Két egyszerű példán keresztül vizsgáljuk meg, hogy miért van szükség térbeli modellezésre, azaz térinformatikai rendszerre.

Az előadások a következő témára: "Két egyszerű példán keresztül vizsgáljuk meg, hogy miért van szükség térbeli modellezésre, azaz térinformatikai rendszerre."— Előadás másolata:

1 Két egyszerű példán keresztül vizsgáljuk meg, hogy miért van szükség térbeli modellezésre, azaz térinformatikai rendszerre

2 Tekintsük a következő feladatot: Határozzuk meg Baranya megye lakósainak számát, amihez rendelkezésre áll az országos településnyilvántartási adatbázis, ami – többek között – tartalmazza azt, hogy egy adott település melyik megyéhez tartozik és mennyi a lakósainak száma. Azaz van egy “hagyományos” adatbázisunk a következő tartalommal:

3 A feladat végrehajtása ezen adatbázis alapján roppant egyszerű: nem kell mást tenni, mint egy számítógépi programmal a táblázat sorain elejétől a végéig végig kell menni, és összegezni kell azon települések lakósainak számát, amelyek Baranya megyéhez tartoznak. 

4 Amennyiben egy község lakósainak száma változik, a táblázat megfelelő sorában a lakósszám adatot módosítani kell. 1529 

5 Ha minden ilyen egyszerű és nagyszerű, akkor miért nem jó mindig a hagyományos információrendszer? Az újraszámítást ezután a számítógéppel ismét el lehet végeztetni!

6 Határozzuk meg az ország összes településére a felszín- borítások területét. Tekintsük a következő feladatot: 1.Mesterséges felszínek (lakott területek, ipari, kereskedelmi területek és közlekedési hálózatok, bányák, lerakóhelyek és építési munkahelyek, mesterséges nem mezőgazdasági zöldterületek). 2.Mezőgazdasági területek (szántóföldek, állandó növényi kultúrák, legelők, vegyes mezőgazdasági területek). 3.Erdők és természet-közeli területek (vegyes, vagy lágyszárú növények, növényzet nélküli, vagy kevés növényzettel fedett nyílt területek). 4.Vizenyős területek (szárazföldi vizenyős területek). 5.Vízfelületek. Felszínborítás: a földfelszín megfigyelhető (időben > 1 éves periódussal változó) biofizikai jellemzője, amely az alábbi fő kategóriák szerint jellemzi a földfelszínt:

7 Ha ismét egy hagyományos információrendszerben gondolkodnánk, akkor nagyon fáradságos kézi munkával meg kellene határoznunk: a települések, a felszínborítások közös területeit az egész országra kiterjedően, majd létre kell hozni egy adatbázist a manuálisan lemért területekről.

8 (A településhatárok kék színnel vannak jelölve) Könnyű belátni, hogy sok millió területet kellene manuálisan meghatározni és bevinni egy országos adatbázisba.

9 Még bonyolultabb a helyzet, ha a talajtani képződményeket is bevonnánk, azaz azt akarnánk meghatározni, hogy településenként a különböző felszínborításoknál a különböző talajtani képződményeknek mekkora a területük.

10 És mi történik, ha a felszínborítás, vagy valamelyik település határa változik? Kezdhetnénk a manuális terület-meghatározásokat előről!

11 Mi a két feladat közötti alapvető különbség, amelyik indokolja a térinformatikai rendszer alkalmazását? Vagyis azt, hogy az objektumok térbeli adatait is tároljuk egy speciális információrendszerbe?

12 A MEGYE - TELEPÜLÉS - LAKÓSSZÁM problémánál az egyes objektumok között logikailag kezelhető pontos térbeli megfelelés áll fenn, Ezt a problémát csak a térinformatikai rendszerek tudják megfelelően kezelni. a TELEPÜLÉS - FELSZÍNBORÍTÁS - TALAJTANI KÉPZŐDMÉNY határai között nincs pontos térbeli megfelelés, a területek esetlegesen átfedik egymást, ezért a közös területek logikailag nem kezelhetők. A valós világ objektumaira pedig ez az állapot jellemző. mert egy megye határvonalára pontosan illeszkednek a települések határvonalai. Ilyen esetben még alkalmazhatók a “hagyományos” információrendszerek is.

