G.I.S Μάθε Τα Πάντα
G.I.S:(Geographical Informations Systems) ή (Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών Γ.Σ.Π) ή
(Σύστημα Πληροφοριών Γης Σ.Π.Γ) : Είναι ένα ολοκληρωμένο σύστημα συλλογής,
αποθήκευσης, διαχείρισης, ανάλυσης και απεικόνισης πληροφοριών σχετικών με
ζητήματα γεωγραφικής φύσης. Ο όρος <<ολοκληρωμένος>> σημαίνει ότι το Γ.Σ.Π
αντιμετωπίζεται όχι μόνο ως ένα άθροισμα μηχανημάτων και προγραμμάτων, αλλά ως
μία νέα, διαφορετική τεχνολογία. Ενας επιτυχημένος επίσης ορισμός δόθηκε από τον
Carter (1989) και σύμφωνα με αυτόν Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών είναι <<όλα
εκείνα τα πληροφοριακά συστήματα τα οποία εστιάζουν σε χωρικά ενδιαφέροντα και
φαινόμενα σε κλίμακες από όλη τη γη μέχρι τη μοναδιαία ιδιοκτησία >> (Land
Parcel) Επίσης Σύστημα Πληροφοριών Γης είναι ένα εργαλείο για λήψη αποφάσεων
νομικής, διοικητικής κοινωνικής και οικονομικής υφής και ένα όργανο για το
σχεδιασμό την ανάπτυξη και το σχεδιασμό, το οποίο αποτελείται από μία Βάση
Δεδομένων που περιέχει για μία έκταση στοιχεία προσδιορισμένα στο χώρο και τα
οποία σχετίζονται με τη γη και από την άλλη (αποτελείται) από διαδικασίες και
τεχνικές για τη συστηματική συλλογή, ενημέρωση, επεξεργασία και διανομή των
στοιχείων. Η Βάση ενός Σ.Π.Γ είναι ένα ενιαίο σύστημα (γεωγραφικής) αναφοράς, το
οποίο επίσης διευκολύνει τη σύνδεση των στοιχείων μεταξύ τους καθώς και με άλλα
συστήματα που περιέχουν στοιχεία για τη <<γη>>.
Tου Γιάννη Ν.
Κωστάρα
MSc in Telecommunications & Information Systems
MA in Management Studies
Ο όρος Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών αναφέρεται σε κάθε σύστημα Η/Υ που έχει τη δυνατότητα να χειρίζεται γεωγραφικά δεδομένα [1]. Δεν περιλαμβάνει μόνο λογισμικό και υλικό αλλά και ειδικές συσκευές για εισαγωγή και δημιουργία χαρτών, καθώς και τα συστήματα επικοινωνιών που απαιτούνται για να συνδέσουν τα διάφορα συστατικά από τα οποία αποτελούνται.
Σε σύγκριση με τους απλούς χάρτες, ένα σύστημα GIS έχει το πλεονέκτημα ότι η αποθήκευση των δεδομένων γίνεται χωριστά από την αναπαράστασή τους. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τα ίδια δεδομένα να μπορούν να αναπαρασταθούν με διαφορετικούς τρόπους. Π.χ. μπορούμε να μεγενθύνουμε τον (ψηφιακό πλέον) χάρτη, να εμφανίσουμε συγκεκριμένες μόνο περιοχές, να κάνουμε υπολογισμούς αποστάσεων μεταξύ τοποθεσιών, να δημιουργήσουμε πίνακες που να δείχνουν τα διάφορα χαρακτηριστικά του χάρτη, να υπερθέσουμε επιπλέον πληροφορία πάνω στο χάρτη, ακόμα και να αναζητήσουμε ποιές είναι οι καλύτερες τοποθεσίες για να ιδρύσουμε τα επόμενα καταστήματά μας! Επιπλέον ένα σύστημα GIS έχει όλα εκείνα τα πλεονεκτήματα από τη χρήση των Η/Υ όπως, διαχείριση μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων εύκολα και γρήγορα κλπ.
Όλα τα δεδομένα σε
ένα σύστημα GIS
είναι γεωκαταχωρημένα, δηλ. συνδεδεμένα με μια συγκεκριμένη
γεωγραφική τοποθεσία της επιφάνειας της γης μέσω ενός συστήματος
συντεταγμένων. Ένα από τα πιο συνηθισμένα συστήματα γεωγραφικών
συντεταγμένων είναι αυτό του γεωγραφικού μήκους και γεωγραφικού
πλάτους. Σ' αυτό το σύστημα συντεταγμένων, κάθε τοποθεσία
προσδιορίζεται σχετικά με τον ισημερινό και τη γραμμή μηδενικού
γεωγραφικού μήκους που περνά από το αστεροσκοπείο Greenwich
της Αγγλίας.
