23.9.2010
1
ÚVOD DO GIS
RNDr. Tomáš ŘEZNÍK, Ph.D.
Praktikum z geoinformatiky – podzim 2010
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Intro
• 0/2, z, 2 kredity
• Vztah k Z0062 Kartografie a geoinformatika
• 2 neomluvené absence
• Konzultační hodiny:
Budou upřesněny
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Geografické informace vs. GIS
• Geografická informace (GI)
- informace o místech na zemském povrchu
- synonyma: geografická, prostorová informace
- čas
• Co znamená „S“ navíc?
- Systems: technologie
- Science: koncept a teorie
- Studies: společenský kontext
GIS není ničím převratným. Všechny
aplikace bylo (a je) možné dělat jinak.
Pomocí GIS jsou mnohdy jednodušší,
rychlejší, efektivnější.
GIS Day (letos 17. 11. 2010) & GIS Night
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Technologie geografické informace
• Global Positioning System (GPS)
• Dálkový průzkum Země (DPZ)
• Geografické informační systémy (GIS)
• GPS a DPZ jsou vstupy do GIS
• GISy pak provádí úschovu a správu dat
GPS a DPZ
23.9.2010
2
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Stručný vývoj GIS
• Pionýrské období (počátek 60. let – 1975), důležitý vliv
průkopnických osobností a institucí (zvláště univerzit) na
dosažené výsledky
• Druhá fáze (1973 - začátek 80. let), ujednocení pokusů
a činností agenturami a institucemi na lokální úrovni
• Třetí fáze (1982 - konec 80. let), dominuje
komercionalizace problematiky
• Čtvrtá, současná fáze, uživatelský přístup, výrazná
konkurence poskytovatelů, služby ze vzdálených
serverů, standardizace a tvorba otevřených systémů;
zvyšuje se důraz na uživatele a možnosti použití
• 80% aktivit veřejné správy a samosprávy je
geograficky založeno (hasicí obvody, cenové
mapy, plánování rozvoje, sběr odpadu…)
• Výrazné zastoupení ve vládní úrovni (dálnice,
přírodní zdroje,…)
• Business (zákaznické průzkumy, logistika,
realitní kanceláře, precizní zemědělství, stavby...)
• Obranné a vojenské účely (vojenský
management, analýzy družicových snímků,…)
• Vědecký výzkum (mj. geologie, botanika,
archeologie, ekonomika, kriminalistika, lék., aj.)
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
K čemu je potřeba GIS?
• Hardwarová
• Softwarová
• Data
• Personální (Lifeware)
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Struktura GIS
GIS
Data
Uživatel Hardware
+
Software
• Různé počítačové platformy (personální počítače,
pracovní stanice, víceuživatelské systémy)
• Požadavek na konkrétní vstupní a výstupní zařízení
• Vstupní = zejména takové, jež jsou schopné konverze
dat do digitální formy
• Výstup = často velkoplošná tisková zařízení a digitální
výstupy
• Hardware na vysoké úrovni (náročné operace)
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Hardware
• Dnes zejména Desktop GIS (tj. GIS pro PC)
• Výrazná konkurence
• Musí umět a mít přinejmenším: uživatelské
rozhraní, umožňovat vstup údajů, jejich
transformaci, zobrazovat a vytvářet výstupy,
umožňovat prostorové analýzy
• Funkcionalita leaderů přibližně na stejné úrovni
• V ČR 50% legálních licencí jsou ESRI
• Stále větší rozvoj open source
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Software
• více než 70 % nákladů na GIS spočívá
v získávání údajů
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Data
23.9.2010
3
• Prostorová data: reprezentují prvky
lokalizovatelné na Zemi
• Atributová data: popisná informace vztažená k
prostorovým datům
• Datové vrstvy: výsledek kombinace prostorových
a atributových dat
• Datové modely: způsob provázání uložené
informace (vektor a rastr – viz. dále)
