GIS SISTEMI
GIS (Geographic Information System) u prevodu poznat kao
Geografski informacioni sistem,
predstavlja računarski
bazirani sistem podrške planiranju i projektovanju koji
integriše u baze podataka pored ostalih i prostorno
referencirane podatke ( spatially referenced data).
Ovakvi podatci se onda nazivaju “georeferencirani podatci”.
Ovakvi sistemi su u stanju da prikupljaju, pohranjuju,
pronalaze u bazi podataka prethodno pohranjene,
analiziraju i vizuelno prikazuju ovakve podatke.
GIS je ustvari kartografski softver koji povezuje informaciju
gdje je sa informacijom kakvo je. Za razliku od papirnih
mapa koje su statiĉne i nepromjenjeve, GIS mapa
omogućava kombinovanje više slojeva informacija, odnosno
interaktivni rad. Korištenjem papirne mape dobiva se
dvodimenzionalna predstava gradova i puteva, planina1 i
rijeka, željeznica i politiĉkih granica .
GIS SISTEMI
Gradovi su predstavljeni taĉkama ili krugovima, putevi
linijama, planinski vrhovi sa malim trouglovima, a jezera
plavim površinama. Digitalna mapa kreirana u GIS-u, sliĉno
papirnoj, ima odgovarajuće oznake za objekte kao što su:
taĉke ili krugovi koji predstavljaju objekte kao što su gradovi;
linije koje predstavljaju objekte kao što su putevi; a malim
površinama mogu biti predstavljeni objekti kao što su jezera.
Razlika je u tome što ove informacije dolaze iz baze
podataka i prikazane su samo ako korisnik izabere da se
prikažu. Baza podataka pohranjuje lokaciju taĉke, dužinu
puta ili koliku površinu u kvadratnim kilometrima zauzima
jezero. Svaka informacija na karti smješta sa na neki od
slojeva i korisnik je po potrebi ukljuĉuje i iskljuĉuje. Tako,
jedan sloj može predstavljati sve puteve u nekoj oblasti,
drugi sva jezera u istoj oblasti, a još jedan može prikazati
2
sva naselja, itd.
GIS SISTEMI
Prednost GIS-a u poredjenju sa papirnim mapama je u
njegovoj sposobnosti da omogući izbor informacija koje je
neophodno prikazati u zavisnosti od cilja kojeg je potrebno
postići. Gradjevinski inženjer koji želi da vidi puteve i
saobračajnice u nekom gradu će htjeti da vidi potpuno
razliĉite informacije od trgovca koji pokušava da obilježi na
karti svoje potrošaĉe u istom gradu. I jedan i drugi mogu
zapoĉeti rad sa istom mapom – ulice i naselja grada – ali će
je dalje nadogradjivati potpuno razliĉitim informacijama
slojeva i korisnik ih po potrebi ukljuĉuje i iskljuĉuje. Tako,
jedan sloj može predstavljati sve puteve u nekoj oblasti,
drugi sva jezera u istoj oblasti, a još jedan može prikazati
sva naselja, itd. Sve ove aktivnosti su bazirane na sljedećim
mogućnostima GIS-a: kartiranje položaja, koliĉina, gustina i
promjena, te pronalaženja šta je unutar, a šta u neposrednoj
blizini objekta posmatranja.
3
GIS SISTEMI
Kartiranje položaja omogućava prostorno pretraživanje i
pronalaženje mjesta koja imaju zahtjevane atribute, te
vizuelni pregled unešenih informacija. Moguće je vršiti
pretraživanje po osobinama ili po uzorcima, što znaĉi da je
moguće pregledati na osnovu lokacije, osobina ili prostorne
razdiobe odabranih atributa, te dobiti cjelovit pregled
uzoraka i stilova pojave ( vidjeti narednu sliku koja pokazuje
kartu Opštine Tuzla sa kategorizacijom prostora za
stambenu gradnju ).
Kartiranje kolićina predstavlja proces mjerenja inteziteta
odredjene pojave na izabranim taĉkama, te povezivanja
prostornog položaja taĉke sa intezitetom pojave u toj taĉci.
Zahvaljujući ovakvim podacima, jednostavno se pronalaze
mjesta sa minimalnom odnosno maksimalnom vrijednošću
pojave i za koja treba preduzeti odredjene akcije. Istim
4
postupkom moguće je i tematizirati mjesta sa slićnim
GIS SISTEMI
5
GIS SISTEMI
intezitetom pojave. Ovo otkriva jedan dodatni nivo
informacija iznad jednostavog kartiranja lokacija ili objekata.