Υπάρχουν πολλά άλλα γεωγραφικά συστήματα συντεταγμένων, και κάθε GIS
σύστημα θα πρέπει
να μπορεί να μετατρέπει τις συντεταγμένες από το ένα σύστημα στο
άλλο.
H χωρική
πληροφορία αναπαρίσταται με δυο τρόπους:
-
Ως διανυσματικά δεδομένα με τη μορφή σημείων, γραμμών και πολυγώνων,ή
-
Ως δικτυωτά (raster) δεδομένα, οργανωμένα συστηματικά σε κελιά (όπως π.χ. μια ψηφιακή εικόνα).
Ιστορία των Γεωγραφικών Συστημάτων
Τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών αναπτύχθηκαν και εξελίχθηκαν
μέσα στους αιώνες μέσω δημιουργίας χαρτών και συλλογής γεωγραφικών
πληροφοριών και αποθήκευσής τους σε καταχωρητές. Οι πρώτοι γνωστοί
χάρτες σχεδιάστηκαν πάνω σε περγαμηνές για να δείξουν τα χρυσωρυχεία
του Κοπτές κατά τη διάρκεια της βασιλείας του Ραμσύ ΙΙ της Αιγύπτου
(1292-1225 π.Χ.) [1]. Ίσως νωρίτερα, οι Βαβυλώνιοι με επιγραφές
σφηνοειδούς γραφής να περιγράφουν τον τότε γνωστό κόσμο. Αργότερα,
οι Αρχαίοι Έλληνες συνέταξαν τους πρώτους πραγματικούς χάρτες.
Χρησιμοποίησαν ένα ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων γύρω στο 300 π.Χ.
Περίπου 100 χρόνια αργότερα, ο έλληνας μαθηματικός, αστρολόγος και
γεωγράφος Ερατοσθένης (276-194 π.Χ.) έβαλε τα θεμέλια της
επιστημονικής χαρτογραφίας. Ένας από τους πιο γνωστούς παγκόσμιους
χάρτες δημιουργήθηκε από τον Κλαούντιο Πτολεμαίο στην Αλεξάνδρεια
(90-168 μ.Χ.).
Οι Ρωμαίοι έριξαν μεγαλύτερο βάρος στην καταγραφή και την καταχώρηση γεωγραφικών δεδομένων. Οι όροι cadastre(ένας επίσημος καταχωρητής ιδιοκτησίας) και cadastral(ένας χάρτης ή έρευνα που δείχνει τα σύνορα ιδιοκτησίας) προέρχονται από τα ελληνικά «κατά στίκον» που σημαίνει «γραμμικός». Οι Ρωμαίοι ήταν οι πρώτοι που εισήγαγαν την έννοια της καταγραφής των ιδιοκτησιών, στο capitumregistra (τον καταχωρητή γης). Καθώς οι κοινωνίες οργανώνονταν, π.χ. με την εισαγωγή συστημάτων φορολογίας, η καταχώρηση των ιδιοκτησιών συστηματοποιήθηκε εξ' αρχής για να διασφαλίσει το ετήσιο κρατικό εισόδημα.
Αργότερα, χάρτες σχεδιάστηκαν για να διευκολύνουν τα εμπορικά ακτοπλοϊκά ταξίδια. Οι Άραβες ήταν οι καθοδηγητές χαρτογράφοι του Μεσαίωνα. Η Ευρωπαϊκή χαρτογραφία αναγεννήθηκε με την πτώση της Βυζαντινής αυτοκρατορίας και τη μετάφραση τον 15ο αιώνα του έργου Geographiaτου Κλαούντιου Πτολεμαίου στα Λατινικά που έγινε η τότε υπάρχουσα εικόνα του κόσμου. Παρόλο που η χαρτογραφία παραμελήθηκε, σε πολλές χώρες η καταχώρηση ιδιοκτησιών ευδοκίμησε. Το γνωστότερο παράδειγμα είναι αυτό του Μεγάλου Κτηματολογίου των περιοχών της Αγγλίας που συντάχθηκε το 1086 από τον πρώτο Νορμανδό βασιλιά, Ουίλιαμ τον κατακτητή.
Οι εξερευνήσεις του Μάρκο Πόλο, του Χριστόφορου Κολόμβου, του Βάσκο Ντε Γκάμα κ.ά. είχε σαν αποτέλεσμα, πέραν της ανάπτυξης του εμπορίου, και της δημιουργίας νέων χαρτών. Οι επιτελικοί χάρτες αποτέλεσαν τους καθοδηγητές τόσο για τοπογραφικούς χάρτες ξηράς όσο και για χάρτες πλοήγησης.
