Informatika Dr. Herdon Miklós Dr. Fazekasné dr. Kis Mária Magó Zsolt

Az előadások a következő témára: "Informatika Dr. Herdon Miklós Dr. Fazekasné dr. Kis Mária Magó Zsolt"— Előadás másolata:

1 Informatika Dr. Herdon Miklós Dr. Fazekasné dr. Kis Mária Magó Zsolt
Debreceni Egyetem Németh Zoltán Budapesti Corvinus Egyetem CÍMDIA: logók futóláb: hefop, témakör, diaszám Gyakran olyan hallgatóságnak kell szakmai előadást tartani, amely nem ismeri a témát vagy a szakszavakat. Az anyag esetleg összetett és rengeteg adatot tartalmaz. A hatékony előadáshoz alkalmazzuk a Dale Carnegie Training® által kialakított irányelveket. Vegyük figyelembe a rendelkezésre álló időt és rendszerezzük megfelelően a tananyagot. Szűkítsük le a témakört. Osszuk fel a bemutatót világosan elkülönített részekre. Állítsunk fel logikus sorrendet. Végig egy témára összpontosítsunk. A bemutatót összefoglalással zárjuk, ismételjük meg a fontos lépéseket vagy vonjunk le következtetést. Ne feledkezzünk el a hallgatóságról. Fontos például, hogy az adatok érthetőek és lényegesek legyenek a téma szempontjából. Az adatok és a szakszavak mennyiségét igazítsuk a hallgatósághoz. A fontosabb pontok és lépések magyarázatához használjunk szemléltetőeszközöket. Mindig tartsuk szem előtt a hallgatóság igényeit, és akkor képesebbek lesznek az elhangzottak befogadására. A projekt az Európai Unió társfinanszírozásával, az Európa terv keretében valósul meg.

2 Térinformatikai alapok, alkalmazások
A projekt az Európai Unió társfinanszírozásával, az Európa terv keretében valósul meg.

3 Térképek A térbeli adatok tárolásának és megjelenítésének régi eszköze a térkép. A térképeket három nagy csoportra oszthatjuk: geodéziai térképek topográfiak térképek tematikus térképek A geodéziai térképek közvetlen mérések alapján készülnek. A mérési eredmények minimális általánosítással és szimbolikával kerülnek ábrázolásra. Méretarányuk 1:500 és 1:5 000 közé esik. A topográfiai térkép a legszélesebben használt térképtípus. Méretaránya 1: től 1: ig terjed. A méretarány csökkenésével az általánosítás foka nő. A Föld felszín mesterséges és természetes objektumainak ábrázolása mellett adminisztratív, gazdasági tematikákat is tartalmazhat. A tematikus térképek gyakran kisméretarányúak (1: : ). Gyakran áttekintő céllal készítik, s vizuálisan egyszerűen lehetetlen globális kérdéseket nagyméretarányú térképeken ábrázolva szemlélni és értelmezni. HEFOP 3.3.1–P /1.0

4 A térinformatikai rendszerek, digitális térképek
A hagyományos adatbázis koncepcióban szereplő adatok alfanumerikus adatok voltak. Természetesen ezek az adatok jelölhettek földfelszínen elhelyezkedő pontokat, vonalakat vagy területeket (házszám, kerület stb.). A 60-as években fejlesztették ki a globális térbeli információk feldolgozását célzó földrajzi információs rendszer (Geographical Information System vagy GIS) szoftverjét, majd a 70-es évek elején megfogalmazták a nagyobb felbontású, de szűkebb tematikájú földinformációs rendszer (Land Information System vagy LIS) koncepcióját is. A 80-as évek elejére kialakult az úgynevezett több célú kataszter (multi-purpose cadaster) koncepció, mely Európa és Észak-Amerika jelentős számú nagyvárosában, mint városi térbeli információs rendszer vált realitássá. HEFOP 3.3.1–P /1.0

