ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ και ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΚΟΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΑΛΛΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΣΕ ΠΟΙΟΥΣ ΑΠΕΥΘΥΝΕΤΑΙ ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΠΗΓΕΣ ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ 1o μάθημα: ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τί είναι Γεωπληροφορική - Tί είναι ΣΓΠ ; Θεμελιώδεις έννοιες χώρου-χρόνου Λειτουργικές απαιτήσεις Δεδομένα και Πληροφορία Διαδικασία Μοντελοποίησης Τεχνολογίες υποστήριξης 1
Γεωματική - Γεωπληροφορική - GIS (...και συγγενείς τεχνολογίες) ΣΓΠ - GIS: Ένα σύστημα με εξοπλισμό (Υ&Λ), δεδομένα, ανθρώπους και οργάνωση, για τη συλλογή, αποθήκευση, ανάλυση, και διάχυση πληροφορίας σχετική με τα φαινόμενα στη γήϊνη επιφάνεια. Γεωπληροφορική: ο επιστημονικός και τεχνολογικός τομέας που ασχολείται με τη συστηματοποίηση της κατανόησης του γεωγραφικού χώρου, και με τη συλλογή, επεξεργασία, ανάλυση, ερμηνεία, παρουσίαση και διαχείριση των στοιχείων του. Συγγενείς περιοχές - όροι - Ιστορική Εξέλιξη: Digital Mapping / Cartography Automated Mapping GIS/LIS CAD Digital Photogrammetry Remote sensing Global Positioning System (GPS) Συγγενείς τεχνολογίες Computer Graphics & Multimedia Data and Databases Hardware support Communications User Interfaces Internet 2
ΧΡΗΣΗ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΟΡΩΝ GEOGRAPHICAL GEO- SPATIAL GEOSPATIAL DATA INFORMATION SYSTEM SCIENCE THEORY ENGINEERING SPATIAL INFORMATION THEORY Ακολουθούμε τον ευρύτερο όρο: Γεωπληροφορική ο οποίος έχει θεωρητικό και τεχνολογικό περιεχόμενο, και χρησιμοποιούμε τον στενότερο όρο GIS για το τεχνολογικό μέρος της Γεωπληροφορικής ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ή ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΌΧΙ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ 3
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Λειτουργικές απαιτήσεις ΧΡΗΣΕΙΣ - ΠΕΔΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ GIS Κτηματολόγιο Δίκτυα κοινής ωφέλειας (AM/FM) Αυτόματη Σχεδίαση (CAD) Θεματική Χαρτογραφία Υδρογραφία Φωτογραμμετρία - Τηλεπισκόπηση Περιγραφή τοπογραφικού αναγλύφου Φυσικά διαθέσιμα Σχεδιασμός μεταφορών Αντιμετώπιση έκτακτων αναγκών Απογραφές - Δημογραφία Γεω-marketing Γεωτεχνική Αρχαιολογία Στρατιωτικές εφαρμογές... 4
Θεμελιώδεις Έννοιες Χώρου ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΟΨΕΙΣ ΤΟΥ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΥ ΚΟΣΜΟΥ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΣ ΚΟΣΜΟΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ιδιότητες σχέσεις συμπεριφορά ΑΝΤΙΛΗΨΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ επιλογή ταξινόμηση γενίκευση εκ τίμηση προσομοίωση ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΠΟΛΗ ΕΚΤΑΣΗ Κατά Κεφ. Εισόδ. Λονδίνο Μαδρίτη Μόσχα Ν.Υόρκ. Παρίσι 8 4 6 11 10 548 236 126 890 490 περιγραφή οργάνωση επισήμανση κωδικοποίηση συσχέτιση απόδοση ΔΕΔΟΜΕΝΑ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ (Data vs. Information) 5
