TRINFORMATIKA GBOR DNES FISKOLA www gdf hu Vezet

TÉRINFORMATIKA GÁBOR DÉNES FŐISKOLA www. gdf. hu Vezető tanár: Dr. Selinger Sándor Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek

BEVEZETÉS A TÉRINFORMATIKÁBA 1. Térinformációs rendszerek 2. Térinformációs rendszerek alkalmazása 3. Térinformációs rendszerek létrehozásához szükséges modellalkotás 4. Geometriai adatok vonatkozási rendszerei 5. Adatnyerési eljárások és adatforrások 6. Adatminőség, szabványok, adatnyerési lehetőségek Magyarországon 7. Térinformációs rendszerek hardvereszközei Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 2

BEVEZETÉS A TÉRINFORMATIKÁBA 8. Térinformációs rendszerek szoftverkomponensei 9. Adatbázisrendszerek 10. Geometriai adatok modellezése a térinformációs rendszerekben 11. Elemzések 12. Térinformációs rendszerek megvalósítása 13. Áttekintés a térinformatika alkalmazásairól 14. A térinformatika várható fejlődése Detrekői Ákos – Szabó György : TÉRINFORMATIKA (NEMZETI TANKÖNYVKIADÓ, Budapest 2002) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 3

MI A TÉRINFORMATIKA? Földrajzi Információs Rendszer (FIR) Geographical Information Systems (GIS) térbeli információk adatok tárolása elemzése megjelenítése térbeli integrálása Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 4

A TÉRINFORMATIKA HELYE A TUDOMÁNYOK RENDSZERÉBEN MEZŐGAZDASÁGI TUDOMÁNYOK INFORMATIKA FÖLDTUDOMÁNYOK TÉRKÉPÉSZET TÉRINFORMATIKA MÉRNÖKI TUDOMÁNYOK SZÁMÍTÁSTECHNIKA DIGITÁLIS KÉPFELDOLGOZÁS GRAFIKA Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 5

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK CSOPORTOSÍTÁSA GLOBÁLIS Gábor Dénes Főiskola REGIONÁLIS LOKÁLIS Térinformatikai rendszerek 6

TÉRBELI INFORMÁCIÓK ELEMZÉSE MODELLEK ALKOTÁSA • Helyre vonatkozó (Hol van a… ? ) • Körülményekre vonatkozó (Mi van ott…? ) • Útvonalra vonatkozó (Legrövidebb út? ) • Trendre vonatkozó (Hogyan változott…? ) • Jelenségre vonatkozó (Mi változott …? ) • Modellezéssel kapcsolatos (Milyen lesz ha…? ) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 7

TÉRINFORMATIKAI RENDSZEREK „PIRAMIS” SZEREZETE térbeli analízis módszertana és a vizuális információk SZ IR T IR – INFORMÁCIÓS RENDSZER SZ - SZERVEZÉS T – TECHNOLÓGIA A - ALKALMAZÁS Gábor Dénes Főiskola A IR SZ A T Térinformatikai rendszerek 8

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK ALKALMAZÁSI SZINTJEI DÖNTÉSI SZINTEK ÉS FELADATOK DÖNTÉS - ELŐKÉSZÍTÉS STRATÉGIAI AUTOMATIZÁLT IRÁNYÍTÁSI OPERATÍV TÖMEGMUNKA AUTOMATIZÁLÁSA Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 9

NÉGY KOMPONENSŰ INFORMÁCIÓS RENDSZER MODELL • ADATNYERÉS (INPUT) adatbevitel, adattárolás szervezése • ADATKEZELÉS (MANAGEMENT) adatkeresés, generalizálás, pufferzóna előállítás • ADATELEMZÉS (ANALYSIS) mérések, statisztikák készítése, felületek metszése, modellezési műveletek • ADATMEGJELENÍTÉS (PRESENTATION) tematikus térképek, feliratok készítése, perspektív és egyéb megjelenítés Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 10

A TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK LÉTREHOZÁSÁHOZ SZÜKSÉGES MODELLALKOTÁSI FOLYAMAT 5 utca 1. 6 emeletes áruház 5 utca 2. 1 2 3 37 utca 8 emeletes irodaház 5 utca 2 emeletse templom 5 utca 3. Valós világ Elméleti modell Logikai modell Fizikai modell tulajdonságok: entitások: objektumok: kapcsolatok típus attribútum kapcsolat Gábor Dénes Főiskola adatmodell típus geometria attribútum kapcsolat minőség Ábrázolás adatbázis típus geometria attribútum kapcsolat minőség szöveg grafika multimédia Térinformatikai rendszerek 11

TÉRINFORMATIKAI MODELLEZÉS ALAPFOGALMAI TÉRINFORMATIKAI MODELLEZÉS A VALÓSÁG MODELLEZÉSE a valóság elemei ENTITÁSOK entitásosztályok: települések utak, folyók domborzat, növényzet az entitás digitális megjelenítése OBJEKTUM Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 12

TÉRINFORMATIKAI MODELLEZÉS ALAPFOGALMAI (2) ENTITÁS kapcsolat- típusok 1 – 1 kapcsolat pl. ország – főváros 1 – n kapcsolat pl. ország – város n – m kapcsolat pl. ország – agglomeráció Gábor Dénes Főiskola Térbeli OBJEKTUM - típusok 0 - dimenziós (0 D) pont, csomópont 1 – dimenziós (1 D) vonal, szakasz törtvonal, görbe 2 - dimenziós (2 D) terület, poligon 3 - dimenziós (3 D) testek 4 - dimenziós (4 D) idő (monitoring célú rendszerek) Térinformatikai rendszerek 13

TÉRINFORMATIKAI MODELLEZÉS ALAPFOGALMAI (3) ATTRIBÚTUM értéktartománnyal rendelkező entitás tulajdonság FEDVÉNY térbeli objektumok csoportosítása rétegekbe (fedvényekbe - layers) (egy fedvény összetartozó dolgokat, pld. entitástípust tartalmaz) A CÉL : térbeli információ numerikus leírása Valós világ jelenségei Objektum definíció Gábor Dénes Főiskola Objektum tulajdonságok meghatározása Tulajdonságok számszerűsítése Térinformatikai rendszerek 14

OBJEKTUMOK ATTRIBÚTUMAI Egyes objektumok sajátosságait, tulajdonságait írja le Minőségi, mennyiségi adatok (sorrendi, intervallum, viszonyított) Jellemző megjelenítés a táblázatos forma is Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 15

OBJEKTUMOK ATTRIBÚTUMADAT - CSOPORTJAI ADATCSOPORTOK környezeti és természeti erőforrás szoció - ökonomiai infrastrukturális GEOLÓGIAI HIDROLÓGIAI KLIMATOLÓGIAI BIOLÓGIAI GAZDASÁGI PÉNZÜGYI DEMOGRÁFIAI KÖZLEKEDÉSI KÖZMŰVEK SZOLGÁLTATÁSI Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 16