5 Kapcsolat a digitális helyzeti és alfanumerikus adatok között
A geokód valamely terület vagy területfüggő objektum esetleg objektum csoport azonosítója, mely lehetővé teszi a kapcsolatot a területek vagy objektumok és a hozzájuk kötődő tulajdonság értékek között. A geokód minden térbeli objektum egy pontjára vonatkozó olyan azonosító, mely tartalmazza az objektum jellegét, valamint a kérdéses pont geodéziai koordinátáit. A geokód két kötelező és egy opcionális mezőből áll. Az első két karakterből álló mező, az objektum jellegkódja. A második mező 12 karakterből áll, első hat karaktere a kérdéses pont y, a második hat karaktere a kérdéses pont x koordinátája méterben kifejezve. A harmadik mező opcionális, négy karakterből áll, és a kérdéses pont magasságát hivatott megadni. HEFOP 3.3.1–P /1.0

6 Kataszteri rendszerek
A nemzetközi földmérő szövetség francia nevének rövidítésével FIG 1974-ben Washington D.C.-ben megtartott XIV. kongresszusán fogalmazták meg először a "Land Information System" (LIS) fogalmát. Az angol Land szó a kifejezésben a föld értelmet viseli, azaz ezek az újonnan meghatározott információs rendszerek a földhöz kapcsolódnak. A meghatározás szerint ezeknek az információs rendszereknek az alapeleme az egyértelműen meghatározható és lokalizálható parcella vagy földrészlet. Mivel az európai országok többségében a földrészletek és a rajtuk lévő épületek nyilvántartásának hagyományos rendszere fejlett volt, természetesnek tűnt, hogy az új információs rendszer fogalom e meglévő hagyományos ingatlan kataszterek automatizálásával realizálható HEFOP 3.3.1–P /1.0

7 Digitális magasságmodellek
A föld felszínéhez kapcsolódó tulajdonság jellemzők közül nem elhanyagolható szerepet játszanak a földi pontok egységes rendszerben kifejezett magasságai. A hagyományos térképi magasságábrázolás "végállomása" a szintvonalas ábrázolás volt, melynek lényege, hogy az azonos magasságú tereppontokat a térkép méretarányától és a terep domborzati jellegétől függő magasság lépcsőnként (alapszintköz) folyamatos vonallal összekötik. A digitális térkép fogalom megjelenésekor a szakemberek egyetértettek abban, hogy a digitális térkép magassági adatait nem célszerű szintvonalak formájában tárolni a számítógépben. A szintvonalak ugyanis nagyon nagy tárolási helyet igényelnek, s ugyanakkor a legtöbb mérnöki feladat számítógépes megoldását kevéssé támogatják. Az optimális modelltípus kialakításánál nem elhanyagolható körülmény az adatnyerés mikéntje sem. A magassági adatokat földi úton rendszerint tahimetriával ritkábban területszintezéssel, fotogrammetriai kiértékeléssel vagy meglévő térképek szintvonalainak digitalizálásával határozzuk meg. A digitális magasságmodellek két legáltalánosabb formája a háromszöghálózat és a gyakran törésvonal poligonokkal kiegészített szabályos négyzethálózat. A háromszögmodell létrehozására leggyakrabban szórt pontos földi (tahimetria), vagy a ritkább, szórt pontos sztereofotogrammetriai kiértékelés kapcsán kis projekt modellekben kerül sor. A nagy kiterjedésű (regionális vagy országos) rendszereknél a szabályos négyzethálós tárolást részesítik előnyben. E módszer legfőbb előnye áttekinthetősége és jelentős tárolóhely megtakarítása. Hátránya viszont, hogy a tárolt pontok gyakran nem közvetlen mérés, hanem interpolálás eredményeképpen jönnek létre. HEFOP 3.3.1–P /1.0