Μέχρι το 19ο αιώνα, η γεωγραφική πληροφορία χρησιμοποιούνταν κυρίως στο εμπόριο, στις εξερευνήσεις, για συλλογή φόρων και από το στρατό. Καθώς οι κοινωνίες έγιναν πολυπλοκότερες νέες εφαρμογές αναπτύχθηκαν για τις επερχόμενες υποδομές (τηλεφωνικές γραμμές, σιδηροδρόμους κλπ.). Οι αεροφωτογραφίες επιτάχυναν την πρόοδο της χαρτογράφησης. Η φωτογραμμική, η τεχνική της μέτρησης των αεροφωτογραφιών, αναπτύχθηκε ταχύτητα στις δεκαετίες 1920 και 1930 και κατά το 2ο Παγκόσμιο πόλεμο. Χρησιμοποιείται κυρίως για χάρτες με κλίμακες 1:1500 και 1:50000.
Σήμερα, με τις δυνατότητες που παρέχουν οι Η/Υ, η χαρτογράφηση διατρέχει μια νέα εποχή. Τα δίκτυα Η/Υ, οι εξομοιωτές, η εικονική πραγματικότητα αποτελούν τη τελευταία μόδα στην εξέλιξη των γεωγραφικών συστημάτων.
Περιγραφή Συστήματος GIS
Σε γενικές γραμμές, ένα σύστημα GIS περιλαμβάνει:
- Τεχνικές για εισαγωγή γεωγραφικής πληροφορίας σε ηλεκτρονική μορφή, δηλ. μετατροπή της σε ψηφιακή μορφή,
- Τεχνικές για αποθήκευση αυτής της (μεγάλης σε όγκο) πληροφορίας σε συμπιεσμένη μορφή σε ψηφιακά αποθηκευτικά μέσα,
- Μεθόδους αυτοματοποιημένης ανάλυσης των γεωγραφικών δεδομένων, αναζήτηση προτύπων, συνδυασμό διαφορετικών ειδών δεδομένων, δυνατότητα μετρήσεων, εύρεση των συντομότερων διαδρομών και πολλά άλλα,
- Μεθόδους πρόβλεψης των αποτελεσμάτων πιθανών σεναρίων, όπως π.χ. της επίδρασης της αλλαγής του κλίματος στη βλάστηση,
- Τεχνικές αναπαράστασης των δεδομένων σε μορφή χαρτών, εικόνων κλπ.
-
Δυνατότητες για έξοδο των αποτελεσμάτων σε μορφή αριθμών και πινάκων.
Ένα σύστημα GIS επιτρέπει πράξεις πάνω σε χωρικά δεδομένα, δηλ. χρησιμοποιώντας γεωγραφικά μήκη και πλάτη [2]. Παράδειγμα μιας τέτοιας πράξης είναι: «Ποιες πόλεις βρίσκονται λιγότερο από 1000 χλμ. η μία από την άλλη;». Επιτρέπει δηλ. τον προσδιορισμό των χωρικών σχέσεων ανάμεσα στα χαρακτηριστικά [1] (features) του χάρτη. Επιπλέον συνδέει χωρικά δεδομένα με γεωγραφική πληροφορία για ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό του χάρτη. Η πληροφορία αποθηκεύεται ως ιδιότητες [2] (attributes) του γραφικά παρουσιαζόμενου χαρακτηριστικού σε μια Βάση Δεδομένων. Για κάθε χαρακτηριστικό αποθηκεύονται τρεις βασικές πληροφορίες στη ΒΔ: η γεωγραφική πληροφορία, η προβολή (projection) πάνω στην οποία εκφράζεται η γεωγραφική πληροφορία και οι ιδιότητές του. Για κάθε χαρακτηριστικό του χάρτη αποθηκεύονται ακόμα στη ΒΔ του GIS οι εξής πληροφορίες: τι χαρακτηριστικό είναι, που βρίσκεται και πως σχετίζεται με άλλα χαρακτηριστικά.
Πέραν της δυνατότητας σχεδίασης/χειρισμού χαρτών, ένα σύστημα GIS μπορεί να συνδέει εξωτερικές ΒΔ με αντικείμενα που ανήκουν στο χάρτη [4]. Αυτή η σύνδεση επιτρέπει σε όποιες αλλαγές γίνονται στις ΒΔ να φαίνονται αμέσως στο χάρτη καθώς και να μπορούμε να κάνουμε ερωτήσεις στη ΒΔ απευθείας από το χάρτη. Επίσης, διαθέτει ένα σύνολο από εργαλεία που μπορούν να διαχωρίσουν τα διάφορα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στις εξωτερικές ΒΔ, εμφανίζοντας π.χ. αντικείμενα ή περιοχές που ικανοποιούν συγκεκριμένα κριτήρια με διαφορετικά χρώματα ή σχήματα.
