Transcript bevez a terinformatikaba

TÉRINFORMATIKA
GÁBOR DÉNES FŐISKOLA
www.gdf.hu
Vezető tanár:
Dr. Selinger Sándor
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
BEVEZETÉS A TÉRINFORMATIKÁBA
1. Térinformációs rendszerek
2. Térinformációs rendszerek alkalmazása
3. Térinformációs
rendszerek
létrehozásához
szükséges modellalkotás
4. Geometriai adatok vonatkozási rendszerei
5. Adatnyerési eljárások és adatforrások
6. Adatminőség, szabványok, adatnyerési lehetőségek
Magyarországon
7. Térinformációs rendszerek hardvereszközei
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
2
BEVEZETÉS A TÉRINFORMATIKÁBA
8. Térinformációs rendszerek szoftverkomponensei
9. Adatbázisrendszerek
10. Geometriai adatok modellezése a térinformációs
rendszerekben
11. Elemzések
12. Térinformációs rendszerek megvalósítása
13. Áttekintés a térinformatika alkalmazásairól
14. A térinformatika várható fejlődése
Detrekői Ákos – Szabó György : TÉRINFORMATIKA
(NEMZETI TANKÖNYVKIADÓ, Budapest 2002)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
3
MI A TÉRINFORMATIKA?
Földrajzi Információs Rendszer (FIR)
Geographical Information Systems (GIS)
térbeli információk
adatok
tárolása
elemzése
megjelenítése
elemzése
megjelenítése
térbeli integrálása
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
4
A TÉRINFORMATIKA HELYE A
TUDOMÁNYOK RENDSZERÉBEN
MEZŐGAZDASÁGI
TUDOMÁNYOK
INFORMATIKA
FÖLDTUDOMÁNYOK
TÉRKÉPÉSZET
TÉRINFORMATIKA
MÉRNÖKI
TUDOMÁNYOK
SZÁMÍTÁSTECHNIKA
DIGITÁLIS
KÉPFELDOLGOZÁS
GRAFIKA
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
5
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
CSOPORTOSÍTÁSA
GLOBÁLIS
Gábor Dénes Főiskola
REGIONÁLIS
LOKÁLIS
Térinformatikai rendszerek
6
TÉRBELI INFORMÁCIÓK ELEMZÉSE
MODELLEK ALKOTÁSA
•
Helyre vonatkozó (Hol van a… ?)
•
Körülményekre vonatkozó (Mi van ott…?)
•
Útvonalra vonatkozó (Legrövidebb út?)
•
Trendre vonatkozó (Hogyan változott…?)
•
Jelenségre vonatkozó (Mi változott …?)
•
Modellezéssel kapcsolatos (Milyen lesz ha…?)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
7
TÉRINFORMATIKAI RENDSZEREK
„PIRAMIS” SZEREZETE
térbeli analízis módszertana és a
vizuális információk
SZ
IR
T
IR – INFORMÁCIÓS
RENDSZER
SZ - SZERVEZÉS
T – TECHNOLÓGIA
A - ALKALMAZÁS
Gábor Dénes Főiskola
A
IR SZ
A
T
Térinformatikai rendszerek
8
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
ALKALMAZÁSI SZINTJEI
DÖNTÉSI SZINTEK ÉS FELADATOK
DÖNTÉS - ELŐKÉSZÍTÉS
STRATÉGIAI
AUTOMATIZÁLT IRÁNYÍTÁS
IRÁNYÍTÁSI
OPERATÍV
TÖMEGMUNKA
AUTOMATIZÁLÁSA
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
9
NÉGY KOMPONENSŰ INFORMÁCIÓS
RENDSZER MODELL
•
ADATNYERÉS (INPUT)
adatbevitel, adattárolás szervezése
•
ADATKEZELÉS (MANAGEMENT)
adatkeresés, generalizálás, pufferzóna előállítás
•
ADATELEMZÉS (ANALYSIS)
mérések, statisztikák készítése, felületek metszése, modellezési műveletek
•
ADATMEGJELENÍTÉS (PRESENTATION)
tematikus térképek, feliratok készítése, perspektív és egyéb megjelenítés
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
10
A TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK LÉTREHOZÁSÁHOZ
SZÜKSÉGES MODELLALKOTÁSI FOLYAMAT
8 emeletes
irodaház
5 utca 1.
6 emeletes
áruház
5 utca 2.
1
2
3
5 utca
2 emeletse
templom
5 utca 3.
Valós
világ
Elméleti
modell
Logikai
modell
Fizikai
modell
tulajdonságok:
entitások:
objektumok:
objektumok:
kapcsolatok
típus
attribútum
kapcsolat
típus
geometria
attribútum
kapcsolat
minőség
típus
geometria
attribútum
kapcsolat
minőség
Gábor Dénes Főiskola
adatmodell
Ábrázolás
adatbázis
szöveg
grafika
multimédia
Térinformatikai rendszerek
11
TÉRINFORMATIKAI MODELLEZÉS
ALAPFOGALMAI
TÉRINFORMATIKAI MODELLEZÉS
A
VALÓSÁG MODELLEZÉSE
 a valóság elemei
ENTITÁSOK
entitásosztályok:
 települések
 utak, folyók
 domborzat, növényzet
 az entitás digitális megjelenítése
OBJEKTUM
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
12
TÉRINFORMATIKAI MODELLEZÉS
ALAPFOGALMAI (2)
ENTITÁS kapcsolat- típusok
1 – 1 kapcsolat
pl. ország – főváros
1 – n kapcsolat
pl. ország – város
n – m kapcsolat
pl. ország – agglomeráció
Gábor Dénes Főiskola
Térbeli OBJEKTUM - típusok
0 - dimenziós (0D)
pont, csomópont
1 – dimenziós (1D)
vonal, szakasz
törtvonal, görbe
2- dimenziós (2D)
terület, poligon
3- dimenziós (3D)
testek
4- dimenziós (4D)
idő
(monitoring célú rendszerek)
Térinformatikai rendszerek
13
TÉRINFORMATIKAI MODELLEZÉS
ALAPFOGALMAI (3)
ATTRIBÚTUM
értéktartománnyal rendelkező entitás tulajdonság
FEDVÉNY
térbeli objektumok csoportosítása rétegekbe (fedvényekbe - layers)
(egy fedvény összetartozó dolgokat, pld. entitástípust tartalmaz)
A CÉL : térbeli információ numerikus leírása
Valós világ
jelenségei
Objektum
definíció
Gábor Dénes Főiskola
Objektum
tulajdonságok
meghatározása
Tulajdonságok
számszerűsítése
Térinformatikai rendszerek
14
OBJEKTUMOK ATTRIBÚTUMAI
Egyes objektumok sajátosságait, tulajdonságait írja le
Minőségi, mennyiségi adatok (sorrendi, intervallum,
viszonyított)
Jellemző megjelenítés a táblázatos forma is
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
15
OBJEKTUMOK
ATTRIBÚTUMADAT - CSOPORTJAI
ADATCSOPORTOK
környezeti és
természeti erőforrás
szoció - ökonomiai
infrastrukturális
GEOLÓGIAI
HIDROLÓGIAI
KLIMATOLÓGIAI
BIOLÓGIAI
GAZDASÁGI
PÉNZÜGYI
DEMOGRÁFIAI
KÖZLEKEDÉSI
KÖZMŰVEK
SZOLGÁLTATÁSI
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
16
OBJEKTUMOK TÍPUSA
GEOMETRIÁJA
pont
felület
vonal
tesszelációs felület
3D test
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
17
0–D
PONT
geometriai pont
egy felületelem tulajdonságait hordozó
felületpont
topológiai csatlakozást definiáló csúcs
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
18
1-D
VONAL
két pontot összekötő vonal (line)
ponthalmazt összekötő törtvonal (string)
folytonos matematikai görbe (arc)
két csúcsot összekötő él (link)
irányított él (directed link)
irányított szakaszok sorozata (chain)
láncok, élek, ívek zárt sorozata (ring)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
19
2-D
FELÜLET
lehatárolt folyamatos objektum határával együtt
(area)
egy 2 dimenziós tovább már nem osztható képelem
(pixel)
egy felület szabályos rácsfelosztásának eleme
(rácscella)
Megjegyzések:



