1. czym jest GIS
GIS/SIP (system informacji przestrennej) – komputerowo wspomagany system do przechowywania i obróbki danych odnoszących się do powierzchni ziemi; bądź cyfrowa mapa i baza danych w komputerze; bądź zintegrowany zestaw komputerowy z oprogramowaniem
2. elementy gisu
- Baza danych przestrzennych i nieprzestrzennych (atrybutowych)
-DBMS - system zarządzania bazą danych wprowadzenie zarządzanie i analiza danych atrybutowych konieczne łączność z danymi przestrzennymi
- moduł graficzny – wyświetlanie wybiera dane i tworzy z nich obraz
- moduł digitalizacji – cyfrowanie
Moduł analiz przestrzennych
- moduł analiz statystycznych
- moduł wspomagania decyzyjnego
- moduł przetwarzania obrazów teledetekcyjnych
3. Oprogramowanie
Arc Gis, idrisi, surfer, Access, Er mapper
4. dane gisu
- mapy topograficzne, mapy szczegółowe, przedstawiające powierzchniowe elementy ziemi
- mapy hydrologiczne przedstawia warunki obiegu wody zestawione w powiązaniu ze środowiskiem geograficznym
- mapy sozologiczne – przemian zachodzących w przyrodzie w wyniku działalności człowieka
- ortofotomapa – któ®ej treść przedstawiana jest obrazem fotograficznym – zdjęcia lotnicze lub satelitarne – odpowiednie przetwarzone i dopasowane do układu współrzędnych przyjętego odwzorowania kartograficznego
-katasterf publiczny rejestr danych o gruntach i budynkach
-mapy wektorowe
-zdjecia lotnicze
-cyfrowy model terenu
5. Formaty danych przestrzennych
WEKTOR wysoka jakość grafiki, bardzo wysoka precyzja,nieograniczona rozdzielczośćmała objętość danych, niegraniczona pojemność; ALE: bardzo złożona i skomplikowana struktura danych, skomplikowane operacje na danych, ograniczone i skomplikowane procedury analityczne, drogie oprogramowanie
ZASTOSOWNIE:
inwentaryzacja, zbieranie i przechowywanie danych,przeglądanie i kompilacja zasobów WMS (map użytkowania terenu, katastralnych, geologicznych, infrastruktury technicznej i in.), „produkcja” kartograficzna (druk, plotowanie),zastosowanie we wspomaganiu decyzyjnym i zarządzaniu.
RASTER „zgrzebna” grafika („pikseloza”), ograniczona precyzja, ograniczona rozdzielczość, niska pojemność, „pamięciożerność”; ALE: bardzo prosta struktura danych, proste operacje na danych, potężne i proste narzędzia analityczne, tanie oprogramowanie
ZASTOSOWANIE:
analiza,zastosowanie we wspomaganiu decyzyjnym i zarządzaniu; nauczanie GIS;
7. Układy odwzorowań
Wszystkie mapy muszą być zorientowane w jednym z geograficznych układów odniesienia bryła ziemi aproksymujemy 3 modelami:
-geoida – powierzchnia ekwipotencjalna potencjału siły ciężkości pokrywająca się ze średnim poziomem mórz i oceanów
- elipsoida (sferoida) – przybliżenie geoidy, opisana parametrami – długość osi, spłaszczenie
- sfera – złe przybliżenie, raczej się nie korzysta
Metody odniesienia współrzędnych dzielimy na :
-geograficzne długość, szerokość)
-geodezyjne, które wymagają odwzorowań
Odwzorowania:
- walcowe (Mercatora)
- walcowe skośne
- walcowe poprzeczne (utm)
- centralne (gnomiczne), stereograficzny
- ortograficzne
- stożkowe
8. przekształcanie walcowe poprzeczne utm projekcja Mercatora.
Stosowany jest dla map topograficznych i planów opracowanych na obszar zainteresowania NATO
9. Dygitalizacja (cyfrowanie) – konwersja mapy papierowej na wektorową (obiekt zamknięty linią łamaną definiowany jako poligon. Poligony, linie i punkty muszą być na osobnych warstwach.
