CursSisteme Informaionale Geografice

Anul II Msurtori Terestre i Cadastru Semestrul I

ef lucrri Dr.Ing. Doru MIHAI

CUPRINS1. Definiii 2. Aplicaii GIS 3. Harta 4. Modelul de date geo-relaional 5. Evaluarea economic a implementrii unui GIS 6. Schema de organizare i strategii pentru implementarea unui GIS 7. Open GIS Definiii, concepte, modele 8. Curs Arc GIS 9.3 i aplicaie practic 9. Extensii ArcGIS 9.3 10. Noua arhitectura GIS a ESRI 11. Prezentri power point

1. DefiniiiSistemele informationale geografice (Geographical Information Systems - GIS) fac parte din clasa mai larg a sistemelor informatice. Ele au ca principal caracteristic tratarea informaiei innd cont de localizarea sau amplasarea ei spaial, geografic, n teritoriu, prin coordonate. Tehnologiile GIS au aprut n urm cu trei decenii din necesitatea de a facilita operaii complexe de analiz geografic pentru care sistemele existente (CAD, DBMS) nu ofereau nici o posibilitate ori necesitau un mare consum de timp sau proceduri foarte anevoioase. Facilitnd prelucrarea i analiza datelor spaiale, provenite att din surse clasice, convenionale (harti, planuri, etc), ct i din surse ce implica tehnologii avansate (imagini aeriene si satelitare, teledetectie, GPS), sistemele din categoria GIS constituie unica soluie prin care se pot rezolva raional, inteligent i eficient problemele tot mai dificile legate de utilizarea resurselor terestre. Aplicabilitatea GIS este practic nelimitat cci marea majoritate a activitilor umane are drept trstur important localizarea n spaiu. n mod natural, un astfel de sistem este utilizat pentru producerea de planuri i hri, gestionarea reelelor de utilitate public (ap i canalizare, termoficare, electrice, telefonice, gaze, drumuri, ci ferate, linii de transport urban, etc.), identificarea amplasamentului optim pentru o investiie, studiul impactului unui obiectiv (central nuclear, aeroport, rafinrie, ...) asupra mediului ambiant, etc. Informaii de calitate nseamn decizii de calitate. Sistemele GIS, integrnd baze de date ce contin si informatie de localizare impreuna cu faciliti de suport al deciziilor, pot fi un ajutor fundamental n managementul oricrei organizaii complexe, cu sarcini multiple, interdependente. Definiia 1: GIS este o colecie de componente hardware, software, date geografice i personal, destinat achiziiei, stocrii, actualizrii, prelucrrii, analizei i afirii informaiilor geografice n conformitate cu cerintele unui domeniu aplicativ. Pentru a nelege aceast definiie, trebuie s facem urmtoarele comentarii: 1. componenta hardware nseamn att platforma de calcul ct i echipamente periferice pentru introducerea datelor i pentru comunicarea (afiarea) rezultatelor; 2. componenta software trebuie s ofere o serie de funcii de baz, cu aplicabilitate general, i n acelai timp s permit adaptarea/extinderea la specificul oricrei aplicaii; funciile oferite trebuie s permit att analiz vectorial i cartografie automat, ct i prelucrarea imaginilor i modelare spaial (raster), laolalt cu gestiune de baze de date i acces multi-media; 3. componenta date geografice este determinant: cea mai costisitoare i longeviv component a unui GIS este baza de date geografice. Prin urmare, introducerea datelor este o operaiune de o importan considerabil. Introducerea datelor se poate face prin: digitizare, scanare, din msurtori n teren (staii totale), prelucrarea imaginilor de teledetecie, fotogrametrie digital, conversie din alte formate. Intretinerea si actualizarea datelor geografice reprezinta o a doua etapa, practic cu desfasurare continua in timp si care necesita adesea resurse speciale dedicate (hardware, software si personal); 4. componenta personal nseamn o echip format din trei categorii de specialiti: cei care implementeaz software-ul de baz sunt implicai n activiti de instruire a utilizatorilor, asisten tehnic i consultan; cei care creeaz i ntrein baza de date digitale sunt responsabili pentru continutul, precizia si acurateea datelor oferite utilizatorilor; cei care utilizeaz software-ul i baza de date geografice pentru a rezolva probleme concrete sunt implicai n formularea specificaiilor de definiie a proiectelor (aplicaiilor) GIS, dezvoltarea de tehnologii specifice, generarea produselor GIS i asistarea proceselor decizionale. Din definiie rezult urmtoarele aspecte: (i) O abordare GIS implic n mod necesar tratarea unitar ntr-o baz de date unic i neredundant a componentelor grafice, cartografice, topologice i tabelare. Dei au un rol important n cadrul GIS, elementele de grafic pe calculator reprezint numai una dintre modalitile de consultare sau raportare a coninutului unei baze de date spaiale. Baza de date permite o gam divers de alte tipuri de explorare ce necesit n special capacitate de tratare i de prelucrare pe criterii geografice i analitice. (ii) Un GIS include o colecie de operatori spaiali care acioneaz asupra unei baze de date spaiale pentru a referi geografic o mare varietate de informaii reale. Un model de date GIS este complex pentru c trebuie s reprezinte i s interconecteze att date grafice (hri) ct i date tabelare (atribute). In plus, chiar prin natura sa, un GIS complex este utilizat pentru a simula situaii i evenimente reale extrem de complicate. Acest fapt solicit i mai mult capacitatea modelului GIS de a reda perfect evenimentele i fenomenele din realitate. Intr-o alt variant, Definiia 1 poate fi formulat astfel: GIS este o tehnologie care utilizeaz baze de date localizate spaial (prin coordonate), un sistem de tratare adecvat a acestora, echipamente specifice pentru introducerea, stocarea, actualizarea i afiarea datelor spaiale, precum i un personal specializat. Definiia 2: Prin date geografice se nelege ansamblul format din date spaiale (localizate prin coordonate) i date descriptive (atribute) asociate obiectelor/fenomenelor geografice (strzi, parcele, accidente). O baz de date geografice este o colecie de date geografice organizate pentru a facilita stocarea, interogarea, actualizarea i afiarea de ctre o mulime de utilizatori n mod eficient. Datele spaiale utilizate n tehnologiile GIS se pot clasifica dup: a) precizie, b) documentele primare utilizate, c) ciclul de actualizare.

Definiia 3: Prin refereniere geografic (sau georeferentiere) se nelege stabilirea relaiei dintre coordonatele unui punct pe o foaie plan (hart - 2D) i coordonatele geografice reale din teren (pe suprafaa Pmntului 3D, aproximata printr-un elipsoid de referinta). Scurt istoric: Ca n orice domeniu tehnic, exist diverse variante privind prioritatea n acest domeniu . Dei exist o serie de preocupri i chiar o definire a unui GIS nc de la nceputul anilor '60, este n prezent evident faptul c dezvoltarea unui sistem informatic geografic real este direct dependent de resursele hardware i software disponibile. n prezent, cnd performanele n domeniul procesoarelor, al sistemelor grafice, al dispozitivelor de memorare i stocare sunt uimitoare chiar i pentru cei implicati direct in domeniul tehnologiilor informatice, este greu de acceptat faptul c un sistem cu funcionalitate real n tehnologia GIS ar fi putut exista mai devreme de deceniul 8. Cert este faptul c piaa de GIS are n ultimii 5-10 ani o dinamic anual constant de cca 15%. Creterea fr precedent a performanelor sistemelor din clasa PC a asigurat accesul la tehnologiile GIS al unor noi clase de utilizatori. Clase de aplicaii GIS: In funcie de modul de obinere a datelor cartografice digitale, putem defini dou principale clase de utilizatori ai tehnologiilor GIS: a) productorii de baze de date cartografice digitale; b) utilizatorii de baze de date cartografice digitale.

Achiziia datelor GISUn GIS permite integrarea datelor achiziionate la momente de timp diferite, la scri, cu rezoluii si precizii diferite, prin diverse metode, elementul de legtur fiind dat de localizarea geografic, n teritoriu. Surse de date GIS: fie i carnete de teren digitizarea hrilor tiparite scanarea harilor tiparite si vectorizarea conversia datelor CAD fotogrametrie (fotograme aeriene) teledetecie (imagini multispectrale aeriene sau satelitare) GPS

Reprezentarea datelor ntr-un GISUn GIS gestioneaz dou categorii de date: spaiale (elemente grafice localizate prin coordonate specifice hartii ) i descriptive (negrafice) datele spaiale reprezint poziia i forma obiectelor (fenomenelor) terestre utiliznd trei tipuri fundamentale de entiti grafice : puncte, linii, poligoane, la care se adauga elemente de tip text (etichete) datele descriptive reprezint informaii despre obiectele (fenomenele) terestre continute intr-o hart utiliznd: atribute (ntrebri) valori ale atributelor (rspunsuri)

Structura datelor GIS Entitate (Punct, Linie, Poligon)

Date descriptive (Atribute)

ID unic

Date spaiale (Coordonate)

ID 11 12 24

Folosinta industriala agricola industriala

Stare buna f.buna medie Comparaii

ID 11 12 24

X

Y

GIS-SGBD (Sistem de Gestionare a Bazelor de Date DBMS in engleza): Un GIS conine un SGBD special, capabil s gestioneze date spaiale (coordonate), s insereze i s regseasc informaii n funcie de localizarea acestora n teritoriu si de elementele descriptive. GIS-CAD: Un GIS ofer faciliti grafice de tip CAD i n acelai timp este destinat s efectueze analize spaiale complexe, s genereze automat informaii spatiale noi, s trateze coordonatele geografice (sferice sau carteziene) i proieciile cartografice. Harta este un produs metric, pe care se pot efectua msurtori precise. Sistemele de tip CAD nu gestioneaza baze de date, fiind destinate strict reprezentarilor grafice. Sistemele de tip CAD nu efectueaza analize spatiale si nu gestioneaza coordonatele generate prin diferite proiectii cartografice. GIS-Cartografiere automat (automated mapping): Un GIS conine funciile necesare cartografierii automate dar nu este orientat ctre aceasta.

