istraŽivanje i upoznavnje gis koncepta -...

GEOINFORMACIONI SISTEMI VEŽBE

1

ISTRAŽIVANJE I UPOZNAVNJE GIS KONCEPTA Geografski informacioni sistem (GIS) • GIS predstavlja kompjuterizovani, integrisani sistem za prikupljanje, kompiliranje, skladištenje,

održavanje i rad sa prostornim i atributnim podacima geografski lociranim na Zemlji ili u prostoru. • To je kompjuterski softverski sistem koji čini srce jednog geoinformacionog sistema, sa

mogućnostima održavanja, editovanja, analiziranja i razmene geografski referenciranih podataka i informacija.

• Ovaj softver omogućava dalje korisnicima da pravljenjem prostornih upita rade kompleksne analize, kreiraju planove ili karte sa statističkim podacima i prezentiraju rezultate svojih istraživanja, generisanjem grafičkih i alfanumeričkih izveštaja u integrisanom okruženju.

Tematski slojevi i skupovi podataka GIS organizuje geografske podatke u tematske slojeve i tabele. Kako su geografski skupovi podataka u GIS-u georeferencirani, oni imaju realne lokacije i međusobno se preklapaju. Homogeni skupovi prostornih objekata su organizovani u slojeve kao što su parcele, izvori, zgrade, ortofoto snimci i raster digitalni modeli. Precizno definisani skupovi prostornih podataka su od presudnog značaja za praktičnu upotrebu geografskih informacionih sistema, dok je princip tematskih slojeva od velikog značaja za GIS skupove podataka. Predstavljanje geografskih prostornih entiteta (Geographic Features) Kako opisujemo geografske prostorne entitete (features)? • Uz pomoć dva tipa podataka:

– Prostorni podaci (gde) • određuju lokaciju • čuvaju se u shape fajlu, geobazi podataka ili sličnom geografskom fajlu

– Atributni podaci (šta, koliko, kada) • određuju karakteristike na toj lokaciji, bilo prirodne ili kreirane od strane čoveka • čuvaju se u tabeli baze podataka

Kako se oni digitalno predstavljaju u GIS-u? • Grupisanjem u lejere na osnovu sličnih karakteristika (hidrografija, nadmorske visine, vodeni

tokovi, kanalizacione linije, prodavnice...) i korišćenjem: – Vektorskog modela podataka (coverage u ARC/INFO, shapefile u ArcView) – Rasterskog modela podataka (GRID ili Image u ARC/INFO & ArcView)

• Izborom odgovarajućih osobina podataka za svaki lejer uzimajući u obzir: – projekciju, razmeru, tačnost i rezoluciju

Kako ih povezujemo sa kompjuterskim aplikacionim sistemom? • korišćenjem sistema za upravljanje relacionim bazama podataka (RDBMS)

Lokacija u realnom svetu

Geografski prostorni entiteti

(Geographic features)

Organizovanje prostornih podataka










2

ArcCatalog aplikacija ArcCatalog ćete koristiti za pretraživanje, pregled i upravljanje podacima. ArcMap aplikacija ArcMap vam dozvoljava dva pogleda na mape: Data View i Layout View. Data View vam omogućava da istražite, postavite upite, uređujete, dodelite simbole i da na drugi način pripremite vaše podatke za kreiranje „izlazne“ mape. Layout View omogućava vam korišćenje alata za kreiranje pratećeg sadržaja mape. Uvek kada radite u ArcMap-u, radite sa map dokumentom. Ovaj dokument može da sadrži različite frejmove podataka, koji mogu biti ispunjeni setovima prostornih podataka (spatial datasets). Map dokument ima ekstenziju mxd.

