«Εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών»

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΗΣ ΜΕΤΑΡΡΥΘΜΙΣΗΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΔΙΑΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ «Εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών» ΑΘΗΝΑ ΙΟΥNΙΟΣ 2017

2 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ «Εξ Αποστάσεως Εκπαίδευση στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών» Συντονίστρια: Αναστασία Παπαστυλιανού Ομάδα Σύνταξης Ανδρουλακάκης Νικόλαος Τσάτσαρης Ανδρέας Ψωμιάδης Εμμανουήλ ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα ii

3 Πρόλογος Το Εθνικό Κέντρο Δημόσιας Διοίκησης και Αυτοδιοίκησης (Ε.Κ.Δ.Δ.Α), στο πλαίσιο του θεσμικού του ρόλου αναπτύσσοντας τους άξονες της εκπαίδευσης και επιμόρφωσης στη δημόσια διοίκηση και αυτοδιοίκηση, παράγει εκπαιδευτικό υλικό, για την υποστήριξη και διεύρυνση της διοικητικής γνώσης. Το εκπαιδευτικό υλικό του Ε.Κ.Δ.Δ.Α λειτουργεί συμπληρωματικά και υποστηρικτικά στις δράσεις εκπαίδευσης και επιμόρφωσης τόσο σε άμεσο επίπεδο όσο και εξ αποστάσεως, διαμορφώνοντας ένα συστηματικό υλικό υποστήριξης της ανάπτυξης του ανθρώπινου δυναμικού. Το υλικό που παράγει το ΕΚΔΔΑ διατίθεται ανοικτά προς κάθε ενδιαφερόμενο για την προώθηση γενικά της μάθησης. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα iii

4 Εισαγωγή Οι εξελίξεις στον Ελληνικό και Διεθνή χώρο, με την επανάσταση που έφερε η επιστήμη της πληροφορικής στη διαχείριση της πληροφορίας έχει επηρεάσει καταλυτικά και τον τομέα της χωρικής πληροφορίας. Η οργάνωση και συστηματοποίηση της γεωγραφικής πληροφορίας με τη χρήση των τεχνολογιών πληροφορικής, οι αυξημένες, πλέον, δυνατότητες στη δημιουργία και διαχείριση γραφικών, η άρση τεχνικών εμποδίων και η σημαντική μείωση του κόστους των συστημάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών, οδήγησε στην ανάπτυξη και την ευρεία χρήση των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (Geographical Information Systems GIS), μέσα από τη σταδιακή δημιουργία των απαραίτητων χωρικών δεδομένων και μιας ευρύτατης σειράς εφαρμογών, καθώς ολοένα και περισσότερο η παράμετρος της γεωγραφικής πληροφορίας υπεισέρχεται έμμεσα ή άμεσα στη διερεύνηση επιστημονικών ζητημάτων, αλλά και στην επίλυση προβλημάτων της καθημερινής ζωής. Το πρόγραμμα εξ αποστάσεως εκπαίδευσης στα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών έχει ως βασικό σκοπό να συμβάλλει στην προώθηση και στην ανάπτυξη των συστημάτων αυτών στο χώρο της Δημόσιας Διοίκησης, συνδυάζοντας την απαραίτητη θεωρητική γνώση γύρω από την τεχνολογία των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών με την πρακτική εξάσκηση στη χρήση εξειδικευμένου λογισμικού, για το σχεδιασμό, την υλοποίηση και την εφαρμογή ολοκληρωμένων λύσεων που σχετίζονται με τα Δεδομένα και τον Χώρο. Ο παραπάνω σκοπός προσεγγίζεται με την εκμάθηση από τους επιμορφωνόμενους των βασικών εννοιών, των συστατικών, του τρόπου λειτουργίας των δυνατοτήτων, των μεθοδολογιών και πρακτικών σχεδιασμού, υλοποίησης και εφαρμογής συγκεκριμένων λύσεων στο πεδίο των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (GIS), την εξοικείωσή με την αναγνώριση, αξιολόγηση και διαχείριση προβλημάτων που σχετίζονται με τον Χώρο και την αντιμετώπιση των ΓΣΠ ως εργαλείου επίλυσης τέτοιων προβλημάτων. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 4

5 Το πρόγραμμα εξ αποστάσεως εκπαίδευσης στα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών απευθύνεται σε στελέχη της Δημόσιας Διοίκησης που επιθυμούν να αποκτήσουν μία ολοκληρωμένη και συμπαγή γνώση στις θεμελιώδεις αρχές που διέπουν τις τεχνικές της Γεωγραφικής Πληροφορίας και δεξιότητες στη χρήση εξειδικευμένου λογισμικού, για την εφαρμογή των παραπάνω αρχών. Ειδικότερα, απευθύνεται σε Μηχανικούς ή Τεχνολόγους Μηχανικούς όλων των ειδικοτήτων, Δασολόγους, Γεωλόγους, Γεωπόνους Μετεωρολόγους, Μηχανικούς Περιβάλλοντος και Περιβαλλοντολόγους, Χωροτάκτες, Πολεοδόμους, Συγκοινωνιολόγους και Ερευνητές των Ανθρωπιστικών και Κοινωνικών Επιστημών και Επιστημών Υγείας, καθώς και σε αποφοίτους Θετικών Επιστημών οι οποίοι εργάζονται σε Υπηρεσίες, Οργανισμούς, ή Φορείς του δημόσιου τομέα, όπου απαιτείται η σχεδίαση, ανάπτυξη και διαχείριση έργων GIS ή η χρήση λογισμικού και εφαρμογών GIS. Το πρόγραμμα περιλαμβάνει τις θεματικές: Εισαγωγή στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών Δημιουργία Γεωχωρικών δεδομένων Γεωγραφικές βάσεις Γεωχωρικών δεδομένων Διαχείριση γεωχωρικών δεδομένων Χωρική ανάλυση Χαρτογραφία και ΓΣΠ Για την υλοποίηση του προγράμματος εφαρμόζονται οι εκπαιδευτικές μέθοδοι διδασκαλίας σε αίθουσα, σύγχρονη εξ αποστάσεως εκπαίδευση (διδασκαλία σε εικονική αίθουσα) και ασύγχρονη εξ αποστάσεως εκπαίδευση. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 5

6 ΕΘΝΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΔΗΜΟΣΙΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΑΥΤΟΔΙΟΙΚΗΣΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΜΟΡΦΩΣΗΣ ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 6

7 ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΜΟΡΦΩΣΗΣ-ΙΝΕΠ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ 2 ΤΙΤΛΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ Δημιουργία Γεωχωρικών Δεδομένων ΚΩΔΙΚΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΗΣ 3.1 ΕΙΔΟΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ 2.2.Α.3 - Ασύγχρονη εξ αποστάσεως εκπαίδευση ΩΡΕΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ 5 ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 7

8 Δημιουργία Γεωχωρικών Δεδομένων (Μέρος B) ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 8

