bevezetés a térinformatikába dr siki zoltán siki@agt.bme.hu

Bevezetés a térinformatikábaBevezetés a térinformatikábadr Siki Zoltándr Siki Zoltán

siki@agt.bme.husiki@agt.bme.hu

• A térinformatika fogalmaA térinformatika fogalma

• Adatnyerési eljárásokAdatnyerési eljárások

• Digitális térképekDigitális térképek

• Relációs adatbázisokRelációs adatbázisok

• Térinformatikai rendszerekTérinformatikai rendszerek

• Alkalmazási területekAlkalmazási területekhttp://www.agt.bme.huhttp://www.agt.bme.hu

BME Általános és Felsőgeodézia tanszékBME Általános és Felsőgeodézia tanszék

AdatokAdatok

SzoftverSzoftver

SzemélyzetSzemélyzet

HardverHardver

Térinformatika fogalmaTérinformatika fogalma

A térinformatika a helyhez kötött jelenségekkel és a köztük levő, elsősorban térbeli kapcsolatokkal foglakozik

a világban levő adatok nagy része helyhez illetve térképhez köthető

A térinformatikai rendszerek (GIS)a hardver, szoftver, térbeli adatok és kezelő személyzet szervezett

együttese a helyhez köthető információk beszerzésére, tárolására,aktualizálására, elemzésére és megjelenítésére

A térbeliség általában a Föld felszinére korlátozódiktérképek (2D/3D)

Költségek megoszlásaHardver Szoftver Adat Oktatás

1-5% 5-10% 70-90% 5-10%

Alkotóelemek élettartamaHardver Szoftver Adat Oktatás

2-5 év 5-10 év 25- 2-10 év

Min.Min.

CAD rendszerek térképek rajzolásához

AlapAlap

Térbeli adatok digitalizálása, tárolása és aktualizálása

Grafikus (vektor és raszter) adatok és a hozzájuk kapcsolt járulékos adatatok együttes kezelése

Alkalmazási területek széles skálája pl. környezetvédelem, közművek, marketing

Különböző elemzési és megjelenítési lehetőségek

ProfiProfi

Internetes/intranetes megoldások

A térinformatika integráns része más információs rendszereknek pl. hálózati felügyeleti rendszer, irodai információs rendszer

Térinformatikai rendszerek jellemzőiTérinformatikai rendszerek jellemzői

Relációs adatbázis Számítógépes grafika

Adatbázis = táblázatok együttese

Kulcs - a táblázat egy sorát egyértelműen azonosítja,egy vagy több oszlop

A mezők numerikus, szöveges, dátum vagy multimédia(kép, hang, stb.) adatokat tartalmazhatnak

Redundancia - ugyanannak a ténynek többszöri tárolása

Korlátozások, kapcsolatok tárolása az adatbázisban

SQL

Relációoszlop

Sor

Mező

Térinformatikai rendszerek építőköveiTérinformatikai rendszerek építőkövei

Oracle, MS SQL Server, MS Access, mySQL, PostgreSQL, Informix, DB2, …

Numerikus leírás

Grafika

Absztrakció

Valós világ

Lehetséges modellekModell megvalósítása

Kutak

Utak

Talajok

Rétegek

Objektumok

12

út

épület

Leíró adatok

AdatmodellAdatmodell

Vektoros és raszteres ábrázolás

Vektoros Raszteres•Kisebb méretű állományok•Tetszőleges felbontás•Összetett adatszerkezet

•Nagy méretű állományok•Rögzített felbontás•Egyszerű adatszerkezet

Hibrid modell

A térkép, számítógéppel kezelhetõ, numerikus (digitális) leírása

Digitális térképek felépítéseRajzi alapelemek:

pont, szimbólumegyenes, körív, kör, görbeszövegpoligon, terület

A digitális térképA digitális térkép

Réteg struktúraszabványok

A digitális térkép, a térkép tartalmának számítógéppel kezelhető,numerikus (digitális) leírása.

A térkép a Föld felszínén illetve azzal kapcsolatban álló anyagivagy elvont dolognak - általában kicsinyített, generalizált,síkbeli megjelenítése.

•A tárolás általában folytonos, nincs szelvényekre bontva

Eltérések a hagyományos és a digitális térképek között

•Struktúra, a térképi elemek csoportokba sorolhatók (réteg, objektum)•Valós méretekkel ábrázolja az elemeket•Pontos csatlakozások, topológia!