Ένα σύνολο από χαρακτηριστικά (π.χ. όλο το οδικό δίκτυο) θεωρούνται ως ένα στρώμα (layer) [2,5]. Στην πραγματικότητα οι ψηφιακοί χάρτες δεν είναι τίποτ' άλλο από μια συλλογή από στρώματα. Φανταστείτε αυτά τα στρώματα ως διαφάνειες όπου κάθε στρώμα περιέχει ένα διαφορετικό μέρος του χάρτη. Τα στρώματα τοποθετούνται το ένα πάνω στο άλλο και μας επιτρέπουν να δούμε όλες τις όψεις του χάρτη την ίδια χρονική στιγμή. Π.χ. ένα στρώμα θα μπορούσε να περιέχει τα σύνορα των χωρών της γης, ένα άλλο στρώμα να περιέχει σύμβολα που να αναπαριστούν τις πρωτεύουσες, ένα τρίτο στρώμα μπορεί να περιέχει τις εθνικές οδούς κλπ. Τοποθετώντας αυτές τις διαφάνειες τη μια πάνω στην άλλη δημιουργούμε έναν πλήρη χάρτη. Το GIS σύστημα συνδυάζει διάφορα στρώματα για να απαντήσει σε συγκεκριμένες χωρικές ερωτήσεις. Χαρακτηριστικά που σχετίζονται μεταξύ τους, όπως π.χ. ποτάμια και κανάλια, θα μπορούν να εμφανίζονται σε ένα στρώμα, ενώ υποδομή, όπως δρόμοι, να εμφανίζονται σε άλλο στρώμα. Όταν κάποια χαρακτηριστικά δεν ενδιαφέρουν το χρήστη σε κάποια χρονική στιγμή, θα μπορεί να τ' αποκρύπτει εμφανίζοντας μόνο την πληροφορία που τον ενδιαφέρει [3].
Όπως είπαμε, οι χάρτες σ' ένα GIS σύστημα αποθηκεύονται σε ψηφιακή μορφή σε μια βάση δεδομένων. Σ' αυτή τη ΒΔ αποθηκεύονται δυο είδη πληροφορίας (ή αλλοιώς, η πληροφορία που αποθηκεύεται σ' ένα GIS έχει δυο ιδιότητες - χωρικές και περιγραφικές): [2,3]
- Χωρική πληροφορία που περιγράφει την τοποθεσία και το σχήμα των γεωγραφικών χαρακτηριστικών και τις χωρικές σχέσεις τους με άλλα χαρακτηριστικά, και
-
Περιγραφική πληροφορία που αφορά τα χαρακτηριστικά.
Η χωρική
πληροφορία αποθηκεύεται με τη μορφή τριών βασικών χαρακτηριστικών:
του σημείου, της γραμμής και του πολυγώνου. Η περιγραφική πληροφορία
εμφανίζεται με τη μορφή συμβόλων και ετικετών πάνω στο χάρτη. Η
δύναμη του συστήματος βασίζεται στη δυνατότητα που έχει να συνδυάζει
αυτά τα δυο είδη πληροφορίας.
Συνοψίζοντας έως εδώ, ένα χαρακτηριστικό (feature) του χάρτη
αποτελείται από ιδιότητες (attributes).
Ένα GIS
αποθηκεύει τα χαρακτηριστικά σε πίνακες [4], έτσι ώστε κάθε γραμμή
του πίνακα να αποτελεί ένα χαρακτηριστικό του χάρτη, και κάθε στήλη
μια ιδιότητα αυτού του χαρακτηριστικού. Τα χαρακτηριστικά αυτά έχουν
τις ίδιες ιδιότητες και επομένως ο πίνακας αποτελεί ένα στρώμα
(layer) καθώς είναι ένα σύνολο από ίδια χαρακτηριστικά. Το σύνολο
όλων αυτών των πινάκων (στρωμάτων), από τα οποία αποτελείται ο
χάρτης, αποθηκεύεται στην GIS
Βάση Δεδομένων.
Σχήμα 1. GIS ΒΔ. |
Όποιος
έχει δουλέψει με ΒΔ θα είναι οικείος με την ιδέα της εγγραφής.
Μια εγγραφή είναι ένα σύνολο από στήλες που περιέχουν σχετική
πληροφορία. Π.χ., μια ΒΔ πελατών θα περιέχει μια εγγραφή για κάθε
πελάτη και θα περιέχει στήλες για το όνομα, τη διεύθυνση κλπ. του
πελάτη. Ένα χαρακτηριστικό είναι απλά μια εγγραφή που συνδυάζει
δεδομένα σε μορφή πίνακα και γεωγραφική πληροφορία. Κάθε εγγραφή
περιλαμβάνει αρκετές στήλες με δεδομένα καθώς και μια αναφορά σε
γεωμετρική πληροφορία που περιγράφει το σχήμα και την τοποθεσία κάθε
χαρακτηριστικού. Τα δεδομένα σε μορφή πίνακα ονομάζονται
ιδιότητες και τα γεωμετρικά δεδομένα γεωμετρία. Αυτοί οι
δυο τύποι δεδομένων αποτελούν το χαρακτηριστικό.
