ΜΑΘΑΙΝΟΝΤΑΣ ΤΑ GIS ΣΤΗ ΠΡΑΞΗ ΤΟ ARCGIS 9.3. Α. Τσουχλαράκη, Γ. Αχιλλέως ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ

Transcript

1 ΜΑΘΑΙΝΟΝΤΑΣ ΤΑ GIS ΣΤΗ ΠΡΑΞΗ ΤΟ ARCGIS 9.3. Α. Τσουχλαράκη, Γ. Αχιλλέως ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ

2 ΣΤΟΧΟΣ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ Ο αναγνώστης να κατανοεί της βασικές έννοιες της γεωαναφοράς και της ψηφιοποίησης των χωρικών δεδομένων, ως έννοιες της χαρτογραφίας και βασικότατες διαδικασίες σε ένα σύστημα GIS. Ο αναγνώστης να γνωρίζει και να χρησιμοποιεί τα κατάλληλα εργαλεία που προσφέρονται από το ArcGIS μέσα από τα διάφορα τμήματα του (Georeferencing, Editor) για να υλοποιούνται με επιτυχία και να ελέγχονται οι διαδικασίες αυτές. Ο αναγνώστης να μπορεί να καθορίζει τα κατάλληλα και επαρκή σημεία ελέγχου (control points) της διαδικασίας της γεωαναφοράς και να τα χρησιμοποιεί μέσα από την διαδικασία αυτή έτσι ώστε να επιτυγχάνει το βέλτιστο επιθυμητό αποτέλεσμα. Ο αναγνώστης να μπορεί να αξιολογεί το αποτέλεσμα εφαρμογής της διαδικασίας της γεωαναφοράς και να είναι σε θέση να αποφασίζει εάν είναι ικανοποιητικό ή πρέπει να το βελτιώσει. Ο αναγνώστης να είναι σε θέση να ταυτίζει δυο γειτνιάζοντα φύλλα χάρτη και να ελέγχει το επίπεδο ταύτισης των οντοτήτων τους στα όρια τους. Ο αναγνώστης να είναι σε θέση να εφαρμόζει την διαδικασία της ψηφιοποίησης και να μπορεί να επεμβαίνει και να διορθώνει τα αποτελέσματα της όπου απαιτείται. Έχοντας το προϊόν της ψηφιοποίησης, ο αναγνώστης θα έχει την δυνατότητα να το επεξεργάζεται και να προσθέτει περαιτέρω περιγραφικές πληροφορίες σε αυτό (Attributes).

3 ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ Εισαγωγή χωρικών δεδομένων: Χρονοβόρα και δαπανηρή διαδικασία. Σύμφωνα με τη διεθνή εμπειρία, το κόστος δημιουργίας της χωρικής βάσης δεδομένων σε ένα ψηφιακό σύστημα, είναι μέχρι και εκατό φορές μεγαλύτερο από το κόστος της αγοράς του εξοπλισμού που απαιτείται και δέκα φορές μεγαλύτερο από την αγορά του λογισμικού. 1:10:100 Δεδομένα πρωτογενούς και δευτερογενούς φύσεως. Πρωτογενή δεδομένα εισάγονται με διάφορους τρόπους, αναλόγως με την διαδικασία που συλλέγονται και με την μορφή στην οποία βρίσκονται. Δευτερογενή δεδομένα, όταν πρόκειται για χωρικά, εισάγονται στο Γ.Σ.Π. μέσω μιας διαδικασίας που αποτελείται από τρία στάδια: Το στάδιο της Σάρωσης των δευτερογενών χωρικών δεδομένων (scanning) Το στάδιο της Γεωαναφοράς των σαρωμένων δευτερογενών δεδομένων (georeferencing) Το στάδιο της Ψηφιοποίησης των σαρωμένων δεδομένων (digitizing) Η σάρωση είναι μια γνωστή διαδικασία σε όλους μας όπου με την βοήθεια ενός σαρωτή (επίπεδου ή κυλινδρικού), μετατρέπουμε τα δεδομένα από την αναλογική μορφή που βρίσκονται (π.χ. χάρτης) σε ψηφιακή μορφή (αρχείο). Απουσιάζει η έννοια της γεωαναφοράς η οποία δεν επιτρέπει στα ψηφιακά δεδομένα να αξιοποιηθούν σε συνδυασμό με τα υπόλοιπα χωρικά δεδομένα που έχουμε στην διάθεση μας.

4 ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ Χαρτογραφική διαδικασία όπου ένα σύνολο από δεδομένα χωρικής μορφής αλλάζει σύστημα αναφοράς και μεταφέρεται στο σύστημα αναφοράς της μελέτης που εκπονείται. Επίσημο σύστημα αναφοράς του κράτους που είναι το ΕΓΣΑ 87. Η διαδικασία της γεωαναφοράς υλοποιείται με δύο βασικούς τρόπους. Πρώτος τρόπος Γνώση των συστημάτων αναφοράς τόσο των χωρικών δεδομένων που θα γεωαναφερθούν όσο και της μελέτης που εκπονείται. Οι συντεταγμένες των δεδομένων από την πρώτη απεικόνιση μετατρέπονται μέσω μαθηματικών (και συνήθως πολύπλοκων) εξισώσεων, σε συντεταγμένες του ελλειψοειδούς αναφοράς (φ, λ). Στη συνέχεια, κάνοντας χρήση των εξισώσεων για την δεύτερη απεικόνιση, μεταφέρονται τα δεδομένα στο ελλειψοειδές της δεύτερης.. Οι γεωδαιτικές συντεταγμένες (φ, λ) από το δεύτερο ελλειψοειδές αναφοράς, μετατρέπονται σε καρτεσιανές συντεταγμένες (Χ, Υ) μέσω ενός συστήματος εξισώσεων. Δεύτερος τρόπος Αγνοούνται παντελώς τα συστήματα αναφοράς των δύο απεικονίσεων και γίνεται χρήση κοινών σημείων αναφοράς ή ελέγχου, τα οποία έχουν εντοπιστεί στις δυο. Εφαρμόζεται συνάρτηση (συνήθως γραμμική) ή οποία προσαρμόζει τους συντελεστές της στα δεδομένα των σημείων αναφοράς.

