Outdated version of the documentation. Find the latest one here.

Prezentare GIS

gentlelogo

Obiective:

Înțelegerea a ceea ce este GIS și la ce poate fi folosit.

Cuvinte cheie:

GIS, Computer, Hărți, Date, Sistem de Informații Spațiale, Analiză

Prezentare generală

Așa cum folosim un procesor de text pentru a scrie documente, în același mod putem folosi o aplicație GIS pentru a organiza informațiile spațiale. GIS reprezintă un acronim pentru ‘Sistem de Informaţii Geografice’.

GIS este alcătuit din:

  • Date digitale — informațiile geografice pe care le veți afișa și

    le veți analiza folosind calculatoare și programe.

  • Echipamente de calcul — computere utilizate la stocarea, afișarea și procesarea datelor.

  • Programe de calculator — soft-uri care rulează pe echipamente de calcul și care vă permit să lucrați cu datele digitale. Un program de calculator care face parte din GIS se numește Aplicație GIS.

Cu o aplicație GIS se pot deschide hărți digitale de pe computer, se pot adăuga noi informații spațiale hărților existente, se pot tipări hărți personalizate și se poate efectua analiza spațială.

Să ne uităm la un mic exemplu, despre cum poate fi GIS util. Imaginați-vă că sunteți un lucrător în domeniul sănătății și faceți o notă, în care plasați data și locul de reședință al fiecărui pacient pe care-l tratați.

Longitudine

Latitudine

Boală

Dată

26.870436 -31.909519

Oreion

13/12/2008
26.868682 -31.909259

Oreion

24/12/2008
26.867707 -31.910494

Oreion

22/01/2009
26.854908 -31.920759

Pojar

11/01/2009
26.855817 -31.921929

Pojar

26/01/2009
26.852764 -31.921929

Pojar

10/02/2009
26.854778 -31.925112

Pojar

22/02/2009
26.869072 -31.911988

Oreion

02/02/2009
26.863354 -31.916406

Varicelă

26/02/2009

Dacă priviți tabelul de mai sus, veți observa rapid că au existat o mulțime de cazuri de rujeolă în ianuarie și februarie. Lucrătorul în sănătate a înregistrat locația casei fiecărui pacient, notând latitudinea și longitudinea în tabel. Folosind aceste date într-o aplicație GIS, putem înțelege repede mult mai multe despre modelul îmbolnăvirii:

Figure Patterns of illness:

../../_images/patterns_of_illness.png

Exemplu de înregistrare a bolilor într-o aplicație GIS. Este ușor de observat că pacienții cu oreion locuiesc toți aproape unul de altul.

Mai multe despre GIS

GIS este un domeniu relativ nou — a început în anii 1970. Aplicațiile GIS computerizate erau disponibile doar pentru companii și universități care dețineau echipamente informatice scumpe. În zilele noastre, oricine dispune de un calculator personal sau un laptop poate folosi software-ul GIS. În plus, de-a lungul timpului, aplicațiile GIS au devenit mai ușor de utilizat — chiar dacă e necesară o instruire solidă pentru utilizarea unei aplicații GIS, acest domeniu este mult mai ușor de abordat, atât pentru amatori cât și pentru utilizatorii ocazionali. Așa cum s-a specificat mai sus, GIS înseamnă mult mai mult decât un program, incluzând și toate aspectele legate de gestionarea și utilizarea datelor geografice digitale. În următoarele tutoriale ne vom concentra pe soft-ul GIS.

Ce este un software GIS / o aplicație GIS?

Puteți vedea un exemplu de felul cum arată o aplicație GIS în figure_gis_application. Aplicațiile GIS sunt în mod normal programe cere dispun de o interfață grafică, pe care utilizatorul o poate manipula cu ajutorul mouse-ul și tastatura. Aplicația oferă meniuri în partea superioară a ferestrei (File, Edit, etc), care, atunci când faceți clic cu mouse-ul, arată un panou de acțiuni. Aceste acțiuni oferă o modalitate de a indica aplicației GIS ceea ce intenționați să faceți. De exemplu, puteți utiliza meniurile pentru a spune aplicației GIS să adauge un nou strat.

Figure Menus in GIS Application:

../../_images/menus.png

Meniurile aplicațiile, când faceți clic cu mouse-ul, se extind pentru a afișa lista acțiunilor care pot fi efectuate.

Barele de instrumente (rânduri de imagini mici care pot fi accesate cu mouse-ul), sunt situate, în mod normal, chiar sub meniuri și oferă o modalitate mai rapidă de a apela acțiunile efectuate frecvent.

Figure Toolbars in GIS Application:

../../_images/toolbars.png

Barele de instrumente oferă acces rapid la funcțiile utilizate frecvent. Ținând mouse-ul peste o imagine vi se va spune, de obicei, ce urmează să se întâmple atunci când faceți clic pe ea.

O funcție comună aplicațiilor GIS o reprezintă afișarea straturilor hărții. Straturile hărții sunt stocate ca fișiere pe disc sau ca înregistrări într-o bază de date. În mod normal, fiecare strat de hartă va reprezenta ceva în lumea reală — cum ar fi un strat de drumuri, de exemplu, acesta conținând date despre rețeaua stradală.

