1 w geografii społeczno-ekonomicznejWNP, G 4, BL.3, 60 godz. lab Kartografia i GIS w geografii społeczno-ekonomicznej

2 KARTOGRAFIA I GIS W GEOGRAFII SPOŁECZNO-EKONOMICZNEJRelacje między kartografią społeczno-ekonomiczną a GIS

3 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaRelacja między GIS a kartografią Zastosowania GIS

4 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaPowrót do spisu treści

5 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaCo to jest GIS System - skoordynowany układ elementów, zbiór tworzący pewną całość uwarunkowaną stałym, logicznym uporządkowaniem jego części składowych System informacyjny – łańcuch operacji, na który składają się: 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 udostępniania danych, w których zawarte są informacje o położeniu, geometrycznych właściwościach i przestrzennych relacjach oraz towarzyszące im  informacje opisowe o obiektach i zjawiskach światu rzeczywistego

6 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaCo to jest GIS Typowa baza danych geograficznych składa się z dwóch elementów: Pierwszy element to dane przestrzenne, przechowywane w postaci graficznej jako mapa. Drugim z nich są bazy danych (tablice), w których przechowywana jest część tematyczna danych. Opisują one cechy atrybutowe obiektów i zjawisk. Oba te elementy są ze sobą połączone w taki sposób, aby dostarczać najpełniejszej informacji: zarówno w postaci graficznej jaki i opisowej.

7 GIS łączy w sobie wszystkie zalety zarówno mapy, jak i bazy danych.Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Co to jest GIS GIS łączy w sobie wszystkie zalety zarówno mapy, jak i bazy danych. Na mapie znajduje się informacja o położeniu, wielkości i sąsiedztwie obiektów i zjawisk, zaś w bazie danych może znajdować się niemal nieograniczona ilość informacji opisowej.

8 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaCo to jest GIS Dzięki takiej budowie GIS umożliwia dwojaki dostęp do danych: Możemy zadać zapytanie do bazy danych o wyszukanie elementów spełniających żądany warunek i w efekcie otrzymać odpowiedź w postaci obiektów zaznaczonych na mapie. Wskazując interesujące odbiorcę obiekty graficzne można otrzymać dotyczące ich informacje w postaci danych tabelarycznych.

9 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaCo to jest GIS

10 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaCo to jest GIS

11 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaTerminologia W bogatej, szczególnie angielskojęzycznej literaturze dotyczącej GIS spotyka się wiele terminów, które uznać można za synonimy systemów informacji geograficznej. Taka różnorodność stosowanych określeń wynika najczęściej z celu, dla którego stosowany jest GIS, specjalizacji twórców systemu i lokalnych tradycji.

12 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaTerminologia Wśród najczęściej spotykanych terminów stosowanych w zastępstwie lub obok terminu GIS wymienić można (Geographic Information Systems...,1992; Werner, 1992): 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 środowiskowej (environment information system) system informacyjny zasobów terenowych (land resources information system) system informacji terenowej o powierzchni ziemi (land information system)

13 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaTerminologia 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) wielozadaniowy system wprowadzania danych o użytkowaniu ziemi (multipurpose input land use system) system manipulowania danymi o zasobach naturalnych (system for handling natural resources inventory data)

14 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaTerminologia system manipulowania danymi przestrzennymi (spatial data handling system) system informacyjny zarządzania zasobami naturalnymi (natural resources management information system) geograficznie odniesiony system informacyjny (geografically referenced information system) zautomatyzowane kartowanie i wspomaganie zarządzania (AM/FM – automated mapping & facilities management)

15 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaElementy GIS Geograficzny System Informacyjny składa się z następujących  podstawowych elementów: Dane (ang. Data) - dane dotyczące lokalizacji (połączone relacjami z atrybutami przestrzennymi - mapa) - dane związane z cechami obiektów geograficznych (atrybuty nieprzestrzenne – tabela danych) Sprzęt komputerowy (ang. Hardware) - system komputerowy, na którym działa oprogramowanie GIS. Oprogramowanie (ang. Software) - jest zestawem funkcji i narzędzi niezbędnych do gromadzenia, analiz i prezentacji danych

