Bevezetés a térinformatikába (GIS)

Az előadások a következő témára: "Bevezetés a térinformatikába (GIS)"— Előadás másolata:

1 Bevezetés a térinformatikába (GIS)
Házi feladat Határozza meg a Google Earth vagy Maps generalizálási szintjeit, vagyis hol vannak azon méretarányok/nézőpont magasságok, ahol a térkép információ-tartalma minőségileg megváltozik. A keresést egy, az ön nevének kezdőbetűjével kezdődő településen végezze el! A generalizálási szinteket jellemző találatokat -ben küldje el, vagy a hozzáférést ossza meg velem!

2 Miért terjedtek el a GIS rendszerek?
megnőtt (pl. az automatikus monitorozás miatt) a természetről és a társadalomról rendelkezésünkre álló információk mennyisége az új információk jelentős része helyhez kapcsolódó megnőtt az igény a térinformatika nyújtotta eredmények után jelentősen csökkent a hardver és a szoftver ára.

3 A GIS rendszerek csoportosítása
globális (a Föld egészére, vagy kontinensekre kiterjedő) regionális (országok, országrészek) lokális (viszonylag kis kiterjedésű, pl. település)

4 Térbeli analízis GIS-ben
A kérdés jellege A kérdés Helyre vonatkozó Mi van ott? Körülményekre vonatkozó Hol van az a …? Trendre vonatkozó Mi változott meg? Útvonalra vonatkozó Melyik a legrövidebb út? Jelenségre vonatkozó Mi történt ott? Modellezéssel kapcsolatos Mi történik, ha …?

5 A vizuális (képi) információk megjelenítése (Szükséges a nagymennyiségű adat könnyebb értelmezése, áttekintése végett) A láthatóvá tétel összetevői az információkat tartalmazó adatbázis, a képgenerálást biztosító hardver és szoftver a szemlélő személy

6 A (papír) térkép vizuális tulajdonságai
kétdimenziós (a magasságot csak közvetve ábrázolhatja) statikus (időbeli folyamatokat nem képes ábrázolni) a különböző helyek közötti logikai kapcsolat ábrázolása nehézkes eszközrendszere behatárolt (vonalvastagság, színek) nem tudja kifejezni az adatok pontosságát jellemzője a méretarány

7 A térkép fajtái Topográfia (Föld felszín, domborzat, infrastruktúra): pl. hadászati célokra Kataszteri (ingatlan-nyílvántartás): pl. adózási célokra A fentiek közvetlen geodéziai mérések alapján készülnek Tematikus (levezetett): pl. gazdasági, demográfiai – a kartográfia területe

8 A GIS rendszerek megjelenítési lehetőségei
output képernyőre, plotterre vagy nyomtatóra raszter és vektoralapú ábrázolás animáció lehetséges (dinamikus) folyamatok bemutatására is alkalmas eszközrendszere tágabb (színek, vonalak, textúra) sztereoszkópikus (térbeli) szemlélést is lehetővé tehet

9 A GIS rendszerek alkalmazási szintjei
Stratégiai (döntés-előkészítés, pl. legrövidebb út, modellezés a 90-es évek óta) Irányítási (térbeli és statisztikai elemzések, monitorozás, trendek, a 80-as évek óta) Operatív (adatgyűjtés, nyilvántartás vezetése, rutinmunkák a 70-es évek óta) A szintek közötti továbblépés egy szervezeten belül általában 3-5 évet igényel.

10 A GIS rendszerek felhasználói
Adatfeltöltési specialisták – a térinformatikához nem értenek Térinformatikai operátorok – az adatkezelés és elemzés funkciókra koncentrálnak Véghasználók – problémájuk megoldására, a végtermék előállítására koncentrálnak Térinformatikai szakértők – a fentiek problémáinak megoldására hivatottak

11 A GIS rendszerek fő összetevői
Adatbázisok Adatbázis-kezelő (DBM) Lekérdező nyelv (pl. SQL) Alkalmazási funkciók és programok Felhasználói interface

12 A GIS rendszerek fejlődése
50-es évek: vektorgrafika, grafikus ábrázolás 60-as évek: + digitális képfeldolgozás, digitális magasságmodell 70-es évek: nyilvántartási rendszerek, pl. kataszter 80-as évek: elterjed a térbeli elemzés, döntés előkészítés

13 A GIS adatbázisának létrehozása
Az adatbázis tartalmazza az objektumok geometriai és attribútum adatait, azt is figyelembe véve, hogy az adatok térben, időben és attribútumban változhatnak. A külön tárolt jellemzők közötti kapcsolatot az objektum azonosítója biztosítja.

