Geoinformációs rendszer • A geoinformációs rends rendszerek a térinformációs rendszerek egy olyan speciális csoportját alkotják, melyek a földdel, mint közvetlen környezetünkkel foglalkoznak foglalkoznak.
1
Geoinformációs rendszer • A rendszer használhatóságát alapvetően az abban szereplő adatok mennyisége és minősége határozza meg meg. Az információs rendszer kialakításának tervezésekor először a tárolandó-feldolgozandó-megjelenítendő adatok körét kell tisztázni, a további építőelemek kiválasztása csak ezután következhet! • A szoftverkörnyezet kiválasztásakor elsődleges szempont, hogy az a megjeleníteni kívánt adatokat kezelni tudja tudja, figyelembe véve a tárolandó információk mennyiségét is 2
Geoinformációs rendszer • A hardverelemek kiválasztása célszerűen az előző lépéseket követően történik meg, hiszen így az elhamarkodottan beszerzett hardver eszközök esetleges gyengeségei nem korlátozzák az ideális szoftver megfelelő alkalmazhatóságát.
3
Modellalkotás • A geoinformatikai rendszerekben a valós világot annak modellezésével ábrázoljuk ábrázoljuk. • A geoinformációs rendszerekben a helyzeti adatok ábrázolásának (tárolásának) két nagy csoportját különböztetjük meg meg, ezek a szabályos (raszter) és szabálytalan (vektor) geometriai modellek modellek.
4
Raszteres adatmodell • A raszteres modellek a területet szabályos geometriai elemekre osztják (pixelek).. (pixelek) Geoinformatikai rendszerekben a raszteres adatmodellnek általában a négyzet az alap alapja, ami jól igazodik a raszteres megjelenítőkhöz is. • Az adatmodellt felépítő elemi pixelek egy-egy adott területet fednek le. A pixelek értékeit tematikus kódoknak nevezzük, ezekkel jellemezzük a pixel által lefedett területet területet. • A pixelek rácsszerűen, sorokban és oszlopokban helyezkednek el el.. 5
Raszteres adatmodell
pixel
raszter
pixelértékek 15 15 16 14 17 13 11 19 12 15 10 14
sx sy
elemi pixel méretei
10 x 13 pixelből felépülő raszter
6
Raszteres adatmodell • Az adatmodell az egyes pixelek felsorolásán, valamint a sorok és oszlopok számának megadásán túl olyan lényeges információkat is tartalmaz, amelyek a vizsgált terület vetületi tartalmaz rendszerbe illesztését teszik lehetővé lehetővé. Ezek az úgynevezett georeferencia adatok a pixelek által lefedett terület mérete, és a raszter egy pontjának (pl. bal felső pixel közepe) koordinátái. koordinátái 7
Raszteres adatmodell • A raszteres adatmodell nagyon jól használható domborzatmodellezésre, illetve szorosan összefonódott a távérzékelési technológiákkal (műholdképek, légifényképek, ortofotók). Használata abban az esetben indokolt, ha nagy területről egyenletes sűrűségben kívánunk információkat tárolni tárolni.
8
Vektoros adatmodell • A vektoros adatmodell esetében a földrajzi objektumok helyzetét szabálytalan geometriai elemekkel írjuk le le. A földrajzi objektumok leírása általában négy geometriai elem segítségével történik. Ezen négy alapelem a pont, vonal, poligon és a térbeli felület felület. • A vektoros adatmodell az ábrázolandó objektumok lényegi információit tartalmazza tartalmazza. Egy erdőrészlet esetében annak határvonalát (pontosabban a határvonal töréspontjait), út esetében annak tengelyét stb. 9
Vektoros adatmodell • A vektoros adatmodellben megjelenített térképi elemek kezelésére bonyolult algoritmusokat kell használni, továbbá alapvető fontosságú az objektumok szomszédsági viszonyainak korrekt ábrázolása (topológia) (topológia). Ez a vektoros geoinformatikai adatok elemzésében nélkülözhetetlen.
10
Vektoros adatmodell • A topológikus adatábrázolás alapegysége a koordinátáival adott pont pont. • A vonalakat pontok építik fel fel. A vonalak egymást nem metszik, csak a kitüntetett szerepű pontokban, a csomópontokban kapcsolódnak össze. • Minden egyes vonal a síkot két részre osztja osztja. A záródó vonalak területrészeket különítenek el el.
11
Vektoros adatmodell • Ha a pont-vonal-terület építkezést követjük, akkor a topológia az egyes építőelemek közötti lépcsőfokot jelenti jelenti. • A pont, vonal, poligon vektoros elemek között értelmezett topológiák közül a fontosabbak: területterület -vonal, vonal vonal-terület, vonal vonal-csomópont, csomópontcsomópont -vonal vonal-csomópont csomópont.
