POWRÓT

SEMESTR V

Sposoby obrazowania informacji przestrzennej - wykład


Spis treści rozdziału - tutaj kliknij

Mapa jako podstawowy element SIP. Program QGIS. Przykłady zastosowań.
Źródła informacji
Program QGIS
Przykłady zastosowań SIP


 

Mapa jako podstawowy element SIP

     
   

Mapy w ujęciu historycznym

    Pierwsze rodzaje informacji przestrzennej opisywały bliskie i dalsze otoczenie człowieka, co przedstawiano w postaci prymitywnych rysunków wykonanych na płaszczyznach kamiennych. Z czasem pojawiła się mapa w wersji papierowej, która Wraz z rozwojem technologii informacyjnych i telekomunikacyjnych tradycyjne została stopniowo wypierta przez cyfrową informację geograficzną pochodzącą z digitalizacji map, satelitów do obserwacji Ziemi, lokalnych czujników cyfrowych i globalnych systemów pozycjonowania. Mapy papierowe są nadal wykorzystywane do celów wizualizacji, jednak komputery i inne urządzenia stały się główną platformą analizy przestrzennej, projektowania technicznego i usług opartych o położenie geograficzne.w czasach na współczesnych przybrała postać cyfrową, wzbogaconą wieloma informacjami tekstowymi, a pokazany obraz mapy jest generowany z wykorzystaniem systemów informatycznych. Na rynku pojawiły się mapy zróżnicowane pod względem treści. Podstawowe to mapy;

  • drogowe,
  • morskie,
  • zasobów naturalnych,
  • własności terenu i wiele innych.

    Po raz pierwszy mapa do analizy przestrzennej została wykorzystana przez francuskiego geografa Charls Picqueta, który w 1832 r. mapie Paryża, zaznaczając różnymi odcieniami szarości, zaznaczył miejsca ognisk cholery, co zostało praktycznie wykorzystane do zwalczania tej choroby.
    W zasadzie każda mapa jest źródłem wiedzy, którą można do różnego rodzaju analiz, w tym również wcześniejsze mapy jak mapa geografa Charlsa Picqueta. Przykładem są mapy autorstwa M. Schubartha z 1736 r., na których uwidoczniono system połączeń drogowych, urządzeń przemysłowych, granice zalesień, itp. (rys. 1). Innym przykładem jest mapa Cieplic z 1748 r. na której przedstawiono zabudowę miejscowości, techniką odbiegającą od wcześniej stosowanych, tj. układzie przestrzennym.

Rys. 1 Fragment mapy autorstwa M. Schubartha z 1736 r. (Jelenia Góra) i mapa Ciepli z 1748 r.

    Systemy informacji przestrzennej (SIP) w odróżnieniu od innych systemów informacyjnych charakteryzują się występowaniem w nich informacji, którą jest;

  • informacja o położeniu (współrzędne w przyjętym układzie odniesienia),
  • informacja o własnościach geometrycznych,
  • informacja o relacjach przestrzennych obiektów, które są przedmiotem zainteresowania systemu i mogą być identyfikowane w odniesieniu do Ziemi.

    Pojęcie obiektu rozumiane jest bardzo szeroko i obejmuje zarówno trwałe obiekty naturalne i sztuczne, jak również zjawiska przyrodnicze, społeczne i ekonomiczne. Przestrzeń, w której obiekty są identyfikowane może być dwuwymiarowa lub trójwymiarowa w zależności od potrzeb systemu.
    Inną cechą wyróżniająca systemy informacji przestrzennej, a będącą konsekwencją występowania w nich informacji przestrzennej, jest możliwość jej kartograficznej prezentacji oraz dokonywania analiz pozwalających uzyskiwać wnioski dotyczące świata rzeczywistego modelowanego przez system. Przykładami takich analiz może być wyszukiwanie obiektów spełniających określone warunki, wykonywanie pomiarów czy określanie sąsiedztwa obiektów. Przykładem może być geoportal Karkonoskiego Parku Narodowego na którym istnieje dostęp do spójnych, zharmonizowanych map i baz danych dla parku po stronie polskiej i czeskiej w ramach GIS.