Koncentracija neke pojave je vidljiva već jednostavnim
kartiranjem lokacija, ali u podruĉjima velike koncentracije
može biti jako teško razluĉiti koja pojava ima veći intezitet od
drugih. Tematske karte gustina pojava omogućavaju prikaz
numeriĉkih vrijednosti koristeći uniformne površine, kakve su
hektari ili kvadratni kilometri, tako da se jasno može vidjeti
prostorna razdioba te pojave.
Kartiranje gustina je posebno korisno kada se kartiraju
površine, parcele ili opštine, ĉije veliĉine veoma variraju. Na
karti koja pokazuje broj stanovnika po opštinama, veća
opština obiĉno ima više stanovnika od manjih. Ali neke
manje opštine mogu imati veću gustinu stanovništva,
odnosno broj stanovnika po kvadratnom kilometru.
6
GIS SISTEMI
GIS je koristan za nadgledanje šta se dešava unutar neke
oblasti te indiciranje neophodnosti preduzimanja odredjene
akcije. Na primjer, moguće je vidjeti koje sve vrste instalacija
se nalaze ispod asfalta jedne ulice. Nalaženje šta se
dešava u oblasti, odnosno u blizini, koja je na odredjenoj
udaljenosti od posmatrane, odnosno pravljenje tzv. buffer-a
je jedna od osnovnih funkcija svakog GIS-a. Na primjer,
urbanista-planer budućeg puta treba da vidi sve objekte na
udaljenosti od 50 metara od buduće trase puta.
Kartiranjem promjena na nekom podruĉju moguće je
predvidjeti buduće uslove, te odrediti smjer djelovanja ili
procijeniti rezultirajuće stanje. Takodjer, poznavanje istorije
jedne pojave može biti znaĉajan faktor prilikom njene
analize. Napr. planer mora imati vremenski pregled razvoja
jedne elektro mreže da bi mogao vidjeti kako su rasle
7
potrebe potrošaĉa.
GIS SISTEMI
Kartiranje same promjene omogućava predvidjanje
budućih potreba. Na primjer, šef policije može prouĉavati
uzorke kriminalnih djela iz mjeseca u mjesec što bi mu
pomoglo da odluĉi na koja mjesta da rasporedi policajce.
Kartiranjem pravca i smjera kretanja odredjene pojave u
datom vremenskom periodu, kreira se slika ponašanja
pojave. Na primjer, metereolog može prouĉavati putanje
uragana da bi predvidjao buduća kretanja, ili biolozi kretanja
jata riba.
Kartiranje stanja prije i poslije neke akcije ili dogadjaja
olakšava prouĉavanje uticaja. Analitiĉar prodaje može
kartirati promjene prodaje prije i poslije regionalne kampanje
da bi vidjeo gdje je postignut najveći uspjeh u kampanji.
Naredna slika prikazuje kartografsku predstavu inteziteta
slijeganja grada Tuzle u pojedinim periodima mjerenja 8na
ortofoto podlozi. Taĉkama je kartiran položaj mjerenja,
GIS SISTEMI
linijama pravac i intezitet, dok je dijagramima predstavljena
vremenska dimenzija pojave.
9
GIS SISTEMI
Jedni od najvećih
korisnika
ovakvih programa su
arhitektonski i urbanistički biroi koji se bave urbanizmom i
prostornim planiranjem, i kojima je ovakva vrsta programa
uključivo programe kao što su napr. Autodeskov MAP 3D i
ESRI ArcGIS softveri ( u kojima je integrisana grafička
baza CAD programa sa GIS podatcima), standardni alat.
Geoprostorni podaci
GIS pohranjuje prostorne informacije kao kolekciju temaslojeva. Sloj sadrži objekte sliĉnih osobina kao što su:
korisnici, zgrade, ulice, jezera i rijeke, energetska mreža,
telefonski kablovi i drugo. Podaci mogu biti odredjeni ili
direktno (geografskim X i Y koordinatama, odnosno
geografskom širinom-latutudom i dužinom- longitudom), ili
posredno (adresom, poštanskim brojem, brojem parcele,
nazivom puta i sliĉno).
10
GIS SISTEMI
Pri radu GIS zahtijeva poznavanje geografskih koordinata,
ali, takodjer, može prevesti i posredno opisane položaje u
stvarne geografske koordinate, automatiziranim procesom.
Taj proces naziva se geokodiranje.
Kartografske projekcije i koordinatni sistemi
Da bi podaci na svim slojevima bili upotrebljivi, moraju biti u
istoj kartografskoj projekciji i koordinatnom sistemu.