OBJEKTUMOK TÍPUSA GEOMETRIÁJA pont felület vonal tesszelációs felület 3 D test Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 17

0–D PONT geometriai pont egy felületelem tulajdonságait hordozó felületpont topológiai csatlakozást definiáló csúcs Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 18

1 -D VONAL két pontot összekötő vonal (line) ponthalmazt összekötő törtvonal (string) folytonos matematikai görbe (arc) két csúcsot összekötő él (link) irányított él (directed link) irányított szakaszok sorozata (chain) láncok, élek, ívek zárt sorozata (ring) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 19

2 -D FELÜLET lehatárolt folyamatos objektum határával együtt (area) egy 2 dimenziós tovább már nem osztható képelem (pixel) egy felület szabályos rácsfelosztásának eleme (rácscella) Megjegyzések: Ø Ø Ø 2 D ábrázolással a testnek csak vízszintes vetülettel a felülnézetét ábrázoljuk. 2 D+1 D ábrázolással a testet, vízszintes vetülettel és szintvonallal ábrázoljuk. 2, 5 D ábrázolással a testnek csak vízszintes vetülettel a felülnézetét ábrázoljuk, a test magasságát attribútumként adjuk meg. Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 20

OBJEKTUMOK KÖZÖTTI KAPCSOLATOK PONT- PONT: két pont milyen távolságra van egymástól ? PONT-VONAL: a pont milyen távol van a vonaltól ? VONAL-VONAL: két vonal metszi-e egymást ? VONAL-FELÜLET: a vonal metszi-e az adott felületet ? FELÜLET-FELÜLET: a zónák érintik, tartalmazzák-e egymást ? Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 21

A HELYMEGHATÁROZÁS ELVE • • a meghatározás célja és viszonyítási alapja: a FÖLD fizikai felszíne a FÖLD fizikai alakja helyett elméleti alak (vonatkozási rendszer) meghatározása a térbeli hely ábrázolása síkban (vetületi rendszerben) a viszonyítás módjának meghatározása (vonatkozási rendszer koordinátarendszere) adott vonatkoztatási rendszerben létrehozott alappont hálózaton végzett mérések alapján az objektumok geometriai adatainak a meghatározása Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 22

A térinformatika alapja: A TÉRKÉP FÖLD fizikai felszínének megjelenítése: – az anyagi valóság vagy elvonatkoztatott objektumai – kiválasztott csoportjának, – valamely méretarány szerint, – síkban történő ábrázolása Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 23

A TÉRKÉPEK RENDELTETÉS SZERINTI FELOSZTÁSA TÉRKÉPEK FÖLDMÉRÉSI TOPOGRÁFIAI 1: 500 – 1: 5. 000 1: 10. 000 – 1: 100. 000 TEMATIKUS MÉRETARÁNY FÜGGETLEN MÉRETARÁNY SZERINT Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 24

TÉRKÉPFAJTÁK Topográfiai térképek: kiválasztott természeti vagy emberalkotta tárgyak ábrázolása Tematikus térképek: információk valamely szempontból történő összegzése Ø kartogram (pl. népszámlálási adatok) Ø folt térkép (pl. talajtérképek) Ø izovonalas térkép (pl. szintvonalas térkép) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 25

KARTOGRAM Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 26

FOLTTÉRKÉP Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 27

IZOVONALAS TÉRKÉP 10 0 97 108, 3 104 92, 7 Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 28

ADATOK VONATKOZÁSI HELYHEZ VALÓ KÖTÉSE GÖMBFELÜLET (ellipszoidi felület, geoid) ábrázolása SÍKBAN (koordinátarendszerek) a TÉR KÉPE TÉRKÉP Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 29

GEOMETRIAI ADATOK VONATKOZÁSI RENDSZEREI a FÖLD felszínének SÍKBA való leképezése Föld fizikai alakját - elméleti földalakokkal modellezik (mely nem írható le semmilyen zárt matematikai formulával) Föld alakjának megközelítései Gábor Dénes Főiskola gömb normál szferoid (sarkoknál belapult alak) forgási ellipszoid Térinformatikai rendszerek 30

GEOMETRIAI ADATOK VONATKOZÁSI RENDSZEREI TÉRKÉPI VETÜLETEK alapfelületeként (A) földi ellipszoidot vagy gömböt képfelületként (K) síkot vagy valamilyen síkba fejthető felületet használnak (kúp- vagy hengerpalástot) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 31

GEOMETRIAI ADATOK VONATKOZÁSI RENDSZEREI (2) A vetítés matematikai elve (A ) (K ) az (A) felület minden pontjának legyen a (K) felületen megfelelője az (A) és (K) paraméteres egyenletek közötti függvénykapcsolat a paraméterek közötti egyenletek a vetületi egyenletek a képfelület egyenletei Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 32

GEOMETRIAI ADATOK VONATKOZÁSI RENDSZEREI (3) A vetületi egyenletekkel szemben támasztott követelmények: egyértelműség követelménye (egy és csakis egy pont feleljen meg egymásnak) matematikai kezelhetőség követelménye (az egyenletek folytonos- és differenciálható függvények) vetületi torzulások korlátossága (bizonyos megadott értéket ne haladjon meg) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 33

GEOMETRIAI ADATOK VONATKOZÁSI RENDSZEREI (4) Vetületek csoportosítása torzulások szerint: általános torzulású vetületek - szögek, hosszak, területek is torzulnak szögtartó (konform) vetületek területtartó (ekvivalens) vetületek Torzulási modulusok: lineáris modulus (l) – a hossztorzulás jellemzője irány modulus (i) - az irány- (szög-) torzulás jellemzője területi modulus ( ) - a területtorzulás jellemzője (Megjegyzés: valamelyik elem – szög, hossz, terület – változatlansága a többi elem erősebb torzulását idézi elő) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 34

GEOMETRIAI ADATOK VONATKOZÁSI RENDSZEREI (5) Különböző célú vetületek: Geodéziai vetületek szabados geodéziai mérések alapján készülő nagyméretarányú (1: 500 – 1: 10000) térképezés estén Topográfiai vetületek kisméretarányú (1: 10000 – 1: 200000) térképezéshez szolgáló vetületek Geográfiai (földrajzi) vetületek az előbbieknél kisebb méretarányú térképek vetületei Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 35

VETÜLETI RENDSZEREK a síkvetületek 3 fő csoportja: csoportja kúpvetületek azimutális - vetületek hengervetületek a kúp, henger, sík elhelyezése szerint: normális (poláris) transzverzális (ekvatoriális) ferdetengelyű (horizontális) vetületek a vetítés alapjául szolgáló felület szerint: sík kúp hengervetületek Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 36

