Dane przestrzenne źródła metody pozyskania

Prezentacja na temat: "Dane przestrzenne źródła metody pozyskania"— Zapis prezentacji:

1 Dane przestrzenne źródła metody pozyskania

2 DANE PRZESTRZENNE Dane przestrzenne określające lokalizację i charakterystykę obiektów przestrzennych (geograficznych) podzielono na części, reprezentujących różne rodzaje danych: dane geometryczne/przestrzenne - zawierają informacje zarówno o kształcie i lokalizacji bezwzględnej poszczególnych obiektów w wybranym układzie odniesienia, jak też o ich rozmieszczeniu wzajemnym względem innych obiektów (topologia), dane opisowe (zwane także danymi atrybutowymi) - opisujące cechy ilościowe lub jakościowe obiektów geograficznych nie związane z ich umiejscowieniem w przestrzeni, dane graficzne – określające sposób prezentacji na mapie, zawierające bibliotekę symboli punktowych, liniowych i powierzchniowych Wymienione rodzaje danych pozyskiwane są różnymi metodami i zapisywane w bazie danych w odmienny sposób

3 ŹRÓDŁA DANYCH GEOGRAFICZNYCH
Źródła danych o położeniu i charakterystyce obiektów geograficznych Teren - podstawowe źródło danych przestrzennych, dane terenowe otrzymujemy w wyniku bezpośrednich pomiarów geodezyjnych lub innych, w postaci liczbowej prowadzącej do uzyskania modelu wektorowego. Zdjęcia lotnicze i obrazy satelitarne, rejestrujące model rzeczywistości w postaci rastrowej. Mapa - przetworzony model terenu, zależny od rodzaju i skali mapy. Inne bazy i systemy gromadzące dane przestrzenne (np. EGiB) lub opisowe (np. GUS).

4 ŹRÓDŁA DANYCH GEOGRAFICZNYCH

5 METODY POZYSKIWANIA DANYCH
Pomiary bezpośrednie Metody fotogrametrii i teledetekcji Skanowanie Digitalizacja Wprowadzenie danych z istniejących wykazów, spisów i rejestrów Konwersję z innych systemów.

6 POMIARY BEZPOŚREDNIE Dane geometryczne – pomiary położenia obiektów metodami geodezyjnymi lub GPS Dane opisowe – metody właściwe dla danej dziedziny np. Metody pomiaru temperatury i ciśnienia powietrza, wielkość opadów atmosferycznych Metody określania typu i rodzaju gleb Metody określania gatunków roślinności Metody głębokości zbiorników wodnych Metody określania wieku drzew, wysokości drzew Wynik pomiarów bezpośrednich: Położenie obiektów (np. granica lasu), duża dokładność Charakterystyka obiektów (np. skład gatunkowy lasu) Wprowadzamy do bazy danych: z klawiatury metodą wsadową Moduły GIS pozwalające na bezpośrednie wprowadzanie danych pomiarowych nazywane są COGO (Coordinate Geometry) Dokładność pozyskanych danych zależy od: Typu obiektu Metod pomiarowych Przyrządów

7 ZDJĘCIA LOTNICZE Postać: analogowa cyfrowa Skala zależna od:
ogniskowej wysokości lotu Zniekształcenia spowodowane: rzutem środkowym deniwelacją terenu Ortofotomapa

8 METODY FOTOGRAMETRII Pozyskujemy informację o położeniu obiektów i w ograniczonym zakresie ich charakterystykę Metody: Stereodigitalizacja Generowanie NMT Dokładność zależy od: Materiałów źródłowych Dokładności budowy stereomodelu Specyfiki obiektów Dokładności digitalizacji

9 ZDJĘCIA LOTNICZE informacja o zdjęciach lotniczych i ortofotomapach znajduje się na stronie internetowej GODGiK

10 OBRAZY SATELITARNE SPOT, Landsat, IRS, IKONOS, QuickBird, ERS, NOAA
Postać cyfrowa, rastrowa, wielokanałowa Specjalistyczne oprogramowanie do przetwarzania obrazów Kraj Data Wys. orbity km Obszar obrazowania Sensory Pixel Kanały Okres przelotu Landsat USA 1972 1999(7) 700 180x180 km MSS TM Panchromatyczny 57x79 30 15 4 7 3 16 dni SPOT Francja 1986 830 117x117 km Wielospektralny 20 10 1 26 dni IRS Indie 1996 817 140x140km 23 6 24 dni IKONOS 11x11 km 3 dni

