Geografische Informatie Systemen Hoofdstuk 1 Een eerste introductie

Geografische Informatie Systemen Hoofdstuk 1 Een eerste introductie in GIS Rolf de By Ellen-Wien Augustijn (okt. 2001) Vertaling Barend Köbben (dec. 2006)

Een eerste introductie in GIS Geografisch Informatie Systeem: Wat is het? Waar wordt het voor gebruikt? Een voorbeeld applicatie INTERNATIONAL INSTITUTE FOR GEO-INFORMATION SCIENCE AND EARTH OBSERVATION

Voorbeeld van een geografisch verschijnsel De zeewater oppervlakte temperatuur (Sea Surface Temperature = SST) en windsnelheid (Wind Speed = WS) in de Stille Oceaan rondom de evenaar varieert. Niet alleen per seizoen, maar ook over de jaren. We willen weten wat er gebeurt en ook waardoor het veroorzaakt. Dit fenomeen is bekend als de El Niño and La Niña verschijnselen, resp. het voorkomen van Warmere SST dan normaal, Koudere SST dan normaal. Dit heeft negatieve effecten: Achteruitgang van de zeedieren (oa. teruglopende visvangsten) Globale weersveranderingen (oa. overstromingen in Peru en droogte in Australië)

Een El Niño december Gemiddelde zeewater oppervlakte temperatuur (SST, in o. C en Windsnelheid (WS, in m/s) voor de maand december 1997

Een La Niña december Gemiddelde zeewater oppervlakte temperatuur (SST, in o. C en Windsnelheid (WS, in m/s) voor de maand december 1998

Geografische verschijnselen Dit zijn verschijnselen die plaatvinden in de: Geografische ruimte en de Tijd We bestuderen ze om ze beter te begrijpen, en om waar nodig er iets aan te doen, bv. bij El Niño: de vissersvloot ergens anders heen sturen watervoorraden aanleggen in Australië dammen bouwen in Peru Ze zijn: door de mens gemaakt (bv. , de Chinese Muur, hoogspanningslijnen, wegen, dammen, telefooncellen) natuurlijk (bv. , geologische formaties, bossen, rivieren, , meteoorinslagen, het weer) een mengeling van beiden (bv. , lawines, watervervuiling, productiebossen, klimaatverandering? )

GIS: Geografisch Informatie Systeem Een computer systeem dat het mogelijk maakt een geografisch verschijnsel te bestuderen, door middel van een computer representatie (model) van het verschijnsel. Hiertoe moet het GIS het mogelijk maken de volgende drie fundamentele fasen uit te voeren: Data invoer : waarin gegevens betreffende het verschijnsel in het GIS ingevoerd worden en een computer model ervan wordt gebouwd. Data analyse : waarin het model wordt bewerkt en bestudeerd om nieuwe inzichten te verkrijgen. Data presentatie : waarin de resultaten van de analyse worden gepresenteerd (in kaart- of andere vorm).

Een GROTE maar… In een GIS zijn we bekijken en bewerken we een representatie van de werkelijkheid, oftewel een model Het kan dus best zo zijn dat iets wat klopt in ons model, niet noodzakelijk ook opgaat in de werkelijkheid! We moeten dus voorzichtig (en soms ook bescheiden) zijn. Dus let op: verwar het model nooit met de werkelijkheid…

Data verzameling voor El Niño Om patronen in de zeewatertemperaturen (SST) en de windsnelheid (WS) te ontdekken, heeft het Amerikaanse NOAA een 70 -tal boeien verankerd in een min of meer regulier patroon in de oceaan. Elke boei meet de SST and WS (en nog meer gegevens). Via een satelliet verbinding worden de gegevens dagelijks naar een GIS in de VS gestuurd.

Meerdere (types) boeien

de data die ze dagelijks versturen

Na de feitelijke data-invoer Na de invoer wordt de data voorbereid om verder te kunnen bewerken. Dit kan oa. zijn: correcties voor de verschillende tijdzones waarin de boeien zich bevinden correcties meetfouten in de sensoren standardiseren van de meetwarden (bijvoorbeeld omrekenen van °F naar °C) Check op andere fouten Pas daarna kan de data-analyse fase beginnen…

Data analyse De vak experts—in dit geval vooral meteorologen en oceanografen —zullen proberen om in de data patronen en verbanden te ontdekken, bijvoorbeeld om op termijn de komende El Niño’s te kunnen voorspellen. We weten van welke boei elke dataset afkomstig is en we weten waar de boeien verankerd zijn. Op die manier hebben we zogenaamde ge-georefereerde data. Door (eenvoudige) analyse kunnen we bijvoorbeeld een maandelijks gemiddelde van de SST per boei berekenen:

Analyse: Ruimtelijke Interpolatie Uitgaande van maandelijkse gemiddelden per boei Een ruimtelijke interpolatie om waarden te schatten voor alle locaties Dit is typisch een functie van een GIS, want er is ruimtelijke kennis voor nodig.

Verdere analyse Wat is het verschil met waarden in een ‘normale’ december maand?

De fase van data presentatie Doel is de data op een begrijpelijke manier te. Wat is de boodschap? Aan welk publiek wil ik die boodschap vertellen? Welke medium gebruik ik? Met welke esthetische regels moet ik rekening houden? Welke presentatie technieken kan ik gebruiken? De meest geschikte GIS presentatie is vaak een papieren kaart, maar niet altijd: video animaties, digitale kaarten, spreadsheets, grafieken, zijn misschien wel de beste keuze in andere gevallen.

Definitie van een GIS Een Geografisch Informatie Systeem is een computersysteem dat de fasen van data invoer, data analyse en data presentatie mogelijk maakt Data vs. Informatie Data = representatie van de werkelijkheid die door de computer kan worden bewerkt Informatie = data die door een mens geïnterpreteerd is

GIS, databases en kaarten Ruimtelijke databases Om representaties van geografische verschijnselen op te slaan ten behoeve van GIS. Een ruimtelijke database is niet hetzelfde als een GIS. De database is het opslagmedium voor de invoerfase van het GIS zelf is vooral gericht op bewerking en analyse van de data. Een kaart is het resultaat van de uitvoer van de presentatiefase van een GIS. De beperkte definitie: GIS : een systeem om ruimtelijke data te analyseren en te Database : een systeem om grote hoeveelheden data (oa. voor een GIS) op te slaan Kaart : een product van de presentatiefase van een GIS Veel GISen hebben eigen opslag systeem (bv. in losse bestanden), maar gebruik van een database geeft meer mogelijkheden.

Samenvatting We willen processen die op de aarde plaatsvinden bestuderen. Een GIS is daarvoor de geschikte technologie, omdat het opgezet is, en gereedschappen heeft, om geografische ruimte te ‘begrijpen’. Typisch GIS gebruik bestaat uit drie fasen: data invoer data analyse data presentatie