9 Περιεχόμενα Πρόλογος... iii Εισαγωγή... 4 Συνέχεια από την ενότητα 2.1 Δημιουργία Γεωχωρικών Δεδομένων Εισαγωγή Δευτερογενών Δεδομένων (Β ΜΕΡΟΣ) Ψηφιοποίηση από ψηφιδωτά Δεδομένα στην οθόνη (Heads Up Digitizing) Α) Γεωαναφορά ψηφιδωτών δεδομένων Β) Δημιουργία Δομής της Γεωγραφικής Βάσης Γ) Ψηφιοποίηση Οντοτήτων Δ) Εισαγωγή Περιγραφικών Χαρακτηριστικών (Αναπαράσταση Οντοτήτων) Ε) Δημιουργία Πολυγωνικών Οντοτήτων Ζ) Τοπολογία - Έλεγχος Ορθότητας Γεωμετρικών Δεδομένων Η) Εκτύπωση Χαρτών Διανυσματοποίηση ψηφιδωτών δεδομένων Α) Αποτύπωση Ψηφιδωτών Δεδομένων Β) Ψηφιοποίηση Γ) Αποτύπωση - Απόδοση Τιμών σε Κάνναβο Βιβλιογραφικές Αναφορές Διαδικτυακοί Τόποι Συντομογραφίες ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 9

10 Συνέχεια από την ενότητα 2.1 Δημιουργία Γεωχωρικών Δεδομένων Εισαγωγή Δευτερογενών Δεδομένων (Β ΜΕΡΟΣ) Ψηφιοποίηση από ψηφιδωτά Δεδομένα στην οθόνη (Heads Up Digitizing) Η εισαγωγή δευτερογενών δεδομένων για χρήση σε διανυσματικά ΓΣΠ επιτυγχάνεται με τη βοήθεια σαρωμένων χαρτών, δορυφορικών εικόνων ή εικόνων σε μορφή ορθοφωτοχαρτών. Ο χρήστης δηλαδή, έχει ως υπόβαθρο στην οθόνη του μία ψηφιδωτή εικόνα από την οποία ψηφιοποιεί τις οντότητες ακολουθώνταςτα ίχνη τους, δημιουργώντας με τον τρόπο αυτό τα διανύσματά τους. Η ψηφιοποίηση αυτή μπορεί να γίνει: Χειροκίνητα (Heads up digitizing) Ημιαυτόματα, με χρήση προγραμμάτων μετατροπής ψηφιδωτών σε διανύσματα, όπως το ArcScan, Raster Design, R2V κ.λπ. Αυτόματα, με χρήση των ίδιων προγραμμάτων σε συνδυασμό με άλλες διαδικασίες και εντολές που διαθέτει ένα σύστημα ΓΣΠ. Πρόκειται γενικά για απλή διαδικασία, η οποία περιλαμβάνει τα εξής βήματα προετοιμασίας: Αναγνώριση των οντοτήτων προς ψηφιοποίηση (σημεία, γραμμές, πολύγωνα) Γεωαναφορά των ψnφιδωτών αρχείων Δnμιουργία των αντίστοιχων επιπέδων Ψnφιοποίηση των γεωμετρικών και περιγραφικών χαρακτηριστικών των επιπέδων Τα βασικά βήματα ψηφιοποίησης, είναι τα παρακάτω: ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 10

11 Α) Γεωαναφορά ψηφιδωτών δεδομένων Η γεωαναφορά είναι η διαδικασία με την οποία ορίζεται η θέση μίας οντότητας στο χώρο. Αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για την απεικόνιση των δεδομένων στη σωστή θέση. Εάν έχετε ψηφιδωτά δεδομένα και θέλετε να τα εμφανίσετε μαζί με άλλα δεδομένα που χρησιμοποιείτε θα πρέπει να συνοδεύονται από τις κατάλληλες πληροφορίες γεωαναφοράς. Απαιτείται δηλαδή, γεωαναφορά του ψηφιδωτού αρχείου. Τα ψηφιδωτά δεδομένα, τα οποία προέρχονται κυρίως από σαρωμένους χάρτες, αεροφωτογραφίες και δορυφορικές εικόνες, δεν περιέχουν πλήρεις πληροφορίες. Πιο συγκεκριμένα, οι σαρωμένοι χάρτες δεν περιέχουν καμία πληροφορία συντεταγμένων, παρά μόνο τον αριθμό και το μέγεθος των pixel στους δύο άξονες, ενώ οι δορυφορικές εικόνες και οι αεροφωτογραφίες συνοδεύονται μεν από κάποιες πληροφορίες για τη θέση τους, οι οποίες όμως δεν είναι ακριβείς ώστε να θεωρηθούν ως γεωαναφορά. Είναι φανερό επομένως, ότι σε όλες τις περιπτώσεις θα πρέπει να δημιουργηθεί γεωαναφορά στα ψηφιδωτά δεδομένα, ορίζοντας δηλαδή την αντιστοιχία τους με τις συντεταγμένες ενός χάρτη. Τα Γεωδαιτικά συστήματα που χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα, είναι το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 1987 (ΕΓΣΑ 87), το σύστημα HATT και το σύστημα UTM (ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I). Υπάρχουν δύο τρόποι με τους οποίους ο χρήστης μπορεί να ορίσει τη θέση των γεωγραφικών δεδομένων στο χώρο: i) Εισαγωγή συντεταγμενων Χ,Υ (Με χρήση της εντολής Georeferencing): Χρησιμοποιείται στην περίπτωση που υπάρχουν σημεία με γνωστές συντεταγμένες (σημεία ελέγχου). ii) Γεωαναφορά με χρήση άλλου επιπεδου (Με χρήση της εντολής Spatial Adjυstment): Συναντάται στην περίπτωση που ο χρήστης έχει στη διάθεσή του ένα διανυσματικό επίπεδο με γνωστές συντεταγμένες, σε κοινή περιοχή με το θεματικό επίπεδο που θέλει να γεωαναφέρει. Για να μεταφερθεί μία εικόνα που δεν έχει συντεταγμένες στο επιθυμητό σύστημα αναφοράς χρησιμοποιούνται διάφοροι μετασχηματισμοί, ο απλούστερος των οποίων είναι ο αφαϊνικός μετασχηματισμός (πολυώνυμο πρώτου βαθμού) και ο οποίος απαιτεί την ύπαρξη τουλάχιστον τριών σημείων ελέγχου. Όταν υπάρχει ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 11