2D ábrázolással a testnek csak vízszintes vetülettel a felülnézetét
ábrázoljuk.
2D+1D ábrázolással a testet, vízszintes vetülettel és szintvonallal
ábrázoljuk.
2,5D ábrázolással a testnek csak vízszintes vetülettel a felülnézetét
ábrázoljuk, a test magasságát attribútumként adjuk meg.
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
20
OBJEKTUMOK KÖZÖTTI
KAPCSOLATOK
PONT- PONT: két pont milyen távolságra van
egymástól ?
PONT-VONAL: a pont milyen távol van a
vonaltól ?
VONAL-VONAL: két vonal metszi-e egymást ?
VONAL-FELÜLET: a vonal metszi-e az adott
felületet ?
FELÜLET-FELÜLET:
a
zónák
érintik,
tartalmazzák-e egymást ?
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
21
A HELYMEGHATÁROZÁS ELVE
•
•
•
•
a meghatározás célja és viszonyítási alapja:
a FÖLD fizikai felszíne
a FÖLD fizikai alakja helyett elméleti alak
(vonatkozási rendszer) meghatározása
a térbeli hely ábrázolása síkban
(vetületi rendszerben)
a viszonyítás módjának meghatározása
(vonatkozási rendszer koordinátarendszere)
adott vonatkoztatási rendszerben létrehozott alappont
hálózaton végzett mérések alapján az objektumok geometriai
adatainak a meghatározása
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
22
A térinformatika alapja: A TÉRKÉP
FÖLD fizikai felszínének megjelenítése:
–
az anyagi valóság vagy elvonatkoztatott objektumai
–
kiválasztott csoportjának,
–
valamely méretarány szerint,
–
síkban történő ábrázolása
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
23
A TÉRKÉPEK RENDELTETÉS
SZERINTI FELOSZTÁSA
TÉRKÉPEK
FÖLDMÉRÉSI
TOPOGRÁFIAI
1:500 – 1:5.000
1:10.000 – 1:100.000
TEMATIKUS
MÉRETARÁNY FÜGGETLEN
MÉRETARÁNY SZERINT
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
24
TÉRKÉPFAJTÁK
 Topográfiai térképek:
kiválasztott természeti vagy emberalkotta tárgyak ábrázolása
 Tematikus térképek:
információk valamely szempontból történő összegzése
 kartogram (pl. népszámlálási adatok)
 folt térkép (pl. talajtérképek)
 izovonalas térkép (pl. szintvonalas térkép)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
25
KARTOGRAM
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
26
FOLTTÉRKÉP
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
27
IZOVONALAS TÉRKÉP
108,3
92,7
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
28
ADATOK VONATKOZÁSI HELYHEZ VALÓ
KÖTÉSE
GÖMBFELÜLET (ellipszoidi felület, geoid)
ábrázolása
SÍKBAN (koordinátarendszerek)
a TÉR
KÉPE
TÉRKÉP
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
29
GEOMETRIAI ADATOK VONATKOZÁSI
RENDSZEREI
a FÖLD felszínének SÍKBA való leképezése
Föld fizikai alakját - elméleti földalakokkal modellezik
(mely nem írható le semmilyen zárt matematikai formulával)
Föld alakjának megközelítései
Gábor Dénes Főiskola
gömb
normál szferoid
(sarkoknál belapult alak)
forgási ellipszoid
Térinformatikai rendszerek
30
GEOMETRIAI ADATOK
VONATKOZÁSI RENDSZEREI
TÉRKÉPI VETÜLETEK
alapfelületeként (A)
földi ellipszoidot vagy
gömböt
képfelületként (K)
síkot vagy
valamilyen síkba fejthető felületet használnak
(kúp- vagy hengerpalástot)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
31
GEOMETRIAI ADATOK
VONATKOZÁSI RENDSZEREI (2)
A vetítés matematikai elve
(A)
(K)
az (A) felület minden pontjának
legyen a (K) felületen megfelelője
 az (A) és (K) paraméteres egyenletek közötti függvénykapcsolat
 a paraméterek közötti egyenletek a vetületi egyenletek
a képfelület egyenletei
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
32
GEOMETRIAI ADATOK
VONATKOZÁSI RENDSZEREI (3)
A vetületi egyenletekkel szemben támasztott követelmények:
egyértelműség követelménye (egy és csakis egy pont feleljen
meg egymásnak)
matematikai kezelhetőség követelménye (az egyenletek
folytonos- és differenciálható függvények)
vetületi torzulások korlátossága (bizonyos megadott értéket
ne haladjon meg)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
33
GEOMETRIAI ADATOK
VONATKOZÁSI RENDSZEREI (4)
Vetületek csoportosítása torzulások szerint:
általános torzulású vetületek - szögek, hosszak, területek is torzulnak
szögtartó (konform) vetületek
területtartó (ekvivalens) vetületek
Torzulási modulusok:
lineáris modulus (l) – a hossztorzulás jellemzője
irány modulus (i) - az irány- (szög-) torzulás jellemzője
területi modulus ( ) - a területtorzulás jellemzője
(Megjegyzés: valamelyik elem – szög, hossz, terület – változatlansága a többi elem
erősebb torzulását idézi elő)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
34
GEOMETRIAI ADATOK
VONATKOZÁSI RENDSZEREI (5)
Különböző célú vetületek:
Geodéziai vetületek
szabados geodéziai mérések alapján készülő nagyméretarányú (1:500 –
1:10000) térképezés estén
Topográfiai vetületek
kisméretarányú (1:10000 – 1:200000) térképezéshez szolgáló vetületek
Geográfiai (földrajzi) vetületek
az előbbieknél kisebb méretarányú térképek vetületei
térképi  hossz
méretarány 
vetületi - hossz
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
35
VETÜLETI RENDSZEREK
a síkvetületek 3 fő csoportja:
kúpvetületek
azimutális - vetületek
hengervetületek
a kúp, henger, sík elhelyezése szerint:
normális (poláris)
transzverzális (ekvatoriális)
ferdetengelyű (horizontális) vetületek
a vetítés alapjául szolgáló felület szerint:
sík kúp hengervetületek
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
36
VONATKOZÁSI ÉS KOORDINÁTA
RENDSZEREK
Geocentrikus vonatkozási-rendszer
–
–
origó: Föld középpontja
X tengely: greenwich-i kezdő-meridiánra illeszkedik
–
koordináták: X,Y,Z
Gömbfelületi vonatkoztatási-rendszer
–
–
–
origó: Föld középpontja
X tengely : greenwich-i kezdő-meridiánra illeszkedik
koordináták:
 gömbi földrajzi
 szélesség, hosszúság
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
37
VONATKOZÁSI ÉS KOORDINÁTA
RENDSZEREK (2)
Ellipszoidi felületi (földrajzi) vonatkozási-rendszer
- origó: Föld középpontja
- X tengely: greenwich-i kezdő-meridiánra illeszkedik
- koordináták:
 ellipszoidi földrajzi szélesség
(egyenlítővel párhuzamos síkok metszetei paralelkörök)
 ellipszoidi földrajzi hosszúság
(az egyenlítő síkjára merőleges síkok, meridiánok)
Síkfelületi vonatkozási-rendszer
- origó
- a két (egymásra merőleges) x és y tengely iránya
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
38
VETITÉS KÉT LÉPÉSBEN
 ELLIPSZOID- ról GÖMB- re
(Gauss-gömbre,
amely a vetületi rendszer kezdőpontjában érinti az ellipszoidot)
 GAUSS – gömbről SÍK-ra
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
39
GYAKORLATBAN ALKALMAZOTT
VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI
RENDSZEREK
Az ellipszoid valódi síkvetületei:
Gauss - Krüger –féle vetület
 a Gauss -féle szögtartó síkvetület elveinek alkalmazása az ellipszoidra mint
alapfelületre
 az ellipszoid transzverzális elhelyezésű érintő szögtartó hengervetülete
forgási ellipszoid
henger
(tengelye az egyenlítő síkjában)
a henger és ellipszoid közös vonala az ún.
érintési meridián, a torzulásmentes vonal
Gábor Dénes Főiskola
egyenlítő
Térinformatikai rendszerek
40
GYAKORLATBAN ALKALMAZOTT
VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI
RENDSZEREK (2)
szegélymeridián
középmeridián
+x
egyenlítő
y
 minden egyes vetületi sávhoz a síkon egy-egy koordináta-rendszer tartozik
 a sávbeosztás az ellipszoidot, meridiánokkal határolt vetületi sávra osztja
 a vetítés a forgási ellipszoidról a hengerre 3 ill. 6 fokos sávban történik
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
41
GYAKORLATBAN ALKALMAZOTT
VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI
RENDSZEREK (3)
A Gauss - Krüger - féle vetület előnyei:
az északi pólustól a déli pólusig terjed
kevés koordináta-rendszert igényel
a sávok csatlakoztatása egyszerű
valamennyi középmeridián torzulásmentes
világ koordináta-rendszer
a vetítési sávok és az előállított térképek számozása egységes
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
42
GYAKORLATBAN ALKALMAZOTT
VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI
RENDSZEREK (4)
UTM – vetület
(Universal Transverse Mercator projection)

