Geografické informaÄnà systémy CviÄenÃ
Geografické informaÄnà systémy CviÄenÃ
Geografické informaÄnà systémy CviÄenÃ
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Geografické<br />
informační systémy<br />
Cvičení 1<br />
K143GISZ<br />
Rok: 2009/10<br />
Semestr: zimní<br />
Rozsah: 1+2<br />
Zakončení: z<br />
Ing. Josef Krása. Ph.D.<br />
Josef.krasa@fsv.cvut.cz<br />
B611
http://storm.fsv.cvut.cz/<br />
Pokyny ke cvičením
Podmínky k udělení zápočtu<br />
<br />
Prezence + výsledná zpráva + případně závěrečný<br />
test<br />
<br />
<br />
Možné 2 cvičení bez omluvy ale nedoporučuje se !!! <br />
Náhrada je možná po dohodě s kantorem(ry)<br />
<br />
<br />
Aktivní práce v hodinách + opakování na začátku<br />
hodiny z předchozí látky<br />
Posledních 15 min. každého cvičení bude věnováno<br />
samostatné práci studentů. Vypracování 2 A4<br />
závěrečné zprávy z probrané látky (ve dvojicích). Musí<br />
mít na začátku dalšího cvičení, jinak jako<br />
„nepřítomen“.
Základní principy<br />
Objekty a jevy reálného světa jsou někde umístěny a<br />
nebo mají vztah k nějakému místu.<br />
Tyto objekty se vzájemně ovlivňují – to nás zajímá…<br />
Značné množství objektů a informací o nich Þ digitální<br />
zpracování (reprezentace pomocí digitálních dat)<br />
potřebujeme znát<br />
<br />
<br />
vlastní údaje o objektu<br />
údaje o jeho poloze<br />
počítačovému systému, který umožňuje<br />
ukládat, využívat a zobrazovat taková data, říkáme<br />
geografický informační systém, zkráceně GIS.
Proč používat GIS ??<br />
Umí pracovat s údaji o vzájemných prostorových<br />
vztazích objektů neboli topologií.<br />
Dává odpovědi na otázky jako:<br />
– Poloha: Kde je …? Co se nachází v nějaké oblasti...?<br />
– Umístění za nějakých podmínek: Ukaž mi všechna<br />
místa, kde je splněno…<br />
– Plánování cest: Která cesta z … do … je nejkratší?<br />
– Analýzy, statistika: mapy hustoty obyvatelstva, mapy<br />
zaměstnanosti …<br />
– Změny map - predikce: Jak se změní počet obyvatel za<br />
20 let?<br />
– Modelování: Jaká bude ztráta půdy z povodí když …?<br />
– …
Co všechno je GIS ?<br />
počítačový systém pro získávání, ukládání,<br />
analýzu a vizualizaci dat, která mají prostorový<br />
vztah k povrchu Země.<br />
je nástroj, který umožňuje uživatelům vytvářet<br />
modely části zemského povrchu pomocí<br />
dostupných softwarových a hardwarových<br />
prostředků.<br />
Data - geografická (nebo prostorová) data<br />
Software<br />
Obor<br />
Lidé<br />
Atd…
Vyčerpávající definice <br />
Geografický informační<br />
systém je<br />
organizovaný souhrn<br />
počítačové techniky,<br />
programového<br />
vybavení,<br />
geografických dat<br />
a zaměstnanců<br />
navržený tak, aby mohl<br />
efektivně získávat,<br />
ukládat, aktualizovat,<br />
analyzovat, přenášet<br />
a zobrazovat všechny<br />
druhy geograficky<br />
vztažených informací.
