STRUKTURA DANYCH HALINA KLIMCZAK INSTYTUT GEODEZJIGEOINFORMATYKI

Prezentacja na temat: "STRUKTURA DANYCH HALINA KLIMCZAK INSTYTUT GEODEZJIGEOINFORMATYKI"— Zapis prezentacji:

1 STRUKTURA DANYCH HALINA KLIMCZAK INSTYTUT GEODEZJIGEOINFORMATYKI hklimczak@kgf.ar.wroc.pl

2 Do zapisu obiektów musi być przyjęta odpowiednia struktura danych, a na poziomie pamięci komputera, właściwy format pliku

3 Mapa numeryczna - mapa w formie cyfrowej, której obiekty przedstawione są w formie obrazów wektorowych lub rastrowych. Mapa numeryczna może być częścią Systemu Informacji Geograficznej. Pełni wtedy funkcję środka do wizualizacji danych geograficznych zawartych w bazie.obrazów wektorowychrastrowychSystemu Informacji Geograficznejdanych geograficznych Wprowadzenie technologii informatycznej do działu kartografii zajmującego się tworzeniem map zrewolucjonizowało sposób przedstawiania informacji na mapach oraz przetwarzania tych informacji. Pierwsze mapy numeryczne były wyłącznie zbiorem elementów wektorowych (punktów, linii oraz poligonów). Później, po wdrożeniu obiektowości, wydzielone obiekty mapy numerycznej wiązano z odpowiadającymi im rekordami w bazie danych. W ten sposób ze zwykłego obrazka w komputerze mapa numeryczna stała się ważnym narzędziem w procesach decyzyjnych. Technologia Systemów Informacji Geograficznej rozszerzyła możliwości wykorzystania map numerycznych stosując w nich tematyczne warstwy rastrowe.kartografiipunktówliniipoligonówbazie danychSystemów Informacji Geograficznejtematyczne warstwy rastrowe (Wikipedia)

4 Mapę numeryczną można utworzyć kilkoma sposobami z użyciem różnych metod pozyskiwania danych geograficznych: metod pozyskiwania danych geograficznych geodezyjne pomiary bezpośrednie - po pomiarze terenowym, jego wyniki są wprowadzane do komputera i odpowiednio przetwarzane do postaci mapy numerycznej; digitalizacja map kreskowych - polega na przetworzeniu mapy z postaci papierowej do postaci numerycznej z użyciem: digitizera lub skanera. Zeskanowany obraz jest następnie rektyfikowany oraz wektoryzowany na ekranie komputera.map kreskowychdigitizeraskanerarektyfikowanywektoryzowany metody fotogrametryczne - polegają na wykorzystaniu zdjęć lotniczych oraz naziemnych do pozyskiwania danych;fotogrametryczne metody teledetekcyjne - polegają na wykorzystaniu obrazów satelitarnych utworzonych przez specjalne skanery umieszczone na pokładach satelitów.teledetekcyjne (Wikipedia)

5 WYMIAR DANYCH W przestrzeni geograficznej obiekty ze względu na wymiar mogą być reprezentowane przez;  punkty,  linie,  powierzchnie. Do zapisu tych elementów wykorzystuje się model wektorowy lub rastrowy

6 MAPA CYFROWA Geometryczna reprezentacja jednostek (obiektów) jest niekiedy nazywana mapą cyfrową. Bernhardsen (1992) zauważa, że nazwa taka jest myląca gdyż może oznaczać, że mapa składa się tylko z cyfr. Termin mapa cyfrowa upowszechnił się i jest rozumiany jako mapa przechowywana w pamięci komputera.

7 WEKTOROWY I RASTROWY MODEL

8 Prosty model wektorowy (spaghetti model). Każdy wielobok jest kodowany jako jeden logiczny rekord utworzony przez ciąg współrzędnych x, y reprezentujący zamknięty obszar. Zaletą jest prostota i wykorzystuje się go w programach typu CAD. Wady: - linie lub punkty wspólne musza być zapisane niezależnie w każdym obiekcie, - nie zostają zachowane zależności przestrzenne między wielobokami.