szögtartó metsző hengervetület

az érintő henger kismértékben belemetsz a felhasznált forgási ellipszoidba

a NATO térképei UTM - vetületben készülnek

világ- koordináta rendszer
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
43
MAGYARORSZÁGON ALKALMAZOTT
VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI RENDSZEREK
a Föld
forgás tengelye
Gellérthegyi
meridián
Gellérthegy
Egységes Országos Vetület (EOV)
(1975)
alapfelülete : IUGG / 1967 forgási ellipszoid
vetítés: a Gauss-gömbre,
amely Budapest környékén legjobban simul az ellipszoidhoz
Magyarországon alkalmazott forgási ellipszoidok:
féltengely a
b (km)
Hayford
6378,388
6356,912
Kraszovszkij
6378,210
6356,849
IUGG67
6378,160
6356,774
Gábor Dénes Főiskola
lapultság (a-b):a
1/297
1/298,66
1/298,247
Térinformatikai rendszerek
44
MAGYARORSZÁGON ALKALMAZOTT
VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI
RENDSZEREK (2)
hosszrövidülés maximuma:
-7 cm/km
hossznövekedés maximuma:
+ 26 cm/km
Magyarország helyzete az Egységes Országos Vetület (EOV) koordináta-rendszerében
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
45
MAGYARORSZÁGON ALKALMAZOTT
VONATKOZTATÁSI ÉS VETÜLETI
RENDSZEREK (3)
Sztereografikus síkvetület
- a Gauss-gömb vetületi kezdőpontjára illesztett képsík
- hossztorzulások, a kezdőponttól távolodva egyre nagyobb
Ferdetengelyű hengervetületek
- a Gauss-gömbre illesztett hengerfelület, tengelye a
kezdőpont meridiánjának síkjában esik
- három hengervetület HKözépR, HÉszakiR, HDéliR
- a hengerek tengelye a gellérthegyi ponton átmenő
meridiánra illeszkedik.
- egy-egy vetület sávszélessége 180 km
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
46
LEGGYAKRABBAN HASZNÁLT VETÜLETI
ÁTSZÁMÍTÁSOK
Koordináta átszámítások:
 Síkfelületiből síkfelületi rendszerbe
–
–
indirekt transzformáció
transzformációs egyenletek
 Ellipszoidiból síkfelületi rendszerbe
–
vetítéssel, vetületi rendszerek segítségével
 Geocentrikusból ellipszoidi és síkfelületibe
–
térbeli hasonlósági transzformációval
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
47
INDIREKT TRANSZFORMÁCIÓ
 síkfelületi rendszerek vonatkozási rendszerei (alapfelületei)
azonosak
 pontok koordinátáiból (x, y)  alapfelületi koordináta (, )
 alapfelületi koordináta (, )  új vetületi koordináta (x’, y’)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
48
TRANSZFORMÁCIÓS EGYENLETEK
 síkfelületi rendszerek vonatkozási rendszerei különbözőek
 koordináták átszámítása:
magasabb-rendű polinomos transzformációval
x’ = c0 + c1x + c2y + c3x2 + c4xy + c5y2 + …
y’ = d0 + d1x + d2y + d3x2 + d4xy + d5y2 + ...
 paraméterek meghatározása: azonos pontok felhasználásával
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
49
ÁTSZÁMÍTÁS TRANSZFORMÁCIÓS
EGYENLETEKKEL
 azonos pontok koordinátáinak kigyűjtése
 együtthatók meghatározása
x1’ = c0 + c1x1 + c2y1 + …
y1’ = d0 + d1x1 + d2y1 + ...
 koordináták átszámítása
x’ = c0 + c1x + c2y + …
y’ = d0 + d1x + d2y + ...
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
50
AFFIN TRANSZFORMÁCIÓ

bizonytalan eredetű és minőségű adatok, pontatlan térképlapok esetén

és kis területek esetében használatos

a transzformáció során a párhuzamos vonalak párhuzamossága megmarad

két koordinátarendszer közötti kapcsolat meghatározása
polinomos transzformációval a magasabb-fokú tagok elhagyásával
x’ = a0 + a1x + a2y
y’ = b0 + b1x + b2y
a transzformációnak 6 állandója van
 legalább 3 illesztőpontnak kell lenni  3 pont 6 értéket ad
 négy különböző típusa ismert : eltolás, méretarányváltozás, forgatás, tükrözés
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
51
HASONLÓSÁGI (HELMERT)
TRANSZFORMÁCIÓ
 a koordináta-rendszerek kezdőpontjai nem
esnek egybe (eltolás)
 a koordináta-rendszerek tengelyei j szöget
zárnak be egymással (j szögű elforgatás)
 tengelyirányú méretarány-váltás
(nagyítás vagy kicsinyítés)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
52
DISZKRÉT VONATKOZÁSI RENDSZEREK
 Földrajzi hivatkozási rendszerek
folyamatos rendszerek (folyamatos mértékskálán)

szélesség

hosszúság

derékszögű

síkvetületi
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
53
DISZKRÉT VONATKOZÁSI RENDSZEREK (2)
 Földfelszín diszkrét egységeire vonatkozó
rendszerek
diszkrét nem folyamatos rendszerek:

postai irányítószámok

utcanév, házszám

ingatlan-nyilvántartás helyrajzi szám

statisztikai egységek (háztömbök, bankok, stb.)