Metode pentru construirea bazelor de date GISSurse de date Hri i planuri tiparite Imagini satelitare, aeriene Date digitale produse de sisteme CAD sau de cartografiere automat Msurtori de teren: informaii stocate ca fiiere ASCII manuscrise GPS Tabele, foi de calcul in diferite formate Metode utilizate Digitizare / Scanare si vectorizare Clasificri de imagini Import

Citire direct fiier text Introducere de coordonate de la tastatur Import Citire direct fiiere dBASE, Access

Conversia hrilor i planurilor tiparite Comparatie Digitizare / Scanare-vectorizareDigitizare procedeu uor de nvat obositor pentru mn i ochi nu este indicat pentru curbe de nivel indicat pentru manuscrise color posibil pe un PC modest Scanare-vectorizare procedeu mai complex obositor pentru ochi indicat pentru curbe de nivel indicat pentru originale de editare necesita configuratii robuste calculatoarelor utilizate (procesor, RAM) ale

Baza de date GIS: exemplu

Vegetaie Straturi tematice existente Drumuri Hidrografie Construcii Tem nou Straturi tematice generate prin analiz spaial Incendiu Drumuri afectate Culturi agricole distruse Depozite de cenu

2. Aplicaii GISTehnologia GIS i dovedete utilitatea n orice domeniu de activitate care se bazeaz pe tratarea informaiilor spaiale:

1. URBANISM, SISTEMATIZARE I ADMINISTRAIE LOCAL

cadastru urban optimizri transport urban stabilirea amplasrii optime a noilor obiective (nzestrri edilitare, cartiere de locuine, obiective industriale obiective social-culturale, etc.) spaiu locativ arondri pe diverse criterii studii de urbanism acordarea permiselor de construcie/demolare inventarierea folosinei terenurilor organizarea colectrii i depozitrii deeurilor menajere organizarea interveniilor de urgen (salvare, poliie, pompieri, depanare) evidene necesare poliiei, pompierilor, circumscripiilor financiare

2. CADASTRU

integrarea complet a procesului cadastral, pornind de la msurtorile de teren i ncheind cu editarea planurilor i registrelor de eviden cadastral faciliti de comunicaie cu sistemul de taxare al Ministerului Finanelor, cu alte organisme publice sau persoane fizice care solicita date cadastrale

3. PROTECIA MEDIULUIsupravegherea rezervaiilor naturale analiza polurii solului, apei, aerului urmrirea efectelor produse de diveri ageni poluani analiza zonelor afectate de diferii poluani (chimici, sonori, fizici, etc.) analiza zonelor afectate de dezastre naturale

4. AGRICULTUR, PEDOLOGIE, SILVICULTUR I MBUNTIRI FUNCIARE cartare pedologic cartare silvic cadastru silvic supravegherea strii de sntate a pdurilor supravegherea culturilor proiectarea i supravegherea sistemelor de irigaie urmrirea eroziunii solului analiza transportului agricol analiza stressului vegetal

5. PETROL I GAZE

inventarierea, cartarea i supravegherea zcmintelor proiectare, ntreinere i optimizare conducte

6. CARTOGRAFIE

realizarea i actualizarea de hri i planuri topografice realizarea i actualizarea de hri tematice integrarea n coninutul hrilor a datelor de teren, fotogrametrice i satelitare

7. DOTRI EDILITARE: aplicaii AM/FM (Automated Mapping/Facilities Management) pentru companii dedistribuie de energie electric, gaze, ap, etc. (7.a) aplicaii n domeniul distribuiei apei i canalizrii: planificarea lucrrilor de ntreinere a reelei i echipamentelor din sistemul de distribuie a apei i de canalizare inventarierea cerinelor consumatorilor cartarea i supravegherea reelei de distribuie a apei i de canalizare nregistrarea defeciunilor, planificarea lucrrilor de intervenie i identificarea consumatorilor afectai n caz de avarie identificarea traseelor afectate de infiltrarea unor substane poluante, localizarea surselor de poluare i avertizarea

consumatorilor planificarea lucrrilor de extindere a reelei de distribuie a apei i de canalizare (7.b) aplicaii n domeniul producerii i distribuiei de energie electric: cartarea dotrilor electrice inventarierea, analiza i supravegherea dotrilor electrice identificarea amplasamentului optim pentru un nou obiectiv planificarea operaiilor de ntreinere, reparaii proiectarea, ntreinerea i optimizarea reelelor electrice analize demografice pentru planificarea distribuiei i anticiparea vrfurilor de sarcin planificarea operaiilor de rezolvare a reclamaiilor i sesizrilor consumatorilor optimizarea activitii de citire a contoarelor i ncasare a facturilor prin arondarea consumatorilor analiza zonelor unde apar frecvente disfuncionaliti identificarea i ntiinarea prompt a tuturor consumatorilor afectai de ntreruperea temporar a furnizrii de energie electric din diverse motive (avarie, lucrri) analiza ncrcrii reelelor electrice

8. TRANSPORTURI I TELECOMUNICAII

proiectare, ntreinere i optimizare reele transport (drumuri, ci ferate, cabluri, etc.) optimizri trasee transport (aprovizionare, transport mrfuri, transport cltori, transport public) cadastru special (ci ferate, drumuri, telecomunicaii) supravegherea traficului (rutier, feroviar, etc.)

9. COMER

amplasarea magazinelor en-gros n funcie de acces auto, concuren, consumatori organizarea distribuiei mrfii ctre clieni de la cel mai apropiat depozit gestionarea stocurilor

10. APLICAII SPECIALE cartare topografic, hidrografic, aeronautic cadastru militar strategie / tactica militar navigaie control de frontier analiza terenului (vizibiliti, accesibiliti, coridoare de trecere, pante, etc.) informaii, contra-informaii

11. GEOLOGIE

cartarea formaiunilor geologice studii tectonice cartarea, inventarierea i supravegherea zcmintelor

12. HIDROLOGIE, OCEANOGRAFIE

cartarea cursurilor de ap si a suprafetelor acvatice studiul zonelor litorale urmrirea polurii apelor de suprafa i de adncime analiza transporturilor fluviale supravegherea bazinelor hidrografice prevenirea avalanelor/inundaiilor batimetrie

13. STATISTIC, EVIDENA POPULAIEI, RECENSMINTE, DEMOGRAFIE registrul populaiei analiza n teritoriu a datelor recensmintelor analiza micrilor demografice realizarea i diseminarea anuarelor statistice

14. FINANE-BNCI

zonarea pe circumscripii financiare colectarea taxelor i a impozitelor gestionarea mprumuturilor

inventarierea clienilor

15. POLITIC

studii diverse (interaciuni, zone de influen, etc.)

Un GIS trebuie s includ faciliti pentru a rspunde urmtoarelor 5 ntrebri generice:a. LOCALIZARE: "Ce se afl la ... ?" Aceast ntrebare urmrete identificarea obiectelor/fenomenelor amplasate la o anumit poziie geografic specificat prin denumire, adres potal, sau coordonate geografice. CONDIIE: "Unde se afl ... ?" Aceast ntrebare urmrete aflarea poziiei exacte a unui obiect/fenomen sau a unui ansamblu de cerine specificate (de exemplu: zon despdurit de minimum 2000 m.p. cu sol propice construciei de cldiri, situat la cel mult 100 m de o osea). TENDINE: "Ce s-a modificat de cnd ... ?" Aceast ntrebare urmrete evidenierea modificrilor survenite ntr-o zon geografic de-a lungul unei perioade de timp. PARTICULARITI: "Ce particulariti se manifest n zona ... ?" Aceast ntrebare presupune o analiz complex cutnd corelaii de tipul cauz-efect (de exemplu: este cancerul cauza major a morii pentru rezidenii din preajma unei centrale nucleare?) sau anomalii aprute la un moment dat ntr-o zon cu caracteristici cunoscute. MODELARE: "Ce s-ar ntmpla dac ... ?" Aceast ntrebare presupune o analiz complex urmrind anticiparea impactului unui eveniment (adugarea/eliminarea/transformarea unui obiect/fenomen) asupra mediului nconjurtor (de exemplu: ce se poate ntmpla dac se construiete un nou drum, depozit de deeuri, .a.? sau dac o substan toxic ptrunde accidental n staia de pompare a apei potabile?)

b.

c.

d.

e.

3. HartaPentru a modela lumea nconjurtoare, sistemele GIS utilizeaz obiecte i relaii spaiale. Obiectele GIS sunt entitati localizate pe/sau n apropierea suprafeei Pmntului. Acestea pot fi naturale (ruri, vegetaie), construite (drumuri, conducte, cldiri) sau convenionale (frontiere, limite de parcele, uniti administrative). Un obiect GIS se caracterizeaz printr-o poziie i o form n spaiul geografic i printr-o serie de atribute (elemente descriptive). Relaiile spaiale dintre obiecte (vecintate, interconexiune, continuitate, inciden, etc.) ajut la nelegerea situaiilor i luarea deciziilor. Harta este o reprezentare grafic la scara a unei poriuni din suprafaa Pmntului n care punctele, liniile i poligoanele indic poziia i forma spaial a obiectelor geografice iar simbolurile grafice i textele descriu aceste obiecte. Relaiile spaiale dintre obiectele geografice sunt implicit continute i trebuiesc interpretate de ctre cel cruia i se adreseaz harta. Punctele reprezint obiecte GIS prea mici pentru a putea fi descrise prin linii sau poligoane, cum ar fi stlpi de nalt tensiune, copaci, fntni, locuri unde se petrec diverse evenimente (accidente rutiere, infraciuni) precum i obiecte care nu au suprafa, cum sunt vrfurile munilor. Punctele se reprezint utiliznd diverse simboluri punctuale grafice i pot fi nsoite de texte explicative corespunznd valorilor atributelor aferente. Din punct de vedere geometric punctele sunt caracterizate prin coordonate x, y (si eventual z). Liniile reprezint obiecte GIS prea nguste pentru a putea fi descrise prin poligoane, cum ar fi drumuri, cursuri de ap, precum i obiecte liniare care au lungime dar nu au suprafa cum sunt curbele de nivel. Liniile se reprezint utiliznd diverse simboluri liniare grafice i pot fi nsoite de texte explicative corespunznd valorilor atributelor aferente. Din punct de vedere geometric, liniile se caracterizeaz prin lungime. Poligoanele sunt suprafee nchise reprezentnd forma i poziia obiectelor GIS omogene cum ar fi lacuri, uniti administrative, parcele, tipuri de vegetaie. Poligoanele se reprezint utiliznd diverse simboluri liniare grafice pentru contururi, simboluri grafice de hauri pentru interior i pot fi nsoite de texte explicative corespunznd valorilor atributelor aferente. Din punct de vedere geometric, poligoanele se caracterizeaz prin arie i perimetru. Harta digital (expresia vizuala a unei baze de date GIS) este o reprezentare la scara a unui teritoriu geografic bine delimitat, toate informaiile continute (punctele, liniile si poligoanele) fiind localizate prin coordonate (toate elementele continute pot fi practic reduse la perechi de coordonate x, y specifice unei proiectii cartografice). Spre deosebire de hartile traditionale, analogice (pe hartie), harta digitala poate fi vizualizata in mediul GIS chiar si la scara 1:1, scara de referinta a acestui tip de harta ramanand cea a sursei (adesea analogice) din care a fost generata harta digitala.

