Geografické informační systémy Cvičení 1 K143GISZ Rok: 2007/8 Semestr: zimní Rozsah: 1+2 Zakončení: z Ing. Kateřina Uhlířová uhlirova@fsv.cvut.cz B608

http://storm.fsv.cvut.cz/ Þ Pokyny ke cvičením

Podmínky k udělení zápočtu Prezence + výsledná zpráva + případně závěrečný test Možné 2 cvičení bez omluvy ale nedoporučuje se !!!  Náhrada je možná po dohodě s kantorem(ry) Aktivní práce v hodinách + opakování na začátku hodiny z předchozí látky Posledních 15 min. každého cvičení bude věnováno samostatné práci studentů. Vypracování 2 A4 závěrečné zprávy z probrané látky (ve dvojicích). Musí mít na začátku dalšího cvičení, jinak jako „nepřítomen“.

Základní principy Objekty a jevy reálného světa jsou někde umístěny a nebo mají vztah k nějakému místu. Tyto objekty se vzájemně ovlivňují – to nás zajímá… Značné množství objektů a informací o nich Þ digitální zpracování (reprezentace pomocí digitálních dat) potřebujeme znát vlastní údaje o objektu údaje o jeho poloze počítačovému systému, který umožňuje ukládat, využívat a zobrazovat taková data, říkáme geografický informační systém, zkráceně GIS.

Proč používat GIS ?? Umí pracovat s údaji o vzájemných prostorových vztazích objektů neboli topologií. Dává odpovědi na otázky jako: Poloha: Kde je …? Co se nachází v nějaké oblasti...? Umístění za nějakých podmínek: Ukaž mi všechna místa, kde je splněno… Plánování cest: Která cesta z … do … je nejkratší? Analýzy, statistika: mapy hustoty obyvatelstva, mapy zaměstnanosti … Změny map - predikce: Jak se změní počet obyvatel za 20 let? Modelování: Jaká bude ztráta půdy z povodí když …? … http://www.arcdata.cz/uvod/co-je-gis 26.9.2007

Co všechno je GIS ? počítačový systém pro získávání, ukládání, analýzu a vizualizaci dat, která mají prostorový vztah k povrchu Země. je nástroj, který umožňuje uživatelům vytvářet modely části zemského povrchu pomocí dostupných softwarových a hardwarových prostředků. Data - geografická (nebo prostorová) data Software Obor Lidé Atd… http://cs.wikipedia.org/wiki/GIS 26.9.2007

Vyčerpávající definice  Geografický informační systém je organizovaný souhrn počítačové techniky, programového vybavení, geografických dat a zaměstnanců navržený tak, aby mohl efektivně získávat, ukládat, aktualizovat, analyzovat, přenášet a zobrazovat všechny druhy geograficky vztažených informací. http://www.arcdata.cz/uvod/co-je-gis 26.9.2007

Příklady použití Obecně: Veškeré mapování a vojenství – strategický rozvoj i špionáž Dopravní a doručovatelské firmy Těžební společnosti Cestovatelé při přípravách a využití GPS farmáři, vodohospodáři, lékaři, urbanisti, a další a další a další………. Např.: evidenci katastru nemovitostí, předpovídání vývoje počasí, určování záplavových zón řek, výběru vhodné lokace pro čistírnu odpadních vod, plánování výstavby silnic, apod. Zpracování dat DPZ Správa systémů: vodohospodářské soustavy, energetika, vodovody Pro nás: Erozní studie ztráty půdy na konkrétním povodí

Záplavové zóny na letecném snímku ze srpna 2002 v Praze

Kde získat GIS data ?? Příklady: Místní a obecní úřady (např. http://www.kraj-lbc.cz/index.php?page=1462) (Ukázky dat v „Kalendáři GIS“) ČÚZK - Český úřad zeměměřický a katastrální http://www.cuzk.cz/ ZABAGED (polohopis, výškopis) http://portal.env.cz/rozcestnik/gis-resortu-zp.php