11 OBRAZY SATELITARNE Rozdzielczość przestrzenna -wielkość piksela (skrót od picture elements - element obrazu), czyli najmniejszego obiektu powierzchniowego obrazu wyrażonego w metrach Rozdzielczość spektralna jest to zdolność sensora do odróżniania promieniowania elektromagnetycznego różnych częstotliwości Rozdzielczość czasowa określa, po ilu dniach satelita zarejestruje ten sam fragment terenu Rozdzielczość radiometryczna – sposób zapisu danych (dyskretyzacja promieniowania elektromagnetycznego), wyrażana w bitach

12 ROZDZIELCZOŚĆ ZDJĘĆ SATELITARNYCH - porównanie
NOAA LANDSAT MSS LANDSAT TM

13 LANDSAT TM, kompozycja 354

14 IKONOS – kanał panchromatyczny

15 OBRAZY SATELITARNE Udostępnianie obrazów satelitarnych ESA EUROIMAGE
SPOTIMAGE SIGN Firmy mające podpisane umowy dotyczące dystrybucji obrazów satelitarnych: IGiK GEOSYSTEMS Polska SCOR Bałtyckie Centrum Systemów Informacji Przestrzennej

16 METODY TELEDETEKCJI Pozyskujemy informacje o charakterystyce i położeniu obiektów Metody: Klasyfikacje Filtracje Obliczanie wskaźników Digitalizacja na ekranie Dokładność zależy od: Rozdzielczości przestrzennej, spektralnej i radiometrycznej obrazów satelitarnych Daty pozyskania obrazów Zastosowanych procedur klasyfikacyjnych i obliczeniowych Dokładności digitalizacji

17 BAZY DANYCH Bazy danych państwowego zasobu geodezyjno-kartograficznego
Osnów geodezyjnych Ewidencji gruntów i budynków Geodezyjnej sieci uzbrojenia terenu Baza Danych Topograficznych VmapL2 Baza Danych Ogólnogeograficznych Numeryczny Model Terenu Państwowy Rejestr Granic Baza danych SOZO i HYDRO Bazy danych GUS (TERYT i bank danych lokalnych) Bazy danych Ministerstwa Środowiska Obszary chronione Biotopy, Econet Zanieczyszczenie środowiska Bazy leśne Leśna mapa numeryczna Bazy LAS

18 BAZY DANYCH Bazy geologiczne Bazy danych hydrologiczno-meteorologiczne
Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski 1:50 000 Mapa Hydrogeologiczna Polski Mapa Geologiczno-Gospodarcza Polski Bank danych Hydrogeologicznych HYDRO Baza danych surowcowych MIDAS Baza danych geochemicznych i radiologicznych Bazy danych hydrologiczno-meteorologiczne Baza danych klimatycznych Baza danych hydrograficznych (Komputerowa Mapa PodziałuHydrograficznego Polski) Rejestry publiczne o charakterze nieprzestrzennym PESEL, REGON, NIP Inne bazy danych geograficznych: TeleAtlas Baza danych zlewiska Morza Bałtyckiego (MapBSR) Bazy danych o pokryciu terenu w Europie CORINE Land Cover Baza danych podziału administracyjnego Europy SABE Baza danych NATURA 2000 Global Map i wiele innych

19 EGIB Sposób zakładania i prowadzenia ewidencji gruntów regulują:
ustawa z dnia 17 maja 1989 r. Prawo geodezyjne i kartograficzne (Dz. U. nr 100 z dnia 21 listopada 2000 r. poz. 1086) rozporządzenie Ministra Rozwoju Regionalnego i Budownictwa z dnia 29 marca 2001 r. w sprawie ewidencji gruntów i budynków (Dz.U. Nr 38, poz.454) Ewidencja gruntów i budynków obejmuje informacje przestrzenne dotyczące: gruntów - ich położenia, granic, powierzchni, rodzajów użytków gruntowych oraz ich klas gleboznawczych, oznaczenia ksiąg wieczystych lub zbiorów dokumentów, jeżeli zostały założone dla nieruchomości, w skład której wchodzą grunty, budynków - ich położenia, przeznaczenia, funkcji użytkowych i ogólnych danych technicznych, lokali - ich położenia, funkcji użytkowych oraz powierzchni użytkowej. W ewidencji gruntów i budynków przechowuje się także informacje nieprzestrzennej: właściciela, a w odniesieniu do gruntów państwowych i samorządowych - inne osoby fizyczne lub prawne, w których władaniu znajdują się grunty i budynki lub ich części, miejsce zamieszkania lub siedzibę osób wymienionych, informacje o wpisaniu do rejestru zabytków, wartość nieruchomości.