• Topologie: vztahy mezi geografickými prvky
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Data v GIS Datové vrstvy (layers, themes)
Reálný svět
Geografické souřadnice
Využití krajiny
Půdy
Infrastruktura
Topografie
Říční síť
23.9.2010
4
Datové vrstvy – rastr vs. vektor
Rastr Vektor
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Hlavní funkcionalita GIS
• Pomocí GIS naučit studenty, co je GIS
• Tvorba map
• Možnost použít freewarové programy
• Kristýna GIS (profesionální GIS)
• OpenJump (profesionální GIS)
• ArcExplorer (jen pro vizualizaci, snadné
ovládání, malá funkcionalita)
• JanMap (výborný český freeware GIS SW)
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Funkce GIS ve školství
• Tvorba map
• Zobrazování dat
• Uložení dat
• Modelování
• Analýzy
• DZO (digitální zpracování obrazu) ve vazbě
na DPZ (dálkový průzkum Země)
• Rozhodovací procesy
• Tvorba metadat („dat o datech“)
• Publikace map, modelů na Webu
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
GIS v praxi
• Tvorba map
• Zobrazování dat
• Uložení dat
• Modelování
• Analýzy
• DZO (digitální zpracování obrazu) ve vazbě
na DPZ (dálkový průzkum Země)
• Rozhodovací procesy
• Tvorba metadat („dat o datech“)
• Publikace map, modelů na Webu
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
GIS v praxi
23.9.2010
5
• Tvorba map
• Zobrazování dat
• Uložení dat
• Modelování
• Analýzy
• DZO (digitální zpracování obrazu) ve vazbě
na DPZ (dálkový průzkum Země)
• Rozhodovací procesy
• Tvorba metadat („dat o datech“)
• Publikace map, modelů na Webu
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
GIS v praxi
23.9.2010
6
OPTIMALIZACE
HASEBNÍCH OBVODŮ
PROSTŘEDNICTVÍM
GIS
• sada pokročilých aplikací GIS
• ve třech úrovních funkčnosti (ArcView,
ArcEditor a ArcInfo)
• V tomto kurzu ArcView – produkty
ArcMap a ArcCatalog™
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
ArcGIS Desktop
Umožňuje organizovat a spravovat data GIS, mapy,
glóby, datové sady, modely, metadata a služby.
Obsahuje nástroje pro:
• prohlížení a vyhledávání geografických informací
• zaznamenávání, prohlížení a správu metadat
• definování, export a import schémat a návrhů
geodatabáze
• vyhledávání prostorových dat na místních sítích nebo na
internetu
• administraci produktu ArcGIS Server
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
ArcCatalog
ArcCatalog
• Centrální aplikace
• Všechny mapově orientované úlohy
včetně kartografie, prostorových analýz a
editace dat
• Dva různé pohledy na mapu: zobrazení
geografických dat (View) a zobrazení
výkresu mapy (Layout)
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
ArcMap
23.9.2010
7
ArcMap
• Běžně užívaný, ne však jeden z
nejdokonalejších formátů pro uchovávání dat
pro GIS
• Geometrie a atributy jsou uloženy odděleně
• Geometrie (prostorová data) v souboru *.shp
• Atributy v souboru *.dbf (i Excel)
• Soubor *.shx propojuje *.shp a *.dbf
• Proto nutné kopírovat všechny tři soubory!
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
Formát Shapefile
Propojení prostorových a atributových
dat
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
• ArcExplorer – GIS prohlížeč zdarma
http://www.esri.com/software/arcexplorer
• IZGARD – prohlížeč armádních dat
http://izgard.cenia.cz/dmunew/viewer.htm
• Regionální informační systém
http://brno.risy.cz/CZ/pg_5848_cz.html
Užitečné odkazy
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita
• OpenJump (GIS software zdarma)
http://www.openjump.org
• JanMap – GIS SW zdarma
http://janitor.cenia.cz
Užitečné odkazy
Laboratoř geoinformatiky a kartografie, Masarykova univerzita