SUBIECTE EXAMEN SIG

1. Definiia sistemului

Un concept cu un inalt grad de generalitate, aplicabil tuturor fenomenelor observabile este acela de sistem. Astfel sistemul poate fi definit ca un ansamblu de elemente interconectate care actioneaza impreuna in scopul realizarii unui obiectiv. Stiinta care studiaza si defineste proprietatile generale ale sistemelor si legile care guverneaza funcionarea acestora s.n. teoria sistemelor.

2. Definiia sistemului informaional. In contextul teoriei generale a sistemelor, un sistem informational se constituie din fondul de informatii, tehnici de culegere si transmitere, proceduri de prelucrare a datelor destinate asigurarii unei functionari eficiente a sistemului din care face parte.

3. Sistemul informational prelucreaza un sistem de informatii ce se constituie ca intrari pentru a furniza subsistemului decizional rezultate ce se constituie ca iesiri.

4. Definiia sistemului informatic.

Sistemul informatic e un subsistem al sistemului informational definit ca un ansamblu de persoane, echipamente de prelucrare a datelor, norme si metode avand ca scop prelucrarea si afisarea datelor si informatiilor

5. Elementele principale ale sistemului informatic.Un sistem informatic este format din mai multe elemente principale:

a. Persoane: se pot distinge mai multe categorii de personal implicat in existenta unui sistem informatic:

Utilizatori: asigura functionarea si exploatare sistemului

Analisti: rolul acestora consta in analiza sistemului si proiectarea modificarilor care trebuie efectuate pentru cresterea eficientei acestuia.

Programatori: orice sistem informatic presupune prelucrarea automata a datelor, realizata cu ajutorul unui program sau a unor pachete de programe.

Responsabili (manageri de sistem): sunt persoane care organizeaza, coordoneaza si conduc activitatea unui sistem.

b. Echipamente: principalul echipament, indispensabil in structura unui sistem informatic, este calculatorul electronic prin intermediul caruia se realizeaza prelucrarea automata a datelor. Pe langa acestea trebuie sa existe o serie de echipamente (dispositive periferice) necesare pentru:

Culegerea si introducerea datelor (tastatura, digitizor,scanner)

Stocarea datelor (discuri magnetice, discuri otice,benzi magnetice)

Vizualizarea datelor si informatiilor (monitor, imprimanta, plotter)

c. Colectii de date: prin definitie un sistem informatic prelucreaza date care sunt pastrate, stocate in colectii accesibile calcuratorului( baza de date) organizate dupa criteria specific.

d. Programe: realizeaza prelucrarea automata a datelor in conformitate cu algoritmi specifici domeniului in care este utilizat sistemul.

e. Proceduri si metode: acestea sunt date in manual de utilizare si norme in care sunt explicitate diferitele operatii necesare pt.exploatarea si intretinerea sistemului.

6. Sistem informatic geografic (def, structur, def. datelor spaiale, componentele datelor spaiale)

Un SIG este un ansamblu de persoane , echipamente (hardware), programe (software), algoritmi si proceduri (metode) care asigura prelucrarea, gestiunea, manipularea, analiza, modelarea, si vizualizarea datelor spatiale in scopul rezolvarii unor probleme complexe de planificare si gestiune a teritoriului.

Astfel, ceea ce deosebeste un SIG de alte sisteme informatice este specificul datelor pe care le prelucreaza, adica datele spatiale.

Prin date spatiale (data geografice, date georeferite) se inteleg acele date (forme, dimensiuni, denumiri) care apartin unor entitati geografice, adica unor elemente material sau fenomene, nturale sau create de om, existente in spatial terestru si care pot fi reprezentate pe harta. Harta este deci modalitatea practica de stocare a datelor geografice si de vizualizare (reprezentare) a lor.

Data geografica are 4 componente: Pozitia: exprimata prin coordonate

Atributele: exprimate prin diferite valori care caracterizeaza si individualizeaza entitatea

Relatiile spatiale: exprimate prin vecinatati

Timpul: exprimat prin data la care a fost constatata existent respectivei entitati.