13

14 Azáltal, hogy az egyes objektumok térbeli adatait is tartalmazza és kezeli a térinformációs rendszer, lehetőség van arra, hogy a számítógépre bízzuk a területszámítást (esetünkben poligonok közös területeinek számítását). Emlékeztetőül: Vizsgálatok szerint az információk 80%-a helyhez kötött! Bármilyen térbeli adat módosítása után a többi objektumot érintő térbeli változások automatikusan átvezetődnek a rendszerben és a területszámítások a számítógéppel újra elvégeztethetők.

15 Századunkat a tudomány, és a technika robbanásszerű fejlődése miatt az információ századának is nevezhetjük. Az információrendszerek legmagasabb szintű csoportját a modellező - elemző-döntés előkészítő rendszerek alkotják. Ebbe a csoportba tartoznak a térinformációs rendszerek is, ahol az elemzés kiterjed az adatok térbeli elhelyezkedésére és kapcsolatra is. Az adatfeldolgozó rendszerek – az adatgyűjtő és információs rendszerekkel ellentétben – a bevitt és tárolt adatok feldolgozásával új adatot állítanak elő. A legegyszerűbb információrendszerek adatok gyűjtésre, tárolására és a gyűjtésnek megfelelő struktúrában való visszaadására képesek. A számítástechnika megjelenésével, az informatika fejlődésével lehetőség nyílt az egyre növekvő mennyiségű információ hatékony számítógépes feldolgozására. Az ilyen módon kialakult rendszereket számítógépes információrendszereknek hívjuk.

16 SzoftverSzoftverAdatbázis Térinformatikai rendszer Attribútum adatok Térbeli adatok EredményEredmény

17 A teljesség igénye nélkül, mert az alkalmazási területek szinte korlátlanok!

18 Természeti erőforrás alapú alkalmazások: Erdőgazdálkodás,

19 A 39x47 km-es ASTER kompozit kép (lásd az elsődleges adatnyerés_2 bemutatót) a Nyugat-Oregon állam központjában lévő Cascade hegység erdőségének területhasználatát mutatja. Ezen a képen a vízfelületek sötétkék, a hóval borított területek világoskék, az erdőterületek zöld és az erdőirtások narancs- bíbor színnel jelennek meg. Tekintettel arra, hogy ismert egy pixel területe, könnyen meg lehet határozni az erdőirtások területét. Évenkénti felvételezéssel az erdőirtások változása is nyomon követhető.

20 Vadak élőhelyeinek és vonulási útvonalaiknak nyilvántartása, Termésbecslés. (Lásd az elsődleges adatnyerés_2 bemutatót), Geológia,

21 Az egyik érzékelő a termális infravörös sugarakat észlelte, ami a felszíni kőzeteknek különböző színeket kölcsönöz: a kvarcban gazdag kőzetek világító vörös színűek, a sólerakódások az ásványtartalomtól függően (karbonát, szulfát, klorid) sárgák, világos zöldek, bíbor színűek. A kaliforniai Halálvölgyről készített, 60x80 km-es területet ábrázoló hamis színes ASTER felvétel.

22 Mezőgazdasági területek kezelése. A térinformatikai alapú területhasználati monitoring rendszer az Integrált Igazgatási és Ellenőrzési Rendszer (továbbiakban IIER) részeként az agrártámogatási eljárások országos földterület azonosítása során az alábbi főbb feladatok ellátását biztosítja: adatokat fogad az IIER-ből, tárolja a Földmérési és Távérzékelési Intézettől (FÖMI) megkapott blokkadatokat és térképeket, segítséget nyújt az ügyintézőknek, valamint a helyszíni ellenőröknek a blokktérképekkel kapcsolatos feladataik elvégzéséhez, a helyszíni parcella mérési eredményeket betölti az IIER-be.