Digitális térképek

"hátrányok" fegyelmezettebb munkát követel újabb ismeretek elsajátítását igényli másfajta eszközök illetve logika a hagyományos nyilvántartások hibái kiderülnek

előnyök hatékonyabb, gyorsabb munkavégzés eddig "megoldhatatlan" feladatok megoldása egységes térképi alap az összes hivatalban, többcélú felhasználhatóság strukturáltság

Alapszabály: "A számítógép az utasításaink és nem az elképzeléseink szerint működik!"

(Murphy)

A digitális és hagyományos térképekA digitális és hagyományos térképek összehasonlításaösszehasonlítása

UTC

A

UTCAMÁTR

A UTC

A

ZAGYVA

UTCA

UTC

A

TÁTRA

TISZA

MÁ

TR

A

UTCA

ZAGYVA

UTCA

ÚT

III.

•Földmérési alaptérkép•Közmű alaptérkép

13

12-11

223608

223610

TÉR

VÁROSHÁZ

TÉR

VÁROSHÁZVÁROSHÁZ

TÉR

T

T

T

G

G

G

V

G

V

V

G

V

C

C

aszfaltburkolat

a.j. aszfaltburkolat

a.j.

a.j.

a.j.

•Egyesített közműtérkép•Szakági helyszinrajzok•Szabályozási Keretterv•Szabályozási tervlapok•Légifényképek, űrfelvételek•Topográfiai térkép

•...

Nagyméretarányú térképek

Digitalizálással Numerikus adatokból

Digitalizálótábla

Szkennelés Mérésekből vagy korábbijegyzőkönyvekből

Numerikus adatbevitel,szerkesztés

Manuálisvektorizálás

Digitális vektor térkép Digitális raszter térkép

Másodlagos adatnyerés Elsődleges adatnyerés

Digitális térképek létrehozása

Geo-referencia

Automatikusfélautomatikusvektorizálás

Példa!

•A térképi elemek közötti folytonossági és szomszédossági viszonyok leírása•A topológiai adatok a koordinátarendszer választásától függetlenek (invariánsak)

1

5

2

4

76

3

Grafikus elemek

illesztőpont (tic)

vonallánc (polyline)centrális (label)poligon (polygon)

tó

térképi megírás (annotation)

csomópont (node)

12

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16- centrális azonosító

12 - vonallánc azonosító7

5

12 3 4

5

67

8

9

10

- csomópont azonosító

11

FNODE_ TNODE_ LPOLY RPOLY LENGTH ID1 5 1 -1 287 11 2 2 1 82 22 5 5 1 143 38 9 5 7 223 49 10 6 7 43 53 6 4 5 195 63 4 2 4 51 74 7 -1 4 204 87 10 -1 6 185 9

11 11 3 5 101 108 10 7 -1 264 115 8 5 -1 102 121 4 -1 2 248 132 3 2 5 213 146 9 6 5 59 156 7 4 6 89 16

•Az elemzések végrehajtását gyorsítják, pl. útvonal keresés

Topológia

1 0 1 3 1 0 1 2 1 0 1 1 1 0 1 0

1 0 1 61 0 1 5

1 0 1 4

1 0 1 7 1 0 1 8

2 0 1 1

2 0 1 1

2 0 1 3 2 0 1 2

2 0 1 62 0 1 5

2 0 1 4

3

1 4

6

8

2

5

7

5

4

Rajzi hiba Magyarázat

1. Duplikált rajzelemek(duplicate objects)

Részben vagy teljesen átfedő rajzelemek. Példáulkét azonos végpontokkal bíró vonalelem.

2. Túl rövid rajzelemek(short objects)

A rajzban előforduló, a megadott toleranciánálrövidebb rajzelemek.

3. Alul lógás (undershoots) Egy vonal nem éri el a megadott tolerancián belüleső cél rajzelemet.

4. Túl lógás (overshoots) Egy vonal, mely a toleranciát nem meghaladómértékben nyúlik túl egy cél rajzelemmel alkotottmetszésen.

5. Metsződő rajzelemek(crossing objects)

Két egymást metsző rajzelem.

6. Pontatlan csatlakozások(clustered nodes)

A megadott toleranciánál közelebb eső kettő vagytöbb elem végpont.

7. Álcsomópontok(pseudo nodes)

Egy olyan pont, melyben csak két rajzelemvégpontjai csatlakoznak.

8. Lógó vonalak(dangling objects)

Olyan rajzelemek, melyek egyik végéhez nemcsatlakozik másik rajzelem (pl. zsákutca).

