coğrafi bilgi sistemleri - aybu.edu.tr1)(1).pdf · coğrafi bilgi sistemleri dr. ayfer Özdemİr...

Coğrafi Bilgi Sistemleri

Dr. Ayfer ÖZDEMİRTarım ve Orman Bakanlığı

Su Yönetimi Genel MüdürlüğüModelleme Şube Müdürlüğü

[email protected]@hotmail.com

mailto:[email protected]

CBS’ye giriş

• Bilgi sistemleri

• Cografik bilgi ve CBS

• CBS’nin tarihçesi

• CBS’nin kullanıldığı disiplinler

• CBS’nin yararları

• CBS’nin maliyetleri

• Örnek CBS uygulamaları

CBS’ye giriş

• Bilgi Teknolojisi

• Bilgi Sistemi

• Cografi Bilgi

• GIS/LIS

CBS’ye giriş

Bilgi Sistemleri

• Operasyonel Sistem

• Yönetim Bilgi Sistemi (MIS)

• Karar Destek Sistemi (KDS)

• Uzman Sistem

• Entegre Bilgi Sistemi

Anahtar Tanımlamalar

Sonuçların

çıkarılabileceği

rakamlar, şekilller,

unsurlar

Veri

Bilgilenme

veya

bilgilendirme

Bilgi Anlamlandırılmış

Bilgi

Durumu ya da

bilme

ya da

anlama durumu

(kişi tarafından)

Anahtar Kavramlar

Veri

Bilgi

Değildir

Anlamlandırılmış

Bilgi

Değildir

Verinin Anlamdırılmış Bilgiye

Dönüşümü

Veri

Bilgi

İşleme

Anlama

Veriler, yalnızca kullanıcı bir

hedefi başarmak için

bilgileri anladığında ve

kullandığında bilgi olur.


Bilgi

Verilerin Bilgiye Dönüştürülmesi

İnsan Etkileşimini gerektirir

Veri

Bilgi

İşleme

Anlama


Bilgi

GIS Ne? ve Nerede?

sorularının cevabını verir

• Ne: Özniteliklerin özellikleri

• Nerede: Cografik konum

CBS’ye girişCografik Bilgi ve GIS


• Detaylı bilgi, örneğin:

– Şehirdeki tüm binaların lokasyon bilgisi

–Ormandaki ağaçların türü hakkında bilgi

• Kaba bilgi, örneğin:

–Geniş bölgelerin iklimi

–Bir ülkenin nufüs yoğunluğu

• Buradaki örnekler cografik çözünürlüğe göre çeşitlendirilebilir.

Dünyanın kavramsal bir modelini oluşturuyoruz.

• Bilginin toplanması (veri seti)

• Dijital coğrafi bilgi sayısal değerler, grafikler ve metinleri temsil edecek sayıları kullanır.

– Veriler, bit dizileri olarak temsil edilir (0 veya 1)

– grafikler koordinatlara dönüştürülür

– Metin, ASCII (Bilgi Değişimi için Amerikan Standart Kodu) gibi sayısal kodlara dönüştürülür.

• Toplanan verilerin derlenmesi (veri derlenmesi)




• grafikler koordinatlara dönüştürülür


(300, 500)

(400, 350)



• Metin, ASCII (Bilgi Değişimi için Amerikan Standart Kodu) gibi sayısal kodlara dönüştürülür.


A N K A R A

65 78 75 65 82 65

Bilgilerin gözden geçirilmesi

İyi bir bilgi sistemi, gerçek dünyayla ilgili doğru

kararları alabilmemiz için gerekli düzenlenmiş veriyi

sağlayan bir bilgi sistemidir.

Doğru kriterlere (model ve kriterlere) göre uygun bir

model uygulanması


CBS coğrafi (al) bilgi sistemi anlamına gelir

Bazı CBS tanımları:

• CBS, mekansal verileri toplayabilen, depolayan ve analiz eden bir bilgisayarsistemidir.

