Dr Ljiljana Stanojevi
UVOD
U GEOGRAFSKE
INFORMACIONE
SISTEME
Megatrend univerzitet
Beograd, 2012.
Dr Ljiljana Stanojevi
UVOD U GEOGRAFSKE INFORMACIONE SISTEME
Recenzenti:
Dr Jasmina Novakovi ,
vanredni profesor Fakulteta za državnu upravu i administraciju, Megatrend univerzitet, Beograd
Dr Zoran Srdi , Vojnogeografski institut, Beograd
Izdaje i štampa:
Megatrend univerzitet, Beograd, Goce Del eva 8
Za izdava a:
Nevenka Trifunovi!, izvršni direktor
Direktor izdava ke delatnosti:
Dragan Karanovi!
Lektura:
Irina Milutinovi!
Dizajn korica:
Branimir Troši!
Tiraž:
100 primeraka
Copyright:
© 2012 Megatrend univerzitet - Beograd
Izdava! zadržava sva prava.
Reprodukcija pojedinih delova
ili celine ove publikacije nije dozvoljena!
ISBN 978-86-7747-451-5
CIP - !"!#$%&'!(&)! * +*,#&-!(&)&
.!/$01! ,&,#&$"2-! 3/,&)2, 42$%/!0
007:528.9]:004(075.8)
007:912]:004(075.8)
356.789:;<, =&>!1! :., 1966Uvod u geografske informacione sisteme /
Ljiljana Stanojevi?. - Beograd : Megatrend
univerzitet, 2012 (Beograd : Megatrend
univerzitet). - 149 str. : ilustr. ; 30 cm
Tiraž 100. - Napomene i bibliografske
reference uz tekst.
ISBN 978-86-7747-451-5
a) @2$%/!AB-& &1A$/C!(&$1& B&B"2C&
COBISS.SR-ID 189136140
Odlukom Komisije za izdava ku delatnost Megatrend univerziteta, broj 369/58 (03.10.2011.)
rukopis je odobren za štampu i upotrebu u nastavi kao skripta.
Sadržaj
1.
Uvod u GIS.................................................................................................................... 8
1.1.
Definicije i funkcije GIS-a .................................................................................. 10
1.2.
Osnovne komponente GIS-a................................................................................ 16
1.3.
Kratak istorijat GIS-a .......................................................................................... 20
1.4.
Primena GIS-a ..................................................................................................... 25
1.4.1.
Primena GIS-a u razli itim sferama biznisa ................................................ 25
2. Podaci u GIS-u ............................................................................................................ 36
2.1. Podaci i informacije – definicija.......................................................................... 36
2.2.
Organizacija geografskih podataka unutar GIS-a................................................ 38
2.3.
Georeferenciranje ................................................................................................ 43
2.3.1.
Koordinatni sistemi ..................................................................................... 44
2.3.2.
Kartografske projekcije ............................................................................... 51
3. Modeli geografskih podataka ...................................................................................... 66
3.1.
Konceptualni modeli geografskih podataka ........................................................ 66
3.2.
Kompjuterski modeli geografskih podataka........................................................ 67
3.2.1.
Rasterski model podataka............................................................................ 68
3.2.2.
Vektorski model podataka ........................................................................... 72
3.2.3.
Izbor modela podataka, njihove prednosti i nedostaci ................................ 79
4. Prikupljanja geografskih podataka .............................................................................. 86
4.1.
Daljinska detekcija .............................................................................................. 87
4.1.1.
Osnovni pojmovi i principi daljinske detekcije........................................... 87
4.1.1.1 Kratak istorijat daljinske detekcije .......................................................... 89
4.1.1.2 Osnovni principi daljinske detekcije ....................................................... 92
4.1.2.
Platforme i senzori u daljinskoj detekciji .................................................... 98
4.1.2.1 Platforme u daljinskoj detekciji............................................................... 98
4.1.2.2 Metode daljinske detekcije – vrste senzora ........................................... 104
4.1.3.
Prijem, interpretacija i analiza podataka ................................................... 113
4.1.4.
Primena...................................................................................................... 116
4.2.
Sekundarni izvori geografskih podataka ........................................................... 117
5. Analiza podataka u GIS-u ......................................................................................... 126
5.1.
Analize nad atributivnim podacima................................................................... 126
5.2.
Preklapanje slojeva – prostorni upiti ................................................................. 130
5.2.1.
Preklapanje slojeva sa vektorskim podacima ............................................ 131
5.2.2.
Preklapanje slojeva sa rasterskim podacima – algebra karata................... 135
5.3.
Analiza lokacije entiteta .................................................................................... 137
5.3.1.
Analize bafer zona ..................................................................................... 139
5.4.
Mrežne analize................................................................................................... 141
5.5.
Interpolacija ....................................................................................................... 143
5.6.
