Wykorzystanie Geograficznych Systemów Informacji do
Download
Report
Transcript Wykorzystanie Geograficznych Systemów Informacji do
„Wykorzystanie Geograficznych Systemów
Informacji do inwentaryzacji sieci
kanalizacyjnej”
Przygotowali:
mgr inż. Katarzyna Wróbel
mgr inż. Marcin Bondyra
Podstawowe definicje
GIS (Geographical Information System) zaawansowane narzędzie komputerowe,
służące do pozyskiwania, magazynowania,
przetwarzania, wizualizacji, analizy i
interpretacji danych przestrzennych tworzącą
bazę danych.
Z definicji wynikają trzy główne cechy:
GIS udostępnia mechanizmy wprowadzania, gromadzenia
i przechowywania danych przestrzennych oraz
zarządzania nimi. Zapewnia ich spójność i pozwala na
wstępną weryfikację.
Na podstawie zgromadzonych danych możliwe jest
przeprowadzenie specyficznych analiz opierających się na
relacjach przestrzennych między obiektami.
Wyniki analiz przestrzennych przedstawione mogą być w
postaci opisowej, tabelarycznej bądź graficznej jako
mapy, wykresy lub rysunki w żądanej postaci.
Podstawowym i głównym zadaniem
GIS w przedsiębiorstwie wodociągowym
i kanalizacyjnym jest znaczne
usprawnienie procesu zarządzania
majątkiem sieciowym
Struktura systemu GIS
Baza danych (ang. data)
Sprzęt komputerowy (ang. hardware)
Oprogramowanie (ang. software)
Użytkownicy (ang. people)
Procesy i procedury (ang. processes)
Dane i źródła ich pozyskiwania:
Zdjęcia satelitarne i lotnicze
Odbiorniki GPS
Stacje pomiarowe i loggery
Pomiary bezpośrednie
Materiały i dokumentacja istniejąca
Państwowe zasoby danych oraz różnych instytucji
Roczniki statystyczne
Mapy numeryczne, papierowe
Plany
Internetowe bazy danych
Formaty danych:
Dane rastrowe
Dane wektorowe
Dane rastrowe
W formacie rastrowym obraz tworzony jest przez
piksele – najmniejsze elementy zobrazowania. Każdy
piksel będący kwadratem o określonym wymiarze
posiada odpowiednią wartość liczbową definiującą jego
barwę na ekranie monitora.
Dane rastrowe zapisywane są w postaci współrzędnych
x,y każdego piksela obrazu i odpowiadającej mu wartości
definiującej barwę (kolor, nasycenie, jasność)
W formacie rastrowym wykorzystywane są zeskanowane
mapy, zdjęcia lotnicze, satelitarne
Mapa rastrowa
Dane wektorowe
Mapa wektorowa składa się z grupy obiektów, które
są opisywane współrzędnymi w przyjętym układzie
współrzędnych. Można w ten sposób przedstawić dane
o wysokiej dokładności, np.: granice działek, zarysy
budynków, pasy ulic, sieci przesyłające wodę, gaz,
energię elektryczną itp.
Cechuje ją dowolna skalowność. Jej jakość nie zależy
od skali. Można ją w dowolny sposób zmieniać, nie
pogarszając widoczności, bowiem postać wektorowa
zapisywana jest w komputerze w skali 1:1
Mapa wektorowa
Typy obiektów wektorowych
(x, y)
Punkt (point) – położenie definiowane jest parą współrzędnych (x, y)
(x2, y2)
(x1, y1)
(x2, y2)
Linia (line) – definiowana jest dwiema parami współrzędnych
punktów: początkowego (x1, y1) i końcowego (x2, y2)
(x3, y3)
(x4, y4)
.. (xn, yn)
(x1, y1)
Polilinia (polyline) – definiowana jest n- parami współrzędnych
Punktów węzłowych: (x1, y1) ; (x2, y2); (x3, y3); (x4, y4) ...(xn, yn)
(x2, y2)
(x3, y3)
n=6
(x4, y4)
(x5, y5)
(x1, y1)
(x6, y6)
Poligon (region) – definiowany jest n - parami współrzędnych punktów
węzłowych: (x1, y1) ; (x2, y2); (x3, y3); (x4, y4); (x5, y5); ...(xn, yn) ;
gdzie :
n – liczba wierzchołków
Zalety modelu rastrowego
Prosta struktura danych;
Jednakowa wielkość elementów – ułatwiająca
modelowanie i symulacje komputerowe;
Wady modelu rastrowego
Zajmowanie znacznej ilości pamięci komputera;
Przybliżone wyniki obliczeń powierzchni i odległości;
Utrudniona analiza struktur sieciowych;
Utrudniona zmiana odwzorowania
Zalety modelu wektorowego
Zwarta struktura danych – niewielka ilość pamięci;
Dobre odtworzenie położenia obiektów;
Zachowanie topologii w modelach struktur sieciowych
Łatwa aktualizacja danych
Wady modelu wektorowego
Złożona struktura danych;
Utrudnione symulacje z uwagi na zróżnicowanie
typologiczne i topologiczne obiektów
Oprogramowanie
prawidłowo dobrane programy powinny realizować
następujące operacje:
wprowadzanie danych;
przechowywanie danych;
analiza;
tworzenie projektu końcowego;
ewentualne modelowanie
Na rynku istnieje wiele producentów
oprogramowań dla aplikacji GIS.