5 ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ Σημεία Αναφοράς Πριν τον Μετασχηματισμό Μετά τον Μετασχηματισμό

6 ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ Σημεία Αναφοράς Καρτεσιανές Συντεταγμένες Πριν και Μετά τον Μετασχηματισμό - Υπόλοιπα Ταύτιση δυο Γειτνιαζόντων Φύλλων Χάρτη (Οπτικός Έλεγχος)

7 ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ Τα πιο πολλά από τα διανυσματικά δεδομένα που χρησιμοποιούνται είναι προϊόν ψηφιοποίησης. Αυτή η ψηφιοποίηση συνήθως λαμβάνει χώρα είτε σε αναλογικούς χάρτες, είτε σε αεροφωτογραφίες, είτε και σε δορυφορικές λήψεις. Η διαδικασία της ψηφιοποίησης (χειροκίνητης ψηφιοποίησης manual digitizing) μπορεί να διεξαχθεί μέσα από δυο βασικούς τρόπους: Χρήση των ψηφιοποιητών ή των τραπεζών ψηφιοποίησης (digitizers or digitizing tablets). Η επιλογή αυτού του τρόπου φθίνει με την πάροδο του χρόνου. Πρωτογενές υλικό προς ψηφιοποίηση (χάρτης, αεροφωτογραφία, δορυφορική λήψη) σε ψηφιακή ψηφιδωτή μορφή. Ιχνηλάτηση στην οθόνη του Η/Υ των διαφόρων οντοτήτων που ενδιαφέρουν (σημειακές, γραμμικές, πολυγωνικές). Μετατροπή αυτών σε διανυσματική μορφή. [Διαδικασία αυτοματοποιημένης μετατροπής της ψηφιδωτής μορφής των οντοτήτων σε διανυσματική (automated vectorizing ή raster το vector procedure)] Γεωμετρικές ιδιότητες Οντοτήτων και Τοπολογία. Οι ορολογίες στην τοπολογία είναι: κόμβος (endpoint) όπου είναι το σημείο αρχής και το σημείο τέλους ενός διανύσματος κορυφή (vertex) που είναι το σημείο αλλαγής της κατεύθυνσης ενός διανύσματος πλευρά (edge) όπου είναι το ευθύγραμμο τμήμα ενός διανύσματος ανάμεσα σε δυο κορυφές

8 ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ

9 ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ Το μενού για την εφαρμογή της Γεωαναφοράς Δήλωση Σημείου Αγκίρωσης και των Συντεταγμένων του

10 ΓΕΩΑΝΑΦΟΡΑ Οι Ισοβαθείς Καμπύλες που ψηφιοποιούνται Ο Πίνακας με τα Σημεία Αγκίρωσης που χρησιμοποιούνται Update Georeferensing

11 ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ Το μενού της Ψηφιοποίησης Οι ρυθμίσεις

12 ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ Ο Editor της Ψηφιοποίησης Οι ψηφιοποιημένες καμπύλες Ο πίνακας περιγραφικών δεδομένων των καμπυλών

13 ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ Ο ArcToolbox Εφαρμογή μέσα από το ArcToolbox

14 ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΣΗ Προσθήκη περαιτέρω Περιγραφικών Δεδομένων Η παρουσίαση των Περιγραφικών Δεδομένων

15 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Burrough P.A., Principles of Geographic Information Systems for Land Assessment, Oxford University Press, New York, Carstensen L., Campbell J., "Desktop Scanning for Cartographic Digitization and Spatial Analysis.", Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, Vol. 57, No. 11, November 1991, pp ESRI Inc., ARCGIS ArcMAP Tutorial, Environmental Systems Research Institute Inc., Redlands California, 2006, Jackson M., Woodsford P.A., "GIS Data Capture Hardware and Software.", Geographical Information Systems: Principles & Applications (editors: Maguire D., Goodchild M., Rhind D.), Longman Puplications., London, Longley P. A., Goodchild Michael F, Maguire DJ, Rhind D.,. Geographical Information Systems and Sciences (second edition), John Wiley & Sons Inc., New York, Marble D., Lauzon J., McGranaghan M., "Development of a Conceptual Model of the Manual Digitizing Process.", Introductory Readings in GIS (editors: Peuquet D., Marble D.), Taylor & Fransis, 1990, pp Ore R. A., 2001, "A Comparison of Digitizing: FastCAD, Macromedia FreeHand and PC Arc/Info", International User Conference 2001, Proceedings - Workshops, GIS ArcInfo - GIS ArcView, San Diego, USA. Waters R., Meader D., Reinecke G., "Data Capture for the Ninties: VTRAK.", Proceedings of Ninth International Symposium on Computer Assisted Cartography, Baltimore, Maryland, April 2-7, AUTOCARTO 9, 1988, pp Wise S., "Scanning Thematic Maps for Input to Geographic Information Systems.", Computer & Geosciences, Vol. 21, No. 1, 1995, pp

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25