Μία άλλη σημαντική έννοια είναι αυτή της τοπολογίας. Τοπολογία
ονομάζεται η μαθηματική διαδικασία βάση της οποίας ορίζονται χωρικές
σχέσεις. Προσδιορίζονται δηλ. οι σχέσεις μεταξύ των διαφόρων
χαρακτηριστικών. Τρεις τοπολογικές έννοιες είναι: ο σύνδεσμος
(κόμβος), ο ορισμός της περιοχής (το πολύγωνο) και η γειτνίαση.
Τα θέματα (themes) μας επιτρέπουν να αλλάξουμε προγραμματιστικά την εμφάνιση ορισμένων ή όλων των χαρακτηριστικών ενός στρώματος βασιζόμενοι σε συγκεκριμένα κριτήρια. Πρότυπα και τάσεις που είναι σχεδόν αδύνατο να ανιχνευθούν σε λίστες δεδομένων αποκαλύπτονται ξεκάθαρα όταν χρησιμοποιείται θεματική σκίαση για αναπαράστασή τους στο χάρτη. Ένας χάρτης σκιάζεται θεματικά χρησιμοποιώντας δεδομένα από ένα στρώμα. Το πιο κοινό παράδειγμα θεματικού χάρτη είναι ο χάρτης καιρού. Οι κόκκινες περιοχές δηλώνουν ζέστη, οι μπλε κρύο. Οι θεματικοί χάρτες αναπαριστούν τα δεδομένα με χρωματικές αποχρώσεις, πρότυπα, σύμβολα ή γεμίσματα και μπορεί κάποιος να δημιουργήσει διαφορετικούς θεματικούς χάρτες με αυτά τα αντικείμενα βασιζόμενος στα δεδομένα του.
Η αναζήτηση, τέλος, είναι μια από τις πιο σημαντικές δυνατότητες ενός GIS. Επιτρέπει την ανάκτηση συγκεκριμένων δεδομένων βασισμένη σε γεωγραφική πληροφορία.
Ένα GIS σύστημα μπορεί να απαντήσει στους παρακάτω τύπους ερωτήσεων: [2]
- με βάση την τοποθεσία, δηλ. τι βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία;
- με βάση μια συνθήκη, δηλ. η εύρεση μιας τοποθεσίας που ικανοποιεί συγκεκριμένες συνθήκες,
- με βάση κάποιες τάσεις, δηλ. τι άλλαξε μετά από κάποιο χρονικό διάστημα;
-
με βάση κάποια πρότυπα (patterns) π.χ. χρονική καθυστέρηση όταν κυριαρχούν συγκεκριμένες εδαφικές συνθήκες;με βάση κάποια μοντελοποίηση, δηλ. «τι θα συνέβαινε εάν» ερωτήσεις.
Συστήματα συντεταγμένων και γεωαναφορές
Προτού ανόμοια γεωγραφικά δεδομένα χρησιμοποιηθούν σε ένα GIS, θα πρέπει να αναφερθούν σε ένα κοινό σύστημα. Υπάρχουν πολλά συστήματα γεωαναφορών που περιγράφουν τον πραγματικό κόσμο με διαφορετικούς τρόπους και με διαφορετική ακρίβεια. Ως γεωαναφορά (georegistration) ορίζεται η τοποθέτηση των αντικειμένων στον δισδιάστατο ή τρισδιάστατο χώρο [1]. Όπως φαίνεται και στο σχήμα 2, υπάρχουν δυο βασικές μέθοδοι γεωαναφοράς:
- Τα συνεχή συστήματα γεωαναφοράς και
-
Τα διακριτά συστήματα γεωαναφοράς.
Στα συνεχή συστήματα γεωαναφοράς γίνεται συνεχής μέτρηση της θέσης των φαινομένων σε σχέση με ένα σημείο αναφοράς χωρίς απότομες αλλαγές ή διακοπές. Τα δεδομένα χαρακτηρίζονται από την ανάλυσή τους (resolution) και την ακρίβειά τους (precision). Τα συνεχή συστήματα γεωαναφοράς χωρίζονται με τη σειρά τους σε άμεσα και σχετικά. Τα άμεσα περιλαμβάνουν:
- Τα συστήματα συντεταγμένων στην καμπύλη επιφάνεια της γης
- Τις γεωκεντρικές συντεταγμένες και
-
Τις ορθογώνιες συντεταγμένες
Τα σχετικά περιλαμβάνουν:
-
Πολικές συντεταγμένες,
-
Οριζόντιες αποστάσεις, και
-
Μετρήσεις κατά μήκος οδικών δικτύων
Βασικές έννοιες των άμεσων συστημάτων γεωαναφοράς είναι:
-
Το χωροσταθμικό σημείο (datum). Όπως γνωρίζουμε, η γη δεν είναι σφαιρική αλλά περισσότερο ελλειψοειδής. Διάφορα ελλειψοειδή έχουν προταθεί εξαρτώμενα από το με πόσο μεγάλη ακρίβεια περιγράφουν το μέγεθος της γης. Ένα χωροσταθμικό σημείο είναι ένα μοντέλο (ελλειψοειδές) της γης που χρησιμοποιείται για γεωδαιτικούς υπολογισμούς. Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο χωροσταθμικό σημείο σήμερα είναι το WGS84 (World Geodetic System 1984).