8 Földrajzi Információs Rendszerek
A 80-as évek elejére, az észak amerikai nagy városok is elkezdték digitális térképi, illetve azt tovább fejlesztve, digitális térbeli információs rendszereik kialakítását. Az igények oldaláról tehát integrálódott a kis és nagyfelbontású térbeli információs rendszer koncepció. Ezt ismerte fel zseniálisan az Environmental System Research Institut (ESRI) nevű szoftverház, mely 1982-ben első verzióban kibocsátott ARC/INFO nevű GIS szoftverjével az első általános s valóban kereskedelmi szoftvert bocsátotta ki e területen. A GIS egy megfelelő hardver környezetben működő olyan szoftver együttes, mely eljárásai révén támogatja a területfüggő (térbeli) adatok nyerését, kezelését, manipulálását, analízisét, modellezését és megjelenítését komplex tervezési és működtetési feladatok megoldása érdekében. A térinformatika nagy jelentőséggel bír a természeti erőforrások kutatásában, állapotának figyelésében; a közigazgatásban; a földhasználati- és tájtervezésben; az ökológiai- és gazdasági összefüggések feltárásában, a döntés-hozásban; ugyanakkor a közlekedési-, szállítási-, honvédelmi-, piackutatási feladatok megoldásában; a szociológiai-, társadalmi összefüggések vizsgálatában; a település-fejlesztésben és a létesítmény-tervezésben. A Földrajzi Információs Rendszerek az informatika diszciplínán belül az utóbbi évtizedben csaknem önálló tudománnyá nőtte ki magát. Egy GIS-nek válaszolnia kell a következő kérdésekre: Mi van egy konkrét helyen? leltár készítés és\vagy monitoring. Hol található vagy nem található egy kiválasztott jellemző? leltár készítés és\vagy monitoring. Mi változott egy bizonyos idő óta? leltár készítés és\vagy monitoring. Milyen térbeli típus (forma) létezik? térbeli analízis. Mi lenne, ha ...? Modellezés. HEFOP 3.3.1–P /1.0

9 Térinformatikai rendszerek területi kiterjedése
HEFOP 3.3.1–P /1.0

10 Felhasználási területek
kataszteri információs rendszer közművek információs rendszere közgazdasági-, marketing információs rendszerek közigazgatási- és önkormányzati információs rendszerek topográfiai-kartográfiai információs rendszer katonai geoinformációs rendszer természettudományi információs rendszerek (geodézia, geofizika, geológia, talajtan, botanika, ökológia, hidrológia, meteorológia, környezettudomány) társadalomtudományi információs rendszerek (művészettörténet, régészet, szociológia, politológia, etnográfia) mérnöki információs rendszerek (agrár-, bánya-, erdő-, földmérő-, építő-, építész-, közlekedési mérnöki rendszerek). HEFOP 3.3.1–P /1.0

11 A valós világ fedvényekkel történő ábrázolása
HEFOP 3.3.1–P /1.0

12 A helymeghatározás. Az elméleti földalak fejlődése.
HEFOP 3.3.1–P /1.0

13 Egységes Országos Vetületi Rendszer (EOV)
HEFOP 3.3.1–P /1.0

14 Raszteres és vektoros adatok, adatkezelés, alapműveletek
HEFOP 3.3.1–P /1.0

15 Raszter-vektor konverzió
Raszteres adatok digitális kamarákkal történő fényképezés, mesterséges holdakról történő szkenneres felvételek, fényképek és térképek vagy rajzok szkennelése (letapogatása) útján jöhetnek létre. A szkennelt térképek illetve rajzok rendszerint bináris képet szolgáltatnak, azaz a letapogatott rajzi tartalom feketének, a háttér fehérnek tekinthető és egy bit két értékével (0,1) jellemezhető. Az analóg képek pixelekre bontása (diszkretizálása) alapfeltétele a számítógépes grafika s ezen túl a számítógépes alakfelismerés alkalmazhatóságának. A szkennelt kép kisebb nagyobb kiterjedésű objektumokból áll. A vektoros adatmodell ugyanakkor elméleti vonalakból építi fel objektumait. A térképek különösen a kataszteri térképek látszólag szintén csak vonalakból állnak. Ha célunk a raszteres modellből vektoros modellt előállítani, úgy meg kell különböztetnünk a szkennelt kép kisebb nagyobb objektumai közül azokat, melyek valóban területet kívánnak modellezni azoktól, melyek tulajdonképpen vonalak és csak azért tűnnek területnek mivel az analóg térképen nem lehet elméleti vonalat rajzolni. HEFOP 3.3.1–P /1.0