VONATKOZÁSI ÉS KOORDINÁTA RENDSZEREK Geocentrikus vonatkozási-rendszer – – origó: Föld középpontja X tengely: greenwich-i kezdő-meridiánra illeszkedik – koordináták: X, Y, Z Gömbfelületi vonatkoztatási-rendszer – – – origó: Föld középpontja X tengely : greenwich-i kezdő-meridiánra illeszkedik koordináták: gömbi földrajzi szélesség, hosszúság Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 37

VONATKOZÁSI ÉS KOORDINÁTA RENDSZEREK (2) Ellipszoidi felületi (földrajzi) vonatkozási-rendszer - origó: Föld középpontja - X tengely: greenwich-i kezdő-meridiánra illeszkedik - koordináták: ellipszoidi földrajzi szélesség (egyenlítővel párhuzamos síkok metszetei paralelkörök) ellipszoidi földrajzi hosszúság (az egyenlítő síkjára merőleges síkok, meridiánok) Síkfelületi vonatkozási-rendszer - origó - a két (egymásra merőleges) x és y tengely iránya Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 38

VETITÉS KÉT LÉPÉSBEN ELLIPSZOID- ról GÖMB- re (Gauss-gömbre, amely a vetületi rendszer kezdőpontjában érinti az ellipszoidot) GAUSS – gömbről SÍK-ra Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 39

GYAKORLATBAN ALKALMAZOTT VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI RENDSZEREK Az ellipszoid valódi síkvetületei: Gauss - Krüger –féle vetület a Gauss -féle szögtartó síkvetület elveinek alkalmazása az ellipszoidra mint alapfelületre az ellipszoid transzverzális elhelyezésű érintő szögtartó hengervetülete forgási ellipszoid henger (tengelye az egyenlítő síkjában) a henger és ellipszoid közös vonala az ún. érintési meridián, a torzulásmentes vonal Gábor Dénes Főiskola egyenlítő Térinformatikai rendszerek 40

GYAKORLATBAN ALKALMAZOTT VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI RENDSZEREK (2) szegélymeridián középmeridián +x egyenlítő y minden egyes vetületi sávhoz a síkon egy-egy koordináta-rendszer tartozik a sávbeosztás az ellipszoidot, meridiánokkal határolt vetületi sávra osztja a vetítés a forgási ellipszoidról a hengerre 3 ill. 6 fokos sávban történik Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 41

GYAKORLATBAN ALKALMAZOTT VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI RENDSZEREK (3) A Gauss - Krüger - féle vetület előnyei: az északi pólustól a déli pólusig terjed kevés koordináta-rendszert igényel a sávok csatlakoztatása egyszerű valamennyi középmeridián torzulásmentes világ koordináta-rendszer a vetítési sávok és az előállított térképek számozása egységes Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 42

GYAKORLATBAN ALKALMAZOTT VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI RENDSZEREK (4) UTM – vetület (Universal Transverse Mercator projection) szögtartó metsző hengervetület az érintő henger kismértékben belemetsz a felhasznált forgási ellipszoidba a NATO térképei UTM - vetületben készülnek világ- koordináta rendszer Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 43

MAGYARORSZÁGON ALKALMAZOTT VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI RENDSZEREK a Föld forgás tengelye Gellérthegyi meridián Gellérthegy Egységes Országos Vetület (EOV) (1975) alapfelülete : IUGG / 1967 forgási ellipszoid vetítés: a Gauss-gömbre, amely Budapest környékén legjobban simul az ellipszoidhoz Magyarországon alkalmazott forgási ellipszoidok: féltengely a b (km) Hayford 6378, 388 6356, 912 Kraszovszkij 6378, 210 6356, 849 IUGG 67 6378, 160 6356, 774 Gábor Dénes Főiskola lapultság (a-b): a 1/297 1/298, 66 1/298, 247 Térinformatikai rendszerek 44

MAGYARORSZÁGON ALKALMAZOTT VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI RENDSZEREK (2) hosszrövidülés maximuma: -7 cm/km hossznövekedés maximuma: + 26 cm/km Magyarország helyzete az Egységes Országos Vetület (EOV) koordináta-rendszerében Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 45

MAGYARORSZÁGON ALKALMAZOTT VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI RENDSZEREK (3) Sztereografikus síkvetület - a Gauss-gömb vetületi kezdőpontjára illesztett képsík - hossztorzulások, a kezdőponttól távolodva egyre nagyobb Ferdetengelyű hengervetületek - a Gauss-gömbre illesztett hengerfelület, tengelye a kezdőpont meridiánjának síkjában esik - három hengervetület HKözép. R, HÉszaki. R, HDéli. R - a hengerek tengelye a gellérthegyi ponton átmenő meridiánra illeszkedik. - egy-egy vetület sávszélessége 180 km Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 46

LEGGYAKRABBAN HASZNÁLT VETÜLETI ÁTSZÁMÍTÁSOK Koordináta átszámítások: Síkfelületiből síkfelületi rendszerbe – – indirekt transzformációs egyenletek Ellipszoidiból síkfelületi rendszerbe – vetítéssel, vetületi rendszerek segítségével Geocentrikusból ellipszoidi és síkfelületibe – térbeli hasonlósági transzformációval Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 47

INDIREKT TRANSZFORMÁCIÓ síkfelületi rendszerek vonatkozási rendszerei (alapfelületei) azonosak pontok koordinátáiból (x, y) alapfelületi koordináta ( , ) új vetületi koordináta (x’, y’) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 48

TRANSZFORMÁCIÓS EGYENLETEK síkfelületi rendszerek vonatkozási rendszerei különbözőek koordináták átszámítása: magasabb-rendű polinomos transzformációval x’ = c 0 + c 1 x + c 2 y + c 3 x 2 + c 4 xy + c 5 y 2 + … y’ = d 0 + d 1 x + d 2 y + d 3 x 2 + d 4 xy + d 5 y 2 +. . . paraméterek meghatározása: azonos pontok felhasználásával Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 49

ÁTSZÁMÍTÁS TRANSZFORMÁCIÓS EGYENLETEKKEL azonos pontok koordinátáinak kigyűjtése együtthatók meghatározása x 1’ = c 0 + c 1 x 1 + c 2 y 1 + … y 1’ = d 0 + d 1 x 1 + d 2 y 1 +. . . koordináták átszámítása x’ = c 0 + c 1 x + c 2 y + … y’ = d 0 + d 1 x + d 2 y +. . . Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 50