Identifikovanje odnosa između geografskih prostornih entiteta. Mape predstavljaju lokaciju geografskih prostornih entiteta u odnosu na druge prostorne entitete. Samim pogledom na mapu u mogućnosti ste da razlikujete prostorne entitete koji su severno ili južno ili pored drugih prostornih entiteta. Ovakav tip odnosa softveru je razumljiv kroz topologiju. Topologija je grana geometrije koja definiše geometrijske veze između prostornih entiteta koji su predstavljeni tačkama, linijama i poligonima. Geometrijske osobine prostornih entiteta ostaju nepromenjeni usled transformacija kao što su rastezanje ili savijanje, i nezavise su od koordinatnog sistema, razmere i mernih jedinica. ArcGIS koristi spajanje i graničenje, kao i ostale planimetričke odnose kao što su površ, dužina i pravac, kako bi analizirao prostorne oblike.

Pripajanje opisne informacije lejeru

Povezivanje prostornih entiteta i atributa

Klase prostornih entiteta su tabele koje čuvaju prostorne podatake

Svaki prostorni entitet ima zapis u toj tabeli

• Jedinstveni identifikator povezuje prostorni entitet i atribute


3

FORMATI PROSTORNIH PODATAKA Rasterski model podataka • Površ je prekrivena mrežom kvadratnih ćelija (najčešće), jednakih veličina. • Poznate su koordinata krajnjih tačkaka mreže (dvo-dimenzionalana matrica), pa je ovakav set

podataka time jednoznačno definisan. • Atributi: Jednoj ćeliji se dodeljuje jedna vrednost (u većini slučejeva). Zajedno ove vrednosti čine

jedan sloj, a baza podataka može imati veliki broj takvih slojeva. • Image – slikovni podaci su vrsta rastera čiji “atributi” predstavljaju vrednosti refleksije iz spektra

geomagnetskog zračenja. – ćelije se kod slikovnih podataka često nazivaju pikseli (elementi slike).

• Većina rasterskih podataka se dobija kao rezultat: – daljinske detekcije (LANDSAT, SPOT,...), – skeniranja planova i karata (mapa), – digitalni model visina, ...

• Rasterski model podataka najbolje je koristiti kod neprekidnih prostornih entiteta (features): – visine, – temperature, – tipove zemljišta, – način korišćenja zemljišta,...

Vektorski model podataka

• Osnovni koncept vektorskog GIS-a je taj da se svi prostorni entiteti iz realnog sveta mogu predstaviti ili kao:

Tačke (ili čvorovi): drveće, aerodromi, gradovi,...; ili kao Linije (lukovi): vodeni tokov, ulice, kanalizacija,...; ili kao Površi (poligoni): parcele, gradovi, države, šume, vrste stena,...

• Lokacije su određene x, y kordinatama, koje se mogu povezati radi formiranja linija i poligona. • Veza sa atributima iz tabele uspostavlja se na osnovu ID broja (jedinstvenog identifikatora –

svakom prostornom entitetu (feature) dodeljen je ID) • Naljbolja primena postiže se kod prostornih entiteta sa diskretnim granicama:

granice poseda političke granice transport

Formati prostornog podatka • ArcGIS može da radi sa prostornim podacima u više formata

CA

Coverag GeodatabaShapefil

Raste Table

ArcGIS

Internet Map


4

Fajl formati za rasterske prostorne podatke Rasterski model je implementiran u nekoliko različitih kompjuterskih fajl formata:

• GRID je ESRI-jev format za čuvanje i obradu rasaterskih podataka • Standardni formati slikovnih podataka, kao što su JPEG, TIFF i MrSid formati, mogu se

koristiti za prikaz rasterskih podataka ali ne i za analizu (moraju se konvertovati u GRID) • Georeferenciranje je potrebno radi prikaza slikovnih podataka zajedno sa vektorskim

podacima na mapi. – Zahtevaju pratići fajl koji pruža informaciju o lokaciji na zemljinoj površi.

Fajl formati za vektorske prostorne podatke Opšti vektorski modeli su implementirani od strane proizvođača softvera u specifične kompjuterske fajl formate.

