Alapfogalmak... - az információáradat idejét éljük - az összes információ több mint 2/3-a valamilyen módon helyhez kötött - a mindennapi életben feltett kérdések nagy része helyhez kötött…Hol van a legjobb DISCO? Hová megyünk nyaralni? Hol osztják az ösztöndíjat?…. - sok információ TÉRKÉPen ábrázolható A térkép… - a valós világ kicsinyített modellje - nagyon hatékony információhordozó eszköz... - 1:50000 térkép, kb. 1000 megírás, 1000 földrajzi hely közötti távolságok minden kombinációban, kb.500000 számból álló táblázat - szöveges adattárolás, 25 MB digitális állomány …még valamit tud a térkép... Helyzet: 1853, London, Soho, kolerajárvány, 700 halott Kérdés: honnan ered a járvány? Adatok: az elhunytak neve, lakhelye Megoldás…dr. John Snow
24
Embed
Alapfogalmak - cholnoky.ro filetervezés, ingatlan-nyilvántartás, útnyilvántartás, honvédelem stb.) M Ellenőrző és irányító rendszerek (például katasztrófa elhárítás)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
AAllaappffooggaallmmaakk......
- az információáradat idejét éljük - az összes információ több mint 2/3-a valamilyen módon helyhez kötött - a mindennapi életben feltett kérdések nagy része helyhez kötött…HHooll van a legjobb DISCO? HHoovváá megyünk nyaralni? HHooll osztják az ösztöndíjat?…. - sok információ TÉRKÉPen ábrázolható
AA ttéérrkkéépp…… - a valós világ kicsinyített modellje − nagyon hatékony információhordozó eszköz... − 1:50000 térkép, kb. 1000 megírás, 1000 földrajzi hely közötti távolságok minden kombinációban, kb.500000 számból álló táblázat
− szöveges adattárolás, 25 MB digitális állomány
……mméégg vvaallaammiitt ttuudd aa ttéérrkkéépp......
AA GGIISS -- FFIIRR aallkkoottóóeelleemmeeii ν hardver - vagyis a gép “aki” a melót végzi ν szoftver - vagyis a gép „alkatrésze” ν adat - amiből olyan sok van...
ν gondolkodó ember - aki élvezi a hasznot(??) a FIR legfontosabb jellemvonása az
ELEMZŐ KÉPESSÉG Jelentősége:
R.F. Abler (1988) "A GIS technológia azt jelenti a földrajzi elemzés számára, amit a mikroszkóp, a távcső és a számítógép jelentett más tudományok számára" Kapcsolódó tudományágak: − Földrajz − Térképészet − Távérzékelés − Fotogrammetria − Geodézia − Statisztika − Számítástehnika − Matematika − Építőmérnöki tudományok Alkalmazási területei: − Területtervezés, telepítéstervezés,útvonaloptimizálás − Természeti erőforrások kezelése − Környezettervezés és értékelés − Ökológiai kutatások − Sürgősségi jármű küldés − Népességi kutatások……stb.stb….
Európai Unió "GI 2000 - Towards a European Geographical Information Infrastructure" - 9 jelenlegi és jövőbeli alkalmazást emel ki (Detrekői-Szabó, 2002): M Kormányzati információs rendszerek (regionális
tervezés, ingatlan-nyilvántartás, útnyilvántartás, honvédelem stb.)
M Ellenőrző és irányító rendszerek (például katasztrófa elhárítás)
M Környezetvédelem (például monitoring) M Természeti erőforrás-feltárás és -gazdálkodás M Városi és községi területek irányítása, tervezése,
gazdasági fejlesztése M Közművek (beleértve a telekommunikációt is) M Üzleti tevékenység (a marketingtől az
ingatlanforgalomig) M Oktatás és kutatás A térinformatika képességei: Az elemzések során több típusú kérdésre tudunk választ adni 1. Mi található valahol? – helyre vonatkozó kérdés. − a lehető legegyszerűbb. − a helyzeti adat irányából közelítjük az adatbázist ◊
lekérdezés (query). 2. Hol van valami? – körülményre vonatkozó kérdés. − összetettebb. − a keresés a leíró adatok irányából indul: hol lakik XY?
− nincs komolyabb elemzés csak az adatok között történik keresés
− egy autópálya nyomvonalának mondjuk 1 kilométeres körzetében hány település található?
