Kartografia i GIS

1
Kartografiai GIS
w geografii spoleczno-ekonomicznej
2
KARTOGRAFIA I GIS W GEOGRAFII SPOLECZNO-EKONOMICZ
NEJ

• Relacje miedzy kartografia spoleczno-ekonomiczna
  a GIS

3

• Systemy informacji geograficznej (GIS)
  podstawowe pojecia
• Relacja miedzy GIS a kartografia
• Zastosowania GIS

4
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Co to jest GIS

• System - skoordynowany uklad elementów, zbiór
  tworzacy pewna calosc uwarunkowana stalym,
  logicznym uporzadkowaniem jego czesci skladowych
• System informacyjny lancuch operacji, na który
  skladaja sie planowanie obserwacji i gromadzenia
  danych, magazynowanie i operowanie danymi oraz
  ich analiza i w efekcie wykorzystanie posiadanych
  danych w procesach podejmowania decyzji
• System informacji geograficznej - system
  pozyskiwania, przetwarzania i udostepniania
  danych, w których zawarte sa informacje o
  polozeniu, geometrycznych wlasciwosciach i
  przestrzennych relacjach oraz towarzyszace im 
  informacje opisowe o obiektach i zjawiskach
  swiatu rzeczywistego

5
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Co to jest GIS
Typowa baza danych geograficznych zazwyczaj
sklada sie z dwóch czesci. Pierwsza to sa dane
przestrzenne, przechowywane w postaci graficznej
jako mapa. Druga to sa bazy danych (tabele), w
których przechowywana jest czesc tematyczna
danych opisuja one cechy atrybutowe obiektów i
zjawisk.
GIS laczy w sobie wszystkie zalety zarówno mapy,
jak i bazy danych. Na mapie znajduje sie
informacja o polozeniu, wielkosci i sasiedztwie
obiektów i zjawisk, zas w bazie danych moze
znajdowac sie niemal nieograniczona ilosc
informacji opisowej.
6
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Co to jest GIS

• Dzieki takiej budowie GIS umozliwia dwojaki
  dostep do danych
• Mozemy zadac zapytanie do bazy danych o
  wyszukanie elementów spelniajacych zadany warunek
  i w efekcie otrzymac odpowiedz w postaci obiektów
  zaznaczonych na mapie.
• Wskazujac interesujace odbiorce obiekty graficzne
  mozna otrzymac dotyczace ich informacje w postaci
  danych tabelarycznych.

7
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Co to jest GIS
8
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Terminologia
W bogatej, szczególnie angielskojezycznej
literaturze dotyczacej GIS spotyka sie wiele
terminów, które uznac mozna za synonimy
systemów informacji geograficznej. Taka
róznorodnosc stosowanych okreslen wynika
najczesciej z celu, dla którego stosowany jest
GIS, specjalizacji twórców systemu i lokalnych
tradycji.
Wsród najczesciej spotykanych terminów
stosowanych w zastepstwie lub obok terminu
GIS wymienic mozna (Geographic Information
Systems...,1992 Werner, 1992) gtgtgt
9
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Terminologia

• system informacji przestrzennej (spatial
  information system)
• system informacji planistycznej (planning
  information system)
• system informacji ekologicznej (ecological
  information system)
• system informacji o zasobach (resource
  information system)
• system informacji srodowiskowej (environment
  information system)
• system informacyjny zasobów terenowych (land
  resources information system)
• system informacji terenowej o powierzchni ziemi
  (land information system)

• skomputeryzowany GIS (computerized GIS)
• zautomatyzowany GIS (automated GIS)
• system danych geograficznych (geo-data system)
• system geo-informacyjny (geo-information
  system)
• system informacyjny bazy danych geograficznych
  (geobase information system)
• geograficzny system danych (geographical data
  system)
• wielozadaniowy system danych geograficznych
  (multipurpose geographic data system)

10
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Terminologia

• wielozadaniowy system wprowadzania danych o
  uzytkowaniu ziemi (multipurpose input land
  use system)
• system manipulowania danymi o zasobach
  naturalnych (system for handling natural
  resources inventory data)
• system manipulowania danymi przestrzennymi
  (spatial data handling system)
• system informacyjny zarzadzania zasobami
  naturalnymi (natural resources management
  information system)
• geograficznie odniesiony system informacyjny
  (geografically referenced information
  system)
• zautomatyzowane kartowanie i wspomaganie
  zarzadzania (AM/FM automated mapping
  facilities management)