hálózatok

mobiltelefon-rendszerek cellái
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
54
ADATNYERÉSI ELJÁRÁSOK ÉS
ADATFORRÁSOK
 objektumok helyzete, attribútuma és az idő
folyamatosan változik
 változások elemzése:
 térbeli adatnyerési eljárás esetén
a hely függvényében
 időbeli adatnyerési eljárás esetén
a különböző időpontok között
 tematikus adatnyerési eljárás esetén
az egyes attribútumokra vonatkozóan
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
55
ADATNYERÉSI ELJÁRÁSOK ÉS
ADATFORRÁSOK (2)
 Geocentrikus koordinátákkal dolgozó, műholdas
méréseken alapuló globális hely- és időmeghatározó
rendszerek:
GPS - Global Positioning System
NAVSTAR
(NAVigation System with Time And Range)
GLONASS
(GLobal Orbiting and NAvigation Satellite System)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
56
GPS - Global Positioning System
Elv:
ismert helyzetű mesterséges holdakra végzett
egyidejű távolságmérés
Feltétel:
mesterséges holdak rendszerének léte,
speciális vevőberendezések
Eredmény:
nagy pontosságú geocentrikus koordináták
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
57
TÁVÉRZÉKELÉS
Adatnyerési módszertan
Szakértői rendszer
Műholdas felvételek:
passzív
aktív
Eredmény:
különböző hullámhossz
tartományokban készült
raszteres állományok
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
58
DIGITÁLIS KARTOGRÁFIA
a térképészeti adatok digitális:
 tárolása
 kezelése
 feldolgozása
digitális formában tárolt térképészeti adatok esetében :
 kódolt értelmezhető adatrendszer
 kódolt kifejtett (explicit) térbeli viszonyrendszer
 kódolt attribútum hozzárendelés
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
59
DIGITÁLIS KARTOGRÁFIA (2)
kétirányú szakmai megközelítés:
 Digitális térkép-előállítás:
számítógépes térkép-előállítás (a számítógép mint eszköz)
 Digitálistérkép-előállítás:
nem a térkép grafikai megjelenítése a fontos, hanem a
 geometriai pontosság
 térképi objektumok koordinátáinak ismerte
 objektumok egyértelmű adatbázis kapcsolata
 a végtermék: digitális térkép (számítógépes adatbázis)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
60
DIGITÁLISTÉRKÉP
 FELADATA:
 Adattárolás
(egy 1:50 000-es méretarányú topográfiai térkép tartalma ~25 MB)
 Adatelemzés (pl. hipotézis ellenőrzése)
 Adatmegjelenítés (előállításuk drága)
 TULAJDONSÁGAI:


Gyors elérés
Méretarány-függetlenség
• nincs kötött méretarány (lehetséges 1:1-es ábrázolás is!)
• nincs arányban az adatok pontossága és a méretarány
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
61
TÉRKÉPI ADATOK MEGJELENÍTÉSE
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK ÁLTAL HASZNÁLT
ADATMODELLEK
A TÉRKÉPI ADATMODELEK DIGITÁLIS FORMÁI:

VEKTOROS RENDSZEREK

RASZTERES RENDSZEREK

DIGITÁLIS TEREPMODELLEK (DTM)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
62
FÖLDRAJZI ADATBÁZIS FOGALMA
FÖLDRAJZI ADATBÁZIS  térképek gyűjteménye (sorozata)
Térképsorozatok logikai elemi egységei
 vektoros rendszerben: a fedvény (coverage)
fedvény tartalma:
- egy adott jelenség földrajzi meghatározása
- talajfolt poligonjai
- lakóterület telkei
- kapcsolódó szakadatok
 raszteres rendszerekben: a réteg (layer)
- talajhasználat
- települések, utak,
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
63
VEKTOROS ADATMODELLEK
MEGHATÁROZÁS:
 a vektormodell felépítése gráfelméleti alapokon nyugszik
alapegysége a pont és annak koordinátái (Bármi hol van?)
 a pont a geometriai információ hordozója
 térinformatikai topológia: a vektorrendszer alapelemei közti
szomszédsági viszony
pont, vonal, poligon - vektormodell
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
64
VEKTOROS ÁLLOMÁNYOK
LÉTREHOZÁSA
Vektoros adatstruktúra:
 grafikus objektumokra jellemző pontok koordinátáinak
halmaza
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
65
VEKTOROS ADATMODELLEK (2)
 spagetti modell

alapeleme: pont, vonal és poligon

egydimenziós listastruktúra (az adatok hosszan elnyúlnak)

az elemek nem tartalmaznak térbeli kapcsolatra vonatkozó
információt

egy megadott pontsorozathoz szekvenciálisan fűződnek a
koordinátapárak
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
66
VEKTOROS ADATMODELLEK (3)
 a spagetti adatmodell használatának előnyei:


egyszerű és gyors előállítás
viszonylag kis helyigényű
 hátrányai:




keresés csak szekvenciálisan történhet
(általában az előállítás sorrendjében)
az adatok rendezetlen volta
(oka: hogy az vonalak nem találkoznak)
objektumok nem alkotnak logikai egységet
abszolút koordinátákkal leírt vonalak tárolási ismétlődése
(redundanciája)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
67
VEKTOROS ADATMODELLEK (4)
spagetti modell
Pont-táblázat
X
Y
Ép.típusa tulajdonság
1 1223,426 6666,789 templom Róm.Kat.
ID
ID
1
2
3
4
5
6
Gábor Dénes Főiskola
X1
111,111
111,333
333,111
444,111
555,111
666,111
Y1
1111,222
1111,444
3333,222
4444,222
5555,222
6666,222
Vonal-tábla
X2
Y2
111,333 1111,444
222,333 2222,444
333,333 3333,444
444,333 4444,444
555,333 5555,444
666,333 6666,444
út tipus
főútvonal
főútvonal
főútvonal
telekhatár
telekhatár
főútvonal
száma
70
70
8
2224
2224
8
Térinformatikai rendszerek
68
VEKTOROS ADATMODELLEK (5)
 topológiai adatmodell

alapeleme: csomópont és él

nemcsak az egyes objektumok helyzetét, hanem egymáshoz
való viszonyát is leírja

a topológia csak a geometriától függ, nem veszi figyelembe a
távolságokat és irányokat, tehát a mennyiségi jellemzőket