4. Modelul de date geo-relaionalUn GIS utilizeaz unul sau mai multe modele de date spaiale pentru a reprezenta obiectele geografice. Exist trei tipuri de astfel de modele: modelul vectorial, care este foarte apropiat de cel utilizat pentru reprezentarea hrii; modelul raster, care descrie suprafaa Pmntului ca o matrice format din elemente omogene, similar modelului utilizat pentru reprezentarea imaginilor; i modelul TIN (Triangular Irregular Network) care reprezint forma suprafeelor in spatiu tridimensional. In modelul de date vectorial, obiectele GIS sunt reprezentate avnd o delimitare bine definit n spaiu. Poziia i forma obiectelor este reprezentat utiliznd un sistem de coordonate x, y (Cartezian). Un punct este reprezentat printr-o singur pereche de coordonate x, y. O linie este reprezentat printr-un ir ordonat de perechi de coordonate x, y. Un poligon este reprezentat printr-un ir de perechi de coordonate x, y care definesc segmentele liniare ce delimiteaz poligonul. Modelul vectorial reprezint suprafeele apeland la izolinii; de exemplu, altimetria se reprezint prin curbe de nivel. Modelul vectorial este foarte eficient pentru desenarea hrilor dar este mai puin eficient pentru analiza suprafeelor care necesit calcule complexe pentru determinarea unor caracteristici cum ar fi panta suprafeei n orice punct sau direcia pantei. Modelul de date raster reprezint o zon de teren ca o matrice (gril) format din celule rectangulare uniforme, fiecare celul avnd o valoare. Grila este reprezentat ntr-un sistem de coordonate x, y (Cartezian). Coordonatele x, y ale unei celule se calculeaz pe baza coordonatelor unui punct de referin, de obicei unul din colurile grilei, innd cont de poziia celulei n gril (numrul liniei/coloanei) i de dimensiunile celulei pe x i pe y. Valoarea unei celule indic obiectul situat n acea poziie. Exist trei metode pentru stabilirea valorilor unei celule: clasificarea obiectelor, n care fiecare valoare indic un anumit tip de obiecte cum ar fi drum, zon urban, tip de sol; indicarea valorii culorii (nivelului de gri) nregistrate ntr-o imagine (fotografie); indicarea unei msurtori relative cum ar fi altitudinea fa de nivelul mrii, nlimea unei cldiri fa de nivelul solului, etc. In modelul raster, obiectele nu au o delimitare bine-definit iar relaiile spaiale dintre obiecte sunt continute implicit. Reprezentnd celule rectangulare, forma obiectelor nu este foarte exact i depinde de rezoluia celulei. Prin rezoluia celulei se nelege dimensiunea suprafeei de teren reprezentate de o celul; cu ct suprafaa reprezentat este mai mic, cu att rezoluia este mai bun i deci datele mai precise, n schimb este nevoie de volume mari pentru stocarea datelor i de un timp de prelucrare mai ndelungat. Precum modelul vectorial, modelul raster permite reprezentarea obiectelor GIS punctuale, liniare sau poligonale. Un obiect punctual este reprezentat printr-o valoare ntr-o singur celul a grilei. Un obiect liniar apare ca o serie de celule adiacente care redau lungimea i forma obiectului. Un obiect poligonal este reprezentat ca un grup de celule adiacente care redau aria i forma obiectului. Modelul raster este foarte eficient pentru reprezentarea imaginilor i pentru implementarea funciilor analitice spaiale (suprapunerea obiectelor, identificarea ntinderii unui fenomen, operaii pe vecinti). In modelul raster suprafeele sunt reprezentate prin indicarea n fiecare celul a valorii cotei corespunztoare punctului din centrul celulei (o latice). Prin urmare, acest model permite implementarea cu uurin a operaiilor asupra suprafeelor (calculul pantei, direciei pantei, interpolarea curbelor de nivel). Un model de date GIS i propune s reprezinte Pmntul ntr-un format digital structurat care s permit utilizatorilor crearea, editarea, actualizarea, vizualizarea, analiza i reprezentarea grafic a datelor geografice. Un model de date trebuie s fie simplu, uor de neles, suficient de flexibil pentru a putea reprezenta date provenind de la o mare varietate de surse, i n acelai timp robust, capabil s modeleze procese geografice complexe i s se adapteze la specificul fiecrei aplicaii. Formatul de stocare a datelor spatiale ARC/INFO coverage utilizeaz un model de date geo-relaional bazat pe modelul vectorial pentru reprezentarea informaiilor spaiale (poziie i form) i pe modelul relaional al bazelor de date pentru reprezentarea informaiilor aspaiale (atribute descriptive). In modelul de date ARC/INFO coverage, informaiile geografice sunt abstractizate prin utilizarea unor concepte simple - puncte, linii, poligoane, fiecare obiect geografic fiind pus n coresponden cu una sau mai multe tabele de atribute. Modelul de date ARC/INFO coverage st la baza reprezentrii de: obiecte geografice simple (punctuale, liniare, poligonale) obiecte geografice complexe (regiuni, trasee i seciuni) obiecte auxiliare (adnotri, puncte de control) obiecte conceptuale (teme, vederi)

Formatul ARC/INFO coverage memoreaz coordonate numai pentru puncte, arce i noduri i utilizeaz relaiile topologice pentru a defini poligoane i reele. Poligoanele i reelele stau la baza definirii de regiuni i rute. Formatul ARC/INFO coverage permite integrarea unei mari varieti de date geografice: imagini video, nregistrri de teledetecie, desene CAD, documente scanate, fiiere text, fiiere RDBMS comerciale. Modelul de date ARC/INFO coverage utilizeaz urmtoarele dou concepte de baz:

a) Structura de date ARC-NOD:

Aceasta este cea mai eficient structur pentru a reprezenta date de tip vectorial. In aceast structur, arcele sunt determinate prin noduri iar poligoanele sunt construite prin arce. Nodurile definesc cele dou capete ale unui arc; dou sau mai multe arce se pot inter-conecta printr-un nod comun. Un arc este format din cele dou noduri extreme i de o serie de puncte intermediare (de inflexiune) care dau forma arcului. Nodurile i punctele intermediare sunt reprezentate ca perechi de coordonate x, y. Un poligon este format dintr-o serie de arce ce definesc conturul acestuia. In acest mod este eliminat duplicarea datelor: frontiera comun a dou poligoane adiacente este memorat o singur dat; un punct comun mai multor arce este reprezentat o singur dat. Aceast structur asigur nu numai stocarea eficient a datelor i implicit prelucrarea mai rapid a unui mare volum de date, ci este i un suport foarte eficace pentru definirea relaiilor spaiale dintre obiecte: poligoanele care utilizeaza cel puin un arc comun sunt vecine, o serie de arce interconectate prin noduri comune formeaz un traseu ce poate fi strbtut, etc. Acesta este un concept matematic utilizat pentru a reprezenta explicit relaiile spaiale dintre obiecte (vecintate, continuitate, interconexiune). Cele trei concepte topologice specifice formatului de date ARC/INFO coverage sunt: conectivitate (relaia ARC-NOD) - arcele se inter-conecteaz prin noduri (n structura coverage, informaiile spaiale asociate arcelor se memoreaz ca liste de perechi de coordonate X, Y corelate cu liste de triplete ARC, FROM-NODE, TO-NODE); toate arcele care au un nod comun se conecteaz ntre ele. definirea ariei (relaia POLIGON-ARC) - arcele care se inter-conecteaz pentru a delimita o suprafa nchis definesc un poligon (n structura coverage, informaiile spaiale asociate poligoanelor se memoreaz ca liste de arce alctuind frontiere) sens (relaia STNGA- DREAPTA) - fiecare arc are o direcie i cte un poligon de fiecare parte (n structura coverage, se memoreaz i liste de triplete ARC, LEFT-POLY, RIGHT-POLY); poligoanele care au un arc comun sunt adiacente, un poligon special fiind 'poligonul univers' ('poligonul extern') reprezentnd exteriorul zonei de interes. Crearea i memorarea topologiei n structura coverage aduce o serie de avantaje: datele sunt reprezentate eficient, evitndu-se duplicarea datelor, la economia de memorie adugndu-se viteza crescut de prelucrare pentru volume mari de date. In plus, topologia st la baza implementrii funciilor analitice spaiale care sunt cheia oricrui GIS: modelarea curgerii unui fluid printr-o reea, combinarea poligoanelor adiacente avnd caracteristici similare, identificarea obiectelor adiacente, suprapunerea mai multor obiecte geografice, etc. Definirea ariei are ca rezultat stocarea eficient a datelor: dei un arc poate aparea n lista de arce pentru mai multe poligoane, de fapt el este stocat o singur dat. Definirea ariei asigur ca frontierele poligoanelor adiacente s nu se suprapun. Relaiile topologice sunt utilizate pentru a efectua funcii analitice fr a fi necesar accesul la poziiile absolute stocate n fiierele de coordonate. n acest fel prelucrarea datelor este mai rapid i pot fi prelucrate volume mai mari de date.

b) Topologia:

5. Evaluarea economic a implementrii unui GISPrin implementarea unui GIS se nelege utilizarea unei dotri materiale (echipamente de calcul i periferice i software GIS) i a unor diverse surse de date (hri i planuri existente, recensminte, statistici, date de teren, aerofotograme, imagini satelitare, etc.) de ctre o organizaie n vederea dezvoltrii unei aplicaii bine definite. Implementarea se concretizeaz ntr-o baz de date spaiale aferent unei zone geografice bine delimitate i un set de proceduri GIS apelabile de la nivelul unei interfee utilizator n vederea efecturii de interogri i analize spaiale (geografice) complexe ale cror rezultate s fie sugestiv reprezentate sub form de grafice, schie, scheme, planuri, hri i rapoarte. Evaluarea eficienei implementrii GIS pornete, cum este i firesc, de la estimarea costurilor i beneficiilor legate de aceast activitate. O evaluare generala si aproximativa a structurii costurilor implementrii unui GIS, care se poate apropia si de condiiile actuale din Romnia, este urmtoarea: 1. Echipamente 15% 2. Programe 20% 3. Pregtire personal 20% 4. ntreinere echipamente 5% 5. Intreinere programe 5% 6. Introducere date 20% 7. Intreinere date 5% 8. Alte cheltuieli (studii teren, infrastructur, consumabile) 10%

Este de remarcat c doar 35% din costul implementrii este reprezentat de investiia n echipamente i programe. De aceea, trebuie acordat o atenie deosebit evalurii i planificrii tuturor activitilor ce concur la implementarea GIS. Principalele costuri avute n vedere la implementarea unui GIS sunt urmtoarele: costul dotrii i cel al introducerii datelor. Pe plan mondial, se estimeaz c 70 - 80% din costul total al implementrii l reprezint introducerea i ntreinerea datelor. a) Cazul I Pentru evaluarea beneficiilor, trebuie ndeplinite, n cazul cel mai favorabil, urmtoarele trei condiii: (i) Produsele finale GIS s poat fi definite (ii) Produsele finale s aib valoare economic (iii) Valoarea economic a produselor finale s poat fi msurat. n acest caz, se poate face calculul raportului B/C (beneficii/costuri): B (cantitate-produse-finale) x (valoare-produs) ----- = ------------------------------------------------------------C costuri-implementare-GIS Dac valoarea lui B/C este mai mare sau egal cu 1, atunci implementarea GIS este justificat economic. n general, se estimeaz c investiia se amortizeaz n decurs de 3-5 ani. b) Cazul II Nu exist ns o abordare metodologic universal valabil pentru estimarea beneficiilor GIS. Aceast situaie se datoreaz n principal urmtoarelor trei cauze: (i) Obiectivele implementrii GIS nu pot fi exprimate ca produse finale. Astfel de cazuri se ntlnesc atunci cnd tehnologia GIS este utilizat pentru a mbunti procesul de decizie din cadrul unitii economice, reducndu-se gradul de incertitudine i riscurile asupra deciziilor. (ii) Valoarea economic a produselor finale nu poate fi msurat ci doar estimat ca beneficiu indirect. n cazurile n care produsele finale GIS sunt plasate ntr-un lan tehnologic sau decizional mai amplu, fr ca ele s constituie rezultate finale cuantificabile. (iii) Introducerea tehnologiei GIS afecteaz costul produselor existente. n cazurile n care se obin, prin utilizarea GIS, reduceri ale costurilor de producie. De aceea, prezentm n continuare o serie de beneficii tipice ce pot ajuta n evaluarea implementrii GIS: a) Beneficii cuantificabile: reducerea timpului de producere i actualizare a hrilor; reducerea timpului necesar ntreinerii bazei de date, a echipamentelor, etc. reducerea costurilor de ntreinere; reducerea costurilor de planificare i proiectare; reducerea timpului necesar activitii administrative; reducerea costurilor activitilor administrative; informaii precise i standardizate; informaii actuale; acces rapid la informaie. b) Beneficii necuantificabile: mai mult informaie; creterea calitii analizelor n paralel cu reducerea timpului necesar analizei; capacitatea de a face analize imposibil de realizat fr tehnologia GIS; decizii mai bune; planificare mai bun; o mai bun nelegere i analiz a situaiilor i sistemelor de complexitate ridicat; prezentri de bun calitate la nivel decizional.