20 MAPA EWIDENCYJNA Treść mapy ewidencyjnej stanowią:
granice państwa, terytorialnego trójstopniowego podziału administracyjnego (województwo, powiat, gmina) trójstopniowego podziału ewidencji gruntów (jednostek ewidencyjnych, obrębów i działek kontury użytków gruntowych, klas gleboznawczych i budynków granice rejonów statystycznych stabilizowane punkty graniczne numery: działek oraz budynków (porządkowe i ewidencyjne) oraz numery punktów załamania linii granicznych oznaczenia i opis użytków gruntowych i klas gleboznawczych nazwy ulic i oznaczenia dróg publicznych Mapę ewidencyjną prowadzi się w skalach: 1:500, 1:1 000, 1:2 000 lub 1:5 000 w sposób analogowy i numeryczny Układ odniesienia – „1965”, „1942”, lokalne, „2000” Udostępnianie danych z egib: Pliki SWDE wydruki

21 TBD Baza danych topograficznych
System baz danych o obiektach topograficznych w skali 1:10 000 Zasób podstawowy (informacja o położeniu i charakterystyce obiektów) zintegrowana, „ciągła” przestrzennie wektorowa baza danych topograficznych zapisana w podziale arkuszowym baza numerycznego modelu rzeźby terenu podzielona na zasób archiwalny (źródłowy) i użytkowy, zapisana w podziale arkuszowym baza ortofotomap Zasób kartograficzny (sposób wyświetlania obiektów i redakcji map topograficznych) Zakres treści: Cieki Drogi i koleje Sieci uzbrojenia terenu Kompleksy pokrycia terenu Budowle i urządzenia Kompleksy użytkowania terenu Obiekty inne tereny chronione Jednostki podziału administracyjnego Osnowa geodezyjna i fotogrametryczna Elementy rzeźby terenu

22 TBD Baza danych topograficznych Układ odniesienia – PUWG 1992
Format udostępniania: Dane wektorowe i opisowe – gml Dane rastrowe (kartograficzne) – gml, dxf NMT – ASCII, TIN, GRID Ortofoto – geotif TBD jest udostępniana przez CODGiK i WODGiK

23 VMapL2 Opracowana przez Zarząd Geografii Wojskowej Sztabu Generalnego Wojska Polskiego Szczegółowość odpowiada skali 1:50 000 Zakres treści: Informacje lotnicze Granice Obiekty socjalno-kulturalne Rzeźba terenu Ogólne Hydrografia Przemysł Fizjografia Transport Roślinność Układ odniesienia – WGS84, UTM Zgodność ze standardami NATO Format udostępniania: Pliki wektorowe VPF (Vector Product Format) i SHP (shapefile)

24 BDO Baza danych ogólnogeograficznych (BDO) obejmuje dane o stopniu szczegółowości odpowiadającemu skali l:250 000, 1: , 1: oraz 1: Zakres treści: podział administracyjny osadnictwo i obiekty antropogeniczne hydrografia rzeźba terenu transport pokrycie terenu i użytkowanie ziemi obszary chronione i zamknięte nazwy geograficzne Format udostępniania: Wektorowy ArcINFO Coverage Pliki grafiki wektorowej (eps) Pliki rastrowe (jpg) Układ odniesienia - PUWG 1992 Dostęp on-line

25 PRG Państwowy Rejestr Granic Punktu graniczne pochodzą z PODGiK
Identyfikacja jednostek podziału kraju na podstawie identyfikatora TERYT (GUS) Prowadzony: Na poziomie kraju – CODGiK Województwa – WODGIK Powiatu – PODGIK Układ odniesienia – PUWG 1992 Format udostępniania: Pliki wektorowe w formacie MapInfo (TAB)

26 MAPY Mapa – zmniejszone, uogólnione przedstawienie obrazowo-znakowe powierzchni Ziemi lub jej fragmentu na płaszczyźnie. Cechy określające specyfikę mapy: matematycznie określona konstrukcja (zależność między współrzędnymi geograficznymi a współrzędnymi płaskimi), zastosowanie znaków kartograficznych, wybór i uogólnienie przedstawianych zjawisk (generalizacja kartograficzna). Skala – stopień zmniejszenia długości przy przejściu od rzeczywistości do mapy; mapy wielkoskalowe 1:500 – 1:10 000 średnioskalowe 1: – 1:50 000 małoskalowe 1: – 1:

27 MAPY - elementy treści mapy
Osnowa matematyczna: odwzorowanie (linie siatki geograficznej i kartograficznej), skala, osnowa geodezyjna Przedstawienie kartograficzne (rysunek mapy, elementy treści): Zależnie od przeznaczenia mapy, dla map ogólnogeograficznych: wody rzeźba roślinność i gleba tereny zabudowane sieć transportowa podział polityczno-administracyjny elementy gospodarki (zakłady przemysłowe) i kultury (miejsca kultu religijnego) Oznaczenia pomocnicze: tytuł mapy, legenda, wykorzystane źródła, aktualność, podziałka, wydawca, miejsce i rok wydania, itp.

28 MAPY Rodzaje map ogólnogeograficzne (mapa zasadnicza, mapy topograficzne), tematyczne (społeczno-gospodarcze, przyrodnicze). Informacje, które można uzyskać z mapy: informacje o położeniu i charakterze obiektów i zjawisk, wzajemnych relacjach, możliwość przeprowadzenia pomiarów (badania ilościowe) i ocen (badania jakościowe).

29 MAPA ZASADNICZA Wielkoskalowe opracowanie kartograficzne zawierające aktualne informacje o przestrzennym rozmieszczeniu obiektów: ogólnogeograficznych elementów ewidencji gruntów i budynków (np. granice działek, obrysy budynków) sieci uzbrojenia terenu (nadziemnych, naziemnych i podziemnych) Treść mapy zasadniczej dzielimy na (wg. Program modernizacji SIT z dn ) Obligatoryjną (O) Zakres egib i ewidencji uzbrojenia terenu Fakultatywną (F) Pozostałe elementy: komunikacja, rzeźba terenu, obiekty ogólnogeograficzne, zagospodarowanie terenu)

30 MAPA ZASADNICZA Treść jest rozwarstwiona na nakładki tematyczne:
Podstawa systemu informacji o terenie Treść jest rozwarstwiona na nakładki tematyczne: ewidencyjna sytuacyjna uzbrojenia terenu rzeźby terenu Skale 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 Źródło do opracowań kartograficznych w skalach mniejszych i aktualizacji mapy topograficznej 1:10 000 Udostępniana przez PODGiK w postaci analogowej lub cyfrowej Wg GUGiK, 2005 r.

31 MAPA ZASADNICZA

32 MAPY TOPOGRAFICZNE Mapa topograficzna – opracowanie kartograficzne, przedstawiające przedmioty i zjawiska znajdujące się na powierzchni Ziemi i ich przestrzenne związki oraz rzeźbę terenu. Mapy topograficzne różnią się: skalą (1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1: , 1:200000) powierzchnią odniesienia (elipsoidą) odwzorowaniem kartograficznym podziałem na arkusze znakami kartograficznymi Udostępniane przez : CODGiK i WODGiK

33 MAPY TEMATYCZNE Podział map tematycznych (kryterium treści):
Społeczno-gospodarcze Gospodarcze (mapa zasadnicza, zagospodarowania przestrzennego, uzbrojenia terenu, komunikacji, przemysłu, rolnictwa, usług, itp.) Społeczne (demograficzne, socjalne, inne) Przyrodnicze Fizjograficzne (geologiczne, rzeźby terenu, hydrograficzne, klimatu, gleb, szaty roślinnej) Sozologiczne (zagrożenie i ochrona środowiska)

34 MAPY TEMATYCZNE Mapy sozologiczne (1:50 000)
Mapy hydrograficzne (1:50 000) Mapy geologiczne Mapy hydrogeologiczne Mapy geologiczno-gospodarcze Skale 1:50 000, 1: , 1: Mapy glebowo-rolnicze Skale 1:5 000, 1:25 000, 1: niekartometryczne Mapy leśne (1:5 000, 1:25 000) brak informacji o konstrukcji matematycznej

35 PAŃSTWOWY ZASÓB GEODEZYJNY I KARTOGRAFICZNY
Zasady korzystania z państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego regulują: Prawo geodezyjne i kartograficzne z 1989r.(Dz.U. Nr 100, poz. 1086) Prawo autorskie z 1994 r. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dn.19 lutego 2004r. dotyczące naliczania opłat za materiały z zasobu geodezyjno-kartograficznego Procedura zamówienia materiałów: Pisemne zapotrzebowanie Wniosek o wyrażenie zgody na udostępnienie zasobów do określonego celu

