1. A térinformatikai rendszerek fogalma és összetevői, a helyhez kötött információk szerepe.

Átírás

1 1. A térinformatikai rendszerek fogalma és összetevői, a helyhez kötött információk szerepe. A térinformációs rendszerek fogalma: A helyhez kötött információk: nyerésére (input), I kezelésére (management), M elemzésére (analysis), A megjelenítésére (presentation) P szolgáló információs rendszereket térinformációs rendszereknek nevezik. A térinformációs rendszerek angol elnevezése: Geographical Information System (GIS). A térinformációs rendszerek elnevezésnek számos szinonimája használatos. Például: geoinformációs rendszer, térképalapú információs rendszer. Gyakran külön névvel jelölik a valamely konkrét célra létrehozott térinformációs rendszert is. Például: többcélú kataszter (Multipurpose Cadastre). A térinformációs rendszerek két specifikus sajátossága: a térbeli elemzésre és a vizuális megjelenítésre való alkalmasság. A térinformációs rendszerek alkotóelemei A térinformációs rendszerek alkotóelemeit az egyéb információs rendszerek alkotóelemeihez hasonlóan - a következő csoportokba oszthatjuk: hardver, szoftver, adatok, felhasználók. Az utóbbi években a felsorolt négy elemet a következőkel egészítik ki: eljárás, hálózat. Hardver A hardver a térinformációs rendszer műszakilag megépített eszközeinek, technikai elemeinek összessége. A térinformációs rendszerek hardver elemei közül: az adatnyerést különböző helymeghatározó eszközök (például GPS), digitalizáló berendezések (például térképszkennerek) szolgálják, az adatkezelést és elemzést az informatikában szokásos számítógépek biztosítják, az adatközlést részben az informatikában szokásos eszközökkel, részben speciális felszereléssel (például A0 méretű plotter) végzik. Térinformációs rendszerek különböző jellegű és különböző teljesítményű számítástechnikai eszközökkel hozhatók létre. A térinformációs rendszerek jelentős része hálózatba kötve működik. Szoftver A szoftver az adott hardver lehetőségeit kihasználó ötleteket, elgondolásokat, eljárásokat megvalósító programok, programrendszerek és az ezekhez kapcsolódó dokumentumok összessége. A térinformációs rendszerek szoftverei is: rendszer szoftverből, rendszer közeli szoftverből, alkalmazói szoftverből tevődnek össze. 1

2 Sajátságuk: mind alfanumerikus, mind grafikus adatokat kezelniük kell. Adatok Az adatok egy modellezési folyamat eredményeként jönnek létre. A folyamatot a 4. fejezetben ismertetjük. Felhasználók A térinformációs rendszerek létrehozásában informatikusok és térinformatikusok vesznek részt. A felhasználók egy részének munkájához szükségesek a térinformációs rendszerek (például ingatlanértékesítők, regionális tervezők), más részük a mindennapi életben használja azokat (például útvonalat keres Interneten). A helyhez kötött információk szerepe: Az információ fogalmát többféle módon definiálják. Két lehetséges definíció: Az információ: hír, a közlés tárgya. Az információ: értelmezett adat, Az információk sajátos csoportját alkotják azok az információk, amelyekben valamely hely szerepet játszik. A helyhez kötött információk angol elnevezése: Geographical Information (GI). A helyhez kötött információk jelentősége növekszik. Példák a mindennapi életből: Google Earth, cunami ürfelvételek, útvonal kereső programok. Európai Uniós programok: CORINE (Coordination of Information ont the Enviroment), INSPIRE (Infrastructure for Spatial Infrastructure), Nemzetközi programok: GSDI (Global Spatial Data Infrastructure), Digitális Föld. Helyhez kötött információk szerepe: - speciális csoport - gazdaság és társadalom számos területén felbecsülhetetlenül fontos - közlekedés - tulajdonok nyilvántartása - térképek szükséglete 2

