Úvodní přednáška z předmětu GIS1 Vyučující: Ing. Jan Pacina, Ph.D. e-mail: jan.pacina@ujep.cz Pro přednášku byly použity texty a obrázky z www.gis.zcu.cz Předmět KMA/UGI, autor Ing. K. Jedlička
Podmínky získání zápočtu: vypracování 3 semestrálních prací 4., 6. a 9. týden + vypracování 14 dní praktický test teoretický test
gis.fzp.ujep.cz přednášky cvičení zadání semestrálních prací praktické informace odkazy na zdroje jméno: gis1.most heslo: materialy
A copa že je to ten Geografický Informační Systém?
V první řadě je to informační systém, tudíž co je vhodné se zeptat: Co je to informační systém (IS)? Definice (intuitivní): Informační systém je sdružení operací, které nám pomohou převést sebraná data do podoby vhodné pro uskladnění a v určité podobě je použít pro určitá rozhodnutí. Definice (Clause a Schvill 1991): Informační systém je soubor hardware a software na získávání, uchovávání, spojování a vyhodnocování informací. Informační systém se skládá ze zařízení na zpracování dat, systému báze dat a vyhodnocovacích programů.
GIS je ale geografický informační systém, proto co je to geografie? Definice (Encyclopaedia Britannica - www.britannica.com): Geography is the scientific study of the surface of the Earth. The word is derived from Greek words geo, "earth," graphein, "to write"). Geography describes and analyzes the spatial variations in physical, biological, and human phenomena that occur on the surface of the globe and treats their interrelationships and their significant regional patterns. Překlad: Geografie je věda zabývající se studiem Zemského povrchu. Slovo geografie pochází z řeckých slov geo - Země, graphein - psát. Geografie popisuje a analyzuje prostorové vztahy mezi fyzikálními, biologickými a humánními jevy, které se vyskytují na Zemském povrchu.
Geografický informační systém Geografický informační systém je tedy informační systém pracující oproti klasickým informačním systémům navíc i s prostorovou složkou dat. Také lze říci, že je výkonným nástrojem geověd, tedy že metody těchto věd umožňuje efektivně implementovat v počítačovém prostředí.
Pro GIS neexistuje jednotná definice, proto si jich uvedeme několik: Definice (výkladový slovník ministerstva hospodářství): Organizovaná kolekce počítačového technického vybavení, programového vybavení, geografických dat a personálu určená k účinnému sběru, pamatování, údržbě, manipulaci, analýze a zobrazování všech forem geograficky vztažené informace. -> 3 komponenty (technologie, databáze a infrastruktura). Definice (ESRI): GIS je organizovaný soubor počítačového hardware, software a geografických údajů (naplněné báze dat) navržený pro efektivní získávání, ukládání, upravování, obhospodařování, analyzování a zobrazování všech forem geografických informací. Závěr vycházející z definic: GIS netvoří pouze software, ale i ostatní komponenty jako data, hardware, personál a způsob použití.
Uvedli jsme si několik definic, ale GIS můžeme popsat i výčtem základních otázek, které je možné řešit s pomocí GIS. GIS nám umožní hledat odpovědi na následující otázky: Co se nachází na...? Kde se nachází...? Jaký je počet...? Co se změnilo od...? Co je příčinou...? Co když...? Pro konkrétní představu zde uvádíme příklady: Co za geografické objekty se nachází na místě, na které ukazujeme? Kde se v České republice nachází město Plzeň? Jaký je počet měst v ČR, kterými protéká více jak jedna řeka? Jak se měnila říční síť na Plzeňsku v průběhu času? Co je příčinou kůrovcové kalamity na Šumavě? Co se stane, když postavíme most přes řeku a přijde velká voda?
Lze se ale zeptat i obráceně, co GIS není? Není to počítačový systém na vytváření map, ačkoli mapy vytvářet může. GIS je hlavně analytický nástroj, který umožňuje pracovat s prostorovými vztahy mezi jednotlivými objekty. Není to CAD (ačkoli původní myšlenka z CAD vzešla). CAD (Comuter Aided Drawing/Design) je většinou používán pro vytváření nových objektů, které ještě neexistují, kdežto GIS slouží k analýze a modelování již existujícího světa, včetně historie.