23 Mezőgazdasági Parcella Azonosító Rendszer A mezőgazdasági területhasználati monitoring működési elve

24 A mezőgazdasági parcella viszonyítási kerete a fizikai blokk, ami a mezőgazdasági művelés szempontjából időben állandó, a terepen azonosítható határokkal (pl.: utak, vasutak, csatorna, töltés, erdőszél stb.) rendelkezik. Ezen jelölik be az ügyfelek (mezőgazdasági termelők) az általuk művelt területeket, amit utólag helyszíni GPS méréssel ellenőríznek. Blokktérkép Blokktérkép gazdarajzzal

25 Környezet - természetvédelem Nemzeti Ökológiai Hálózat (NECONET)

26 Területek szennyeződésérzékenységi besorolása

27 Hullámzás- érzékelő Tervezett útvonalak és a kijelölt útvonal bejárása Útvonaltól való eltérés Mérési eredmények Keresztszelvény a vízmélységekkel Elindult a mérőhajó a kijelölt útvonalon Az eddig felmért keresztszelvény Egy keresztszelvény felvétele megtörtént (fehér vonal), átállás a következő szelvényre (zöld vonal). A következő keresztszelvény felmérésének egy mozzanata Vízgazdálkodás

28

29

30 Földrészlet alapú alkalmazások: közigazgatási szabályozás. körzetesítés, tulajdonos nyilvántartás,

31 Utcahálózat alapú alkalmazások: evakuálási tervek kidolgozása, helyzeti elemzés és telepítés tervezés, útvonal-optimalizálás, címkeresés, közlekedésirányítás.

32 Hadászati alkalmazások, mint a térinformatikai rendszerek kialakításának fő ösztönzői: hadművelet irányítás. hadászati felderítés. A hidegháború alatt az egyik legfontosabb mozgató rugó volt a térinformatikai rendszerek kifejlesztésére,

33 Természettudományok, Építőmérnöki tudományok, Különösen: Földrajz Térképészet Távérzékelés Fotogrammetria Geodézia Statisztika Operáció kutatás Számítástechnika Matematika Hadtudományok.

34 Különböző szakterületek adatai vonatkozásában a térbeli integráció szükségessége Új adatnyerési technológiák (pl. GPS és a távérzékelés) Térbeli adatkezelés fejlődése Az óriási térbeli adattömeg kezelésére hivatott térinformációs rendszerek kialakulásának mozgatórugói

35 A hatvanas évek közepén indított Canada Geographic Information System (CGIS) az egyik első - ha nem a legelső - GIS fejlesztés volt: Célja a földhasználat optimalizálására volt Kanada hatalmas mezőgazdasági területein. különböző tematikák szerint osztályozzák a területeket: mezőgazdasági talajalkalmasság, üdülésre való alkalmasság, vadon élő állatok élettere (patások), vadon élő állatok élettere (vízimadarak), erdőművelésre való alkalmasság, aktuális földhasználat, vízparti területek, Ezekhez a későbbiekben más térképi adatszintet kapcsoltak, pl. népszámlálási adatok. a fejlesztése során sok elméleti és gyakorlati eredmény született. ez egy nagyméretarányú rendszer, amely jelenleg is létezik,

36 1:50 000 méretarányra fejlesztették. A CGIS új technológiai fejlesztéseket követelt: térképdigitalizálásra kísérleti pásztázó digitalizálót (szkenner) fejlesztettek ki. senki nem végzett korábban digitális adatszintek között műveleteket, területmérést, nem voltak tapasztalatok az adatszerkezetek kialakításával kapcsolatban,