• CBS coğrafi verileri yakalamak, saklamak, kontrol etmek, işlemek, analizetmek ve görüntülemek için bir sistemdir.

• CBS, yerküre hakkında mekânsal bilgileri toplayan, depolayan, yöneten vegörüntüleyen bir sistem oluşturan bilgisayar donanımı, yazılımı vekullanıcıları topluluğudur.

• “CBS, coğrafi referanslı verileri işlemek için aşağıdaki dört özellik kümesini sağlayan bilgisayar tabanlı bir sistemdir: 1. giriş; 2. veri yönetimi (veri depolama ve geri alma); 3. işleme ve analiz; 4. çıktı “(Aronoff, 1989)

CBS’ye girişCBS nedir?

CBS bir bilgi sistemi olarak;• Mekansal bilgileri toplamak, saklamak ve almak,

• Belirli kriterleri karşılayan hedeflenen bir çevrede yerleri tespit etmek,

• Bu ortamdaki veri setleri arasındaki ilişkileri araştırmak,

• Bu ortamda hakkında karar vermek için ilişkili mekansal veriyi analiz eder,

• Alternatiflerin çevreye etkisini değerlendirmek için uygulamaya özelanalitik modeller için veri seçilmesini ve elde etmeyi kolaylaştırmak,

• Seçilen ortamı analizden önce veya sonra hem grafik hem de sayısalolarak gösterir,


CBS için Kullanılan Diğer Terimler:

Arazi bilgi sistemi

Mekansal Bilgi Sistemi

AM / FM-Otomatik Haritalama ve Tesis Yönetimi

Coğrafi Bilgi Sistemi

Arazi Kaynakları Bilgi Sistemi

Kaynak Bilgi Sistemi

Mekansal Veri Yönetimi ve Analiz Sistemi

Mekansal Veri İşleme Sistemi

Çevresel Bilgi Sistemi

Görüntü Tabanlı Bilgi Sistemi

Çok Amaçlı Kadastro


Kısacası, CBS coğrafi veriler için aşağıdakileri yapan bir sistemdir:

- toplama

- depolama

- sorgulama

- analiz etme

- gösterme


Elde

etme

Mekansal Veri

Yakalama

Depolama

Bilgi çekme

AnalizGösterim

CBS

Yazılım


CBS verisi

iki önemli öğeye sahiptir:

cografik (mekansal) öğe

özellik öğesi(cografik olmayan)


METU, GGIT Dept.


CBS, bilgisayar teknolojisinin üç yönününentegrasyonuna bağlıdır;

• Veritabanı yönetim sistemi (grafik & grafik olmayanveriler),

• Verileri işlemek, görüntülemek için yazılım,

• Mekansal analizler için algoritma ve teknikler


Mekansal

analiz araçları

DBMS

Grafiksel

yetenekler


• CBS 1970lerde başladı ve

1980lerde gelişti

• Şimdi hemen hemen her alanda kullanılmaktadır

• Sebep:

– Bilgisayar teknolojisindeki hızlı gelişmeler

– Donanım ve yazılım maliyetinde azalma


Farklı şehirlerdeki CBS uzmanları

Şehir Enlem Boylam CBS Uzmanı

Ankara 39.57 32.52 30

Istanbul 41.14 29.08 40

Izmir 38.26 27.10 15

Bursa 40.11 29.04 25

Aydın 37.51 27.51 12


• Bu şehirlerde ortalama kaç CBS uzmanı çalışıyor?

• Orta Anadolu'da kaç CBS uzmanı çalışıyor?

• Hangi şehirler birbirine 200 km uzaklıktadır?

• Bursa'ya en yakın şehir hangisidir?