16 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaElementy GIS Personel (lub ogólnej ludzie – ang. People) GIS jest używany przez tworzących go specjalistów i użytkowników, dla których jest przeznaczony. Warunkiem rozpowszechnienia GIS jest ograniczenie wymogu, aby użytkownik był specjalistą. Procedury lub procesy (ang – Processes) - system komend zarządzający pracą systemu: * procedury wprowadzania i weryfikacji danych wejściowych, * procedury zarządzania i przetwarzania w obrębie bazy danych (system zarządzania bazą danych), * procedury przetwarzania i analizy danych geograficznych, * procedury wyjściowe: prezentacji graficznej, kartograficznej i tekstowej danych, * procedury komunikacji z użytkownikiem

17 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaElementy GIS > Dane - dane przestrzenne (geometryczne, graficzne) – mapy, plany, zdjęcia lotnicze, obrazy satelitarne - dane nieprzestrzenne (atrybutowe,opisowe) – tabele, informacje tekstowe

18 Elementy GIS > Dane > Dane graficzneSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne - dane rastrowe - reprezentujące obiekty w postaci pikseli - dane wektorowe - reprezentujący obiekty w postaci punktów, linii i wieloboków

19 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe Model rastrowy powstaje przez nałożenie siatki kwadratów o boku równym połowie liniowego wymiaru najmniejszego obiektu obrazu. Każdemu kwadratowi, czyli komórce siatki, przypisuje się liczbę odpowiadającą rodzajowi obiektu znajdującego się w tym kwadracie.

20 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe Obraz jest zatem złożony z wielu małych kwadratów (punktów, pikseli), ułożonych w wierszach i kolumnach, którym przypisana jest konkretna wartość. Im mniejszą długość boku kwadratu przyjmiemy, tym bardziej dokładny obraz obiektu otrzymamy. Rozdzielczość określa się jako iloczyn pikseli w poziomie oraz w pionie. Im większa rozdzielczość obrazu, tym większa jest jego jakość.

21 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe Czynność doprowadzenia obrazu do postaci rastrowej nazywa się rasteryzacją i w praktyce dokonuje się jej zwykle w sposób automatyczny.

22 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe Źródła zasilania modelu rastrowego: w wyniku procesu skanowania map analogowych zdjęcia satelitarne i lotnicze, z przetworników analogowo-cyfrowych (cyfrowy aparat fotograficzny, cyfrowe kamery telewizyjne), standardowe pliki graficzne, przy użyciu odpowiedniego oprogramowania konwertującego obrazy wektorowe do postaci rastrowej

23 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektoroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Model wektorowy zakłada, że obraz jest zbiorem samodzielnych obiektów (elementów kartograficznych). Każdy z tych obiektów może być wyodrębniony oraz rozłożony na elementy graficzne (punkty, linie i wieloboki).

24 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektoroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Ogólna idea modelu wektorowego polega na tym, że każdy punkt mapy określają współrzędne oraz sposoby ich połączeń w obiekty liniowe i powierzchniowe (polilinie i wieloboki). Punkt jest obiektem bezwymiarowym, określonym jedynie przez współrzędne. Polilinia posiada jeden wymiar – jest ona krzywa utworzoną z wielu odcinków zdefiniowanych za pomocą punktów. Wielobok jest elementem dwuwymiarowym określonym przez zamkniętą polilinię.

25 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektoroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe W systemie wektorowym zapis punktów, linii i wieloboków (nazywanych również poligonami) może być dokonany z pełną dokładnością wyrażoną w określonym układzie współrzędnych (x, y). Przy zapisie wektorowym istnieje zatem możliwość dokładnego przedstawienia położenia obiektów, a także precyzyjnego określenia granic elementarnych jednostek przestrzennych. Proces lokalizowania obiektów i punktów na mapie (czyli przypisywania rekordom bazy danych współrzędnych geograficznych) nazywa się geokodowaniem.