az elemek térbeli kapcsolatra vonatkozó információkat,
topológiai információkat tartalmaz
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
69
VEKTOROS ADATMODELLEK (6)

a topológiai adatmodell a szomszédsági információk tárolásával
biztosítja a térbeli elemzések hatékony végrehajtását

strukturált tárolás

az adatmodell kialakításakor tárolásra kerül:

a szakaszok kezdő- és végpontjai

bal- és jobb oldali poligonjaik azonosítói

a szakaszok hossza
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
70
VEKTOROS ADATMODELLEK (7)
 topológiai adatmodell használatának előnyei:
 a szomszédos poligonok közös határvonala csak egyszer kerül
tárolásra
 nincs szükség az objektumok abszolút helyét tartalmazó
koordináta file-okra
 hátrányai:
 viszonylag nagy erőforrás- és memóriaigény
 az adatbázis fokozott érzékenysége az adatbevitel hibáival
szemben
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
71
VEKTOROS ADATMODELLEK (8)
topológiai kódolás
vonalazonosító
1
2
3
4
5
6
7
8
jobb
bal
kezdő
poligon poligon pont
1
0
6
1
0
1
3
0
2
3
0
3
3
0
4
2
0
5
3
2
5
2
1
6
vég
pont
1
2
3
4
5
6
2
2
csomópontok koordinátái
csomópont
kódolt hálózat-térkép
Gábor Dénes Főiskola
1
2
3
4
5
6
x
4
16
21
23
9
1
y
20
18
18
4
4
10
Térinformatikai rendszerek
72
GBF/ DIME
(Geographic Base File /Dual Independent
Map Encoding)
 topológiai adatstruktúra (1970 USA Népszámlálási Hivatal)
 digitális formában tárolt utcatérképek és postacímadatok
 vonalszegmens (utca, folyó, vasút, közigazgatási határ) ábrázolás
Second
First
Street
Street
Girrard Avenue
Gábor Dénes Főiskola
a szakaszok végpontjai : a vonalak metszéspontjai
szakaszvégpontok: csomópontok
irányított szakaszok, kódolt vég- és kezdőpontok
minden szakasz kétszeresen definiált
koordinátákkal
postai címmel
szekvenciális keresés
statisztikai blokkok (poligonok)
rendezetlen szakasztárolás
Térinformatikai rendszerek
73
POLYVRT (Polygon conVeRTer) modell

alapeleme :
 vonal
 lánc (egyenes szakaszok sorozata)

hierarchikus adatsruktúra

elkülönített adatlem tárolás

tárolt adatok szelektív lekérdezése

láncrekordok száma a poligonok számától függ
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
74
POLYVRT
Láncok táblázata
Jobb
Kód poligon
1
1
2
2
3
2
4
1
5
3
6
3
7
5
8
4
9
5
10
4
11
0
5
4
6
1
2
1
1
7
3
3
5
2
6
8
3
5
Bal
poligon
0
0
1
0
2
0
3
3
4
0
5
Kp
3
4
3
1
4
2
4
6
7
7
5
Vp
1
3
2
2
2
5
6
4
6
4
7
9
2
4
1-lánc koordinátái
4
10
7
Gábor Dénes Főiskola
Y
X
koordináta koordináta
1,1
11,1
2,2
22,2
3,3
33,3
Csomópontok koordinátái
Y
Kód koordináta
1
24,0
2
23,3
3
23,0
4
22,7
5
24,2
6
23,2
7
21,9
X
koordináta
111,0
112,4
110,6
111,9
114,4
113,6
114,4
Térinformatikai rendszerek
75
RASZTERES ADATMODELLEK
MEGHATÁROZÁS:
homogén tartalmú (tematikájú) részekre osztott (mozaikokra tesszelációkra) terület
 objektumok geometriájának leírása (Bárhol mi van?)
 egy vizsgált terület egészét, folytatólagos 2D-s szabályos
négyszögű felbontással történő lefedése
lefedő idomok: képelemek (picture elements: pixelek)
mátrixként is felfogható vonatkoztatási rendszer
raszter alapú rendszerek jellemzője: a rendszer felbontása
attribútumok a képelemekhez (pixelekhez) kapcsolódnak
annyi attribútum, ahány pixelből áll a térkép
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
76
RASZTERES ÁLLOMÁNYOK
LÉTREHOZÁSA
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
77
RASZTERES ÁLLOMÁNYOK
LÉTREHOZÁSA (2)
Egy pixelhez két érték is tartozik
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
78
RASZTERES ÁLLOMÁNYOK
LÉTREHOZÁSA (3)
 rácsháló fektetése a térképre
 raszterelemek kódolása: melyik területfolt foglalja el a legnagyobb területet
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
79
RASZTERES ÁLLOMÁNYOK
TÁROLÁSA

cellánkénti adatbevítel  hatalmas adatmennyíség
( 30 x 30 km – es űrfelvétel 3 x 3 felbontásban 10 cellát tartalmaz, 256 színárnyalattal
2,5 GB tárkapacitásra van szükség)

tárolási módozatok:
(raszteradatok tárolása sorról - sorra, a bal felső saroktól kezdve)
 lineáris adatok kezelése



sorozathossz kódolás
lánckódolás (chain coding)
futáshossz kódolás (run lenght encoding)
 areális adatok kezelése

területfolt kódolás – faszerkezet alapján történő modellezése
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
80
TÁROLÁSI MÓDOZATOK
lánckódolás (chain coding)
(lineáris vonalszerű alakzatok kódolása)
2
3
4
1
3
5
6
2
1
7
8
4
2,1,2,1,1,4,4,1,4,1
Gábor Dénes Főiskola
• abszolút koordináták helyett
• 4 vagy 8 irányvektor
bevezetésével
• relatív koordináta
• kezdő raszterelem helyzete
(aij)
• raszter/vektor keverék
2,1,2,8,7,8
Térinformatikai rendszerek
81
TÁROLÁSI MÓDOZATOK (2)
futáshossz kódolás (run lenght encoding)
(vonalas alakzat teljes hosszában ugyanazt az értéket hordozza, adathosszkódolás)
•raszterszámpárok
•változás helye
•cellák száma
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
82
TÁROLÁSI MÓDOZATOK (3)
területfolt kódolás




egy - egy területfolthoz tartozás igen - nem (0 -1) lehetőséggel történő kódolása
raszterből négyfa (a felosztás olyan mint egy fa, minden szint 4 fele ágazik)
felosztási elv az objektumok előfordulása és tulajdonságán alapul
azonos értékeket tartalmazó helyek felkutatása
33
30
32
313 312
2
0
310 311
0
1
1
•az adott tartalmú pixel megtalálása
•keresési irány a fa tetejétől indul
2
3
31
313
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
83
TESSZELÁCIÓS ADATMODELLEK



tesszeláció (mozaik) bármilyen hálószerű térszerkezet
2D, 3D térben elhelyezett geometriai elemek:
- szabályos sokszögek
- szabálytalan sokszögek
folytatólagos vagy rekurzív felbontás
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
84
SZABÁLYTALAN TESSZELÁCIÓK
 TIN (Triangulated Irregular Network)
–
–
–
–
–
(szabálytalan négyszög, háromszög)
szabálytalan háromszögekkel lefedett térbeli felület
a mintapontok egyenesekkel vannak összekötve
mozaikszerű felület minden darabja illeszkedik a szomszédos
darabhoz
dőlés, irány és területtulajdonságokkal rendelkező poligonok
felhasználási terület: diszkrét pontokban adott kétváltozós
függvények megjelenítése és interpolációja
(pl. hőmérséklet vagy magasság térbeli eloszlása)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
85
SZABÁLYTALAN TESSZELÁCIÓK (2)