-
H προβολή χάρτη (projection). Τα διάφορα γεωαναφορικά δεδομένα μπορούν να αποτυπωθούν πάνω στο χάρτη μόνο όταν αναφερθούν στο επίπεδο και όχι στην καμπύλη επιφάνεια της γης. Διάφορες προβολές της σφαιρικής επιφάνειας της γης στο επίπεδο έχουν προταθεί και χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: κυλινδρικές (π.χ Mercator, UTM κ.ά.), κωνικές και αζιμουθιακές προβολές. Κάθε προβολικό σύστημα εισάγει λάθη στις αποστάσεις, το σχήμα των περιοχών κλπ.
-
Το σύστημα συντεταγμένων. Οι γεωγραφικές συντεταγμένες της επιφάνειας της γης είναι το γεωγραφικό μήκος και το γεωγραφικό πλάτος. Σ' αυτό το σύστημα συντεταγμένων οι αποστάσεις θα πρέπει να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας σφαιρική γεωμετρία και την ακτίνα της γης. Πολλές χώρες έχουν εθνικά συστήματα συντεταγμένων που τους επιτρέπουν να περιγράφουν τις περιοχές με μονάδες μήκους σχετικά με ένα σημείο αναφοράς. Τα συνηθέστερα χρησιμοποιούν ορθογώνιες συντεταγμένες με μειονέκτημα την αναπόφευκτη εισαγωγή λάθους. Για να περιοριστεί το λάθος τα συστήματα αυτά περιορίζονται σε μικρές περιοχές. Για μεγαλύτερες περιοχές πολλά τέτοια συστήματα θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν μετατοπισμένα το ένα σε σχέση με τα άλλα. Πολλά συστήματα GIS προσφέρουν δυνατότητες μετατροπής από ένα σύστημα συντεταγμένων σε άλλο, βασισμένα σε κοινά σημεία στα δυο συστήματα. Το πιο γνωστό σύστημα συντεταγμένων είναι το UTM (Universal Transverse Mercator Grid).
-
Τέλος, το γεωειδές, η επιφάνεια που περνά από τα σημεία της γης με μηδενικό υψόμετρο (το μέσο επίπεδο θαλάσσης). Το γεωειδές επηρεάζεται από τη μάζα της γης και επομένως ακολουθεί τις υψομετρικές καμπύλες.
Συμπερασματικά
Τα συστήματα GIS έχουν μια ευρεία περιοχή εφαρμογών. Τυπικές εφαρμογές τους είναι στη διαχείριση του περιβάλλοντος και των πόρων του, στο σχεδιασμό και ανάπτυξη νέας υποδομής των πόλεων, δρόμων κλπ, στις θαλάσσιες και επίγειες μεταφορές, στην ασφάλεια στη θάλασσα, στις βιομηχανίες τηλεπικοινωνιών, ύδατος, ηλεκτρικού όπου η έμφαση ρίχνεται στη συντήρηση και λειτουργία των δικτύων τους, ακόμα και για στρατιωτικές εφαρμογές.
Τα συστήματα GIS είναι μια ενεργή περιοχή της ψηφιακής τεχνολογίας με ετήσια ανάπτυξη 20% και πωλήσεις της τάξης των $500 εκατομμυρίων. Η ικανότητα των συστημάτων αυτών να αποθηκεύουν σχέσεις ανάμεσα στα χαρακτηριστικά, πέρα από τα ίδια τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητές τους, είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ισχύος και ευελιξίας αυτής της τεχνολογίας.
Ορισμοί που αν ασχοληθείς σίγουρα θα ακούσεις.
Arc
View: Είναι ένα Desktop G.i.S πακέτο για την εισαγωγή στοιχείων
και επεξεργασία
ψηφιακών χαρτών, πινάκων και διαγράμματων. Το γραφικό περιβάλλον του παρέχει ένα
σετ από εργαλεία για την εύκολη διαχείριση αυτών των δεδομένων, τον ορισμό
σχέσεων μεταξύ πινάκων και χαρτών και την παραπέρα επεξεργασία με βάση αυτές τις
σχέσεις. Η σύνδεση μεταξύ πινάκων και χαρτών είναι δυναμική, δηλαδή κάθε αλλαγή
στη βάση δεδομένων επιφέρει τις ανάλογες αλλαγές στον χάρτη και αντίστροφα.