26 Systemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęciaElementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Elemeny GIS > Dane > Dane graficzne > Dane rastrowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

27 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektoroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

28 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektoroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

29 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektoroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

30 Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektoroweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane graficzne > Dane wektorowe Źródła zasilania modelu wektorowego >>>

31 Elementy GIS > Dane > Dane atrybutoweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe Każdy z obiektów, zarówno w modelu rastrowym, jak i wektorowym, można opisać za pomocą wielu cech (atrybutów). Służą do tego dane niegraficzne (atrybutowe, opisowe), które mogą mieć charakter tekstowy bądź numeryczny. Powstaje w ten sposób oddzielny zbiór danych powiązany z grafiką przy pomocy geokodu. Geokod (nazywany też indeksem bądź kluczem podstawowym) spełnia rolę identyfikatora, znajduje się on zarówno w bazie danych graficznych, jak i w bazie danych atrybutowych, łącząc dany obiekt graficzny z przyporządkowanym mu zbiorem cech (rekordem)

32 Elementy GIS > Dane > Dane atrybutoweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe

33 Elementy GIS > Dane > Dane atrybutoweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe

34 Elementy GIS > Dane > Dane atrybutoweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe

35 Elementy GIS > Dane > Dane atrybutoweSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Dane atrybutowe Źródła zasilania danych atrybutowych: ręczne wprowadzanie danych za pomocą klawiatury, arkusze kalkulacyjne, systemy obsługi baz danych, automatyczne czytniki i rejestratory

36 Elementy GIS > Dane > WarstwySystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Warstwy W bazach danych GIS stosuje się tzw. strukturę warstwową. Każda warstwa (ang. Layer) zawiera obiekty danego rodzaju (np. drogi, lasy, obszary zabudowane, sieć wodna), którym z kolei odpowiadają rekordy zawierające zbiór atrybutów. Nałożenie na siebie wszystkich warstw daje zatem w przybliżeniu obraz świata rzeczywistego.

37 Elementy GIS > Dane > WarstwySystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Warstwy Możliwość selektywnego wybierania warstw pozwala na komponowanie map o dowolnej treści oraz przeprowadzania różnego typu analiz poprzez nałożenie na siebie warstw pozyskanych z różnych źródeł lub w różnym czasie. Można dzięki temu zaobserwować wzajemne, przestrzenne zależności między obiektami.

38 Elementy GIS > Dane > WarstwySystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Warstwy

39 Elementy GIS > Dane > WarstwySystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Dane > Warstwy

40 Elementy GIS > OprogramowanieSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Oprogramowanie Gdy systemy GIS dopiero zaczynały powstawać, każda instytucja budowała od podstaw cały system, w tym także na własny użytek tworzyła odpowiednie oprogramowanie. Dziś dominują skomplikowane i zarazem wielofunkcyjne systemy GIS. Każda znacząca firma zajmująca się GIS-owskim oprogramowaniem tworzy własne środowisko, w obrębie którego oferuje wiele rozmaitych produktów wspomagających pracę na poszczególnych etapach przetwarzania danych, a także konkretne produkty przeznaczone do konkretnych, specjalistycznych zastosowań (np. zastosowania militarne, projektowania). Tworzone programy mają wiele wersji? Przeznaczonych dla odbiorców indywidualnych, biznesu, przystosowanych do pracy w sieci itp.

