46 0 6MB
GIS – definiție, modele de date, produse, utilizare și aplicabilitate
Asit. drd. Mădălina Teodor
Cuprins
1. 2. 3. 4.
Ce este un GIS? Modele de date (raster, vector, TIN, atribute) Produse GIS Utilizare și aplicabilitate
1 GIS?
Ce îseamnă GIS?
GIS – Geographic Informational Sytems [eng] SIG – Sisteme Informatice Geografice [ro]
Ce este un GIS? GIS – reprezintă sistem, un ansamblu coerent constituit din echipamente de calcul (hardware), programe (software), informații, persoane, reguli și metode de lucru – care permit conceperea, definirea, constituirea, actualizarea și exploatarea elementelor geografice asociate cu informații spațiale .
Informațiile spațiale sunt informații descriptive cu repartiție teritorială dată de coordonatele geografice ale acestora.
Cum arată un GIS?
Sursă: Google Images
Ce este un GIS? Sistem Informatic – datele sunt manipulate și procesate în cadrul unui GIS cu ajutorul unui sistem computerizat.
Sistem Geografic – un GIS operează cu elemente geografice și spațiale - cu poziție precisă în spațiu dată de coordonetele geografice.
Conținutul hărții este reprezentarea spațială a obeictelor din lumea reală.
Simbolurile, stilurile de linii sau culorile sunt folosite pentru a reprezenta caracteristicile spațiale pe o hartă.
Ce este un GIS?
Funcțional, un GIS este capabil sa înmagazineze planuri/hărți (adică reprezentări grafice ale unor entități repartizate spațial, cu constituție vectorială – puncte, linii, poligoane) cărora le conferă inteligență prin:
asocierea la baze de date descriptive - fiecărei entități grafice corespunzându-i o serie de atribute.
facilități de analiză spațială - interogare pe criterii spațiale și/sau alfanumerice.
Componentele unui GIS Personal
Programe/ Software
Hardware
Metode și proceduri
Componentele unui GIS
Date Sursă: Google Images
Componentele unui GIS 1. Hardware: calculatorul pe care operează un GIS. Piesele centrale: stația de lucru și echipamentele auxiliare: GPS, senzori, camere web etc. 2. Software: oferă uneltele și funcțiile necesare pentru a stoca, edita, analiza, manipula și afișa informațiile geografice și cele atribut: ArcGIS, QGIS, GRASS, SagaGIS, gvSIG VTP, GlobalMapper, GeoServer etc. 3. Date - geografice/spațiale (reprezentări digitale ale hărților) - atribut/tabulare (date alfanumerice organizate sub formă de tabele, asociate cu datele spațiale). Metadate – reprezintă informațiile care descriu conținutul, tipul, dimensiunea temporală și spațială, scopul datelor etc. 4. Personal: dependent de pregătirea în analiza spațială și în utilizarea siftware-urilor GIS 5. Metode: seturi de reguli și proceduri.
Subsistemele unui GIS Introducerea datelor: capturare, colectare, transformare a datelor din hărți în forma digitală (vectorizare, digitizare, editare).
Stocare și recuperare a datelor: recuperari rapide pentru analiză și actualizări rapide și precise ale bazei de date.
Manipulare și analiză: definirea și exacutarea unor proceduri spațiale și de atribut pentru a genera informații derivate.
Output și vizualizare: afișări grafice, hărți, rapoarte, produse informaționale derivate, animații.
2 Modele de date
Modele de date Când se implementează un proiect GIS trebuie bine definite întrebările privitoare la datele de prelucrat și de obținut: - Ce fel de date sunt necesare? - Cum vor fi utilizate? - În ce format sunt stocate? - Ce date sunt disponibile? - Trebuiesc digitizate prin mijloace proproii sau se primesc de la furnizor? Un GIS stochează informații despre mediul înconjurător (evenimente) sub forma de colecții de strate de informații care pot fi unite de geografia lor. Conceptia de strat tematic/layer permite organizarea complexității mediului înconjurator în reprezentări simple.
Straturi tematice
Surse de date
Straturi tematice
străzi parcele areale
clădiri zone inundabile terenuri cu apă
utilizare
vegetație
soluri Zona de studiu
date integrate
Sursă: Google Images
Modele de date 1. Modele de date spațiale: - Date RASTER: planuri scanate, ortofotoplanuri, imagini satelitare (imagini speciale) - Date VECTORIALE au punct de aplicație, mărime, direcție, sens: - punct - linie - poligon - TIN (Triangulated Irregular Network): rețele neragulate de triungiuri 2. Modele de date atribut/descriptive (non-spațiale) – fără atribute spațiale
Raster vs. Vector
Sursă: Google Images
Modele de date
Caracteristicile geografice se pot descrie: - date raster - printr-o matrice - date vectoriale: puncte linii poligoane . Formatul fișierului descrie modul în care caracteristica geografică a fost salvată.