• Donanım

• Yazılım

• Veri

• Kullanıcı (insan)

GIS aşağıdakileri içeren gerçek bir uygulamadır:

Bir problemi çözmek için gerekli (CBS uygulaması)


CBS’ye girişCBS bileşenleri

CBS Donanım

Üç ana üniteden oluşur :

Merkezi işlem birimi(CPU)

Yardımcı depolama birimleri

Giriş çıkış uniteleri


Merkezi işlem uniteleri

• Süper bilgisayarlar

• Anabilgisayarlar

• Minibilgisayarlar

• İş istasyonları

• Kişisel bilgisayarlar


Depolama uniteleri

• Manyetik disk

• Optik disk (CD-Rom, Worm, silinebilir optik disk)

• Manyetik teyp (8mm/5 Gb or 1/4’’ kartuş/160 Mb)

• Kişisel bilgisayar


CBS Giriş Donanımı

• Klavye

• Komut tabloları

• Grafik giriş aygıtı

• Sayısallaştırıcı tabletler

• Tarayıcılar



CBS Çıkış Donanımı

• Kalem çiziciler

• Elektrostatik / Inkjet / Termal çiziciler

• Ekran kopyalama cihazları / optik film yazarları

• Bilgisayar / Faks

• Yazıcılar



Yazılım

Yazılım satıcıları coğrafi verileri yakalamak, depolamak ve analizetmek için programlar (veya Paketler) hazırlar

iki parça halinde

ana paket

uygulama paketi

Yazılım için bazı örnekler:

Arc/Info(ESRI), Microstation(Intergraph), MapInfo, SmallWorld, CARIS


Çekirdek paket

Grafik işleme fonksiyonu

Veritabanı yönetim fonksiyonu

Temel kartografik ve coğrafi analiz yardımcı programları

Tüm CBS paketleri, genel olarak güçlü ilişkilerde hem grafik hem de grafik olmayan veritabanlarını kullanabilir.


Uygulama Paketleri

Belirli problemleri çözmek için özel olarakhazırlanmıştır;

• yazılımın makro dili ile kullanıcı tarafından hazırlanan• üretici tarafından kullanıcı talebine göre hazırlanan• Kullanıcı için üçüncü bir taraf tarafından hazırlanan


Kullanıcı (kişi)

Kullanıcı olmadan hiçbir şey yapılamaz!

Başarısızlık nedeni!

• CBS’nin ana öğesidir.

• Ne ve neden yaptıklarını bilmeyen insanlarla CBS'den hiçbir şey elde edilemez.

• Özel olarak eğitilmiş kalifiye personel ile CBS başarı şansına sahiptir, aksi halde tüm iş ve para hiçbir şey için olmaz.


Veri

• Sahip olmadığınız verileri kullanamazsınız.

• En uygun maliyetli veri toplama sadece ihtiyacınız olan verileri toplamaktır.

• Optimum veri kalitesi, işi yapacak minimum kalite seviyesidir.


• Veri:“mekansal” ya da “cografik”?

“Cografik” Dünya ile ilişkili-İki boyutlu yüzey- onun üç boyutu atmosferi, okyanuslar, yeraltı

“Mekânsal” çok boyutlu bir çerçeve ile ilgisi var- tıbbi görüntüler insan vücuduna atıfta bulunur- Mühendislik çizimleri mekanik bir objeye referans olarak verilir- mimari çizimler bir binaya atıfta bulunur

geospatial


• Doğruluk

• Hassasiyet

• Zaman

• Geçerlilik

• Bütünlük

Daha az ve daha az veri kalitesi elde etmek için daha fazla maliyeti vardır.


Veri organizasyonu

Doğru veriler doğru zamanda doğru yerdebulunmadıkça veri değeri yoktur.

Karar Modeli

En uygun maliyetli model, en az ile en fazlasını yapan en basit modeldir.

Çok yüksek veya çok düşük performans seviyelerini tolere etmek pahalıdır.


Geçerli Kriterler

CBS uygulamasının başarısı

• Kullanılacak verilerin uygun bir seçimi

• Verilerin düzenlenme şekli

• Karar modeli

• Karar kriterleri.