Rys. 2 Geoportal KPN

Do góry


 

Wdrożenie SIP - źródła informacji

     
   

    Wdrożenie SIP jest procesem długotrwałym i kosztownym, gdyż całe przedsięwzięcie opiera się na zgromadzeniu zasobów informacji graficzno-opisowych dotyczących obiektów, które mają być objęte systemem. Podaje się że koszt uzyskania danych stanowi ok. 80% kosztów całego przedsięwzięcia. Przy opracowywaniu wymagań jakie winien spełniać SIP przyjmuje się, że systemem muszą zostać objęte wszystkie typy urządzeń, dla których istotną cechą jest lokalizacja i połączenie z innymi urządzeniami. Dotyczy to wszystkich rodzajów sieci. Istotne jest prowadzenie w systemie różnych, lecz powiązanych ze sobą warstw, przy czym warstwa rzeczywistości geograficznej jest odwzorowana w odpowiedniej formie kartograficznej wraz z warstwą schematów i połączeń ideowych. Wymagane jest zachowanie połączeń i relacji między obiektami w poszczególnych warstwach tak, aby zmiany zachodzące w jednej warstwie były odzwierciedlane w drugiej. System powinien posiadać następujące właściwości:

Właściwości systemu

  • posiadanie modułu umożliwiającego pozyskiwanie i aktualizację danych,
  • selektywny wybór treści do wyświetlania,
  • dobieranie środków prezentacji map w zależności od tematyki, skali wyświetlania i wartości zjawisk przedstawianych, możliwość definiowania kategorii zmian przedstawiania,
  • selekcjonowanie i wyszukiwanie obiektów na podstawie ich cech,
  • analizy przestrzenne i sieciowe przy użyciu standardu wyrażeń SQL i operatorów przestrzennych,
  • tworzenie i modyfikacja zależności topologicznych między obiektami,
  • mechanizmy przeprowadzania tzw. transakcji długoterminowych we wszystkich fazach budowy systemu (projekt, tworzenie i eksploatacja), w celu umożliwienia prowadzenia oddzielnych projektów równocześnie z zabezpieczeniem udostępniania wersji projektowych innym użytkownikom, zatwierdzania tych wersji i wprowadzania ich do użycia,
  • dopasowanie adresów tzw. geokodowanie (proces, dzięki któremu na mapie można ulokować obiekt na podstawie adresu),
  • możliwość prowadzenia warstwy geograficznej sprzężonej interaktywnie ze schematami,
  • wyposażenie w rozbudowane środowisko do rozwijania aplikacji,
  • połączenie z zewnętrzną bazą danych i współpraca z aplikacjami zewnętrznymi,
  • wymiana danych z innymi systemami (eksport / import) z możliwością definiowania struktur danych i formatów użytkownika, bogate możliwości tworzenia raportów i ich prezentacja w popularnych środowiskach np. MS Office, itp.
  • możliwość integracji w ramach systemu zarządzania informacją (IMS - Information Management System),
  • dynamiczne wyświetlanie danych na mapie w czasie rzeczywistym,
  • technika dołączania obiektów multimedialnych.

Do góry


 

Program QGIS

     
   

    Program QGIS - Wolne i otwarte oprogramowanie, dzięki swoim liberalnym licencjom oraz możliwości ingerowania w kod źródłowy, jest idealnym środowiskiem do wykorzystania w nauce i badaniach. Program QGIS może czytać i zapisywać najpopularniejsze formaty rastrowe i wektorowe. Został także zintegrowany m.in. z systemem GRASS GIS.
GRASS GIS, powszechnie określane jako GRASS Geographic Resources Analysis (Support System), jest darmowy i open source Geographic Information System Suite (GIS) oprogramowanie służące do zarządzania danymi GIS, przetwarzania i analizy obrazów, grafik i map, modelowania przestrzennego produkcji i wizualizacja. GRASS GIS jest obecnie używany przez środowiska akademickie i handlowe na całym świecie, jak również przez wiele agencji rządowych i firm konsultingowych.

