.24. Przykład mapy z pojedynczym polem informacyjnym dla każdego poligonu 46 Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS Rysunek 2.25. Przykład mapy wzbogaconej o dodatkowe informacje Nazwy pól, za pomocą których następuje połączenie, nie muszą być takie same, ale ich zawartość musi sobie nawzajem odpowiadać, tak aby w obu tabelach te same województwa były tak samo nazywane. Podobnie jak istnieje wiele formatów plików tekstowych, tak istnieje wiele różnych formatów mapy cyfrowej. Każda firma produkująca własny system GIS posiada zazwy- czaj własny format zapisu danych. W związku z tym danych tych nie można w prosty sposób wymieniać między różnymi systemami. Można to zrobić korzystając ze specjal- nych programów do konwersji danych między różnymi systemami. W skład pakietów GIS dużych i liczących się producentów, takich jak ESRI, Bentley, Intergraph, MapIn- fo, wchodzą standardowo narzędzia do konwersji danych, czyli do ich eksportowania lub importowania do innych formatów. Posiadając mapę w formacie shapefile, DGN, czy MIF lub możliwość zapisania jej w jednym z tych formatów, na pewno będziemy mieli większe możliwości jej konwersji do innych formatów bez utraty jakichkolwiek danych. Bardzo ważne jest, aby sobie uzmysłowić, że: GIS nie przechowuje mapy ani obrazu jakiegoś obszaru, lecz dane umożliwiające generację mapy! Na podstawie tych samych danych (rysunek 2.26) można wygenerować różne mapy te- go samego obszaru (rysunek 2.27). Mapa ciągła Graficzna część mapy zapisywana jest jako obszar ciągły. Oznacza to, że nawet gdy ob- szar, który obejmuje swym zasięgiem, był w oryginale zapisany na kilku, kilkudziesię- ciu czy kilkuset arkuszach mapy, w zapisie komputerowym zapisany jest jako jednolity obszar, bez podziału na arkusze. Rozdział 2.  Podstawowe pojęcia GIS 47 Rysunek 2.26. Mapa w postaci przechowywanej w systemie GIS Rysunek 2.27. Przykład wygenerowania różnych map na podstawie tych samych danych mapa cyfrowa Istotą pracy na mapie ciągłej jest fakt, że nawet w przypadku rozległych obszarów wszelkie dane, zarówno wektorowe, jak i rastrowe, zapisywane są w przyjętym dla danej warstwy układzie współrzędnych, bez widoczności połączeń w miejscach, gdzie one występują dla arkuszy pierwotnych. Arkusze źródłowe mogą posiadać różne skale, da- ne, które z nich wprowadzamy, mogą być zapisywane w różnych warstwach i dowolnie się na siebie nakładać. Zarówno oglądanie na ekranie, jak i wydruk mogą odbywać się w każdym rozsądnym powiększeniu lub pomniejszeniu.
Pobierz darmowy fragment (pdf)

Gdzie kupić całą publikację:

Systemy Informacji Geograficznej. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP, SIT, LIS
Autor:
,

Opinie na temat publikacji:


Inne popularne pozycje z tej kategorii:


Czytaj również:


Prowadzisz stronę lub blog? Wstaw link do fragmentu tej książki i współpracuj z Cyfroteką: