1. FEJEZET - MI A TÉRINFORMATIKA? (GIS,térinformatika,térkép,geodézia)


   
 
 

1. FEJEZET - MI A TÉRINFORMATIKA?

 
Tartalom
<<< Előző fejezet               Következő fejezet >>>
 

1. Fejezet - Mi a térinformatika?

Szerkesztette: David Cowen, University of South Carolina

Magyar változat: Márkus Béla, Budapesti Muszaki Egyetem

A. Bevezetés

A fejezet tárgya

Mi a GIS ?

Szinonímák

Miért fontos a térinformatika ?

Miért aktuális a térinformatika ?

A térinformatika piaci értéke

B. kapcsolódó tudományok és technológiák

Földrajz

Térképészet

Távérzékelés

Fotogrammetria

Geodézia

Statisztika

Operáció kutatások

Számítástechnika

Matematika

Építőmérnöki tudományok

C. fő alkalmazási területek

Utcahálózat alapú

Természeti erőforrás alapú

Földrészlet alapú

Közmunyilvántartás

D. A GIS, mint alrendszerek halmaza

Adatfeldolgozó alrendszer

Adatelemző alrendszer

Információ használati alrendszer

Szervezési, igazgatási alrendszer

Irodalom

Ellenőrző Kérdések

 

megjegyzések

Több megközelítési lehetőség áll rendelkezésére a "Bevezetés a térinformatikába" címu tantárgy oktatásának megkezdésekor. Ez a fejezet megkísérli a térinformatikát a tudományok, technológiák, szervezeti keretek által meghatározott környezetbe illeszteni. Bár itt hiányoznak a szemléltető ábrák és anekdóták, amelyeket csak az oktató tud biztosítani, több módszer és megoldás is elképzelhető, amellyel Ön kiegészítheti a fejezetet. Vegye fontolóra egy bevezető tárgyú videofelvétel alkalmazását az első óra kezdetén. Erre a célra szóba jöhet bármilyen cég reklám videofelvétele, amely bemutatja a térinformatikai rendszerek tipikus alkalmazási lehetőségeit és eredményeit. Esetleg vigye el a diákokat egy olyan számítógép laboratóriumba, ahol módjuk nyílik némi ismerkedésre valamely térinformatikai programmal.

 

1. Fejezet - Mi a térinformatika?

Szerkesztette: David Cowen, University of South Carolina

Magyar változat: Márkus Béla, Budapesti Muszaki Egyetem

A. Bevezetés

A fejezet tárgya:

- a különböző GIS definíciók összehasonlítása - melyek azok a tényezők, amelyek megkülönböztetik a földrajzi adatok számítógépes kezelésének más formáitól?

- meghatározni a térinformatika alapjait, hátterét, keletkezését - hogyan viszonyul a térinformatika más területekhez, mint például a statisztikai elemzéshez, távérzékeléshez, számítógépes kartográfiahoz?

- a lényeges alkalmazási területek rövid áttekintése.

Mi a GIS?

- A GIS földrajzi adatok elemzésére kidolgozott speciális információs rendszer.

- A rendszer egymáshoz kapcsolódó elemek és tevékenységek halmaza, melyek valamely közös cél érdekében együttmuködnek, pl.

- az autó egy olyan rendszer, amelyben valamennyi alkatrész összehangoltan muködve szolgálja a szállítást, mint célt.

- Az információs rendszer az alapadatokon végrehajtott muveletek halmaza, melyek hasznos információkat szolgáltatnak a döntéshozáshoz:

- lépések sora vezet a méréstől, adatgyujtéstől az elemzésekig,

- az információs rendszernek rendelkeznie kell olyan funkciók teljes készletével, melyek biztosítják a cél elérését, beleértve a megfigyelést, mérést, leírást, értelmezést, előjelzést és döntéshozást.

- A földrajzi információs rendszer (angolul: Geographical Information System - GIS) egyaránt használ helyzeti és leíró adatokat, valamint lehetővé tesz muveleteket a térbeli elemzések elvégzéséhez:

- gyakori cél a földhasználat, szállítás, kereskedelem irányításával kapcsolatos döntéshozás,

- a rendszer elemei közötti kapcsolatot a földrajzi adatok jelentik, azaz a helyzeti adatok, azok kapcsolatai, a térbeli eloszlás.

- Ebben az összefüggésben a GIS tekinthető a hardver, szoftver és módszerek rendszerének, amely segíti a komplex tervezési és irányítási feladatok megoldására szolgáló térbeli adatok gyujtését, kezelését, feldolgozását, elemzését, a modellezést és megjelenítést:

- sok egyéb program képes térbeli adatok használatára (pl. AutoCAD és statisztikai programok), a földrajzi információs rendszer ezektől abban különbözik, hogy a GIS lehetőséget ad térbeli muveletek végzésére is.

Miért fontos a térinformatika ?

- "A GIS technológia azt jelenti a földrajzi elemzés számára, amit a mikroszkóp, a távcső és a számítógépek jelentettek más tudományok számára... Katalizátor szerepet játszhat a regionális-tematikus illetve a társadalom-természeti földrajzi felosztások újraegyesítésében, melyek régóta sújtják a földrajzot" és egyéb térbeli információkat használó tudományokat.

- A GIS egyetlen rendszerbe integrálja a térbeli és a leíró információkat - alkalmas keretet biztosít a földrajzi adatok elemzéséhez.

- Térképek és egyéb térbeli adatok digitális formába alakításával a GIS lehetőséget nyújt a földrajzi ismeretek újszeru elemzésére és megjelenítésére.

- A GIS kapcsolatokat teremt a földrajzi környezeten alapuló tevékenységek között:

- az adatokat földrajzilag szemlélve gyakran kapunk új szempontokat, magyarázatokat,

- ezek a kapcsolatok gyakran felismerhetetlenek GIS nélkül, bár alapvető fontosságúak lehetnek a folyamatok és erőforrások megértésében és kezelésében,

- pl. összekapcsolhatjuk a mérgező anyagokkal kapcsolatos adatokat az oktatási intézmények helyzeti adataival, a földrajzi környezetbe illesztve azokat.

- A GIS lehetővé teszi adminisztratív - tulajdon, adózás, közmu - adatok elérését földrajzi helyzetük révén.

Miért aktuális a térinformatika ?

- A számítástechnika új eredményei iránt igen nagy az érdeklődés.

- A GIS magas muszaki színvonalú megjelenést kölcsönöz a földrajzi információknak.

- A térképek vonzereje erősödik azáltal, hogy számítógépen jelennek meg.

- Megnövekedett az érdeklődés a földrajz és a földrajz oktatása iránt.

- A GIS fontos eszköz a környezet megértésében és alakításában.

A térinformatika piaci értéke

- A térinformatikai piac:

- a Dataquest szerint évi 35 %-kal növekszik,

- az Environmental Systems Research Institute (ESRI, Redlands, USA) cég - az ARC/INFO fejlesztője -, 350 alkalmazottal 40 millió $ forgalmat bonyolított 1988-ban, ami 42%-kal növekedett 1989-ben,

- az Intergraph 1988-ban 800 millió $ bevételre tett szert egy szerteágazóbb, de GIS orientált piacon,

- a GIS Sourcebook 1989-es kiadása több mint 60 különböző GIS programot említ (bár nem mindegyik rendelkezik a tökéletes GIS funkciókészlettel), és több mint 100 térinformatikai konzultáns céget sorol fel (USA),

- 1995-ig a GIS piacnak évi 28 %-os növekedése várható Európában, ezzel a földrészünk meghatározóvá válik a világpiacon (Ottens 1992).

- Néhány példaértéku adat a magyar térinformatikai piacról

- A Geometria legsikeresebb hazai alkalmazásai Intergraph szoftverbázison alapulnak. Sajátfejlesztésu UNIX-alapú térinformatikai szoftverüket - a TopoLogicot - Németországban sikeresen alkalmazzák. A Geometria felismerve a szakértelem és a hozzáadott érték jelentőségét, 1992-ben nem kevesebb, mint 23 millió forintot költött oktatásra. Ez az összeg a termelési érték 15 %-a. A cég bevételeinek 45 %-át exportmunkák teszik ki. Részt vesznek az európai út-adatbázis digitalizálásában, valamint a német környezetvédelmi monitoring rendszer fejlesztésében.

- A Geocomp 1989 óta képviseli Magyarországon az ESRI céget, mely a világ GIS szoftverpiacának 18.6 %-át uralja. Az ESRI az elmúlt időszakban több új fejlesztéssel (pl. a WINDOWS alapú ArcView, illetve az AutoCAD felhasználói bázisára építő ArcCAD) szélesítette potenciális vevőkörét.

- A GeoView Systems a Green Line térinformatikai rendszer kifejlesztője számos alkalmazást is kidolgozott, mint például a TIGÁZ hajdúszoboszlói közmunyilvántartó rendszere, az ÉVIZIG folyamszabályozási és vízrendezési rendszere.

- A Magyar Honvédség Tóth Ágoston Térképészeti Intézete jelentős erőfeszítéseket tesz annak érdekében, hogy a katonai térképészet eredményei a polgári életben is hasznosulhassanak. Többek között hozzáférhetővé tették Magyarország 1:200.000 méretarányú digitális térképét. Elkészítették az országos digitális domborzatmodellt, mely 10x10 m-es felbontású ráccsal írja le a terep felszínét. Terveikben szerepel az 1:50.000 méretarányú országos digitális térkép megvalósítása is.

B. kapcsolódó tudományágak és technológiák

- A térinformatikában közelebb kerülnek egymáshoz a technológiai kérdések és a hagyományos tudományágak.

- A térinformatikát gyakran hívják "szolgáltató technológiának", mert nagy lehetőségeket biztosít a térbeli adatokkal foglakozó tudományágak széles körének.

- Mindegyik kapcsolódó szakterület módszerekkel, technikákkal bővíti a térinformatikát

- ezek közül sokban az adatgyujtés a döntő - a térinformatika ezeket közelíti egymáshoz, kiemelve az adatintegrálás, modellezés és elemzés fontosságát.

- Ebben az integrációs szerepben a térinformatikát gyakran megilleti a térbeli információk tudománya cím.

Földrajz

- Szélesköruen foglalkozik a Földdel és a rajta élő emberrel,

- nagy hagyományokkal rendelkezik a térbeli elemzésben,

- jól megalapozott mószerekkel rendelkezik a térbeli elemzés lebonyolításához és a kutatásban térbeli irányultságot ad.

Térképészet

- A térbeli információ megjelenítésével foglalkozik,

- a GIS fő adatforrását napjainkban a térképek jelentik,

- nagy hagyományai vannak a térképtervezésben, ami fontos a GIS eredmények megjelenítésében,

- a számítógépes térképészet (másnéven "digitális térképészet", "automatizált kartográfia") módszereket ad a térképészeti objektumok digitális megformálásában és manipulálásában.

Távérzékelés

- A légi- és urfelvételek a földrajzi adatok fontos forrásai

- a távérzékelés olcsó adatgyujtési és feldolgozási megoldásokat jelent, magában hordozza az adatfelújítás, naprakészen tartás egyszeru lehetőségét

- sok képfeldolgozó rendszer tartalmaz magas színvonalú analitikus funkciókat

- a távérzékelés interpretált adatai a GIS egyéb adatszintjeihez illeszthetők

Fotogrammetria

- A légifelvételek kiértékelésével a fotogrammetria a topográfiai (síkrajzi és domborzati) adatok nyerésének legfontosabb forrása a GIS számára (pl. digitális ortofoto).

Geodézia

- A geodézia nagy pontosságú adatokkal adja meg a földrészletek, épületek stb. helyzetét (pl. kataszteri térképek).

Felsőgeodézia

- A felsőgeodézia a GIS helyzeti adatainak keretrendszerét adja.

Statisztika

- Sokféle GIS bázisú modell statisztikai természetu; sok statisztikai megoldást használunk az elemzések során, de

- a statisztika fontos a GIS adatok hibáival és megbízhatóságával kapcsolatos feladatok megoldásában is.