Obecnie w Polsce nie uzgodniono standardu stosowanego oprogramowania do tworzenia SIP. Najczęściej mówi się o ARC/INFO, który jest w prawdzie drogim systemem ale ma największe możliwości i pozwala na przetwarzanie danych z innych systemów. Istnieje tez wersja polskojęzyczna. Często spotyka się też w Polsce Mapinfo ze względu na niską cenę i instrukcje i wersję po Polsku, niemniej jego możliwości są dość skromne.
Inne oprogramowanie do zarządzania SIP to: GENASYS, GEMINI, MGE, FRAMME, ERDAS, ESI/PACE, ERMapper, TNT-MIPS.
Różnice wynikają przede wszystkim ze sposobu:

  • wprowadzania danych przestrzennych i opisowych,
  • zarządzania bazą danych,
  • przetwarzania danych,
  • wizualizacji danych,
  • łączności operatora z systemem.

Do góry


 

Przykłady zastosowań SIP

     
   

     Po zbudowaniu, SIP powinien stać się inteligentną mapą na której znajdziemy wybrane elementy (np. podziały administracyjne, itp.), które będą wyświetlane w wybranej przez użytkownika skali z pokazaniem ich wizualizacji i przypisanych danych przestrzennych. Wizualizacja to najczęściej grafika pod postacią zdjęć, filmów lub rekonstrukcje komputerowe obiektów a nawet fragmentów miasta w dwóch lub trzech wymiarach (3D). Czasami zachodzi potrzeba pokazania obiektów już nie istniejących, albo obiektów istniejących, ale w wyniku prac modernizacyjnych, rozbudowy i zniszczeń wojennych zmieniły swoje pierwotne przeznaczenie i wygląd. W tym przypadku koniecznością staje się wykonanie wizualizacji komputerowej, co nie jest zadaniem łatwym, ponieważ często nie posiadamy wielu danych przestrzennych o obiekcie oraz danych architektonicznych.

Dziedziny zastosowań systemów SIP to:

  • sieci energetyczne,
  • geodezja i kartografia,
  • sieci telekomunikacyjne,
  • sieci wodno-kanalizacyjne,
  • sieci gazowe,
  • planowanie przestrzenne i urbanistyka,
  • rolnictwo i leśnictwo,
  • gospodarka wodna,
  • transport i drogownictwo.

W szczegółach

  • Szeroką grupę zastosowań SIP stanowi wszelkiego typu ewidencja - gruntów, budynków, a ogólnie rzecz biorąc: wszelkiego rodzaju zasobów. Szczegółowe informacje tego typu wykorzystują urbaniści, geodeci, konstruktorzy. Zastosowanie warstwowej organizacji map umożliwia łatwą modyfikację jedynie wybranych obiektów, bez konieczności przerysowywania całej mapy. Komputerowa ewidencja własności gruntów z powodzeniem może zastąpić tradycyjną, prowadzoną za pomocą rejestrów i map geodezyjnych (kadastralnych).
  • Inną grupę zastosowań stanowi wykorzystanie SIP do przetwarzania informacji o lokalizacji wszelkiego rodzaju zjawisk, zwłaszcza tych cechujących się znaczną zmiennością w czasie. SIP są bardzo wygodnym narzędziem w rejestracji poziomów emisji wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. Dla potrzeb monitoringu środowiska naturalnego akwizycja danych dla SIP może być prowadzona z wykorzystaniem zdalnych czujników i urządzeń pomiarowych sterowanych komputerowo. W tej grupie zastosowań mieści się również wykorzystanie SIP do analizy i obrazowania danych o charakterze statystycznym, takich jak np. zagrożenie przestępczością, występowanie chorób, struktura użytkowania gruntów itp.
  • SIP mogą również być bardzo wygodnym narzędziem do przetwarzania danych o infrastrukturze technicznej terenu, tj. o sieciach wodociągowych, gazowniczych, energetycznych, liniach komunikacyjnych. Dane tego wymagają częstych modyfikacji. Ponadto wymagana jest ich duża dokładność i aktualność. SIP umożliwiają spełnienie tych wymagań.

Do góry


 

 (C) 2011 - 2020 Wydział Przyrodniczo - Techniczny KPSW. All Rights Reserved