AFFIN TRANSZFORMÁCIÓ bizonytalan eredetű és minőségű adatok, pontatlan térképlapok esetén és kis területek esetében használatos a transzformáció során a párhuzamos vonalak párhuzamossága megmarad két koordinátarendszer közötti kapcsolat meghatározása polinomos transzformációval a magasabb-fokú tagok elhagyásával x’ = a 0 + a 1 x + a 2 y y’ = b 0 + b 1 x + b 2 y a transzformációnak 6 állandója van legalább 3 illesztőpontnak kell lenni 3 pont 6 értéket ad négy különböző típusa ismert : eltolás, méretarányváltozás, forgatás, tükrözés Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 51

HASONLÓSÁGI (HELMERT) TRANSZFORMÁCIÓ a koordináta-rendszerek kezdőpontjai nem esnek egybe (eltolás) a koordináta-rendszerek tengelyei j szöget zárnak be egymással (j szögű elforgatás) tengelyirányú méretarány-váltás (nagyítás vagy kicsinyítés) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 52

DISZKRÉT VONATKOZÁSI RENDSZEREK Földrajzi hivatkozási rendszerek folyamatos rendszerek (folyamatos mértékskálán) Ø szélesség Ø hosszúság Ø derékszögű Ø síkvetületi Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 53

DISZKRÉT VONATKOZÁSI RENDSZEREK (2) Földfelszín diszkrét egységeire vonatkozó rendszerek diszkrét nem folyamatos rendszerek: Ø postai irányítószámok Ø utcanév, házszám Ø ingatlan-nyilvántartás helyrajzi szám Ø statisztikai egységek (háztömbök, bankok, stb. ) Ø hálózatok Ø mobiltelefon-rendszerek cellái Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 54

ADATNYERÉSI ELJÁRÁSOK ÉS ADATFORRÁSOK objektumok helyzete, attribútuma és az idő folyamatosan változik változások elemzése: ü térbeli adatnyerési eljárás esetén a hely függvényében ü időbeli adatnyerési eljárás esetén a különböző időpontok között ü tematikus adatnyerési eljárás esetén az egyes attribútumokra vonatkozóan Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 55

ADATNYERÉSI ELJÁRÁSOK ÉS ADATFORRÁSOK (2) Geocentrikus koordinátákkal dolgozó, műholdas méréseken alapuló globális hely- és időmeghatározó rendszerek: GPS - Global Positioning System NAVSTAR (NAVigation System with Time And Range) GLONASS (GLobal Orbiting and NAvigation Satellite System) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 56

GPS - Global Positioning System Elv: ismert helyzetű mesterséges holdakra végzett egyidejű távolságmérés Feltétel: mesterséges holdak rendszerének léte, speciális vevőberendezések Eredmény: nagy pontosságú geocentrikus koordináták Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 57

TÁVÉRZÉKELÉS Adatnyerési módszertan Szakértői rendszer Műholdas felvételek: passzív aktív Eredmény: különböző hullámhossz tartományokban készült raszteres állományok Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 58

DIGITÁLIS KARTOGRÁFIA a térképészeti adatok digitális: tárolása kezelése feldolgozása digitális formában tárolt térképészeti adatok esetében : kódolt értelmezhető adatrendszer kódolt kifejtett (explicit) térbeli viszonyrendszer kódolt attribútum hozzárendelés Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 59

DIGITÁLIS KARTOGRÁFIA (2) kétirányú szakmai megközelítés: Digitális térkép-előállítás: számítógépes térkép-előállítás (a számítógép mint eszköz) Digitálistérkép-előállítás: nem a térkép grafikai megjelenítése a fontos, hanem a Ø geometriai pontosság Ø térképi objektumok koordinátáinak ismerte Ø objektumok egyértelmű adatbázis kapcsolata Ø a végtermék: digitális térkép (számítógépes adatbázis) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 60

DIGITÁLISTÉRKÉP FELADATA: Ø Adattárolás (egy 1: 50 000 -es méretarányú topográfiai térkép tartalma ~25 MB) Ø Adatelemzés (pl. hipotézis ellenőrzése) Ø Adatmegjelenítés (előállításuk drága) TULAJDONSÁGAI: Ø Ø Gyors elérés Méretarány-függetlenség • nincs kötött méretarány (lehetséges 1: 1 -es ábrázolás is!) • nincs arányban az adatok pontossága és a méretarány Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 61

TÉRKÉPI ADATOK MEGJELENÍTÉSE TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK ÁLTAL HASZNÁLT ADATMODELLEK A TÉRKÉPI ADATMODELEK DIGITÁLIS FORMÁI: Ø VEKTOROS RENDSZEREK Ø RASZTERES RENDSZEREK Ø DIGITÁLIS TEREPMODELLEK (DTM) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 62

FÖLDRAJZI ADATBÁZIS FOGALMA FÖLDRAJZI ADATBÁZIS térképek gyűjteménye (sorozata) Térképsorozatok logikai elemi egységei vektoros rendszerben: a fedvény (coverage) fedvény tartalma: - egy adott jelenség földrajzi meghatározása - talajfolt poligonjai - lakóterület telkei - kapcsolódó szakadatok raszteres rendszerekben: a réteg (layer) - talajhasználat - települések, utak, Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 63

VEKTOROS ADATMODELLEK MEGHATÁROZÁS: a vektormodell felépítése gráfelméleti alapokon nyugszik alapegysége a pont és annak koordinátái (Bármi hol van? ) a pont a geometriai információ hordozója térinformatikai topológia: a vektorrendszer alapelemei közti szomszédsági viszony pont, vonal, poligon - vektormodell Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 64

VEKTOROS ÁLLOMÁNYOK LÉTREHOZÁSA Vektoros adatstruktúra: grafikus objektumokra jellemző pontok koordinátáinak halmaza Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 65

VEKTOROS ADATMODELLEK (2) spagetti modell Ø alapeleme: pont, vonal és poligon Ø egydimenziós listastruktúra (az adatok hosszan elnyúlnak) Ø az elemek nem tartalmaznak térbeli kapcsolatra vonatkozó információt Ø egy megadott pontsorozathoz szekvenciálisan fűződnek a koordinátapárak Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 66

VEKTOROS ADATMODELLEK (3) a spagetti adatmodell használatának előnyei: ü ü egyszerű és gyors előállítás viszonylag kis helyigényű hátrányai: ü ü keresés csak szekvenciálisan történhet (általában az előállítás sorrendjében) az adatok rendezetlen volta (oka: hogy az vonalak nem találkoznak) objektumok nem alkotnak logikai egységet abszolút koordinátákkal leírt vonalak tárolási ismétlődése (redundanciája) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 67

VEKTOROS ADATMODELLEK (4) spagetti modell Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 68

VEKTOROS ADATMODELLEK (5) topológiai adatmodell Ø alapeleme: csomópont és él Ø nemcsak az egyes objektumok helyzetét, hanem egymáshoz való viszonyát is leírja Ø a topológia csak a geometriától függ, nem veszi figyelembe a távolságokat és irányokat, tehát a mennyiségi jellemzőket Ø az elemek térbeli kapcsolatra vonatkozó információkat, topológiai információkat tartalmaz Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 69