12 παραμόρφωση, που μπορεί να οφείλεται σε αστοχία κάποιας από τις κάμερες του σαρωτή ή ακόμα και σε σχεδιαστικό σφάλμα του αρχικού χάρτη, συνήθως χρησιμοποιούνται για τη γεωαναφορά πολυώνυμα δευτέρου ή και τρίτου βαθμού. Στην περίπτωση αυτή απαιτούνται περισσότερα σημεία ελέγχου με βάση τη σχέση [(t+1)*(t+2)]/2, όπου t=ο βαθμός του πολυωνύμου. Σε περιπτώσεις χωρίς παραμόρφωση τέσσερα σημεία στα άκρα της εικόνα και ένα-δύο σημεία στο εσωτερικό της δίνουν τα καλύτερα αποτελέσματα. Μεγαλύτερος αριθμός σημείων ελέγχου, για παράδειγμα πάνω από έξι, δε σημαίνει υποχρεωτικά ότι θα δημιουργήσετε καλύτερη γεωαναφορά. Σε καταστάσεις όπου υπάρχει σημαντική παραμόρφωση της αρχικής ψηφιδωτής εικόνας θα πρέπει να χρησιμοποιούνται περισσότερα σημεία ελέγχου. Τέλος, θα πρέπει να σημειωθεί ότι αν η περιοχή για ψηφιοποίηση καλύπτει περισσότερα από δύο φύλλα χάρτη, θα πρέπει πρώτα να γίνει η γεωαναφορά για καθένα από τα φύλλα ξεχωριστά και μετά να ξεκινήσει η διαδικασία ψηφιοποίησηςτων διανυσμάτων. Έτσι, αποφεύγονται λάθη στις ενώσεις των φύλλων και δεν χρειάζεται να εφαρμοστούν πολύπλοκες διαδικασίες για τη σύνδεση των διανυσμάτων στις ενώσεις των φύλλων. Περιγραφή Γεωαναφοράς Για τn γεωαναφορά του ψnφιδωτού αρχείου θα πρέπει να ακολουθnθούν τα παρα- κάτω Βήματα εργασιών στο περιβάλλον του ArcMαp: 1 ο Βήμα) Εισαγωγή σαρωμένου αρχείου στο περιβάλλον του ΑrcMap. Αρχικά, ο χρήστης θα πρέπει να εισάγει στο ArcMαp το ψηφιδωτό αρχείο εικόνας για το οποίο είναι γνωστά 4-6 σημεία συντεταγμένων (αφαϊνικό μετασχηματισμό) (το αρχείο βρίσκεται στο φάκελο Training Data_21/TopoMap). Κατά τnν εισαγωγή ενός αρχείου εικόνας εμφανίζεται ένα παράθυρο στο οποίο ο χρήστnς ερωτάται αν επιθυμεί να δnμιουργήσει πυραμίδες (Pyramid layers) για τnν εικόνα την οποία εισάγει (Εικόνα 3.1). Πρόκειται για τη δnμιουργία ενός συνόλου από διαφορετικές εκδόσεις των ίδιων ουσιαστικά ψnφιδωτών δεδομένων. Κάθε έκδοσn διαφοροποιείται από το μέγεθος των pixel που δnμιουργούνται. Σκοπός τnς δημιουργίας πυραμίδων είναι η αύξηση τnς ταχύτnτας στnν απεικόνιση των ψnφιδωτών επιπέδων κατά τη σμίκρυνσn ή μεγέθυνσn τnς περιοχής ενδιαφέροντος. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 12

13 Μετά τn δnμιουργία πυραμίδων το αρχείο τnς εικόνας συνοδεύεται από ένα δεύτερο αρχείο που έχει επέκτασn.rrd (Reduced Resolution Dataset), το οποίο και περιέχει τις σχετικές πληροφορίες. 2 ο Βήμα) Γεωαναφορά σαρωμένου αρχείου με την εισαγωγή σημείων ελέγχου Κατόπιν ο χρήστης θα πρέπει να εμφανίσει την εργαλειοθήκη Georeferensing (με δεξί κλικ στην γκρι περιοχή δίπλα από τα εργαλεία), με τη βοήθεια της οποίας θα γίνει n γεωαναφορά του ψηφιδωτού θεματικού επιπέδου (TopoMap) (Εικόνα 3.2). ArcMap Εικόνα 3.1. Δημιουργία πυραμίδων σε μία εικόνα κατά την εισαγωγή της στο Εικόνα 3.2. Η εργαλειοθήκη Georeferensing Από την εργαλειοθήκη αυτή με την επιλογή ''Fit to Display n εικόνα του επιπέδου προσαρμόζεται στο όριο του παραθύρου, διευκολύνοντας τη διαδικασία. Ακολουθεί η εισαγωγή των σημείων ελέγχου. Για την εισαγωγή των σημείων αυτών ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 13

14 θα χρησιμοποιηθεί το εργαλείο "Add conlrol points" ( ). Κάθε φορά που εισάγονται οι συvτεταγμένες ενός σημείου ελέγχου, ο χρήστης θα πρέπει να έχει εστιάσει στο σημείο αυτό με στόχο τnν ελαχιστοποίηση του σφάλματος. Έχοντας λοιπόν εστιάσει στην επιθυμητή μεγέθυνση στο πρώτο σημείο ελέγχου με τη χρήση του εργαλείου Add control points ( ), εμφανίζεται ένα σταυρόνημα. Με απλό κλικ στο κέντρο του σημείου ο χρήστης πρέπει να επιλέξει τη θέση στην οποία θα εισαχθούν οι συντεταγμένες του σημείου αυτού. Στη συνέχεια, και χωρίς να μετακινηθεί ο κέρσορας από το σημείο αυτό, με δεξί κλικ εμφανίζεται η εvτολή Inpυt Χ and Υ, όπως φαίνεται στην Εικόνα 3.3α. Η επιλογή της εντολής αυτής έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση ενός παραθύρου, με τίτλο Enter Coordinates όπου είναι δυνατή η εισαγωγή των συντεταγμένων για το πρώτο σημείο (Εικόνα 3.3β). Η διαδικασία επαναλαμβάνεται τρεις ακόμα φορές, ώστε να εισαχθούν οι συντεταγμένες και των τεσσάρων σημείων ελέγχου. Με την επιλογή του εικονιδίου( ) ανοίγει η καρτέλα. Χάρη σε αυτόν προκύπτουν πληροφορίες για τις συντεταγμένες των σημείων αγκίστρωσης, πριν και μετά τη γεωαναφορά, για το σφάλμα που προκύπτει για κάθε σημείο αλλά και συνολικά για όλα τα σημεία μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας (Εικόνα 3.4). (α) Εικόνα 3.3. (α) + (β) :Διαδικασία εισαγωγής σημείου και των συντεταγμένων του κατά την διαδικασία της γεωναφοράς ενός τοπογραφικού χάρτη (β) Στόχος μας είναι το σφάλμα RMS (Root Mean Square Error) που θα προκύψει κατά τη γεωαναφορά, για κάθε σημείο να είναι μικρότερο από το 1/4 του χιλιοστού ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 14

15 της κλίμακας. Στη συγκεκριμένη περίπτωση το RMS κρίνεται ικανοποιητικό (Εικόνα 3.4). Αν το σφάλμα κάποιου σημείου ή το μέσο σφάλμα δεν είναι ικανοποιητικό, τότε ο χρήστης επιβάλλεται να προσθέσει με μεγαλύτερη ακρίβεια κάποιο ή όλα τα σημεία ελέγχου ή να βρει κάποιο άλλο σημείο με καλύτερη ακρίβεια. Τα εργαλεία του πίνακα δίνουν τη δυνατότητα στο χρήστη να αφαιρέσει κάποιο σημείο ελέγχου, επιλέγοντας τη συγκεκριμένη γραμμή και πατώντας το εικονίδιο. Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύσει τον πίνακα των συντεταγμένων σε αρχείο.txt επιλέγοντας το εικονίδιο "Save" του πίνακα. Εικόνα 3.4. Η καρτέλα που δείχνει τα σημεία που έχουν εισαχθεί για την γεωμετρική διόρθωση του χάρτη, το πολυώνυμο που χρησιμοποιείται για την επίλυση, καθώς και το σφάλμα της διόρθωσης 3 ο Βήμα) Εξαγωγή και αποθήκευση του γεωαναφερμένου αρχείου εικόνας Από τη στιγμή που το μέσο σφάλμα είναι ικανοποιητικό, ακολουθεί n επιλογή της εντολής "Update Georeferencing". Η εντολή αυτή δημιουργεί ένα αρχείο με επέκταση *.txt, το οποίο περιέχει πληροφορίες για το μετασχηματισμό της εικόνας (Εικόνα 2.7α). Το αρχείο αυτό πρέπει να συνοδεύει την εικόνα, για να είναι δυνατή n απεικόνισή της στο νέο σύστημα συντεταγμένων. Αν ο χρήστης επιθυμεί να αποθηκεύσει τις συντεταγμένες μόνιμα στο βασικό αρχείο της εικόνας, θα πρέπει να δημιουργήσει μια νέα εικόνα με τη βοήθεια της εντολής "Rectify" (Εικόνα 3.5α). Στην καρτέλα που εμφανίζεται επιλέγετε το pixel ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 15