Do najbardziej popularnych należą:
ESRI
Autodesk
Intergraph
Bentley
i inne
Przykłady zastosowań GIS:
Działalność gospodarcza
Administracja i zarządzanie
Gospodarka morska
i śródlądowa
Publikowanie map
Geologia i wydobywanie surowców
Służby ratownicze
Zarządzanie kryzysowe
Agencje obrotu nieruchomościami
Rolnictwo
Ochrona środowiska
Gospodarka leśna
Transport
Planowanie przestrzenne
Zarządzanie infrastrukturą
Obronność
Turystyka i promowanie regionu
Istota projektu:
Stworzenie bazy danych, przy wykorzystaniu
aplikacji komputerowej Mb_GIS, która powiąże
dane opisowe elementów sieci kanalizacyjnej
z ich atrybutami geoprzestrzennymi na mapie
numerycznej.
Dzielnica
Cecha
A
100
B
80
C
80
50
D
Dzielnica C
Dzielnica D
Dzielnica B
Dzielnica A
Warstwa etykiet
Warstwa cech
Warstwa obszarów
Źródła pozyskiwania danych:
dokumentacja przedsiębiorstwa
materiały kartograficzne
mapy :
• zasadnicze
• numeryczne
inwentaryzacja
wiedza pracowników przedsiębiorstwa
Obraz 014
Obraz 021
Obraz 042
Obraz 043
Atrybuty przypisywane obiektom:
Dane ogólne
Parametry
Dane inwestycyjne
Dokumentacja
Dane ogólne:
rodzaj sieci, rodzaj elementu uzbrojenia oraz jego typ
miasto, dzielnica, ulica, nr posesji, nr lokalu
stan aktualny, roboczy elementu
lokalizacja, opis, stan realizacji
data rozpoczęcia lub zakończenia eksploatacji
numer środka trwałego
Parametry przewodów:
materiał, długość, średnica przewodu
typ kanału
rzędna wlotu i wylotu
rodzaj nawierzchni
źródło danych
Parametry studzienek:
typ studni oraz włazu
budowa oraz średnica
ilość wlotów i wylotów
rzędna dna studzienki i terenu
zagłębienie
rodzaj nawierzchni
źródło danych
Dane inwestycyjne:
inwestor, wykonawca, odbiorca, inspektor nadzoru,
kierownik budowy
dziennik nr, zakład, protokół odbioru technicznego, data
status prawny
decyzja urzędu gminy
uzgodnienia projektowe
Dokumentacja techniczna:
książka, plansza, teczka
nr inwentarzowy
nr środka trwałego, nr fabryczny
zakończenie budowy
Zamiana mapy rastrowej na
wektorową
Skanowanie map
Kalibracja wielopunktowa map w SuperEdit_PRO
Przerysowanie w programie Mb_GIS Utility
Kalibracja wielopunktowa map
jest procesem w wyniku którego,
zostaje usunięty problem deformacji
map powstałych w wyniku skanowani
z wykorzystaniem siatki kalibracji.
Modele Kalibracji
Dostępne modele kalibracji:
– Helmerta (min. 2 wektory korekcyjne)
– Afiniczny (min. 3 wektory korekcyjne)
– Biliniowy (min. 4 wektory korekcyjne)
– Bikwadratowy (min. 9 wektorów korekcyjnych)
– Bikubiczny (min. 16 wektorów korekcyjnych)
Dobór modelu dokonywany jest przede wszystkim
na podstawie ilości wektorów korekcyjnych jakie
możemy zdefiniować.
Kalibracja Mapy Rastrowej
Kalibracja mapy
polegała na:
• Ustaleniu
rozmiarów siatki
kalibracyjnej
• Określeniu
wektorów
kalibracyjnych
• Przeprowadzeniu
kalibracji
• Sprawdzeniu
wyników
Siatka Kalibracji
Ułatwia wprowadzanie dużej liczby
wektorów kalibracyjnych w sytuacjach,
gdy punkty docelowe rozłożone są w
sposób regularny w postaci
siatki punktów
Ustaleniu rozmiarów siatki kalibracyjnej
Naniesienie siatki
kalibracyjnej polega na
określeniu ile
wierzchołków mamy
do dyspozycji oraz
w jakiej odległości
od siebie się znajdują.
Dodatkowo musimy
określić punkt
wstawienia siatki,
z reguły jest to
lewy dolny róg siatki.
Określenie wektorów kalibracyjnych
Efekt kalibracji mapy
50m
Sprawdzenie wyników kalibracji
50m
50 x 50 = 2500m2
W celu dodatkowego
zweryfikowania
wyników można
dodać rysunek
wektorowy
i wykonać na nim
pomiary
potwierdzające
precyzje otrzymanej
mapy.
Wykorzystane oprogramowanie:
Program Mb_GIS Utility firmy MEGABIT Sp. z o.o.
(www.megabit.com.pl)
Możliwość dopasowania systemu do potrzeb
i wielkości firmy
Oprogramowanie dostępna jest w trzech wersjach:
Mb_GIS Utility
• Start Edition
• Standard Edition
• Enterprise Edition
!!! W dowolnym momencie istnieje możliwość
migracji do wyższej wersji systemu.
Program Mb_GIS Utility Start Edition
składa się z dwóch aplikacji:
Ewidencja - Awarie
Mb_ GIS Edytor
Ewidencja- Awarie
Po połączeniu kilku
rastrów w jeden oraz
zapisaniu podkładu
w formacie
wektorowym,
rozpoczęto rysowanie
a następnie
wprowadzanie
danych do bazy.
Opisano:
odcinki sanitarne oraz
studzienki
Korzyści z wdrożenia bazy danych GIS:
możliwość tworzenia i edytowania warstw mapy
numerycznej
scentralizowanie informacji i danych
(ułatwienie dostępu do danych oraz szybki przekaz informacji)
uwiarygodnienie danych
przeglądanie i analizowanie danych opisowych
(analizy statystyczne i przestrzenne stanu majątku sieciowego)
możliwość integracji systemu z bazą pomiarów
możliwość modelowania hydraulicznego sieci
Dziękujemy za uwagę