11
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS
Geograficzny System Informacyjny sklada sie z
nastepujacych  podstawowych elementów Dane
(ang. Data) - dane dotyczace lokalizacji
(polaczone relacjami z atrybutamiprzestrzennymi
- mapa) - dane zwiazane z cechami obiektów
geograficznych (atrybuty nieprzestrzenne
tabela danych) Sprzet komputerowy (ang.
Hardware) - system komputerowy, na którym dziala
oprogramowanie GIS. Oprogramowanie (ang.
Software) - jest zestawem funkcji i narzedzi
niezbednych do gromadzenia, analiz i prezentacji
danych
12
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS

• Personel (lub ogólnej ludzie ang. People)
• GIS jest uzywany przez tworzacych go specjalistów
  i uzytkowników, dla których jest przeznaczony.
  Warunkiem rozpowszechnienia GIS jest ograniczenie
  wymogu, aby uzytkownik byl specjalista.
• Procedury lub procesy (ang Processes)
• - system komend zarzadzajacy praca systemu
• procedury wprowadzania i weryfikacji danych
  wejsciowych,
• procedury zarzadzania i przetwarzania w
  obrebie bazy danych (system zarzadzania baza
  danych),
• procedury przetwarzania i analizy danych
  geograficznych,
• procedury wyjsciowe prezentacji graficznej,
  kartograficznej i tekstowej danych,
• procedury komunikacji z uzytkownikiem

13
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane
- dane przestrzenne (geometryczne, graficzne)
mapy, plany, zdjecia lotnicze, obrazy
satelitarne - dane rastrowe -
reprezentujace obiekty w postaci
pikseli - dane wektorowe -
reprezentujacy obiekty w postaci
punktów, linii i wieloboków - dane
nieprzestrzenne (atrybutowe,opisowe) tabele,
informacje tekstowe
14
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
rastrowe
Model rastrowy powstaje przez nalozenie siatki
kwadratów o boku równym polowie liniowego wymiaru
najmniejszego obiektu obrazu. Kazdemu kwadratowi,
czyli komórce siatki, przypisuje sie liczbe
odpowiadajaca rodzajowi obiektu znajdujacego sie
w tym kwadracie.
15
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
rastrowe
Obraz jest zatem zlozony z wielu malych kwadratów
(punktów, pikseli), ulozonych w wierszach i
kolumnach, którym przypisana jest konkretna
wartosc. Im mniejsza dlugosc boku kwadratu
przyjmiemy, tym bardziej dokladny obraz obiektu
otrzymamy. Rozdzielczosc okresla sie jako iloczyn
pikseli w poziomie oraz w pionie. Im wieksza
rozdzielczosc obrazu, tym wieksza jest jego
jakosc.
16
Czynnosc doprowadzenia obrazu do postaci
rastrowej nazywa sie rasteryzacja i w praktyce
dokonuje sie jej zwykle w sposób automatyczny.
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
rastrowe
17
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
rastrowe

• Zródla zasilania modelu rastrowego
• w wyniku procesu skanowania map analogowych
• zdjecia satelitarne i lotnicze,
• z przetworników analogowo-cyfrowych (cyfrowy
  aparat fotograficzny, cyfrowe kamery
  telewizyjne),
• standardowe pliki graficzne,
• przy uzyciu odpowiedniego oprogramowania
  konwertujacego obrazy wektorowe do postaci
  rastrowej