Jeoreferanslandırılmış Veri

Coğrafi veriler üç temel bileşenle karakterize edilir:

• Fiziksel boyut (öznitelik)

• Olgunun mekansal konumu

• Zaman


Veri Katmanları :Bir veri katmanı, mantıksal olarak ilişkili coğrafi özellikler ve

bunların özelliklerinden oluşur.

Coğrafi bilgileri ayrı katmanlara ayırma sebepleri:

- Özelliklerin birleşimini basitleştirmek için

- Birden çok veri kümesinde manipülasyon ve analiz yapmak

- Küçük ölçekli veritabanının daha fazla ayrıntı gösteren dahabüyük ölçekli veritabanına yol açmasını sağlamak


Bir CBS'nin Fonksiyonel Bileşenleri :

•Veri girişi ve dönüşümü

•Veri yönetimi

•Veri işleme

•Veri analizi ve modelleme

•Data çıkışı


• CBS, coğrafi bilgiler üzerinde çalışan özel işlevler içerir.• Fonksiyonlar:

– Ekranda gösterme– Edit, değişim, dönüşüm– ölçüm mesafeleri, alanlar– Aynı bölgeye ait haritaları birleştir– neyin nerede olduğuna dair envanter– özellikler, tesisleri yönetim– Farklı amaçlar için alanların uygunluğuna karar vermek– Kullanıcıların yerler hakkında karar vermelerine yardımcı

olmak,– özellik hakkında tahminler yapmak


Belediye Mekansal Veri

– Temel harita / topografik haritalar

– Kadastral haritalar (lot sınırları, parsel sınırları, irtifak hakkı)

– Şehir planlama haritaları

– AM / FM Verileri (kanalizasyon sistemi, su sistemi, elektrik, iletişim)

CBS’ye girişCBS ne için kullanımaktadır?

Belediye Mekansal Veri

– Sokak ağı Verileri (yol merkez çizgileri, kavşaklar, ışıklar, ağaçlar,…)

– Alan Verileri (demografik, vergi oranı, okul bölgesi, acil durum müdahalesi,…)

– Çevresel Veri (toprak haritası, taşkın düz haritalar, gürültü seviyesi haritası, akarsular, su kütleleri, parklar,…)

CBS’ye girişCBS ne için kullanımaktadır?

Herhangi bir konuda aşağıdaki sorular mevcut olduğuiçin CBS herhangi bir alanda uygulanabilir.

• Konum :Ne var….. ?

• Şart :Nerede… ?

• Eğilim : O zamandan beri neler değişti…?

• Yönlendirme : En iyi yol nedir…?

• Desen : Hangi özel desenler var??

• Model :Ya eğer…?

CBS’ye girişCBS uygulamaları

– Jeodezi ve Geomatik

– İnşaat Mühendisliği

– Jeoloji

– Jeofizik

– Petrol

– Şehir ve bölge planlama

– Madencilik

– Oşinografi

– Tarim

– Biyoloji

– Çevresel bilim, ekoloji

– Coğrafya

– Sosyoloji

– Potansiyel bilim

– Antropoloji

Potansiyel CBS kullanıcıları:


CBS'de Yer Alan Disiplinler:

• Uzaktan Algılama

• Jeodezi

• Fotogrametri

• Ölçme

• Haritacılık

• Bilgisayar bilimi

• Matematik

• İstatistik


CBS'nin İlk Uygulamaları• Avrupa: Arazi kayıt sistemleri

Çevresel veritabanı

• Kanada: Orman uygulamaları

• Çin, Japonya: İzleme ve modelleme

çevresel değişiklikler

• A.B.D: Nüfus büro uygulamaları,

Jeolojik araştırma uygulamaları


• İş

• Sayım, seçimler

• Ölçme ve haritalama

• Harita ve veritabanı yayımlama

• Halk sağlığı ve güvenliği (hastane,

polis, ateş…)

• Gayrimenkul bilgi yönetimi


• Belediye Uygulamaları (altyapı, ...)

• Mühendislik Uygulamaları

• Orman Geliştirme ve Yönetimi / Erozyon veOrmansızlaşma

• Tarım ve arazi kullanımı, hasat öngörüleri


• Çevresel uygulamalar (bitki örtüsü, kirlilik, ...)