36 SKANOWANIE Celem skanowania jest zamiana postaci analogowej na cyfrową zapisaną w postaci rastrowej Skanowanie polega na podziale oryginału na małe elementy i pomierzeniu ich jasności Rozmiar piksela określa jakość obrazu rastrowego Im mniejszy piksel tym większa dokładność skanowanej mapy i większy rozmiar pliku Rozdzielczość jest określana w pikselach na cal i oznaczana skrótem DPI (254 dpi = 0.1 mm) Parametry skanowania: Wybór głębi koloru (barwny, skala szarości lub bitmapa) Wybór wielkości piksela Dokładność skanowania zależy od: Typu skanera Parametrów skanowania Skanowanego materiału

37 DIGITALIZACJA Konwersja danych z postaci analogowej na cyfrową poprzez rejestrację położenia punktów Metody: Automatyczna Półautomatyczna Ręczna Dokładność digitalizacji zależy od: Materiału źródłowego Parametrów skanowania Dokładności georeferencji rastra Skali w jakiej wykonywana jest digitalizacja Dokładności prowadzenia kursora Szybkości digitalizacji Rodzaju obiektów Wykorzystywanego oprogramowania i ustawionych parametrów digitalizacji Błędów obserwatora

38 KONWERSJA Konwersja danych związana jest ze zmianą formatu zapisu
Wymaga modułów eksportu i importu Różnorodność formatów zapisu wiąże się z koniecznością eksportu i importu do i z wielu programów GIS W trakcie eksportu i importu danych może nastąpić utrata pewnych treści Formaty „czytane” przez większość programów: dxf, shape, VPF, dwg Standard zapisu danych przestrzennych: SWDE (standard wymiany danych ewidencyjnych) GML (Geography Markup Language) DIGEST (obowiązuje w NATO)

39 DOKŁADNOŚĆ POZYSKIWANIA DANYCH
Dokładność położenia określa średni błąd położenia punktu Dokładność określenia atrybutów zależy od typu danych i wyrażana jest: Błędem średnim kwadratowym RMSE (root mean square error) Błędem względnym (procentowy, ułamkowy) Błędem bezwzględnym (wyrażonym w mierze, w której mierzymy) Błędem stałym (niezależny od mierzonej wielkości) np. błąd pomiaru dalmierzem laserowym, odbiornikiem GPS Współczynnikiem zgodności kappa i macierzą błędów

40 KONWERSJE DANYCH raster – wektor (wektoryzacja)
Automatyczna, Półautomatyczna, Kroki automatycznej wektoryzacji: zamiana rastra na formę binarną, usunięcie szumów, zmiana grubości linii na 1 pixel (szkieletowanie), zmiana zapisu rastrowego linii na zapis Chain code (opcjonalnie), zmiana łańcucha pixeli na wektor. wektor- raster (skanowanie, rastrowanie) Skanowanie, Aplikacje GIS zmieniające dane wektorowe na rastrowe.

41 ŹRÓDŁA BŁĘDÓW Specyfika danych przestrzennych
trudności jednoznacznego poprowadzenia granicy (granica strefowa), klasyfikacje. Istota pomiaru i sposób pozyskania danych błędy instrumentalne, błędy obserwatora, metoda pomiaru. Model danych raster/wektor, metody przetwarzania danych (generalizacja, agregacja, klasyfikacja, transformacja).

42 BŁĘDY POWSTAŁE W WYNIKU WPROWADZANIA DANYCH
Błędy danych opisowych Brak atrybutów Błędne wartości Błędy danych geometrycznych Brak elementów Zbędne elementy (m. in. podwójna digitalizacja) Przestrzelona lub niedociągnięta linia Niedomknięty wielobok Sąsiadujące linie nie łączą się Linie przecinają się nie w punktach węzłowych Brak etykiety lub więcej niż jedna etykieta przypisana do tego samego wieloboku Zbyt mała dokładność digitalizacji Za duża dokładność digitalizacji Usuwanie błędów powstałych w wyniku wprowadzania danych Ustawienie odpowiednich opcji podczas digitalizacji: Dokładność digitalizacji (fuzzy tolerance) Dowiązywanie się do innych obiektów (snapping)