Kartografska projekcija u matematiĉkom smislu predstavlja
prevodjenje informacija iz trodimenzionalne Zemljine
zakrivljene površine na dvodimenzionalan medij: papir ili
kompjuterski ekran. Razliĉite projekcije se koriste za razliĉite
tipove karti, u zavisnosti od oblika, veliĉine i položaja
teritorije koja se prikazuje kartom. Vrsta projekcije odredjena
je i samom namjenom karte. Svaka projekcija unosi
odredjenu grešku u prikazu površina, udaljenosti i pravaca.
11
GIS SISTEMI
Ako se kartiraju relativno male površine, kao što su jedan
grad ili kanton, greška je obiĉno neznatna, ali što je veća
posmatrana površina, veća je i greška. Kartografske
projekcije omogućavaju preslikavanje površine Zemljine
sfere na ravan. Prema naĉinu preslikavanja mogu biti:
cilindriĉne, konusne i azimutne, kao što se vidi na slici na
slijedećem slajdu.
Koordinatni sistem referencira položaj objekta u
dvodimenzionalnom prostoru u izabranim mjernim
jedinicama. U GIS-u se mogu koristiti koordinatni sistemi sa
sfernim i ravnim koordinatama, koji mogu biti:
Geografski koordinatni sistem (lat,long),
Kartezijev ili matematiĉki (x,y)
Geodetski (y,x).
12
GIS SISTEMI
Geografski koordinatni sistem i vrste projekcija
13
GIS SISTEMI
Geografski koordinatni sistem koristi latitudu i longitudu i ima
za osnovu sferu ili elipsoid. Meridijani i paralele latituda
nemaju pravougaoni odnos i izražavaju se u stepenima.
Kartezijev i geodetski sistemi (ravnih koordinata)
podrazumijevaju, tokom interpolacije, sfernu površinu kao
ravnu. Meridijani i paralele latituda su medjusobno
pravougaone (tipiĉno u Gauss-Krueger-ovoj projekciji ili
UTM - Universal Transverse Mercator). Ako je geoinformacioni sistem već uspostavljen, svi podaci su u
jedinstvenom koordinatnom sistemu i projekciji. U našoj i
susjednim zemljama koristi se Gauss-Krueger-ova projekcija
i geodetski koordinatni sistem, baziran na Besselovom
referentnom elipsoidu.
.
14
GIS SISTEMI
Geografski atributi
Svaki elemenat prostora se vezuje za jedan ili više atributa
koji ga pobliže opisuju. Kakve će se analize moći vršiti
djelomiĉno ovisi i od tipa atributa. Tipovi atributa su:
Kategorije,
Rangovi,
Veliĉine i koliĉine i
Odnosi i proporcije.
Kategorije su grupe sliĉnih objekata. Rezultiraju
organiziranim i smislenim podacima. Svi objekti koji spadaju
u istu kategoriju su sliĉni po odredjenoj kategorizaciji. Na
primjer, moguće je izvršiti kategorizaciju puteva na:
autoputeve, regionalne i lokalne.
Rangovi se koriste kada je oĉitavanje stvarnih veliĉina
otežano ili kada treba predstaviti kombinaciju više faktora.15
GIS SISTEMI
Na primjer, teško je proraĉunati vrijednost prirodne ljepote
jednog potoka. Ali je ipak moguće reći da je dio potoka koji
teĉe kroz planine višeg reda nego onaj dio koji teĉe pored
nekog industrijskog objekta. Rangovi se predstavljaju u
relativnim jedinicama.
Veliĉine i koliĉine prikazuju realne brojeve, kao što je broj
zaposlenih, populacija stanovništva i sliĉno. Odnosi i
proporcije prikazuju odnose izmedju dvije veliĉine i dobivaju
se dijeljenjem jedne veliĉine drugom, za svaki elemenat
posebno. Omogućavaju jednostavnu vizualizaciju distribucije
posmatranih pojava, kao i odnose izmedju njih. Poseban tip
proporcija su gustine koje predstavljaju razdiobu neke
veliĉine po jedinici površine, kao što je npr. broj stanovnika
po kvadratnom kilometru.
16
GIS SISTEMI
Tipovi podataka
Podaci koji se koriste u GIS-u mogu se naći u tri osnovna
oblika:
vektorski podaci,
tabelarni podaci,
rasterski podaci.