• Hidroloji, su kirliliği (drenaj örtüleri, suhavzası,…)

• Jeoloji (DTM, arıza tespiti, mineral tespiti)

• Ulaşım, araç takibi, navigasyon sistemleri, ...


• Bölgesel kalkınma ve planlama,

• Petrol işlemleri

• Askeri uygulamalar

• Arkeoloji,

• Eğitim ve araştırma


Son zamanlarda CBS daha popüler hale geldi.

Kültürel ve doğal çevrenin birçok yönü hakkındabüyük miktarda coğrafi bilgi toplanmaktadır.

Onları birbirleriyle ilişkilendirmek, küresel -> yerelsorunların yanı sıra bilimsel çözümlerin çözümüneyardımcı olur.

Teknoloji iyileştikçe, maliyetler her geçen günazalmaktadır.


-Gereksiz faaliyetlerin ortadan kaldırılmasıyla haritataslağındaki maliyet tasarrufu

- Doğruluk ve verimlilikte iyileştirme

- Personel ve zaman eksikliğinden kaynaklanan görevlerortadan kalktı

- Tek veritabanı kullanarak servis komplikasyonlarında ve kırılmalarda azalma

- Karar vermede iyileştirme (daha kolay, daha hızlı ve dahadoğru sonuçlar)

- Aynı analizde farklı veri türlerinin kullanımı

CBS’ye girişCBS avantajları

- Manuel analize kıyasla muazzam zaman tasarrufu ve hız

- Maddi olmayan faydalar

- sıkıcı fonksiyonların azaltılması,

-iş gücü moralini yükseltmek,

-yüksek teknoloji araçları kullanarak daha yüksek bir özsaygı ...

- Otomasyon sonucunda dijital verilerin satış imkanı


Maliyeti azalt

Gelecek rekabete hazırlanın

Neden bir CBS geliştirilmesi?

Artan verimlilik ve / veya gelir


Typical Benefits

• Hızlı tepki

• Daha iyi yönetim ve planlama

• Verileri ve kayıtları koru

• Maliyeti azalt

• Daha iyi hizmet sağlayın

• Sistem bakımını geliştirin

Tipik Faydaları


• Fayda Çeşitleri

– Planlanmış doğrudan veya somut faydalar

– Planlanmamış doğrudan veya somut faydalar

– Dolaylı veya maddi olmayan faydalar

Maliyet Avantajları– Maliyet indirimleri

– Maliyet kaçınma

– Gelir artışı

CBS Kullanmanın Yararları


CBS maliyetleri muazzam bir şekilde değişiyor:

sistem boyutu,

yapılandırma,

sofistike seviyesi.


Sermaye maliyetleri– ilk veritabanı, yazılım, donanım

– Uygulama

İşletme maliyetleri– personel eğitimi ve desteği

– gerekirse yeni personel alımı ya da

konum değiştirme

– ek yük, bakım, yardımcı programlar, sarf malzemeleri

CBS’ye girişCBS maliyetleri

Veritabanı:

zemin etüdleri, hava fotoğrafı,

topografik haritalama

mülkiyet haritalarının hazırlanması,

tesis kayıtları,…

emek maliyeti


• Toplam maliyetin ~ % 30'u

donanım + yazılımı

ve yazılımın bakımı

(yeni sürümler başlangıçtakilerden daha pahalı olabilir)

• Toplam maliyetin ~ % 70’i

veritabanı

- kendiniz hazırlayabilir, hazır olana sahip olabilirsiniz

- başkalarından satın alabilirsiniz

- güncelleştirme


1965 - Harvard Üniversitesi - Bilgisayar Grafikleri

Laboratuvarı - Howard Fischer

• SYMAP - Karakter yazıcısı, isolinler,

tematik haritalama. Yaklaşık 500 kopya satıldı.

• GRID - raster analizi ve bindirme.

