GIS

GEOGRAFSKI

INFORMACIJSKI SISTEMI

Teoretični del

Predmet:

1. Osnove GIS

2. Zajemanje, obdelava, vizualizacija prostorskih podatkov

3. Kvantitativna analiza zvez med pokrajinskimi sestavinami s pomočjo GIS

4. Metode izdelave tematskih kart s pomočjo izbrane programske opreme (Idrisi Andes)

Obveznosti:

1. Seminarska naloga

2. Pisni izpit (4 teoretična vpr. in 1 vpr. z vaj)

OSNOVE GIS

GIS je sistem, ki združuje organizacijske postopke (algoritmi), strojno opremo, programsko opremo

ter uporabnike z namenom učinkovitega zbiranja, shranjevanja, urejanja, upravljanja, analiziranja in

prikazovanja različnih oblik prostorskih (georeferenciranih) informacij. Z GIS bi tako lahko ugotovili,

kje bi se splačalo postaviti novo trgovsko središče – ugotavljali bi lahko konkurenco v okolici,

zazidljivost, prometno povezanost in to prikazali s pomočjo tega programa.

Če ni potreb po aplikaciji v GIS, ti ne pridejo do izraza. Pomemben je uporabnik, ki te GIS-e uporablja.

Z GISI torej delamo, kar narekuje naš cilj!

Georeferenciran podatek

To je tisti podatek, ki je umeščen v nek prostor, po katerih koordinatah recimo gre neko določeno

območje. Točno se pozna nahajališče! Gisovski podatki imajo metapodatkovne podatke, pomembna

je npr. koordinata – kje se nekaj dogaja oz. nahaja. Če podatki niso georeferencirani, so lahko

popolnoma neuporabni.

Primer: Takšni podatki nam povedo, ali gre za npr. Hindukuš ali Labrador. Ura ali nek drug program

vsaki 2 sekundi sprejme podatek od satelita, da nam pove, kje se nahajamo in kje so naše koordinate.

Krajša opredelitev pravi, da je GIS računalniško podprt sistem, ki omogoča uporabo podatkov, ki

opisujejo realno stanje nekega prosta v danem času. Omogočati nam mora vnos podatkov, analizo

podatkov, prikazovanje prostorskih georeferenciranih podatkov.

Z GIS se ukvarja znanost geoinformatika ali geomatika. Geoinformatika je znanost za upravljanje

geografskih lociranih informacij, vključno z njihovim pridobivanjem, shranjevanjem, proučevanjem in

razširjanjem. Geoinformatika se ukvarja z uporabo matematičnih metod v geoznanostih (geografiji,

prostorskem planiranju, okoljskih vedah).

Osnovne komponente GIS

GISI so se pojavili, ko je bila potreba po obdelavi podatkov. LJUDJE so tisti, ki dajejo vprašanja (zanima

jih, kdo je lastnik parcele ipd.), in GIS nam da odgovor. Ljudje so osnova, naslednji pogoj je STROJNA

OPREMA. Uporabljamo računalniško tehnologijo. Pomembni so PODATKI in POSTOPKI – na kak način

bomo prišli do odgovorov. Primer: Kakšno je sončno obsevanje na Kalvariji? – Vpadne kote sončnih

žarkov povežemo z naklonom, to pa v GIS-ih povežemo z algoritmi v neke korake.

Zelo pomembni so PODATKI, pri katerih se lahko zalomi, saj jih sploh ni ali pa so napačni. GISI

omogočajo tudi vizualizacijo, zato so včasih potrebne grafične kartice. Včasih lahko pride do zagate,

ko nimamo podatkov – te moramo pridobiti sami. Primer: Zbiramo podatke o svetlobnem

onesnaževanju in koordinate vrisuje v karte.

Pomembne strani za podatke so recimo STAT, Ministrstvo za kmetijstvo ipd., ki se danes v glavnem

obnavljajo dvakrat letno.

Gisovska programska oprema je doživela velik bum v zadnjih 10-ih letih. Sedaj se čedalje bolj razvijam

razni formati so že standarizirani.

Osnovne faze pri delu z GIS

Če obdelujemo prostorske podatke, je prva faza ZAJEMANJE PODATKOV. Ta faza je zelo zamudna, saj

ni zajeta znanost, ampak samo obrtništvo. Paziti moramo, da so podatki tudi kakovostno zajeti.

Naslednja faza je SHRANJEVANJE PODATKOV. Vsaka aplikacija ima svoj format (npr. txt format) in

pomembno je, da podatke shranimo v pravi format. Danes je podatke že možno uvoziti, povezljivost

sama je že večja. Uvažati se da recimo Excelove formate.