16 A vektor-raszter konverzió
A téma első megjelenése annak köszönhető, hogy a számítástechnikában a korai vektoros grafikus képernyők helyét elfoglalták a raszteres grafikus eszközök. Az egyik megoldandó probléma tulajdonképpen az volt, hogy a különböző matematikai görbéket milyen sűrű paraméter értékekkel kell kiszámolni ahhoz, hogy a képernyőn a görbét reprezentáló pixelek, függetlenül a görbe szakaszától, egyenlő távolságokra jelenjenek meg, s ennek következtében a görbe rajzának egyenletes vonalvastagsága és tömöttsége legyen az egész ábrázolási tartományban. A másik probléma, a kerekítési hibákból adódó fogazottság, különösen a kis felbontású monitorokon rontotta az ábrázolás minőségét. HEFOP 3.3.1–P /1.0

17 Síkbeli transzformációk
A térbeli objektumok helyzetét valamilyen, derékszögű vagy görbe vonalú, alapnak elfogadott, koordináta rendszerben rögzítjük jellemző pontjaik koordinátáit. Az alapként elfogadott koordináta rendszert úgy nevezett referencia rendszerek-nek nevezzük. E rendszereket csak két csoportra osztják abszolút és relatív (a Föld olyan fizikai tulajdonságaival meghatározott mint a tömegközéppont és a forgástengely, illetve önkényesen a Földhöz rögzített). Ezek a koordináta rendszerek térbeliek. A gyakorlati térképezés igényeiből kiindulva azonban ma még az esetek túlnyomó többségében nem a pontok térbeli koordinátáit használják, hanem azok vetületeit valamely célszerűen felvett síkra vagy síkba fejthető felületre (henger, kúp). Ha ezen kívül még arra is gondolunk, hogy a különböző referencia rendszerekből különböző módszerekkel különböző elhelyezkedésű síkokra vetített térképek elvileg végtelen sok méretarányban készülhetnek, úgy feltehetőleg igazolt az az elképzelésünk, hogy a transzformációknak súlyponti szerepük van a térinformatikai rendszerek alapműveletei között. A sík transzformáció legegyszerűbb esete ha pontjainkat olyan koordináta rendszerbe akarjuk átszámítani, mely kezdőpontja nem esik egybe az eredeti koordináta rendszer kezdőpontjával, X tengelye pedig szöget zár be az eredeti koordináta rendszer X tengelyével. HEFOP 3.3.1–P /1.0

18 Hasonlósági transzformáció
Y’ X’ Y X P y’ x’ x y a0 b0 HEFOP 3.3.1–P /1.0

19 Távolságfogalmak Vektoros adatmodell alkalmazása esetén megszokott szemléletünkhöz legközelebb az Euklides-i távolság fogalom áll, mely két, egy síkban fekvő pont távolságát a Pythagoras tétel segítségével definiálja: azaz a két pont közötti távolság a két pontot összekötő egyenes hosszával egyenlő. Számunkra szokatlan, de a térinformatikában gyakran használt távolság fogalom u.n. Manhattan vagy háztömb távolság, mely meghatározás szerint azaz a háztömb távolság nem más, mint a két pont koordinátakülönbségei abszolút értékeinek összege. HEFOP 3.3.1–P /1.0

20 Hossz-kerület, terület és súlypont számítások
HEFOP 3.3.1–P /1.0

21 Grafikus adatmodellek
HEFOP 3.3.1–P /1.0

22 Az objektumok típusai Felület pont vonal tesszelációs felület 3D test
HEFOP 3.3.1–P /1.0

23 Vektoros modellek A vektoros modellek lényege, hogy az ábrázolandó területet és a rajta lévő objektumokat pontok és a köztük lévő egyenesek együtteseként fogja fel. A terep absztrakciója következtében a térképen, így a digitális térképen is pontszerű, vonalas és területi objektumok találhatók. A pontszerű objektumokat a vektoros modell alap meghatározását alkalmazva úgy értelmezzük, mint egy olyan nulla hosszúságú egyenest, melynek kezdő és végpontja azonos. A vonalszerű objektumok, mint egyenesek folytonos mondatai értelmezhetők, a területi objektumok explicit értelmezéséhez és különösen a területekkel való folytonos lefedéshez még tovább kell fejleszteni modellünket bizonyos topológiai meggondolásokkal. HEFOP 3.3.1–P /1.0

