3. analiza spatiala.ppt

Michaela Mihăilescu, “Sisteme informatice de management al activităŃii urbane (Baze de date şi GIS)”, UTCN, 2013

Sisteme informatice de management al activit ăŃii urbane

(Baze de date şi GIS)

– suport de curs –

Facultatea de Construc ŃiiUniversitatea Tehnic ă din Cluj-Napoca

2013


Curs (programa analitic ă)

1 Sisteme informatice de management: particularit ăŃi GIS

2 Sisteme de reprezentare a datelor spaŃiale: date vectoriale şi date raster

3 Baze de date spaŃiale: analiza spaŃială (interogare atribut şi spaŃială)

4 Planificarea şi implementarea unui proiect GIS

5 AplicaŃii GIS în activităŃi urbane

6 AplicaŃii webGIS, geoportale, cloud GIS

7 Infrastructura de date spaŃiale la nivel european; directiva INSPIRE (metadate, date şi servicii de date)

Aplica Ńii (lucr ări)

1 Informarea studenŃilor cu privire la modul de lucru şi suportul IT necesar; demonstraŃie privind utilizarea unor soluŃii GIS proprietar şi open source

2 Lucrarea 1. Documentare pentru realizarea unui mini-proiect GIS dedicat unei activităŃi urbane

3 Lucrarea 2. Identificarea surselor de date disponibile (surse de date, servicii de date WMS/WFS, hărŃi online); proiectarea bazei de date proprii tematicii alese (model de date, straturi, atribute, etc.)

4 Lucrarea 3. Generarea datelor spaŃiale (vectoriale) şi încărcarea datelor tabelare corespunzătoare.

5 Lucrarea 4. Realizarea unor analize spaŃiale pe baza de date proprie; realizarea unei hărŃi tematice

6 Lucrarea 5. Crearea unui fişier de metadate şi publicarea hărŃii realizate folosind resurse GIS online

7 Predarea lucrărilor efectuate de studenŃi

Con Ńinuturi


Baze de date spa Ńiale: analiza spa Ńială (interogare atribut şi spa Ńială)

Curs 3.


S-a arătat anterior că modelarea realităŃii prin GIS implică un grad de simplificare care se reflectă în modul de reprezentare a datelor în format digital. Un obiect, fenomen sau eveniment localizate spaŃial sunt convertite în date grafice, modelate vectorial sau raster, care împreuna cu datele atribut asociate formează baza de date geospa Ńială. Această bază de date trebuie “exploatat ă” pentru a contribui la susŃinerea efortului decizional la nivel de management instituŃional.

Exploatarea sistemului informatic geografic se face prin acŃiuni numite generic analize spa Ńiale , care grupează interogări spaŃiale, interogările bazei de date cu atribute (query) sau combinaŃii ale acestora. La acestea se adaugă facilităŃile de geoprocesare, prin care se obŃin noi seturi de date pe baza relaŃiilor spaŃiale dintre obiectele aceluiaşi strat sau prin combinaŃii de pe straturi multiple. La unii autori, geoprocesarea este asimilată interogării spaŃiale.

1. Interogări spaŃiale

Interogările spaŃiale au ca obiect componenta geografică (reprezentată grafic). Astfel de analize pornesc de la cea mai simplă măsurătoare de tip lungime, perimetru, suprafaŃă, şi ajung până la analize de proximitate, interacŃiuni intre obiecte de pe straturi diferite, căutări de trasee (rute) în mod automat, etc.

2. Interog ări atribut (analize alfa-numerice)

Folosirea modelului de baze de date relaŃionale pe scară largă în GIS a impus şi dezvoltarea unor metode de accesare rapidă a datelor stocate tabelar. Astfel s-a impus limbajul de interogare SQL (Structured Query Language) pentru metoda de analiză a datelor atribut dintr-o bază de date GIS.

Interogările presupun selectarea din totalul înregistrărilor de tip atribut doar pe acelea care satisfac un criteriu / o condiŃie impusă de utilizator.