Naslednja faza že zajema GEOGRAFSKE VSEBINE, sledi pa ANALIZA PODATKOV, ki je za geografijo

pomembna, saj ni več le deskriptivna veda. Uporabna je lahko statistika. Analiza je tudi povezava

med pokrajinotvornimi elementi.

Sledi INTERPRETACIJA REZULTATOV. Geograf mora izluščiti razlago problema. Nato moramo

SHRANITI PODATKE (georeferencirani formati, da imamo v ozadju neke meta podatke). Na koncu

moramo podatke predstaviti, torej gre za VIZUALIZACIJO PODATKOV.

1. faza: zajemanje podatkov

2. faza: shranjevanje podatkov

3. faza: geografske vsebine

4. faza: analiza podatkov

5. faza: interpretacija podatkov

6. faza: shranjevanje podatkov

7. vizualizacija – predstavitev podatkov.

ZGODOVINA GIS

- Pred 15500 leti so lovci na stenah jame blizu Lascauxa v Franciji z risbami označevali poti

divjih živali zaradi lažjega zalezovanja. Človek si je načrtoval pot, kje bo žival najlažje lovil.

- Leta 1854 je Anglež John Snow ob izbruhu kolere v Londonu izdelal karto, ki je prikazovala

povezavo med pojavom bolezni in onesnaženimi viri pitne vode. S tem je ustvaril enostavne

sloje GIS in jih je med seboj primerjal. On je te karte povezoval še z drugimi viri, prekrival je

(brez računalnika) posamezne karte.

- Razvoj računalniške tehnologije po 2. svetovni vojni je bil v veliki meri uporabljen v vojaške

namene v času hladne vojne. Po 2. svetovni vojni so že razvijali letala, ki so že letela nad

stratosfero. V vojni tehniki se pojavi tudi potreba po analizi podatkov. S tega vidika (razvoj

vesoljske tehnologije, GISOV itd.) je imela vojna tehnika pozitivno vlogo.

- Leta 1962 je v kanadski Ottawi na Ministrstvu za kmetijstvo in gozdarstvo pod vodstvom dr.

Rogerja Tomlinsona, ki ga danes imenujemo za »očeta GIS«, izdelajo prvo GIS aplikacijo, s

katero so želeli analizirati naravni potencial pokrajine za potrebe kmetijstva in gozdarstva.

Ugotavljajo, kje je npr. potrebno zaraščanje kulturnih rastlin itd.

- Canadian Geographic Information System (CGIS) je bila prva aplikacija, ki je uporabljala

georeferencirane podatke z možnostjo prekrivanja slojev in možnostjo izdelave

kontingenčnih tabel. Canadian Land Inventory, kot se je imenoval kanadski GIS, je še danes

eno od močnih GIS orodij.

- Leta 1964 Howard T. Fischer na Univerzi v Harvardu ustanovi oddelek za razvoj GIS orodij.

Prvi izdelki (SYMAP, GRID, ODYSSEY) so še v 70-ih letih 20. stoletja predstavljali pomembne

GIS aplikacije.

- V 80-ih letih se rodijo še danes pomembne institucije za razvoj GIS orodij (INTERGRAPH, ESRI,

MapINFO). Ameriška vojska je v 80-ih letih razvijala lastno aplikacijo GRASS, ki je kasneje

postala javno dostopna.

Danes je na spletu na voljo veliko t.i. odprtokodnih GIS aplikacij:

- ESRI ArcGIS Explorer

- Microimages TNTmips

- GRASS GIS

- SAGA GIS

- MapWindow

- TatukGIS

- …

TEMELJNE GIS FUNKCIJE, POMEMBNE ZA GEOGRAFIJO

Vsak geografski informacijski sistem bi moral uporabniku odgovoriti na nekaj temeljnih vprašanj:

- Kaj je kje?

- Kje je kaj?

- Kakšne so spremembe v danem časovnem intervalu?

- Kakšne so prostorske zveze med posameznimi geografskimi elementi (sloji ali layerji)?

- Kaj se zgodi, če …?

Kaj je kje?

Gre za najbolj elementarno vprašanje v GISIH. Katere prostorske atribute ima dana lokacija? Če

želimo odgovoriti na to vprašanje, moramo vedeti, kakšne so vsebine posamezne pokrajine. To

pokrajino lahko seciramo na posamezne sloje – ulice, uporabnike, parcele … Kakšni so atributi

(značilnosti) določenega sloja? Zanima nas tudi nek presek skozi vse značilnosti in GIS bi nam moral

odgovoriti, kakšne so značilnosti po posameznih slojih neke pokrajine.

Kje je kaj?