Când deschideți un strat în aplicația GIS, acesta va apărea într-o vedere a hărții. În acest caz, vederea hărții va consta într-o reprezentare grafică a stratului dvs. Când adăugați mai mult de un strat unei vederi, straturile vor fi suprapuse, în ordine. Uitați-vă la figurile vederea_1, vederea_2, vederea_3 și vederea_4 pentru a vedea o hartă, la care mai multe straturi sunt adăugate, pe rând. Vederea are funcții importante, cum ar fi cea care vă permite mărirea sau micșorarea suprafeței vizualizate, sau deplasarea (panning) în cadrul hărții.

Figure Map View 1:

../../_images/map_view_towns.png

O vedere a unei hărți multi-strat. S-a adăugat un strat pentru orașe.

Figure Map View 2:

../../_images/map_view_schools.png

O vedere a unei hărți multi-strat. S-a adăugat un strat pentru școli.

Figure Map View 3:

../../_images/map_view_railways.png

O vedere a unei hărți multi-strat. S-a adăugat un strat pentru căi ferate.

Figure Map View 4:

../../_images/map_view_rivers.png

O vedere a unei hărți multi-strat. S-a adăugat un strat pentru râuri.

O altă caracteristică obișnuită a aplicațiilor GIS este legenda hărții. Legenda hărții futnizează o listă a straturilor care au fost încărcate în aplicația GIS. Spre deosebire de legenda unei hărți pe hârtie, legenda hărții, sau ‘lista de straturi’ din aplicația GIS, oferă o modalitate de a reordona, ascunde, afișa și grupa straturile. Schimbarea ordinii unui strat se face printr-un clic pe un strat din legendă, spoi, ținându-se apăsat butonul mouse-ului și trăgând stratul într-o poziție nouă. În figurile figure_map_legend_1 și figure_map_legend_2 legenda hărții este prezentată ca zona din partea stângă a ferestrei aplicației GIS. Prin schimbarea ordinii stratului, modul în care straturile sunt elaborate poate fi ajustat — în acest caz, astfel încât râurile să fie desenate deasupta drumurilor în loc de a se situa sub ele.

Figure Map Symbology 1:

../../_images/symbology1.png

Software-ul GIS vă permite să modificați cu ușurință simbologia — modul în care este afișată informația.

Figure Map Legend 1:

../../_images/map_legend_before.png

Schimbarea ordinii stratului ne permite ajustarea modului în care straturile sunt desenate. Înainte de a schimba ordinea stratului, râurile sunt desenate sub drumuri

Figure Map Legend 2:

../../_images/map_legend_after.png

Schimbarea ordinii stratului permite stabilirea modului în care acestea sunt desenate. După schimbarea ordinii stratului, râurile sunt desenate deasupra drumurilor.

Obținerea unei aplicații GIS pentru propriul computer(e)

Există multe aplicații GIS disponibile. Unele o serie de caracteristici sofisticate, costând zeci de mii de Ranzi. De asemenea, puteți alege o aplicație GIS gratuită. Decizia utilizării unei anumite aplicații GIS se face în funcție de câți bani dispuneți și de preferința personală. În aceste tutoriale, vom folosi aplicația QGIS. QGIS fiind complet gratuit. îl puteți copia și partaja cu prietenii, după dorință. Dacă ați primit acest tutorial în formă tipărită, ar trebui să fi primit și o copie de QGIS. În caz contrar, puteți vizita http://hub.qgis.org/projects/quantum-gis/wiki/Download pentru a descărca o copie gratuită, dacă aveți acces la internet.

Datele GIS

Acum, că știm ce este un GIS și ceea ce poate face o aplicație GIS, haideți să vorbim despre Datele GIS. Datele reprezintă un alt cuvânt pentru informații. Informațiile pe care le folosim într-un GIS au, în mod normal, un aspect geografic. Gândiți-vă la exemplul nostru de mai sus, cu privire la lucrătoarea în îngrijirea sănătății. Ea a creat un tabel pentru a înregistra bolile care arată astfel:

Longitudine

Latitudine

Boală

Dată

26.870436 -31.909519

Oreion

13/12/2008

Coloanele longitudine și latitudine conțin date geografice. Coloanele boala și data conțin date non-geografice.

O trăsătură comună a GIS este faptul că acestea vă permit să asociați informații (date non-geografice) cu locuri (date geografice). De fapt, aplicația GIS poate stoca mai multe piese de informații, care sunt asociate unor locuri — lucru la care hărțile de hârtie nu sunt foarte bune. De exemplu, asistenta medicală ar putea stoca vârsta și genul pacienților într-o tabelă. Când aplicația GIS desenează stratul, îi puteți indica să deseneze stratul în funcție de sex sau de tipul bolii, și așa mai departe. Deci, cu o aplicație GIS, avem o modalitate de a schimba cu ușurință aspectul hărților, creându-le pe baza datelor non-geografice asociate locațiilor.