24 Spagetti modell HEFOP 3.3.1–P /1.0

25 Topológiai adatmodell
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Csomópontok koordinátái Kódolt hálózattérkép Topológiai kódolás HEFOP 3.3.1–P /1.0

26 Raszteres-teszellációs modellek
HEFOP 3.3.1–P /1.0

27 Térképábrázolás Egy pixelhez két érték is tartozik
HEFOP 3.3.1–P /1.0

28 A térinformatikai rendszerek hardver eszközei
HEFOP 3.3.1–P /1.0

29 Területi kiterjedés és adatnyerési módszerek kapcsolata.
HEFOP 3.3.1–P /1.0

30 A digitalizálás A térképek a területfüggő információk felhalmozott együttesei. Ha ezeket az analóg adatbázisokat digitális térinformatikai rendszerünkben fel akarjuk használni, úgy digitalizálnunk kell a térképeket. HEFOP 3.3.1–P /1.0

31 Digitalizálás, vektoros állomány létrehozása
HEFOP 3.3.1–P /1.0

32 Szkennelés Az első szkennerek nagymértékben térképészeti igényekre jöttek létre, s ez meghatározta azt az alapvető követelményt, hogy alkalmasak legyenek nagy (1 m. fölötti) térképek digitalizálására, s egyben kiemelten törekedjenek a leképezés geometriai pontosságának biztosítására. A nagyméretű térképeket dobra erősítették mely a szkennelés folyamán forgott, a megvilágító berendezéssel kombinált szenzoros optika pedig a dob tengelyével párhuzamos haladó mozgást végzett. A következő fejlődési szakaszban (80-as évek közepe) a szabatos szkennelésre a síkágyas plotterek mintájára készült síkágyas szkennereket alkalmazták elsősorban. A kocsira szerelt, színenként alkalmazott, egyedi vagy sordetektorok és megvilágító berendezéseik kétirányú mozgását egy mozgó híd X irányú illetve a hídon lévő kocsi Y irányú mozgatásával érik el a léptetőmotorok. HEFOP 3.3.1–P /1.0

33 Korszerű asztali szkenner és korszerű állványos szkenner
HEFOP 3.3.1–P /1.0

34 Fotogrammetriai módszerek
A légi fotogrammetria bemenő adatai az analóg vagy digitális légifényképek. Az analóg felvételeket a légi felvevő kamarák állítják elő, melyek a felvevő repülőgépekben kerülnek rögzítésre. A kamarák feladata, hogy a repülési paraméterekhez (repülési magasság, repülési sebesség) kapcsoltan meghatározott időközökben, a megvilágítási körülményeknek, a sebességnek, a film érzékenységnek, stb. megfelelő időtartamra megvilágítsák a filmet. A fényképezés pillanatában a filmnek szigorúan sík felületűnek kell lennie (ezt vákuumos leszívással érik el), és az előhívás, szárítás folyamatában eredeti alakját nem szabad megváltoztatnia. A fotogrammetriai feldogozása digitális fotogrammetriai munkaállomásokon megy végbe. Ezek a számítógépek pedig digitális formában várják az inputot. A digitális bemenő adatokat kétféle képen hozhatjuk létre: vagy digitalizáljuk a fényképet vagy analóg helyett digitális kamarát használunk. A digitális fotogrammetriai munkaállomás speciális perifériákkal ellátott, gazdag szoftver választékú, munkaállomás osztályú számítógép. HEFOP 3.3.1–P /1.0