Na katerih lokacijah se nahajajo dani prostorski atributi?

Ne zanima nas, kakšne so značilnosti območja, ampak kje so območja, ki ustrezajo posameznim

kriterijem.

Kakšne so spremembe v danem časovnem intervalu?

Kako so se recimo spremenili živalski habitati v danem okolju.

Kakšne so prostorske zveze med posameznimi geografskimi elementi (sloji/layerji)?

Številčni, kvantificirani podatki. Potrebno je znanje statistike.

Kaj se zgodi, če …?

Gre z modeliranje, če modeliramo podnebne spremembe ipd.

OSNOVNI TIPI GIS PODATKOV

V GIS poznamo naslednje osnovne vrste podatkov:

- rastrski podatki

- vektorski podatki

- database podatki

- tekstovni podatki.

Rastrski podatki so zapisani kot dvodimenzionalno polje, ki ima pripisano neko numerično ali opisno

prostorsko lastnost danega podatkovnega polja. Enota rastrskega zapisa je celica ali piksel (ima znane

dimenzije in koordinate).

Vektorski podatki so zapisani kot niz brezdimenzionalnih, enodimenzionalnih ali dvodimenzionalnih

geometričnih elementov (točka, linija, poligon). Tem entitetam so pripisani različni tematski, časovni,

lokacijski ali drugi atributi.

Na linijski zapis lahko zreduciramo vse izolinije, ceste, plinovode, gondole …, poligon pa so tlorisi stavb

– pozidane površine, katastri, pašniki, gozdni sestoji …

Database podatki so v sistem urejeni tabelarični podatki, ki vsebujejo informacije o grafičnih

elementih (pikslih, točkah, linijah, poligonih). Za vodenje tovrstnih podatkov se običajno uporablja

standardna programska orodja, ko je recimo Excel, pa tudi dBase in podobni.

Tekstovni podatki vsebujejo dodatne informacije o posameznih entitetah in ne spadajo med

temeljne podatke v GIS.

VEKTORSKI IN RASTRSKI PODATKI

Osnovne enote

RASTRSKI: celica/piksel

VEKTORSKI: točka, linija, poligon

Velikost piksla določa natančnost. Vso realnost lahko zapišemo na rastrski ali vektorski način. Torej,

atribute dane pokrajine lahko prikazujemo tako z vektorskimi kot rastrskimi podatki.

Vrste atributov posameznih oblik vektorskih podatkov (opisni, numerični, intervalni):

imamo opisne podatke, ordinalne (določamo razrede), kvantitativne (npr. mesečna količina padavin).

Tip prsti bi lahko bil opisni podatek, ker ne moremo reči, da je podzol toplejši kot psevdoglej.

PREDNOSTI IN SLABOSTI RASTRSKIH IN VEKTORSKIH OBLIK PROSTORSKIH PODATKOV

Rastrski podatki:

- primerni za proučevanje zveznih prostorskih podatkov;

- dobre možnosti za modeliranje in simulacije;

- dobre možnosti prostorskih analiz in analiz zvez med dvema ali več sloji.

- manj primeren za proučevanje linijskih ali točkovnih pojmov;

- velikost piksla odloča o natančnosti rezultata analize;

- velika količina podatkov (en piksel = en atribut).

Vektorski podatki:

- enostavna sestava podatkov (en poligon = en atribut);

- primeren za prikazovanje točkovnih in linijskih pojavov;

- velika natančnost.

- neprimeren za kvantitativne analize;

- neprimeren za prikaz in analizo prostorsko zvezno spreminjajočih se pojavov;

- neprimeren za modeliranje.

Velikost piksla vpliva na natančnost analize danega polja. Če je velikost manjša, se vidijo podrobnosti,

kot so recimo rečni meandri.

NAČINI ZAJEMANJA PROSTORSKIH PODATKOV

Zajemanje prostorskih podatkov predstavlja eno od najpomembnejših začetnih faz pri delu z GIS. V

času, ko so GIS aplikacije uporabljene v velikem številu znanstvenih disciplin, se nabor že pripravljenih

prostorskih podatkov, tudi takih, ki so javni, močno veča. Vseeno pa se dogaja, da za naše potrebe

prostorski podatki v primernem GIS formatu ali obliki ne obstajajo. V tem primeru se zajemanja

podatkov lotimo sami.

Najpomembnejši načini zajemanja podatkov so naslednji:

- zajemanje negrafičnih podatkov;

- digitalizacija podatkov;

- zajemanje podatkov s pomočjo satelitskih meritev;

- zajemanje podatkov s pomočjo aerofotogrametrije;

- skeniranje podatkov;

- zajemanje podatkov satelitskih slik;

- zajemanje podatkov s pomočjo GPS.