3 2. A térinformációs rendszerek alkalmazási lehetőségei, csoportosítása, alkalmazási szintjei. A térinformációs rendszerek csoportosítása Kiterjedés szerint: o globális: a Föld egészére kiterjedő (például: meteorológiai célú rendszerek), o regionális: nagyobb összefüggő területre kiterjedő (például a Tisza vízgyűjtő területét vizsgáló rendszer), o lokális: viszonylag kis területre kiterjedő (például egy régészeti ásatás). Szokás külön kezelni az európai rendszereket is. Felhasználási terület szerint: o üzemeltetési alkalmazások, például: közlekedés, közművek, távközlés, földhasználat; o szociális és környezeti alkalmazások, például: regionális tervezés, mezőgazdaság. A térinformációs rendszerek alkalmazási lehetőségei Két alapvető fontosságú funkció: o térbeli analízis, o megjelenítés, ezen belül a vizuális információk kezelése. Térbeli analízis Tipikus kérdések: Helyre vonatkozó Mi található azon a helyen? Körülményre vonatkozó Hol van az a? Trendre vonatkozó Hogyan változott meg? Útvonalra vonatkozó Melyik a legkedvezőbb út? Jelenségre vonatkozó Mi a jelenség? Modellezéssel kapcsolatos Mi történi, ha? A kérdésekre a választ különböző összetettségű általában matematikai eljárások alkalmazásával kaphatjuk meg. Megjelenítés Lehetőség: vizuális eljárások, multimédia alkalmazása. A vizuális megjelenítés hagyományos eszköze a térkép. A hagyományos térkép és a térinformációs rendszerek megjelenítési lehetőségeinek az összehasonlítása. A térinformációs rendszerek alkalmazási szintjei: Az információs rendszerek alkalmazása a következő feladatokra irányul: o rutin- és tömegmunka automatizálása, o az irányítás részbeni automatizálása, o tervezés és fejlesztés segítése, o döntés-előkészítés támogatása. A felsorolt feladatokhoz tartozó döntési szintek: o operatív, o irányítási, o stratégiai. Térinformációs rendszerek esetén ezeknek megfelelő feladatok: o nyilvántartási, o térbeli analízis alkalmazási, 3

4 o döntéssegítői. Valamely rendszer esetén az egyes feladatokra való alkalmasság 3-5 évente növekszik. 3. A valós világ modellezése a térinformációs rendszerekben, a modellalkotás folyamata. A valós világ -rendkívül összetett, így a világban a tárgyak és folyamatok végtelen sokaságával találkozhatunk -törekvés: a valós világ modellezése -modell: a valóság lényegének leegyszerűsített és absztrakt mása a valóság egy részének a vizsgált szempontok szerinti tulajdonságait, törvényszerűségeit mutatja be cél: a következtetések levonására alkalmassá tegye modellalkotás: bonyolult, rendszerképzési folyamat, amely a nagyszámú elem, időben változó struktúra s esetenként időben változó cél jellemez -teljesítőképességüket meghatározza: az eredetiség az egyszerűség realitás -lépései: 1. valós világ (tulajdonságok: -kapcsolatok) 2. elméleti modell (entitások: típus, attribútum, kapcsolat) 3. logikai modell, adatmodell (objektumok: típus, geometria, attribútum, kapcsolat, minőség) 4. fizikai modell, adatbázis (objektumok: típus, geometria, attribútum, kapcsolat, minőség) 5. ábrázolás (grafika, szöveg) A modellalkotás célja és lépései A térinformációs rendszerek a valós világ valamilyen szempontból - érdeklődésre számot tartó leírását szolgálják. A leíráskor a valós világ teljessége helyett a valós világ modelljét használjuk fel. A modell a valóság leegyszerűsített és absztrakt mása, amely a valóság egy részének a vizsgált szempontok szerinti tulajdonságait, törvényszerűségeit mutatja be. A valós világ modellezése a következő lépésekben történhet: A valós világ egy adott célból fontos jellemzőinek az un. entitásoknak a kiválasztása. Ezzel az elméleti (valós világ) modell létrehozása. Az entitások digitális megfelelőinek az un. objektumoknak meghatározása. Ez a lépés a logikai (adat) modell kialakítása. A logikai modell az objektumokat jellemző adatok számítógépi tárolási módját írja le. A logikai modellben szereplő konkrét értékek meghatározásával a fizikai modell (adatbázis) létrehozása. Az információk megjelenítéséhez szükséges megjelenítési modell kialakítása. 4