14 Adatnyerési eljárások
Térbeli: a hely függvényében rögzítjük a változásokat (Földhivatal) Időbeli: az idő függvényében rögzítjük a változásokat (monitoring) Tematikus: az egyes attribútumok változását rögzítjük (meteorológia) Komplex: a folyamatos változások csak diszkrét pontokban rögzíthetők (mintavétel)

15 A vektoralapú topológiai modell jellemzői
alapegység a pont koordinátáival a vonalat kezdő és végpontja, valamint az összekötés típusa jellemzi: egyenes, körív, parabolaív, spline a felületet vonalak egymáshoz kapcsolódó és záródó rendszere hozza létre a topológiai modell elkerüli a koordináták többszörös tárolását, a bonyolultabb alakzatokat az egyszerűbbekből származtatja a közöttük levő kapcsolat megadásával, pl. az a azonosítójú él az A és a B azonosítójú pontokat köti össze. hálózatok elemzésére jól használható (legközelebbi szomszéd, legrövidebb út, analízis és szimuláció hálózatbővítéshez)

16 A raszter-alapú modell jellemzői
A vizsgált területet rácshálóval (raszter-kép) borítjuk, az információt (attribútumokat) a háló által definiált képelemekhez (pixel) rendeljük hozzá bonyolultabb esetekben az adatokat több rétegben tároljuk, pl. külön rétegben tároljuk az utakat illetve az építményeket – így a pixelen belüli átfedések is kifejezhetők. adott pixel koordinátái a rácsbeosztás illetve a sarokpont koordinátái alapján határozhatók meg területi elemzésre jól használhatók

17

18 A hibrid geometriai modell jellemzői
vektoralapú és raszter-alapú információkat egyaránt tartalmaz az együttes elemzéshez szükség lehet az adatok konvertálására a két rendszer között raszterizálás során vektoradatokból raszterre térünk át – teljesen megoldott vektorizálás során raszteradatokból vezetünk le vektoradatokat – csak részben megoldott

19 Digitális felület-modellek(DFM)
az adatpontoknak nemcsak síkbeli pozícióját, hanem magasságát is ismerjük ha a síkpontok szabálytalanul helyezkednek el, a felületet TIN modell írja le ha a síkpontok szabályos rácson vannak, raszter-modellről beszélünk a TIN modell feltételezi, hogy az adatpontokra egy háromszög-hálózatot fektetünk a raszter-modellben az elemi felület a téglalap

20 A DFM legfontosabb funkciója az interpoláció (magasságbecslés)
TIN modellben háromszögenként síkkal interpolálunk Raszter-modellben felületelemenként bilineáris interpolációt használunk Alkalmazása megjelenítésre: szintvonal, hossz- és keresztszelvény, perspektív ábrázolás, vízgyűjtő terület, lejtési viszonyok

21 Vonatkoztatási rendszerek a geometriai adatok megadásához
vonatkoztatási rendszerek a Föld idealizált alakjából (gömb, forgási ellipszoid, geoid) indulnak ki kisebb területen a felszín síkkal helyettesíthető nagyobb területen nem hanyagolható el a Föld görbülete, ekkor a gömbről vagy ellipszoidról síkra vetítünk (Gauss-Krüger vagy Mercator rendszerbe) a fotogrammetria eleve síkkoordinátákat szolgáltat a GPS műholdas helymeghatározó rendszer geocentrikus koordinátákat szolgáltat Egy rendszeren belül csak egyfajta vonatkoztatási rendszert használjunk – ez megköveteli a pontok transzformálását a különböző rendszerek között (hasonlósági transzformáció)