Zajemanje negrafičnih podatkov

Gre za vnos alfanumeričnih podatkov preko tipkovnice ali za prenos obstoječih tekstovnih (ASCII)

datotek (*.txt), ki vsebujejo alfanumerične podatke (atribute) o sloju.

Digitalizacija podatkov

V preteklosti je to bil prevladujoč način zajemanja podatkov. Digitalizacija je postopek pretvorbe

analognih podatkov v digitalne podatke, ki razen atributov o entiteti (pikslu, točki, liniji, poligonu)

vsebuje še podatke o koordinatah te entitete. Pravimo, da so podatki georeferencirani. Postopek se

običajno opravlja z napravo, ki se imenuje digitalizator.

Geodetsko snemanje (+ skripta Kartografije)

Je najbolj osnoven način zajemanja podatkov. Če o danem prostoru nimamo primernih podatkov o

lokaciji objektov, je najprimernejši način zajemanja podatkov geodetsko snemanje neposredno na

terenu. Na ta način lahko o pojavih dobimo koordinate o vseh treh njegovih dimenzijah.

Aerofotogrametrija (+ skripta Kartografije)

Začela se je že z letali in aerofotogrametrija je tehnika zajemanja podatkov o zemeljskem površju z

letala. Ta način je primeren, ko je potrebno relativno hitro posneti večja območja, saj bi bil postopek

geodetskega snemanja prepočasen. Pomembno je, da rezultate aerofotografskega snemanja pravilno

in natančno georeferenciramo (točno vemo, kje so koordinate).

Za Slovenijo so opravljali ciklična snemanja (CAS). Opravljali so jih enkrat na tri leta v času junija, saj

so takrat rastline, ki jih žanjemo, še na poljih, rastline, katerih fenofaze so kasnejše, pa so že toliko

razvite, da se prepoznajo. Kasneje so ciklična snemanja opustili zaradi privatizacije ipd. Najstarejši

podatki danes so v Beogradu, v Mariboru pa najstarejši podatki sežejo v leto 1959.

Rezultat aerofotogrametrije so digitalni ortofoto posnetki. Velikost posnetka je v ponavadi 2,25 x 3

km.

Skaniranje

Skaniranje je pogosta metoda zajemanja prostorskih podatkov. Pri tem se uporabljajo skenerji velikih

formatov. Rezultat skaniranja je v osnovi rastrska slika, ki jo lahko s pomočjo ustreznih algoritmov

pretvorimo v vektorsko. Pomembno je, da skanogram pravilno georeferenciramo.

Zajemanje podatkov rastrskih slik (+ skripta Kartografije)

Zajemanje satelitskih slik je v zadnjem času čedalje pogostejši način. V kratkem času lahko pridobimo

podatke za večje območje. Tudi resolucija zajemanja informacij se izboljšuje.

Predvsem je šlo za razvoj raket in za hladno vojno, iz vesolja so želeli opazovati dogajanje na Zemlji.

Šlo je za tekmovanje med Rusi in Američani. Tudi iz satelitskih posnetkov smo lahko opazovali

habitate ipd.

Zajemanje podatkov s pomočjo GPS

Po 27. aprilu 1995 je vojska ZDA sprostila dostop do zajemanja podatkov s pomočjo Global

Positioning System. S pomočjo sprejemnika satelitskih signalov lahko določamo vse tri dimenzije

dane lokacije, rišemo poligone, računamo ploščine … S pomočjo sistema repetitorjev lahko v urbanih

območjih dosežemo resolucijo nekaj cm.

Nasploh se je resolucija izboljševala skozi leta, današnji GPS-i imajo zanesljivost že nekaj cm.

GPS sistem je razvila ameriška vojska. Sestavljen je iz 52-ih satelitov (prvi je bil izstreljen leta 1989,

zadnji leta 2004). Za samo delovanje je pomembnih vsaj 24 satelitov, ki krožijo v šestih orbitah na

višini 20200 km. Vsak od njih obkroži Zemljo dvakrat dnevno.

Vsak od satelitov ima nameščeno zelo natančno atomsko uro in oddaja čas po svoji uri. Prav tako

imamo ura nameščen sprejemnik. Iz razlike v času med uro na satelitu in sprejemniku lahko določimo

razdaljo med obema.

Za geodetsko natančnost potrebujemo vsaj 24 satelitov, sicer so podatki premalo zanesljivi. Večanje

števila sprejemnih satelitov povečuje natančnost določanja lokacije. Če bi poznali le razdaljo do

enega satelita GPS, potem bi bil položaj sprejemnika lahko kjer koli na položajni krogli s polmerom, ki

je enak razdalji do satelita. Dve znani razdalji do dveh satelitov zmanjšata možnost za položaj

sprejemnika na krožnico.

