Úvod do problematiky GIS Abstrakcia reality, organiz ácia priestorových údajov v počítači

2. Úvod do problematiky GIS Abstrakcia reality, organizácia priestorových údajov v počítači Princípy vektorovej reprezentácie Princípy rastrovej reprezentácie Povrchy – digitálne modely terénu

3. Úvod do problematiky GIS Abstrakcia reality, organizácia priestorových údajov v počítači Princípy vektorovej reprezentácie Princípy rastrovej reprezentácie Povrchy – digitálne modely terénu

5. Podstata problému: Vyriešiť reprezentáciu objektov z geosféry – geoobjektov v počítačovom prostredí Vytvoriť digitálny model - reprezentáciu týchto objektov Model – zjednodušenie reálneho objektu - zachovanie základných, podstatných vlatností - zložitosť, komplexnosť geoobjektov Komplexnosť, zložitosť vyplýva z potreby uložiť, modelovať - polohu - priestorové vzťahy - atribúty, vlastnosti - dynamiku, časové zmeny

6. Mapa ako špecifický typ modelu

7. Proces tvorby digitálnych reprezentáci, podľa Rapanta, 1999 Tvorba predstavy na základe pozorovania reality Tvorba mapy na základe predstavy Tvorba GIS na základe mapových modelov

8. Rene van den Schans, 1990: The WDGM model, a formal system view on GIS W M G D reálny svet mentálne grafické digitálne reprezentácie reprezentácie reprezentácie W WW WM WG WD erózia pozorovanie fotografovanie senzory DPZ M MW MM MG MD budovanie komunikácia kreslenie klavesnica, kurzor G GW GM GG GD ??? čítanie mapy reprografia scanovanie D DW DM DG DD NC stroje nevizuálne vizualizácia simulácie, skúmanie dát prenos dát

9. Špecifiká priestorových údajov Úrovne abstrakcie reality Prístupy k spracovaniu údajov na počítači Databázové modely Výber štruktúr pre potreby GIS Stratégie uloženia údajov – vývojové generácie

10. Špecifiká priestorových údajov Úrovne abstrakcie reality Prístupy k spracovaniu údajov na počítači Databázové modely Výber štruktúr pre potreby GIS Stratégie uloženia údajov – vývojové generácie

11. Definovanie polohy Priestorová poloha – určujúca charakteristika pre všetky geoobjekty Jednoznačné definovanie polohy – súradnicový systém Požiadavky na spôsob definovania polohy: jednoznačnosť kvantifikovateľnosť merateľnosť – metrika Metrika – vzdialenosť ako funkcia polohy d (s,t) > 0, ak d (s,t) = 0 potom s = t d (s,t) = d (t,s) d (s,t) < d (s,k) + d (k,t)

12. Množiny Algebraické Kombinatorické Relácie Grafy Topologické priestory Bodové Metrické Euklidovské Funkcie Hierarchické členenie priestorov, podľa Rapanta, 1999

13. Geografický S S Zemské teleso Karteziánsky S S Absolútne Kontinuálne Kartografický S S - Rovina Globálne Sférický grid Zemské teleso Absolútne Diskrétne Rovinný grid Rovina Priame Lokálny S S Rovina Absolútne Inž. Siete Rovina Kontinuálne Relatívne Staničenie Línia Lokálne Rovinný grid Rovina Absolútne Diskrétne Definovanie polohy

14. Definovanie polohy

15. Definovanie polohy Mapové projekcie podľa zobrazovacej roviny

17. Křovákovo zobrazenie - SJTSK Gauss-Krugerovo zobrazenie

19. Geometrický popis geoobjektov Geometrické modelovanie – zjednodušovanie reality Geometrická dimenzionalita 0D objekty 1D objekty – majú dĺžku 2D objekty – majú plochu 3D objekty – majú objem a povrch So zmenou mierky, úrovňou detailu sa geometrická dimenzia geoobjektu v modeli môže meniť

20. Topológia – topologický popis - priestorové vzťahy reálnych geoobjektov, ich modelov alebo ich stavebných častí V realite identifikované pomocou myslenia, abstrakcie, skúseností pozorovateľa Počítačové prostredie vyžaduje formalizáciu Reálne priestorové vzťahy: spojitosť, nadväznosť orientácia, smer priľahlosť, susednosť obsiahnutosť Zvyčajne sa explicitne nezaznamenávajú GIS majú nástroje na ich identifikáciu

21. Topológia Špeciálne chápanie v GIS – vektorová reprezentácia - vzťahy medzi stavebnými prvkami modelu Topologická dimenzionalita 0D objekty – uzly 1D objekty – spojnice, hrany 2D objekty – polygóny 3D objekty – telesá, povrchy

22. Atribúty – tématická časť popisu geoobjektov „Atribútová dimenzionalita“ Hodnoty atribútov sú vyberané z prípustného oboru – domény Typy domén – stupnice – mierky Nominálne – typické kvality Poradia Intervalové Ordinárne pomerné – typické kvantity

