Co je Geoinformatika a GIT Přehled vybraných GIT GIS. GEOI NF ORM AČ NÍ T ECHNOL OGI E David Vojtek

10.12.2015

GEOI NF ORM AČ NÍ T ECHNOL OGI E

David Vojtek In s ti t u t g e o i n fo r m a ti k y Vy s o k á š k o l a b á ň s k á – Te c h n i c k á u n i v e r z i ta O s tr a v a

 Co je Geoinformatika a GIT  Přehled vybraných GIT  GIS

  

C o j e G e o i n f o r ma t i k a a G I T Př e h l e d v y b r a n ý c h G IT G IS

1

10.12.2015

„Geoinformatika je věda, zabývající se studiem vlastností, chování a vzájemných interakcí prostorových objektů, jevů a procesů prostřednictvím jejich digitálních modelů s využitím informačních a geoinformačních technologií.“

Zdroj: RAP06

„Geoinformační technologie jsou specifické informační technologie určené pro zpracovávání geodat a geoinformací, jejich získáváním počínaje a vizualizací konče.“

Zdroj: RAP06

Geografické informační systémy Digitální modely trénů Dálkový průzkum Země LIDAR

Digitální stereofotogrammetrie

Globální navigační polohové systémy Geoweb Cloud GIS Distribuované geodatabáze a mapy Mobilní geoinformační technologie

2

10.12.2015

  

C o j e G e o i n fo r m a ti k a a G IT Př e h l e d v y b r a n ý c h G I T G IS

 GIS jsou systémy orientované na sběr, uchovávání, zpracování a analyzování geodat a geoinformací, prezentovaných ve formě různých map, grafů a tabulek.  GIS oddělují ukládání a zobrazování dat a přidávají další analýzy a syntézy prostorových dat.

Postupy Uživatelé HW

SW Obsluha Geodata Organizační kontext Vnější prostředí organizace a aplikace

GIS

3

10.12.2015

 Jsou podmnožinou GIS  Zaměřuje se na generování, modelování a vizualizaci Zemského reliéfu a povrchu  Zdrojem dat pro tvorbu DMT jsou dnes převážně metody dálkového průzkumu Země

 DPZ je zaměřena na sběr informací o objektech, jevech a procesech distančními metodami  DPZ umožňuje analyzovat snímky a záznamy pořízené různými nosiči a senzory  Nosiče (družice, letadla, drony)  Senzory (optické, tepelné, mikrovlnné)  Dnes dominantní technologie pro sběr geodat

 Součáts DPZ

 Letecké (pozemní) laserového skenování  Sběr 3D dat s vysokou přesností  Využívá GNSS

4

10.12.2015

 Součást DPZ

 Sběr trojrozměnných dat (výšková data)  Dnes spojená se systémy bezpilotních prostředků  Využívá GNSS

 GNSS slouží k určování polohy a času  V GIT slouží:  se pro sběr dat v terénu (mapování),  v DPZ k lokalizaci senzorů při sběru snímků, záznamů,  při lokalizaci a navigací v mapách v GIS a mobilních aplikacích.

 Umožňuje publikování a distribuci prostorových dat prostřednictvím internetu (http) a webových služeb.  Neznámější OGC standardy WMS, WFS a WCS  Slouží k:  Zobrazování dat,  Sběru dat,  Distribuce dat.

5

10.12.2015

 GIT pro práci v terénu na mobilních zařízeních, které znají svou polohu a která jsou schopna získávat potřebná data ze serverů v zázemí  Slouží:  pro sběr dat,  pro rozhodování a řízení.

 Z GIT využívá Geoweb, GNSS, upravené GIS

  

C o j e G e o i n fo r m a ti k a a G IT Př e h l e d v y b r a n ý c h G IT GIS

„Geografický informační systém je funkční celek, kterým se s využitím geoinformačních technologií získávají, uchovávají, zpracovávají a zpřístupňují geodata a geoinformace nebo který automatizovaně podporuje výkon určitých činností.“

ČAGI

6

10.12.2015

„GIS je funkční celek vytvořený integrací technických a programových prostředků, geodat, pracovních postupů, obsluhy, uživatelů a organizačního kontextu, zaměřený na sběr, ukládání, správu, analýzu, syntézu a presentaci geodat pro potřeby popisu, analýzy, modelování a simulace okolního světa s cílem získat nové informace potřebné pro racionální správu a využívání tohoto světa.“ RAP98