Razen GPS sistema sta poznana še sistema GLONASS in GALILEO.

PROSTORSKE ANALIZE

Prostorske analize so temeljne in najpomembnejše operacije v geografskih informacijskih sistemih.

Namen prostorskih analiz v GIS je posredovanje in izmenjava podatkov, predvsem pa analitična raba

v podatkih akumuliranega védenja o izbrani lokaciji.

Cilj prostorskih analiz je ustvariti novo predstavitev prostorskih podatkov, novo interpretacijo in

posredovanje novega znanja, ki ga omogočajo prostorski podatki.

Mi želimo iz kaosa narediti red – kakšna je povezanost, kakšne sploh so povezave, kako močne so

(npr. relief vpliva na podnebje, včasih pa podnebje vpliva nazaj na relief).

Prostorske analize bi torej na kratko lahko opredelili kot postopke, s katerimi ali s pomočjo katerih

obdelujemo prostorske podatke in ustvarjamo nove podatke.

V prostorskih analizah iščemo vsebinske in pomenske povezave ali skušamo ugotoviti različne

strukturne in vzročne povezave med prostorskimi podatki na obravnavanem območju.

Običajni GIS pristop k prostorskim analizam temelji na dveh dopolnjujočih se pristopih:

- prepoznavanje prostorskih vzorcev in struktur;

- kvantitativno proučevanje in vrednotenje prostorskih podatkov.

Prepoznavanje prostorskih vzorcev in struktur je eden od bistvenih postopkov prostorskih analiz s

pomočjo GIS.

Izhodišče prostorske analize v sistemu GIS je največkrat podatkovni sloj ali zbirka podatkovnih slojev,

ki so ustrezno prostorsko medsebojno povezani.

- Ali imajo vzorci na karti kak določljiv pomen?

- Ali so zaznani vzorci pravi oziroma ali so posledica odvisnosti med podatkovnimi vrednostmi,

ali pa so le naključen pojav?

- Kje je neposredni ali posredni vzrok za določen vzorec?

- Ali lahko vzorec opredelimo, določimo, ovrednotimo, modeliramo, predvidimo?

- Ali lahko s pomočjo orodij za planiranje nanje vplivamo oz. upravljamo z njimi?

Pri prostorskih analizah v GIS poleg analitičnih operacij s prostorskimi podatki izvajamo tudi:

- različna poizvedovanja po opisnih ali lokacijskih podatkih;

- izdelujemo različne kartografske oz. tematske prikaze;

- izdelujemo prostorske statistične analize;

- izdelujemo podatkovne preglede;

- izvajamo posodabljanje in predelavo podatkov.

Prostorske analize v GIS uporabljamo za iskanje novih podatkov in informacij o prostoru ali za

odkrivanje novih podatkovnih povezav v prostoru, ki so sicer brez tehnologije GIS težko razvidne in

določljive.

Najsplošnejši algoritem (zaporedje postopkov) pri GIS prostorskih analizah bi lahko strnili v naslednje

temeljne korake:

1. opredelitev namena obdelave in analitičnih ciljev (jasno in natančno si zadamo namen in cilj

obdelave podatkov);

2. razumevanje sestave, pomena, povezav in kakovosti razpoložljivih podatkov;

3. izbira orodja in ustrezne metodologije ter primernega analitičnega pristopa;

4. primerna predstavitev analitičnih rezultatov in ocena njihove zanesljivosti.

Glavne operacije s prostorskimi podatki so:

1. poizvedovanje po opisnih podatkih (Tvori niz navodil o izboru, ki določajo pogoje za iskanje

želenih podatkov v bazi GIS. Takšna poizvedovanja v GIS temeljijo na uporabi jezika SQL

(Standard Query Language) in se lahko izvajajo brez uporabe kartografskega materiala.);

2. poizvedovanje po lokacijskih podatkih (To zahteva obdelavo položajnih podatkov. Rezultat

takega poizvedovanja je kartografski prikaz iskanih prostorskih podatkov.);

3. predelava izvornih podatkovnih nizov v nove podatkovne sloje – izpeljane sloje (Na osnovi

osnovnih slojev s pomočjo poznavanja zakonitosti pojava (regresija, modeliranje) izdelamo

nove sloje).

OPERATORJI PRI PROSTORSKIH ANALIZAH

Delimo jih v več skupin!

1. Operatorji logičnih postopkov

Temeljijo na teoriji množic in na uporabi operatorjev Boolove algebre:

- enakostni operatorji (enako, neenako)

- relacijski operatorji (>, <, manjše ali enako, večje ali enako)

- logična negacija (ni neenako)

- logični operatorji (konjunkcija – in, disjunkcija – ali).