Operáció kutatás

- Sok döntéselőkészítő GIS alkalmazásban van szükség optimalizáló módszerekre.

Számítástechnika

- A számítógéppel segített tervezés (computer-aided design, CAD) szoftverekkel és módszerekkel szolgál az adatbevitel, megjelenítés, de főképpen a háromdimenziós ábrázolás területén.

- A számítógépes grafikában végzett fejlesztések új hardvereket, szoftvereket és módszereket eredményeztek a grafikus objektumok kezelésére és megjelenítésére.

- Az adatbáziskezelő rendszerek (database management systems, DBMS) rendszertervezési megoldásokkal, adatkezelési, adatfelújítási, adatelérési technikákkal járulnak hozzá a GIS fejlődéséhez.

- A mesterséges intelligencia (artificial intelligence, AI) a számítógépet az elérhető adatokon alapuló változatok kidolgozására használja, az emberi intelligenciával és döntéshozási stratégiával versenyezve - a számítógép mint egy "szakértő" szerepel például a térképtervezésben és generalizálásban,

- bár a GIS még nem képes kihasználni a mesterséges intelligencia teljes eszköztárát, de a mesterséges intelligencia már módszereket és technikákat ad a rendszer tervezéséhez és muködéséhez.

Matematika

- A matematika több ága, különösen a geometria és gráfelmélet gyakran használatos a rendszertervezésben és a térbeli adatok elemzésében.

Építőmérnöki tudományok

- A térinformatika fontos szerepet játszik a várostervezésben, a közmuvek, a közlekedési és egyéb vonalas létesítmények tervezésében stb.

C. fő alkalmazási területek

Utcahálózat alapú

címkeresés

útvonaloptimalizálás és ütemezés

helyzeti elemzés és telepítés tervezés

evakuálási tervek kidolgozása

Természeti erőforrás alapú

erdőgazdálkodás

vadak élőhelyének és vonulási útvonalának nyilvántartása

vadvizek védelme

üdülőterületek tervezése

árvízi területek kezelése

mocsaras vidékek védelme

mezőgazdasági területek kezelése

talajvízmodellezés és szennyezőanyag követés

környezeti hatás elemzés

láthatósági vizsgálat

Földrészlet alapú

körzetesítés

kisajátítás

környezeti állapot

vízminőség szabályozás

tulajdonos nyilvántartás

Közmunyilvántartás

földalatti csővezetékek és kábelek nyilvántartása

elektromos hálózatok egyensúlyban tartása

közmukarbantartás tervezése

energiafelhasználás követése

D. A GIS, mint alrendszerek halmaza

Adatfeldolgozó alrendszer:

- adatgyujtés - térképekről, fényképfelvételekről, terepi mérésekből,

- adatbevitel - az adatokat a forrásanyagból digitális adatbázisba kell tölteni,

- adattárolás - milyen gyakran használjuk, hogyan kell felújítani, titkosság, adatmegbízhatóság.

Adatelemző alrendszer:

- visszakeresés és elemzés - az egyszeru lekérdezéstől a nagy adatbázisok komplex statisztikai elemzéséig,

- információk szolgáltatása - hogyan lehet az eredményeket megjeleníteni térképen, táblázatosan vagy más rendszerbe való átvitellel?

Felhasználói alrendszer:

- a felhasználók lehetnek kutatók, tervezők, szervezők,

- együttmuködés szükséges a GIS rendszertervezők, GIS szakértők és a felhasználók között az adatszerkezetek illetve a feladatmegoldás megtervezéséhez.

Szervezési, igazgatási alrendszer:

- szervező szerep - a GIS részleg gyakran külön egységként muködik az intézményben (pl. Számítóközpont) térbeli adatbázist és elemzési szolgáltatásokat biztosítva,

- személyzet: rendszergazda, adatbázis menedzser, rendszer kezelők, elemzők, operátorok - egy tipikus intézményi GIS központ 5 - 7 főből áll,

- muködés - szoros együttmuködés szükséges a GIS csoport és az intézmény egyéb részlegei között, a rendszer hatékony muködésének biztosítására.

