1.Prednaska z GIS1

Úvodní přednáška z předmětu GIS1
Vyučující: Ing. Jan Pacina, Ph.D.
e-mail:
[email protected]
Pro přednášku byly použity texty a obrázky z www.gis.zcu.cz
Předmět KMA/UGI, autor Ing. K. Jedlička
Podmínky získání zápočtu:
• vypracování 3 semestrálních prací
4., 6. a 9. týden + vypracování 14 dní
• praktický test
• teoretický test
gis.fzp.ujep.cz
• přednášky
• cvičení
• zadání semestrálních prací
• praktické informace
• odkazy na zdroje
jméno: gis1.most
heslo: materialy
A copa že je to ten
Geografický Informační Systém?
V první řadě je to informační systém, tudíž co je vhodné se zeptat:
Co je to informační systém (IS)?
Definice (intuitivní): Informační systém je sdružení operací, které nám
pomohou převést sebraná data do podoby vhodné pro uskladnění a v
určité podobě je použít pro určitá rozhodnutí.
Definice (Clause a Schvill 1991): Informační systém je soubor hardware a
software na získávání, uchovávání, spojování a vyhodnocování informací.
Informační systém se skládá ze zařízení na zpracování dat, systému báze
dat a vyhodnocovacích programů.
GIS je ale geografický informační systém, proto co je to geografie?
Definice (Encyclopaedia Britannica - www.britannica.com): Geography is the
scientific study of the surface of the Earth. The word is derived from Greek
words geo, "earth," graphein, "to write").
Geography describes and analyzes the spatial variations in physical,
biological, and human phenomena that occur on the surface of the globe and
treats their interrelationships and their significant regional patterns.
Překlad: Geografie je věda zabývající se studiem Zemského povrchu.
Slovo geografie pochází z řeckých slov geo - Země, graphein - psát.
Geografie popisuje a analyzuje prostorové vztahy mezi fyzikálními,
biologickými a humánními jevy, které se vyskytují na Zemském povrchu.
Geografický informační systém
Geografický informační systém je tedy informační systém pracující oproti
klasickým informačním systémům navíc i s prostorovou složkou dat. Také lze
říci, že je výkonným nástrojem geověd, tedy že metody těchto věd umožňuje
efektivně implementovat v počítačovém prostředí.
Pro GIS neexistuje jednotná definice, proto si jich uvedeme několik:
Definice (výkladový slovník ministerstva hospodářství): Organizovaná kolekce
počítačového technického vybavení, programového vybavení, geografických
dat a personálu určená k účinnému sběru, pamatování, údržbě, manipulaci,
analýze a zobrazování všech forem geograficky vztažené informace. -> 3
komponenty (technologie, databáze a infrastruktura).
Definice (ESRI): GIS je organizovaný soubor počítačového hardware,
software a geografických údajů (naplněné báze dat) navržený pro efektivní
získávání, ukládání, upravování, obhospodařování, analyzování a
zobrazování všech forem geografických informací.
Závěr vycházející z definic:
GIS netvoří pouze software, ale i ostatní komponenty jako data, hardware,
personál a způsob použití.
Uvedli jsme si několik definic, ale GIS můžeme popsat i výčtem základních otázek,
které je možné řešit s pomocí GIS.
GIS nám umožní hledat odpovědi na následující otázky:
• Co se nachází na ...?
• Kde se nachází ...?
• Jaký je počet ...?
• Co se změnilo od ...?
• Co je příčinou ...?
• Co když ...?
Pro konkrétní představu zde uvádíme
příklady:
• Co za geografické objekty se nachází na
místě, na které ukazujeme?
• Kde se v České republice nachází město
Plzeň?
• Jaký je počet měst v ČR, kterými protéká
více jak jedna řeka?
• Jak se měnila říční síť na Plzeňsku v
průběhu času?
• Co je příčinou kůrovcové kalamity na
Šumavě?
• Co se stane, když postavíme most přes
řeku a přijde velká voda?
Lze se ale zeptat i obráceně, co GIS není?
Není to počítačový systém na vytváření map, ačkoli mapy vytvářet může.
GIS je hlavně analytický nástroj, který umožňuje pracovat s prostorovými
vztahy mezi jednotlivými objekty.
Není to CAD (ačkoli původní myšlenka z CAD vzešla). CAD (Comuter
Aided Drawing/Design) je většinou používán pro vytváření nových
objektů, které ještě neexistují, kdežto GIS slouží k analýze a modelování
již existujícího světa, včetně historie.