− megkereshetők mindazok a területek, amelyek egyszerre megfelelnek több feltételnek
3. Hogyan változott meg? – trendre vonatkozó kérdés.
− a vizsgált területről több időpontból kell legyen adatunk − a különböző időpontok állapotának összehasonlítása végezhető
el 4. Melyik a legkedvezőbb út? – útvonalra vonatkozó
kérdés − már bonyolultabb elemzést feltételez − nagyon bonyolult feltételrendszernek kell megfelelnie egy
ilyen elemzésnek 5. Mi a jelenség? – jelenségre vonatkozó kérdés − főleg környezeti és társadalomtudományok esetében − megvizsgálható egy adott jelenség térbeli hatása. 6. Mi történik, ha…? – modellezéssel kapcsolatos kérdés.
− az előbbihez szorosan kapcsolódó kérdéstípus − Feltételezve egy bizonyos eseményt, megpróbáljuk
előrevetíteni annak következményeit Például modellezni lehet egy áradás által elöntött területeket, vagy egy káros anyagokat kibocsátó gyárkémény környezeti hatását.
2.Digitális térképi adatbázis - A GIS adatokat tárol, nem térképeket - AdatBázis Kezelő Rendszer (ABKR), DBMS (DATA BASE MANAGEMENT SYSTEMS) - 3 információt kell tárolni:
- mi az? - hol van? - hogyan kapcsolódik más elemekhez?
-ezek alapján az ABKR információkat rendel a térkép elemeihez
2.1. A digitális térkép fogalma: A) digitális másolattérkép - a rajzi elemek között nincs kapcsolatleírás,
szervezettség. B) digitális objektum térkép - szervezett adattartalmú, számítógéppel kezelhető adathalmaz, a térképi alakzatokat önálló objektumként értelmezi. 2.2. Térbeli adatbázisok: - a valós világ bonyolult, modelleket készítünk
"a térbeli adatbázis a térhez kapcsolódó adatok együttese, amely a valóság modelljéül szolgál"
Adatbázis modell típusok - milyen logikai rend szerint kapcsolódnak egymáshoz az adatok:
Hierarchikus, Hálós, Relációs, Objektum orientált
Digitális másolattérkép részlete
Digitális térkép részlete (Corel Draw)
Ρ:222 Γ:148 Β:109
Digitális objektumtérkép
részlete (Arc
View)
Az entitás (entity) olyan elem, jelenség a valóságban, amely nem bontható tovább ugyanolyan értelmű elemekre, jelenségekre. Például egy város nem bontható kisebb városokra Az objektum (object) az entitás egészének vagy részének a digitális megfelelője
ςαλ⌠σ⟨γ (εντιτ⟨σοκ
Τρκπ (οβϕεκτυµοκ
∆ιγιτ⟨λισ ℑλλοµ⟨νψ (σζ⟨µοκ)
Α ∆ Α Τ Μ Ο ∆ Ε Λ Λ
Raszteres adatmodell lényege
Vektoros adatmodell lényege
1
2
34
5
6 7
8
9
10111213
14
1516 17
Hierarchikus adatbázismodell - a legrégebbi adatbázis modell, alapja a hierarchikus modell - különböző logikai szinteken lévő rekordok közötti
kapcsolatokat kezelnek, egy adott logikai szinten lévő rekord tartalmazza az alacsonyabb szintekre vonatkozó közös információkat
- faszerkezet - bármely elem logikailag csak egy úton érhető el:
- gyökér, ágak, levelek, csomópontok - egy csomópont fölfelé csakis egy csomóponthoz kapcsolódik
- jellemzője az egy:több kapcsolat - a földrajzi objektumok tulajdonságai egy indexállomány
segítségével kapcsolhatók a grafikai elemekhez - hatékony tárolás, könnyen bővíthető - nagy indexfájl állományt igényelnek - fölösleges tárolás - redundancia
A B
a
b
c
d
e
f
g
1 2
34
5
6
Térkép
A B
a b c d d e f g
1 2 1 4 4 2 2 3 2 3 2 5 5 6 3 6
Hálózatos adatbázismodell - minden rekord kapcsolatban áll számos, más szinten
elhelyezkedő rekorddal - a hálózat heterogén: egy-egy, több-egy, egy-több - nincs kitüntetett gyökér és alárendelt szint - megszűnik a redundancia - a keresés csak akkor lehetséges, ha ismerjük az elemek
közötti kapcsolatok szerkezetét
- még nagyobb indexadatrendszert igényelnek - rugalmasabb adatkezelő környezet
A B
a
b
c
d
e
f
g
1 2
34
5
6
Térkép
A B