GPS: Είναι ένα παγκόσμιο δοριφορικό σύστημα που μας
δίνει την περιοχή που το
χρησιμοποιούμε, εκτός αυτού μας δίνει και άλλες πληροφορίες όπος : θερμοκρασία,
υγρασία και υψόμετρο, χιλιομετρικές αποστάσεις περιοχών που ζητάμε, καταμέτριση
σε μέτρα η όποια άλλη μονάδα μετρισης εμείς θέλουμε της περιοχής που κινούμαστε
εκείνη τη στιγμή και μέτριση της ταχύτητας που κινούμαστε.
Τοπολογία: Για να κάνουμε
ένα ηλεκτρονικό χάρτη (coverage)έξυπνο να δώσει
δηλαδή,μέσο άμεσης επικοινωνίας με την πληροφορία που κρύβεται "πίσω" του,μία
πιστή προσομοίωση των πραγματικών συνθηκών και συσχετισμών που επικρατούν στο
γεωγραφικό χώρο,χρειάζεται η εγκαθίδρυση της λεγόμενης τοπολογίας.Εξασφαλίζει
δηλαδή την ύπαρξη,σύνδεση,συσχέτιση και συνέχεια των γραφικών και περιγραφικών
χαρακτηριστικών σε ενιαίο σύστημα και καταστρώνει την πληροφορία αυτή σε
πινακοποιημένη,αναλυτικά διαχειρήσημη μορφή.
Coverage: Είναι ένας
χάρτης σε ψηφιακή μορφή, ένας ηλεκτρονικός χάρτης. Στην
ορολογία των G.I.S είναι ακριβώς η ψηφιακή έκδοση ενός επιπέδου γεωγραφικής
πληροφορίας το οποίο μπορεί να πάρει μία γεωγραφική οντότητα, ανάλογα με το τι
απεικονίζει το coverage.
Tics: Επιτρέπουν και
επιβάλουν στα χαρακτηριστικά του χάρτη να ενταχθούν σε ένα
ενιαίο γεωγραφικό σύστημα αναφοράς καρτεσιανών συντεταγμένων. Αντιπροσωπεύουν τη
θέση γνωστών σημείων της γήινης επιφάνειας, των οποίων οι πραγματικές
γεωγραφικές συντεταγμένες είναι εκ των προτέρων γνωστές.Ο minimum αριθμός tics
που απαιτούνται ανά coverage είναι τέσσερα.Επίσης,όταν ψηφιοποιούμε ένα
coverage,χρησιμοποιούμε υποχρεωτικά τις μονάδες του ψηφιοποιητή (digitizer) που
συνήθως είναι ίντσες.Αυτές οι μονάδες δεν έχουν πρακτική μετρητική αξία για
μας,αν δεν "μεταφραστούν" σε "μονάδες εδάφους".Τα tics χρησιμεύουν σ' αυτή τη
μετάφραση.Ακόμη μέσο των tics γίνονται μετατροπές κλιμάκων, μετατροπές
συντεταγμένων από ένα γεωγραφικό σύστημα αναφοράς σε άλλο,ένταξη στο "δικό μας"
σύστημα ενός coverage που έχει ψηφιοποιηθεί από άλλο χρήστη,ένωση πινακίδων που
αφορούν σε γειτονικές περιοχές κ.α.
Κόμβοι(Nodes): Κόμβος
μπορεί να είναι η αρχή ή το τέλος ενός τόξου ακόμα να
είναι το σημείο εκείνο που ενώνονται δύο ή περισσότερα τόξα.
Αιωρούμενοι κόμβοι(Dangling Nodes):
Αιωρούμενος κόμβος είναι το σημείο εκείνο
όπου η κατάληξη του τόξου δεν ταυτίζεται με προϋπάρχοντα κόμβο, ως θα ώφειλε.
Fuzzy Tolerance: Ενώνει
δύο κόμβους οι οποίοι βρίσκονται μεταξύ τους σε
απόσταση μικρότερη από αυτή που καθορίζεται από το fuzzy Tolerance που ορίζουμε
εμείς.
Identity: Δημιουργεί νέο
coverage από επίθεση δύο τα οποία είναι το input
coverage και το identity coverage το τελικό coverage περιέχει όλα τα
χαρακτηριστικά του input coverage και από το identity coverage μόνο το
επικαλυπτόμενο τμήμα των χαρακτηριστικών.
Intersect: Δημιουργεί ένα
νέο coverage από επίθεση δύο, τα οποία είναι το input
coverage και το intersect coverage,το τελικό coverage περιέχει ενωμένα μόνο τα
χαρακτηριστικά που είναι κοινά και στα δύο coverage.