41 Oprogramowanie GIS na rynku polskim

42 Elementy GIS > OprogramowanieSystemy informacji geograficznej (GIS): podstawowe pojęcia Elementy GIS > Oprogramowanie System oprogramowania GIS MapInfo Corporation Przestrzenne analizy danych: - MapInfo Professional - Vertical Mapper - Aplikacja transportowa - MapBasic Prezentacja i przeglądanie map: - MapInfo ProViewer - MapInfo DISCOVERY Dla Integratorów: - MapXtreme - MapX - MapX Mobile - Spatial Vare - Komponenty programistyczne

43 Relacja między GIS a kartografiąPowrót do spisu treści

44 Relacja między GIS a kartografiąWiększość pojęć i funkcji GIS wywodzi się z kartografii. Chodzi nie tylko o samo tworzenie obrazu, ale również o wiele procesów (transformacje, analizy) i funkcji wprowadzania danych (digitalizacja, skanowanie). Relacje między kartografią i GIS mogą być rozpatrywane z różnych, często przeciwstawnych, punktów widzenia. Jedni traktują GIS jako techniczno-analityczny podzbiór kartografii, inni uważają, że kartografia jest podzbiorem GIS, służącym do prezentacji wyników badań.

45 Relacja między GIS a kartografiąKartografia może być traktowana jako zasadnicze wsparcie przy różnorodnym operowaniu informacją geograficzną z następujących powodów: mapy są głównym i interaktywnym elementem GIS, rodzajem graficznego łącznika między użytkownikiem a przestrzenią; mapy mogą być używane jako wizualny indeks zjawisk lub obiektów, które są zawarte w systemie informacyjnym; mapy, jako forma wizualizacji, mogą zarówno pomagać w wizualnej eksploracji zbioru danych (także odkrycie wzoru lub korelacji), jak i w przekazywaniu rezultatów eksploracji zbioru danych w GIS; w zakresie wyprowadzania danych interaktywne programy graficzno-projektowe dysponują większymi możliwościami kartograficznymi niż GIS.

46 Zastosowania GIS Powrót do spisu treści

47 urzędy administracji centralnej oraz lokalnej:Zastosowania GIS urzędy administracji centralnej oraz lokalnej: do zarządzania gruntami oraz nieruchomościami, planowania przestrzennego, podejmowania decyzji prawnych, administracyjnych, lokalizacyjnych

48 Zastosowania GIS służby ratownicze:do szybkiej lokalizacji miejsca wypadku czy pożaru, określania stref zagrożeń; dostarczania dowódcy szybkiej i dokładnej informacji charakteryzującej miejsce i obiekt zdarzenia

49 dziedziny z końcówką "-ogia" w nazwie:Zastosowania GIS dziedziny z końcówką "-ogia" w nazwie: geologia, meteorologia, sejsmologia, archeologia, itd., do tworzenia map tematycznych

50 Zastosowania GIS ochrona środowiska:do prognoz, podejmowania decyzji, analiz zanieczyszczeń, zarządzania parkami narodowymi

51 leśnictwo i rolnictwo:Zastosowania GIS leśnictwo i rolnictwo: mapy terenów leśnych z podziałem ze względu na typ drzewostanu, mapy upraw, gleb rolniczych, itp.

52 agencje obrotu nieruchomościami:Zastosowania GIS agencje obrotu nieruchomościami: do prezentowania oferty; możliwość wygodnego przeglądania na mapie ofert spełniających zadane kryteria, którymi może być również położenie na jakimś obszarze

53 agencje marketingowe:Zastosowania GIS agencje marketingowe: Identyfikacja rynku zbytu Analiza efektów kampanii reklamowej Projektowanie sieci dystrybucji Analiza sprzedaży w poszczególnych regionach Rejonizacja sprzedaży

54 Zastosowania GIS firmy handlowe:do analiz rynków zbytu, planowania rozmieszczenia oddziałów

55 Zastosowania GIS firmy transportowe:do optymalizacji tras przejazdu, śledzenia ruchu pojazdów na mapie na żywo, dzięki systemowi GPS (Global Positioning System)

56 firmy zarządzające sieciami przesyłowymi:Zastosowania GIS firmy zarządzające sieciami przesyłowymi: do zarządzania zasobami takimi jak rurociągi gazowe, wodociągi, kanalizacja, sieć energetyczna, telekomunikacyjna, drogi, koleje

57 Zastosowania GIS oraz wiele innych zastosowań, w których jedynym ograniczeniem jest wyobraźnia

58