Aproape toate programele GIS au propriul lor format de fișier dar pot suporta (prelucra date) din alte programe, avand funcții de export și import de seturi de date.
Modele de date unități administrative
străzi
parcele
utilizarea terenului
elevație
lumea reală Sursă: Google Images
Modele de date – date VECTORIALE Punct – unitatea elementară ce reprezintă o poziționare în spațiu cu 2 sau 3 dimensiuni. Nu are suprafață nici dimensiune. Linie – o succesiune de puncte (vertex-uri) legate (de segmente). Are doar lungime nu și grosime. - linie - un segment, - polilinie - o succesiune de segmente.
Poligon – linie frântă închisă. - centroid – punctul din interiorul poligonului O structură vectorială este compusă dintr-o parte grafică și un tabel de atrbute.
Modele de date – date VECTORIALE
Spaghetti – fără relații, date reprezentate/desenate aleator.
Topologice – între elemente există relații de: - vecinătate (contiguitare, adiacență) – fiecare arc are o direcție și câte un poligon în fiecare parte. Poligoanele care au un arc comun sunt adiacente. - conexiune (conectivitate) – arcele se intersectază prin noduri. Toate arcele care se
intersectează au un nod comun. - definirea ariei – arcele care se intersectează pentru a delimita o suprafață închisă definesc un poligon. Relațiile topologice sunt utilizate pentru a efectua funcții analitice.
Modele de date – introducerea datelor VECTORIALE
Datele vectoriale se introduc prin digitizare, vectorizare, editare (intorducere și modificare a datelor). Se referă la extragerea, în mediul digital, a entităților grafice de pe o hartă pe suport de hârtie, de pe o hartă scanată sau de pe o imaigne.
Formate de date: SHP (ESRI Shapefile – format standard), KML/KMZ, DXF, SVG, CSV, OSM etc.
Modele de date – date RASTER
O structură raster este caracterizată prin celelele (pixeli) care sunt poziționate într-un anumit fel pentru a crea o imagine.
Rezoluția unui raster – dimensiunea celulei exprimată în unități de teren (metri). Rezoluția exprimă acuratețea imaginii.
Sursă: Google Images
Modele de date – date RASTER
Fiecare pixel este un pătrat care reprezintă o porțiune din suprafață. Toate celulele au aceeași dimensiune. Pixelul este indivizibil și îi corespunde un număr (întreg sau real). Celulele sunt așezate pe linii și pe coloane sub forma unei matrici carteziene și se află într-un sistem de coordonate.
rânduri
Pixelul/Celula este cea mai mică unitate de reprezentare pentru o structură raster
coloane
Sursă: Google Images
Modele de date – forme de date RASTER Surse de date raster: - Hărți scanate
- Imagini satelitare - Imagini aeriene - Date convertite din alte surse (conversia vector – raster, conversia TIN – raster, date provenite din procedee de interpolare)
Formate de date raster: JPEG, TIFF, BMP, ESRI GRID, ASCII GRID, ECW etc.
Modele de date: VECTOR vs. RASTER
Realitatea
Date vectoriale
Date raster Sursă: Google Images
Modele de date: VECTOR vs. RASTER
puncte
linie
puncte
poligon
linie
poligon
Sursă: Google Images
Modele de date: VECTOR vs. RASTER
Sursă: Google Images
Modele de date: VECTOR vs. RASTER
localitate
râu
date raster
date vectoriale Sursă: Google Images
Modele de date – date TIN TIN (Triangulated Irregular Network) - este o structură vectorială ce reprezintă o suprafață 2,5 D. Este alătuită dintr-o rețea neregulată de triunghiuri care au în componență: noduri, muchii și fațete.
Sursă: Google Images
Modele de date – ATRIBUT Nominal – se distinge o entitate față de alta. Este numeric sau text (alfanumeric). Exempu: nume de stradă, nume de pădure, nume de râu, tip de sol etc. Ordinal – valorile au o anumită ordine pe o scară dată: , = etc. Interval – se referă la niște domenii acceptate: interval de temperatură, intervale pentru debite, intervale pentru vârste ale populației etc. Raport – este asemănător cu cel interval. Se fixează o scară față de care ne raportăm. Ciclic – numerele acociate sunt cuprinse între 0° și 365° și reprezintă grade de unghi. Câmpuri pentru atribute: numeric – întreg sau real, text, dată calendaristică, BLOB (Binary Large Object)
Modele de date – ATRIBUT
3 Produse GIS
Produse GIS Date – fișiere vectoriale (punt, linie, poligon), imagini raster (aerofotoimagini, imagini satelitare), hărți (ca produs final rezultat. Exemplu: Harta unităților de relief din Romania, Harta unităților administrativ - teritoriale etc). Seturi de date – date succesive din mai multe perioade de timp (evoluția unor localități, distribuția în timp a unor poluanți, hărți de prognoză metorologice, dinamica unui râu etc). Servicii de date – date (vectoriale, raster) accesate prin intermediul unei interfațe care permite utilizatorului vizualizarea, selectarea, filtrarea, manipulare, analiza spațială, descărcarea datelor puse la dispoziție prin intermediul serviciului.