5 4. Az elméleti modell jellemzése: entitások, osztályba sorolás, tulajdonságok, kapcsolatok. Az elméleti (valós világ) modellek Az elméleti modell alapegysége az entitás. Az entitás a valós világ olyan érdeklődésre számot tartó alapegysége, amely hasonló jellegű alapegységekre tovább nem bontható. Azt, hogy valamely rendszerben mit tekintünk entitásnak a rendszer célja határozza meg. (Példa: egy adott településen más entitások szükségesek egy környezeti monitoring rendszerhez, mint egy turisztikai információs rendszerhez). Az entitások jellemzésére: az osztályba sorolást (az entitás hovatartozását), a tulajdonságokat (az entitás jellegének leírását), a kapcsolatokat (az egyéb entitásokhoz fűződő viszonyt) használjuk fel. Az osztályba sorolás azon az elven alapszik, hogy az azonos jellegű entitások az osztály megadásával is jellemezhetők. A tulajdonságok (attribútumok) az entitás jellegét adják meg. A tulajdonságok lehetnek minőségi (kvalitatív) és mennyiségi (kvantitatív) jellegűek. A kapcsolatok többféle módon jellemezhetők. (Például 1:1 és 1:m jellegű hierarchikus, és n:m jellegű hálózati kapcsolatok). entitás: a valós világ modell létrehozásának alapegysége hasonló jellegű alapegységekre már nem bontható (pl. fák) megválasztását a rendszer célja szabja meg, a választás nem egyértelmű -jellemezhető: -osztályba sorolás (hovatartozás) -tulajdonságok (jelleg) -minőségi és mennyiségi adatokkal jellemezhetjük -kapcsolatok (hozzá fűződő viszonyok) -valamihez tartozás -magába foglal-e egy másikat -elhelyezkedés -határosság -osztályba sorolás: azonos jellegű entitások egy osztályba sorolhatók, az osztály megadásával jellemezhetők -jellemzéshez az osztályokat egyértelműen meg kell határozni -befolyásolja az entitások megválasztásának mikéntje -az osztályok felvétele nem egyértelmű -ugyanazon osztályhoz tartozó entitásokat azonosító megadásával különböztetünk meg 5

6 5. A logikai modell jellemzése: objektumok, osztályok, geometria, attribútum, kapcsolat, minőség, az idő szerepe. Objektumnak valamely entitás egészének vagy részeinek digitális reprezentációját tekintjük. Az objektumok jellemzésére a következő tulajdonságok szolgálnak: osztály, geometria, attribútumok: -talajállapot -antropogén hatások -növényzetállapot -levegőállapot kapcsolatok: -adatokból számítható -attribútumként tárolandó minőség: függ: -adatok eredete -geometriai pontosság -tartalmi pontosság -logikai konzisztencia (ellentmondás-mentesség) -teljesség (szerepel-e minden kiválasztott objektum) aktualitás (megfelelnek-e az adatok a jelenlegi állapotnak) Az objektumok lehetnek: létező tárgyak, események, időben változó jelenségek, önkényesen definiált dolgok. Az objektumok osztályai Az objektumok osztályai az objektumok definiálásának eszközei. Valamely objektum definiálásához ismernünk kell azt az osztályt, amelybe tartozik és azt az azonosítót (ID) amellyel az osztályhoz tartozó egyéb objektumoktól megkülönböztethető. Az objektumok osztályba sorolásához használnak komplex objektumosztályokat, illetve felhasználják a valóság fedvényekkel (layer) történő leírását. Az objektumok geometriája Az objektumok geometriájának leírásakor a következő alakzatokat használjuk fel: pontok (0D), vonalak (1D), felületek (2D), testek (3D). Az alakzatok leírásához ismernünk kell azok: alakját, méretét, elhelyezkedését valamint kapcsolatait. Az, hogy valamely objektum geometriáját milyen alapalakzattal adjuk meg a rendszer felbontásától függ. (A rendszerek felbontása a hagyományos térképek esetén a méretaránnyal jellemezhető). A testek (3D) modellezése a következő módokon történhet: 2D, a testeket csak vízszintes vetületükkel adjuk meg, 2D+1D, a testeket vízszintes vetületükkel, a magasságot szintvonallal jellemezzük, 2,5D, a testeket vízszintes vetületükkel jellemzzük, a magasság bizonyos pontokban attribútumként szerepel, 6