Relációs adatbázismodell - a tárolt adatok közötti relációs kapcsolatokat kezelik - hierarchiamentes, táblázatos adattárolás - táblázat - az adatok leírását tartalmazza - adatkezelés - relációs műveletekkel történik - az objektumok tulajdonságai egy újabb relációs táblában
vannak tárolva - kapcsolótábla
A a a 1 2 1 x y A b b 1 4 2 x y A c c 3 4 3 x y A d d 2 3 4 x y B d e 2 5 5 x y B e f 5 6 6 x y B f g 2 6 B g
- matematikailag több kétdimenziós táblázatból, relációból
áll - vannak oszlopai és sorai (mezők és rekordok) - a sorok jellemzik az adott reláció egyedeit, az oszlopok az
egyes egyedek tulajdonságait
A B
a
b
c
d
e
f
g
1 2
34
5
6
- a leggyakrabban használt rendszerek a térfinformatikában 2.3. Adatmodellek: - megadni azokat a szabályokat, amelyek szerint a valós
világ entitásait úgy tudjuk digitális formába alakítani,
hogy a létrejött számokból, a szabályokat ismerve, vissza
lehessen állítani a kiinduló állapotot
valós világ adatmodell digitális állomány
- vektoros adatmodell - csillagkép játék
- raszteres adatmodell - torpedó játék
2.4. Térbeli objektumtípusok: 0 D - pont - point feature 1 D - vonal - line feature 2 D - terület, sokszög - polygon feature 3 D - test 2.5. Adattípusok: - térbeli információ - helyzet, alak, viszony
rétegekbe csoportosíthatók (layer, coverage) - leíró információ, attribútum adat 2.6. Adatok kapcsolása: - pontos - nem pontos - hierarchikus
- "fuzzy"
3. A raszteres adatmodell - szabályos rácson elhelyezkedő cellák, mátrix - számozás sorról sorra, bal felső sarokból - sor-oszlop száma hely, térbeli adat - cella értéke leíró adat, információ, attributum - a rendszer kitölti a teret - a cellák egy csoportja fedvényt alkot - megmondja, hogy mi található valahol - a lehető legegyszerűbb modell 3.1. A raszter létrehozása Talajtérkép, eredeti méret 800*500 m (rajzok) Állománytípusok (file type): - ASCII (American Standard Code for Information
Interchange) - minden karakternek kell 1 bájt (8 bit) (pl. A = 65 = 01000001, de 65 = 6 - 00000110 és 5 - 00000101), nem hatékony számok esetében, (pl. 30000 ASCII - 5 bájt, binárisan 2 bájt - 111010100110000). - Bináris (Binary) számok kódolása binárisan (0 és 1) - Tömörített bináris (Packed binary - run lenght
encoding) lehetséges ha sok azonos értéket tartalmazó cella van, 1. szám - futáshossz, 2. szám - érték.
- Négyágú fa (quadtree) Raszter előnyei: - Sok digitális adat van raszteres formában,
Távérzékelés - Műveletek elvégzése egyszerű
3.2. A cellák értékei: - a leíró információt hordozzák - felhasználó által meghatározott kód - valósághoz kapcsolódó érték (magasság, csapadék,
hőmérséklet, lejtő, kitettség stb.) Adattípusok (data type): Bájt (Byte) - egész szám 0-255 - 1 bájt a memóriában, csak bináris állomány, - tömöríthető ? Egész (Integer) -32768-tól +32767-ig - 2 bájt a memóriában, tömöríthető? Valós (Real) - ±1*10 38
- 4 bájt a memóriában, tömöríthető? 3.3. Térképfedvények:
Adatok egy csoportja, amely egy zárt területen belül minden egyes hely egy jellemző tulajdonságát tartalmazza
- minden adatfajta külön fedvényt kíván - egy adatbázis több (-tíz) fedvényt tartalmazhat - egy fedvényen belül csak egy adattípus lehetséges Tulajdonságok: a) felbontás - a cella mérete, oldalhossza (r)
X kiterjedés = r*C (oszlopok száma) Y kiterjedés = r*R (sorok száma)
r= X/C = Y/R "nagy felbontás kis cellaméret sok részlet sok cella nagy állomány" …és fordítva
b) tájolás
c) övezetek - folyamatosan kapcsolódó helyek, amelyek
azonos értékeket tartalmaznak - folt, régió, zóna, poligon, osztály (???) - nem minden fedvényen van övezet (???)