12
Vektoros adatmodell • A vektoros adatmodellben tárolt geometriai elemekhez attribútumadatokat (szöveges, leíró adatok) rendelünk rendelünk. Az egy objektumhoz rendelt attribútumok csoportját rekordnak rekordnak, az azonos típusú rekordok összességét adattáblának hívjuk. Több adattábla pedig a leíró vagy hívjuk szöveges adatbázist alkotja alkotja. • Ennek megfelelően a leíró adatbázis struktúrá struktúrája:: adat>mező>rekord>tábla>adatbázis ja adat>mező>rekord>tábla>adatbázis. 13
Adattábla felépítése ADATTÁBLA
ADATREKORDOK
ADAT M E Z Ő K Helység
Tag
Részlet
Sopron
1
A
Sopron
2
B
...
... ADATOK 14
Vektoros adatmodell • Az adatmezők típusa lehet numerikus, szöveges, dátum, idő, logikai és csatolt objektum (fájlok, képek, hangok, dokumentumok). • Az egyes mezőkre, táblákra, adatbázisokra a megfelelő névvel hivatkozhatunk. A rekordokra történő hivatkozás a rekord sorszámával, egyedi azonosítójával vagy valamilyen relációval történik. történik 15
Vektoros adatmodell • A térinformatikai adatmodell kettősségét a grafikus (geometriai) és a szöveges (leíró) szegmens adja meg meg. A két adattípus között közvetlen megfeleltetés van, az első geometriához az első leíró rekord kapcsolódik, a másodikhoz a második stb. • A térinformatikai adatmodellben a geometriát általában pont, vonallánc és poligonnal tároljuk. A geometriához közvetlenül kapcsolódó tulajdonságokat az elsődleges adattáblában helyezzük el el. 16
A geometriai és leíró adatok kapcsolata Elsődleges adattáblák PONT.TAB Ssz. Ponttípus
Pontfelirat 102 103 18 19 Püspök erdő
107 Határkő 108 Határoszlop 109 Határoszlop 110 Határoszlop 111 200
109 18
VONAL.TAB Sopron 103 A
106 2
Sopron 103 C
2
0
Ssz. Jogi határ
Erdőhatár
105
Taghatár Taghatár
106 Községhatár 107 Községhatár 108 109 Országhatár
Sopron 103 B Sopron 103 ID
2
2
1 Sopron 103 Nyi
2 3 4 5
Sopron 103 A Sopron 103 B Sopron 103 C Sopron 103 ID Sopron 103 Nyi
Állami műút
Taghatár Gerincvonal Részlethatá Vadg.egység Erdei út rRészlethatá r
TERULET.TAB Ssz. Erdőrészlet
Vadg.Határ Term.Határ Kapcsolójel Baloldal Jobboldal 0
15
9
0 0 0 0
2 4 3 0
1 5 5
7
További leíró adattáblák Terület
Erdőrészlet
3,8 5,2 10,5 2,1 4,1
Sopron 103 A Sopron 103 B Sopron 103 C Sopron 103 ID Sopron 103 Nyi
Erdőrészlet Sopron 103 A Sopron 103 B Sopron 103 B Sopron 103 C Sopron 103 C Sopron 103 C
Rendeltetés Terület Gazdasági Védelmi Közjóléti nincs nincs
3,8 5,2 10,5 2,1 4,1
Fafaj Elegyarány Fatömeg Ktt B Ktt B LF Ktt
100 60 40 50 30 20
410 160 120 210 130 90
17
Vektoros adatmodell • Az adattábla sorai a rekordok, minden geometriához egy rekord tartozik, az oszlopai pedig a tulajdonságok tulajdonságok. • A sorok és oszlopok metszésében tároljuk a tulajdonságértékeket, leggyakrabban számokat, szöveges értékeket, dátumot, de képeket vagy egyéb típusú adatokat is elhelyezhetünk bennük. • További adatokat is tárolhatunk más adattáblákban, amelyeket a kapcsoló mezőkkel az elsődleges adattáblához kapcsolhatunk kapcsolhatunk. 18
Relációs adatbázis felépítése
19
Vektoros adatmodell • A vektoros térkép a megjelenítés szempontjából méretarányméretarány -független, az adatok geometriájának pontosságát azonban nem szabad összetéveszteni azok tárolásának élességével! élességével • Ha a digitális térkép 1:10000 méretarányú papírtérkép felüldigitalizálásával készült, nem várható el tőle cm-es pontosság, még akkor sem, ha a nyiladék töréspontjait ekkora élességgel tároljuk is el. 20
Domborzatmodellek • A geoinformatikai rendszerekben vizsgált egyik tipikus objektum a terep felszíne. • A terepfelszínt leíró felületmodellt domborzati modellnek (DDM – digitális domborzati modell, DEM – digital elevation model) hívjuk hívjuk. • A DDM a terepfelszín célszerűen egyszerűsített mása, amely fizikailag számítógéppel olvasható mása adathordozón tárolt terepi adatok rendezett halmazaként valósul meg meg. 21