Exploatarea unui GIS


Interogările spaŃiale se fac pe entităŃi grafice localizate spaŃial într-un sistem de coordonate. Luând ca exemplu calculul lungimii unei entităŃi reprezentate pe o hartă digitală, valoarea măsurată nu va corespunde realităŃii dacă “în spatele” harŃii nu se regăseşte un sistem de coordonate în care să se fi transpus datele de pe teren în forme digitale geometrice echivalente.

Interog ări spa ŃialeCea mai simplă activitate de analiză spaŃială este obŃinerea informaŃiilor referitoare la elemente de descriere geografică (amplasare, relaŃii spaŃiale). Măsurarea distanŃelor, a suprafeŃelor, a incluziunii într-o anumită arie de interes, sunt doar câteva din cele mai comune analize spaŃiale.

Exemplu de măsurare a distanŃei în aplicaŃia web ArcGIS Online(sursa: www.arcgis.com, 2013)


Este important de reŃinut că interog ările spa Ńiale nu se pot face înafara unui sistem de coordonate , cu date ne-georeferenŃiate.

Mai mult decat atât, calculele de tip suprafeŃe sau volum nu se pot face înafara unui sistem de proiecŃie prestabilit.

Zona Metropolitană Cluj în trei sisteme de coordonate / proiecŃii diferite (sursa: ADR Nord-Vest, 2013)

Interog ări spa Ńiale (cont.)

Sistem de coordonate geografice WGS 1984

Sistem de proiecŃie ETRS LAEA 1989 Sistem de proiecŃie Stereo 70


Una din interogările cel mai des folosite este cea de tip “buffer” (analiză de proximitate), prin care se selectează (integral sau parŃial) entităŃi geospaŃiale dintr-o categorie (strat) care se află, în raport cu o entitate de referinŃă, la o distanŃă mai mică decât o distanŃă specificată (zonă tampon).

Exemplu de zonă buffer în lungul unei linii de cale ferată, respectiv a aeroporturilor din Regiunea Nord-Vest(sursa: ADR Nord-Vest, 2013)


Luând ca exemplu reŃeaua de căi ferate, se poate analiza care localităŃi sunt traversate de calea ferată şi care, în zona de protecŃie de 100m de-a lungul liniei, nu vor putea autoriza construcŃii decât în condiŃii speciale.

În mod similar se poate analiza care sunt bazinele de populaŃie deservite de aeroporturi pe o rază de 50km.


Detaliind analiza referitoare la calea ferată, aceasta pleacă de la selectarea stratului analizat (localităŃi) si apoi a celui de referinŃă (cale ferata), adăugând distan Ńa de căutare de 100m. Odată interogarea finalizată, localităŃile a căror intravilan se intersectează cu zona de protecŃie vor fi marcate atât pe harta digitală, cât şi în tabelul de atribute, în baza legăturii biunivoce stabilite prin GIS.

Extrase din hărŃi digitale de analiză pentru Regiunea Nord-Vest (sursa: ADR Nord-Vest, 2013)




Un alt exemplu des întâlnit este geoprocesarea datelor de pe un strat prin decuparea (clip) datelor aflate într-o zonă determinată de un obiect aflat pe un alt strat. Pornind de la harta CORINE a Regiunii Nord-Vest, s-a urmărit selectarea doar a datelor referitoare la judeŃul Sălaj, judeŃ central al Regiunii Nord-Vest

Harta cu acoperirea terenurilor în standard CORINE, geoprocesată utilizând platforma ArcGIS 10 (sursa: ADR Nord-Vest, 2013)


Prin geoprocesarea de tip “clip”, s-a extras din harta cu acoperirea terenurilor CORINE, zona delimitată de graniŃa judeŃului Sălaj, exclusiv pe criterii spa Ńiale .


Harta cu acoperirea terenurilor în standard CORINE, geoprocesată utilizând platforma ArcGIS 10 (sursa: ADR Nord-Vest, 2013)


Interogările atributelor stocate în baza de date descriptivă se bazează pe definirea unor criterii de selec Ńie a acelor date care sunt de interes. Aceste criterii se compun după reguli aritmetice simple, fiind în fapt expresii cu operanzi şi operatori .Operanzii sunt tipurile de atribute asociate unei date geospaŃiale, iar operatorii sunt cei matematici. Expresia care defineşte condiŃia de selectare a unor anumite date se bazează pe operatori logici şi uneori chiar funcŃii matematiceEste important de reŃinut că interogările sepot face şi înafara unui sistem de coordonate, cu date ne-georeferenŃiate.