• ODYSSEY - Mevcut vektör CBS ön koşucu.

• 1980 - Laboratuvar kapanır.

CBS’ye girişTarihsel gelişim

SYMVU (end of 60’s)

GRID (end of 60’s)

SYMAP (1964)


•1966 - Tomlinson - Kanada Coğrafi Bilgi Sistemi

•1967 - USBC - DIME (Çift Bağımsız Harita

Kodlaması)

• Sayım blokları arasındaki topolojik ilişkileri

açıklayan metodoloji.

• 91 sayım işleminin temeli olarak kullanılan

TIGER kökenlidir. En büyük devam eden

CBS projesi.


1969 - ESRI - Jack Dangermond (Harvard School)

1982 - ARC/INFO


Parçaların ölçülmesi ve bütünleştirilmesi… Bütünün Görülmesi anlamına gelir

Sosyal faktörler

Biyoçeşitlilik

Mühendislik

Arazi Kullanımı

Çevresel durumlar

CBS Ne İçin Kullanılır?

Bir CBS bilgi katmanlarını birleştirir

CBS görsel bir dildir


CBS Karmaşık Sistemlerin İncelenmesi için Çerçeve Sağlar


Bir CBS'ye ilişkin veriler, hepsi

haritaya solda gösterilen üç temel

biçimde gelir:

• Mekansal veri—hangi haritalardan

yapılmıştır

• Görüntü verileri—haritalar

oluşturmak için görüntüleri

kullanma

• Tablo verileri—haritalara bilgi

eklenmesi



Raster verilerin üzerine yerleştirilen vektör verileri


Arazi üzerinde uçmak

Harita yürüyüş sürelerini

gösterir ve vektör verilerini

kullanarak durur

Dağ yüksekliğini tasvir etmek için raster

verilerini kullanan görüş hattı haritası

Vektör Veri Raster Veri


Aynı mekansal veriden iki form

Vektör VeriRaster Veri


Vektör ve raster verilerini birlikte görüntüleme

Hava fotoğrafları ve imar planları karşılaştırılırsa, planlardaki yeşil alanlara göre mavi renkte yasadışı

binalar görülecektir..


Deprem fay üzerinde Binalar

Uzamsal Sorgular başlatılabilir


Coğrafi veriler yeniden sınıflandırılabilir


../../../../Belgelerim/Resimlerim/egtsagl.gif

Tekrar arama alanlarını tanımlamak için Trafik Atıf Yoğunluğu analizi. Polis devriyesini artırmak için

belirlenen alanlar

Sınıflama


Dengesiz zemin üzerine inşa edilen konut binaları

Sınıflandırma ve Yerleşimi Analizi


Yakınlık Analizi

Bu harita, altı aylık bir süreboyunca San Diego, Kaliforniya'da ateşli silahlarınçalınması için ateşli silaholaylarının yakınlığınıgöstermektedir.


Tsunami kuşağı

Deprem sonrası tsunami-büyük dalgalar zarar verebilir. İlk 50m'lik kayış ve ikinci, üçüncü ve

dördüncü 100m'lik kuşaklar kıyıdan.

Buffer Analysis


Ağ Analizi

Hasta Erişimi analizi. Yeşil noktalar, bir hastanın 5 milindeki bir kardiyoloğu işaret eder. Kırmızı noktalar

hastanın 5 mil yakınında bir kardiyolog olmadığını göstermektedir..


Ağ Analizi

Hastane için servis alanı analizi


Mekansal verilerin görselleştirilmesi

Hayvan Takibi - Kuşlardaki radyo vericilerinden telemetri yoluyla nesli tükenmekte

olan Tundra Peregrine Falcons'larını izleme


San Francisco, Kaliforniya'nın 3D Görselleştirilmesi

Coğrafi özelliklerin 3D görselleştirilmesi


coğrafi bilgi sistemleri - aybu.edu.tr1)(1).pdf · coğrafi bilgi sistemleri dr. ayfer Özdemİr...

Documents