Sistemele GIS lucrează cu mai multe tipuri diferite de date. Datele Vectoriale sunt stocate ca o serie de perechi de coordonate X, Y în interiorul memoriei calculatorului. Datele vectoriale sunt folosite pentru a reprezenta puncte, linii și suprafețe. Ilustrația figure_vector_data prezintă diferite tipuri de date vectoriale, așa cum se văd într-o aplicație GIS. În tutorialele care urmează vom explora datele vectoriale în detaliu.

Figure Vector Data 1:

../../_images/vector_data.png

Datele vectoriale sunt folosite pentru a reprezenta puncte (de exemplu, orașele), linii (de exemplu, râurile) și poligoane (de exemplu, limitele municipale).

Datele raster sunt stocate ca o grilă de valori. Există multe sateliți care înconjoară pământul, iar fotografiile pe care le iau sunt un tip de date raster care pot fi vizualizate într-un GIS. O diferență importantă între datele raster și cele vectoriale arată că, dacă măriți prea mult o imagine raster, ea va începe să apară ‘pătrăţoasă’ (a se vedea ilustrațiile figure_raster_data_1 și figure_raster_data_2). De fapt, aceste blocuri reprezintă celulele individuale ale rețelei de date care formează imaginea raster. Vom privi datele raster în detaliu, în tutorialele ulterioare.

Figure Raster Data 1:

../../_images/raster_data.png

Datele raster sunt adesea imagini luate din sateliți. Aici se pot vedea munții din Eastern Cape.

Figure Raster Data 2:

../../_images/raster_data_zoomed.png

Aceleași date raster, dar de data aceasta mărite. Se observă că datele sunt organizate într-o grilă.

Ce am învățat?

Să recapitulăm subiectele abordate în acest capitol:

  • Un GIS reprezintă un sistem alcătuit din hardware, software și date geografice.

  • O aplicație GIS vă permite să vizualizați datele geografice, reprezentând o parte importantă a GIS.

  • O aplicație GIS constă în mod normal dintr-o bară de meniuri, bare de instrumente , o vedere a hărții și o legendă.

  • Vectori și rasterele sunt datele geografice utilizate într-o aplicație GIS.

  • Date geografice pot avea date non-geografice.

Încercați acum!

Aici sunt câteva idei care pot fi testate împreună cu elevii dumneavoastră:

  • Geografie: descrieți conceptul de GIS elevilor dvs, cum s-a subliniat în acest tutorial. Cereți-le să se specifice 3 motive pentru care mai degrabă ar utiliza un GIS în locul hărților de hârtie. Iata câteva răspunsuri:

    • Aplicațiile GIS permit crearea mai multor tipuri diferite de hărți, pornind de la aceleași date.

    • GIS este un instrument bun pentru vizualizare, care vă poate arăta lucruri despre datele dvs și despre modul în care acestea sunt legate în spațiu (de exemplu, acele focare de boli pe care le-am văzut mai devreme).

    • Hărțile pe hârtie trebuie să fie împăturite, vizualizarea lor fiind consumatoare de timp. GIS poate stoca o cantitate foarte mare de date, permițând găsirea ușoară și rapidă a locului dorit.

  • Geografie: Puteți identifica, împreună cu elevii dvs., modalitățile în care datele raster provenite de la sateliți, v-ar putea fi de folos? Iată câteva idei:

    • În caz de dezastre naturale, datele raster pot fi utile în identificarea zonelor afectate. De exemplu, o imagine recent luată din satelit, în timpul unei inundații, pot arăta zonele în care oamenii ar putea necesita operațiuni de salvare.

    • Uneori oamenii fac lucruri dăunătoare mediului înconjurător, cum ar fi aruncarea produselor chimice periculoase care pot ucide flora și fauna. Folosirea datelor raster de la sateliți ne poate ajuta în monitorizarea acestor tipuri de probleme.

    • Urbaniștii pot folosi datele raster de la sateliți pentru a vedea unde sunt așezările informale și pentru a ajuta la planificarea infrastructurii acestora.

De reținut

Dacă nu aveți un calculator disponibil, multe dintre subiectele pe care le acoperim în acest tutorial pot fi reproduse folosind un proiector cu folii transparente, întrucât se folosește aceeași tehnică de stratificare a informațiilor. Cu toate acestea, pentru a înțelege corect GIS, este mai bine să învățați cu ajutorul unui calculator.

Lecturi suplimentare

Carte: Desktop GIS: Maparea planetei cu ajutorul instrumentelor cu sursă deschisă. Autor: Gary Sherman. ISBN: 9781934356067

Website: http://www.gisdevelopment.net/tutorials/tuman006.htm

Ghidul utilizatorului QGIS conține, de asemenea, informații detaliate cu privire la lucrul în QGIS.

Ce urmează?

În secțiunile care urmează vom intra în mai multe detalii, arătându-vă cum să folosiți o aplicație GIS. Toate tutorialele se vor face cu ajutorul QGIS. Mai departe, să ne uităm la vectori!