Δεδομένα, Πληροφορία και Γνώση ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ ΓΝΩΣΗ ΜΕΤΑ- ΔΕΔΟΜΕΝΑ 6
Τρόποι δόμησης γεωγραφικών δεδομένων Θεματικά επίπεδα (layers) Αντικείμενα αντικειμενοστραφής (object-oriented) δομή 7
Υποσυστήματα ενός ΣΓΠ Σύστημα Παρατήρησης Σύστημα Γνώσης Σύστημα Καθοδήγησης 8
ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΕΝΟΣ GIS ΧΡΗΣΤΕΣ GIS interface Data Model διαχείριση Geo-DB ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΑΠΟΔΟΣΗ - ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ 9
ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΣΓΠ Εύκολη αποθήκευση Μή παραμορφώσεις στην αποθήκευση Εύκολη αναπαραγωγή Επιτάχυνση στην αναπαραγωγή Διατήρηση αρχικής ακρίβειας Ευκολότερη διόρθωση - ενημέρωση - αναθεώρηση Ενσωμάτωση πρόσθετης πληροφορίας Δυνατότητα ανάλυσης και συσχέτισης πληροφοριών Παραγωγή ιδιαίτερων προϊόντων (π.χ., χαρτών) Δυνατότητα τηλεμετάδοσης 10
Τεχνολογίες υποστήριξης ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΓΡΑΦΙΚΑ Η/Υ και ΠΟΛΥΜΕΣΑ ΥΛΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ 11
5 ΒΑΣΙΚΑ ΜΕΡΗ ΕΝΟΣ GIS ΟΡΓΑΝΩΣΗ HARDWARE gis ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ SOFTWARE ΔΕΔΟΜΕΝΑ 12
ΕΠΙΠΕΔΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ 13
ΕΝΝΟΙΕΣ ΧΩΡΟΥ ΚΑΙ ΧΡΟΝΟΥ ΔΥΣΚΟΛΟΣ ΟΡΙΣΜΟΣ: Ο κάθε ένας έχει δική του αντίληψη, αναπτύσσοντας την αντίληψή του για το χώρο και χρόνο με βάση το κοινωνικό περιβάλλον του και την εκπαίδευση που έλαβε. Εϊναι εξαιρετικά δύσκολο, να εκφράσει κανείς πλήρως και με συνέπεια πώς αντιλαμβάνεται τον χώρο και χρόνο, και να βρεί κοινά σημεία με τους άλλους. ΓΙΑΤΙ ΜΑΣ ΑΠΑΣΧΟΛΕΙ: Ένα σύστημα πληροφοριών ΔΕΝ ΓΝΩΡΙΖΕΙ ΤΙΠΟΤΑ για τα δεδομένα που διατηρεί και επεξεργάζεται. 14
ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ & ΜΟΝΤΕΛΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ (information system) είναι ένα σύνολο ανθρώπων, διαδικασιών και εξοπλισμού που έχει σχεδιαστεί, αναπτυχθεί και λειτουργεί και συντηρείται, για τη συλλογή, καταγραφή, επεξεργασία, αποθήκευση, ανάκτηση και παρουσίαση πληροφορίας. Κεντρική έννοια στα ΣΠ είναι οι ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ οι οποίες χρησιμοποιούνται για να δημιουργούν και διατηρούν συλλογές δεδομένων που χρησιμοποιούν ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΒΑΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΜΟΝΤΕΛΟ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ 15
Τα ΜΟΝΤΕΛΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ (data models) σε ένα IS data models are notations for describing data metadata concepts που ορίζουν περιεχόμενο, δομή και νόημα μετα-δεδομένα δεδομένα Η περιγραφή δομής και περιεχομένου μιας ΒΔ ονομάζεται database schema DATA MODELS Conceptual - εννοιολογικό (high-level) Logical - λογικό (implementation) Physical - φυσικό (low-level) 16
ΜΟΝΤΕΛΑ ΧΩΡΙΚΩΝ ΕΝΝΟΙΩΝ ΣΕ ΕΝΑ GIS ΓΗΪΝΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ = SPATIO-TEMPORAL CONTINUUM στο οποίο λαμβάνουν χώρα φαινόμενα-διαδικασίες (processes). ΧΡΟΝΟΣ t φ φαινόμενο S φ ΧΩΡΟΣ ΕΞΩτερικοί παράγοντες αλληλεπιδρούσες δυνάμεις ΕΣΩτερικοί παράγοντες Διαδικασία Φαινόμενο Χωρικά μοντέλα γήινων χαρακτηριστικών 17