2. Aritmetični operatorji

Uporabljamo jih pri izvajanju aritmetičnih funkcij v enem ali več podatkovnih slojih. Sloje si

predstavljamo kot matrike, ki jih lahko med seboj povezujemo z aritmetičnimi funkcijami.

3. Geometrični operatorji

Omogočajo izračune razdalj, površin, prostornin, profilov, ekspozicij, naklonov …

4. Statistični postopki

Omogočajo uporabo statističnih funkcij:

- mere srednje vrednosti (aritmetična sredina, modus, mediana);

- mere koncentracije;

- mere asimetrije;

- frekvenčne distribucije;

- regresija, trend;

- izračuni korelacij.

OBDELAVA ZVEZ MED PROSTORSKIMI RASTRSKIMI PODATKI

Pearsonov korelacijski koeficient

Pri iskanju zvez med dvema numeričnima koeficientoma uporabljamo ta koeficient. Če ta koeficient

kvadriramo, dobimo determinacijski koeficient – imamo neodvisno in odvisno spremenljivko.

Kolikšen je odstotek razlik v odvisni spremenljivki, si lahko razlagamo z razlikami v neodvisni

spremenljivki.

Vrednosti tega koeficienta se gibljejo med +1 in -1. Velikokrat imamo tudi opisne spremenljivke (npr.

tip kamnin, tip zgradb).

V geografiji pa pogosto iščemo zveze med numerično in opisno spremenljivko ali med dvema

numeričnima spremenljivkama. Takrat uporaba Pearsonovega korelacijskega koeficienta ni mogoča.

Primernejša je uporaba:

- Pearsonovega korigiranega koeficienta kontingence;

- Cramerjevega korelacijskega koeficienta.

Pearsonov korigiran koeficient kontingence

Najprej izdelamo kontingenčno tabelo, kjer se nahajajo podatki o frekvenčni distribuciji kombinacije

dveh parametrov. V naslednjem koraku izračunamo teoretične frekvence za vsako od kombinacij

spremenljivk po formuli …

Nato izračunamo t.i. X2, izračunamo možnost vrednost korigiranega Pearsonovega koeficienta in

izračunamo dejanski korigiran Pearsonov koeficient kontingence.

Cramérjev koeficient kontingence

Program Idrisi Andes za računanje povezav med dvema spremenljivkama v kontingenčni tabeli

uporablja Cramerjev koeficient kontingence. Tudi pri računanju tega koeficienta izhajamo iz X2,

formula za izračun pa je:

V = √(X2 / n (m-1))

n = numerus (vsota vseh primerov), m = št. kolon ali vrstic, ki ima manjšo vrednost (če je kolon manj

kot vrstic, je m enak št. kolon in obratno)

UTM IN GAUSS-KRUEGERJEV KOORDINATNI SISTEM (+ skripta Kartografija)

UTM ali »Universal Traverse Mercator« koordinatni sistem

Ta sistem temelji na konformni valjni projekciji (enaka v kotih). Pri tem površje projiciramo na

vodoravni plašč valja. Projicirano ravnino plašča valja raztegnemo. Območje med 84° s.g.š. in 80°

j.g.š. razdelimo na 60 pasov, od katerih je vsak širok 6 dolžinskih stopinj. Vsak od teh pasov ima

centralni poldnevnik. Centralni poldnevniki na našem območju se nahajajo na 3°, 9°, 15°, 21°, 27°

v.g.d. itd. Centralni poldnevnik za sektor, ki velja za Slovenijo, teče skozi Vič.

Slovenija se nahaja na sektorju 33T.

Gauss-Krügerjev koordinatni sistem

Podoben je UTM, le da so sektorji široki namesto 6 le 3 dolžinske stopinje. Koordinate se po abscisi

(y) merijo od središčnega meridiana (pri nas 15° v.g.d.), po ordinati (x) pa od ekvatorja proti severu in

sicer v univerzalnih enotah za razdalje (m, km). Tukaj sta abscisna in ordinatna os zamenjani!

Digitalni model reliefa (DMR) (+ skripta Kartografije)

Zemeljsko površje pokrijemo z mrežo kvadratkov in celic. Čim manjše so celice, bolje se prilegajo

realnemu površju. Lastnosti reliefa torej vplivajo na lastnost posamezne celice – njeno nadmorsko

višino, naklon in ekspozicijo. Ker lahko celico uporabimo tudi kot matematično ravnino 3D v prostoru,

lahko za to celico ob poznavanju koordinat točk, ki ležijo na tej ravnini (celici) izračunamo povprečno

(nadmorsko) višino celice, relativno višino, naklon ravnine (celice) in usmerjenost ravnine (ekspozicija

celice – kam je ravnina usmerjena, azimut).