18
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
wektorowe
Model wektorowy zaklada, ze obraz jest zbiorem
samodzielnych obiektów (elementów
kartograficznych). Kazdy z tych obiektów moze byc
wyodrebniony oraz rozlozony na elementy graficzne
(punkty, linie i wieloboki).
19
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
wektorowe
Ogólna idea modelu wektorowego polega na tym, ze
kazdy punkt mapy okreslaja wspólrzedne oraz
sposoby ich polaczen w obiekty liniowe i
powierzchniowe (polilinie i wieloboki). Punkt
jest obiektem bezwymiarowym, okreslonym jedynie
przez wspólrzedne.Polilinia posiada jeden wymiar
jest ona krzywa utworzona z wielu odcinków
zdefiniowanych za pomoca punktów.Wielobok jest
elementem dwuwymiarowym okreslonym przez
zamknieta polilinie.
20
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
wektorowe
W systemie wektorowym zapis punktów, linii i
wieloboków (nazywanych równiez poligonami) moze
byc dokonany z pelna dokladnoscia wyrazona w
okreslonym ukladzie wspólrzednych (x, y). Przy
zapisie wektorowym istnieje zatem mozliwosc
dokladnego przedstawienia polozenia obiektów, a
takze precyzyjnego okreslenia granic
elementarnych jednostek przestrzennych. Proces
lokalizowania obiektów i punktów na mapie (czyli
przypisywania rekordom bazy danych wspólrzednych
geograficznych) nazywa sie geokodowaniem.
21
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elemeny GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
rastrowe
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
wektorowe
Zródla zasilania modelu wektorowego
gtgtgt
22
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
wektorowe
Zródla zasilania modelu wektorowego
gtgtgt
23
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
wektorowe
Zródla zasilania modelu wektorowego
gtgtgt
24
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
wektorowe
Zródla zasilania modelu wektorowego
gtgtgt
25
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane graficzne gt Dane
wektorowe
Zródla zasilania modelu wektorowego
gtgtgt
26
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane atrybutowe
Kazdy z obiektów, zarówno w modelu rastrowym, jak
i wektorowym, mozna opisac za pomoca wielu cech
(atrybutów). Sluza do tego dane niegraficzne
(atrybutowe, opisowe), które moga miec charakter
tekstowy badz numeryczny. Powstaje w ten sposób
oddzielny zbiór danych powiazany z grafika przy
pomocy geokodu. Geokod (nazywany tez indeksem
badz kluczem podstawowym) spelnia role
identyfikatora, znajduje sie on zarówno w bazie
danych graficznych, jak i w bazie danych
atrybutowych, laczac dany obiekt graficzny z
przyporzadkowanym mu zbiorem cech (rekordem)
27
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane atrybutowe
28
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane atrybutowe
29
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Dane atrybutowe

• Zródla zasilania danych atrybutowych
• reczne wprowadzanie danych za pomoca klawiatury,
• arkusze kalkulacyjne,
• systemy obslugi baz danych,
• automatyczne czytniki i rejestratory

30
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Warstwy
W bazach danych GIS stosuje sie tzw. strukture
warstwowa. Kazda warstwa (ang. Layer) zawiera
obiekty danego rodzaju (np. drogi, lasy, obszary
zabudowane, siec wodna), którym z kolei
odpowiadaja rekordy zawierajace zbiór
atrybutów. Nalozenie na siebie wszystkich warstw
daje zatem w przyblizeniu obraz swiata
rzeczywistego.
Mozliwosc selektywnego wybierania warstw pozwala
na komponowanie map o dowolnej tresci oraz
przeprowadzania róznego typu analiz poprzez
nalozenie na siebie warstw pozyskanych z róznych
zródel lub w róznym czasie. Mozna dzieki temu
zaobserwowac wzajemne, przestrzenne zaleznosci
miedzy obiektami.
31
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Dane gt Warstwy
32
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Oprogramowanie
Gdy systemy GIS dopiero zaczynaly powstawac,
kazda instytucja budowala od podstaw caly system,
w tym takze na wlasny uzytek tworzyla odpowiednie
oprogramowanie. Dzis dominuja skomplikowane i
zarazem wielofunkcyjne systemy GIS. Kazda
znaczaca firma zajmujaca sie GIS-owskim
oprogramowaniem tworzy wlasne srodowisko, w
obrebie którego oferuje wiele rozmaitych
produktów wspomagajacych prace na poszczególnych
etapach przetwarzania danych, a takze konkretne
produkty przeznaczone do konkretnych,
specjalistycznych zastosowan (np. zastosowania
militarne, projektowania). Tworzone programy
maja wiele wersji? Przeznaczonych dla odbiorców
indywidualnych, biznesu, przystosowanych do pracy
w sieci itp.
33
Oprogramowanie GIS na rynku polskim
34
Systemy informacji geograficznej (GIS) podstawowe pojecia
Elementy GIS gt Oprogramowanie
System oprogramowania GIS MapInfo
Corporation Przestrzenne analizy danych -
MapInfo Professional - Vertical Mapper -
Aplikacja transportowa - MapBasic Prezentacja i
przegladanie map - MapInfo ProViewer - MapInfo
DISCOVERY Dla Integratorów - MapXtreme -
MapX - MapX Mobile - Spatial Vare - Komponenty
programistyczne
35
Relacja miedzy GIS a kartografia
Wiekszosc pojec i funkcji GIS wywodzi sie z
kartografii. Chodzi nie tylko o samo tworzenie
obrazu, ale równiez o wiele procesów
(transformacje, analizy) i funkcji wprowadzania
danych (digitalizacja, skanowanie).
Relacje miedzy kartografia i GIS moga byc
rozpatrywane z róznych, czesto przeciwstawnych,
punktów widzenia. Jedni traktuja GIS jako
techniczno-analityczny podzbiór kartografii,
inni uwazaja, ze kartografia jest podzbiorem
GIS, sluzacym do prezentacji wyników badan.
36
Relacja miedzy GIS a kartografia