9 Model rastrowy – odwzorowuje obiekty za pomocą regularnie ułożonych powierzchni elementarnych (teselacja – podział). takimi powierzchniami mogą być np.. kwadraty, prostokąty, sześciokąty itp.. W modelu rastrowym mówimy o rozdzielczości przestrzennej, zależnej od wielkości rastra (piksela). Rozdzielczość przestrzenna określa najmniejsza jednostkę, którą można zobrazować (nie może ona mieć powierzchni mniejszej od wielkości piksela). Położenie elementów rastra odpowiada indeksom macierzy, z początkiem układu w lewym górnym rogu, lokalizację obiektów określa się we współrzędnych ekranu (numer wiersza i kolumny)

10 Model rastrowy powstaje w wyniku przypisania atrybutu kolejnym pikselom, a ponieważ każdy piksel może przechowywać jedną wartość, do zapisu zróżnicowanej informacji stosuje się podział na warstwy tematyczne. Każdemu elementowi rastra (piksela) jest przyporządkowana liczba, a w niektórych systemach kod literowy. Kolejność zapisu danych musi być zgodna ze strukturą rastra, a zatem ważna jest informacja o liczbie wierszy i kolumn.

11 Topologiczny model wektorowy Topologia bada i opisuje właściwości geometryczne figur, które nie podlegają zmianą pod wpływem transformacji geometrycznych. W systemach informacji przestrzennej topologia występuje w znaczeniu relacji topologicznych pomiędzy obiektami i wykorzystywana jest dla zwiększenia wydajności obliczeń geometrycznych. Cechą modelu topologicznego jest niezależny zapis informacji o połączeniach i geometrii obiektów, a powiązania przestrzenne są zapisywane w sposób jawny. Dzięki topologii wiadomo, które jednostki przestrzenne graniczą ze sobą, które linie są wspólne w wielobokach, które punkty wyznaczają przebieg granic. Informacja o topologii jest wykorzystywana w trakcie analizy danych, przy wykrywaniu błędów digitalizacji i wprowadzaniu nowych danych. (Magnuszewski A., GIS w geografii fizycznej, Wydawnictwo Naukowe PAN, Warszawa 1999)

12 Topologiczny model wektorowy Do opisania topologii połączeń są potrzebne trzy tabele przechowujące następujące dane: listę linii granicznych tworzących wielobok, listę punktów węzłowych, listę punktów początkowych i końcowych linii granicznych, wraz z określeniem nazw wieloboków znajdujących się po obu stronach linii granicznych. Dodatkowo jest tworzona tabela ze współrzędnymi wyznaczającymi przebieg linii granicznych oraz położenie punktów węzłowych. Tabele te umożliwiają wykonywanie obliczeń odległości, powierzchni, wyznaczenie punktów przecięcia linii. Model topologiczny wymaga, aby wszystkie linie dokładnie łączyły się w punktach węzłowych, a wieloboki były domkniete. (Magnuszewski A., GIS w geografii fizycznej, Wydawnictwo Naukowe PAN, Warszawa 1999)

13 W matematyce model jest uporządkowaną parą punktów, których położenie określają współrzędne w przyjętym układzie odniesienia; podobnie położenie każdego punktu na mapie i w terenie może być jednoznacznie określone za pomocą współrzędnych np. (x, y, z) y x Magnuszewski A., GIS w geografii fizycznej, Wydawnictwo Naukowe PAN, Warszawa 1999

14 Pojęcie mapy zasadniczej, jej przeznaczenie i funkcje § 6 Mapa zasadnicza - zgodnie z art.2, p.7 ustawy Prawo geodezyjne i kartograficzne - jest to wielkoskalowe opracowanie kartograficzne zawierające aktualne informacje o przestrzennym rozmieszczeniu obiektów ogólnogeograficznych oraz elementach ewidencji gruntów i budynków, a także sieci uzbrojenia terenu: nadziemnych, naziemnych i podziemnych.

15 Skale mapy i zasady ich doboru § 12 Najmniejszą jednostką obszaru, dla którego określa się skalę bazową mapy zasadniczej (§ 2) zarówno przy postaci klasycznej jak i numerycznej jest obręb ewidencji gruntów i budynków. W wyjątkowo uzasadnionych przypadkach dopuszcza się odmienną skalę bazową dla części obrębu. § 13 Skalę bazową ustala się na podstawie: stopnia zagęszczenia na mapie elementów stanowiących jej treść, przewidywanych zamierzeń inwestycyjnych.

16 § 14 Jako wytyczne do ustalania skali bazowej przyjmuje się, że niżej wymienione skale powinny być stosowane odpowiednio: skala 1:500 - dla terenów o znacznym obecnym lub przewidywanym zainwestowaniu, skala 1:1000 - dla terenów małych miast, aglomeracji miejskich i przemysłowych, oraz terenów osiedlowych wsi będących siedzibami gmin, skala 1:2000 - dla pozostałych zwartych terenów osiedlowych, terenów rolnych o drobnej, nieregularnej szachownicy stanu władania oraz większych zwartych obszarów rolnych i leśnych na terenach miast, skala 1:5000 - dla terenów o rozproszonej zabudowie wiejskiej oraz gruntów rolnych i leśnych na obszarach pozamiejskich.