Dygitalizacja polega na automatycznym bądź ręcznym (na digimetrze bądź na ekranie) odrysowaniu mapy.
Dane wyjściowe (mapy papierowe) –>(dygitalizacja)-> dane wyjściowe (mapa wektorowa) ->zamiany wektor-raster
Skanowanie – konwersja mapy papierowej na rastrową
Obrysowany teren poligon, połączenia węzły, w środku poligonu centroidy (lokator)
10 analiza przestrzenna – procedura wykonywana na danych geograficznych z użyciem technik i metod dostępnych w oprogramowania do systemów informacji geograficznej mająca na celu pozyskanie nowych informacji
11. Narzędzia i procedury analityczne
1.Kwerenda danych – odpowiada na zapytanie do bazy
2. Reklasyfikacja – zmiana atrybutów, zarówno na rastrze i wektorze
Binaryzacja – mapa binarna o atrybutach 0,1
3. operatory odległości:
- mapa odległości (półprodukt)
- bufor (buffer) odlicza odległości od danego punktu/obszaru
- euklidesowe – liczy odległości od danego punktu
- nie-euklidesowe – w przestrzeni anizotropowej (ukierunkowane i nieukierunkowane)
4. Algebra map – operacje algebraiczne, statystyczne, logiczne na bazach danych
5. Operacje skalarne (mapa i funkcje)
6. Analiza dyskryminacyjna – wyznaczanie obszarów spełniających kryteria
7. MCE – analiza wieloczynnikowa, wyznacza się z reguły oprócz obszarów spełniających wszystkie kryteria, także obszary alternatywne
8. modelowanie – zastosowanie narzędzi w celu określenia cech danego obszaru
12. Analiza wieloczynnikowa (MCE)
Selekcja dyskryminacyjna prowadzi do wyznaczenia obszarów perspektywicznych spełniających jakieś kryterium (lepie bądź gorzej). W analizie przestrzennej wyznacza się z reguły także, jako alternatywne, obszary gorzej spełniające poszczególne kryteria. Stosuje sięw tym celu selekcję wieloczynnikową (ang.: MCE, od: Multi Criteria Evaluation, zwaną także Linear Weighted Combination –średnią ważoną liniowo), gdzie zamiast selekcji typu „nadaje się” i „nie nadaje się”, dokonuje się selekcji typu: „nadaje się bardziej”, „średnio”, „mniej” lub „wcale”. Te spośród kryteriów, które ostro określają przydatność bądź nieprzydatność danego terenu dla poszukiwania złoża, dalej są traktowane jako dyskryminujące.
Przebieg MCE
Reklasyfikacja czynników przestrzennych -> normalizacja map czynników przestrzennych -> wagowanie czynników przestrzennych -> analiza wieloczynnikowa -> końcowa reklasyfikacja mapy wynikowej
Analiza dyskryminacyjna
Ma na celu wyznaczenie obszarów spełniających kryteria (od kilkudo kilkudziesięciu). Każde z kryteriów należy przedstawić na mapie binarnej, gdzie obszary spełniające to kryterium są oznaczone atrybutem 1, a nie spełniające –0. Następnie mapy wszystkich kryteriów poddaje się procedurze algebry map, stosując operatory: mnożenia, ekstrakcji minimum lub logiczne (Boole’a) OR. Wynikiem jest mapa binarna, na której atrybutem 1 oznaczone są obszary spełniające wszystkie kryteria, a atrybutem 0 –obszary, które nie spełniły przynajmniej jednego kryterium.
13. GPS
System pozycji światowej. System nawigacji obejmujący zasięgiem całą kulę zięmską, działanie polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego z satelitów do odbiornika. Znając prędkość fali elektromagnetycznej oraz dokładny czas wysłania sygnału można obliczyc odległość odbiornika od satelitów. Sygnał gps zawiera w sobie informacje o układzie satelitów na niebie oraz informacje o ich teoretycznej drodze oraz odchyleń od niej.
Gps składa się z trzech segmentów:
- kosmiczny (satelity i ich ułożenie)
- kontroli – monitoring satelitów w kilku stacjach
- użytkowania (odbiorniki)
Zasada działania
Własność departamentu obrony USA
28 satelitów na wysokości 22000km, emituja sygnał binarny zawierający pozycję satelity i informacje o orbicie.