16 size, με γνώμονα τις δυνατότητες του ψηφιδωτού αρχείου, δηλαδή πόσο καλή ανάλυση μπορεί να έχει, τη μέθοδο αναδόμησης των pixels (Resample Type), την τοποθεσία που θα αποθηκευτεί, το όνομα που θα έχει το γεωαναφερμένο αρχείο, καθώς και την μορφή του αρχείου (π.χ. Tiff, Grid, Bmp, Imagine κλπ) (Εικόνα 3.5β). (α) Εικόνα 3.5. (α)το μενού με τις εντολές Update Georeferensing και Rectify, (β) Η καρτέλα όπου εισάγονται το μέγεθος του pixel, η μέθοδος αναδόμησης της διορθωμένης γεωμετρικά εικόνας (resamble) και η μορφή και το όνομα της νέας γεωαναφερμένης εικόνας. (β) Β) Δημιουργία Δομής της Γεωγραφικής Βάσης Πριν την ψηφιοποίηση των οντοτήτων του χάρτη, πρέπει να σχεδιαστεί η δομή της γεωγραφικής βάσης, έτσι ώστε να είναι έτοιμη νε δεχτεί τις οντότητες που θα ψηφιοποιηθούν. Στο σχεδιασμό θα πρέπει να ληφθούν υπόψη οι ομάδες των δεδομένων (Data feature set), οι ομάδες/κλάσεις των οντοτήτων (Feature class), οι υποομάδες/υποκλάσεις τους (sub classes) και τα όρια των τιμών τους (domain) (Εικόνες ). ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 16

17 Εικόνα 3.6. Οι τρεις βασικές γεωγραφικές οντότητες Εικόνα 3.7. Η ομαδοποίηση των οντοτήτων σε κλάσεις Εικόνα 3.8. Η οργάνωση των κλάσεων σε συλλογές ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 17

18 Ο σχεδιασμός αυτός διευκολύνει την εισαγωγή των περιγραφικών χαρακτηριστικών των οντοτήτων, συντομεύει τον χρόνο εισαγωγής τους και συντελεί στον μηδενισμό των λαθών. Ως αποτέλεσμα, ο χρήστης αντί να είναι υποχρεωμένος να θυμάται διάφορους κωδικούς, μπορεί να τους επιλέγει από διάφορα μενού. Γ) Ψηφιοποίηση Οντοτήτων Η ψηφιοποίηση ξεκινά με την αποτύπωση των γραμμικών οντοτήτων, η οποία συνοδεύεται από τον καθορισμό του τύπου της γραμμικής οντότητας με τη βοήθεια συγκεκριμένων μενού. Έτσι, σημεία του χάρτη ή της φωτογραφίας, ψηφιοποιούνται με ένα κλικ του πλήκτρου του ποντικιού. Οι γραμμές αποτελούνται από διαδοχικά σημεία, ενώ τα πολύγωνα προκύπτουν από γραμμές όπου η αρχή και το τέλος τους συμπίπτουν. Το αποτέλεσμα της ψηφιοποίησης διαφέρει ανάλογα με το είδος των οντοτήτων, όπως φαίνεται στον πίνακα 3.1 που ακολουθεί. Πίνακας 3.1 (Χατζηχρήστος & Μαρσέλη 2011) Ένα σημαντικό σημείο που πρέπει να προσεχθεί είναι η σωστή τοπολογική δομή των γεωγραφικών δεδομένων που εισάγονται σε ένα σύστημα ΓΣΠ, δηλαδή να μην υπάρχουν ασύνδετες γραμμές ή ανοικτά πολύγωνα. Η διαδικασία αυτή αφορά στη σύμπτωση σημείων και σε μορφή γραφήματος μπορεί να αποδοθεί ως εξής: Όταν μετακινείτε τον κέρσορα πάνω στην οθόνη αλλάζει μορφή και γίνεται σταυρός σε μπλε κύκλο. Ο μαύρος κύκλος γύρω από τον κέρσορα αναπαριστά την απόσταση εντός της οποίας θεωρείται ότι ο κέρσορας και η οντότητα συμπίπτουν. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 18

19 Όταν η θέση της οντότητας (σκούρος γκρι) είναι έξω από το μαύρο κύκλο, όπως στην περίπτωση Α της Εικόνας 3.9α, τότε ο κέρσορας παραμένει στη θέση του. Εάν η θέση του είναι σε απόσταση μικρότερη του ορίου μετακίνησης (snapping tolerance), δηλαδή μέσα στο μαύρο κύκλο, όπως στην περίπτωση Β, τότε ο μπλε κύκλος μετακινείται στον κόκκινο κύκλο σαν να τον ελκύει μαγνήτης (Εικόνα 3.9α). Όπως είναι γνωστό, η διανυσματική απεικόνιση χωρικών δεδομένων αναφέρεται στις γεωμετρικές ιδιότητες και στην τοπολογία τους. Επομένως, η αποτύπωσή τους εκτός των γεωμετρικών ιδιοτήτων τους πρέπει να εκφράζει και την τοπολογία τους. Έτσι, τα σημεία αρχής και τέλους μιας γραμμικής οντότητας ονομάζονται κόμβοι (endpoints), ενώ τα σημεία στα οποία αλλάζει κατεύθυνση μια γραμμή, κορυφές (vertices). Τέλος, τα τμήματα της γραμμής μεταξύ δύο κορυφών καλούνται πλευρές (edges) (Εικόνα 3.9β). Πλευρά Κόμβος Κορυφή Κόμβος (α) Εικόνα 3.9. (α) Η μορφή του κέρσορα κατά την διαδικασία της ψηφιοποίησης, (β) Η ονομασία των γραμμών και των κόμβων σε ένα γραμμικό αρχείο ψηφιοποίησης (β) Τα βήματα εργασιών που θα πρέπει να ακολουθηθούν για την ψηφιοποίηση της εικόνας, n οποία περιέχει επιφάνειες με διαφορετική χρήση γης, είναι τα παρακάτω: 1 ο Βήμα) Δημιουργία θεματικού επιπέδου Στο στάδιο αυτό ο χρήστης δημιουργεί ένα θεματικό επίπεδο. Η διαδικασία τnς δημιουργίας του θεματικού επιπέδου εκτελείται μέσα από το περιβάλλον του ArcCatalog. Για το λόγο αυτό ο χρήστης πρέπει να ενεργοποιήσει τον ArcCatalog και με δεξί κλικ μέσα στον φάκελο που θέλει να δημιουργήσει το νέο επίπεδο πατώντας: New>Shapefile. Έπειτα, στην καρτέλα Create New Shapefile που ανοίγει, ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 19