O alt clasificare a beneficiilor obinute prin implementarea GIS este urmtoarea: a) Beneficii de eficien: cost redus, obinndu-se aceleai rezultate ca i nainte de implementarea GIS. b) Beneficii de eficacitate (productivitate): rezultate (produse) noi sau mbogite; valoare crescut a activitii. Produsele GIS se caracterizeaz prin: prezentarea grafic (cea mai sugestiv) a informaiilor prezentate n mod tradiional ca tabele; cost redus (n general, se constat realizarea de economii n valoare de 80% din costul execuiei prin mijloacele tradiionale); precizie mbuntit;

noutate (se genereaz cu uurin hri i planuri noi, mai precise, mai frumoase, mai diverse); favorizarea mbuntirii calitii i promptitudinii deciziilor. Incheiem acest capitol citndu-l pe Stephen Gillespie, cel care a condus n 1995 din partea U.S. Geological Survey un studiu amnunit privind eficiena utilizrii GIS n aplicaii guvernamentale. "Datele spaiale digitale nu au nici o valoare ele nsele. Nu pot fi consumate la masa de prnz, nici nu pot fi mbrcate ntr-o zi geroas de iarn. Nu pot fi atrnate pe perete pentru a fi admirate, nici nu-i produc o plcere strecurndu-le printre degete. Sunt valoroase numai pentru c oamenii le pot introduce n calculator pentru a realiza ceva cu ele. Valoarea datelor este funcie de beneficiile obinute n urma utilizrii lor n GIS".

6. Schema de organizare i strategii pentru implementarea unui GISIndiferent de mrimea i repartiia costurilor de implementare (dotare hardware i software, culegere date, introducere date, pregtire personal, materiale consumabile, ntreinere, etc.), factorul hotrtor n obinerea unei aplicaii GIS operaionale nu poate fi cuantificat n bani: succesul implementrii i funcionrii unui GIS depinde n primul rnd de modul de organizare a activitii.

6.1 Schema de organizarePentru a avea succes n implementarea unui GIS complet, schema de organizare a personalului trebuie s prevad ndeplinirea operativ a 11 activiti generale. Fiecare dintre acestea necesit anumite cunotine, aptitudini, personaliti. Desigur, nu este exclus ca o singur persoan s execute mai multe dintre aceste activiti sau ca un colectiv de persoane s se ocupe exclusiv doar de una dintre activitile prevzute. n acelai timp, n funcie de aplicaie, este posibil ca unele dintre aceste activiti s nu apar n schema de organizare.

6.1.1. Conductorul de proiectAcesta trebuie s neleag cum se pot aplica tehnologiile GIS pentru rezolvarea problemelor proprii organizaiei pentru care lucreaz. El trebuie s cunoasc cerinele celor care vor fi utilizatorii GIS-ului implementat, att n cadrul organizaiei ct i n afara acesteia, astfel nct s urmreasc satisfacerea tuturora. Printre aptitudinile conductorului de proiect este de preferat s se numere i cele de bun comerciant pentru a reui s valorifice GIS-ul n momentul definitivrii acestuia. Intruct implementarea unui GIS este costisitoare i de durat, el trebuie s fie capabil s menin ncrederea factorilor de decizie ai organizaiei sale pentru a susine i finana implementarea. Conductorul de proiect trebuie s neleag performanele i limitrile unui GIS. El trebuie s poat evalua corect resursele necesare implementrii unor aplicaii tipice GIS. n acest sens, n principal, el trebuie s neleag cerinele implementrii bazei de date, costurile automatizrii acesteia i strategiile de urmat n vederea realizrii optime a analizelor asupra datelor spaiale. Conductorul de proiect este cel care trebuie s selecioneze i apoi s conduc personalul calificat implicat n executarea celorlalte 10 activiti. Tot el are rspunderea pentru meninerea productivitii echipei alese precum i a rspltirii corecte a membrilor acesteia pentru eforturile depuse de fiecare.

6.1.2. Analistul GISAcesta posed cunotine tehnice i experien n aplicarea unui GIS pentru a rezolva cerinele utilizatorilor vizai. El trebuie s fie capabil s proiecteze i s automatizeze baza de date GIS. De asemenea, el trebuie s tie cum s proiecteze i s execute analize spaiale complexe. Evident, analistul GIS trebuie s fie capabil s poarte un dialog cu toi utilizatorii poteniali ai GIS-ului aflat n curs de implementare i s traduc apoi cerinele acestora n termenii unei specificaii tehnice care s asigure realizarea procedurilor GIS care s rspund tuturor ateptrilor utilizatorilor. Acest proces se desfoar iterativ. Analistul GIS implementeaz sistemul conform cerinelor exprimate de utilizatori, apoi solicit observaiile acestora pentru a aduce corecii i mbuntiri sistemului. El este rspunztor pentru ctigarea i pstrarea ncrederii utilizatorilor prin satisfacerea deplin a cerinelor acestora i prin aceasta, este rspunztor de succesul implementrii.

6.1.3 Administratorul bazei de dateAcesta are experien n proiectarea bazei de date spaiale, n organizarea logic a obiectelor geografice pe straturi tematice, alegerea surselor de date adecvate fiecrui strat tematic, definirea i codificarea informaiilor descriptive. Administratorul bazei de date trebuie s asigure automatizarea bazei de date prin alegerea procedurilor celor mai eficiente. El are rspunderea pentru gestionarea i actualizarea datelor cu asigurarea calitii, integritii i confidenialitii datelor dup caz. Administratorul bazei de date coopereaz permanent cu administratorul GIS i furnizeaz comenzile de lucru pentru personalul implicat n activitile 5,6 i 7.

6.1.4. Administratorul GISAcesta posed cunotinele necesare exploatrii hardware-ului, software-ului i bazei de date spaiale pentru a implementa ntr-o manier productiv toate funciile specificate de analistul GIS. El este responsabil cu activitatea

productiv curent ncepnd cu operaiile de introducere a datelor i terminnd cu generarea de grafice, schie, scheme, planuri, hri i rapoarte reprezentnd rezultatele unei analize spaiale. n acest sens, el coopereaz cu administratorul bazei de date i se ocup cu organizarea i supravegherea operaiilor curente efectuate de personalul implicat n activitile 5,6 i 7.

6.1.5. Specialistul n interpretare fotogrametric/desenatorul tehnicAcesta se ocup cu realizarea de manuscrise de hri prin compilarea i integrarea informaiilor cartografice provenite de la diferite surse. Manuscrisele de hri realizate de el constituie sursa de date pentru digitizare/scanare i introducerea informaiilor descriptive. El trebuie s utilizeze surse de date cum ar fi: planuri i hri existente, fotograme aeriene, imagini satelitare, studii de teren, i s posede cunotinele necesare interpretrii tematice a datelor utilizate. De asemenea, el trebuie s stpneasc principiile de baz ale cartografiei pentru a poziiona i delimita cu precizie obiectele geografice pe manuscrisele realizate. Evident, i sunt absolut necesare aptitudini de desenator tehnic pentru ca manuscrisele realizate s aib acurateea cerut de aplicaia GIS care le va folosi drept suport.

6.1.6. Operatorul de digitizare/scanare/introducere de date de la tastaturAcesta efectueaz automatizarea i ntreinerea bazei de date GIS. El digitizeaz sau scaneaz hri, introduce datele tabelare reprezentnd atributele obiectelor geografice din baza de date, editeaz hrile digitale pentru corectarea erorilor i efectueaz actualizarea datelor. Pentru aceasta, el execut toate operaiile specificate de administratorul bazei de date i/sau de administratorul GIS.

6.1.7. Specialistul n redactarea rezultatelor finaleAcesta se ocup cu producerea de grafice, schie, scheme, planuri, hri i rapoarte. n plus, el trebuie s stabileasc procesul de redactare a rezultatelor finale pe care s-l apeleze utilizatorul cruia i este destinat GIS-ul implementat. n acest scop, este de preferat ca el s posede cunotinele cartografice necesare realizrii de hri de bun calitate, cu un mesaj clar, uor de neles, respectnd regulile de reprezentare grafic specificate de utilizator. n acest sens, el trebuie s creeze biblioteci de simboluri cartografice specifice aplicaiilor GIS vizate. El trebuie s implementeze o serie de procedee simple, rapide, pentru afiarea unor rezultate standard descriind coninutul bazei de date GIS la un moment dat. Evident, specialistul n redactarea rezultatelor finale trebuie s cunoasc regulile de realizare a hrilor n funcie de scara i tema reprezentat, modul de amplasare a adnotrilor, crearea de legende i texte explicative, etc.

6.1.8. Administratorul de sistemAcesta este responsabil cu ntreinerea configuraiei de calcul (hardware i software) utilizate pentru implementarea GIS-ului. El trebuie s asigure funcionarea tuturor componentelor necesare implementrii. El rspunde de piesele de schimb i de materialele consumabile, efectund att operaiile de instalare i ntreinere a echipamentelor i softwareului, ct i de arhivare pe suport extern a informaiilor (date i programe) conform unui program bine stabilit. Administratorul de sistem trebuie s posede cunotinele i experiena necesare ntreinerii diverselor tipuri de echipamente precum i interconectrii acestora n reele, atunci cnd este cazul.

6.1.9. Programatorul de aplicaiiAcesta se ocup cu dezvoltarea de interfee utilizator orientate ctre aplicaie. Utiliznd secvene complexe de operaii GIS, acesta construiete macro-comenzi apelabile printr-o simpl selectare a unei opiuni dintr-un meniu proiectat astfel nct utilizarea GIS-ului implementat s fie ct mai natural pentru utilizator. n acest sens, vor fi implementate macro-comenzi pentru toate tipurile de prelucrri cerute de utilizator (introducerea i editarea datelor, efectuarea analizelor spaiale, redactarea rezultatelor finale). El trebuie s cunoasc n profunzime funciile GIS, structura i coninutul bazei de date, cerinele aplicaiilor de interes pentru utilizator, modul de lucru tradiional cu care este obinuit utilizatorul. n plus, el trebuie s posede cunotine de programare.

6.1.10. Instructorul de GISUtilizatorul este cel deservit de GIS-ul implementat. Pentru ca implementarea GIS s aib succes, aceasta trebuie s vizeze un utilizator real. Evident, sarcina implementrii GIS este cu att mai uoar cu ct utilizatorul, pe lng cunotinele i experiena specifice domeniului su de activitate, posed i cunotine despre funciile unui GIS. n acest mod, utilizatorul ar fi n msur s neleag n ce mod tehnologiile GIS l-ar putea ajuta n munc. Nu se poate obine o implementare GIS adecvat dect dac se pornete de la un proiect cu specificaii de definiie corect i complet formulate. Pentru aceasta, organizaia care se ocup cu implementarea GIS trebuie s desfoare i o activitate de instruire a utilizatorilor vizai. Activitatea de instruire cuprinde dou etape. Prima este premergtoare implementrii GIS i are drept scop informarea potenialilor utilizatori despre posibilitile oferite de GIS n general, i n special despre modalitile concrete n care aplicaiile specifice acestora pot beneficia de utilizarea unui GIS. Cea de-a doua etap se desfoar la finalizarea implementrii GIS avnd drept scop instruirea utilizatorilor n exploatarea facilitilor implementate.

6.1.11. UtilizatorulLegat de cele prezentate anterior, la implementarea cu succes a unui GIS trebuie s participe i utilizatorul, beneficiarul noului sistem. Acesta trebuie s furnizeze informaiile de specialitate necesare proiectrii i implementrii bazei de date i a funciilor GIS. Utilizatorul, specializat n geodezie, pedologie, cadastru, telecomunicaii, etc., dup caz, poart dialoguri cu personalul implicat n activitile 1, 2, 3, 4, 7 i 9.