Pitanja ................................................................................................................ 149
1
Spisak slika
Slika 1.1 – Primer digitalne karte .......................................................................................... 8
Slika 1.2 – Primer preklapanja analognih karata................................................................... 9
Slika 1.3 - Georeferenciranje............................................................................................... 11
Slika 1.4 – Namena informacionih sistema ......................................................................... 12
Slika 1.5 – Namena GIS-a ................................................................................................... 12
Slika 1.6 – Prikupljanje podataka ........................................................................................ 13
Slika 1.7 – Skladištenje podataka ........................................................................................ 13
Slika 1.8 – Geografski informacioni sistemi ....................................................................... 14
Slika 1.9 – Rezultat analiza u GIS-u ................................................................................... 14
Slika 1.10 – Razmena geografskih podataka....................................................................... 15
Slika 1.11 – Komponente GIS-a.......................................................................................... 16
Slika 1.12 – GIS softver ...................................................................................................... 18
Slika 1.13 – Raspodela troškova ......................................................................................... 19
Slika 1.15 – Karta Luj-Aleksandra Bertjea ......................................................................... 20
Slika 1.16 - Smrt uzrokovana kolerom pumpa za vodu Soho ............................................. 21
Slika 1.17 – Primer karte nastale u SYMAP softveru ......................................................... 22
Slika 1.18 – Analiza lokacija............................................................................................... 26
Slika 1.19 – Primer prostornog upita................................................................................... 29
Slika 1.20 – Plan isporuke ure"en u GIS-u, Getenborg, Švedska ....................................... 30
Slika 2.1 – Podela podataka................................................................................................. 37
Slika 2.2 – Digitalna karta ................................................................................................... 38
Slika 2.3. Primer tabele atributa i njihove veze sa slojevima digitalne karte ...................... 39
Slika 2.4 – Raster................................................................................................................. 41
Slika 2.5 – Tip vektorskih podataka: ta ke, linija i poligon ................................................ 42
Slika 2.6 – Geografski koordinatni sistem .......................................................................... 44
Slika 2.7 – Geoid ................................................................................................................. 45
Slika 2.8 – Geoid i elipsoid ................................................................................................. 46
Slika 2.9 – Primeri razli itih geodetskih datuma................................................................. 47
Slika 2.10 –Pravougli Dekartov koordinatni sistem............................................................ 49
Slika 2.11 – Levi Kartezijev koordinatni sistem ................................................................. 49
Slika 2.12 – Trodimenzionalni koordinatni sistem. Primer levog i desnog koordinatnog
sistema ................................................................................................................................. 49
Slika 2.13 – Polarne koordinate........................................................................................... 50
Slika 2.14 – Sferne koordinate ............................................................................................ 50
Slika 2.15 – Kartografska projekcija ................................................................................... 51
Slika 2.16 – Položaj projekcione ravni................................................................................ 52
Slika 2.17 – Vrste azimutnih projekcija .............................................................................. 53
Slika 2.18 – Azimutne projekcije ........................................................................................ 54
Slika 2.19 – Primeri azimutnih projekcija ........................................................................... 54
Slika 2.20 – Konusna projekcija.......................................................................................... 55
Slika 2.21 – Tipovi konusne projekcije ............................................................................... 55
Slika 2.22 – Normalna konusna projekcija.......................................................................... 55
Slika 2.23 – Tipovi cilindri nih projekcija.......................................................................... 56
Slika 2.24 – Lambertova cilindri na projekcija................................................................... 57
Slika 2.25 – Merkatorova projekcija ................................................................................... 57
Slika 2.26 – Gaus–Krigerova projekcija.............................................................................. 58
Slika 2.27 – UTM projekcija ............................................................................................... 59
Slika 3.1 – Osnovni koraci .................................................................................................. 66
2
Slika 3.2 – Izbor entiteta...................................................................................................... 67
Slika 3.3 Pravilan i nepravilna tesalacija površi.................................................................. 68
Slika 3.4 – Primer pravilnih trouglova i šestougaonih !elija............................................... 68
Slika 3.5 – Nepravilna triangulaciona mreža ili TIN........................................................... 69
Slika 3.6 – Rasterski model podataka.................................................................................. 69
Slika 3.7 – Primer koriš!enja rasterskih podataka kao podloge u GIS-u ............................ 70
Slika 3.8 – Položaj koordinatnog sistema kod rastera ......................................................... 70
Slika 3.9 – Vrednosti piksela............................................................................................... 71
Slika 3.10 – Veli ina !elije kod rasterskih podataka........................................................... 71
Slika 3.11 – Primer rastera nastalog kao rezultat prostornih analiza................................... 72
Slika 3.12 – Karakteristike vektorskih podataka ................................................................. 73
Slika 3.13 – Geometrija vektorskog modela podataka ........................................................ 73
Slika 3.14 – Važnost izbora adekvatne razmere prilikom digitalizacije ............................. 74
Slika 3.15 – Tabela atributa jednog sloja vektorskih podataka ........................................... 75
Slika 3.16 – Prikaz gustine naseljenosti gradacijom simbola.............................................. 76