23. Dynamika – časová zložka popisu geoobjektov Zatiaľ vo vývoji Môže byť chápaná ako samostatná zložka alebo v nadväznosti na predchádzajúce časti popisu geoobjektu: zmeny polohy, veľkosti v čase zmeny priestorových vzťahov v čase zmeny vlastností v čase Zatiaľ v praxi záznam o aktuálnosti – časovej platnosti

24. Špecifiká priestorových údajov Úrovne abstrakcie reality Prístupy k spracovaniu údajov na počítači Databázové modely Výber štruktúr pre potreby GIS Stratégie uloženia údajov – vývojové generácie

26. Úrovne abstrakcie reality podľa Peuquet a Marble, 1990

27. Úrovne abstrakcie reality podľa Laurini a Thompson, 1994

29. Špecifiká priestorových údajov Úrovne abstrakcie reality Prístupy k spracovaniu údajov na počítači Databázové modely Výber štruktúr pre potreby GIS Stratégie uloženia údajov – vývojové generácie

30. AGENDOVE SPRACOVANIE DATABAZOVE SPRACOVANIE

31. Nevýhody agendového spracovania: redundantnosť strata integrity strata nezávislosti strata bezpečnosti Výhody databázového spracovania: centralizované riadenie nezávislosť dát od aplikácií priamy užívateľský prístup zníženie redundancie užívateľské pohľady na dáta programovací, dotazovací jazyk

32. ANSI SPARC architektúra

33. Špecifiká priestorových údajov Úrovne abstrakcie reality Prístupy k spracovaniu údajov na počítači Databázové modely Výber štruktúr pre potreby GIS Stratégie uloženia údajov – vývojové generácie

34. Model dát - konceptuálna, pojmová organizácia údajov, spôsob popisu a manipulácie s údajmi databázy Počítačový súbor Položka Položka Položka Položka priezvisko meno ročník predmet 1. Záznam č.1. Zelený Michal 1. GIS Záznam č.2. Slovák Ján 1. GIS Záznam č.3. Bystrický Jozef 1. DPZ Záznam č.1. Mokrá Katarína 1. GIS

35. Hierarchický datový model

36. Sieťový datový model

37. Relačný datový model

39. Špecifiká priestorových údajov Úrovne abstrakcie reality Prístupy k spracovaniu údajov na počítači Databázové modely Výber štruktúr pre potreby GIS Stratégie uloženia údajov – vývojové generácie

40. Výhody architektúry GIS s využitím DBMS (relačného) Spôsob využitia dát nezávisí od spôsobu uloženia Sú k dispozícií automatizované nástroje na manipuláciu s datami Explicitné definovanie vzťahov medzi lokalizačnými a atribútovými údajmi Lepšie riadenie integrity údajov štandardnými nástrojmi DBMS Nevýhody Problémy s premenlivou dĺžkou záznamov lokalizačných údajov Komplikovanejšia manipulácia Potreba väzieb na grafické operácie Potreba súčasnej práce s veľkým počtom súborov Zložitá ochrana údajov

41. Fragmentácia – roztrieštenie údajov do viacerých súborov

42. Využitie externého DBMS

43. Nevýhody relačného datového modelu pre potreby štrukturovania geografických údajov Logické modelovanie sa vzďaľuje od konceptuálneho (údaje jedného objektu sú vo viacerých relačných tabuľkách) Zložitá reprezentácia niektorých priestorových vzťahov Zložitá tvorba hierarchií objektov Objekty ako také nemajú explicitne pridelené kľúče Výhody priestorovo orientovaného prístupu Vyššia zhoda konceptuálneho a logického modelovania Jeden objekt = jeden súbor Jednoduché vytváranie hierarchií, odvodzovania a dedenie Objekty sú explicitne definované - identita, štruktúra, chovanie Zjednotenie manažovania polohových a atribútových údajov Integrovaný jazyk, komunikácia pomocou správ Jednoduché väzby na grafiku Zachovaná možnosť pracovať tradičným spôsobom

45. Špecifiká priestorových údajov Úrovne abstrakcie reality Prístupy k spracovaniu údajov na počítači Databázové modely Výber štruktúr pre potreby GIS Stratégie uloženia údajov – vývojové generácie

46. Vývojové generácie GIS (podľa spôsobu implementácie DBMS) Prvá generácia – bez DBMS Štruktúry bez atribútových súborov (rastrové) Štruktúry s jednoduchými “flat“ tabuľkami atribútov Druhá generácia – s relačnými DBMS Duálne systémy Integrované systémy Tretia generácia – s postrelačnými systémami Rozšírené relačné systémy Objektovo orientované systémy

47. Stratégia I. Druhá vývojová generácia GIS, Duálne systémy, podľa Raper, 1993

48. Stratégia II. Druhá vývojová generácia GIS, Integrované systémy, podľa Raper, 1993

49. Stratégia III. Tretia vývojová generácia GIS, podľa Raper, 1993