7 3D modellezés vonalakkal, felületekkel, vagy elemi testekkel. A geometriai alakzatok alakjának, méretének, elhelyezkedésének megadása: vektor alapú rendszerben (pontok, vonalak, felületek, testek), raszter alapú rendszerben (pixelek, voxelek),illetve a kettőt kombináló hibrid rendszerben történhet. A geometriai alakzatok kapcsolatait a topológiai modell megadásával írhatjuk le. Vektoros rendszerek topológiájának megadása gráfelméleti eszközökkel történhet. Az objektumok attribútumai Az objektumok attribútumai igen sokfélék lehetnek. Például: környezeti és természeti erőforrás, adatok, szocio-ökonomiai adatok, infrastrukturális adatok. Az attribútumokat hagyományosan táblázatos formában, web alapú adatok esetén HTML formában tárolják. Az adatok lehetséges fajtáiról jó áttekintést adnak az INSPIRE elfogadott dokumentumának I.-III. mellékletei. Az objektumok kapcsolatai Az objektumok kapcsolatai vagy az adatokból számolhatók, vagy attribútumként kerülnek megadásra. Az objektumok minősége Lsd. Később 7

8 6. A fizikai modell jellemzése: adatbázisok, adatnyerés, V/R, hibrid rendszerek, digitális magassági modellek. A fizikai modellek (adatbázisok) Az adatbázisok a logikai modellben (adatmodellben) kiválasztott adatok konkrét értékeinek megadásával jönnek létre. Az adatbázisok létrehozásához szükséges: technológiai alapokkal a fejezetben, az adatbázis rendszerekkel a 11. fejezetben, az adatforrásokkal és adatnyerési eljárásokkal a fejezetben foglakozunk. Áttekintés az adatnyerési eljárásokról Az adatnyerés módja elsősorban az objektum jellegétől, a térinformációs rendszer felépítési elvétől (vektor, rendszer, hibrid), a rendelkezésre álló adatforrásoktól, az alkalmazási területtől és az adatsűrűségtől függ. Mind a geometriai, mind az attribútum adatok nyerésére különböző eljárások szolgálnak. Az eljárásokat szokás elsődleges és másodlagos eljárásoknak nevezni: elsődleges eljárás: az adatot közvetlenül az objektumról, vagy annak képéről nyerjük, lényegesen több időt és költséget igényel, de az adatok általában érezhetően jobb minőségűek pl: -földi geodéziai eljárások -mesterséges holdakon alapuló helymeghatározások -fotogrammetriai módszerek -távérzékelés másodlagos eljárás: az adatot meglévő analóg adat digitalizálásával kapjuk. Pl: -meglévő térképek manuális digitalizálása -meglévő térképek szkennelése -digitális állományok átvétele A geometriai alakzatok alakjának, méretének, elhelyezkedésének megadása: vektor alapú rendszerben (pontok, vonalak, felületek, testek), raszter alapú rendszerben (pixelek, voxelek),illetve a kettőt kombináló hibrid rendszerben történhet. raszter alapú rendszerek -a valós világ geometriáját a vizsgált terület egészét lefedő idomok felhasználásával történik ált: négyszögek téglalapok háromszögek hatszögek -az objektumok helyzetét a megfelelő lefedő idom megadása határozza meg -szemléltetésükre űr-vagy légi fényképeket használhatunk fel -ezek szolgáltatják a valós világ leírását -legelterjedtebb: környezeti monitoring -keletkezésük: vonalas térképek szkennelésekor, digitális űr-és légi fényképek alkalmazásakor, raszter-nyomtatók felhasználásakor -(pixelek) -rendszer felbontása-képelemek mérete jellemez 8