Příklady použití<br />
Obecně:<br />
Veškeré mapování a vojenství – strategický rozvoj i špionáž<br />
Dopravní a doručovatelské firmy<br />
Těžební společnosti<br />
Cestovatelé při přípravách a využití GPS<br />
farmáři, vodohospodáři, lékaři, urbanisti, a další a další a<br />
další……….<br />
Např.:<br />
evidenci katastru nemovitostí,<br />
předpovídání vývoje počasí,<br />
určování záplavových zón řek,<br />
výběru vhodné lokace pro čistírnu odpadních vod,<br />
plánování výstavby silnic, apod.<br />
Zpracování dat DPZ<br />
Správa systémů: vodohospodářské soustavy, energetika,<br />
vodovody<br />
Pro nás:<br />
Erozní studie ztráty půdy na konkrétním povodí
Záplavové zóny na letecném<br />
snímku ze srpna 2002 v Praze
Příklady:<br />
Kde získat GIS data ??<br />
Místní a obecní úřady (např.<br />
http://www.krajlbc.cz/index.php?page=1462)<br />
(Ukázky dat v „Kalendáři GIS“)<br />
ČÚZK - Český úřad zeměměřický a<br />
katastrální http://www.cuzk.cz/<br />
ZABAGED (polohopis, výškopis)<br />
http://portal.env.cz/rozcestnik/gisresortu-zp.php
Vektory a rastry<br />
Dvě pojetí: samostatné objekty (budovy…)<br />
spojitá pole (nadmořská výška,<br />
srážková výška…)<br />
Dva typy GIS dat (mapových vrstev): vektory<br />
rastry<br />
Obvykle: vektory – objekty, rastry – pole<br />
Vektory<br />
Rastry
Vektory<br />
Prostor je definován bezrozměrnými body (vertex) s<br />
přesným (x,y) umístěním a liniemi jako přímými<br />
spojnicemi těchto bodů.<br />
Plochy jako uzavřené obrazce uvedených bodů<br />
Zdroje:<br />
<br />
<br />
<br />
Kresba – povrch papírové<br />
mapy, nebo snímku ručně<br />
digitalizován perem s<br />
digitálním záznamem<br />
pozice bodů<br />
Digitalizace v GIS<br />
Import z CAD projekce<br />
Vektorizace –<br />
automatický převod<br />
rastru na vektor v GIS a<br />
následná úprava
Dimenze objektů<br />
Reálné objekty na zemském povrchu - trojrozměrné (v GIS<br />
generalizace)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
0D - body, definované pouze svou polohou. (např.<br />
autobusová zastávka v GISu modelujícím dopravu, GSM<br />
vysílač v GISu mobilního operátora modelující pokrytí<br />
signálem…)<br />
1D - úseky čar - linie, s konečnou délkou a nulovou plochou.<br />
(např. silnice, řeky, apod.)<br />
2D - polygony, s konečným obvodem a konečnou plochou.<br />
3D - polyhedrony. V GISech se používají výjimečně, ve<br />
specifických případech. Třetí rozměr je v GISech nejčastěji<br />
modelován pomocí tzv. Digitálního modelu terénu (DMT,<br />
DEM).<br />
<br />
Informace jsou vázány k celému objektu
Rastry<br />
<br />
<br />
<br />
Prostor je definován sítí bodů (obvykle čtvercovou):<br />
základní elementy - pixely (picture elements, nebo cells<br />
= buňky)<br />
Pravidelné nebo nepravidelné<br />
Informace je vázána na element (pixel) – ne na objekt<br />
Zdroje:<br />
<br />
<br />
<br />
Skenování – povrch papírové mapy, nebo přímo světa snímán<br />
po řádcích<br />
Digitální snímání (fotografie) – předloha zachycena přímo na<br />
rastrovou síť<br />
DPZ, digitální<br />
fotogrammetrie
Pozitiva x negativa<br />
Vektory<br />
+ menší objemová<br />
náročnost<br />
+ snažší<br />
interpretace,<br />
editace,<br />
databázové<br />
operace<br />
Rastry<br />
+ snadné výřezy,<br />
překryvy, analýzy<br />
+ průhledná tvorba<br />
DMT<br />
+ jednoznačná<br />
přesnost (~<br />
velikost pixelu)
RASTR – některé problémy<br />
‣Omezené rozlišení – objemová náročnost roste s<br />
přesností<br />
Rozlišení<br />
Velikost<br />
160 m 1 MB<br />
80 m 4 MB<br />
40 m 16 MB<br />
20 m 64 MB<br />
10 m 256 MB<br />
5 m 1024 MB
RASTR – některé problémy<br />
‣Omezené rozlišení snímání – plynulá reprezentace<br />
objektů
VEKTOR – reprezentace objektů<br />
‣Komprimace vektoru – redukcí počtu vertexů<br />
Vektorová data často považována za „přesnější“ dík přesné lokalizaci vertexů, ve skutečnosti vše<br />
závislé na přesnosti analogových zdrojů, přesnosti zpracování i objemu dat
VEKTOR – některé problémy<br />
‣Dvojí definice polygonů<br />
‣úplné polygony bez topologie - mnohdy nesouvislost<br />
polygonů (chyby digitalizace), …<br />
‣Topologický popis se společnou spojnicí,<br />
problematický převod na úplné polygony.<br />
Ukázka nepřesnosti vektorové databáze HEISS – povodí 4. řádu ČR
GIS software<br />
Idrisi http://www.clarklabs.org/<br />
ArcGIS http://www.esri.com/,<br />
http://www.arcdata.cz/<br />
Microstation http://www.bentley.com/,<br />
http://www.bentley.com/cs-CZ/,<br />
http://www.gisoft.cz/<br />
Geomatica http://www.pcigeomatics.com/<br />
MGE http://www.intergraph.com/mge/<br />
GRASS, Atlas, TopoL<br />
…
Konec…<br />
a příště….
Teorie GIS<br />
Objekty x pole<br />
Objekty Svět je prázdný prostor<br />
vyplněný počitatelnými objekty s<br />
daným umístěním (v prostoru i čase)<br />
a o definované velikosti (opět i v<br />
čase)<br />
Pole Prostor (svět) je definován<br />
jednou nebo několika měřitelnými<br />
proměnnými (opět v prostoru i čase)<br />
Oba koncepty mají své opodstatnění, výhody,<br />
použitelnost.