Vektory a rastry Dvě pojetí: samostatné objekty (budovy…) spojitá pole (nadmořská výška, srážková výška…) Dva typy GIS dat (mapových vrstev): vektory rastry Obvykle: vektory – objekty, rastry – pole Vektory Rastry

Vektory Prostor je definován bezrozměrnými body (vertex) s přesným (x,y) umístěním a liniemi jako přímými spojnicemi těchto bodů. Plochy jako uzavřené obrazce uvedených bodů Zdroje: Kresba – povrch papírové mapy, nebo snímku ručně digitalizován perem s digitálním záznamem pozice bodů Digitalizace v GIS Import z CAD projekce Vektorizace – automatický převod rastru na vektor v GIS a následná úprava

Dimenze objektů Reálné objekty na zemském povrchu - trojrozměrné (v GIS generalizace) 0D - body, definované pouze svou polohou. (např. autobusová zastávka v GISu modelujícím dopravu, GSM vysílač v GISu mobilního operátora modelující pokrytí signálem…) 1D - úseky čar - linie, s konečnou délkou a nulovou plochou. (např. silnice, řeky, apod.) 2D - polygony, s konečným obvodem a konečnou plochou. 3D - polyhedrony. V GISech se používají výjimečně, ve specifických případech. Třetí rozměr je v GISech nejčastěji modelován pomocí tzv. Digitálního modelu terénu (DMT, DEM). Informace jsou vázány k celému objektu Wiki cz

Rastry Prostor je definován sítí bodů (obvykle čtvercovou): základní elementy - pixely (picture elements, nebo cells = buňky) Pravidelné nebo nepravidelné Informace je vázána na element (pixel) – ne na objekt Zdroje: Skenování – povrch papírové mapy, nebo přímo světa snímán po řádcích Digitální snímání (fotografie) – předloha zachycena přímo na rastrovou síť DPZ, digitální fotogrammetrie

Pozitiva x negativa Vektory + menší objemová náročnost + snažší interpretace, editace, databázové operace Rastry + snadné výřezy, překryvy, analýzy + průhledná tvorba DMT + jednoznačná přesnost (~ velikost pixelu)

RASTR – některé problémy Omezené rozlišení – objemová náročnost roste s přesností Rozlišení Velikost 160 m 1 MB 80 m 4 MB 40 m 16 MB 20 m 64 MB 10 m 256 MB 5 m 1024 MB

RASTR – některé problémy Omezené rozlišení snímání – plynulá reprezentace objektů

VEKTOR – reprezentace objektů Komprimace vektoru – redukcí počtu vertexů Vektorová data často považována za „přesnější“ dík přesné lokalizaci vertexů, ve skutečnosti vše závislé na přesnosti analogových zdrojů, přesnosti zpracování i objemu dat

VEKTOR – některé problémy Dvojí definice polygonů úplné polygony bez topologie - mnohdy nesouvislost polygonů (chyby digitalizace), … Topologický popis se společnou spojnicí, problematický převod na úplné polygony. Ukázka nepřesnosti vektorové databáze HEISS – povodí 4. řádu ČR

GIS software Idrisi http://www.clarklabs.org/ ArcGIS http://www.esri.com/, http://www.arcdata.cz/ Microstation http://www.bentley.com/, http://www.bentley.com/cs-CZ/, http://www.gisoft.cz/ Geomatica http://www.pcigeomatics.com/ MGE http://www.intergraph.com/mge/ GRASS, Atlas, TopoL …

Konec… a příště…. C LS K R G

Teorie GIS Objekty x pole Objekty  Svět je prázdný prostor vyplněný počitatelnými objekty s daným umístěním (v prostoru i čase) a o definované velikosti (opět i v čase) Pole  Prostor (svět) je definován jednou nebo několika měřitelnými proměnnými (opět v prostoru i čase) Oba koncepty mají své opodstatnění, výhody, použitelnost.