7. Funciile hrii clasice

Harta clasica(analogica) indeplineste simultan 2 functii pincipale:

suport de informatii: este utilizata ca o metoda pt inregistrarea datelor geografice. Realizarea acestei functii implica adoptarea unor masuri specialeimpotriva alterarii informatiilor cum ar fi suport nedeformabil, acuratetea deformarii desenului,procenuri riguroase de manipulare si depozitare. Deasemenea aceasta funcie presupune culegerea si raportarea unei cantitati cat mai mari de date care sa fie utile unui nr. Cat mai mare de utilizatori.

modalitate de vizualizare: harta este principal metoda de reprezentare a informatiei geografice. Pentru aceasta este necesar sa fie cat mai expresiva , sa contina toate datele utile sis a nu fie incarcate cu informatii inutile, suplimentare. Deasemenea harta trebuie sa se prezinte sub o forma usor de manipulate si consultat.8. Baza de date (definiia ei i a elementelor componente)

Prelucrarea datelor indiferent ca se realizeaza in cadrul unui sistem informatic sau al unui sistem informational, presupune organizarea acestora in colectii structurate dupa reguli si metode specifice.

In cadrul unei colectii sau structuri, datele sunt organizate pe mai multe nivele.

La nivelul inferior, datele sunt dispuse in campuri (field) ce reprezinta o data elementara care numai poate fi segmentata in mai multe componente. Un camp se caracterizeaza prin denumire si valoare.(de ex: COTA cu VALOAREA sa).

La nivelul imediat superior se afla inregistrarea (record), care constituie dintr-o grupare de campuri reprezentand datele caracteristice unei singure entitati (de ex: campurile DENUMIRE PUNCT , COORD X, COORD Y, ORDIN PUNCT si COTA ).

Un fisier (file) este format dintr-o multime de inregistrari corelate( de ex. INVENTAR DE COORDONATE).

O baza de date (data base) este formata dintr-un set de fisiere corelate , astfel organizate incat sa minimizeze redundanta si sa permita accesul la date unuia sau mai multor programe.

Bazele de date pot fi stocate pe diferite suporturi si in diferite moduri (de ex: registrele contabile, fisiere din biblioteci, atlase geografice, arhivele).

9. Metode de reprezentare ale informaiei grafice pe calculator (inclusiv desenul, detalierea datelor atributive).

Metoda vectorialaIn cadrul acestei metode, continutul hartii este descompus in structuri geometrice fundamentale, adica puncte, linii si poligoane. Elementul de baza este reprezentat de punct definit de coordonatele sale intr-un sistem de referinta oarecare. Linia este definita printr-o succesiune de puncte. Poligonul este definit prin succesiunea de linii care il margineste. Rezulta ca, in metoda vectoriala, continutul grafic al hartii digitale este reprezentat printr-o multime de perechi de coordonate, definind puncte, grupate in submultimi ordonate care stabilesc modalitatea de unire a punctelor respective.Metoda rasterIn cadrul acestei metode un teritoriu este descompus in mai multe celule formand un caroiaj retangular de o anumita dimensiune. Fiecare patrat astefel obtinut, este caracterizat printr-o valoare, de regula numerica, prin care se exprima o anumita caracteristica a teritoriului reprezentat. Se observa ca acuratetea reprezentarii depinde de densitatea caroiajului. Aceasta caracteristica se numeste rezolutie si se exprima de regula in unitati de lungime (metri). In cazul reprezentarii raster, rezulta un fisier in care fiecare inregistrare contine valorile celulelor din caroiajul rezultat in urma descompunerii teritoriului respectiv. Valoarea fiecarei celule poate reprezenta fie un cod al categoriei de folosinta fie chiar valoarea unei caracteristeci numerice. Modelul raster este adecvat pentru reproducerea fenomenelor care acopera relativ uniform o anumita suprafata.

Indiferent de modelul utilizat reaster sau vector datele geografic definitorii pentru un anumit teritoriu sunt organizate in mai multe straturi.