Domborzatmodellek • A geoinformációs rendszerben szereplő domborzatmodell részletességét, felépítését mindig az adott feladat szabja meg meg. • Más léptékű és pontosságú terepmodellre van szükségünk, ha az erdőgazdaság teljes feltáróhálózatát vizsgáljuk, vagy ha egy erdészeti utat tervezünk. • Különböző struktúrájú domborzati modellt célszerű használni vízgyűjtő területek lehatárolásához vagy semleges vonalak felkereséséhez. 22
Raszteres domborzatmodellek • A pixelértékek felületmodell esetében a pixel által lefedett felületelem magasságát jelentik jelentik. A szabályosan elhelyezkedő rácspontok közötti pontok magasságát térbeli interpolációs módszerekkel lehet előállítani előállítani. – – –
Távolsággal arányos súlyozással; Minimális görbület alapján; Vektoros felületmodellezéssel, amikor egy olyan vektoros felületmodellt állítunk elő, amelynek kontrolpontjai a raszter celláinak középpontjaiba esnek. 23
Vektoros domborzatmodellek • A felületmodellek másik csoportját azok az adatstruktúrák alkotják, ahol a felületet alkotó geometriai elemek tetszőleges bonyolultsággal bonyolultsággal, szabálytalan módon kapcsolódnak egymáshoz egymáshoz. • A csúcspontok, törésvonalak ábrázolása koordinátákkal, vektorokkal történik. Ennél az adatmodelladatmodell -típusnál lényeges a térbeli kapcsolatok korrekt rögzítése, a topológia kialakítása.. kialakítása 24
Vektoros domborzatmodellek • A modellezés feladata a Z=F(x,y) függvény vektoros adatokkal történő minél jobb közelítése, amelynek célszerű előállítása a végeselemek módszerével történik. • A vektoros felületmodellezésben legáltalánosabban használt végeselem a három kontrolpont alkotta térbeli háromszög háromszög. A háromszögek általában szabálytalan háromszöghálót (Triangulated Irregular Network, TIN) alkotnak alkotnak. 25
Domborzatmodellek előállítása • A domborzatmodellek előállítása a következő eljárások valamelyikével történhet: –
Szintvonalas térképek digitalizálása;
–
Digitális fotogrammetria;
–
Lézeres felmérési technológiák;
–
Földi geodéziai módszerek.
26
TIN HÁLÓ KIALAKÍTÁSA
SZABÁLYOS HÁROMSZÖGHÁLÓ
SZINTVONALAK MEGJELENÍTÉSE
Geoinformációs rendszerek az erdőgazdálkodásban • Magyarország erdőállományainak leíró adatbázisa 1976 óta az egész országot lefedően működik. Az adatbázis a relációs adatmodell szerint épül fel; az adattáblák közötti kapcsolatot a Hely-Tag-RészletAlrészlet adatmezőkkel, mint kulcsmezőkkel oldották meg. • Ennek a struktúrának köszönhetően a különböző jellegű adatokat tartalmazó, fizikailag különálló adattáblák tetszés szerinti mélységig összekapcsolhatók, az információs rendszerben mint egységes adatbázis jeleníthetők meg. 34
Geoinformációs rendszerek az erdőgazdálkodásban TERÜLET adattábla
AZONOSÍTÓ adatok
RÉSZLET adatok
FAFAJSOR adatok
Sorszám
Hely Tag Részlet Alrészlet HRSZ ETI EF Rendeltetés VAGE VEK Dolgozó
Hely Tag Részlet Alrészlet Korlátozás TermCél TFM Fekvés Lejtés Klíma Hidrológia
Hely Tag Részlet Alrészlet Ssz. Jsz. Fafaj Eredet EA Elmód Záródás
Hely Tag Részlet Alrészlet Terület
MEGJEGYZÉS adatok Hely Tag Részlet Alrészlet Megjegyzés
35
Geoinformációs rendszerek az erdőgazdálkodásban • A magyarországi erdőgazdálkodás igényeinek megfelelően fejlesztett DigiTerra Map szoftver és adatformátumai 1997-től az Állami Erdészeti Szolgálat által alkalmazott geoinformációs rendszerek alapjává vált. • ÁESZ vonatkozó Végrehajtási Utasítása alapján – az erdészeti térképek digitalizálása is ezen program felhasználásával történt. • 2003-ra Magyarország erdőterületének 100%áról elkészültek a digitális üzemtervi térképek 36