VEKTOROS ADATMODELLEK (6) Ø a topológiai adatmodell a szomszédsági információk tárolásával biztosítja a térbeli elemzések hatékony végrehajtását Ø strukturált tárolás Ø az adatmodell kialakításakor tárolásra kerül: ü a szakaszok kezdő- és végpontjai ü bal- és jobb oldali poligonjaik azonosítói ü a szakaszok hossza Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 70

VEKTOROS ADATMODELLEK (7) topológiai adatmodell használatának előnyei: ü a szomszédos poligonok közös határvonala csak egyszer kerül tárolásra ü nincs szükség az objektumok abszolút helyét tartalmazó koordináta file-okra hátrányai: ü viszonylag nagy erőforrás- és memóriaigény ü az adatbázis fokozott érzékenysége az adatbevitel hibáival szemben Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 71

VEKTOROS ADATMODELLEK (8) topológiai kódolás vonalazonosító 1 2 3 4 5 6 7 8 jobb bal kezdő poligon pont 1 0 6 1 0 1 3 0 2 3 0 3 3 0 4 2 0 5 3 2 5 2 1 6 vég pont 1 2 3 4 5 6 2 2 csomópontok koordinátái kódolt hálózat-térkép Gábor Dénes Főiskola csomópont 1 2 3 4 5 6 x 4 16 21 23 9 1 y 20 18 18 4 4 10 Térinformatikai rendszerek 72

GBF/ DIME (Geographic Base File /Dual Independent Map Encoding) Gro Ø topológiai adatstruktúra (1970 USA Népszámlálási Hivatal) Ø digitális formában tárolt utcatérképek és postacímadatok Ø vonalszegmens (utca, folyó, vasút, közigazgatási határ) ábrázolás Second Street Drive Avenue First Street Pine Grave Chest Maple Girrard Avenue Gábor Dénes Főiskola va szakaszok végpontjai : a vonalak metszéspontjai vszakaszvégpontok: csomópontok virányított szakaszok, kódolt vég- és kezdőpontok vminden szakasz kétszeresen definiált vkoordinátákkal vpostai címmel vszekvenciális keresés vstatisztikai blokkok (poligonok) vrendezetlen szakasztárolás Térinformatikai rendszerek 73

POLYVRT (Polygon con. Ve. RTer) modell Ø alapeleme : v vonal v lánc (egyenes szakaszok sorozata) Ø hierarchikus adatsruktúra Ø elkülönített adatlem tárolás Ø tárolt adatok szelektív lekérdezése Ø láncrekordok száma a poligonok számától függ Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 74

POLYVRT Láncok táblázata 5 4 6 1 2 1 1 2 3 7 3 3 5 6 8 2 4 4 5 9 1 -lánc koordinátái Csomópontok koordinátái 10 7 Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 75

RASZTERES ADATMODELLEK MEGHATÁROZÁS: homogén tartalmú (tematikájú) részekre osztott (mozaikokra tesszelációkra) terület objektumok geometriájának leírása (Bárhol mi van? ) egy vizsgált terület egészét, folytatólagos 2 D-s szabályos négyszögű felbontással történő lefedése lefedő idomok: képelemek (picture elements: pixelek) mátrixként is felfogható vonatkoztatási rendszer raszter alapú rendszerek jellemzője: a rendszer felbontása attribútumok a képelemekhez (pixelekhez) kapcsolódnak annyi attribútum, ahány pixelből áll a térkép Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 76

RASZTERES ÁLLOMÁNYOK LÉTREHOZÁSA Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 77

RASZTERES ÁLLOMÁNYOK LÉTREHOZÁSA (2) Egy pixelhez két érték is tartozik Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 78

RASZTERES ÁLLOMÁNYOK LÉTREHOZÁSA (3) Ø rácsháló fektetése a térképre Ø raszterelemek kódolása: melyik területfolt foglalja el a legnagyobb területet Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 79

RASZTERES ÁLLOMÁNYOK TÁROLÁSA cellánkénti adatbevítel hatalmas adatmennyíség ( 30 x 30 km – es űrfelvétel 3 x 3 felbontásban 10 cellát tartalmaz, 256 színárnyalattal 2, 5 GB tárkapacitásra van szükség) tárolási módozatok: (raszteradatok tárolása sorról - sorra, a bal felső saroktól kezdve) lineáris adatok kezelése ü ü ü sorozathossz kódolás lánckódolás (chain coding) futáshossz kódolás (run lenght encoding) areális adatok kezelése ü területfolt kódolás – faszerkezet alapján történő modellezése Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 80

TÁROLÁSI MÓDOZATOK lánckódolás (chain coding) (lineáris vonalszerű alakzatok kódolása) 2 3 4 1 3 5 6 2 1 7 8 4 2, 1, 1, 4, 4, 1 Gábor Dénes Főiskola • abszolút koordináták helyett • 4 vagy 8 irányvektor bevezetésével • relatív koordináta • kezdő raszterelem helyzete (aij) • raszter/vektor keverék 2, 1, 2, 8, 7, 8 Térinformatikai rendszerek 81

TÁROLÁSI MÓDOZATOK (2) futáshossz kódolás (run lenght encoding) (vonalas alakzat teljes hosszában ugyanazt az értéket hordozza, adathosszkódolás) • raszterszámpárok • változás helye • cellák száma Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 82

TÁROLÁSI MÓDOZATOK (3) területfolt kódolás § § egy - egy területfolthoz tartozás igen - nem (0 -1) lehetőséggel történő kódolása raszterből négyfa (a felosztás olyan mint egy fa, minden szint 4 fele ágazik) felosztási elv az objektumok előfordulása és tulajdonságán alapul azonos értékeket tartalmazó helyek felkutatása 33 32 30 313 312 2 0 311 0 1 1 • az adott tartalmú pixel megtalálása • keresési irány a fa tetejétől indul 2 3 31 313 Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 83

TESSZELÁCIÓS ADATMODELLEK Ø Ø Ø tesszeláció (mozaik) bármilyen hálószerű térszerkezet 2 D, 3 D térben elhelyezett geometriai elemek: - szabályos sokszögek - szabálytalan sokszögek folytatólagos vagy rekurzív felbontás Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 84

SZABÁLYTALAN TESSZELÁCIÓK Ø TIN (Triangulated Irregular Network) – – – (szabálytalan négyszög, háromszög) szabálytalan háromszögekkel lefedett térbeli felület a mintapontok egyenesekkel vannak összekötve mozaikszerű felület minden darabja illeszkedik a szomszédos darabhoz dőlés, irány és területtulajdonságokkal rendelkező poligonok felhasználási terület: diszkrét pontokban adott kétváltozós függvények megjelenítése és interpolációja (pl. hőmérséklet vagy magasság térbeli eloszlása) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 85

