Geoinformační technologie Geografické informační systémy (GIS)
Výukový materiál pro gymnázia a ostatní střední školy
© Gymnázium, Praha 6, Nad Alejí 1952 Vytvořeno v rámci projektu SIPVZ 1357P2006 Zpracoval: Jiří Vorel (e-mail:
[email protected])
Geografické informační systémy (GIS)
Co je to GIS? GIS je novou informační technologií, která umožňuje zpracovávat, analyzovat a prezentovat uživatelům prostorová data ve spojení s daty popisnými.
Pojetí (chápání) GIS • GIS je software – je to soubor programů pro správu a analýzu prostorových dat. • GIS je aplikace – instituce si vytvářejí své vlastní GISy, např. GIS krajských úřadů • GIS je technologie, nový vědní obor – řeší nejrůznější úlohy v přírodních, technických, společenských věd.
Historie GIS Vznik ve druhé pol. 20. stol.-začína období informační exploze a začíná prudký rozvoj počítačové techniky. Informace jsou převáděny do digitální podoby. Geografie – jeden z prvních oborů, ve kterém se GISy začaly uplatňovat. Důvod: Geografie se zabývá prostorovými vlastnostmi přírodních jevů.
GIS v geografii - definice • Každý obor má svou vlastní definici GIS v závislosti na účelu, potřebách a cílech uživatelů. • Pro uplatnění GISů v geografii: GIS je organizovaný, počítačově založený systém hardwaru, softwaru a geografických informací vyvinutý ke vstupu, správě, analytickému zpracování a prezentaci prostorových dat.
GIS v geografii - definice GIS je analytický nástroj, „supermapa“, ve které počítačové programy propojují geografické informace (údaje o umístění, lokalizaci objektů) s informacemi popisnými (údaje o vlastnostech objektů).
Základní složky GIS
Hardware • Počítače • Vstupní zařízení digitizéry, tablety skenery digitální fotoaparáty a kamery
• Výstupní zařízení tiskárny plotry datové projektory
• Počítačové sítě
Software Musí umožňovat prostorové operace s geografickými daty !!! Základem softwaru GISu je geografická databáze – soubor strukturovaných dat, která se ukládají s určitou datovou strukturou.
Data • Klíčový prvek každého GISu. Geografie využívá geografická data. GEOGRAFICKÁ DATA GRAFICKÁPROSTOROVÁ DATA
POPISNÁATRIBUTOVÁ DATA
Geografická data jsou uložena v geografické databázi!
Atributy Popisné údaje vztažené ke geografickým objektům, např.: názvy řek, nadmořská výška vrstevnic, objemy vodních nádrží,…
Prostorová data Přesně určují polohu daného objektu. Poloha geografických dat se zaznamenává pomocí souřadnicového systému, jako je např. zeměpisná poloha (šířka a délka),… Dva základní formáty: • rastrový • vektorový
Datový model GIS zpracovává a analyzuje prostorové informace a převádí je do digitální podoby. Tématicky blízké informace jsou ukládány do jednoho bloku – vrstvy. Tyto vrstvy jsou na sebe skládány jako sendvič a tvoří datový model.
Datový model
Způsoby zobrazování prostorových dat • Rastrová • Vektorová Většina geografických jevů se vyjadřuje pomocí základních geoprvků: - Bod - Linie - Plocha
Vektorový formát prostorových dat Podstatou vektorových dat je vyjádření geometrické vlastnosti objektu (komunikace, lesa, domu,..) pomocí lineárních prvků. Bod – vyjádřen souřadnicemi x,y Linie – vyjádřena posloupností souřadnic x,y Plocha – vyjádřena uzavřenou posloupností souřadnic x,y Pro pořízení vektorových dat se používá digitizér!
Výhody vektorových dat • Přesná pro měření ploch a délek – ideální pro tvorbu map, • Úsporné ukládání – ukládají se pouze údaje o hranicích a nikoli to, co je za hranicemi. • Vysoká geometrická přesnost
Rastrový formát prostorových dat • Základem je překrytí studovaného objektu pravidelnou sítí – mřížkou. Objekt je pak popsán hodnotami, které jsou vztaženy k polím této sítě. Pole jsou souřadnicově uspořádána. 1 pole = pixel – „picture element“ Kvalita rastrových dat závisí na rozlišení rastru (velikosti pixlu). Pro pořízení rastrových dat se používá skener.
Pořizování digitálních geografických dat Rastrová data se mohou převádět do vektorových a opačně. Rasterizace – z vektorových dat získáváme rastrová Vektorizace – opak rasterizace
Literatura DAVIS, E. D. GIS pro každého. Vytváříme mapy na počítači. Praha : Computer Press, 2000. KUBEŠ, J.; HOSNEDL, J.; ZDRÁHALOVÁ, M.; NOVOTNÁ, M. Počítače ve vyučování přírodovědných předmětů. 1. vyd.. Plzeň : Fraus, 2005. TUČEK, J. Geografické informační systémy. Principy a praxe. Praha : Computer Press, 1998. VOŽENÍLEK V. Geografické informační systémy I. Univerzita Palackého v Olomouci: vyd. UP, 2000.