6.2

Strategii de implementare

Indiferent care ar fi structura organizaiei care se ocup cu implementarea GIS, n timp, pe parcursul implementrii, trebuie asigurat executarea activitilor prezentate anterior. O strategie frecvent utilizat pentru a ndeplini cerinele celor mai importante activiti la nceputul unei implementri GIS, de obicei de amploare redus - aa-numitul proiect pilot - o constituie echipa n doi. Aceasta efectueaz majoritatea funciilor tehnice de conducere precum i operaii de rutin. Un membru al echipei execut proiectarea bazei de date, introducerea datelor prin metodele alese, prelucrrile de baz i analizele geografice prevzute de implementarea GIS. Al doilea membru ndeplinete funcia de administrator de sistem, programeaz interfee i macro-comenzi speciale, dezvolt proceduri GIS pentru redactarea rezultatelor finale. Analiznd realizrile din ultimii ani n domeniul implementrilor GIS n lume, se pot evidenia 5 strategii de succes utilizate frecvent.

6.2.1. Strategia "echipei n doi"Aa cum s-a prezentat mai nainte, multe organizaii au nceput prin a constitui o echip format din doi membri calificai s efectueze toate activitile necesare implementrii GIS pentru o aplicaie bine definit, de amploare redus. n timp, cei doi responsabili ai implementrii GIS identific printre personalul organizaiei lor alte persoane pe care le iniiaz n GIS i crora le ncredineaz realizarea unora din activitile de implementare. n acest mod, pe msura acumulrii experienei, organizaia ajunge s dispun de personal calificat pentru toate activitile prevzute de schema general de organizare i poate aborda proiecte GIS orict de complexe.

6.2.2. Strategia "pe furi"Din pcate, nu toi factorii decizionali ai organizaiilor care ar putea beneficia de implementri GIS neleg i aprob o astfel de aciune. n astfel de cazuri, se poate ncepe prin a se achiziiona software GIS pentru o configuraie hardware existent deja, cum ar fi un PC legat la un digitizor i un plotter sau imprimant grafic. Cu aceast dotare minim, o persoan avnd cunotinele necesare i poate propune s dezvolte o aplicaie complet demonstrativ. Cheia succesului unei astfel de abordri o constituie existena prealabil a unor date geografice care s permit implementarea imediat a unei aplicaii. Dac procesul de automatizare a bazei de date GIS este prea anevoios, iniiatorul aciunii este n pericol de a eua prin consumarea resurselor financiare nainte de a reui s demonstreze avantajele oferite de un GIS. Dar, dac reuete s defineasc o aplicaie de mare interes i ajunge n stadiul n care GIS-ul implementat i permite obinerea unor rezultate concrete, atunci cu siguran pentru viitoarele propuneri de implementri GIS se va putea obine suportul factorilor de decizie, inclusiv pentru extinderea dotrii hardware i software.

6.2.3. Strategia "serviciilor contra cost"Aceast strategie const n dezvoltarea de aplicaii GIS pe baz de contract cu alte organizaii care comand i pltesc serviciile aferente unei implementri GIS. Cele mai frecvente servicii solicitate vizeaz generarea de baze de date GIS prin digitizarea/scanarea hrilor i introducerea datelor descriptive, dezvoltarea de interfee utilizator orientate ctre aplicaie (analize de reele, studii de amplasament, evaluri de patrimoniu, studii de sistematizare, etc.) sau producia de hri pe diverse suporturi. O cerin major a acestei abordri o reprezint dotarea organizaiei cu echipamente performante i n pas cu dezvoltarea tehnologic pentru a putea dezvolta continuu gama i calitatea serviciilor oferite.

6.2.4. Strategia "raportului cost-performan"n aceast abordare, se ncepe printr-un studiu de fezabilitate, prezentndu-se un raport bine documentat n care s se demonstreze n ce mod utilizarea unui GIS va duce la creterea eficienei activitii organizaiei implicate. Adeseori, n astfel de cazuri se elaboreaz un plan concret de implementare pe baza rezultatelor obinute prin efectuarea unui studiu al cerinelor aplicaiilor GIS vizate i a unui proiect pilot. Acest plan este nsoit de o analiz cost-performan care trebuie s evidenieze beneficiul net adus de implementarea GIS. Din pcate, orict de surprinztor ar prea dup creterea spectaculoas a vnzrilor de GIS din ultimii ani, exist foarte puine studii care s demonstreze limpede beneficiul economic adus de GIS unei organizaii. Nu este simplu s evaluezi cantitativ efectele utilizrii tehnologiilor GIS reflectate n special asupra calitii unor activiti, fie c este vorba de nlesniri aduse unor procese anevoioase, de obinerea unor rezultate concrete ntr-un timp semnificativ redus, sau de asigurarea integritii i consistenei datelor prin impunerea unei discipline stricte n automatizarea bazei de date. Aceast strategie este indicat n special n domeniul proteciei mediului nconjurtor. n astfel de cazuri, utilizarea unui GIS se poate concretiza n semnalarea, i prin aceasta, n prevenirea unor efecte negative asupra mediului ca

urmare a unor proiecte de investiii nainte ca acestea s se realizeze practic. De asemenea, se poate aplica cu succes aceast strategie pentru aplicaii viznd supravegherea dotrilor edilitare i a altor elemente de infrastructur ale unei localiti.

6.2.5. Strategia "partajrii resurselor"n aceast strategie, mai multe organizaii coopereaz la implementarea unui singur GIS dar care s integreze facilitile cerute de fiecare n parte. Astfel se pot achiziiona nc din start echipamentele i software-ul GIS necesare implementrii, efortul financiar, dei considerabil, fiind suportat n comun de prile interesate. Ideea de baz a acestei abordri este urmtoarea: fiecare organizaie rspunde de automatizarea i ntreinerea informaiilor geografice aferente temelor proprii, dar, n acelai timp, toate organizaiile au acces la ntreaga baza de date GIS dup necesiti. Pentru asigurarea integritii i confidenialitii datelor la nivel global, se implementeaz proceduri de acces pe diverse nivele (numai citire, scriere/citire, scriere/citire/tergere, sau deloc). Cheia succesului unei astfel de abordri o constituie asigurarea flexibilitii modelului i structurii de date pe care se bazeaz implementarea GIS astfel nct s se poat satisface cerinele diverselor aplicaii de interes pentru organizaiile participante. Ceea ce se urmrete n acest caz, este dezvoltarea unui GIS multi-disciplinar, care s permit pe de o parte, accesul fiecrui utilizator la segmentul su de date din baza de date comun n vederea actualizrii i efecturii unor prelucrri de baz specifice activitii sale, i, pe de alt parte, integrarea tuturor datelor astfel nct oricare dintre utilizatori s poat efectua interogrile i analizele complexe autorizate asupra ntregii baze de date GIS. n afar de cele 5 strategii prezentate anterior, larg utilizate n lume n prezent, se pot imagina numeroase alte variante posibile de urmat. Dar, indiferent de strategia aplicat, implementrile GIS care au avut succes prezint urmtoarele similitudini: cnd s-a dorit o implementare de mare complexitate, implementarea propriu-zis s-a efectuat numai n urma analizei rezultatelor obinute prin realizarea n prealabil a unui proiect pilot implementarea a vizat utilizatori reali, ale cror cerine le-a satisfcut pe deplin implementarea a beneficiat nc de la nceput de participarea a cel puin doi specialiti cu o solid pregtire tehnic implementarea a beneficiat de participarea utilizatorilor, care au preluat sistemul implementat sub controlul lor. Utilizatorii s-au angajat activ n dezvoltarea de proceduri GIS care s vin n sprijinul propriilor lor activiti curente o dat constituit echipa GIS a organizaiei, aceasta a fost susinut moral i material pentru ca personalul calificat ale crui cunotine i aptitudini s-au mbogit pe msura experienei ctigate n timpul implementrii s nu migreze ctre alte locuri de munc.

6.3 Programe GIS folosite in lume 6.3.1 Clasificarea produselor GISSistemele Informatice Geografice au fost, pna nu demult, aplicatii de lux. Astazi, versiuni puternice pentru calculatoarele personale au facut aceste aplicatii posibile de abordat de un numar mare de utilizatori. Exista urmatoarele clase consacrate de produse GIS: produse Expert GIS; produse Desktop GIS; produse GeoEngineering; produse Web GIS; produse AM/FM; produse DBMSs

Deoarece o baz de date spaiale reprezint, n acelai timp, o baz de date grafice i o baz de date atribut, care se integreaz i formeaz o singur entitate, pentru realizarea unui GIS un singur program de calculator nu este suficient. n general, elementul fundamental al unui GIS este harta digital (o colecie de simboluri grafice), creia i corespunde o colecie de simboluri atribut. Toate acestea sunt organizate ntr-o form numeric, pentru a fi compatibile cu arhitectura i modul de funcionare ale calculatoarelor. De exemplu: pentru o localitate, strzile sunt reprezentate prin linii iar cvartalele de locuine prin poligoane (elemente ale bazei dedategrafice), iar tipurile de acopermnt al strzilor i caracteristicile constructive ale cldirilor sunt stocate n baza de date atribut. Ca urmare, chiar companiile productoare de softuri au fost nevoite s conceap pachetele de programe ca sum a unor module sau subsisteme care sunt activate i folosite pe msur ce se realizeaz baza de date i apare necesitatea realizrii analizei spaiale. n plus, cum posibilitile acestor pachete de programe sunt nc limitate de posibilitile reale de concepere i scriere, un singur pachet de programe nu este suficient, utilizatorii fiind nevoii s fac o analiz atent a acestora i s recurg la cel puin dou, trei astfel de pachete pentru a-i realiza toate obiectivele propuse. Indiferent de modul intern de organizare a acestor programe, un GIS trebuie s cuprind urmtoarele componente soft, adaptate datelor georefeniate: sistem de achiziionare, editare, transformare, verificare i validare a datelor; sistem de gestiune a bazelor de date; sistem de procesare i analiz a imaginilor; sistem de cartografiere computerizat; sistem de analiz statistic i spaial; sistem de afiare i redare grafic. Deoarece sunt create pentru a fi rulate pe platforme diferite, prezentm n tabelul cu cele mai utilizate pachete de programe SIG: ARC/VIEW este un pachet de programe creat de ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc., 380, New York Street, Redlands, California, USA), conceput iniial ca mijloc de vizualizare a datelor din Arc/Info. Cu timpul, a devenit unul dintre cele mai rspndite programe de GIS din lume ca urmare a uurinei n exploatare i a structurii modulate care accept practic un numr nelimitat de extensii create de utilizatori conform propriilor necesiti. Mai mult dect att, ESRI a creat un adevrat forum pentru dezvoltatorii de aplicaii GIS pentru ArcView, punnd la dispoziie o parte a codului surs.

Denumire program ALLIANCE APIC ARCAD ARC/INFO ARCVIEW ARCGIS ATLAS AUTOCAD AUTOROUTE CARTES & BASES ARTHAGO CARTO-PC CHOROSCOPE CITIX DATA PK EDICART ENVI ERDAS GDS GENASYS GEOCITY GEOCOMM GEOCONCEPT GeoCube GEOIMAGE Geo/SQL GEOVISION GLOBAL MAPPER GRASS

Platforma de rulare PC St PC St/PC St/PC PC PC St/PC/Ap PC PC PC PC PC St/PC PC PC PC St/PC St St St PC PC/Ap PC St St/PC St PC St

Denumire program

Plaforma de rulare

IDRISI PC INTERGRAPH PC INFOCAD St MAPBOX PC MAPII Ap MACMAP Ap MAPGRAFIX Ap MAPINFO PC MGE St/PC MICROCARINE Pc MOSS St MULTISCOPE PC PEC GIS St PREFIX St RESOCAD PC SICAD St SAMLLWORLD St SPANS St/PC STAR St SYNERGIS St SYSTEME 9 St TOPOLISP PC URBACAD PC URIAH St VIACAD PC VUE3D St St = Staie grafic PC = PC compatibil IBM Ap = MacIntosh

Structura modulat, capacitatea de operare cu fiiere vector i raster i, nu n ultimul rnd, posibilitile de a crea i aduga extensii special concepute pentru anumite scopuri specifice ne-au fcut s alegem ArcView ca pachet de programe pentru laboratoarele Facultii de Imbunatatiri Funciare si Ingineria Mediului

7. Open GISDe ce OpenGIS? Extinde beneficiile OpenGIS la GIS-ul traditional Aduce inter-operabilitate intre sisteme, date, functionabilitate. Stabileste un limbaj comun si un sistem unificat pentru informatiile geografice Creaza sisteme din cele mai bune componente.