Date atributiveAcestea sunt valori care exprima caracteristicile cantitative si calitative ale unei entitati. In cazul hartilor digitale bazate pe formatul vectorial, valorile atributelor sunt stocate in fisiere distincte numite fisiere de date atributive. Spre deosebire de fisierele grafice care au o aplicare relativ restransa, fisierele de date textuale se intalnesc in foarte multe domenii si au inceput a fi utilizate practic odata cu primele aplicatii ale calculatorului eletronic. Aceasta situatie a determinat o preocupare particulara pentru studierea utilizarii datelor atributive. Astfel au aparut si sau raspandit mai multe sisteme de gestiune a bazei de date, in esenta programe sau pachete de programe avand ca scop crearea, actualizarea si exploatarea bazelor de date atributive. Aceste sisteme se aleg in functie d modul in care analizeaza datele:

- datele se analizeaza separat-izolat SGBD-uri clasice

- datele se analizeaza pe baza legaturilor/relatiilor dintre SGBD relationale (fax, acces, excel etc)

10. Program SIG

Un SIG presupune existenta a cel putin unei harti digitale care sa contina datele care le prelucreaza.De asemenea, un SIG trebuie sa contina functii pentru gestiunea si exploatarea hartilor digitale adica functi care sa permita crearea, actualizarea si folosirea bazelor de date spatiale

Un aseamenea program include mai multe functii:

Introducere date Gestiunea bazei de date Analiza Extragerea de rapoarte

Din punct de vedere practic,programul SIG prezinta o dubla importanta:

In primul rand,orice harta digitala nu poate fi utilizata si exploatata decat in cadrul unui program SIG.11. In al doilea rand, pentru a putea crea o harta digitala va fi necesar sa se utilizeze un program SIG a carui alegere va trebui facuta cu toata atentia urmarind sa se obtina maximum de eficienta.12. Modaliti de achiziie a datelor pentru SIG AICI DETALIEZI LA FIECAREAchizitionarea datelor este procesul de convertire a datelor din forma in care exista intr-una care poate fi utilizate de un SIG.

Datele geometrice si cele atributive se obtin prin metode diferite. Culegerea datelor depinde de urmatorii factori:

Caracterul obiectivului

Structura sistemului informatic (vectorial, raster sau mixt)

Sursele de date care stau la dispozitie

Domeniul de folosinta

Densitatea datelor

Dupa caracterul datelor, metodele de culegere pot fi:

a) Culegerea datelor spatiale

b) Culegerea datelor atributive

Culegerea datelor spatiale se poate realiza:

a. Cu statia totala

Procedeele geodezice sunt cele mai vechi, cele mai raspandite si cele mai precise metode de culegere a datelor spatiale. Cu aceste metode se determina coordonatele punctelor, fapt ce justifica utilizarea acestor metode la mai ales la crearea sistemelor informatice cu baze vectoriale.Conditia elementara a folosirii acestei metode este existenta unui sistem de referinta si a unei retele geodezice de baza.

La crearea sistemelor locale, unde nu exista o astfel de retea, primul pas consta in crearea reteli de sprijin.b. Prin metode fotogrametrice Fotogrammetria este potrivit pentru efectuarea urmtoarelor funcii:

att n sisteme locale ct i n sisteme regionale:

crearea i actualizarea sistemelor informatice cu caracter vectorial;

crearea i actualizarea sistemelor informatice de tip raster;

obinerea imaginilor ortofoto;

crearea modelelor digitale de nlime (ale cotelor);

determinarea poziiei punctelor;Avantaje:

n cazul n care avem nevoie de o cantitate mai voluminoas de date, fotogrammetria este de departe cea mai rapid soluie;

cheltuielile pe unitate de suprafa sunt mici;

d posibilitatea crerii unor modele bazate pe date vectoriale;

satisface toate cererile de precizie;

Dezavantaje:

efectuarea lucrrilor poate fi influenat att de condiiile atmosferice ct i de anotimpul! Nu este indicat fotografierea n timpul verii, cnd vegetaia este bogat.

hardware-ul i software-ul necesar la lucrri au pre foarte ridicat;

este nevoie de personal foarte bine pregtit;

n general sunt necesare i msurtori geodezice terestre pentru a le completa lipsurile;

Modul de prelucrare al fotogrammelor se decide dupa caracterul datelor care trebuiesc obtinute. Astfel distingem urmatoarele metode:

metoda analogica utilizand stereometrografele

metoda analitica utilizand stecometrul

metoda digitala utilizand statiile digitale fotogrammetriceFotogrammetria este metoda potrivit pentru determinarea cu mare precizie i mare credibilitate a coordonatelor punctelor. Problema se poate rezolva att cu ajutorul imaginilor analogice, ct i cu ajutorul imaginilor digitale.