 Land Information System (LIS)  Urban Information System (UIS)  Natural Resources Information System  Automat Mapping and Facility Management (AM/FM) specializovaný typ aplikací, který se často objevuje, jako nástavba GIS



Schéma systémového pojetí GIS

7

10.12.2015



Pojetí GIS jako aplikace ArcGIS Desktop, ArcGIS Server, AutoCAD Map, Blac Coral, Caliper, ERDAS Imagine, Geomedia, GRASS, GvSIG, IDRISI, Jump GIS, MapGuide, Mapinfo, PCI geomatics, QUANTUM gis, SAGA GIS, …

GIS    

Úloha zobrazování dat Úlohy dotazování Zpracování dat Úlohy analýzy a syntézy

CAD  Úloha zobrazování dat

 Definice zobrazení  Prostorové aspekty dat  Popisné aspekty dat

 Pořizovaní a úprava geodat  registrace  vektorizace, digitalizace, konstrukce z měření  editace

 Ukládání geodat do  souborů  geodatabází

 Zobrazování geodat ze  souborů  geodatabází  webových služeb

8

10.12.2015

 Vizualizace     

mapy 3D scény videa tabulky grafy

 Konverze formátů

 Analýzy a dotazy        

geometrické operace topologie vektorových dat překryvné operace extrakce analýzy blízkosti síťové analýzy dotazování … a mnoho dalších

 Interaktivní výběry kurzorem (identify)  SQL dotazy nad atributy geoprvků: Select From Where PODMÍNKA1, PODMÍNKA2

 Prostorové dotazy: Například: Vyber všechny bodové geoprvky třídy A, které se nachází uvnitř polygonů ve třídě geoprvků B

 Kombinované

Dotaz na atribut PocObyv ve vrstvě budova

Prostorový dotaz

SELECT * FROM budova WHERE "PocObyv" > 6

Příklady dotazů

9

10.12.2015

Extrakce dat

Překryvné operace

 CLIP  SELECT  SPLIT

      

Překryvné operace

SPLIT

SYMETRICAL DIFFERENCE

CLIP

ERASE

Extrakce

ERASE IDENTITY INTERSECT SPATIAL JOIN SYMETRICAL DIFFERENCE UNION UPDATE

Příklady analýz na vektorovými daty

Lokální operace  Provádí se po buňkách  Matematické operace  Statistické operace  Logické operace

10

10.12.2015

Ohniskové operace  Používají filtrovací okno  Statistické operace

výšky

(a+b+c+d+e+f +g+h+i)/9 filtrovací funkce

Příklad: Vyhlazení průběhu reliéfu. Výškou k okolí vyčnívající buňka (možná chyba).

Zonální operace  Provádí se po zónách  Matematické operace  Statistické operace Příklad: Zjištění převýšení v zóně (parcele).

Globální operace  Provádí se pro všechny buňky

Příklad: Euklidovská vzdálenost buněk od zdrojové buňky v rastru.

výšky

zóny

převýšení v zóně

zdroj

vzdálenost buněk od zdroje

11

10.12.2015

Terénní reliéf

Úkol 1:  Nalézt nejlevnější trasu mezi místem A a B  Při hledání trasy je nutné brát ohled na:

Užití území

A

A. členitost reliéfu B. způsob využití území

? B

Užití území

Výchozí bod A

Cílový bod B

Nákladový povrch

Kumulované náklady při cestě z bodů A

Terénní reliéf

Směr nejlevnější cesty do bodu A

Nejlevnější trasa

Schéma postupu

Typ povrchu

Kód povrchu

Cena za buňku [-]

voda

1

50

komunikace

2

65

pole a louky

3

15

les

4

35

zástavba

5

1000

Reklasifikace globální operace s rastrem Výchoz í bod A

Užití území

Cílový bod B

Nákladový povrch


Terénní reliéf



Vytvoření nákladového povrchu

12

10.12.2015

Cost Distance globální operace s rastrem Výchoz í bod A

Užití území

Cílový bod B

Nákladový povrch


Terénní reliéf



Zpětné trasování

Cost Back Link globální operace s rastrem Výchoz í bod A

Užití území

Cílový bod B

Nákladový povrch


Terénní reliéf



Zpětné trasování Barva buňky určuje nejlevnější směr (na další buňku) ke zdroji.