Shapefile(ArcView, 1993) • može da sadrži samo jednu klasu prostornih entiteta (feature class) • atributna tabela se čuva u dBASE formatu i njeno ime je shapefile.dbf • svaki shape file se sastoji od najmanje tri fajla: shapefile.shp, shapefile.shx, shapefile.dbf (ako

shape fajl ima definisan koordinatni sistem, prostorna referentna informacija se čuva u shapefile.prj fajlu)

Coverage (ArcInfo, 1981) • Može da sadrži jednu ili više klasa prostornih entiteta (feature class) • Atributi se čuvaju u INFO tabeli • Više fizičkih fajlova (12 ili više) u jednom folderu → fajlovi sa podacima o lokaciji i fajlovi sa

opisnim podacima za datu geografsku oblast Geodatabase (ArcGIS 8.0, 2000)

• Svaka klasa prostornih entiteta može da čuva jedinstven tip prostornih entiteta, a mogu i da se grupišu u kolekciju koja se naziva feature dataset (set podataka prostornih entiteta), jedini uslov je da imaju isti koordinatni sistem.

– Klase prostornih entiteta u setu podataka prostornih entiteta, mogu biti organizovane u geometrijske mreže. Geometrijske mreže čuvaju topološke veze njihovih prostornih entiteta kao što su dužina, pravac i povezivanje linija. One kombinuju klase, tačkama i linijama predstavljenih, prostornih entiteta za modelovanje linearnih prostornih entiteta, kao što su električne ili vodovodne mreže.

• Čuva prostorne entitete (features) i njihove atribute u istoj bazi podataka. – za projekte malih opsega čuva se u MDB formatu (kao jedan .mdb fajl) – za projekte većeg opsega čuva se u nekom od podržanih RDBMS formata

DXF - Drawing Exchange Format (AutoCad 1.0, 1982) • je Autodeskov format za razmenu crteža nastalih u raznim AutoCAD aplikacijama (ektenzija:

.dxf) • Prvenstveno je namenjen za prevođenje AutoCAD crteža u fajl formate koje bi mogli da čitaju i

koriste drugi CAD/CAM/CAE sistemi • Objavljen i u ASCII i u binarnom formatu

Image Image File World File TIFF image.tif image.tfw Bitmap image.bmp image.bpw BIL image.bil image.blw JPEG image.jpg image.jpw


5

PROSTORNE ANALIZE

Najveća vrednost GIS tehnologija je mogućnost analiza geografskih objekata i fenomena realnog sveta. Prostorne analize zasnivaju se na korišćenju raznih tehnika i metodologija (matematički algoritmi i funkcije, statističke funkcije, verovatnoće, ...). U opštem slučaju razlikujemo sledeće tipove prostornih analiza: • Postavljanje upita i generisanje raznih izveštaja

Savremeni GIS softveri raspolažu alatima za pristup podacima u DBMS sistemima, koji i standardnim korisnicima daju mogućnost da postavljaju upite bazirane na traženoj lokaciji ili atributima kao parametrima. Kombinacijom ovih upita mogu se od podataka generisati razne informacije i tako praviti izveštaji, radi analize ili se kombinovati sa drugim izvorima informacija.

Kompleksniji upiti se mogu postavljati poznavajući sintaksu SQL jezika baza podataka.

– Upiti po atributu o Koristi SQL “where” (gde) klauzulu da bi selektovao prostorne entitete (features) o SQL jezik se koristi da bi se definisao jedan ili više kriterijuma po kojima korisnik želi da

selektuje prostorne entitete (features), tj. redove iz atributne tabele. Kriterijumi se definišu korišćenjem izraza koji se sastoje od atributa, operatora i vrednosti.

– Upiti po lokaciji o Pronalaženje prostornih entiteta (features) na osnovu njihove geografske ili prostorne

veze sa drugim prostornim entitetima (features). o Na osnovu prostornih entiteti jednog lejera, selektuju se prostorni entiteti u drugom lejeru

• Merenja

Najčešći slučejevi utvrđivanja odnosa između geografskih objekata su merenje dužina objekata i međusobnih rastojanja, utvrđivanje površina, oblika, određivanje pravaca, nagiba, itd.