Produsele GIS sunt gestionate (stocate, actualizate, interogate, manipulate, vizualizate) într-o bază de date (locală sau stocată pe un server). Sursă: Google Images
4 Utilizare și aplicabilitate
Aplicabilitate
Analiză de rețea Inventarierea resurselor Selectare
Analiza bazinelor hidrografice
Măsurători spațiale Management teritorial
Analiză de incidente
Selectare de coridoare
Proiectare
Logistică
Modelare în transporturi
Analize demografice Management
Analize topografice
Explorarea resurselor
Răspândire Geoprocesare și modelare
Sursă: Google Images
Utilizare
În societate prin intermediul internetului
Individuală În echipă
Sursă: Google Images
Domenii de utilizare
Mediu - hărţi de impact - hărți de distribuţie a anumitor areale, specii - hărți de evoluţie şi răspândire a unor poluanţi - stabilirea calităţii mediului - stabilirea calităţii mediuluIi
Mediu – arii protejate
Mediu - Sistem integrat de mediu
Utilizare - domenii Geografie umană, economie, urbanism - planificare teritorială, turism - evoluţia populaţiei (pe diverse medii, structuri, sectoare de activitate, etc) - distribuţia spaţială şi influenţele asupra mediului - stabilirea unor areale de răspândire a anumitor parametrii urmăriţi (originea unor populaţii, locul de distribuţie a unor toponime, resurse) - stabilirea relaţiei spaţiu de locuit - populaţie - pretabilitatea terenului pentru anumite construcţii - influența activităților umane sau economice - dezvoltarea şi aşezarea durabilă
Transport Urban
Rețele de transporturi
Rețele de transporturi - Rețeaua CFR cu localizare stații
Rețele de transporturi - Calitatea drumurilor
Urbanism
Populație - Rezultate alegeri
Registru Agricol
Imobile
Analiză benzi de inundabilitate – cladiri
Analiză situații de urgență
Distribuția câinilor maidanezi
Promovabilitatea la Bacalaureat
Răspândirea populației
Servicii bancare
Benzinării
Servicii de curierat
Servicii de telefonie
Utilizare - domenii Geomofologie – pedologie - realizarea unor hărţi ce stabilesc corelaţii între geologie (tip de rocă, structură), pantă, expoziţia versanţilor şi anumite procese - determinarea unor modele generale de acţiune a unor factori ce au aplicabilitate generală - constatarea unor disfuncţionalităţi şi posibilitatea de a se interveni înainte şi de a lua măsuri de prevenire, combatere sau atenuare etc.
Utilizarea terenului
Utilizare - domenii Meteorologie - hidrologie - repartizarea acţiunii unor factori, procese, fenomene - hărţi de avertizare - vulnerabilitate le inundații - poziţionarea anumitor elemente - hărți de prognoză etc.
Sistem integrat de gestiune a administrațiilor bazinale
Sistem integrat de gestiune a inundațiilor
Hazard - Inundabilitate
Hărți de risc
Analize de inundabilitate
Distribuția temperaturii
Distribuția stratului de zăpadă
Utilizare - domenii Turism - repartizarea unităților de cazare - poziționarea obiectivelor turistice - poziționarea, planificarea unor trasee turistice etc.
Servicii de turism
Story map
Story map
Diverse servicii
Concluzii Sistemul GIS legat la o reţea de poziţionare globală (GPS) poate determina în orice moment poziţia în timp şi spaţiu, efectul, răspândirea, distribuţia, evoluţia unor servicii, fenomene, procese, obiecte urmărite. În secolul tehnologiei, informatizarea devine un element cheie în eficientizarea timpilor de lucru şi a seviciilor. Existenţa şi implementarea unui GIS în cadrul unui institut, a unei firme sau unei organizaţii, indiferent de profil, vor deveni indispensabile şi obligatorii datorită importanţei aplicabilităţii lor la toate nivelurile (economic, social, politic, financiar, educaţional etc).
Mulțumesc!