9 -az attribútumokat az egyes képelemekhez rendelik hozzá vektor alapú rendszerek: -az objektumok geometriáját vektorok segítségével írják le -jellegük könnyen megérthető -legismertebb grafikai megjelenítési forma: vonalas térkép -széles körben alkalmazzák a közművek és információs rendszerek létrehozásakor -ingatlan-nyilvántartási rendszerek -topográfiai és kartográfiai rendszerek -alapegység: pont + koordináták -felület -ha a felületet határoló vonalak egyenesek, poligonnak hívjuk -tárolási módjai -egyes pontok rendezetlen tárolása -vonalakon alapuló spagetti-modell -topológiai modell (leghűebb) digitális magasságmodell: A terepfelszín modellje. Minden egyes elemét egy rácshálózat csomópontjának tekintjük, melynek értéke a tengerszint feletti magasság az adott pontban. Téglalap rács esetén a rácsot egyik sarokpontjával azonosítjuk, jellemezzük és X, illetve Y irányú rácsállandó értékének megadásával. 9

10 7. A geometriai adatok vonatkozási rendszerei: alapelvek, folytonos és diszkrét rendszerek, elméleti alak és térinformációs rendszer kapcsolata, vonatkozási és koordináta rendszerek. A helymeghatározás elve A geometriai adatok megadásához megfelelő vonatkozási (referencia-) rendszer szükséges. Az objektumokat a Föld felszínén megadhatjuk: koordinátákkal, amelyek értéke valamely vonatkozási rendszerben folytonosan változik, diszkrét jellemzőkkel (például postai irányítószámokkal) amelyek áttételesen kapcsolódnak valamely vonatkozási rendszerhez. Diszkrét vonatkozási rendszerek Az objektumok geometriai adatait diszkrét jellemzőkkel is megadhatják. Ilyenek például: o postai irányítószám, o utcanév és házszám, o mobil telefon rendszerek un. cellái. -egységei: postai irányítószámok utca név és házszám ingatlan-nyilvántartás helyrajzi számai hálózatok (pl. B8 vmely várostérképen) -a pontosságot a diszkrét egységek mérete határozza meg -a folytonos rendszereknél kisebb pontosságúak -könnyen alkalmazható, de a változások vezetése nehezebb, mint a koordináták esetében A folytonos és diszkrét rendszerek kapcsolatát úgy biztosíthatjuk, ha a diszkrét egységek valamely jellemző pontjának koordinátáit meghatározzuk (geokódolás). A Föld elméleti alakjai Az elméleti földalakok a Föld egészét, vagy bizonyos részeit matematikai függvényekkel leíró modellek. A modellek a történelem folyamán folyamatosan fejlődtek. A fejlődés lépései: Az ókorban először: sík. Az ókorban később: gömb. Alakjának és méretének megadásához 1 mennyiség (a sugár) szükséges. Első meghatározás: Eratoszthenész. A felvilágosodás korában: forgási ellipszoid. Alakjának és méretének megadásához 2 mennyiség (például fél nagytengely és lapultság) szükséges. Elhelyezése lehet: o földi: középpontja illeszkedik a Föld tömegközéppontjához, o önkényes: a Föld valamely részéhez (valamely országhoz) simul. o19 században: geoid. A föld nehézségi erőtere potenciáljának speciális szintfelülete, amelyet a középtengerszinthez kötnek. A Föld felszínén valamely pontot három koordinátával adhatnak meg. A megadás történhet: o a Föld középpontjához és forgástengelyéhez kötött térbeli 3D rendszerben, o forgási ellipszoidhoz kapcsolt vízszintes (2D) és a geoidhoz kötött magassági (1D) rendszerben. Különböző alakú, méretű és elhelyezésű forgási ellipszoidok léteznek. Kisebb terület esetén a forgási ellipszoidot síkkal helyettesíthetik. Valamely vonatkozási rendszer definiálásához a következők szükségesek: koordináta-rendszer felvétele (origó, tengelyek iránya, forgási irány), mértékegységek megadása (hossz- és szögmértékegységek), 10