In concluzie se poate constata, c fotogrammetria este o modalitate de culegere de date multilateral utilizabil, care datorit caracterului asigur cerinele sistemelor informatice.c. GPSCele mai cunoscute sisteme din aceast categorie sunt: sistemul american, NAVSTAR Global Positioning System (GPS), sistemul rus GLONASS i nc un sistem american, utiliziat numai pentru probleme speciale, sistemul TRANET - Doppler.

Receptorul GPS determin poziia sa pe baza semnalelor radio primite de la mai muli satelii.

Receptorul GPS calculeaz distana fa de fiecare satelit pe baza timpului fcut de semnalul radio i a vitezei luminii (viteza semnalului), apoi folosete aceste distane pentru a-i calcula poziia de pe Pmnt.

Ca rezultate ale msurtorilor, prelucrrilor i compensrilor observaiilor GPS ntr-o reea rezult:

coordonate elipsoidale (B, L, h) compensate n sistemul WGS 84, precum i matricea cofactorilor corespunztoare Qxx;

coordonate carteziene (X, Y, Z) compensate n sistemul WGS 84, precum i matricea cofactorilor corespunztoare Qxx;

componentele compensate ale bazelor GPS, n sistem geocentric i topocentric;

coreciile componentelor bazelor;

erorile medii ale coordonatelor punctelor.

Avantaje

Utilizarea tehnologiei GPS prezint unele avantaje cum ar fi:

precizii aproape constante, indiferent de deprtarea dintre puncte;

nu trebuie s existe vizibilitate ntre puncte;

datele pot fi prelucrate i pe un microcalculator;

costuri reduse

Rezultatele obinute prin tehnologia GPS sunt influenate de anumite elemente printre care pot fi enumerate;

Geometria reelei

Geometria sateliilor.

Receptoarele utilizate

Consideraii privind timpul

Modul de observare

Modul de procesare

Organizarea lucrrilor

d. Prin teledetectiePrincipalele avantaje ale teledeteciei satelitare pentru sistemele informatice geografice sunt legate ndeosebi de lucrul n timp real sau aproape de caracteristicile timp real pentru urmrirea fenomenelor dinamice cum ar fi: evoluia culturilor, evoluia factorilor de mediu, controlul calamitilor naturale i al dezastrelor, managementul sistemelor de irigaii etc.

Echipamentul caracteristic pentru teledetecia satelitar este un radiometru imager de baleiaj (scanning radiometer) care preleveaz imagini numerice n sistem raster sau pixel detectnd caracteristicile terenului i fenomenele care se petrec la suprafaa acestuia prin reflexia undelor electromagnetice.

Cele mai mari colecii de date geografice sunt imagini luate din satelit (imagini satelitare).Acestea sunt imagini raster care pot fi scanate i apoi transformate n imagini vectoriale, folosind programe speciale de conversie.

Analiza i manipularea datelor provenite de la satelii, prin integrarea n sisteme informaionale spaiale, ofer largi posibiliti de exploatare a tuturor ipotezelor de lucru nainte de luarea unor decizii.

e. Metode de scanare cu laserf. Digitizarea planurilor si hartilor deja existenteEste o metod uzual de achiziie a datelor folosind o hart existent (harta analogic).

Digitizarea este procesul de convertire a obiectelor geografice ale unei hri analogice ntr-un singur ir de coordonate carteziene (x,y) stocate ntr-un format digital.

Coordonatele obinute n procesul de digitizare trebuiesc aduse printr-o transformare linear n sistem geodezic, aceasta pentru a permite o racordare cu datele culese pe alte ci.