SZABÁLYTALAN TESSZELÁCIÓK (2) Ø TIN (Triangulated Irregular Network) 21, 7 18, 3 21, 2 19, 6 19, 9 20, 4 21, 6 21, 8 23, 0 24, 1 Gábor Dénes Főiskola 23, 5 Térinformatikai rendszerek 86

SZABÁLYTALAN TESSZELÁCIÓK (3) THIESSEN-poligon Ø (változó poligonháló) – – – a diszkrét pontok legszűkebb környezetét alkotják a vizsgált területet hézagmentesen lefedő poligonok meghatározható, hogy adott koordináta, melyik poligonhoz tartozik – felhasználási terület: térbeli elemzések (pl. optimális körzetek kijelölése, interpoláció) interpoláció Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 87

ADATMODELL ÁTALAKÍTÁSOK VEKTOR Gábor Dénes Főiskola RASZTER Térinformatikai rendszerek 88

HIBRID ADATMODELLEK Ø VEKTOROS RENDSZEREK raszter - vektor konverziós szolgáltatás lehetősége: vektorizálás Ø RASZTERES RENDSZEREK vektor - raszter konverziós szolgáltatás lehetősége: raszterizálás Ø HIBRID ADATMODELLT ALKALMAZÓ RENDSZER használati okokból nem mindig célszerű valamennyi adatot egyik, vagy másik rendszerbe átalakítani akkor hibrid rendszerek jönnek létre (pl. egy alapvetően raszteres rendszerben az utakat vektoros formában tároljuk) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 89

DIGITÁLIS DOMBORZATMODELLEZÉS DTM (Digital Terrain Model): 3 D számítógépes adatkezelési módszer vízszintes koordinátákhoz hozzárendelve tároljuk a magasságadatot DEM (Digital Elevation Model): csak magassági adatok tárolása raszteres (négyszögháló) és vektoros (TIN) adatmodell DLM (Digital Landscape Model): magassági adatok mellett területhasználati kategóriák tárolása (pld. felszínt borító növényzet) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 90

DIGITÁLIS TEREPMODELLEK (DTM) Ø Ø a domborzat kvantitatív ábrázolása a számítógépen a terep perspektív képének előállítása Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 91

DTM-ek ELŐÁLLÍTÁSA nyomtatott szintvonalak átalakításával (Hornsby, Harris, 1992) Ø Ø szkennelt eredményraszter vektorizálása, rácspontok magassági értékeinek interpolálása fotogrammetria segítségével objektumok térbeli helyzetének, kiterjedésének, méretének fényképek alapján történő meghatározása (fényképről történő mérés) Ø fényképek elkészítése Ø geometriai összefüggések számszerű adatainak meghatározása Ø fénykép térbeli elhelyezése Ø helymeghatározás Ø a nyert helymeghatározó adatok feldolgozása Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 92

FOTOGRAMMETRIA MÓDSZEREINEK ELJÁRÁSAINAK CSOPORTOSÍTÁSA FELVÉTEL HELYE SZERINT: Ø földi Ø légi fotogrammetria KIDOLGOZÁS SZERINT: Ø egyképes Ø kétképes, térhatású (sztereofotogrammetria) FELDOLGOZÁS MÓDJA SZERINT Ø grafikus Ø analtikus Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 93

DTM MODELLEK – TÉRBELI INTERPOLLÁCIÓK Ø Ø szintvonal adatok grafikus megjelenítése a felület valamely jellemzőjének kiszámítása egy adott pontban térbeli jelenségek lehatárolása környezeti hatásvizsgálatok terepi jellemzők meghatározása: Ø Ø tetszőleges pont magassága, dőlés és iránya vízgyűjtő területek és vízválasztók csatornahálózatok, csúcsok, mélyedések, egyéb felszíni formák hidrológiai funkciók modellezése Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 94

ELEMZÉSEK A TÉRINFORMATIKÁBAN AZ ADATELEMZÉS CÉLJA: Ø térbeli és leíró adatok összekapcsolása Ø hatékonyabb és gyorsabb keresés a földrajzi adatbázisban Ø többszörös kereszthivatkozások lehetősége AZ ADATELEMZÉS LÉPÉSEI: Ø az adatok kiválasztása – adatok keresése kereső nyelvek Ø megfelelő elemzési műveletek elvégzése Ø objektumok geometriai helyzete Ø objektumok attribútumai alapján Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 95

TÉRBELI ADATOK ÖSSZEKAPCSOLÁSA megfeleltetés térbeli adatok leíró adatok kapcsolatok származtatás hierarchikus Gábor Dénes Főiskola poligon overlay Térinformatikai rendszerek 96

MEGFELELTETÉS 223344 112233 445566 667788 Gábor Dénes Főiskola 334455 Térinformatikai rendszerek 97

HIERARCHIKUS KAPCSOLAT 223344 Alsóőr 112233 445566 Felsőőr 667788 Gábor Dénes Főiskola 334455 Térinformatikai rendszerek 98

TÉRKÉPI ALGEBRA (1) Átkódolás-transzformáció: egy fedvény pixeljeinek értékét valamely transzferfüggvény által megadott hozzárendelés alapján új értékkel helyettesítjük átkódolás y=x–a (minden pixel értékét a-val csökkentjük) osztályba sorolás sorba rendezés és átkódolás transzformáció transzferfüggvény alapján y = 3 x küszöbérték megadása y = 0, ha x < a y = x, ha x > a kiválasztás (slicing, szelekció) y = 0, ha a < x < b Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 99

TÉRKÉPI ALGEBRA (2) Eltolás (transzláció): egy fedvény raszterelemeinek értékét valamely értékkel, valamilyen irányban (É - K - D - Ny) párhuzamosan eltoljuk Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 100

TÉRKÉPI ALGEBRA (3) Aritmetikai műveletek: a) ÖSSZEADÁS 0 1 1 0 0 1 2 1 0 1 1 1 0 1 0 2 1 2 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 2 0 1 + Gábor Dénes Főiskola = Térinformatikai rendszerek 101

TÉRKÉPI ALGEBRA (4) (3) Aritmetikai műveletek: b) SZORZÁS 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 x Gábor Dénes Főiskola = Térinformatikai rendszerek 102

TÉRKÉPI ALGEBRA (5) (4) Logikai műveletek: a) TAGADÁS Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 103

TÉRKÉPI ALGEBRA (6) (4) Logikai műveletek: b) ÉS , VAGY A B Gábor Dénes Főiskola A A ÉS B VAGY B Térinformatikai rendszerek 104

