ΕΞΑΡΧΟΥ ΝΙΚΟΛΟΠΟΥΛΟΣ ΜΠΕΝΣΑΣΣΩΝ ΣΥΜΒΟΥΛΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ Ε.Π.Ε. ΛΑΖΑΡΙ ΗΣ & ΣΥΝΕΡΓΑΤΕΣ ΑΝΩΝΥΜΗ ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΜΕΛΕΤΩΝ Α.Ε. ΓΕΩΘΕΣΙΑ ΣΥΜΒΟΥΛΟΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Ε.Π.Ε. Εφαρµογές γεωγραφικών επεξεργασιών Α. Κουκουβίνος & Ν. Μαµάσης Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τοµέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος
οµή παρουσίασης Εισαγωγή στα Συστήµατα Γεωγραφικής Πληροφορίας Χαρακτηριστικά και ιδιότητες των γεωγραφικών δεδοµένων Τυπικές χωρικές επεξεργασίες Εφαρµογές σχετικές µε την εκτίµηση και διαχείριση των υδατικών πόρων Παραδείγµατα Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 2
Εισαγωγή στα Συστήµατα Γεωγραφικής Πληροφορίας Σύστηµα Γεωγραφικής Πληροφορίας (ΣΓΠ, Geographic Information System, GIS) είναι κάθε πληροφοριακό σύστηµα αποθήκευσης και διαχείρισης γεωγραφικών (χωρικών) δεδοµένων Με ένα ΣΓΠ οποιαδήποτε εννοιολογική απλοποίηση του κόσµου µπορεί να κωδικοποιηθεί και να αποθηκευτεί σε ένα πληροφοριακό σύστηµα Πραγµατικός κόσµος Εννοιολογική απλοποίηση (µοντέλα δεδοµένων) Αποτελέσµατα Συλλογή δεδοµένων Ανάλυση-Επεξεργασίες (φυσικές διεργασίες- µαθηµατικά µοντέλα) Αποθήκευση (βάσεις δεδοµένων) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 3
Εισαγωγή στα ΣΓΠ-Από τον πραγµατικό κόσµο στο ΣΓΠ Στo ΣΓΠ ο κόσµος αποδίδεται µε κάποιο εννοιολογικό µοντέλο του και κατά συνέπεια ο τρόπος µοντελοποίησης είναι σηµαντικός για την επιτυχία της εφαρµογής. Πραγµατικός κόσµος Εννοιολογικό µοντέλο Ταµιευτήρας Ποτάµι Λεκάνη απορροής Σταθµός µέτρησης...... Μοντέλο δεδοµένων Πολύγωνο Γραµµή Πολύγωνο Σηµείο ΣΓΠ... Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 4
Εισαγωγή στα ΣΓΠ-Μοντέλα δεδοµένων ιανυσµατικά (vector) Τα διανυσµατικά µοντέλα χρησιµοποιούνται για να αποδοθούν οντότητες µε καλά ορισµένα σχήµατα. Οι οντότητες ορίζονται από µία σειρά συντεταγµένων που αποδίδει το σχήµα και τη θέση τους Υ 10 5 8,11 23,9 29,9 15,9 7,8 11,3 19,3 20,3 10 20 Χ 1 2 Μοντέλα ψηφιδωτής διαµέρισης (raster) Αναπαριστούν συνεχή φαινόµενα σε χώρο δύο διαστάσεων διαµερίζοντας τον σε γραµµές και στήλες Γραµµές Στήλες 2 1 Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 5
Εισαγωγή στα ΣΓΠ-Αποθήκευση δεδοµένων Αρχεία (shapefiles) Είναι η πιο απλή µορφή αποθήκευσης, µε λίγες απαιτήσεις σε δίσκο, επιτρέπει χωρικές πράξεις αλλά όχι τοπολογία Βάσεις γεωγραφικών δεδοµένων (geodatabases) Σύνθετη µορφή αποθήκευσης, χρησιµοποιεί τεχνολογίες των σχεσιακών βάσεων δεδοµένων, επιτρέπει τόσο χωρικές πράξεις όσο και τοπολογία (πολυγώνων, δικτύων κλπ.) Και στις δύο περιπτώσεις τη γεωµετρία διαχειρίζεται εσωτερικά το σύστηµα και τους πίνακες χαρακτηριστικών ορίζει και διαχειρίζεται ο χρήστης. Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 6
Εισαγωγή στα ΣΓΠ-Χαρακτηριστικά και πίνακες ιδιοτήτων Τα χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες των γεωγραφικών αντικειµένων αποθηκεύονται σε αρχεία ή πίνακες βάσεων δεδοµένων Ένα κλειδί χρησιµοποιείται συνήθως για να συνδέσει τη γεωγραφική µε την περιγραφική πληροφορία Οι πίνακες χαρακτηριστικών περιέχουν: Μεταβλητά αριθµητικά µεγέθη (προέρχονται από µετρήσεις ή υπολογισµούς, π.χ. 10.1 mm βροχής) Σταθερά µεγέθη (αποτελούν σταθερό χαρακτηριστικό της οντότητας, π.χ. 4 αντλίες) Κωδικοποιηµένα µεγέθη (αναφέρονται µε κωδικούς σε άλλα µεγέθη, π.χ. 1 (Λίµνη) Κείµενα (περιγράφουν το αντικείµενο, π.χ. Αχελώος (όνοµα) Ηµεροµηνίες (όπου συνέβη κάτι σχετικό µε το αντικείµενο, π.χ. 01/01/2000 (µέτρηση παροχής) Ειδικά πεδία για φωτογραφίες, βίντεο και άλλα πολυµέσα Γεωγραφικά δεδοµένα Ταµιευτήρες Id Έκταση... Ποτάµια Id Μήκος Χαρακτηριστικά και ιδιότητες Χαρακτηριστικά Ταµιευτήρων Id Όνοµα Στάθµη...... Χαρακτηριστικά Υδατορευµάτων Id Όνοµα Παροχή...... Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 7