20 δηλώνεται το όνομα και τον τύπο του επιπέδου (σημειακό, γραμμικό, πολυγωνικό) (Εικόνες 3.10α-β) και ορίζεται το προβολικό σύστημα (Coordinate System) (Εικόνα 3.10α-β). 2 ο Βήμα) Εισαγωγή του θεματικού επιπέδου στο περιβάλλον του ArcMap και ρύθμιση των παραμέτρων ψηφιοποίησης Στο σημείο αυτό ο χρήστης εισάγει την εικόνα και το διανυσματικό αρχείο με τη χρήση του εικονιδίου Add Data. Κατόπιν γίνεται ενεργοποίηση της εργαλειοθήκης Editor με δεξί κλικ στην περιοχή των εργαλείων. Από την εργαλειοθήκη αυτή με την επιλογή Fit to Display η εικόνα του επιπέδου προσαρμόζεται στα όρια του παραθύρου, διευκολύνοντας την διαδικασία. Τα δεδομένα που θα ψηφιοποιηθούν θα πρέπει να χαρακτηρίζονται από σωστή τοπολογική δομή. Γι' αυτό είναι σκόπιμο να οριστούν εξαρχής κάποιες παράμετροι. Μέσα από την εργαλειοθήκη Snapping>Options ορίζεται το Τolerance σε pixels. Ουσιαστικά ορίζεται ότι κατά την ψηφιοποίηση μιας οντότητας, αν ο κέρσορας βρίσκεται σε απόσταση μικρότερη από την τιμή του Tolerance από την πλησιέστερη γειτονική οντότητα, τότε θα μετακινείται αυτόματα προς την οντότητα αυτή, ώστε να μην δημιουργούνται κενά. Αρχικά, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί η προκαθορισμένη τιμή του Tolerance (3.10γ). Μέσω της εργαλειοθήκης Snapping (Εικόνα 3.10δ), ο χρήστης επιλέγει κάθε φορά το είδος της οντότητας, βάση της οποίας θα γίνει η σύμπτωση, όπως φαίνεται στην Εικόνα 3.11α. 3 ο Βήμα) Ψηφιοποίηση θεματικού επιπέδου Από τη στιγμή που έχουν οριστεί οι κατάλληλες παράμετροι για την ψηφιοποίηση, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να ενεργοποιήσει τη διαδικασία από την εργαλειοθήκη Editor>Start Editing. Η εργαλειοθήκη προσφέρει πλήθος από εργαλεία, τα οποία επιτελούν βασικές αλλά και προχωρημένες λειτουργίες (Εικόνα 3.11α). Κατά τη διαδικασία της ψηφιοποίησης πολλά από τα εργαλεία αυτά εμφανίζονται με τη μορφή mini toolbαrs σε μικρή απόσταση από τον κέρσορα για ευκολότερη πρόσβαση (Εικόνα 3.11β). Αυτόματα στο δεξί μέρος του παραθύρου της εφαρμογής εμφανίζεται ένα υποπαράθυρο Create Features, όπου στο πάνω μέρος θα πρέπει να εισαχθεί το προς ψηφιοποίηση επίπεδο. Στο κάτω μέρος του παραθύρου ο χρήστης μπορεί να επιλέξει ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 20

21 μεταξύ διαφόρων Construction Tools για τη διαδικασία της ψηφιοποίησης (Εικόνα 3.11γ). (α) (γ) (δ) (β) Εικόνα (α-β) Δημιουργία θεματικού επιπέδου στο ArcCatalog, (γ) Η καρτέλα με τις επιλογές των χαρακτηριστικών ψηφιοποίησης (Snapping Options), (δ) Η εργαλειοθήκη Snapping Προσοχή! Αν και η διαδικασία της ψηφιοποίησης από την παραπάνω περιγραφή διαφαίνεται ιδιαίτερα απλή και εύκολη, ωστόσο απαιτεί εμπειρία, προσεκτικό ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 21

22 σχεδιασμό των βημάτων και διαρκή έλεγχο. Τα λάθη της ψηφιοποίησης συνήθως εντοπίζονται, αφού γίνει και η δόμηση της τοπολογίας με την οποία δημιουργούνται οι χωρικές σχέσεις μεταξύ των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του θεματικού επιπέδου. (α) (α) (β) Εικόνα (α) Τα εργαλεία που προσφέρει η εργαλειοθήκη Editor, (β) η mini toolbar που βρίσκεται σε μικρή απόσταση από τον κέρσορα κατά τη διαδικασία της ψηφιοποίησης (γ) Τα συνηθέστερα λάθη που αναγνωρίζονται μετά το πέρας της ψηφιοποίησης φαίνονται στην Εικόνα 3.12 και είναι τα εξής: Λάθη στους κόμβους (υπολειπόμενα ή υπερκαλυπτόμενα τόξα και ψευδοκόμβοι) Πολύγωνα τα οποία δεν είναι κλειστά Πολύγωνα με παραπάνω από ένα χαρακτηριστικά σημεία - ετικέτες Μη ορθή αναπαράσταση των ψηφιοποιηθέντων οντοτήτων (Εικόνα 3.12) Η τελευταία περίπτωση είναι χαρακτηριστική όπως, για παράδειγμα οι διακεκομμένες γραμμές σε ένα ψηφιδωτό αρχείο. Το σύνηθες λάθος είναι ότι δεν ψηφιοποιείται η γραμμή ενιαία, αλλά κάθε τμήμα της ξεχωριστά. Η σωστή ερμηνεία είναι ότι η οντότητα αυτή είναι μία, ψηφιοποιείται σαν μία ενιαία γραμμή και απλώς ο τρόπος αναπαράστασής της είναι η διακεκομμένη γραμμή που εισάγεται ως περιγραφικό χαρακτηριστικό. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 22

23 Εικόνα Τα συνηθέστερα λάθη της ψηφιοποίησης (Κουτσόπουλος & Ανδρουλακάκης 2012) Η διαδικασία της ψηφιοποίησης πρέπει να εξασφαλίζει ότι: Όλα τα γεωμετρικά στοιχεία τα οποία έπρεπε να ψηφιοποιηθούν, όντως ψηφιοποιήθηκαν (όχι ελλιπή στοιχεία) Όλα τα γεωμετρικά στοιχεία τα οποία ψηφιοποιήθηκαν, έπρεπε να ψηφιοποιηθούν (όχι επιπλέον στοιχεία) Τα γεωμετρικά στοιχεία βρίσκονται στη σωστή θέση και τα τόξα έχουν το σωστό σχήμα (τα στοιχεία είναι ακριβή) Τα γεωμετρικά στοιχεία τα οποία πρέπει να ενώνονται, όντως ενώνονται Όλα τα πολύγωνα έχουν ένα και μόνο ένα, χαρακτηριστικό σημείο-ετικέτα (label), στο οποίο θα αποδοθούν τα περιγραφικά χαρακτηριστικά του πολυγώνου. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 23