Beneficiile OpenGIS Integrare cu standardele de software bazat pe componente Cicluri de dezvoltare rapide si eficiente Evita transferurile de date si redundanta Protejeaza investitia - acesta se va vedea in viitor(profituri viitoare)

Ce este Consortiul Open GIS (OGC)? O asociatie bazata pe consens si formata din organizatii publice si private. Creator si manager al unei largi arhitecturii industriale pentru geoprocese interoperabile. Furnizor al modelelor bazate pe procese interoperabile cu geodate pentru factori de decizie in dezvoltarea afacerilor centrate pe utilizator. Organizatorul forumului deschis pentru conducerea si planificri raionale a proceselor industriale.

Viziunea OGC - OGC aspira la integrarea totala a datelor geospatiale si resurselor de geoprocesare in curentul mare alinformaticii si folosirea intensiva a software-rului pentru geoprocesare interoperabila, comerciala, pretutindeni in structura informationala.

Misiunea OGC Implica dezvoltatorii si utilizatorii ai resurselor de informatii geografice -- incluzand vendori, integratori,academii,agentii guvernamentale si organizatii obisnuite -- in dezvoltarea comuna a specificaiilor tehnologiei interoperabile si lucreaza la promovarea produselor interoperabile certificate. Sincronizeaza tehnologia de geoprocesare cu standardele tehnologice informationale curente si in dezvoltare bazate pe sistemele deschise, cu procesarea distribuita si schemele de procesare bazate pe componenete. Organizator al forumului industrial care promoveaza initiativele de dezvoltare si colaborare pentru geopreocesare distribuita.

Definiia OpenGIS OpenGIS constituie geoprocesare deschisa si interoperabila, sau abilitatea de a mparti geodate eterogene si de a geoprocesa resurse in mod transparent in retele. Cel mai inalt nivel al specificatiilor interoperabilitatii. Specificatiile OpenGIS (OGIS). Specificatii despre software care permite impartirea geodatelor si interoperabilitatea geoprocesarii. O interfata standard pentru geoprocesare interoperabila. Consortiul Open GIS , Inc. O asociatie bazata pe consens formata din organizatii publice si private dedicata dezvoltarii tehnologiilor OpenGIS si integrarea lor in procesarea industriala.

Specificatiile OpenGIS Versiunea curenta are 14 capitole si un sumar Noi capitole sunt in lucru... Capitolele: 1. Geometria Structurilor 2. Sistemele de referinta spatiale 3. Geometria localizarilor 4. Functii si interpolari 5. Trasaturile OpenGIS si Colectii de caracteristici 6. Acoperirea 7. Imaginea Pamantului 8. Relatiile caracteristicilor 9. Calitate 10. Tehnologie de transfer 11. Metadata

12. Arhitectura serviciilor 13. Catalogul serviciilor 14. Comunitatea semanticii si comunicatiilor

ISO TC 211 Informatii geograficeISO (International Standards Organisation) lucreaza la standardizarea Informatiilor geografice de cativa ani cu comitetul sau 211. Ca o asociatie din industrie , OGC evident ca a fost capabil sa antreneze mai multe resurse si sa fie mai rapid decat ISO TC 211 Ambitiile lui ISO TC 211 au fost sa stabileasca o baza solida pentru transferul de date - OGC a supralicitat cerintele, aducand obiective clare si interoperabilitate puternica. Cooperarea dintre OGC si ISO a fost stabilita si este o alianta de clas A.

Modelele OpenGIS Ce cuprinde Modelul deschis de geodate OpenGIS: caracteristicii si acoperirea geometrie si sisteme de referinta scheme de caracteristici colectii de caracteristici si schema de proiect Ce cuprinde Modelul de servicii OpenGIS : cataloage, metadate operatii geospatiale si imagini

8. ArcGIS 9.3n cadrul noii arhitecturi ArcGIS, anumite tipuri de date geografice sunt caracterizate nu doar prin atribute si geometrie, ci si prin comportament. ArcGIS introduce un nou model al datelor care se numeste Geo Data Object model. Scopul sau este de a permite utilizatorilor sa nzestreze elementele geografice cu un comportament natural. De multi ani, ArcInfo a suportat definirea unor atribute specifice anumitor elemente prin adaugarea unei coloane ntr-un tabel al unei baze de date relationale. Noutatea consta in asocierea unui comportament acestor elemente. ntre datele geogafie se stabilesc diverse relatii spatiale. Pentru pune in evidenta aceste relatii a fost introdus conceptul de topologie. Definitia 4: Topologia este un concept matematic utilizat pentru a reprezenta explicit relatiile spatiale dintre obiecte (vecinatate, continuitate, interconexiune). Cu ajutorul topologiei se poate determina care sunt obiectele adiacente unui obiect, ce elemente se intersecteaza, ct de mare este un obiect, care este drumul cel mai scurt de la un obiect la altul. 8.1 Functiile sistemului ArcGIS Proiectarea bazei de date presupune determinarea zonei de studiu, a sistemului de coordonate utilizat, a straturilor necesare studiului, a elementelor (obiectelor geografice) incluse n fiecare strat, a atributelor necesare descrierii fiecarui tip de element, a modului de codificare si organizare a atributelor. Proiectarea bazei de date se realizeaza n trei pasi: Pasul 1. Identificarea obiectelor geografice si a atributelor lor si organizarea lor pe straturi In general, organizarea datelor pe straturi se face tinnd cont de doua criterii: - tipul datelor: punct, linie sau poligon; - tema reprezentata (soluri, drumuri, etc.). Pasul 2. Definirea atributelor

Pentru fiecare atribut se specifica modul de codificare si spatiul necesar memorarii valorilor admise. In plus, pentru ntreaga baza de date se construieste un dictionar n care, pentru fiecare strat se precizeaza numele atributelor asociate si pentru fiecare atribut se indica valorile si semnificatia valorilor posibile. Pasul 3. Asigurarea registratiei coordonatelor ntre straturi Pentru o corecta registratie, acele elemente care apar n mai multe straturi (de exemplu conturul zonei de studiu, linia de coasta litorala) se vor digitiza o singura data ntr-un strat aparte - un sablon. n continuare, toate celelalte straturi se vor construi pornind de la acest strat sablon si adaugnd elementele specifice. 8.1.1 Introducerea datelor Un strat al bazei de date se poate introduce prin digitizare, scanare sau prin conversia unor date digitale existente din alt fomat n formatul dorit. Datele pot fi introduse automat si n urma unor masuratori efectuate cu GPS-uri. Exista mai multe moduri n care pot fi stocate datele geogafice, si anume: formatul vectorial, care este foarte apropiat de cel utilizat pentru reprezentarea hartii; modelul raster, care descrie suprafata Pamntului ca o matrice formata din elemente omogene, similar modelului utilizat pentru reprezentarea imaginilor; si modelul TIN (Triangular Irregular Network) care reprezinta forma suprafetelor. 8.1.2 Interogarea datelor Interogarea datelor presupune identificarea anumitor elemente prin indicarea lor pe ecran sau identificarea tuturor elementelor care satisfac o anumita conditie. Se pot realiza interogari spatiale, de genul sa se afle toate elementele care se gasesc n interiorul unui dreptunghi sau selectii ale elementelor unei teme in functie de pozitiile lor relative fata de elementele altei teme. n acest ultim caz, putem determina, de exemplu, toate orasele care se gasesc n interiorul unui judet, toate localitatile prin care trece un drum, toate orasele care se gasesc la o distanta mai mica de x km de un drum, etc. 8.1.3 Analiza Analiza geografica se efectueaza pentru a raspunde obiectivelor si criteriilor stabilite initial pentru proiectul de GIS. Rezultatele analizei geografice sunt apoi comunicate prin intermediul hartilor, rapoartelor si graficelor. Hartile tematice, tabelele sinoptice si reprezentarile grafice complexe generate n urma analizei geografice dovedesc capacitatea definitorie a unui GIS de a crea noi informatii si nu doar de a gestiona si/sau extrage n diverse maniere date anterior achizitionate, ceea ce deosebeste fundamental un GIS de un sistem de gestiune a bazelor de date si de un sistem de cartografiere automata. Operatia de suprapunere a straturilor realizeaza combinatii ntre doua straturi reprezentnd aceeasi zona de teren, obiectele din primul strat (de tip punct, linie sau poligon) asumndu-si atributele corespunzatoare obiectelor peste care se suprapun n cel de-al doilea strat, obligatoriu de tip poligon. Ca rezultat se obtine un nou strat. Prin combinarea datelor spatiale si a atributelor asociate fiecarui strat se genereaza noi relatii spatiale ntre date. De exemplu, prin suprapunerea unui strat cuprinznd parcele de teren cu un alt strat continnd tipuri de sol ntr-o zona data sunt determinate relatiile spatiale dintre parcele si tipurile de sol astfel nct se pot identifica acele parcele situate pe sol degradat. 8.1.4 Afisarea rezultatelor Rezultatele analizei geografice se pot reprezenta grafic pe o harta nsotite de o descriere sub forma unui raport cuprinznd datele tabelare, inclusiv valorile calculate n cadrul analizei. Pentru realizarea hartii finale, n general, sunt combinate mai multe straturi ale bazei de date cuprinznd obiectele geografice urmarite n proiect, sunt adaugate o serie de elemente cartografice si sunt elaborate rapoartele descriptive. In afara unor harti, pot fi puse la dispozitia utilizatorului rapoarte sau grafice care sa puna n evidenta diverse caracteristici ale temelor. Harta conceputa este apoi tiparita sub forma unei harti pe hrtie sau este stocata sub forma unei imagini. De asemenea, harta poate fi pusa la dipozitia publicului pe Internet, pentru a fi consultata de persoanele interesate. 8.2 Georeferentierea datelor Un sistem geografic de coordonate utilizeaza o suprafata sferica tri-dimensionala pentru a defini pozitii de