TIN (Triangulated Irregular Network)
21,7
18,3
21,2
19,6
19,9
20,4
21,6
21,8
21,8
23,0
23,5
24,1
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
86
SZABÁLYTALAN TESSZELÁCIÓK (3)

THIESSEN-poligon
(változó poligonháló)
–
–
–
–
a diszkrét pontok legszűkebb környezetét alkotják
a vizsgált területet hézagmentesen lefedő poligonok
meghatározható, hogy adott koordináta, melyik
poligonhoz tartozik
felhasználási terület: térbeli elemzések
(pl. optimális körzetek kijelölése, interpoláció)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
87
ADATMODELL ÁTALAKÍTÁSOK
VEKTOR
Gábor Dénes Főiskola
RASZTER
Térinformatikai rendszerek
88
HIBRID ADATMODELLEK

VEKTOROS RENDSZEREK
raszter - vektor konverziós szolgáltatás lehetősége: vektorizálás

RASZTERES RENDSZEREK
vektor - raszter konverziós szolgáltatás lehetősége: raszterizálás

HIBRID ADATMODELLT ALKALMAZÓ RENDSZER
használati okokból nem mindig célszerű valamennyi adatot
egyik, vagy másik rendszerbe átalakítani akkor hibrid rendszerek
jönnek létre (pl. egy alapvetően raszteres rendszerben az utakat
vektoros formában tároljuk)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
89
DIGITÁLIS
DOMBORZATMODELLEZÉS
DTM (Digital Terrain Model):
3D számítógépes adatkezelési módszer
vízszintes koordinátákhoz hozzárendelve tároljuk a magasságadatot
DEM (Digital Elevation Model):
csak magassági adatok tárolása
raszteres (négyszögháló) és vektoros (TIN) adatmodell
DLM (Digital Landscape Model):
magassági adatok mellett területhasználati kategóriák tárolása
(pld. felszínt borító növényzet)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
90
DIGITÁLIS TEREPMODELLEK
(DTM)


a domborzat kvantitatív ábrázolása a számítógépen
a terep perspektív képének előállítása
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
91
DTM-ek ELŐÁLLÍTÁSA
 nyomtatott szintvonalak átalakításával (Hornsby, Harris, 1992)


szkennelt eredményraszter vektorizálása,
rácspontok magassági értékeinek interpolálása
 fotogrammetria segítségével
objektumok térbeli helyzetének, kiterjedésének, méretének fényképek
alapján történő meghatározása (fényképről történő mérés)
 fényképek elkészítése
 geometriai összefüggések számszerű adatainak meghatározása
 fénykép térbeli elhelyezése
 helymeghatározás
 a nyert helymeghatározó adatok feldolgozása
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
92
FOTOGRAMMETRIA MÓDSZEREINEK
ELJÁRÁSAINAK CSOPORTOSÍTÁSA
FELVÉTEL HELYE SZERINT:
 földi
 légi fotogrammetria
KIDOLGOZÁS SZERINT:
 egyképes
 kétképes, térhatású (sztereofotogrammetria)
FELDOLGOZÁS MÓDJA SZERINT
 grafikus
 analtikus
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
93
DTM MODELLEK –
TÉRBELI INTERPOLLÁCIÓK




szintvonal adatok grafikus megjelenítése
a felület valamely jellemzőjének kiszámítása egy adott
pontban
térbeli jelenségek lehatárolása
környezeti hatásvizsgálatok
 terepi jellemzők meghatározása:




tetszőleges pont magassága, dőlés és iránya
vízgyűjtő területek és vízválasztók
csatornahálózatok, csúcsok, mélyedések, egyéb felszíni
formák
hidrológiai funkciók modellezése
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
94
ELEMZÉSEK A TÉRINFORMATIKÁBAN
 AZ ADATELEMZÉS CÉLJA:
 térbeli és leíró adatok összekapcsolása
 hatékonyabb és gyorsabb keresés a földrajzi adatbázisban
 többszörös kereszthivatkozások lehetősége
 AZ ADATELEMZÉS LÉPÉSEI:
 az adatok kiválasztása – adatok keresése  kereső nyelvek
 megfelelő elemzési műveletek elvégzése

objektumok geometriai helyzete

objektumok attribútumai alapján
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
95
TÉRBELI ADATOK ÖSSZEKAPCSOLÁSA
megfeleltetés
térbeli adatok
leíró adatok
kapcsolatok
származtatás
hierarchikus
Gábor Dénes Főiskola
poligon overlay
Térinformatikai rendszerek
96
MEGFELELTETÉS
223344
112233
223344
334455
445566
556677
667788
szántóföld
erdő
tó
szántóföld
út
szántóföld
112233
1. tulajdonos
2. tulajdonos
Önkormányzat
3. tulajdonos
Önkormányzat
4. tulajdonos
445566
334455
667788
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
97
HIERARCHIKUS KAPCSOLAT
Alsóőr
Felsőőr
234 567
345 678
23 456
34 567
223344
Alsóőr
112233
112233
223344
334455
445566
556677
667788
szántóföld
erdő
tó
szántóföld
út
szántóföld
445566
1. tulajdonos
2. tulajdonos
Önkormányzat
3. tulajdonos
Önkormányzat
4. tulajdonos
Felsőőr
334455
667788
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
98
TÉRKÉPI ALGEBRA
(1) Átkódolás-transzformáció:
egy fedvény pixeljeinek értékét valamely transzferfüggvény által megadott
hozzárendelés alapján új értékkel helyettesítjük
átkódolás
y=x–a
(minden pixel értékét a-val csökkentjük)
osztályba sorolás
sorba rendezés és átkódolás
transzformáció transzferfüggvény alapján
y = 3x
küszöbérték megadása y = 0, ha x < a
y = x, ha x > a
kiválasztás (slicing, szelekció) y = 0, ha a < x < b
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek
99
TÉRKÉPI ALGEBRA (2)
(2) Eltolás (transzláció):
egy fedvény raszterelemeinek értékét valamely értékkel, valamilyen
irányban (É - K - D - Ny) párhuzamosan eltoljuk
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 100
TÉRKÉPI ALGEBRA (3)
(3) Aritmetikai műveletek:
a) ÖSSZEADÁS
0
1
1
0
1
1
0
0
1
2
1
0
1
1
1
0
1
0
1
0
2
1
2
0
0
1
1
1
1
2
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
+
Gábor Dénes Főiskola
0
1
1
0
1
1
0
0
=
Térinformatikai rendszerek 101
TÉRKÉPI ALGEBRA (4)
(3) Aritmetikai műveletek:
b) SZORZÁS
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
x
Gábor Dénes Főiskola
0
1
1
0
1
1
0
0
=
Térinformatikai rendszerek 102
TÉRKÉPI ALGEBRA (5)
(4)
Logikai műveletek:
a) TAGADÁS

Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 103
TÉRKÉPI ALGEBRA (6)
(4)
Logikai műveletek:
b) ÉS , VAGY
A
B
Gábor Dénes Főiskola
A
A
ÉS
B
VAGY
B
Térinformatikai rendszerek 104
EGYENLŐSÉGEK ÉS EGYENLŐTLENSÉGEK
SQL-nyelv logikai műveletein alapuló keresések:




egyenlő
nem egyenlő
 oszlopfüggvények:
 átlag képzés
 legkisebb érték képzés
kisebb vagy egyenlő
 legnagyobb érték képzés
nagyobb vagy egyenlő
 szélső érték képzés
<
kisebb mint
>
nagyobb mint
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 105
MŰVELETEK HALMAZOKKAL
 MŰVELETEK ÉLESEN ELHATÁROLT HALMAZOKKAL
HALMAZ: bizonyos tulajdonságokkal rendelkező egyedek (objektumok):




metszet
egyesítés
különbség
diszkrepancia
 MŰVELETEK NEM ÉLESEN ELHATÁROLT (FUZZY-)
HALMAZOKKAL
 tagsági függvény [ A fuzzy-halmaz d elemei, h(d) tagsági értékei ]
1
0
Gábor Dénes Főiskola
1
0
Térinformatikai rendszerek
106
FELÜLETEK METSZÉSE
METSZÉS ( POLIGON OVERLAY)
forgácspoligonok keletkezése poligonmetszetéskor Vektor modell estében
ini
n
iii
i
iin
nnn
ni
in
nn
ii
ini
ni
Gábor Dénes Főiskola
inn
Térinformatikai rendszerek 107
FELÜLETEK METSZÉSE (2)
METSZÉS ( POLIGON OVERLAY)
Raszter modell estében különböző rétegek kompozitja keletkezik
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 108
TÉRKÉPSZELVÉNYEKKEL VÉGZETT
MŰVELETEK
 méretarány-változtatás
 torzulások csökkentése (transzformációkkal,
ismert pontok alapján)
 vetületi és vonatkozási rendszer megváltoztatása
 koordináta-rendszer eltolása, elforgatása
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 109
MÉRETARÁNY - VÁLTOZTATÁS
b
a
b
a
c
Gábor Dénes Főiskola
c
Térinformatikai rendszerek 110
TORZULÁSOK CSÖKKENTÉSE
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 111
VETÜLETI RENDSZER VÁLTOZTATÁSA
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 112
MATEMATIKAI STATISZTIKAI
MŰVELETEK

adatok eloszlásának, sűrűségének jellemzése (hisztogram)

két változó kapcsolatát jellemző paraméterek meghatározása

statisztikai hipotézisek

lineáris regresszió

legkisebb négyzetek módszere

interpolációs eljárások

szűrési eljárások
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 113
ÖSSZETETT MŰVELETEK
1.
blow-shrink (duzzasztás - zsugoritás) módszer
2. area-flooding (területkiterjesztés) módszere
3.
távolsági műveletek (pufferzóna, védőterület kialakítás)
4.
szomszédsági műveletek
(neighborhood operations, local context operators)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 114
ÖVEZET (PUFFERZÓNA) GENERÁLÁS
adott távolságra elhelyezkedő új poligon (övezet) meghatározás
eredeti pontok vonalak és poligonok alapján előállított új poligon
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 115
HÁLÓZATELEMZÉSI FUNKCIÓK
 legrövidebb útvonal megkeresése
 legközelebbi szomszéd megkeresése
 analízis és szimuláció a hálózat bővítéséhez
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 116
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
FELÉPÍTÉSE
•
•
•
•
Hardver eszközök
Térbeli és szöveges
adatkezelő
Szoftverek
Adatok (geometriai,
attribútum és
grafikai)
Felhasználók
Gábor Dénes Főiskola
100
10
1
Térinformatikai rendszerek 117
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
SZOFTVEREI
 a térinformatikai szoftver fontosabb funkciói:
a) Térbeli adatok bevitele és modellezése:
 transzformációk
 digitalizálás
 poligonizáció
 objektumok előállítása
 geodéziai adatok feldolgozása
 geometriai simítások
 térképszelvények illesztése
 adatkonverziók
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 118
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
SZOFTVEREI
 a térinformatikai szoftver fontosabb funkciói:
b) Térbeli adatok feldolgozása, adatelemzés
 lekérdezés
 övezetek, pufferzónák generálása
 poligon metszés
 interpolálás, generalizáció
 statisztikai műveletek
 modellező, elemző funkciók
 képfeldolgozás és távérzékelt adatok feldolgozása
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 119
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
SZOFTVEREI
 a térinformatikai szoftver fontosabb funkciói:
c)



Output funkciók
megjelenítés
különböző grafikus szimbólumok felhasználási lehetőségei
eredménytérképek rajzolása, jelkulcsolás
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 120
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
FUNKCIONÁLIS EGYSÉGEI
 ADATRENDSZER
 adatbevitel
 adatátalakítás
 adattárolás
 FELDOLGOZÁSI RENDSZER
 adatfeldolgozás
 adatelemzés
 ADATMEGJELENÍTÉS
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 121
ADATBEVITELI ESZKÖZÖK
 DIGITALIZÁLÓTÁBLA
felbontása: 0,05 – 0,1 mm
vonalkövetés során szabályos időközökben történő
leolvasás (0,5 – 1 mp)
 SZKENNEREK (LETAPOGATÓK)
felbontása: 300 – 5000 dpi
 DIGITÁLIS KEMERÁK
 LEVILÁGÍTÓK
felbontása: 1200 – 2540 dpi
filmszélesség: 300 – 350 mm
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 122
FÖLDMÉRÉSI ADATBEVITELI
ESZKÖZÖK
 klasszikus földmérő eszközök
•
•
szintező
tahiméter (a bemért pontoknak nemcsak vízszintes adatait hanem
magassági adatait is szolgáltató eszköz)
 GPS
 fotogrammetria eszközei
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 123
ADATBEVITELI MEGJELENÍTÉS
Szelvényezés nélküli térképezés
Szabad méretarány-változtatás
Raszteres, vektoros ábrázolás
Animációk
Három dimenziós megjelenítés
Nyomtathatósági korlátoktól független grafika
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 124
ADATBEVITELI MEGJELENÍTÉS (2)
Szöveges: jelentés (report)
 leválogatott adatok (pl. térbeli feltételek alapján)
 származtatok adatok
Grafikus
 térképek (2D)
 származtatott, tematikus térképek
 metszetek, perspektív ábrázolás (3D)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 125
ADATBEVITELI MEGJELENÍTÉS (3)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 126
ADATMINŐSÉG
ISO
MINŐSÉG ELLENÖRZÉS
(qaulity controll)
Gábor Dénes Főiskola
MINŐSÉG BIZTOSITÁS
(quality assurence)
MINŐSÉG MENEDZSMENT
(quality managament)
Térinformatikai rendszerek 127
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
MINŐSÉGE
 adatok minőséget befolyásoló tényezők:

vevők tényleges igényei

a termék vagy szolgáltatás jellemzői

költségek

megvalósíthatóság

rendelkezésre álló idő
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 128
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
ADATMINŐSÉGÉT BEFOLYÁSOLÓ
TÉNYEZŐK
MINŐSÉGI
Q modell
Q – modulok
Eredet
Geometria
Osztályba sorolás
Attribútum
Konzisztencia
Teljesség
Aktualitás
Q – formátumok
Szöveges leírás
Mérőszámok
Belső vizsgálati jelentés
Külső vizsgálati jelentés
Minőségi fólia
Gábor Dénes Főiskola
Q – vonatkozások
Teljes adatállomány
Téma
Kiválasztott terület
Bizonyos objektumok
Bizonyos attribútumok
Térinformatikai rendszerek 129
NEM MEGFELELŐ ADATMINŐSÉGŰ
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
 hibás döntést eredményezhetnek
 jogi következményekkel járhat
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 130
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
ADATBÁZISÁNAK LEHETSÉGES HIBAFORRÁSAI
A) a térinformációs rendszerben végzett műveletektől
független hibák:
1)
különböző elsődleges adatnyerést szolgáló eljárások hibái



