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