Vztah GIS a ostatních oborů lidské činnosti
GIS jakožto výkonný nástroj mnoha geověd zasahuje i do mnoha jiných
vědních oborů. Jelikož je GIS řešení, které je založeno na počítačové bázi,
zasahuje i do oblasti informačních technologií.
Do jakých oborů GIS zasahuje
Příklady využití GIS
• mapové služby - např: http://mapy.atlas.cz, http://map.env.cz/website/mzp/
• obchod - analýzy nalezení nejvhodnější lokality pro nový obchod, restauraci (na
základě demografických dat jako je počet obyvatel, jejich věk, příjem, vzdělání ...);
síťové analýzy rozvozu zboží ,
• ochrana proti pohromám - aktuální situace při pohromě, modely povodní,
směrování záchranných prostředků - v ČR např. Ostrava - Integrovaný záchranný
systém (http://www.ctvmo.cz/),
• distribuční společnosti - nejenom databáze kabelů, plynovodů, ale i analýzy sítí,
směrování v sítích,
• životní prostředí - studium chování ekosystémů, modely znečišťování ovzduší a
jeho vlivu na životní prostředí,
• státní správa, městské úřady - opět nejenom evidenční charakter, ale i např.
dopravní analýzy (hustota dopravy, volba vhodného koridodu pro budování
komunikací, …), volby, sčítání lidu, informační systémy, … . Jako příklad využití GIS
ve státní správě mohou sloužit webové stránky Plzeňského magistrátu:
http://info.plzen-city.cz/gis/,
• v neposlední řadě i školy - pro výuku geověd ;-)
Strukturální komponenty GIS
Hardware - počítače, počítačové sítě, vstupní a výstupní zařízení (geodetické
přístroje, GPS - pozemní i kosmický segment, družice dálkového průzkumu Země,
digitizéry, plottery, scannery, …).
Software - vlastní SW pro práci s geografickými daty (geodaty) je často postaven
modulárně. Základem systému je jádro, které obsahuje standardní funkce pro práci s
geodaty, a programové nadstavby (moduly) pro specializované práce (zpracovávání
fotogrammetrických snímků a obrazových záznamů dálkového průzkumu Země,
síťové, prostorové a statistické analýzy, 3D zobrazování, tvorba kartografických
výstupů, …).
Data - nejdůležitější část GIS (až 90% finančních nákladů na provoz GIS tvoří
prostředky na získávání a obnovu dat).
Lidé používající daný GIS - programátoři,
specialisté GIS (analytici), koncoví uživatelé,
ale i správci sítí, manažeři, ... .
Metody využití daného GIS, jeho zapojení
do stávajícího IS podniku
(z hlediska praxe velmi komplikovaná a
náročná část).
http://www.innovativegis.com
Funkční komponenty GIS
Také toto dělení vychází z definic GIS a pomocí něj popisujeme jednotlivé činnosti, které se v rámci
GIS, nebo chcete-li konkrétně "GIS projektu", provádějí.
1. Vstup dat.
2. Zpracování a uchování dat.
3. Vykonávání analýz a syntéz z využitím prostorových vztahů - jádro GIS, tedy
to co nejvíce odlišuje GIS a jiné IS.
4. Prezentace výsledků (výstupy grafické - mapy, negrafické - zprávy, souhrnné
tabulky, statistická vyhodnocení, …).
5. Interakce s uživatelem (desktop GIS, Web GIS).
Podle způsobu využívání GIS se liší i koncepční přístupy k němu
Kartografická koncepce - klade důraz na tvorbu map, ať už v analogové, či digitální
podobě. Klasickým příkladem tohoto přístupu je např. ZABAGED (Základní báze
geografických dat), jejímž prvotním úkolem je tvorba Základní mapy ČR a teprve
následně slouží k dalším (např. analytickým) úlohám. Pro tento způsob se používají
hlavně CAM (Computer Aided Mapping) a CAC (Computer Aided Cartography)
systémy.
Databázová (evidenční) koncepce - klade důraz na zpracování a uchování dat.
Systémy, které se specializují na toto využití GIS se označují např. jako LIS (Land
Information System), MIS (Munincipal Information System), AM/FM (Automated
Mapping/Facilities Management).
Analytická koncepce - klade důraz na analytické prostředky, je využíván hlavně
hydrology, meteorology, biology, geomorfology, geology,... . V rámci našeho kurzu se
zaměříme hlavně na tento způsob využívání GIS.