Slika 3.17 – Primer topologije vektorskih podataka............................................................ 77
Slika 3.18 – Topološko definisanje vorova ....................................................................... 78
Slika 3.19 – Topološko definisanje ivica ............................................................................ 78
Slika 3.20 – Topološko definisanje poligona ...................................................................... 79
Slika 3.21 – Kada koristiti vektorske... ............................................................................... 81
Slika 4.1 – Totalna stanica................................................................................................... 86
Slika 4.2 – Daljinska detekcija ............................................................................................ 88
Slika 4.3 – Elektromagnetni talasi....................................................................................... 89
Slika 4.4 – Kirhofovi zakoni spektralne analize.................................................................. 90
Slika 4.5 – Elektromagnetni spektar.................................................................................... 92
Slika 4.6 – Krive spektralne refleksije razli itih materijala ................................................ 95
Slika 4.7 – Boje vidljivog dela spektra................................................................................ 96
Slika 4.8 – Primer slike sa tri kanala ................................................................................... 97
Slika 4.9 – Prevo"enje fotografije u digitalnu sliku ............................................................ 98
Slika 4.10 – Geostacionarni sateliti ................................................................................... 100
Slika 4.11 – Polarni satelit................................................................................................. 101
Slika 4.12 – Primer fotografija sa geostacionarnog i polarnog satelita ............................. 102
Slika 4.13 – GPS sistem satelita ........................................................................................ 102
Slika 4.14 – Princip pasivnih i aktivnih senzora ............................................................... 105
Slika 4.15 – Radar ............................................................................................................. 106
Slika 4.16 – Radarski snimak Los An"elesa ..................................................................... 106
Slika 4.17 – Interval slanja impulsa kod radarskih sistema............................................... 107
Slika 4.18 – Razlika izme"u fotografija i radarskih snimaka............................................ 108
Slika 4.19 – Lidar .............................................................................................................. 108
Slika 4.20 – Primer lidar podataka .................................................................................... 109
Slika 4.21 – Vidno polje senzora....................................................................................... 110
Slika 4.22 – Prostorna rezolucija....................................................................................... 110
Slika 4.23 – Spektralna rezolucija crno belog i kolor filma .............................................. 111
Slika 4.24 – Primer radiometrijske rezolucije ................................................................... 112
Slika 4.25 – Vremenska rezolucija .................................................................................... 112
Slika 4.26 – Prenos podataka sa satelita ............................................................................ 113
Slika 4.27 – Manuelna digitalizacija ................................................................................. 118
Slika 4.28 – Automatska vektorizacija .............................................................................. 119
Slika 5.1 – Koriš!enje SQL upitnog jezika ....................................................................... 128
Slika 5.2 – Klasifikacija geografskih podataka upotrebom NM ....................................... 129
3
Slika 5.3 – Operatori Bulove algebre ................................................................................ 130
Slika 5.4 – Primer preklapanja slojeva sa vektorskim podacima ...................................... 131
Slika 5.5 – Džordanova metoda......................................................................................... 132
Slika 5.6 – Presek dva sloja sa ta kama i poligonima ....................................................... 133
Slika 5.7 – Presek linije i poligona .................................................................................... 134
Slika 5.8 – Presek dva sloja sa poligonima ....................................................................... 135
Slika 5.9 – Sabiranje rastera .............................................................................................. 136
Slika 5.10 – Primer algebre karata..................................................................................... 137
Slika 5.11 – Ra unanje rastojanja u ravni ......................................................................... 138
Slika 5.12 – Merenje rastojanja kod rasterskih podataka .................................................. 138
Slika 5.13 – Metoda „blizine“ ........................................................................................... 139
Slika 5.14 – Primer bafer zona oko vektorskih podataka .................................................. 139
Slika 5.15 – Primer bafer zone kod rastera........................................................................ 141
Slika 5.16 – Mrežni vektorski model ................................................................................ 142
Slika 5.17 – Primeri mrežnog modela ............................................................................... 142
Slika 5.18 – Primer interpolacije ....................................................................................... 144
Slika 5.19 – Primena interpolacije za izra unavanje nadmorskih visina .......................... 144
Slika 5.20 – TIN model ..................................................................................................... 145
Slika 5.21 – Metod inverznih distanci ............................................................................... 146
Slika 5.22 – Splajn metoda ................................................................................................ 146
Slika 5.23 – Kriging .......................................................................................................... 147
4
Spisak tabela
Tabela 1.1 – Definicije GIS-a.............................................................................................. 10
Tabela 1.2 – Softveri namenjeni GIS-u ............................................................................... 24
Tabela 2.1 – Primeri elipsoida............................................................................................. 46
Tabela 2.2 – Razlika izme"u UTM i Gaus–Krigerove projekcije....................................... 60
Tabela 4.1 – Upotreba elektromagnetnih talasa .................................................................. 93
Tabela 4.2 – Talasne dužine vidljivog dela spektra ............................................................ 96
Tabela 4.3 – Onlajn izvori geografskih podataka.............................................................. 120
5
Download

UVOD U GEOGRAFSKE INFORMACIONE SISTEME