Extras din harta digitală “UAT-uri din Regiunea de Nord-Vest”(sursa: ADR Nord-Vest, 2013)

Interogari atribut

Exemplu:

Se doreşte marcarea tuturor municipiilor pe harta digitală a Regiunii Nord-Vest.

Din datele digitale stocate pentru cele 446 unităŃi administrativ-teritoriale (UAT) ale Regiunii Nord-Vest, se vor selecta acelea care sunt de tip municipiu.

Baza de date a regiunii conŃine 446 entităŃi grafice cu atributele aferente de tip suprafaŃă, populaŃie, apartenenŃă la judeŃ, categorie, etc. pentru toate cele 446 UAT-uri ale regiunii, din care 43 sunt oraşe şi municipii.


În această fereastră, utilizatorul compune condi Ńia logic ă de căutare a elementului dorit , în cazul exemplului de faŃă a acelor înregistrări care în câmpul “TIP_UAT” au valoarea “municipiu”. Odată aplicat acest criteriu, în tabela de atribute vor fi marcate înregistrările care îndeplinesc aceasta condiŃie

Interogari atribut (cont.)

Deschizând tabelul de atribute al stratului cu UAT-urile regiunii şi apelând la facilitatea de selectare dup ă atribut , se deschide o fereastră de lucru interactiv cu butoane dedicate funcŃiilor logice şi matematice aplicabile.


EntităŃile selectate în urma interogării vor fi marcate şi hartă, indicând legătura biunivoc ă între datele atribut şi cele grafice . Astfel, prin facilităŃile oferite de GIS, i se răspunde utilizatorului la întrebarea: care şi unde sunt localizate municipiile din Regiunea Nord-Vest ?

Interogari atribut (cont.)

Extras din harta digitală “UAT-uri din Regiunea de Nord-Vest” (sursa: ADR Nord-Vest, 2013)


De regulă, analizele spaŃiale se încheie prin realizarea unor hărŃi tematice, care să poată fi transmise factorilor decizionali într-un format accesibil, sugestiv dar şi comprehensiv.

HărŃile tematice sunt compozi Ńii grafice bazate pe reprezent ări geospa Ńiale care focalizează pe o “tem ă” dată, rezultat ă în urma unor analize spa Ńiale. HărŃile tematice pot conŃine astfel produse ale analizelor spaŃiale, precum afişarea unor entităŃi geografice geoprocesate şi informaŃii referitoare la entităŃile selectate după diverse criterii.

HărŃi tematice

Exemplu de utilizare a GIS pentru realizarea unei hărŃi tematice cu

principalele structuri de primire turistică din Regiunea Nord-Vest, procesate pe

categorii, la nivelul anului 2011

(Sursa: ADR Nord-Vest)

Când aceste hărŃi sunt destinate tipăririi sau publicării digitale (prin internet, prin slide-show , etc.), pe hărŃi se adaugă elemente auxiliare de tip text, legendă, scară, simbolul de nord, logo-uri, precum şi grafice sau tabele. De regula, această compoziŃie este denumită “layout”, în timp ce harta digitală în sine este “model”.


Exemple de h ărŃi tematice

Exemple de utilizare a GIS pentru realizare de hărŃi tematice în Regiunea Nord-Vest

(Sursa: ADR Nord-Vest, 2012)


De consultat:

“Introducere în GIS”, părŃile 1,2,3, Universitatea Harvard (MA)http://hcl.harvard.edu/libraries/maps/gis/tutorials.html

“GIS Sisteme Informatice Geografice. Fundamente practice”, Mircea BăduŃ, Ed.Albastră, 2004

“Sisteme Informatice Geografice”, George Dimitriu, Ed.Albastra. 2007

3. analiza spatiala.ppt

Documents