17 Treść mapy zasadniczej § 15 Treść mapy dzieli się na treść obligatoryjną oraz treść fakultatywną. § 16 Treść obligatoryjną mapy zasadniczej stanowią: punkty osnów geodezyjnych, elementy ewidencji gruntów i budynków, elementy sieci uzbrojenia terenu, w szczególności urządzenia nadziemne, naziemne i podziemne

18 § 17 Do elementów ewidencji gruntów i budynków zalicza się, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa oraz Ministra Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej z dn. 17 grudnia 1996 w sprawie ewidencji gruntów i budynków § 23 p.3: 1. granice jednostek terytorialnego podziału państwa, 2. granice jednostek ewidencyjnych, 3. granice obrębów, 4. granice działek, 5. opisy i kontury użytków gruntowych, w tym ekologicznych, 6. opisy i kontury klas gleboznawczych, 7. usytuowanie budynków, 8. stabilizowane (trwałe) punkty graniczne, 9. numery ewidencyjne działek, 10. numery porządkowe budynków, 11. numery ewidencyjne budynków, 12. numery punktów załamania linii granicznych, 13. nazwy ulic i oznaczenia dróg publicznych,

19 Pojęcie map tematycznych § 3 Mapy tematyczne są opracowaniami kartograficznymi eksponującymi jeden lub kilka wybranych elementów treści ogólnogeograficznej bądź określone zagadnienie społeczno - gospodarcze lub przyrodnicze Przeznaczeniem map tematycznych jest zaspokojenie różnorodnych potrzeb gospodarki narodowej, a w szczególności: - potrzeb planowania przestrzennego, rolnictwa i gospodarki żywnościowej, górnictwa itp., - rozwiązywania problemów naukowo - badawczych, - administracji i zarządzania

20 Mapy geograficzne Mapy ogólnogeograficzne Mapy tematyczne topograficzne wielkoskalowe topograficzne śerdnioskalowe społeczno- gospodarcze przyrodnicze topograficzne małoskalowe OGÓLNA KLASYFIKACJA MAP (do celów gospodarczych)

21 Mapy tematyczne społeczno-gospodarcze przyrodnicze gospodarcze społeczne fizjograficzne sozologiczne mapa zasadnicza demograficzna geologiczna zagrożenie środowiska podst. zagosp terenu wybrane elem socjalno byt. patologii społecznych uzbrojenia terenu komunikacji gospodarki mieszkan. rzeźby terenu hydrograficzne klimatu glebowe ochrona środowiska przemysłu rolnictwa szaty roslinnej świata zwierzęcego klasa zespoły grupy podgrupy usług

22 KSIG powstał w celu ujednolicenia i zintegrowania referencyjnych baz danych przestrzennych dla obszaru Polski. Stanowi również zestaw procedur i technik służących systematycznemu pozyskiwaniu, aktuali- zowaniu, przetwarzaniu i udostępnianiu tych danych. Dane są zebrane w bazach danych przestrzennych, nadzorowanych przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii oraz służby geodezyjne kraju. Systemu bazuje na istniejących zasobach ośrodków dokumentacji geode- zyjnej i kartograficznej oraz na nowo powstałych zasobach, rozwiązaniach technicznych, organizacyjnych i prawnych zapewniających dostęp do informacji geograficznej najwyższej jakości. W założeniach organiza- cyjnych działania systemu, zarządzanie jego składnikami będzie się odbywało na trzech poziomach: powiatowym, wojewódzkim i centralnym. K S I G

23 Mapa zasadnicza w skalach od 1:500 do 1:5 000, będąca podstawą tworzenia EGiB oraz TBD KSIG stanowią następujące bazy danych: EGiB (ewidencja gruntów i budynków) – baza danych katastralnych, TBD – baza danych topograficznych o stopniu szczegółowości odpowiadającym skali 1:10 000, Ortofotomapa – w tym zdjęcia lotnicze oraz zobrazowania satelitarne, VMAP L2 – baza danych wektorowych, o stopniu szczegółowości odpowiadającym skali 1:50 000, służy do prezentacji na mapach treści topograficznej, Mapa hydrograficzna Polski 1:50 000 (baza Hydro), Mapa sozologiczna Polski 1:50 000 (baza Sozo), BDO – Baza Danych Ogólnogeograficznych – zgeneralizowana postać danych topograficznych, służąca do prezentacji na mapach małoskalowych podstawowych obiektów i zjawisk geograficznych, Jednolity system odniesień przestrzennych.