11 a fizikai megvalósítást biztosító pontok (például geodéziai alappontok) létesítése. A különböző kiterjedésű térinformációs rendszerek objektumainak meghatározásához más és más vonatkozási rendszer felhasználása indokolt. Szempontok a vonatkozási rendszer megválasztásához Valamely térinformációs rendszer vonatkozási rendszerének megválasztásakor a következők figyelembevétele indokolt: o a rendszer célja, o a rendszer kiterjedése, o az adatgyűjtés módja, o a már meglévő adatok vonatkozási rendszerei. A gyakorlatban általában sík koordináta rendszereket használnak. A forgási ellipszoidról, illetve a gömbről a síkra un. vetítéssel térhetnek át. A vetítési módot a továbbiakban vetületnek, a vetület nagyobb területre (például egy országra) kiterjedt megvalósítását vetületi rendszernek nevezzük. Fajtái: -geocentrikus: mesterséges holdakon alapuló helymeghatározási módszer térbeli derékszögű (X, Y, Z) rendszer, origoja a Föld tömegközéppontja -ellipszoidi felületi: a Föld felszínén végzett nagykiterjedésű mérések feldolgozásának, illetve bizonyos globális térinformatikai rendszerek koordináta-rendszere -gömbfelületi: regionális térinformatikai rendszerek lehetséges koordináta-rendszere kettős vetítés elvekor (ellipszoidból síkra két lépcsőben) -síkfelületi: a térinformációs rendszerek jelentős része ezt alkalmazza regionális és lokális rendszerek alapvető eszköze -ezekhez jutunk, ha a Földet eredetileg is síkkal helyettesítjük, -ha az ellipszoidról vagy a gömbről síkra vetítünk, -ha fotogrammetriai módszerrel gyűjtünk adatokat -x, y tengely irányával adjuk meg -hengervetület délnyugati tájékozású rendszere -Egységes Országos Vetületi Rendszer (EOV) 11