2)
a másodlagos adatforrások hibái


3)
4)
a felhasznált műszerek hibáiból
a mérési eljárásból
a mérési körülményektől
a térképkészítés során létrejött eltérés (hibás alappont, rossz mérés)
a térképekkel végzett valamilyen művelet
a valóság megváltozása
az adatnyerés nem megfelelő kiterjedése vagy felbontása
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 131
TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK
ADATBÁZISÁNAK LEHETSÉGES HIBAFORRÁSAI
B) A térinformációs rendszerben végzett műveletekből
adódó hibák:
1)
adatbeviteli hibák


2)
3)
adattárolási hibák
adatkezelési és adatelemzési hibák


4)
digitalizálási hibák
attribútumadatok bevitelének hibái
raszter-vektor átalakítás
vektor-raszter átalakítás
adatmegjelenítési hibák
C) Adatgyűjtési hibák
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 132
SZABVÁNYOK
DIGEST
(Digital Geographic Information Exchange Standard)
CEN/TC-287
ISO/TC-211
MSZ 7772
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 133
ÁLLOMÁNYFORMÁTUMOK
A DIGITÁLIS KARTOGRÁFIÁBAN
RASZTERES FORMÁTUMOK
 JELLEMZŐJE:
a felbontás, mértékegysége: [dpi ]
(dot per inch : 25,4 mm belül hány képpont van)
térbeli felbontás (lefedett terület nagysága)
spektrális felbontás (érzékelt hullámhossz tartomány)
időbeli felbontás (műholdpálya függvénye, a visszatérési
gyakoriság)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 134
KÉPMÉRET KÜLÖNFÉLE
FELBONTÁSBAN ÉS SZÍNMÉLYSÉGBEN
10x10
cm-es kép
1 bit
100 dpi
300 dpi
600 dpi
2400 dpi
20 KB
171 KB
683 KB
10,9 MB
152 KB
1,33 MB
5,32 MB
85,1 MB
455 KB
3,99 MB
16,0 MB
256 MB
607 KB
5,32 MB
21,3 MB
340 MB
bitmap
8 bit
gray scale
24 bit
RGB
32 bit
CMYK
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 135
RASZTERES ÁLLOMÁNYOK
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
TIFF (Tagged Image File Format)
BMP
PCX (Zsoft Paintbrush)
GIF (Compuserve Graphic Interchange Format)
JPG (Joint Photographics Experts Group)
PNG (Portable Network Graphics)
MAC Paint
TGA (Truevision Targa)
PHOTO CD (Eastman Kodak)
FlashPix (FPX)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 136
VEKTOROS ÁLLOMÁNYOK
az egyes rajzi objektumok koordinátákkal együtt történő tárolása
•
•
•
•
•
•
•
DXF (Autodesk Drawing Exhange Format)
DWG
HPGL (Hewlet-Packard Graphic Language)
HPPCL (Hewlet-Packard Printer Control Language)
Mapinfo MIF
Microstation DGN
ArcView SHP
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 137
METAFILE ÁLLOMÁNYOK
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
CGM (Computer Graphics Metafile)
WMF (Window Metafile)
EMF (Enhanced Metafile)
Mac PICT
Postscript (DTP)
Adobe Acrobat (PDF)
WPG (WordPerfect Graphic)
CDR, CMX (CorelDraw)
FH5, FH7, FH8 (Macromedia Freehand)
DRW (Micrografx)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 138
MAGYARORSZÁGI DIGITÁLIS
TÉRKÉPEK
DTA-100: Magyarország 1:100 000 méretarányú
digitális topográfiai térképe (raszteres és
vektoros
állományok,
DTM
digitális
terepmodell, jelkulcs)
DTA-200: Magyarország 1:200 000 méretarányú
digitális topográfiai térképe (DXF vektoros
állomány, úthálózat, vasútvonalak, települések
és azok nevei, vízrajz és a vízrajzi elemek nevei,
ország és megyehatárok)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 139
MAGYARORSZÁGI DIGITÁLIS
TÉRKÉPEK
DTA-50:
Magyarország 1: 50 000 000
méretarányú, csökkentett tartalmú digitális
topográfiai térképe (vektoros állomány, DXF,
DGN, ArcInfo és MapInfo formátumban)
OTAB: Országos Térinformatikai Alapadatbázis
(3 részletes, áttekintő és szemléltető szinten,
vízrajzi,
közlekedési,
létesítményekre,
településekre, határokra vonatkozó tartalommal,
DXF, DWG, MapInfo, DGN vektoros
formátumban)
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 140
MAGYARORSZÁGI DIGITÁLIS ALAPTÉRKÉP
Geodéziai
Pontok
Földmérési
alaptérkép
Határok
Épületek,
építmények
DAT: alakzatok leképzésének szabályai:
DIGITÁLIS
ALAPTÉRKÉP
Közlekedési
létesítmények
DAT fogalmi modell (MSZ-7772-1 szabvány)
Távvezetékek
DAT1 szabályzat: DAT előállítása, adatcsere
formátuma, stb.
Magyar Térinformatikai Adatcsere-formátum
(MSZ 7771)
Vizek, vízügyi
Domborzat
Területkategó
-riák.
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 141
A TÉRINFORMATIKA GYAKORLATI
ALKALMAZÁSAI
 AZ ALKALMAZÁS ELSŐDLEGES CÉLJA SZERINT

kormányzati térinformációs rendszerek

ellenőrző és irányító rendszerek

környezetvédelmi, monitoring rendszerek

természeti erőforrás–, feltárás-, gazdálkodási rendszerek

önkormányzati térinformációs rendszerek

közművek térinformációs rendszerei

közlekedési térinformációs rendszerek

üzleti tevékenységi térinformációs rendszerek

oktatás és kutatás
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 142
A TÉRINFORMATIKA GYAKORLATI ALKALMAZÁSAI





AZ ALKALMAZÁS TERMÉSZETI JELLEGE SZERINT
meteorológiai
hidrológiai
geológiai
talajtani






AZ ALKALMAZÁSI TERÜLET CÉLJA SZERINT
közlekedési
földügyi (Land Information System, LIS)
régészeti
banki
önkormányzati
Gábor Dénes Főiskola
Térinformatikai rendszerek 143