Vztah GIS a ostatních oborů lidské činnosti GIS jakožto výkonný nástroj mnoha geověd zasahuje i do mnoha jiných vědních oborů. Jelikož je GIS řešení, které je založeno na počítačové bázi, zasahuje i do oblasti informačních technologií.
Do jakých oborů GIS zasahuje
Příklady využití GIS mapové služby - např: http://mapy.atlas.cz, http://map.env.cz/website/mzp/ obchod - analýzy nalezení nejvhodnější lokality pro nový obchod, restauraci (na základě demografických dat jako je počet obyvatel, jejich věk, příjem, vzdělání...); síťové analýzy rozvozu zboží, ochrana proti pohromám - aktuální situace při pohromě, modely povodní, směrování záchranných prostředků -v ČR např. Ostrava - Integrovaný záchranný systém (http://www.ctvmo.cz/), distribuční společnosti - nejenom databáze kabelů, plynovodů, ale i analýzy sítí, směrování v sítích, životní prostředí - studium chování ekosystémů, modely znečišťování ovzduší a jeho vlivu na životní prostředí, státní správa, městské úřady - opět nejenom evidenční charakter, ale i např. dopravní analýzy (hustota dopravy, volba vhodného koridodu pro budování komunikací, ), volby, sčítání lidu, informační systémy,. Jako příklad využití GIS ve státní správě mohou sloužit webové stránky Plzeňského magistrátu: http://info.plzen-city.cz/gis/, v neposlední řadě i školy - pro výuku geověd ;-)
Strukturální komponenty GIS Hardware -počítače, počítačové sítě, vstupní a výstupní zařízení (geodetické přístroje, GPS - pozemní i kosmický segment, družice dálkového průzkumu Země, digitizéry, plottery, scannery, ). Software - vlastní SW pro práci s geografickými daty (geodaty) je často postaven modulárně. Základem systému je jádro, které obsahuje standardní funkce pro práci s geodaty, a programové nadstavby (moduly) pro specializované práce (zpracovávání fotogrammetrických snímků a obrazových záznamů dálkového průzkumu Země, síťové, prostorové a statistické analýzy, 3D zobrazování, tvorba kartografických výstupů, ). Data -nejdůležitější část GIS (až 90% finančních nákladů na provoz GIS tvoří prostředky na získávání a obnovu dat). Lidé používající daný GIS - programátoři, specialisté GIS (analytici), koncoví uživatelé, ale i správci sítí, manažeři,.... Metody využití daného GIS, jeho zapojení do stávajícího IS podniku (z hlediska praxe velmi komplikovaná a náročná část). http://www.innovativegis.com
Funkční komponenty GIS Také toto dělení vychází z definic GIS a pomocí něj popisujeme jednotlivé činnosti, které se v rámci GIS, nebo chcete-li konkrétně "GIS projektu", provádějí. 1. Vstup dat. 2. Zpracování a uchování dat. 3. Vykonávání analýz a syntéz z využitím prostorových vztahů - jádro GIS, tedy to co nejvíce odlišuje GIS a jiné IS. 4. Prezentace výsledků (výstupy grafické - mapy, negrafické - zprávy, souhrnné tabulky, statistická vyhodnocení, ). 5. Interakce s uživatelem (desktop GIS, Web GIS).
Podle způsobu využívání GIS se liší i koncepční přístupy k němu Kartografická koncepce - klade důraz na tvorbu map, ať už v analogové, či digitální podobě. Klasickým příkladem tohoto přístupu je např. ZABAGED (Základní báze geografických dat), jejímž prvotním úkolem je tvorba Základní mapy ČR a teprve následně slouží k dalším (např. analytickým) úlohám. Pro tento způsob se používají hlavně CAM (Computer Aided Mapping) a CAC (Computer Aided Cartography) systémy. Databázová (evidenční) koncepce - klade důraz na zpracování a uchování dat. Systémy, které se specializují na toto využití GIS se označují např. jako LIS (Land Information System), MIS (Munincipal Information System), AM/FM (Automated Mapping/Facilities Management). Analytická koncepce -klade důraz na analytické prostředky, je využíván hlavně hydrology, meteorology, biology, geomorfology, geology,.... V rámci našeho kurzu se zaměříme hlavně na tento způsob využívání GIS.