Izvori podataka mogu biti razliĉiti, od tabelarnih baza
podataka preko analognih karti, pa sve do satelitskih
snimaka odredjenog podruĉja. Na narednoj slici prikazani
su neki od najĉešće korištenih izvora GIS podataka
17
GIS SISTEMI
Šematski prikaz tipova podataka koji ulaze u GIS
18
GIS SISTEMI
Vektorski podaci su taĉke, linije i površine. Ovi podaci
predstavljaju osnovu svakog GIS-a. Taĉke predstavljaju sve
što je definisano X i Y položajem u prostoru, na primjer:
javne zgrade, elektriĉni stubovi, transformatorske stanice i
sliĉno. Linije predstavljaju sve što ima dužinu: podzemni i
nadzemni kablovi, ulice, željezniĉke pruge, rijeke i sliĉno.
Površine ili poligoni predstavljaju sve što ima površinu
ograniĉenu, bilo prirodnim, politiĉkim ili administrativnim
granicama kakve su države, opštine, gradovi, parcele ili
marketinška podruĉja.
Tabelarni podaci su informacije koje opisuju objekte na karti.
Na primjer, karta lokacije potrošaĉa može biti povezana sa
demografskim podacima o ovim potrošaĉima. Tabelarne
podatke moguće je kupiti ili već postoje u obliku listi, tabela
ili baza podataka. Ako u tabelama postoje unešeni i stvarni
19
prostorno-položajni podaci, GIS može povezati tabelarne
GIS SISTEMI
podatke sa vektorskim podacima. Na primjer, na osnovu
tabele o korisnicima elektriĉne energije lahko je kreirati taĉke
na karti koje predstavljaju te korisnike.
Rasterski podaci mogu biti satelitski snimci, aero fotografije
(ortofoto) i skanirani podaci (analogne papirne karte
prevedene u digitalni format). Rasterski podaci nude
mogućnost brzog dobijanja prostornih podataka za velika
podruĉja, a i znatno je manje zahtjevno i vremenski i
finansijski nego vektorizirati slojeve sa objektima, jedan po
jedan. Medjutim, slika je uvijek jedan fajl, ili sloj, iz kojeg nije
moguće izvući odredjeni objekat i povezati ga sa tabelarnim
podacima. Slike mogu biti prikazane zajedno sa vektorskim
podacima, tj. tzv. “hibridna grafika”, što omogućava
vektorizaciju samo onih objekata koji su neophodni u radu.
Ova tri tipa podataka su ilustrirana na slijedecoj slici:
20
.
GIS SISTEMI
Rasterski, vektorski i model realnog svijeta (slika )
21
GIS SISTEMI
Kartografske razmjere
Kartografska razmjera predstavlja odnos izmedju jedne
dimenzije na karti i ekvivalentne dimenzije u prirodi. Na
primjer, razmjera 1:25 000 objašnjava da jedan milimetar na
karti predstavlja 25000 milimetara odnosno 25 metara u
prirodi. Pošto je omjer razmjere konstanta, to znaĉi da je
potpuno svejedno koju jedinicu koristimo, metar, inĉ (eng.
inch) ili yard. Na istoj karti jedan inch predstavlja 25 000 inĉa
u prirodi.
Krupnije i sitnije razmjere
Karta krupnije razmjere je ona na kojoj je odredjeno podruĉje
Zemlje predstavljeno većom površinom na karti. Krupnija
razmjera znaĉi i da se može prikazati više detalja nego na
karti sitnije razmjere, jer je više prostora za ucrtavanje
geografskih elemenata. Zato se karte krupnije razmjere
22
koriste uglavnom za gradske i prigradske planove.
GIS SISTEMI
To su najĉešće razmjere 1:500, 1:1000, 1:2500 i 1:5000.
Karta sitnije razmjere predstavlja odredjeno podruĉje
manjom površinom na karti, daje manje detalja ali pokriva
veće površine Zemlje. Takve karte mogu biti regionalne,
državne i internacionalne i tipiĉni omjeri su 1:10 000, 1:25
000, 1:50 000, 1:100 000 itd. U GIS-u, što se više zumira,
odnosno povećava prikaz sadržaja, to omjer postaje veći.
Treba primijetiti da je krupnija razmjera, što je manji broj u
oznaci razmjere. Karta razmjere 1:10 000 je krupnije
razmjere od karte razmjere 1: 25 000.
Detaljnost karte
Obiĉno se izjednaĉavaju pojmovi detaljnosti i taĉnosti.