EGYENLŐSÉGEK ÉS EGYENLŐTLENSÉGEK SQL-nyelv logikai műveletein alapuló keresések: egyenlő nem egyenlő < > oszlopfüggvények: Ø átlag képzés Ø legkisebb érték képzés kisebb vagy egyenlő Ø legnagyobb érték képzés nagyobb vagy egyenlő Ø szélső érték képzés kisebb mint nagyobb mint Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 105

MŰVELETEK HALMAZOKKAL MŰVELETEK ÉLESEN ELHATÁROLT HALMAZOKKAL HALMAZ: bizonyos tulajdonságokkal rendelkező egyedek (objektumok): Ø Ø metszet egyesítés különbség diszkrepancia MŰVELETEK NEM ÉLESEN ELHATÁROLT (FUZZY-) HALMAZOKKAL Ø tagsági függvény [ A fuzzy-halmaz d elemei, h(d) tagsági értékei ] 1 0 Gábor Dénes Főiskola 1 0 Térinformatikai rendszerek 106

FELÜLETEK METSZÉSE METSZÉS ( POLIGON OVERLAY) forgácspoligonok keletkezése poligonmetszetéskor Vektor modell estében ini n iii i iin nnn ni in nn ii ni Gábor Dénes Főiskola inn ini Térinformatikai rendszerek 107

FELÜLETEK METSZÉSE (2) METSZÉS ( POLIGON OVERLAY) Raszter modell estében különböző rétegek kompozitja keletkezik Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 108

TÉRKÉPSZELVÉNYEKKEL VÉGZETT MŰVELETEK Ø méretarány-változtatás Ø torzulások csökkentése (transzformációkkal, ismert pontok alapján) Ø vetületi és vonatkozási rendszer megváltoztatása Ø koordináta-rendszer eltolása, elforgatása Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 109

MÉRETARÁNY - VÁLTOZTATÁS b a c Gábor Dénes Főiskola c Térinformatikai rendszerek 110

TORZULÁSOK CSÖKKENTÉSE Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 111

VETÜLETI RENDSZER VÁLTOZTATÁSA Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 112

MATEMATIKAI STATISZTIKAI MŰVELETEK Ø adatok eloszlásának, sűrűségének jellemzése (hisztogram) Ø két változó kapcsolatát jellemző paraméterek meghatározása Ø statisztikai hipotézisek Ø lineáris regresszió Ø legkisebb négyzetek módszere Ø interpolációs eljárások Ø szűrési eljárások Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 113

ÖSSZETETT MŰVELETEK 1. blow-shrink (duzzasztás - zsugoritás) módszer 2. area-flooding (területkiterjesztés) módszere 3. távolsági műveletek (pufferzóna, védőterület kialakítás) 4. szomszédsági műveletek (neighborhood operations, local context operators) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 114

ÖVEZET (PUFFERZÓNA) GENERÁLÁS adott távolságra elhelyezkedő új poligon (övezet) meghatározás eredeti pontok vonalak és poligonok alapján előállított új poligon Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 115

HÁLÓZATELEMZÉSI FUNKCIÓK Ø legrövidebb útvonal megkeresése Ø legközelebbi szomszéd megkeresése Ø analízis és szimuláció a hálózat bővítéséhez Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 116

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK FELÉPÍTÉSE • • Hardver eszközök Térbeli és szöveges adatkezelő Szoftverek Adatok (geometriai, attribútum és grafikai) Felhasználók Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 117

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK SZOFTVEREI a térinformatikai szoftver fontosabb funkciói: a) Térbeli adatok bevitele és modellezése: Ø transzformációk Ø digitalizálás Ø poligonizáció Ø objektumok előállítása Ø geodéziai adatok feldolgozása Ø geometriai simítások Ø térképszelvények illesztése Ø adatkonverziók Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 118

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK SZOFTVEREI a térinformatikai szoftver fontosabb funkciói: b) Térbeli adatok feldolgozása, adatelemzés Ø lekérdezés Ø övezetek, pufferzónák generálása Ø poligon metszés Ø interpolálás, generalizáció Ø statisztikai műveletek Ø modellező, elemző funkciók Ø képfeldolgozás és távérzékelt adatok feldolgozása Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 119

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK SZOFTVEREI a térinformatikai szoftver fontosabb funkciói: c) Ø Ø Ø Output funkciók megjelenítés különböző grafikus szimbólumok felhasználási lehetőségei eredménytérképek rajzolása, jelkulcsolás Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 120

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK FUNKCIONÁLIS EGYSÉGEI ADATRENDSZER Ø Ø Ø adatbevitel adatátalakítás adattárolás FELDOLGOZÁSI RENDSZER Ø adatfeldolgozás Ø adatelemzés ADATMEGJELENÍTÉS Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 121

ADATBEVITELI ESZKÖZÖK DIGITALIZÁLÓTÁBLA felbontása: 0, 05 – 0, 1 mm vonalkövetés során szabályos időközökben történő leolvasás (0, 5 – 1 mp) SZKENNEREK (LETAPOGATÓK) felbontása: 300 – 5000 dpi DIGITÁLIS KEMERÁK LEVILÁGÍTÓK felbontása: 1200 – 2540 dpi filmszélesség: 300 – 350 mm Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 122

FÖLDMÉRÉSI ADATBEVITELI ESZKÖZÖK Ø klasszikus földmérő eszközök • • szintező tahiméter (a bemért pontoknak nemcsak vízszintes adatait hanem magassági adatait is szolgáltató eszköz) Ø GPS Ø fotogrammetria eszközei Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 123

ADATBEVITELI MEGJELENÍTÉS Szelvényezés nélküli térképezés Szabad méretarány-változtatás Raszteres, vektoros ábrázolás Animációk Három dimenziós megjelenítés Nyomtathatósági korlátoktól független grafika Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 124

ADATBEVITELI MEGJELENÍTÉS (2) Szöveges: jelentés (report) Ø leválogatott adatok (pl. térbeli feltételek alapján) Ø származtatok adatok Grafikus Ø térképek (2 D) Ø származtatott, tematikus térképek Ø metszetek, perspektív ábrázolás (3 D) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 125

ADATBEVITELI MEGJELENÍTÉS (3) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 126

ADATMINŐSÉG ISO MINŐSÉG ELLENÖRZÉS (qaulity controll) Gábor Dénes Főiskola MINŐSÉG BIZTOSITÁS (quality assurence) MINŐSÉG MENEDZSMENT (quality managament) Térinformatikai rendszerek 127

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK MINŐSÉGE adatok minőséget befolyásoló tényezők: Ø vevők tényleges igényei Ø a termék vagy szolgáltatás jellemzői Ø költségek Ø megvalósíthatóság Ø rendelkezésre álló idő Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 128