Zasada wyznaczania pozycji
-Precyzyjny pomiar czasu podróży sygnału z satelity do odbiornika
-po pomnożeniu przez prędkość światła wychodzi odległość
-dla wyznaczenia pozycji na powierzchni zemie konieczne są odległości z 3 satelitów (pozycja 2D) z 4satelitów (3D)
-odczytywanie – co 1s
Klasy odbiorników
-popularne (od kilkunastu do kilku metrów)
-kartograficzne (mniej niż metr do kilku metrów)
-geodezyjne (poniżej 1cm)
Dokładność wyznaczania pozycji
Odchyłka konstelacyjna, czynniki topograficzne, wielodrożność sygnału, opóźnienia atmosferyczne, jakość odbiornika, ograniczona dostępność (S.A.)
GPS różnicowy (DGPS) - stacja bazowa, odbiornik pomiarowy, poprawka różnicowa, korekta pomiarów, usuwa zakłócenie SA poprawia dokładność kilkanaście %
Wykorzystanie w GIS’ie
Dostarcza danych wektorowych, lokalizacja punktów, przez specjalistyczne oprogramowanie możliwe jest zrzucenie i obróbka danych w PC.
14.Teledetekcja
Dziedzina nauki zajmująca się pozyskiwaniem informacji o powierzchni ziemi z odległości, poprzez rejestrację, przetwarzanie i analizowanie energii odbitej od/ lub wyemitowanej przez tą powierzchnię w postaci obrazów lub bitmap.
Rodzaje teledetekcji
- w zależności od platformy rejestrującej (satelitarna, lotnicza, naziemna)
- od sposobu rejestracji informacji (cyfrowa, analogowa)
- od formy rejestrowanej informacji ( obrazująca i nieobrazująca)
- od źródła rejestrowanej energii ( pasywna, aktywna)
Interakcja obiektu z falami
- przenikanie
-absorpcja
-odbicie
15. Procedury przetwarzania
-Wstępna korekcja geometryczna, radiometryczna i wpływu atmosfery.
-korekta kontrastu i jasności
-tworzenie kompozycji barwnych
16. procedury analityczne
-Tworzenie indeksów międzykanałowyc
-filtrowanie
- klasyfikacja (wzorcowa, bezwzorcowa)
17.rodzaje korekcji
-radiometryczna – usuwa zakłócenia liniowe
-geometryczna – obejmuje usuwanie zniekształceń geometrycznych
-atmosferyczna – zmniejsza wpływ atmosfery na obraz powierzchni ziemi
-kontrastu i jasności – normalizacja
18. CMT
Jest numeryczną dyskretną reprezentacja wysokości topograficznej terenu wraz z algorytmem interpolacyjnym, umożliwiającym odtworzenie jej kształtu w określonym obszarze.
Zastosowanie
-Ekstrakcja parametrów topograficznych
-tworzenie map cieniowanych i projekcji 3D
-konstrukcja przekrojów geomorfologicznych
-obliczenia powierzchni
-modelowanie spływu wody i ruchów masowych
-generowanie poprawki terenowej przy pomiarach grawimetrycznych1. Schemat tworzenia projektu sejsmicznego
A) Zakładamy bazę danych seiswork
Utworzenie projektu OpenWorks
Wprowadzenie danych:
-nazwa,
-współrzędne,
-profil otworu
-tablica konwersji – tablica prędkości średnich fal sejsmicznych
-krzywe gęstości i prędkości
Założenie projektu sejsmicznego z w/w danymi
B) Syntool
Tworzenie sejsmogramów syntetycznych (gęstość i prędkość chwilowa)
-sejsmogram syntetyczny – splot współczynników odbicia wzdłuż otworu
- ekstrakcja sygnału metodami statystycznymi
- wykorzystujemy tablice prędkości średniej do korekty trendu prędkości chwilowych
-porównywanie wyników, korekty ręczne
-wprowadzenie sejsmiki do granic geologicznych
C) seisworks
Oglądamy profile i interpretujemy
D) TDQ – przeliczanie horyzontów z czasu na odległość
tadek1512