Exist dou modaliti diferite de digitizare:

digitizarea spaghetti (o linie lung) -presupune ignorarea interseciilor i digitizarea conturului ca o linie lung;

digitizarea discret (cteva linii mai mici) - presupune crearea unei serii de linii conectate prin digitizarea fiecrei intersecii;Culegerea datelor prin digitizare are costul cel mai ridicat dintre principalele operaiuni de realizare a unui sistem informatic geografic i reprezint aproximativ 70% din costul sistemului (Mayo, 1995).

Culegerea datelor cartografice digitale se face cel mai simplu folosind ca surs hrile tiprite sau originalele de editare ale acestor hri, cu elemente separate pe culori.

Forma cea mai uzual a datelor cartografice digitale memorate ntr-o baz de date sau ntr-un sistem informatic geografic este forma vectorial. Din acest motiv, digitizarea hrii care are drept rezultat date vectoriale se numete digitizare vectorial.Principalele metode de digitizare utilizate n prezent i n perspectiv sunt:

digitizarea vectorial manual;

digitizarea vectorial interactiv (asistat de calculator)digitizarea raster-vectorial (R-V) manual;

digitizarea raster-vectorial (R-V) semiautomat (asistat de calculator)

digitizarea raster-vectorial (R-V) automat (far intervenia operatorului) - este o metod de viitor.

g. ScanareAchiziionarea prin scanare se bazeaz pe principiul baleiajului electronic. Un fascicol luminos foarte fin, de ordinul ctorva zecimi de microni, baleiaz (scaneaz) documentul linie cu linie. Un captator foto sensibil capteaz semnalul reflectat care apoi este interceptat electronic i numerizat de ctre un convertizor analogico- digital. Acest tip de scanare este cel mai precis din cte se cunosc. Scanarea realizeaz o imagine numeric a documentului. Datele brute sunt de tip bitmap, unde fiecare punct al planului (hrii) se caracterizeaz printr-o informaie binar 0 sau 1 (cu 1 fiind notai pixelii ntlnii pe traseu). Dispozitivul nu recunoaste nici linia, nici punctul si nici poligonul.

Aparatul care realizeaz digitizarea automat a documentelor cartografice este de fapt un echipament periferic a unui computer, avnd drept scop transformarea datelor analogice de pe o hart, plan, fotogram, n forma digital (numeric) raster.h. Manual prin introducerea coordonatelorCulegerea datelor datelor atributive

Pentru fiecare metod de culegere a datelor spaiale exist un specific referitor la datele descriptive (atribute), dar n general, obinerea acestor date este comun. Metoda cea mai des folosit se bazeaz pe ideea c aceste date s fie culese independent.Atributele sunt reprezentate ca simboluri grafice.

In acest mod, obiectele geografice pot fi afiate simultan cu datele descriptive asociate.

Atributele asociate cu obiectele hrii sunt memorate n baze de date clasice (tabelare) coninnd rnduri (nregistrri) i coloane (cmpuri). Aceste baze de date sunt referite uzual ca tabele de atribute ale obiectelor. Fiecare strat are o tabel de atribute i fiecrui obiect i corespunde o nregistrare din tabela de atribute.

13. Posibiliti de obinere a programelor SIG

a. Sistem creat de catre utilizator

Independenta totala de furnizor

Durata mare de elaborare

Cost initial foarte scazut

Cost total relative ridicat datorita duratei mari de elaborare

Nesiguranta privind rezultatul final si risc ridicat de nereusita

Adaptat complet cerintelor utilizatorului

Necesita cunostinte tethnice si stiintifice foarte ridicate

Utilizeaza la maximum resursele existente.

b. Procurarea unui soft incomplet

Dependenta scazuta fata de furnizor

Durata relative lunga de elaborare si implementare

Cost initial relative scazut

Risc moderat de nereusita

Cost total moderat

Adaptat complet la cerintele utilizatorului

Necesita cunostinte tehnice si stiintifice ridicate

Utilizeaza in mare masura resursele existente.