12 8. Vetítések, vetületi rendszerek, gyakorlatban alkalmazott vonatkozási és vetületi rendszerek, rendszerek közötti átszámítás esetei. Vetítések, vetületi rendszerek A gyakorlatban általában sík koordináta rendszereket használnak. A forgási ellipszoidról, illetve a gömbről a síkra un. vetítéssel térhetnek át. A vetítési módot a továbbiakban vetületnek, a vetület nagyobb területre (például egy országra) kiterjedt megvalósítását vetületi rendszernek nevezzük. A térinformációs rendszerek létrehozásakor legtöbbször un. szögtartó vetületeket használnak. A vetítés a forgási ellipszoidról történhet közvetlenül a síkra, vagy síkba fejthető felületre (henger, kúp). Más esetekben un. kettős vetítést alkalmaznak. Ilyenkor az ellipszoidról először gömbre, majd arról síkba fejthető felületre vetítenek. A szögtartó vetítéskor a hosszak és a területek torzulnak. A torzulás mértéke kiszámítható. Magyarországon a katonai térképek előállításához a forgási ellipszoidokból közvetlenül előállított következő vetületeket használják: Gauss-Krüger, UTM. A polgári térképek vetülete a kettős vetítéssel létrehozott Egységes Országos Vetületi Rendszer (EOV). A korábbi polgári térképek sztereografikus és henger vetületben készültek. A vonatkozási rendszerek fajtái A vonatkozási rendszerek lehetnek: geocentrikus térbeli derékszögű (3D), vízszintes (2D), és magassági (1D) rendszerek. A geocentrikus térbeli rendszerek koordináta-rendszere a Föld középpontjához és forgástengelyéhez kötött. Mértékegysége hossz mértékegység. Fizikai megvalósítását a Föld felszínéhez kötött nemzetközi vonatkozási rendszer (ITRF) biztosítja. Legfontosabb alkalmazásuk a mesterséges holdak (például GPS) felhasználásával történő helymeghatározás. A vízszintes vonatkozási rendszerek kapcsolódhatnak forgási ellipszoidhoz, gömbhöz vagy síkhoz. Az első két esetben a koordináták a földrajzi szélesség és hosszúság (általában szög mértékegységben adottak), a harmadik esetben a koordináták sík koordináták (hossz mértékegységben adottak). A rendszerek fizikai megvalósítását a geodéziai alappont hálózatok biztosítják. A magassági vonatkozási rendszerek valamely tengerszinthez kötöttek A Magyarországon használt térbeli geocentrikus rendszer a WGS 84. Az ellipszoidi rendszerek különböző forgási ellipszoidokhoz kapcsolódnak (Bessel, Krasszovszkij, UGGI 67, WGS 84). A magassági rendszer a Balti, illetve az Adriai tengerhez kötött Átszámítások vonatkozási és vetületi rendszerek között A térinformációs rendszerek előállításakor gyakran előfordul, hogy az adott területről különböző vonatkozási, illetve vetületi rendszerben előállított adatok állnak rendelkezésünkre. Ilyenkor az adatokat azonos rendszerbe szükséges átszámítani. Az átszámítás esetei: 12

13 o 3D térbeli 2D ellipszoidi, o 3D térbeli 2D sík, o 2D ellipszoidi 2D sík, o 2D sík 2D sík. A felsorolt esetek közül az első három összetettebb matematikai ismereteket igényel. A gyakorlatban legtöbbször előforduló negyedik eset könnyen számítható. Az átszámítás előfeltétele, hogy mindkét rendszerben ismert koordinátájú azonos pontokkal rendelkezzünk. Az átszámítást síkbeli hasonlósági transzformációval, vagy affin transzformációval végzik. A transzformációs egyenletek ismeretlen együtthatóit az azonos pontok felhasználásával általában a legkisebb négyzetek módszerének alkalmazásával számítják. 13

14 9. Térinformációs rendszerek adatforrásai, nemzeti téradat infrastruktúra, INSPIRE Az adatforrások áttekintése A 4. fejezetben leírtak szerint az objektumok jellemzésére geometriai és attribútum adatokat használnak. Az adatokat különböző forrásokból szerezhetjük be. Az adatok előállítására többféle módszer használható. Az adatok beszerzésénél meghatározó jelentőségű az adatok hozzáférhetősége, költsége és minősége. Valamely térinformációs rendszer létrehozásakor az adatokhoz a következő módokon juthatunk hozzá: meglévő adatok felhasználásával, új adatok előállításával. A meglévő adatok vagy a különböző adattulajdonosoktól, vagy a világhálóról szerezhetők be. A szükséges adatok megtalálása tekintettel az adattulajdonosok sokféleségére nem könnyű feladat. Az adatok egy része ingyen hozzáférhető, más részükért fizetni kell. Az adatok megtalálását megkönnyíti, ha metaadatok állnak rendelkezésünkre. A geometriai és az attribútum adatok forrásai és adatnyerési eljárásai különbözők. A meglévő geometriai adatokat gyakran analóg térképek digitalizálásával hozzák létre. A felhasznált térképek méretaránya a térinformációs rendszer terület kiterjedésétől függ. Adatok beszerzése adattulajdonosoktól Az adattulajdonosoktól történő adatbeszerezés előfeltétele a megfelelő adattulajdonos megtalálása. Geometriai adatállományok kiterjedésük alapján lehetnek globálisak, regionálisak vagy lokálisak. Globális adatállományt hozott létre például az ENSZ környezetvédelmi szervezete GRID (Global Resource Information Database) néven, és az olajipari vállalatok szövetsége MUNDOCART néven. A regionális adatállományok részben az európai kiterjedésűek (például CORINE), részben az egyes országok adatait tartalmazzák. Magyarországon az ország egészére kiterjedő adatállomány az állami földméréstől (FÖMI), a katonai térképészettől és magán cégektől szerezhető be. Lokális adatállományokkal az önkormányzatok és a közmű cégek rendelkeznek. Az attribútum adatok jellegük szerint lehetnek környezeti erőforrás, szocio-demográfiai, infrastrukturális adatok. Kiterjedés szerint a geometriai adatokhoz hasonlóan csoportosíthatók. Környezeti erőforrás adatok közül globálisak például a meteorológiai adatok, regionálisak például a földtani adatok, lokálisak például a légszennyezettségi adatok. Magyarországon ezek az adatok elvileg a szakhatóságoktól (például Magyar Állami Földtani Intézet) szerezhetők be. Szocio-demográfiai adatok jelentős része regionális, illetve lokális. A regionális adatokkal a különböző országok statisztikai hivatalai (Magyarországon a Központi Statisztikai Hivatal) rendelkeznek. Infrastrukturális adatok legtöbbször a közmű cégek, önkormányzatok tulajdonai. 14