Εισαγωγή στα ΣΓΠ- Επεξεργασίες στα διανυσµατικά µοντέλα δεδοµένων Γεωµετρικές Συγκρίνουν τη γεωµετρία δύο ή περισσότερων οντοτήτων Είναι ίσα Το ένα περιέχει το άλλο Το ένα διασχίζει το άλλο Το ένα επικαλύπτει το άλλο Το ένα ακουµπά το άλλο Τοπολογικές Πράξεις πάνω σε δύο ή περισσότερα επίπεδα πληροφορίας. Παράγουν ένα νέο επίπεδο Ζώνη Επιλογή Τοµή Ένωση Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 8
Εισαγωγή στα ΣΓΠ- Επεξεργασίες στα µοντέλα ψηφιδωτής διαµέρισης Σε δύο ή περισσότερα επίπεδα εφαρµόζονται αριθµητικοί ή λογικοί τελεστές. Προκύπτει ένα νέο επίπεδο Αριθµητικοί τελεστές (+, -, *, /, cos, sin, sqrt, ) Λογικοί τελεστές (And, Or, Xor, Not, >, <,) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 9
Εφαρµογές των ΣΓΠ στην εκτίµηση και διαχείριση των υδατικών πόρων Χάραξη λεκάνης απορροής Χάραξη υδρογραφικού δικτύου Υπολογισµός χαρακτηριστικών γεωµορφολογικών µεγεθών λεκάνης απορροής Ολοκλήρωση σηµειακών υδρολογικών και µετεωρολογικών µετρήσεων στην επιφάνεια λεκάνης απορροής (βροχόπτωση, θερµοκρασία, κλπ.) µε διάφορες µεθόδους παρεµβολής Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 10
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου Επιλογή Ψηφιακού Μοντέλου Υψοµέτρων (DEM) Υπολογισµός διεύθυνσης ροής Υπολογισµός επιφάνειας που απορρέει σε κάθε κύτταρο Υπολογισµός υδρογραφικού δικτύου Υπολογισµός λεκανών απορροής Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 11
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (συνέχεια) Βήµατα υπολογισµού Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 12
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 13
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 14
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 15
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 16
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 17
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 18
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 19
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 20
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 21
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 22
Χάραξη λεκάνης απορροής και υδρογραφικού δικτύου (εφαρµογή) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 23
Υπολογισµός χαρακτηριστικών γεωµορφολογικών µεγεθών λεκάνης απορροής Ελάχιστο, µέγιστο, µέσο υψόµετρο Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 24
Υπολογισµός χαρακτηριστικών γεωµορφολογικών µεγεθών λεκάνης απορροής Ελάχιστη, µέγιστη, µέση κλίση Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 25
Επιφανειακή ολοκλήρωση σηµειακών µετρήσεων-κατηγορίες Άµεση ολοκλήρωση Αριθµητικός µέσος Πολύγωνα Thiessen ύο άξονες (Bethlahmy s) Υψοµετρική µέθοδος Ισοπληθείς καµπύλες Ισοϋέτιες, ισοϋψείς κλπ. Προσαρµογή επιφανειών Βέλτιστη παρεµβολή (kriging) Ελάχιστων τετραγώνων µε πολυώνυµα Πολυώνυµων Langrange Παρεµβολή spline Σταθµισµένων αντίστροφων αποστάσεων Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 26
Επιφανειακή ολοκλήρωση σηµειακών µετρήσεων Σηµειακές µετρήσεις (π.χ. βροχόπτωση) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 27
Μέθοδοι παρεµβολής Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 28
Επιφανειακή ολοκλήρωση σηµειακών µετρήσεων-παραδείγµατα Πολύγωνα Thiessen Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 29
Επιφανειακή ολοκλήρωση σηµειακών µετρήσεων-παραδείγµατα (συνέχεια) Ισοτιµικές επιφάνειες Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 30
Επιφανειακή ολοκλήρωση σηµειακών µετρήσεων-παραδείγµατα (συνέχεια) Ψηφιδωτή διαµέριση (µέθοδος αντιστρόφων αποστάσεων) Πρόγραµµα Εκπαίδευσης Συστηµάτων Υδροσκοπίου Κεντρική Υπηρεσία Υδάτων 8 έως 17 Μαρτίου 2010 31