2D sistem – en smerni koef.

3D sistem – dva smerna koef.

Poznavanje treh koordinat posamezne točke nam lahko pomaga pri izračunavanju osnovnih

parametrov te ravnine oz. celice (nadmorska višina, naklon, ekspozicija).

Digitalni model reliefa (DMR) je način zapisa oblikovanosti zemeljskega površja, ki vključuje višinske

točke, značilne črte in točke reliefa ter druge elemente, ki ga opisujejo (naklone, plastnice itd.).

V primerjavi z DMR vsebuje digitalni model višin (DMV) za opis površja samo višine točk, največkrat

zapisane v obliki celične mreže (grida).

Izraz digitalni model reliefa (digital terrain model – DTM) je prvi uporabil Američan Charlie Leslie

Miller leta 1955. S skupino raziskovalcev je izdelal računalniško podprt model za učinkovito

projektiranje cestne infrastrukture.

V Sloveniji so prve ideje o izdelavi DMR pojavijo konec 60. let 20. stol., idejni vodja projekta je bil dr.

Tomaž Banovec na Geodetskem zavodu SRS. Prvi uporabni DMR je bil izdelan za območje občine

Domžale z resolucijo 500 metrov. V sredini 70. let so poskusno za območje Doba pri Domžalah izdelali

DMR z resolucijo 10 m.

Leta 1973 so začeli z izdelavo DMR 100 za območje celotne Slovenije. Projekt so zaključili leta 1981,

nato pa do 1997 odstranjevali grobe napake.

V letih 1999–2000 je bil na ZRC SAZU izdelan interferometrični digitalni model višin z resolucijo 25 m

(InSar DMV 25). Točnost nadmorskih višin je bila reda velikosti 5 m.

Metoda izdelave InSar DMV 25 je temeljila na radarski interferometriji.

V zadnjih letih je za območje Slovenije izdelan tudi DMV 12,5 in DMV 5. Natančnost modela pri

resoluciji 12,5 m za območje celotne Slovenije je 3,2 m.

- Ravnine 1,1

- Gričevja 2,3 m

- Hribovja 3,8 m

- Gorovja 7,0 m

DMR nam omogoča različne analize površja (nakloni, ekspozicije, sončno obsevanje, vidnost površja)

in vizualizacijo površja.

Osnovne funkcije GIS-a:GIS je sistem, ki združuje organizacijske postopke, strojno in programsko opremo ter uporabnike z

namenom učinkovitega zbiranja, shranjevanja, urejanja, upravljanja, analiziranja in prikazovanja

različnih oblik prostorskih (georeferenciranih) informacij.

Funkcije:

1) Zajem podatkov,

2) Shranjevanje podatkov,

3) Primerjava podatkov,

4) Analiza podatkov

5) Shranjevanje rezultata

6) Vizualizacija rezultata

Tipi GIS podatkov:

rastrski,

vektorski,

database,

tekstovni podatki.

GPS: Global positioning system

Orodje ameriške vojske med hladno vojno za logistično podporo svojim vojakom, ki so bili

stacionirani po vsem svetu. Leta 1995 ga ZDA sprostijo v komercialne namene. Princip delovanja: s

pomočjo sprejemnika satelitskih signalov lahko določimo 3D dane lokacije, rišemo poligone,

računamo ploščine. Signal poslan s satelita in ura v GPS prideta do sprejemnika, nato pa se meri

razdalja od tega satelita. Signal samo enega satelita ni dovolj da bi nam povedal položaj, zato jih v

orbiti kroži več, in tudi naše naprave ko komunicirajo to delajo vsaj s 5 hkrati.

RASTRS

KI PODATKI:

Prednosti Slabosti

Primernejši za preučevanje zveznih

prostorskih podatkov.

Manj primeren za proučevanje linijskih ali

točkovnih pojavov.

Dobre možnosti za modeliranje. Velikost piksla odloča o natančnosti.

Dobre možnosti prostorskih analiz. Velika količina podatkov (piksel=atribut).

VEKTORSKI PODATKI:

Prednosti Slabosti

Enostavna sestava podatkov (en poligon=en

atribut).

Neprimeren za kvantitativne analize.

Primeren za prikazovanje točkovnih in

linijskih pojavov.

Neprimeren za prikazovanje in analizo

prostorsko zvezno se spreminjajočih pojavov.

Velika natančnost. Neprimeren za modeliranje.