24 Δ) Εισαγωγή Περιγραφικών Χαρακτηριστικών (Αναπαράσταση Οντοτήτων) Η εισαγωγή των περιγραφικών χαρακτηριστικών ακολουθεί την διαδικασία της ψηφιοποίησης. Για την καταχώρηση της πληροφορίας αυτής ο χρήστης πρέπει να ακολουθήσει τα παρακάτω βήματα εργασιών. Άνοιγμα του Πίνακα Περιγραφικών Χαρακτηριστικών του θεματικού επιπέδου με δεξί κλικ και επιλογή τnς εντολής"open Attribute Table" από τη λίστα που εμφανίζεται. Ενεργοποίηση της διαδικασίας Editing μέσα από τnν εργαλειοθήκη "Editor>Start Editing" Επιλογή κάθε εγγραφής του πίνακα και καταχώρηση τnς πληροφορίας στο πεδίο που επιθυμούμε με πληκτρολόγηση. Η επιλογή μιας εγγραφής στον πίνακα οδηγεί στον ταυτόχρονο χρωματισμό με γαλάζιο χρώμα, τόσο της εγγραφής στον πίνακα, όσο και του πολυγώνου στο οποίο αντιστοιχεί η εγγραφή αυτή. Με τον τρόπο αυτό διευκολύνεται η διαδικασία καταχώρησης της πληροφορίας. Εν συνεχεία, παρουσιάζονται οι δύο τρόποι με τους οποίους είναι δυνατή η επιλογή ενός πολυγώνου. Ο συνήθης τρόπος είναι με τη χρήση του εργαλείου Select Feature με απλό κλικ σε ένα πολύγωνο. Αυτόματα επιλέγεται και στον πίνακα κάνοντας δυνατή την αναγνώρισή του και ο χρήστης είναι σε θέση να εισάγει την πληροφορία την οποία αντλεί από το αρχείο της εικόνας. Εναλλακτικό τρόπο αποτελεί η επιλογή μιας οποιασδήποτε εγγραφής στον πίνακα, η αντίστοιχη επιλογή του πολυγώνου και η αναγνώριση της θέσης του στον χώρο. Προσοχή! Για να είναι δυνατή η καταχώρηση πληροφορίας στον πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών ενός επιπέδου, αυτό θα πρέπει να είναι σε κατάσταση Editing, μέσα από την εργαλειοθήκη Editor. Ε) Δημιουργία Πολυγωνικών Οντοτήτων Την ολοκλήρωση της ψηφιοποίησης και αναπαράστασης των γραμμικών οντοτήτων με την εφαρμογή του προηγούμενου βήματος, ακολουθεί η αντίστοιχη διαδικασία για τις πολυγωνικές οντότητες. Πιο συγκεκριμένα, μία πολυγωνική οντότητα συγκροτείται από μια συγκεκριμένη ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 24

25 σειρά γραμμικών οντοτήτων καθώς και από μία σημειακή (Label), η οποία χρησιμεύει ως θέση αναφοράς για τα περιγραφικά χαρακτηριστικά τους. Βέβαια, η δημιουργία πολυγώνων χωρίς σημεία αναφοράς είναι εφικτή, αλλά όχι και επιθυμητή, αφού αυτά οδηγούν σε πολυγωνικές οντότητες χωρίς περιγραφικά χαρακτηριστικά. Ζ) Τοπολογία - Έλεγχος Ορθότητας Γεωμετρικών Δεδομένων Τέλος θα πρέπει να οριστούν οι τοπολογικοί κανόνες που πρέπει να διέπουν τις οντότητες της Γεωγραφικής βάσης, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η συνεκτικότητα και ακεραιότητά της. Για παράδειγμα, ένα σπίτι πρέπει να βρίσκεται μέσα στο οικόπεδο, τα οικόπεδα δεν πρέπει να επικαλύπτονται κ.λπ. Με βάση τους τοπολογικούς αυτούς κανόνες γίνεται έλεγχος της τοπολογίας όσων ψηφιοποιήθηκαν, ώστε το σύστημα να μην εμφανίζει λάθη ή αν υπάρχουν, να διορθωθούν. Για τη δόμηση της τοπολογίας πρέπει να ακολουθηθούν κάποια Βασικά στάδια: Δημιουργία Γεωβάσnς {New Personal Geodatabase) Δημιουργία Feature Dataset στη Γεωβάσn Εισαγωγή πολυγωνικού επιπέδου ως Feature Class στο Feature Dataset Δόμηση της τοπολογίας με χρήση συγκεκριμένων τοπολογικών κανόνων Η δόμηση και ο έλεγχος της τοπολογίας βασίζεται σε συγκεκριμένους κανόνες. Στην περίπτωση πολυγωνικών χαρακτηριστικών οι κανόνες αυτοί φαίνονται στον Πίνακα 3.2. Πίνακας 3.2 (Χατζηχρήστος & Μαρσέλη 2011) ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 25

26 Τα βήματα για τη δόμηση τοπολογίας είναι τα ακόλουθα: Άνοιγμα περιβάλλοντος ArcCatalog Δημιουργία ενός φακέλου, ο οποίος θα περιέχει όλα τα αρχεία που θα προκύψουν από τη δόμηση της τοπολογίας. Δημιουργία Γεωβάσnς με δεξί κλικ στο φάκελο αυτό και επιλογή της εντολής New > Personal Geodatabase Ακολουθεί n δημιουργία Feature Dataset στn Γεωβάσn. Με δεξί κλικ στο αρχείο Personal Geodatabase και επιλογή της εντολής New>Feature Dataset, ανοίγει ένα παράθυρο στο οποίο θα πρέπει αρχικά να οριστεί η ονομασία του Feature Dataset (π.χ. Land_Cover_FD) και στη συνέχεια να οριστεί προαιρετικά το σύστημα συντεταγμένων είτε με lmport είτε επιλέγοντάς το από τους φακέλους Τέλος, ορίζεται η τιμή Tolerance ίση με 0,001 για κάθε διάσταση. Με την επιλογή Finish δημιουργείται ένα κενό Feature Dataset Στο σημείο αυτό ο χρήστης θα πρέπει να εισάγει το θεματικό επίπεδο για το οποίο επιθυμεί να εκτελέσει τη διαδικασία της δόμησης της τοπολογίας (π.χ. Land_Cover_Topology) [Το αρχείο Land_Cover_Topology υπάρχει ήδη στο φάκελο Training Data_21, ενώ υπάρχει και το έτοιμο αρχείο Topology.mxd, που μπορείτε να ανοίξετε απ ευθείας].αυτό είναι εφικτό με δεξί κλικ στο Feature Dataset και επιλογή της εντολής lmport > Feature Class (Single). Με την επιλογή αυτή ανοίγει το παράθυρο της Εικόνας 3.13 όπου ο χρήστης καλείται: Να εισάγει το θεματικό επίπεδο που θα εφαρμοστεί η τοπολογία Να ορίσει τη θέση στην οποία θα αποθηκευτεί το παραγόμενο "Feature Class" Να ορίσει την ονομασία της Output Feature Class (π.χ. Land_Cover_Topology_Corrected). ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 26

27 Με την επιλογή Ok η εισαγωγή του επιπέδου στο Feature Dataset της Personal Geodatabase ολοκληρώνεται. Ακολουθεί έπειτα η δόμηση της τοπολογίας Με δεξί κλικ στο Feature Dataset που δημιουργήθηκε (TOPOLOGY) και επιλογή της εντολής New>Topology, ανοίγει το παράθυρο της εικόνας 3.14 Στο παράθυρο αυτό, και ακολουθώντας τα βήματα, ο χρήστης καλείται να δώσει ένα όνομα για την Τοπολογία (Topology), καθώς επίσης και να ορίσει την τιμή του Cluster Tolerance (0,1) Εν συνεχεία καλείται να επιλέξει το επίπεδο στο οποίο θα εφαρμόσει τους τοπολογικούς κανόνες για τη δόμηση της τοπολογίας Ακολουθεί η εισαγωγή μιας τιμής μεταξύ του 1 και του 50. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή τόσο μικρότερη είναι η μετακίνηση των χαρακτηριστικών. Η μεγαλύτερη τιμή είναι η μονάδα. Στη συγκεκριμένη περίπτωση θα χρησιμοποιηθεί η τιμή Rank=30 Στο τελικό στάδιο επιλέγονται οι κανόνες για τη δόμηση της τοπολογίας. Στη συγκεκριμένη περίπτωση ελήφθησαν υπόψη δύο κανόνες: Εικόνα Η καρτέλα Feature Class to Feature Class, όπου ο χρήστης εισάγει το θεματικό επίπεδο που θα εφαρμοστεί η τοπολογία, τη θέση που θα αποθηκευτεί το παραγόμενο Feature Class και την ονομασία του ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 27