Union: Δημιουργεί νέο
coverage από επίθεση δύο πολυγωνικής τοπολογίας, το
εξαγόμενο coverage περιέχει τη συνένωση των γραφικών και περιγραφικών ιδιοτήτων
των χαρακτηριστικών των δύο εισαγόμενων coverages. Στην εντολή αυτή μπορούν να
χρησιμοποιηθούν μόνο πολυγωνικής τοπολογίας coverages.
Build: Δημιουργεί ή
ενημερώνει πίνακες ιδιοτήτων των χαρακτηριστικών ενός
coverage και καταστρώνει τοπολογία πολυγωνικών, γραμμικών και σημειακών
χαρακτηριστικών.
Dangle length: Το dangle
length αντιπροσωπεύει το ελάχιστο μήκος τόξου το οποίο
είναι αποδεκτό μέσα στο coverage, στις περιπτώσεις overshoot.Τόξα μικρότερου
μήκους απορρίπτονται αυτόματα από το σύστημα.
Clean: Η εντολή
δημιουργεί αντίγραφο ενός coverage στο οποίο αποκαθιστά
πολυγωνική τοπολογία, είτε παρεμβαίνει στο coverage αποκαθιστώντας δύο πολύ
βασικές λειτουργίες για ένα σύστημα G.I.S 1) Επεξεργάζεται και διορθώνει
στοιχεία της γεωμετρίας των γραφικών χαρακτηριστικών σύμφωνα με παραμέτρους –
ανοχές που καθορίζει ο χρήστης, 2) Δημιουργεί κόμβους στην τομή δύο τόξων.
MapJoin: Ενώνει
πολυγωνικά χαρακτηριστικά από 2 μέχρι 50 γειτονικών coverages,
σε ένα. Με την εντολή αυτή ενώνεται η γραφική πληροφορία και η βάση δεδομένων
των γειτονικών πινακίδων. Το εξαγόμενο coverage μπορεί να κοπεί στα όρια ενός
καθορισμένου coverage.
Append: Ενώνει
οποιυδήποτε είδους χαρακτηριστικών ανάλογα
με τις επιλογές του χρήστη, και το νέο coverage δεν έχει κτισμένη τοπολογία ενώ
η mapjoin ενώνει μόνο πολυγωνικά coverage και το νέο coverage έχει κτισμένη
τοπολογία.Ορισμοί που αν ασχοληθείς σίγουρα θα ακούσεις
Intersect: Δημιουργεί νέο
coverage το οποίο περιέχει ενωμένα μόνο τα
χαρακτηριστικά που είναι κοινά και στα δύο εισαγόμενα coverages τα οποία είναι
το input coverage και το intersect coverage.Σύνταξη Intersect (in-coverage)
(intersect-coverage) (out-cover) (poly/line/point) (fuzzy-tolerance).
Union: Δημιουργεί ωέο
coverage από επίθεση δύο, πολυγωνικής τοπολογίας, το
εξαγόμενο coverage περιέχει τη συνένωση των γραφικών και περιγραφικών ιδιοτήτων
χαρακτηριστικών των δύο εισαγόμενων coverages.Σύνταξη:Union (in-cover)
(union-cover) (out-cover) (fuzzy-tolerance).
Buffer: Δημιουργεί ζώνες
επιρροής γύρω από οποιουδήποτε είδους χαρακτηριστικό
(πολύγωνο, γραμμή, σημείο). Το τελικό αποτέλεσμα είναι πολύγωνα τα οποία
εμφανίζονται στο τελικό coverage, το οποίο δε περιέχει τα χαρακτηριστικά γύρω
από τα οποία επιλέξαμε να δημιουργηθούν οι ζώνες επιρροής. Σύνταξη: Buffer
(in-cover) (out-cover) (buffer -item) (buffer -table) (buffer distance)
(fuzzy-tolerance) (line/poly/point).
ASELECT: Προσθέτει
εγγραφές σε ένα είδη επιλεγμένο υποσύνολο εγγραφών.
NSELECT: Αντιστρέφει την
επιλογή.Επιλέγει από το τρέχον αρχείο και μετατρέπει σε
τρέχον επιλεγμένο υποσύνολο όσες εγγραφές μέχρι τώρα δεν ήταν επιλεγμένες.
RESELECT: Επιτρέπει την
επιλογή εγγραφών από ήδη επιλεγμένο αρχείο.
CLIP: Δημιουργεί νέο
coverage από επίθεση δύο τα οποία είναι το in- coverage και
το clip coverage Τα πολύγωνα του clip coverage ορίζουν τα όρια της περιοχής του
in coverage που θα αποσπαστεί σε νέο coverage.clip (in- cover) (clip-cover)
(out-cover) (p/l/p/net/link) (fuzzy tolerance).