(DEM, távérzékelt adat…) 4. Térbeli műveletek alapjai feltétel: azonos méret, azonos felbontás 4.1. helyi műveletek, pontműveletek
az eredményfedvény celláinak értéke csak a bemenő fedvény(-ek) azonos celláinak értékétől függ
a) átkódolás - ASSIGN - azonosítók megváltoztatása (egész számok, övezetek, logikai kódolás stb.)
c) fedvények metszése - OVERLAY - X - I. fedvény, Y - II. fedvény, Z - eredményfedvény Z = X+Y; Z = X-Y; Z = X*Y; Z = X/Y; Z = X-Y/X+Y; Z = XY;
Z = minimum; Z = maximum; Matematikai műveletek: SCALAR, IMAGE CALCULATOR Logikai műveletek: ÉS (AND) ?? VAGY (OR) ??? 4.2. műveletek közeli szomszédokon az eredményfedvény celláinak értéke a bemenő fedvény
azonos celláinak közvetlen szomszédaitól függ a) szűrés - FILTER - a raszter cellái fölött egy "ablak" (3x3, 5x5, 7x7) fut végig, középső cellájának értéke az ablakba eső cellák értéke alapján számolódik
pl. átlag (MEAN)
hatások: simítás, élkiemelés b) lejtés és lejtésirány (kitettség) csak ha a fedvény magasságokat tartalmaz SURFACE - SLOPE - fok, %
- ASPECT - irányszög (0-359, -1) 4.3. műveletek távoli szomszédokon az eredményfedvény celláinak értéke a bemenő fedvény
azonos celláinak távoli szomszédaitól függ a) távolság - DISTANCE b) védőövezet képzés - BUFFER c) láthatóság - VIEWSHED 4.4. műveletek az övezeteken a) terület - AREA b) kerület - PERIM
37 39
39
41
43
42
35
39
44
39.88
4.5. a fedvény tartalmának elemzése - statisztikai elemzések átlagok, gyakoriság, eloszlás, minimum, maximum - övezetek elemzése EXTRACT - feature definitin image - egy övezeteket tartalmazó
kép - image to be processed - folyamatos értékeket
tartalmazó kép 4.6. példa fakitermelésre alkalmas terület kiválasztása - követelmények: erdei fenyő, megfelelő vízelvezetés,
nem lehet 500m-nél közelebb víz, felbontás 500m. 1. tó 1 1 0 0 0 1 -tó
A – 1,3; 4,7; 5,5; 3,1; 1,3; B – 4,7; 9,7; 9,4; 5,5; 4,7; C – 5,5; 9,4; 9,1; 3,1; 5,5; Vektoros modell típusok 5.1.Spagetti modell – minden egyes vonalas objektumot egy, a vonal töréspontok koordinátáiból álló sorozat (adatmondat vagy sztring) ábrázol a memóriában hátrányok: - a koordináták keresése szekvenciális - területek digitalizálása, redundancia, egymáshoz való viszony - egymást metsző vonalas objektumok metszéspontjainak
meghatározása - elemzések nehezen végezhetők 5.2. Topológiai modell A geometriai topológia a téralakzatok azon tulajdonságait vizsgálja, melyek nem változnak az idomok szakadásmentes torzítása során. Ilyenek a szomszédság, folyamatosság, tartalmazás.
4,7-5,5 9,4-5,5
3,1-5,5
- a topológiai modell a topológiai törvényszerűségek kiaknázását
lehetővé tevő adat típusokat is értelmez. - a pontok a topológiai struktúra felépítésében játszott szerepük
alapján különböző típusokra oszthatók, ezek: a. önálló pont; b. lánc (ív) részét képező pont; c. csomópont
. - vonal: töréspont - csomópont, lánc - két csomópont között helyezkedik el és az egyik csomópontról a másikra mutat, azaz a lánc irányított. - poligon: - alkotó láncok meghatározott egymásutánja. - egy-egy lánc egyidejűleg két poligonnak is része, értelmezhető a lánc
leírásánál, irányítottságának megfelelően, a jobboldali illetve baloldali poligon fogalma is.