c. Procurarea unui pachet complet

Timp scurt de implementare

Dependent ridicata fata de furnizor

Costuri suplimentare relativ scazute

Certitudine privind performantele si risc scazut de nereusita

Relative neadaptat la cerintele utilizatorului

Nu necesita cunostinte deosebite din partea utilizatorului

Cost initial relativ ridicat

Utilizarea moderata a resurdelor existente

d. Achizitionarea unui soft si hard complet

Cost initial ridicat

Dependenta mare de furnizor

Costuri suplimentare scazute

Risc minim de nereusita

Adaptare ridicata la cerintele utilizatorului

Utilizatorul trebuie sa posede numai cunostinte medii de specialitate

Resurse umane existente.Inventarierea (nu foarte detaliat) a funciilor pe care trebuie s le poat realiza un SIG pune n eviden complexitatea deosebit a programelor care trebuie realizate i constituie un argument n favoarea achiziionrii i utilizrii unui soft consacrat, realizat de o firm specializat.Avantajele acestei soluii sunt multiple:

Programele sunt deja realizate i testate. n cel mult 6 luni dup achiziionare (timp necesar pentru instruire i adaptare la cerinele concrete ale aplicaiei) sistemul poate fi pus n exploatare efectiv;

Exist posibilitatea de a alege ntre mai multe produse oferite de diferite firme i a verifica nainte de procurare dac i cu ce performane sistemul realizeaz funciile specificate mai sus (sau cel puin pe acelea apreciate ca strict necesare);

Programele de firm sunt de regul elaborate dup ani de studii i experimentri de ctre echipe de specialiti (matematicieni, cartografi, geografi, analiti, programatori) ceea ce asigur performanele ridicate ale produselor i corectitudinea rezultatelor obinute prin utilizarea celor mai adecvate procedee de prelucrare i analiz;

' Spre deosebire de sistemele dedicate, programele de firm au un mare grad de flexibilitate i permit adaptarea rapid la diferite cerine specifice, inclusiv la modificarea specificaiilor iniiale;

In general, programele de firm nu ridic probleme de compatibilitate. Aceasta este asigurata prin utilizarea aceluiai sistem de ctre mai muli beneficiari. Aceste programe respect anumite standarde relative la structura fiierelor i formatul datelor. n al treilea rnd, programele de firm incluq ntotdeauna funcii de import/export ntre cele mai utilizate standarde i sisteme, astfel nct transferul de date se face cu uurin.In momentul de fa exist o ofert destul de substanial de programe SIG.14. Etape la introducerea i utilizarea Sistemelor Informatice Geografice

In principiu implementarea si exploatarea unui SIG se desfasoara in cadrul urmatoarelor etape:

Definirea cerintelor: Implica studiul detaliat al cerintelor utilizatorilor potentiali. In urma acestui studiu se stabilesc caracteristicile cantitative si calitative ale produselor finale si se estimeaza volumul de date precum si costurile si beneficiile Stabilirea functiilor sistemului: Fiind cunoscute cerintele pe care trebuie sa le satisfaca produsul final, este necesar sa se enunte functiile pe care trebuie sa le poata efectua sistemul pentru a realiza cerintele impuse. Proiectarea bazei de date: Presupune definirea straturilor (layers) tematice cu caracteristicile (atributele) datelor stocate in fiecare dintre ele. De asemenea este necesar sa se aleaga sistemul de coordonate utilizat. Alagerea si procurarea pachetului sig: Dintre diferitele posibilitati de implementare a unui SIG, trebuie aleasa varianta care asigura totalitatea sau majoritatea functiilor stabilite ca necesare in conditii de eficienta maxima. Adaptarea la cerintele concrete ale aplicatiei: Deoarece sistemele oferite de diversi producatori au caracter general, trebuie realizata ajustarea acestora la aplicatiile specifice fiecarui utilizator Incarcarea bazei de date: Reprezinta realizarea propriu-zisa a hartii digitale prin completarea straturilor care o compun. Aceasta etapa consuma cel mai mult timp si implicit o parte importanta din costul total Exploatarea SIG: Aceasta etapa are un carcater permanent si se desfasoara in trei directii principale: actualizare, analiza si rapoarte (dar si intretinerea echipamentelor)