• Transformacije Obuhvataju metode pretvaranja jednog modela podataka u drugi (npr. prevođenje rasterskog u vektorski model), prostorne interpolacije, prostornu regresiju, buffer operacije idr.

• Prostorne interakcije Ovaj tip analize omogućava protok ljudi, materijala, informacija i dr. između geoprostornih lokacija. Analize se vrše na osnovu definisanog funkcionalnog modela i parametara, numeričkih metoda obrade.

• Simulacije i modeliranje Ovaj tip prostorne analize se zasniva na testiranju hipoteza korišćenjem poznatih statističkih metoda, kojima se na osnovu ograničenog uzorka procenjuje da li je moguća generalizacija npr. na čitavu populaciju.


6

PREZENTACIJA

• Za mnoge tipove geografskih operacija kao krajnji rezultat najbolja je vizuelizacija u obliku mape ili

grafikona

• Mape su veoma efikasne za čuvanje i razmenu geografskih informacija.

– Mape se mogu integrisati sa izveštajima, todimenzionalnim pogledima, digitalnim

fotografijama i ostalim digitalnim medijima.

• Tumačenje rezultata dobijenih određenom analizom u mnogome zavisi od načina prikaza tih

rezultata. Zato je važno odabrati odgovarajuću formu prikazivanja. Razmera i boje treba da budu

odgovarajući, a sama mapa mora biti lako razumljiva.

• Generisanje grafičkog sadržaja u GIS softverima relativno je lako , kao i promena razmere. Ono

što nije tako jednostavno je kontrolisanje sadržaja generisanog prikaza na ekranu (GIS

automatski ne primenjuje sve kartografske principe kod generisanja sadržaja i prilagođavanja

zahtevanim razmerama)

Izveštaji Grafikoni

Mape


7

POVEZIVANJE (RELATE) I PRIPAJANJE (JOIN) TABELA

Tabele

Struktura tabele: • Svaka tabela je podeljena u redove (zapise) i kolone (polja). • Tipovi podataka koji se čuvaju u kolonoma mogu biti brojevi, tekstovi, datumi, ...(tipovi podataka

polja se razlikuju u zavisnosti od formata tabele). • Jedinstveni nazivi kolona

Atributne Tabele • Atributne tabele sadrže opisne informacije o prostornim entitetima (features). • Svaka klasa prostornih entiteta (feature class) je povezana sa odgovarajućom tabelom. • Svaki red je rezervian za po jedan prostorni entitet (feature). • Svi prostorni entiteti u tabeli imaju iste atribute • Svaki prostorni entitet ima svoj ID (jedinstveni identifikator)

Red (zapis)

Kolona (polje)

Vrednost atributa

entitet

Atribut

Vrednost atributa

Jedinstveni identifikator

(primarni ključ)


8

Povezivanje tabela

• Može da čuva atribute u tabeli prostornih entiteta ili zasebnoj tabeli • Povezivanje tabela pomoću kolona koje čuvaju iste vrednosti ključeva • Mora biti poznata veza između tabela (cardinality)

Veze između tabela

• Koliko objekata A je povezano sa objektima B? • Tipovi veza između tabela (Types of cardinality)

o Jedan-prema-jedan (one to one), jedan-prema-više (one to many) ili više-prema-jedan (many to one), i više-prema-više (many to many)

• Mora biti poznat tip veze (cardinality) pre spajanje tabela

Dodatna atributna tabela

Atributna tabele prostornih entiteta

ili

Jedna parcela ima jednog vlasnika

Jedna parcela ima više suvlasnika

Više parcela ima jednog vlasnika

Više parcela ima više suvlasnika

1 : 1 1 : n n : 1 n : n

istraŽivanje i upoznavnje gis koncepta -...

Documents