28 Εικόνα Η καρτέλα που ανοίγει για την δημιουργία της τοπολογίας 1 ος Κανόνας Δεν θα πρέπει να υπάρχει επικαλυπτόμενο τμήμα (Overlap) μεταξύ των πολυγώνων του ίδιου επιπέδου (Εικόνα 3.15α). 2 ος Κανόνας Δεν θα πρέπει να δημιουργούνται κενά μεταξύ των πολυγώνων (Gaps) ενός επιπέδου (Εικόνα 3.15β). (α) (β) Εικόνα Οι κανόνες τοπολογίας (α)must Not Overlap και (β) Must Not Have Gaps Τα αποτελέσματα της δόμησης της τοπολογίας, παρουσιάζονται στην Εικόνα 3.16 και είναι δύο επίπεδα, το Topology που περιέχει όλα τα σφάλματα, ενώ το Land_Cover_Topology_Corrected, αποτελεί το επίπεδο του οποίου τα λάθη ο ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 28

29 χρήστης είναι σε θέση να διορθώσει με τη χρήση των κατάλληλων εργαλείων της εργαλειοθήκης Topology. Εικόνα Η εμφάνιση των λαθών που εξάγονται από την εφαρμογή των κανόνων τοπολογίας, στο ArcMap Η) Εκτύπωση Χαρτών Αφού ολοκληρωθεί η εισαγωγή των δεδομένων, συνήθως ακολουθεί η χαρτογραφική σύνθεσή τους, η οποία καλό είναι να είναι παρόμοια με αυτή των αρχικών χαρτών, δηλαδή να γίνεται χρήση των ίδιων χρωμάτων και συμβόλων. Επιπλέον, επιθυμητό είναι οι χάρτες να εκτυπώνονται σε διαφανές χαρτί έτσι ώστε να υπάρχει σύγκριση με τους αρχικούς. Με αυτό τον τρόπο μπορεί να γίνει τόσο ο τελικός έλεγχος της εισαγωγής των δεδομένων όσο και ο εντοπισμός τυχόν λαθών τόσο στα γεωμετρικά όσο και στα περιγραφικά στοιχεία που έχουν εισαχθεί στο σύστημα Διανυσματοποίηση ψηφιδωτών δεδομένων Ένας άλλος τρόπος εισαγωγής δευτερογενών δεδομένων σε ένα ΓΣΠ είναι η ημιαυτόματη μετατροπή ενός ψηφιδωτού αρχείου σε διανυσματικά επίπεδα, ανάλογα με τις οντότητες που περιέχει το ψηφιδωτό αρχείο. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 29

30 Τα ψηφιδωτά δεδομένα προέρχονται κυρίως από σαρωμένους χάρτες, αεροφωτογραφίες και δορυφορικές εικόνες τα οποία σχεδόν πάντοτε δεν περιέχουν πληροφορίες για τις συντεταγμένες τους, αλλά μόνο για τον αριθμό και το μέγεθος των pixel στους δύο άξονες. Είναι φανερό, επομένως ότι τα δεδομένα αυτά πρωτίστως πρέπει να γεωαναφερθούν. Α) Αποτύπωση Ψηφιδωτών Δεδομένων Ένας κάνναβος αποτελείται από ένα κανονικό αλλά αυθαίρετο σύστημα πολυγώνων που ορίζει ένα σύστημα αναφοράς μέσω των σειρών και των στηλών του, ο αριθμός των οποίων δεν είναι αναγκαίο να είναι πάντοτε ο ίδιος. Το σύστημα αυτό, όμως, παρόλο που μοιάζει με το Καρτεσιανό σύστημα αναφοράς, διαφέρει σημαντικά από αυτό. Στο καρτεσιανό σύστημα, κάθε τιμή αναφέρεται στους κάθετους άξονες Χ και Υ και μεταβάλλεται αυξανόμενη προς τα δεξιά στον άξονα Χ και προς τα πάνω στον άξονα Υ, ενώ μπορεί να πάρει και αρνητικές τιμές (Εικόνα 3.17α). Στο κανναβικό σύστημα, η τιμή για τις στήλες αυξάνεται προς τα δεξιά (αντιστοιχία με το καρτεσιανό σύστημα), αλλά η τιμή για τις σειρές αυξάνεται προς τα κάτω και βέβαια δεν μπορεί να πάρει αρνητικές τιμές (Εικόνα 3.17β). Κάθε pixel είναι μια ενιαία μονάδα στην οποία αποδίδεται κάποια τιμή (ακέραιος ή όχι αριθμός) για κάθε χαρακτηριστικό που ενδιαφέρει. Στην περίπτωση που δεν υπάρχουν στοιχεία για ένα pixel, τότε η τιμή του pixel δεν είναι μηδέν, αφού αυτό θεωρείται ως μια πιθανή τιμή, αλλά παραμένει κενό δείχνοντας την έλλειψη στοιχείων. (α) (β) Εικόνα 3.17 (α&β). Καρτεσιανό και Κανναβικό Σύστημα Αναφοράς ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 30

31 Β) Ψηφιοποίηση Το βασικό εργαλείο ψηφιοποίησης δεδομένων σε ψηφιδωτή μορφή είναι ο σαρωτής, ένα όργανο σχεδιασμένο να δημιουργεί ψηφιακή απεικόνιση των προς εισαγωγή δεδομένων με τη μορφή ενός δισδιάστατου συνόλου από τιμές pixel. Ο σαρωτής, δηλαδή, είναι ένα είδος αυτόματου ψηφιοποιητή, με αποτέλεσμα να μειώνει αισθητά το χρόνο εισαγωγής των δεδομένων. Η ιδιότητα αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε όσους οργανισμούς διαθέτουν μεγάλο όγκο δεδομένων και θέλουν να κάνουν χρήση της τεχνολογίας των Γ.Σ.Π. Οι σαρωτές για ψηφιδωτά στοιχεία διακρίνονται σε επίπεδους και κυλινδρικούς, ανάλογα, με το αν η επιφάνεια στην οποία τοποθετείται η προς ψηφιοποίηση πηγή των δεδομένων είναι επίπεδη ή κυλινδρική. Γ) Αποτύπωση - Απόδοση Τιμών σε Κάνναβο Η αποτύπωση ψηφιδωτών δεδομένων αναφέρεται στην διαδικασία απόδοσης τιμών σε κάθε pixel του καννάβου, έτσι ώστε από τα στοιχεία του αρχικού χάρτη να δημιουργηθεί ένας κάνναβος τιμών. Τέσσερις είναι οι βασικές μέθοδοι απόδοσης τιμών σε pixel (Chou, 1997) και αναφέρονται περιληπτικά παρακάτω: i. Μέθοδος Κεντροειδούς. Η μέθοδος του κεντροειδούς ορίζει την τιμή για ολόκληρο το pixel σύμφωνα με την τιμή που παρατηρείται στο κεντροειδές του pixel, που βέβαια δεν είναι άλλη από το γεωμετρικό κέντρο του. Η διαδικασία αυτή μπορεί να γίνει αντιληπτή μέσα από το παράδειγμα της Εικόνας 3.18 Στην περιοχή του σχήματος αυτού υπάρχουν δυο χρήσεις γης, η Γεωργική (1), απεικονιζόμενη με λευκό και η Μη-αγροτική (2), απεικονιζόμενη με διαγραμμίσεις. Για την αποτύπωση του χάρτη αυτού, σε κάθε pixel αποδίδεται η τιμή 1 ή 2 με μοναδικό κριτήριο αν το γεωμετρικό κέντρο καλύπτεται από τη χρήση 1 ή 2 αντίστοιχα. Η μέθοδος αυτή είναι γενικά απλή και εύκολη, ιδιαίτερα όταν αντιμετωπίζονται περιπτώσεις με μικρές χωρικές διαφοροποιήσεις (μεγάλος αριθμός pixel που αναφέρονται στο ίδιο χαρακτηριστικό). Παρουσιάζει, όμως, το εξής μειονέκτημα: ακόμα κι αν το χαρακτηριστικό που καλύπτει το γεωμετρικό κέντρο, καλύπτει ένα μικρό μόνο μέρος του pixel, εντούτοις το pixel αποδίδεται σε αυτό το χαρακτηριστικό. Για παράδειγμα, το pixel ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 31