2 ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ-ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ ΔΙΑΚΡΙΝΟΝΤΑΙ με βάση : με χαρακτηριστικά πεδίου (field): δηλ. οι αλληλεπιδρούσες δυνάμεις είναι συνάρτηση της θέσης στο πεδίο, και το παραγόμενο pattern μπορεί να εκφραστεί με όρους συναρτήσει της θέσης. τη συμπεριφορά χωρικά αλληλεπιδρούντων αντικειμένων (object), όπου το παραγόμενο pattern μπορεί να εκφραστεί από τη χωρική κατανομή (spatial distribution) και την κατάσταση (state) αυτών των αντικειμένων. ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΕΡΩΤΗΜΑ: Πώς μπορεί να γίνει η μοντελοποίηση των παραπάνω φαινομένων-διαδικασιών σε ένα GIS ; Τα GIS όπως και όλα τα IS αποθηκεύουν και επεξεργάζονται δεδομένα (data), και πιο συγκεκριμμένα γεωγραφικά δεδομένα. Πρίν τη συλλογή δεδομένων είναι απαραίτητη η διαδικασία της αντίληψης, κατανόησης και μοντελοποίησης του φαινομένου στα οποία περιλαμβάνονται και τα στάδια: επιλογής, ταξινόμησης, γενίκευσης, εκτίμησης και προσομοίωσης. Η νοητική σύνδεση φαινομένων - πληροφοριών - δεδομένων είναι δυνατή μόνο μέσα από την καταγραφή του μοντέλου δεδομένων το οποίο εκτός άλλων metadata περιλαμβάνει και τη σημασία (semantics) των δεδομένων. 18
ΠΕΔΙΑ και ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ (Fields and Objects) Τα γεωγραφικά δεδομένα εκφράζουν χωρική (γεωμετρική) και θεματική (μή γεωμετρική) πληροφορία. Ανάλογα με το ποιό μοντέλο δεδομένων (πεδίων ή αντικειμένων) εκφράζει καλύτερα το γεωγραφικό φαινόμενο, επιλέγεται μια από τις δύο βασικές δομές δεδομένων: ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΔΟΜΗΣ ΠΕΔΙΟΥ (FIELD-STRUCTURE approach) όπου, η θεματική τιμή συνδέεται άμεσα με τη θέση στο χώρο (πεδίο) ΘΕΣΗ θεματικές τιμές ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΔΟΜΗΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ (OBJECT-STRUCTURE approach όπου κάθε αντικείμενο αντιπροσωπεύεται με ένα κωδικό ταυτότητας (object identifier), με τον οποίο συνδέονται τα θεματικά και γεωμετρικά δεδομένα. ΚΩΔΙΚΟΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ θεματικά δεδομένα γεωμετρικά δεδομένα 19
ΧΩΡΙΚΗ (ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ) ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ μετρική μέγεθος & σχήμα θέση και διεύθυνση ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ τοπολογία σύνδεση γεωμετρ. στοιχείων σύνδεση αντικείμένων σύνδεση γεωμετρ. στοιχείων με αντικείμενα Οι ΤΟΠΟΛΟΓΙΚΕΣ ΣΧΕΣΕΙΣ είναι ανεξάρτητες από κάθε παραμόρφωση του συστήματος συν/νων. νησίδα τέμνει στροφή μετάθεση αλλαγή κλίμακας παραμόρφωση 20
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - ΠΗΓΕΣ ΙΝΤΕΡΝΕΤ http://www.env.gov.bc.ca/gis/glosstxt.html : GLOSSARY http://www.geog.ubc.ca/cources/klink/gis.notes/resources. html :THE URL GIS LIBRARY. http://www.usgs.gov/research/gis/title.html : USGS Επίσης τα URLs: http://www.emporia.edu/earthsci/geosourc.htm http://www.ciesin.org http://www.census.gov/main/www/access.html http://www.etak.com/ 21