pe suprafata pamntului. Un sistem geografic de coordonate include o unitate unghiulara de masura, un prim meridian si un datum. Un punct este referit prin valorile longitudine si latitudine. Longitudinea si latitudinea sunt unghiuri masurate din centrul pamntului la un punct de pe suprafata pamntului. Unghiurile sunt adesea masurate n grade. n sistemul sferic, "liniile orizontale" sau liniile est-vest sunt linii care au aceeasi latitudine. Acestea poarta numele de paralele. "Liniile verticale" sau linii nord-sud sunt linii care au aceeasi longitudine si ele se numesc meridiane. Linia de latitudine care se afla la egala distanta de poli se numeste ecuator. Linia care are longitudinea 0 se numeste primul meridian. Latitudinea si longitudinea se masoara n mod obisnuit n grade zecimale sau n grade, minute, secunde. Desi latitudinea si longitudinea pot localiza exact pozitii de pe suprafata pamntului, ele nu sunt unitati uniforme de masurare. Deasupra si sub ecuator, cercurile care definesc paralele de latitudine devin din ce n ce mai mici pna cnd se transforma ntr-un sigur punct la poli. Forma si dimensiunea unei suprafete ntr-un sistem sferic de coordonate sunt definite de o sfera sau un sferoid. O sfera se bazeaza pe un cerc, in timp ce un sferoid se bazeaza pe o elipsa. n timp ce sferoidul aproximeaza forma pamntului, datum-ul defineste pozitia sferoidului relativ la centrul pamntului. Un datum furnizeaza un cadru de referinta pentru masurarea pozitiilor de pe suprafata pamntului. El defineste originea si orientarea liniilor de latitudine si longitudine. Un datum local aliniaza un sferoid astfel nct acesta sa se potriveasca ct mai bine cu suprafata pamntului ntr-o anumita zona. Un punct de pe suprafata sferoidului este potrivit cu o anumita pozitie de pe suprafata pamntului, punctul respectiv se numeste punct de origine al datumului si este diferit de centrul pamntului. Un sistem proiectat de coordonate este definit pe o suprafata plana, doi-dimensionala. Spre deosebire de sistemul sferic de coordonate, un sistem proiectat de coordonate are lungimi, unghiuri si arii constante de-a lungul celor doua dimensiuni. Un sistem proiectat de coordonate se bazeaza intotdeauna pe un sistem geografic de coordonate care la rndul lui se bazeaza pe o sfera sau un sferoid. ntr-un sistem proiectat de coordonate, pozitiile sunt identificate prin coordonatele x, y ale unui grid cu originea n centrul gridului. Fiecare pozitie are doua valori care o referentiaza n raport cu pozitia centrala. Una specifica pozitia sa orizontala, iar cealalta pozitia sa verticala. Cele doua valori poarta numele de coordonata x si coordonata y. n acest caz unitatile sunt consistente si sunt spatiate egal de-a lungul ntregului domeniu x, y. Indiferent daca se lucreaza cu sfera sau cu sferoid, suprafata tri-dimensionala trebuie transformata ntr-o foaie plana de harta. Aceasta transformare matematica se numeste proiectie a hartii. Reprezentarea suprafetei pamntului n doua dimensiuni conduce la distorsiuni n forma, arie, distanta sau directie a datelor. O proiectie a hartii utilizeaza formule matematice pentru a lega coodonatele sferice ale globului de coordonatele plane. Proiectii diferite determina tipuri diferite de distorsiuni. Unele proiectii sunt concepute astfel nct sa minimizeze una sau doua din caracteristicile datelor. Cele mai importante tipuri de proiectii sunt: conice cilindrice plane Datele stocate ntr-un GIS ar trebui sa referentieze pozitia corecta de pe suprafata Pamntului. n acest scop pot fi realizate urmatoarele operatii: Proiectarea datelor Transformarea coordonatelor Ajustarea datelor (rubersheeting) Scara hartii manuscris care este folosita pentru a introduce datele determina tipul elementului hartii. Hartile la scara mare descriu zone mici de teren, cu rezolutie spatiala nalta si astfel ele arata numeroase detalii. n schimb, hartile la scara mica descriu zone mari de teren, au rezolutie spatiala scazuta si de aceea arata putine detalii. n functie de ct de multe detalii doriti sa contina datele pe care le veti stoca se alege scara hartii. Multe formate de date stocheaza impreuna cu datele detalii legate de proiectia hartii. Datele shapefile si coverage stocheaza informatia legata de proiectie n fisiere care au extensia prj. Imaginile si datele CAD tin minte aceste infomatii n fisiere World, iar n cazul unei Geodatabase informatia este retinuta n tabele. 8.3 Generalitati ntr-un GIS, informatiile geografice sunt abstractizate prin utilizarea unor concepte simple - puncte, linii, poligoane, fiecare obiect geografic fiind pus n corespondenta cu una sau mai multe inregistari din diverse tabele de atribute.

Punctele reprezinta obiecte GIS prea mici pentru a putea fi descrise prin linii sau poligoane, cum ar fi stlpi de nalta tensiune, copaci, fntni, locuri unde se petrec diverse evenimente (accidente rutiere, infractiuni) precum si obiecte care nu au suprafata, cum sunt vrfurile muntilor. Punctele se reprezinta utiliznd diverse simboluri punctuale grafice si pot fi nsotite de texte explicative corespunznd valorilor atributelor aferente. Liniile reprezinta obiecte GIS prea nguste pentru a putea fi descrise prin poligoane, cum ar fi drumuri, cursuri de apa, precum si obiecte liniare care au lungime dar nu au suprafata, cum sunt curbele de nivel. Liniile se reprezinta utiliznd diverse simboluri liniare grafice si pot fi nsotite de texte explicative corespunznd valorilor atributelor aferente. Poligoanele sunt suprafete nchise reprezentnd forma si pozitia obiectelor GIS omogene cum ar fi lacuri, unitati administrative, parcele, tipuri de vegetatie. Poligoanele se reprezinta utiliznd diverse simboluri liniare grafice pentru contururi, simboluri grafice de hasuri pentru interior si pot fi nsotite de texte explicative corespunznd valorilor atributelor aferente. Un strat grupeaza obiecte abstracte n unitati omogene. Se pot crea straturi de tip punct, linie sau poligon. Stocarea datelor ntr-un strat este determinata n primul rnd de tipul elementelor (daca sunt elemente de tip punct, linie sau poligon) si n al doile rnd de asemanarile si deosebirile dintre diversele elemente. Este de preferat ca ntr-un strat sa fie stocate doar acele elemente care au aceleasi caracteristici, adica elemente care au aceleasi atribute. Straturile pot fi organizate in colectii. Colectiile de staturi se caracterizeaza prin faptul ca au acelasi sistem de coordonate, aceeasi ntindere geografica. Gruparea straturilor ntr-o colectie se face pe baza topologiei sau pe baza geometriei coincidente. Fiecare strat are asociat un tabel de atribute. Pentru fiecare element spatial, n tabel exista o nregistrare care stocheaza atributele corespunzatoare elementului. Legatura dintre obiectele spatiale si atribute este realizata prin intermediul unor identificatori (n general, un cmp al tabelului) care sunt unici. Stocarea obiectelor abstracte se face n doua moduri: format vector format raster n modelul de date vectorial, obiectele GIS sunt reprezentate avnd o delimitare bine definita n spatiu. Pozitia si forma obiectelor este reprezentata utiliznd un sistem de coordonate x, y (Cartezian). Un punct este reprezentat printr-o singura pereche de coordonate x, y. O linie este reprezentata printr-un sir ordonat de perechi de coordonate x, y. Un poligon este reprezentat printr-un sir de perechi de coordonate x, y care definesc segmentele liniare ce delimiteaza poligonul. Modelul vectorial reprezinta fiecare suprafata ca o serie de izolinii; de exemplu, altimetria se reprezinta ca o serie de curbe de nivel. Modelul vectorial este foarte eficient pentru desenarea hartilor, dar este mai putin eficient pentru analiza suprafetelor care necesita calcule complexe pentru determinarea unor caracteristici cum ar fi panta suprafetei n orice punct sau directia pantei. Datele vector pot fi de doua tipuri: topologice si netopologie. n cazul unui model topologic al datelor, se utilizeaza relatii spatiale pentru a defini proprietati spatiale. Acest model se caracterizeaza prin: toate liniile au un punct de nceput si un punct de sfrsit (nod sau jonctiune). liniile care au n comun un nod sau jonctiune se conecteaza (intersecteaza) liniile se pot conecta pentru a forma poligoane liniile pot avea poligoane n stnga sau n dreapta lor 8.3.1. Formate de date vector Exista mai multe formate de date vector care pot fi utilizate pentru a stoca informatiile spatiale: shapefile coverage geodatabase fisiere CAD tabele de evenimente 8.3.1.1.Formatul de date shapefile Prin acest format se poate reprezenta un singur strat. Acest format nu are un mecanism de colectie a straturilor. Atributele sunt stocate n fisiere dBASE. Tabelul asociat contine un cmp numit "Shape" n care sunt stocati identificatorii prin intermediul carora se face legatura cu datele spatiale. Formatul de date shapefile contine cel putin trei fisiere: shapefile.shp

shapefile.shx shapefile.dbf n fisierul shapefile.shp este stocata informatia spatiala: coordonatele punctelor sau ale vertexurilor care formeaza liniile sau poligoanele. Fisierul shapfile.shx reprezinta un indice al fisierului shapefile.shp, iar n fisierul shapefile.dbf sunt stocate atributele. Optional, poate exista un fisier shapefil.prj care contine informatii referitoare la proiectia datelor. Formatul datelor shapefile nu este un format topologic, dar sunt stocate n mod implicit informatii topologice. 8.3.1.2. Formatul de date coverage Un coverage este o colectie de straturi. n acest caz, datele sunt stocate sub forma unui director. Acest format de date este un format topologic, n sensul ca relatiile spatiale dintre elemente sunt tinute minte n fisiere separate. De aceea, pentru acest tip de date trebuie construita topologia, care poate fi de tip punct, linie sau poligon. Un coverage poate avea topologie compusa de linie si punct sau de linie si poligon, dar nu poate avea n acelasi timp topologie de punct si poligon. Atributele elementelor sunt stocate n tabele INFO care au un cmp "Cover-ID" care face legatura ntre tabele si informatia spatiala. Coverage-urile sunt stocate n workspace-uri ArcInfo. Acestea sunt directoare care contin un subdirector special numit INFO. n acest subdirector sunt stocate tabele INFO. Administrarea coverage-urilor si a workspace-urilor se face doar cu instrumente ArcInfo. Nu trebuie folosite comenzi al sistemului de operare pentru ca acestea nu respecta legatura dintre coverage si tabelul de atribute din INFO. 8.3.1.3. Fomatul de date Geodatabase n formatul de date Geodatabase se pot stoca straturi sau colectii de straturi (feature datasets). Att clasele de elemente, ct si atributele sunt stocate n tabele ale RDBMS-ului. Spre deosebie de toate celelalte tipuri de date, n geodatabase este stocat si comportamentul datelor. Tabelul RDBMS contine un cmp "Shape" care stocheaza informatia spatiala.