32 στο κάτω δεξιό τμήμα του χάρτη παίρνει τιμή 2, παρόλο ότι η χρήση γης μη αγροτική καλύπτει μικρό τμήμα του pixel αυτού. Εικόνα Μέθοδος του Κεντροειδούς ii. Μέθοδος της Μεγαλύτερης Κάλυψης. Στη μέθοδο αυτή, η απόδοση μιας τιμής σε ένα συγκεκριμένο pixel εξαρτάται από το ποια κατηγορία (π.χ. χρήσης γης) καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος του. Σαν αποτέλεσμα, η μέθοδος αυτή απαιτεί σχετικά περισσότερους και πιο περίπλοκους υπολογισμούς απ' ότι η προηγουμένη. Κι αυτό γιατί σε κάθε pixel πρέπει να υπολογιστεί η επιφάνεια που καλύπτεται από τις διάφορες κατηγορίες του χαρακτηριστικού που ενδιαφέρει. Στην περίπτωση που η διακριτική ικανότητα του καννάβου είναι μικρή και οι κατηγορίες πολλές, η απόδοση τιμών με την μέθοδο αυτή οδηγεί σε μεγάλες υπολογιστικές δυσκολίες. Στην Εικόνα 3.19 φαίνεται η αποτύπωση των τιμών για τον αρχικό χάρτη με τη μέθοδο της μεγαλύτερης κάλυψης, όπου χαρακτηριστικά φαίνεται ότι το κάτω δεξιά pixel του χάρτη παίρνει την τιμή 1 και όχι 2, όπως με την προηγουμένη μέθοδο. Γενικά, η απόδοση τιμών με τη μέθοδο αυτή τείνει να είναι περισσότερο αντιπροσωπευτική των πραγματικών συνθηκών. iii. Μέθοδος του Σημαντικότερου. Και η μέθοδος αυτή είναι σχετικά απλή και εύκολη στην εφαρμογή της, αφού η διαδικασία απόδοσης της τιμής σε ένα pixel εξαρτάται απλά από την παρουσία ή όχι της κατηγορίας που θεωρείται ότι αποτελεί την πιο σημαντική. Για παράδειγμα, ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 32

33 αν η λευκή περιοχή του αρχικού χάρτη αναφέρεται σε μη-μολυσμένα εδάφη (1) και τα γραμμοσκιασμένα σε μολυσμένα εδάφη (2) και το ενδιαφέρον είναι να γίνουν γνωστές όλες οι θέσεις που είναι μολυσμένες, ανεξάρτητα από τον βαθμό μόλυνσης τους, η εφαρμογή της μεθόδου φαίνεται στην Εικόνα Το σχήμα αυτό καταγράφει αυτή την προσέγγιση, όπου και η απλή παρουσία της κατηγορίας 2 σε ένα pixel οδηγεί και σε απόδοση του στην κατηγορία αυτή. Η μέθοδος αυτή, είναι ιδιαίτερα χρήσιμη όταν συγκεκριμένες κατηγορίες φαινομένων ή καταστάσεων παίζουν κριτικό ρόλο στην ανάλυση. Εικόνα Μέθοδος Μεγαλύτερης Κάλυψης Εικόνα Μέθοδος του Σημαντικότερου ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 33

34 iv. Ιεραρχική Μέθοδος. Η ιεραρχική μέθοδος απόδοσης τιμών σε pixel διαφέρει από τις προηγούμενες, οι οποίες συγκριτικά μπορούν να χαρακτηριστούν ως σχετικά απλές στην σύλληψη τους και βατές στην εφαρμογή τους. Κι αυτό, γιατί η ιεραρχική μέθοδος είναι ιδιαίτερα πολύπλοκη και κυρίως απαιτεί την δημιουργία ενός δένδρου λήψης αποφάσεων ως διαδικασία για την απόδοση των τιμών στα pixel. Πιο συγκεκριμένα, η απόδοση τιμών στα pixel ακολουθεί μια ιεραρχική δομή με λογικούς κανόνες, η οποία ακολουθείται μέχρις ότου ληφθεί η τελική απόφαση. Η ιεραρχική δομή και οι λογικοί κανόνες εξαρτώνται από τη φύση της ανάλυσης και τις προγραμματιστικές δυνατότητες του ερευνητή. Επομένως, διαφέρουν από μελέτη σε μελέτη. Γενικά, αν υπάρχει εννοιολογική και λογική συνέπεια στην ακολουθούμενη διαδικασία, η μέθοδος αυτή είναι σαφώς ανώτερη από τις προηγούμενες, τόσο για την ακρίβεια της όσο και για την χρησιμότητα της. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 34

35 Βιβλιογραφικές Αναφορές Ινστιτούτο Επιμόρφωσης (Εθνικό Κέντρο Δημόσιας Διοίκησης και Αυτοδιοίκησης), Υλικό Εκπαίδευσης με τίτλο: "Διαχείριση Περιβαλλοντικών, Πολεοδομικών, Χωροταξικών Δεδομένων με τη Χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (G.I.S.), σελ. 126, Αθήνα. Καπαγερίδης Ι., Εισαγωγή στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών. Σημειώσεις Θεωρίας, σελ. 59, Κοζάνη. Κουτσόπουλος Κ., Ανδρουλακάκης Ν., Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών-Θεωρία & Πράξη. Εκδόσεις Παπασωτηρίου, σελ.641, Αθήνα. Φιλιππίδης Ε.Ι., Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών. Διδακτικές Σημειώσεις. Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών, Τμήμα Πληροφορικής & Επικοικωνιών, σελ. 98. Chou, Υ.Η., Exploring Spatial Analysis in G.I.S. Santa Fe, NM: On World Press. ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 35

36 Διαδικτυακοί Τόποι e54bf2bfb5f0fa975ff0bd&group=22f4066fff424d73a1fa775abda inspire1.pdf ble_to_arcmap/005s / ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 36

37 Συντομογραφίες Γ.Σ.Π. (GIS) : Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (Geographical Information Systems) GPS : Global Positioning System (Παγκόσμιο Σύστημα Θεσιθεσίας) ΕΓΣΑ 87 : Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 1987 ΕΚΔΔΑ-ΙΝΕΠ Σελίδα 37