Skeniranje

Je pogosta metoda zajemanja prostorskih podatkov. Uporabljajo se skenerji velikih

formatov. Rezultat skeniranja je v osnovi rastrska slika, ki jo lahko s pomočjo ustreznih

algoritmov pretvorimo v vektorsko (dobimo matriko vrednosti). Pomembno je da

skanogram georeferenciran.

Načini zajemanja prostorskih podatkov

1) Zajemanje negrafičnih podatkov (preko tipkovnice)

2) Digitalizacija podatkov: postopek pretvorbe analognih podatkov v digitalne, ki

razen atributa o entiteti (piksel, poligon…) vsebuje tudi podatek o koordinatah

(georef). Opravlja se z napravo digitalizator. Možna je digitalizacija s pomočjo

aerofotografije, ki je primerna za posnetje večjih območij.

3) Zajemanje podatkov s pomočjo satelitskih meritev

4) Zajemanje podatkov s pomočjo aerofotogrametrije

5) Skeniranje podatkov

6) Zajemanje podatkov satelitskih slik

7) Zajemanje podatkov s pomočjo GPS

Operacije s prostorskimi podatki

Poizvedovanje po opisnih podatkih tvori niz navodil o izboru, ki določajo pogoje za

iskanje želenih podatkov v bazi GIS. Temeljijo na uporabi jezika SQL in se lahko

izvajajo brez uporabe kartografskega prikaza (kateri deli pokrajine ustrezajo

danemu pogoju).

Poizvedovanje po lokacijskih podatkih zahteva obdelavo položajnih podatkov.

Rezultat je kartografski prikaz iskanih prostorskih podatkov (območja, ki so več kot

5km od centra).

Predelava izvornih podatkovnih nizov v nove podatkovne sloje na osnovi osnovnih

slojev s pomočjo poznavanja zakonitosti pojava (modeliranje).

Operatorji pri prostorskih analizah

Operatorji temeljijo na teoriji množic in na uporabi operatorjev Bodove algebre. Sloje med

seboj izločamo. Ustvarjamo različne povezave med sloji (presek, unija).

Aritmetične operatorje uporabljamo pri aritmetičnih funkcijah v enem ali več slojih. Sloji

predstavljajo matrike, ki jih med seboj povezujemo z aritmetičnimi funkcijami.

Geometrični operatorji omogočajo izračune razdalj, površine, profila, prostornine,

ekspozicije…

Statistični postopki omogočajo uporabo statističnih funkcij:

1) Mera srednje vrednosti

2) Mere koncentracije

3) Mere asimetrije

4) Frekvenčne distribucije

5) Regresijo, trend

6) Izračune korelacij

Na prvem roku pa smo mi imeli tale vprašanja:

Osnovne funkcije GISSatelitski posnetkiGPSPrednosti in pomanjkljivosti rasterskih in vektorskih podatkov.

Na naslednjih rokih pa so bile tudi ta:

Razlike med rasterskimi in vektorskimi podatkiSkeniranjeNačini zajemanja prostorkih podatkovDigitalizacijaOperacije s prostorskimi podatkiOperatorji pri prostorskih analizah...1. Digitalni model reliefa in njegov razvoj v Sloveniji2. UTM koordinatni sistem3. Operatorji pri prostorskih analizah4. Prostorske analize5. Na območju Slovenije želimo opraviti analizo zvez med deležem njivskih površin in bruto dohodkom na prebicalca po naseljih. Rezultate želimo prikazati tudi prostorsko. Opiši ustrezne postopke in algoritem poteka dela.

odgovor na zadnje vprašanje:najprej bi morali izvest popis prebivalstva po občinah in njihove lastnine oz. mesečnega dohodka ter katera zemljišča so v njihovi lasti. potem bi morali naredit aerofotoposnetek (slikanje območij iz letata). potem bi za vsako naselje morali označit kje kdo živi in katera zemljišča ima v lasti. nato reklasificirat, potem pa bi mogli dobljene rezultate primerjat z popisom.nekak tak sem odgovorila, v glavnem bistven je popis lastnine in aerofotoposnetek.

1. Naštej in razloži osnovne faze pri delu z GIS.2.Opiši temeljne funkcije GIS.3. Razloži način zajemanja podatkov s pomočjo GPS.4. Gauss-Krügerjev koordinatni sistem5. S pomočjo GIS želimo poiskati vsa tista območja v Sloveniji, ki ležijo na psevdooglejenih prsteh in pod pašniki. Za ta območja želimo idelati frekvenčno distribucijo naklonov s širino razreda 3°. Natančno (!) opiši potrebne podatke in natančno (!) ter po korakih opiši postopek po katerem bi prišli do cilja.