 

A későbbiekben valamennyi alrendszerre részletesen kitérünk.

 

IRODALOM

Bernhardsen, T., 1992 "Geographic Information Systems", VIAK IT.

Cowen, D.J., 1988. "GIS versus CAD versus DBMS: what are the differences?" Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 54:1551-5. Excellent review of the differences in these three traditions.

Dueker, K.J., 1987. "Geographic information systems and computer-aided mapping," Journal, American Planning Association 53:383-90. Compares CAD, computer cartography and GIS, conceptually and also at some technical depth.

Fisher, P.F., and R. Lindenberg, 1989. "On distinctions among Cartography, Remote Sensing, and Geographic Information Systems," Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 55(10):1431-1434. Reviews definitions of each of the three and shows how the disciplines are interrelated.

Laurini, R. - Thompson, D., 1992. "Fundamentals of spatial information systems", Academic Press Inc., San Diego.

Maguire, D.J. - Goodchild, M.F. - Rhind, D.W., 1992. "Geographical Information Systems", Longman Scientific & Technical, New York.

Marble, D.F. et al., 1983. "Geographic information systems and remote sensing," Manual of Remote Sensing. ASPRS/ACSM, Falls Church, VA, 1:923-58. Reviews the various dimensions of the relationship between the two fields.

Ottens, F.F.L., 1992 "GIS in action," Proceedings, EGIS'92, Munich, pp. 1-8.

Parent, P. and R. Church, 1987. "Evolution of Geographical Information Systems as Decision Making Tools," Proceedings, GIS '87, pp. 63-71, ASPRS/ACSM, Falls Church, VA. Good review of the history of GIS and its formative influences.

Rhind, D., 1989. "Why GIS?," Arc News, Summer 1989, Vol 11(3).

Taylor, D.R.F., 1991. "Geographic Information Systems - The Microcomputer and Modern Cartography", Pergamon Press, Oxford.

Ellenőrző kérdések

1. Hasonlítsa össze néhány GIS tankönyv bevezető fejezetét (pl. Bernhardsen 1992, Maguire.. 1992, Laurini 1992, Taylor 1991). Mire következtet a GIS definíciók különbözőségéből ?

2. Adja meg a GIS fogalmát a) alkalmazási, b) funkcionális, c) rendszer szerkezet szempontjából.

3. Hasonlítsa össze a GIS és repülőjegy foglaló rendszer jellemzőit. Hogyan lehet alkalmazni a fejezetben adott meghatározásokat egy repülőjegy foglaló rendszer példáján ?

 

 

Multipurpose Geographic Data System Többcélú Földrajzi Adatrendszer
Multipurpose Input Land Use System Többcélú Bemenő Földhasználati Rendszer
Computerized GIS Számítógépes GIS
System for Handling Natural Resources Inventory Data Természeti Erőforrás Nyilvántartó Rendszer
Land Reseorces Information System Területi Erőforrás Információs Rendszer
Spatial Data Management and Comprehensive Analysis System Térbeli Adatkezelő és Összehasonlító-elemző Rendszer
Planning Information System Tervezési Információs Rendszer
Resource Information System Erőforrás Információs Rendszer
Natural Resource Management Information System Természeti Erőforráskezelő Információs Rendszer
Spatial Data Handling System Térbeli Adatkezelő Rendszer
Geographically Referenced Information System Földrajzi alapú Információs Rendszer
Geo-Information System Geoinformációs Rendszer
Spatial Information System Térbeli Információs Rendszer
Environment Information System Környezeti Információs Rendszer
AGIS - Automated GIS AGIS - Automatizált GIS
Multipurpose Cadastre Többcélú Kataszter
Land Information System Területi Információs Rendszer
AM/FM - Automated Mapping and Facilities Management AM/FM - Automatizált Térképezés, Közmunyilvántartás és igazgatás

 

 

 
Tartalom
<<< Előző fejezet               Következő fejezet >>>
 



 
 


©GIS Figyelő