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK ADATMINŐSÉGÉT BEFOLYÁSOLÓ TÉNYEZŐK MINŐSÉGI Q modell Q – modulok Eredet Geometria Osztályba sorolás Attribútum Konzisztencia Teljesség Aktualitás Q – formátumok Szöveges leírás Mérőszámok Belső vizsgálati jelentés Külső vizsgálati jelentés Minőségi fólia Gábor Dénes Főiskola Q – vonatkozások Teljes adatállomány Téma Kiválasztott terület Bizonyos objektumok Bizonyos attribútumok Térinformatikai rendszerek 129

NEM MEGFELELŐ ADATMINŐSÉGŰ TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK hibás döntést eredményezhetnek jogi következményekkel járhat Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 130

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK ADATBÁZISÁNAK LEHETSÉGES HIBAFORRÁSAI A) a térinformációs rendszerben végzett műveletektől független hibák: 1) különböző elsődleges adatnyerést szolgáló eljárások hibái Ø Ø Ø 2) a másodlagos adatforrások hibái Ø Ø 3) 4) a felhasznált műszerek hibáiból a mérési eljárásból a mérési körülményektől a térképkészítés során létrejött eltérés (hibás alappont, rossz mérés) a térképekkel végzett valamilyen művelet a valóság megváltozása az adatnyerés nem megfelelő kiterjedése vagy felbontása Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 131

TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK ADATBÁZISÁNAK LEHETSÉGES HIBAFORRÁSAI B) A térinformációs rendszerben végzett műveletekből adódó hibák: 1) adatbeviteli hibák Ø Ø 2) 3) adattárolási hibák adatkezelési és adatelemzési hibák Ø Ø 4) digitalizálási hibák attribútumadatok bevitelének hibái raszter-vektor átalakítás vektor-raszter átalakítás adatmegjelenítési hibák C) Adatgyűjtési hibák Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 132

SZABVÁNYOK DIGEST (Digital Geographic Information Exchange Standard) CEN/TC-287 ISO/TC-211 MSZ 7772 Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 133

ÁLLOMÁNYFORMÁTUMOK A DIGITÁLIS KARTOGRÁFIÁBAN RASZTERES FORMÁTUMOK JELLEMZŐJE: a felbontás, mértékegysége: [dpi ] (dot per inch : 25, 4 mm belül hány képpont van) térbeli felbontás (lefedett terület nagysága) spektrális felbontás (érzékelt hullámhossz tartomány) időbeli felbontás (műholdpálya függvénye, a visszatérési gyakoriság) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 134

KÉPMÉRET KÜLÖNFÉLE FELBONTÁSBAN ÉS SZÍNMÉLYSÉGBEN 10 x 10 cm-es kép 1 bit 100 dpi 300 dpi 600 dpi 2400 dpi 20 KB 171 KB 683 KB 10, 9 MB 152 KB 1, 33 MB 5, 32 MB 85, 1 MB 455 KB 3, 99 MB 16, 0 MB 256 MB 607 KB 5, 32 MB 21, 3 MB 340 MB bitmap 8 bit gray scale 24 bit RGB 32 bit CMYK Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 135

RASZTERES ÁLLOMÁNYOK • • • TIFF (Tagged Image File Format) BMP PCX (Zsoft Paintbrush) GIF (Compuserve Graphic Interchange Format) JPG (Joint Photographics Experts Group) PNG (Portable Network Graphics) MAC Paint TGA (Truevision Targa) PHOTO CD (Eastman Kodak) Flash. Pix (FPX) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 136

VEKTOROS ÁLLOMÁNYOK az egyes rajzi objektumok koordinátákkal együtt történő tárolása • • DXF (Autodesk Drawing Exhange Format) DWG HPGL (Hewlet-Packard Graphic Language) HPPCL (Hewlet-Packard Printer Control Language) Mapinfo MIF Microstation DGN Arc. View SHP Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 137

METAFILE ÁLLOMÁNYOK • • • CGM (Computer Graphics Metafile) WMF (Window Metafile) EMF (Enhanced Metafile) Mac PICT Postscript (DTP) Adobe Acrobat (PDF) WPG (Word. Perfect Graphic) CDR, CMX (Corel. Draw) FH 5, FH 7, FH 8 (Macromedia Freehand) DRW (Micrografx) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 138

MAGYARORSZÁGI DIGITÁLIS TÉRKÉPEK DTA-100: Magyarország 1: 100 000 méretarányú digitális topográfiai térképe (raszteres és vektoros állományok, DTM digitális terepmodell, jelkulcs) DTA-200: Magyarország 1: 200 000 méretarányú digitális topográfiai térképe (DXF vektoros állomány, úthálózat, vasútvonalak, települések és azok nevei, vízrajz és a vízrajzi elemek nevei, ország és megyehatárok) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 139

MAGYARORSZÁGI DIGITÁLIS TÉRKÉPEK DTA-50: Magyarország 1: 50 000 méretarányú, csökkentett tartalmú digitális topográfiai térképe (vektoros állomány, DXF, DGN, Arc. Info és Map. Info formátumban) OTAB: Országos Térinformatikai Alapadatbázis (3 részletes, áttekintő és szemléltető szinten, vízrajzi, közlekedési, létesítményekre, településekre, határokra vonatkozó tartalommal, DXF, DWG, Map. Info, DGN vektoros formátumban) Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 140

MAGYARORSZÁGI DIGITÁLIS ALAPTÉRKÉP Geodéziai Pontok Földmérési alaptérkép DAT: alakzatok leképzésének szabályai: DAT fogalmi modell (MSZ-7772 -1 szabvány) DAT 1 szabályzat: DAT előállítása, adatcsere formátuma, stb. Magyar Térinformatikai Adatcsere-formátum (MSZ 7771) Határok Épületek, építmények DIGITÁLIS ALAPTÉRKÉP Közlekedési létesítmények Távvezetékek Vizek, vízügyi Domborzat Területkategó -riák. Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 141

A TÉRINFORMATIKA GYAKORLATI ALKALMAZÁSAI Ø Ø Ø Ø Ø AZ ALKALMAZÁS ELSŐDLEGES CÉLJA SZERINT kormányzati térinformációs rendszerek ellenőrző és irányító rendszerek környezetvédelmi, monitoring rendszerek természeti erőforrás–, feltárás-, gazdálkodási rendszerek önkormányzati térinformációs rendszerek közművek térinformációs rendszerei közlekedési térinformációs rendszerek üzleti tevékenységi térinformációs rendszerek oktatás és kutatás Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 142

A TÉRINFORMATIKA GYAKORLATI ALKALMAZÁSAI Ø Ø AZ ALKALMAZÁS TERMÉSZETI JELLEGE SZERINT meteorológiai hidrológiai geológiai talajtani Ø Ø Ø AZ ALKALMAZÁSI TERÜLET CÉLJA SZERINT közlekedési földügyi (Land Information System, LIS) régészeti banki önkormányzati Gábor Dénes Főiskola Térinformatikai rendszerek 143