8.3.1.4. Formatul de date CAD Datele geografice pot fi stocate si n fisiere Computed Aided Design (CAD), cum ar fi fisiere DXF, DWG sau DGN. Fisierele CAD reprezinta o colectie logica care permite accesarea unui strat sau a tuturor stratuilor, la un moment dat. Aceste tipuri de date pot fi editate n ArcGIS doar dupa ce au fost convertite in clase de elemente din geodatabase sau n coverage-uri. Dintre toate formatele de date vector, doar formatul shapefile contine un singur strat, celelalte avnd posibilitatea de a stoca si colectii de straturi. Doar datele coverage si geodatabase au topologie. Singurul model de date care permite personalizarea elementelor este modelul geodatabase. 8.3.2 Date raster Modelul de date raster reprezinta o zona de teren ca o matrice (grila) formata din celule rectangulare uniforme, fiecare celula avnd o valoare. Grila este reprezentata ntr-un sistem de coordonate x, y (Cartezian). Coordonatele x, y ale unei celule se calculeaza pe baza coordonatelor unui punct de referinta, de obicei unul din colturile grilei, tinnd cont de pozitia celulei n grila (numarul liniei/coloanei) si de dimensiunile celulei pe x si pe y. Valoarea unei celule indica obiectul situat n acea pozitie. Exista trei metode pentru stabilirea valorilor unei celule: clasificarea obiectelor, n care fiecare valoare indica un anumit tip de obiecte cum ar fi drum, zona urbana, tip de sol; indicarea valorii culorii (nivelului de gri) nregistrate ntr-o imagine (fotografie); indicarea unei masuratori relative cum ar fi altitudinea fata de nivelul marii, naltimea unei cladiri fata de nivelul solului, etc. n modelul raster, obiectele nu au o delimitare bine-definita iar relatiile spatiale dintre obiecte sunt reprezentate implicit. Reprezentnd celule rectangulare, forma obiectelor nu este foarte exacta si depinde de rezolutia celulei. Prin rezolutia celulei se ntelege dimensiunea suprafetei de teren reprezentate de o celula; cu ct suprafata reprezentata este mai mica, cu att rezolutia este mai buna si deci datele mai precise, n schimb

este nevoie de mai multa memorie pentru stocarea datelor si deci de un timp de prelucrare mai ndelungat. Precum modelul vectorial, modelul raster permite reprezentarea obiectelor GIS punctuale, liniare sau poligonale. Un obiect punctual este reprezentat printr-o valoare ntr-o singura celula a grilei. Un obiect liniar apare ca o serie de celule adiacente care redau lungimea si forma obiectului. Un obiect poligonal este reprezentat ca un grup de celule adiacente care redau aria si forma obiectului. Modelul raster este foarte eficient pentru reprezentarea imaginilor si pentru implementarea functiilor analitice spatiale (suprapunerea obiectelor, identificarea ntinderii unui fenomen, operatii pe vecinatati). n modelul raster suprafetele sunt reprezentate prin indicarea n fiecare celula a valorii cotei corespunzatoare punctului din centrul celulei (o latice). Prin urmare, acest model permite implementarea cu usurinta a operatiilor asupra suprafetelor (calculul pantei, directiei pantei, interpolarea curbelor de nivel). Exista doua moduri n care pot fi stocate datele raster: ca imagini sau ca grid-uri. n ambele cazuri, datele sunt stocate sub forma unor rnduri si coloane de celule de dimensiune egala. Fiecare celula stocheaza o valoare. Detaliile depind de dimensiunea celulei. Cu ct dimensiunea celulei este mai mica, cu att datele sunt stocate mai precis. Unele formate pot avea mecanisme de colectie. Exista numeroase tipuri de imagini: tiff, bmp, sid, jpg, ERDAS. Formatul nativ al lui ArcInfo pentru stocarea datelor raster este gridul. Gridurile pot fi de doua tipuri: discrete si continue. Gridurile discrete au doar valori intregi, pe cnd gridurile continue pot stoca si valori zecimale. Doar gridurile discrete pot avea asociate tabele de atribute. 8.3.4 Tabele Un tabel este o colectie de nregistrai (rndurile tabelului) si coloane (cmpuri). Datele care pot fi stocate ntr-o coloana trebuie sa fie de acelasi tip si aceste date pot fi numere, texte, date. n cadrul aceluiasi tabel coloanele trebuie sa aiba nume unice. Tipurile diferite de cmpuri stocheaza tipuri diferite de valori. Fiecare tip de date spatiale are asociat un format tabelar nativ. Astfel, pentru datele de tip coverage, tabelele sunt de tip INFO, pentru date spatiale de tip shapefile, tabelele sunt de dBASE, iar pentru date spatiale de tip geodatabase, tabelele sunt stocate n RDBMS-ul corespunzator. Atributele datelor spatiale pot fi stocate n tabelele elementelor sau n tabele separate. n acest ultim caz, putem asocia tabele care pentru o coloana au valori cheie comune. O cheie primara reprezinta o coloana a unui tabel n care sunt stocate valori unice prin care se identifica n mod unic nregistarile. Un tabel nu poate avea dect o cheie primara. O cheie straina realizeaza o conectare la o cheie primara a unui alt tabel. Datele unei chei straine pot fi duplicate. Relatia dintre doua tabele este caracterizata prin cardinalitate. Aceasta reprezinta cte obiecte "A" sunt legate de obiectul "B". Exista trei tipuri de cardinalitate: one-to-one one-to-many sau many-to-one many-to-many nainte de a conecta doua tabele trebuie cunoscuta cardinalitatea relatiei care se stabileste ntre ele. Tabelele pot fi conectate prin operatia numita "join". n acest caz conectarea este logica si se presupune ca relatia este one-to-many; se poate realiza si daca relatia este many-to-one. n general, numele cmpurilor de legatura nu trebuie sa fie identice, dar tipul cmpurilor trebuie sa fie acelasi. Asocierea a doua tabele se poate realiza si prin intermediul unor clase de relatii. n acest caz, tabelele sunt legate virtual, nu fizic. Caracteristici importante ale claselor de relatii sunt: Nu se creeaza noi straturi O conectare este persitenta pna cnd se ndeparteaza Asocierea dinte tabele este dinamica Se pot edita, interoga sau simboliza date in oricare dintre tabele Clasele de relatii reprezinta asocieri mai flexibile ale tabelelor. Clasele de relatii pot fi definite ntre coveage-uri sau ntre clasele de elemente ale unei geodatabase. Relatia se defineste n ArcCatalog si se utilizeaza n ArcMap. Pentru stocarea atributelor se pot folosi tabelele implicite ale claselor de elemente sau tabele separate. Fomatele de fisiere n care pot fi stocate atributele sunt: dBASE, INFO, RDBMS. Conectarea dintre doua tabele se poate realiza prin intermediul operatiei de join sau cu ajutorul claselor de relatii. Alte aspecte importante sunt cardinalitatea relatiei dintre doua tabele si mentinerea integritatii bazei de date.

8.4 Platforma ArcGIS ArcGIS este o familie de produse software care formeaza un GIS complet. El este construit pe standarde ale industriei, furnizeaza posibilitati exceptionale si n plus este usor de utilizat. Aceasta vesiune se caracterizeaza printr-o arhitectura comuna, cod comun, model comun al extensiilor si un singur mediu de dezvoltare pentru ArcView si ArcInfo. Platforma ArcGIS este constituita din produse Desktop si servicii de aplicatii. Produsele Desktop sunt ArcView, ArcEditor si ArcInfo. Serviciile de aplicatii sunt reprezentate de ArSDE si ArcIMS. Produsele Desktop au toate aceleasi extensii: Spatial Analyst, 3D Analyst, Geostatistical Analyst, MrSID Encoder, ArcPress si StreetMap. De asemenea, produsele Desktop sunt toate alcatuite din aceleasi aplicatii: ArcCatalog, ArcMap si ArcToolbox. ArcMap este aplicatia centrala a Desktopului ArcGIS. Ea poate fi utilizata pentru integrarea si vizualizarea datelor, crearea sau actualizarea att a datelor spatiale ct si a atributelor, construirea de harti, realizarea de analize. ArcCatalog va ajuta sa organizati si sa administrati toate datele GIS. ArcCatalog contine instrumente pentru explorarea si gasirea informatiilor geografice, pentru nregistrarea si vizualizarea metadatelor, pentru vizualizarea rapida a datelor spatiale si pentru definirea schemei straturilor geografice. Scopul aplicatiei ArcToolbox este acela de a simplifica sarcinile GIS prin intermediul unor instrumente sau wizard-uri. ArcToolbox este o aplicatie simpla ce contine numeroase instrumente pentru geoprelucrare. Exista doua versiuni de ArcToolbox: versiunea completa care este livrata cu ArcInfo si o versiune simplificata pentru ArcEditor si ArcView. Cu ajutorul instrumentelor din ArcToolbox se pot realiza analize si conversii ale datelor, precum si administrarea lor. ArcView 9.3, ArcInfo 9.3 si ArcEditor 9.3 au o interfata comuna. Aceasta interfata comuna mpreuna cu arhitectura comuna determina ca ArcGIS si informatia geografica sa fie accesibile unei varietati de utilizatori cu necesitati GIS diverse. Arhitectura comuna permite, de asemenea, utilizatorilor sa aiba n comun aceleasi scripturi, instrumente personalizate, aplicatii sau extensii. 8.4.1 ArcView 9.3 ArcView 9.3 este cea mai semnificativa versiune din istoria acestui produs. ESRI a construit ArcView pe o arhitectura si un mediu utilizator complet noi, pe baza standardelor curente din aria tehologiei informatiilor. ArcView 9.3 se caracterizeaza printr-o interfata utilizator de tip Windows, intuitiva. El include Visual Basic for Applications pentru crearea de programe. ArcView 9.3 mentine functionalitatea de baza a lui ArcView 3.2 si a adaugat o multime de mbunatatiri ca urmare a cererilor utilizatorilor. ArcView 9.3 este un produs de sine statator, exceptional si el reprezinta punctul de intrare in ArcGIS. ArcView 9.3 este format din aceleasi produse Desktop: ArcCatalog, ArcMap si ArcToolbox. Caracteristici noi, importante ale lui ArcView 9.3 sunt: o noua ahitectura care poate fi extinsa. Noua arhitectura este conceputa special pentru Windows. cartografiere mbunatatita proiectii instantanee (projection-on-the-fly) editare sporita administrare mai buna a etichetelor; posibilitatea de a crea adnotari. acces la Internet. ArcView citeste toate tipurile de date (shapefile, coverage, geodatabase), dar nu poate edita dect modelele simple de date: shapefile si personal geodatabase simple. Exista modalitati de a importa proiectele din ArcView 3.x in ArcView 9.3 sau versiuni anterioare. ArcView 9.3 poate fi instalat pe sisteme Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows VISTA si Windows 7

8.4.2 ArcEditor ArcEditor extinde functionalitatea lui ArcView. Acest produs asigura suport complet pentru modelul datelor, att pentru editarea lor, ct si pentru proiectarea unei geodatabase. ArcEditor este un produs cheie nou, care extinde posibilitatile lui ArcView la editari de date complexe. Mai

multi utilizatori pot edita in acelasi timp, aceeasi baza de date, daca se foloseste extensia ArcSDE. In ArcCatalog, ArcEditor permite administrarea tuturor tipurilor de date de la shapefile, coverage pna la SDE Geodatabase, acestea din urma, doar daca exista si extensia ArcSDE. De asemenea, in ArcCatalog este posibila crearea sau modificarea schemei diverselor tipuri de date. n ArcMap, ArcEditor afiseaza si editeaza toate tipurile de date. 8.4.3 ArcInfo ArcInfo extinde ArcView si ArcEditor. Ceea ce aduce nou ArcInfo fata de ArcEditor este versiunea completa a aplicatiei ArcToolbox. Astfel, n ArcInfo se pot realiza toate tipurile de geoprelucrari, exista instrumente GIS specializate si se asigura suport pentru sistemul de operare UNIX. ArcInfo contine doua module: ArcInfo Desktop si ArcInfo Workstation. Noile caracteristici ale lui ArcInfo 8.1 sunt: posibilitatea de a stoca date raster intr-o geodatabase suporta coordonate 3D si masuri liniare permite realizarea de geocodari permite acces la Internet administrare mbunatatita a datelor tabelare Cu ArcInfo pot fi afisate si editate toate tipurile de date, inclusiv SDE Geodatabase (daca exista extensia ArcSDE).

8.5 Utilizare ArcGIS 9.31. ArcCatalog1.1 Elemente de baza 1.2 Administrarea datelor 1.3 Vizualizarea datelor 1.4 Lucrul cu coverage 1.5 Mentinerea atributelor 1.6 Documentarea datelor

2. ArcMap2.1 Elemente de baza 2.2 Crearea hartilor 2.3 Administrarea straturilor 2.4 Simbolizarea datelor 2.5 Adaugarea de texte si elemente grafice 2.6 Asezarea in pagina si tiparirea hartilor

3. Interogarea datelor3.1 Lucrul cu tabele 3.2 Rapoarte si grafice 3.3 Interogarea hartilor

4. Editarea datelor4.1 Elemente de baza 4.2 Crearea de noi elemente 4.3 Utilizarea mediului de snapping

4.4 Crearea de elemente din alte elemente 4.5 Modificarea elementelor existen