Medjutim, kada se govori o nivou detalja karte,
podrazumijeva
se
koliĉina
prikazanih
geografskih
informacija. Taĉnost karte se bazira na kvalitetu ovih
23
informacija. Karte krupnije razmjere obiĉno nose više
GIS SISTEMI
detalja, ali ovo ne mora biti pravilo i detaljnost karte zavisi od
njene namjene i prostora na koji se moraju smjestiti svi
geografski simboli. Na kartama sitnije razmjere, jednostavno
nema prostora za detaljni prikaz, te se putevi obiĉno daju
kao linije, gradovi kao taĉke i sliĉno. Ova pojava se naziva
generalizacija, odnosno uopćavanje geografskih elemenata .
Tačnost podataka
Taĉnost podataka zavisi od razmjere karte koja je korištena
kao podloga, preciznosti transformacije izvornih podataka u
digitalni oblik i od rezolucije u kojoj se karta prikazuje na
ekranu ili štampa na papiru. Taĉnost karti proizvedenih
pomoću GIS-a direktno zavisi od koordinata podataka
pohranjenih u prostornoj bazi podataka. Za kreiranje
prostornih podataka, postojeće karte moraju biti ili
digitalizirane pomoću table za digitaliziranje ili skanirane. 24
.
GIS SISTEMI
Karta kreirana na prostornim podacima visoke taĉnosti će
izgubiti na taĉnosti ako se odštampa ili pregleda na uredjaju
niske rezolucije. Rezolucija štampaĉa i plotera je obiĉno viša
od rezolucije kompjuterskih ekrana. Zbog svega ovoga
podaci bi morali biti praćeni takozvanim metapodacima,
odnosno podacima o podacima. Na taj način korisnik može
da vidi izvor i starost podataka, izvornu razmjeru, projekciju i
taĉnost sa kojom su podaci prikupljeni.
Takodjer se koriste i geodetski zapisnici sa terena, aero
fotografije, satelitski snimci i podaci iz drugih izvora.
Konaĉna karta ovisi o taĉnosti izvornih karti.
25
GIS SISTEMI
Rezolucija karte
Rezolucija karte odredjuje taĉnost sa kojom se elementi
karte u odredjenoj razmjeri mogu preuzeti u digitalni oblik.
Rezolucija ovisi od fiziĉkih osobina karte, kako je
napravljena, koje vrste simbola su korištene i kako su
odštampani ili prikazani na ekranu. Na primjer, na karti 1:25
000 put je predstavljen linijom debljine 1 mm što u prirodi
prestavlja 25 m. Rezolucija ovakvog linijskog simbola na
karti ovakve razmjere utiĉe na nivo detalja karte i njenu
taĉnost . Sliĉno tome, rezolucija komjuterskog ekrana utiĉe
na detaljnost i taĉnost karte koja se crta na ekranu. Ekran
koristi pixele za crtanje karte i nemoguće je crtati elemente
koji su široki manje od jednog pixela.
.
26
GIS SISTEMI
Pregled najpoznatijih GIS softverskih programa
Neki od napoznatijih i najčešće korištenih GIS softvera su
Autodesk proizvodi kao :
• MAP 3D
• MapGuide ( besplatni Internet preglednik GIS mapa, vidjeti
izgled na slijedećem slajdu )
• Topobase
ESRI GIS softverski proizvodi su:
• ArcGIS
• ArcView
• ArcSDE
• ArcIMS
27
• ArcGIS Server
GIS SISTEMI
.
28
Autodesk-ov MapGuide Internet preglednik
GIS SISTEMI
Intergraph GIS proizvodi su:
• GeoMedia i GeoMedia professional
• GeoMedia WebMap
MapInfo GIS softveri od Pitney Bowes-a uključuju:
• MapInfo Professional
• MapXtreme
Smallworld Inc. iz Cambridga u Engleskoj je razvila GIS
softver koji je otkupljen of General Electrica i uglavnom se
koristi za
planiranje i projektovanje javne komunalne
infrastrukture
(vodovodne,
kanalizacione
i
elektrodistributivne mreže)
29
GIS SISTEMI
Neki manje poznati i rasprostranjeni GIS proizvodi ukljucuju:
GRASS GIS – koji je danas open source softver.
SAGA GIS - specijalizovan za geološke analize terena
Quantum GIS – je open source softver koji se izvršava pod
Linux-om, Unix-om , MAC OS X i Windows operativnim
sistemima.
ILWIS - ( Integrated Land and Water Information System )
integriše slike , vektore i tematske podatke
JUMP GIS (sada OpenJUMP) - je open source program
pisan u JAVA programskom jeziku i može se koristiti pod
svim
popularnim operativnim sistemima kao što su
Windows, Linux, Unix i Mac OS X.
30
Download

gis sistemi