37 A távérzékelés is nagymértékben hozzájárult a térinformatika kialakulásához. A műholdas felderítés kezdetét a Corona műholdak jelentették. Az 50- es években Eisenhowert értesítették, hogy a SzU nagyszámú atomtöltetű bombázót telepít. Eisenhower 1955-ben meghírdette a „Nyitott égbolt” politikát, amit Hruscsov elutasított. Ennek eredményeképpen 1956-ban megkezdődtek az U2 repülések a SzU felett. A felvételekből, kiderült, hogy nincs annyi bombázója a SzU-nak, mint amennyiről hír érkezett, a szovjet atombombák hatóereje sokkal kisebb, mint gondolták (a bombakráterek méretéből állapították meg) és a SzU előbbre jár az űrprogrammal. Az első szputnyik fellövését Eisenhower nem tartotta sokra, de a lakósság másként gondolkodott, ezért átértékelte a politikáját. Az USA- ban már készült egy felderítő műhold, de senkit sem érdekelt. Amikor az elnök a CIA-t bízta meg a felderítő műholdak felügyeletével. A program a Corona nevet kapta. Az első sikeres indítás a Discovery 13. volt – egyenlőre fényképezőgép nélkül. Közben 1960 május 1.-én lelőttek a SzU felett egy U2 felderítő repülőgépet, ezért le kellett állítani az U2 programot. VHS 32/4

38 A Corona 4 millió km2 szovjet területet fényképezett le, amelyeken 64 új repülőteret találtak, de interkontinentális rakétáknak nyoma sem volt. 1961 nyarára az amerikaiak biztosak lehettek abban, hogy a szovjetek nincsenek előbbre rakétaprogramjukkal. A szovjetek 1962-ben rakétabázisokat építettek Kubában, amit egy ügynök jelentett. A felderítést U2 repülőgépekkel végezték, mivel a Corona rendszer akkor még túl lassú volt. Kennedy a Corona felvételek alapján tudta, hogy az USA előnyben van a SzU-val szemben katonai téren, ezért meghátrálásra tudta kényszeríteni Hruscsovot. A SzU-t nem nagyon érdekelte a műholdas felderítés, csak 1962-ben indult el a műholdas felderítő programjuk Zenit néven. Közben a Corona műholdak hetekig maradhattak fenn és általában havonta egyet fellőttek. Ez nem tűnt fel senkinek, mert a NASA „ember az űrben” programja elterelte róla a figyelmet. A felderítést megkönnyítette, hogy a szovjetek egy-egy fontosabb létesítményt 4-5 kerítéssel is körülvettek. Az utakat követve könnyű volt a rakétasilókra bukkanni. A Discovery 14. 1960 augusztus 8.-án magával vitte az első felderítő műholdat. A Corona 17-szer kerülte meg a Földet, 7-szer repült tiltott szovjet területek fölött. A filmet tartalmazó kapszulát sikeresen visszajuttatta a Földre, amit repülőgépről kaptak el, nehogy a szovjetek kezébe kerüljön.

39 Az első Corona műhold 18 kg filmanyagot vitt magával, amit egy kapszulában juttattak vissza a Földre. KH-11 fotók a Mig 29 és Su 27 szovjet repülőgépekről.

40 Az első Corona műholdak 76 mm-es KH-5-ös kamerái 140 méteres felbontással rendelkeztek és a földfelszín 556 km-es sávját tudták lefényképezni. A KH-6 kamera felbontása már 167 cm volt és 8,2 x 65 km-es földfelszínt tudott egy filmkockára lefotózni (1963). Ezekhez a kamerákhoz már két tekercs film tartozott. A Corona program gyenge pontja az volt, hogy várni kellett a filmanyag visszajuttatására, előhívására és elemzésére. Pl. az 1968-as csehszlovákiai események bekövetkezéséről a a felderítő műholdak semmit sem mutattak. Végül a Coronát 1972-ben nyugdíjazták.

41 és fejlődésének folyamata Számítógépterem, különleges kezelő személyzettel, közvetett szakember irányítással PC-n működő rendszerek közvetlen szakember irányítással Hálózaton működő rendszerek

42 Kezdek betelni a térinformatikával, akár a szesszel, amelynek káros hatásáról annyit olvastam, hogy elhatároztam, abbahagyom az olvasást!