Cost Path globální operace s rastrem Výchoz í bod A

Užití území

Cílový bod B

Nákladový povrch


Terénní reliéf



Nalezení nejlevnější trasy

13

10.12.2015

„Procedura vyhodnocení zvolených kritérií za účelem dosažení definovaného cíle.“ angl. Multi-Criteria Evaluation (MCE) • Definice cíle

Stanovení kritérii: • Faktory • Omezení

Stanovení vah kritérii

Definuje odborník na hodnocenou problematiku

Mapování kritérií

• •

Standardizace kritérií Přiřazení vah kritériím Spuštění hodnocení

Uskutečňuje specialista GIS Zdroj: MAR11

Každá buňka rastru je kandidát

Alternativa1: Je lokalita vhodná Alternativa 2: Není lokalita vhodná

Množina kandidátů je tvořena všema kandidáty (v tomto případě buňkami rastru). Množinu alternativ tvoří všichni kandidáti z jedné alternativ. Rozhodování a základní pojmy Zdroj: IDRISI

 Je měřitelné nebo ohodnotitelné pravidlo pro přiřazení prvku z množiny kandidátu > množiny rozhodnutí

 Faktor

kritérium vyjadřující hodnotou na škále vhodnost nebo nevhodnosti kandidáta „měkkou hodnotou“ (např. v rozmezí 0-100%)

 Omezení

kritérium vyjadřující vhodnost nebo nevhodnost kandidáta „tvrdou“ hodnotou Ano/Ne (Boolean)

14

10.12.2015

 Procedura výběru vhodných kritérií, které přidělí kandidáta do jedné z množin rozhodnutí.  Tvrdé rozhodování (pravda/nepravda) neodpovídá zpravidla úplně realitě  Měkké rozhodování bližší realitě (např. metoda vážených lineárních kombinací v kombinaci s metodou Monte Carlo)

Úkol 2: Nalézt nejlevnější místa pro výstavbu technologických zařízení 1. 2. 3. 4.

Jsou maximálně 500 metrů od komunikací. Jsou minimálně 50 metrů od budov. Nachází se na loukách nebo polích. Nachází se na plochách s maximálním sklonem do 10°.

Užití území

Vytvoření omezení číslo 2

Kritéria (omezení) 1. 2. 3. 4.


Příklad multikriteriálního hodnocení

15

10.12.2015

Omezení č. 3.

Omezení č. 1.

Omezení č. 2.

Omezení č. 4.

Kritéria (omezení) 1. 2. 3. 4.


Kritéria (omezení) 1.

2. 3.

4.


Výsledek multikriteriálního rozhodnutí Boolenovský součin kritérii operátor AND

[IDRISI] J. R. Eastman 2008: IDRISI Andes Guide to GIS and Image Processing, Clark Labs Clark University, April 2006, 328 pages. [MAR11] López-Marrero, T., González-Toro, A., Heartsill-Scalley, T., Hermansen-Báez, L. A. 2011. Multi-Criteria Evaluation and Geographic Information Systems for Land-Use Planning and Decision Making [Guide]. Gainesville, FL: USDA Forest Service, Southern Research Station. 8 p. online [2015-11-11] [RAP06] Rapant, P. 2006: Geoinformatika a geoinformační technologie. 1. vydání, Ostrava VŠBTUO. str. 513

16

10.12.2015

Studijní opory k přednáškám předmětu: G E O I NF O RM A Č NÍ T E CHNO L O G I E

Pr e z e n ta c e 6 Ve r z e 2

David Vojtek In s ti t u tu g e o i n fo r m a ti k y Vy s o k á š k o l a b á ň s k á – Te c h n i c k á u n i v e r z i ta O s tr a v a 2015

P r ez ent a c e by m ěl a bý t použ ív a n á v e s poj en í s e z dr oj i na k ter é s e odk az uj e .

17

Co je Geoinformatika a GIT Přehled vybraných GIT GIS. GEOI NF ORM AČ NÍ T ECHNOL OGI E David Vojtek

Recommend Documents