Cél a topológiailag hibátlan állomány előállítása

Automatizálható, tolerancia

RajztisztításRajztisztítás

•Síkbafejthető felületKúpHengerSík

•Vetület típusok

SzögtartóTerülettartó

•AlapfelületGömb, ellipszoidElhelyezési adatok

Vetületi rendszerekVetületi rendszerek

D i g i t á l i s t é r k é p e k é s r e l á c i ó s a d a t b á z i s o k ö s s z e k a p c s o l á s a

Telkek

Épületek

Vezetékek

Fák

ID

ID

ID

ID

M i n d e n g r a f i k u s e l e m h e z t a r t o z i k e g y s o r a z e g y i k t á b l á z a t b a n A k a p c s o l a t o t a z o n o s í t o k b i z t o s í t j á k

A n y i l v á n t a r t ó r e n d s z e r s e g í t s é g é v e l m e g v á l a s z o l h a t ó k é r d é s e k M i v a n i t t ? t i p u s ú k é r d é s e k L e k é r d e z é s a g r a f i k a f e l ö l H o l v a n n a k . . . ? t i p u s ú k é r d é s e k L e k é r d e z é s a t á b l á z a t o k f e l ö l

Nyilvántartó rendszerek

Grafikus adatok + azonosító Leíró adatok + azonosító

12x1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4 12 4563/2 L4

Relációs adatbázisGrafikus adatbázis

Grafikus és leíró adatok kapcsolataGrafikus és leíró adatok kapcsolata

Kiegészítő raszteres adatok

• Időben gyorsan változó folyamatok, pl. olajfolt az óceánon

• Másfajta információk, amit vektorosan nem lehet leírni• Landsat, Spot, Ikonos, …

Topológikus adattárolás

szomszédossági és folytonossági információk tárolása Grafikus adatok és megjelenési módjuk szétválasztása

geometriai adatok megjelenítési tulajdonságok pont szimbólum vonal vonaltípus terület szín szöveg kitöltési minta

Betűméret, típus Előny: az adatok megjelenésének módosítása független az adatbázistól

Elemzési funkciók Új adatok levezetése a rendelkezésre állók segítségével

GIS rendszerek

•Pozíció - mi van egy adott helyen

•Feltétel - hol vannak …?

•Trendek - mi változott meg?

•Minta - milyen térbeli minták léteznek?

•Modellezés - mi lenne, ha ...?

Megválaszolható kérdésekMegválaszolható kérdések

•Szelekció

•Övezet generálás

•Adattábla alapján•Geometriai feltételekkel

•Átfedés vizsgálat

Eszközök a kérdések megválaszolásáhozEszközök a kérdések megválaszolásához

Feladat: gumipitypang termesztésre alkalmas terület keresése

Feltételek:Vízfolyás, tó 10 km-es közelében

Réti talaj (8)

Napsütéses órák száma > 1800 óra

Terület > 15 km2

Szükséges adatok:Vízrajzi térkép

Talajtérkép

Napsütéses órákat ábrázoló térkép

Elemzési példa

10 km-es övezet

Vízrajzi térkép Talajtérkép Napsütéses órák

Réti talaj és napsütéses órák > 1800

Minden feltételt kielégítő területek

Elemzés végrehajtása

Elemzések eredményeElemzések eredménye

Szabványosítási törekvések OpenGIS

Különböző adatformátumok, hálózaton keresztüliadatfelhasználás, eltérő rendszerek között

Téradat szerverek

Integráció más információs rendszerekkel

Oracle térbeli modul (spatial cartridge)

ESRI térbeli adat motor (SDE)

Internetes térképszolgáltatás, térkép szerverek

Ingyenes megjelenítő programok (ArcExplorer,Autodesk Design Review, MapInfo ProViewer, …

TrendekTrendek

Nyíltforrású térinformatikai szoftverekGRASS, UMN MapServer, OpenJump, QGIS, …

PostGIS, MyGIS nyíltforrású megoldások

Ingyenes megjelenítők

www.mapnet.huwww.mapnet.huwww.esrihu.huwww.esrihu.huwww.geotools.comwww.geotools.com

www.esri.com www.autodesk.com www.mapinfo.com www.bentley.com ...www.esri.com www.autodesk.com www.mapinfo.com www.bentley.com ...

www.agt.bme.huwww.agt.bme.hu

mapserver.umn.gis.orgmapserver.umn.gis.org

Internetes térkép szolgáltatásInternetes térkép szolgáltatás

Köszönöm a figyelmet!

Házi feladat:- Használja az utolsó két dián szereplő adat (program)-források valamelyikét, és eredményét (kép/térkép) küldje el!