• Kartografia moze byc traktowana jako zasadnicze
  wsparcie przy róznorodnym operowaniu informacja
  geograficzna z nastepujacych powodów
• mapy sa glównym i interaktywnym elementem GIS,
  rodzajem graficznego lacznika miedzy
  uzytkownikiem a przestrzenia
• mapy moga byc uzywane jako wizualny indeks
  zjawisk lub obiektów, które sa zawarte w
  systemie informacyjnym
• mapy, jako forma wizualizacji, moga zarówno
  pomagac w wizualnej eksploracji zbioru
  danych (takze odkrycie wzoru lub
  korelacji), jak i w przekazywaniu rezultatów
  eksploracji zbioru danych w GIS
• w zakresie wyprowadzania danych interaktywne
  programy graficzno-projektowe dysponuja
  wiekszymi mozliwosciami kartograficznymi
  niz GIS.

37
Zastosowania GIS

• urzedy administracji centralnej oraz
  lokalnej
• do zarzadzania gruntami oraz nieruchomosciami,
  planowania przestrzennego, podejmowania decyzji
  prawnych, administracyjnych, lokalizacyjnych

• sluzby ratownicze
• do szybkiej lokalizacji miejsca wypadku czy
  pozaru, okreslania stref zagrozen dostarczania
  dowódcy szybkiej i dokladnej informacji
  charakteryzujacej miejsce i obiekt zdarzenia

38
Zastosowania GIS

• dziedziny z koncówka "-ogia" w nazwie
• geologia, meteorologia, sejsmologia, archeologia,
  itd., do tworzenia map tematycznych

• ochrona srodowiska
• do prognoz, podejmowania decyzji, analiz
  zanieczyszczen, zarzadzania parkami narodowymi

• lesnictwo i rolnictwo
• mapy terenów lesnych z podzialem ze wzgledu na
  typ drzewostanu, mapy upraw, gleb rolniczych, itp.

• agencje obrotu nieruchomosciami
• do prezentowania oferty mozliwosc wygodnego
  przegladania na mapie ofert spelniajacych zadane
  kryteria, którymi moze byc równiez polozenie na
  jakims obszarze

39
Zastosowania GIS

• agencje marketingowe

Identyfikacja rynku zbytu Analiza efektów
kampanii reklamowej Projektowanie sieci
dystrybucji Analiza sprzedazy w poszczególnych
regionach Rejonizacja sprzedazy
40
Zastosowania GIS

• firmy transportowe
• do optymalizacji tras przejazdu, sledzenia ruchu
  pojazdów na mapie na zywo, dzieki systemowi GPS
  (Global Positioning System)

• firmy zarzadzajace sieciami przesylowymi
• do zarzadzania zasobami takimi jak rurociagi
  gazowe, wodociagi, kanalizacja, siec
  energetyczna, telekomunikacyjna, drogi, koleje

41
Zastosowania GIS

• oraz wiele innych zastosowan, w których jedynym
  ograniczeniem jest wyobraznia