35 Geometriai és szakadatok kezelésének integrált rendszere
HEFOP 3.3.1–P /1.0

36 Megfeleltetés 112233 223344 334455 445566 667788 HEFOP 3.3.1–P /1.0

37 Hierarchikus kapcsolat
112233 223344 334455 445566 667788 XI. Ker. XII. Ker. HEFOP 3.3.1–P /1.0

38 Precíziós gazdálkodás
A precíziós termesztés a táblán belüli helyi viszonyokhoz és igényekhez igazodó termesztést jelent, amelynek szerves része a szabatos mérés és ehhez kapcsolódóan a pontosan szabályozott beavatkozás. A térinformatika különböző lehetőségeket ajánl a gazdálkodók számára termelésük növelésére, a költségek csökkentésére, és a földművelés hatékonyságának növelésére. A kézi számítógépek táblákon történő térképészeti alkalmazásától a gazdálkodó irodájában lévő számítógépeken végzett termelési adatok tudományos elemzéséig a térképészet fontos szerepet játszik. A precíziós termesztés irányítási rendszere a következő folyamatokra bontható fel: adatgyűjtésre, adatfeldolgozásra, döntéshozatalra és beavatkozásra. Ezek a folyamatok számos részfolyamatra oszthatók tovább, melyekben különös szerepet kap a mérés, a vezérlés, a szabályozás és a számítógépes felügyeleti irányítás. HEFOP 3.3.1–P /1.0

39 Adatgyűjtés HEFOP 3.3.1–P /1.0

40 Adatintegráció, adatelemzés
HEFOP 3.3.1–P /1.0

41 Térképek – GIS rendszerek felhasználási területei
A hatósági nyilvántartások, Térinformatikai rendszerek, A honvédelmi és rendvédelmi tevékenység, A helyi önkormányzatok feladatai, illetve településfejlesztési és településrendezési, vagyon-nyilvántartási, információs és településirányítási tevékenység, A közlekedési, a hírközlési, a vízgazdálkodási tevékenység, Az infrastruktúra-fejlesztés, Az agrár-és térségfejlesztési tevékenység, A természet-és környezetvédelmi tevékenység, A bányászati szakigazgatás által elrendelt térképészeti tevékenységek, geológiai nyilvántartások, Adózási célú feladatok térbeli térképi referenciájaként. A meglévő térképállományt folyamatosan fel kell újítani, a fel nem újítható térképek helyett újakat kell készíteni. Új állami földmérési alaptérképet számítógépen kezelhető módon, számszerű (numerikus) meghatározással kell készíteni. Ugyanúgy kell eljárni térképfelújítás esetén is. HEFOP 3.3.1–P /1.0

42 Mezőgazdasági Parcella Azonosító Rendszer (MePAR)
HEFOP 3.3.1–P /1.0

43 A TAKARNET rendszer A TakarNet biztosítja a földügyi szakág hivatalainak számítógépes összekapcsolását, másrészt lehetővé teszi a földhivatali adatbázisok távoli adathozzáférését külső felhasználók (regisztrált fizető felhasználók) pl. bankok, közigazgatási intézmények, önkormányzatok, közjegyzők, ügyvédi irodák stb. számára. A TAKARNET fontosabb jellemzői: A hálózat egységes rendszerbe integrálja a földhivatali szektort, beleértve a FÖMI-t és a minisztérium illetékes osztályait. A rendszer többszintű biztonsági stratégiája az egyes felhasználók számára eltérő szolgáltatásokat, a szolgáltatásokhoz rendelt biztonsági kritériumok mellett nyújtja egyszerűbb adatszolgáltatások, vagy tudakozódás céljára Internet felől is elérhető egységesen felépítése miatt, igény és pénzügyi lehetőségek szerint legyen kiépíthető és bővíthető a hálózatot alkotó berendezések egy pontjáról a hálózatnak kezelhetők, módosíthatók, beállíthatók, központilag felügyelhetők egységes biztonságtechnikai hozzáférés és elszámolási rendszeren alapul HEFOP 3.3.1–P /1.0

44 Szántóföldi Növénymonitoring és Termésbecslés
HEFOP 3.3.1–P /1.0