15 Adatok beszerzése a világhálóról A világhálón mind a geometriai, mind az attribútum adatok sokasága található meg. A szükséges adatok megtalálása nem midig egyszerű feladat. Erre a célra sokszor un. adatbányászati eljárásokat alkalmaznak. A világhálón található állomány gyakran változik. A világhálóról a geometriai adatok nyerése legtöbbször térképi (vonalas térkép, ortofotó térkép) formában történik. A térképek lehetnek: csak megjelenítést biztosító térképek (online view map), interaktív beavatkozást lehetővé tevő térképek (interactive map), térbeli elemzésre alkalmas térképek (spatial analysis map), teljes körű térinformatikai alkalmazást lehetővé tevő térképek (geprocessing maps). A világhálón megtalálható adatállomány létrejöttében fontos szerepet játszanak a nagy informatikai cégek állományai: Google Earth, Microsoft Virtual Earth, illetve a felhasználók által létrehozott állományok. Ez utóbbira példa az un. geotagging (koordinátákkal ellátott digitális képek) rohamos terjedése. Meglévő adatok átalakítása (konverziója) Az adattulajdonosoktól vagy a világhálóról beszerzett adatok adatformátuma nem feltétlenül egyezik az általunk használt szoftver adatformátumával. Ezért az adatokat konvertálni kell. A konvertálás történhet: direkt átalakítással, semleges adatformátumok alkalmazásával. A semleges adatformátumok ténylegesen elfogadott vagy de facto szabványokban (lásd 8.fejezet) rögzítettek. Ilyen célra használható a világháló adatai esetén az Extensible Markup Language (XML) leíró nyelv. Az Amerikai Egyesült Államokban erre a célra a dolgozták ki a térbeli adat transzfer szabványt (SDTS). A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet az ISO szabványt alakította ki. Metaadatok A meglévő adatok átvételét nagymértékben megkönnyíti a metaadatok felhasználása. A metaadatok előállításának módját szabványok tartalmazzák. Metaadatokban a következő megadása indokolt: az adatállomány azonosítása (például neve, tulajdonosa), az adatállomány általános jellemzése (például tartalom, használt nyelv), az adatok minősége (lásd 8.fejezet), az alkalmazott vonatkozási rendszerek (például alapfelület, vetület), az adatállomány terjedelme (például legkisebb és legnagyobb koordináták), adminisztratív információk (például a tulajdonos címe), az adatállomány hozzáférési módja (például tulajdonos, ár). + adatforrasok dia 15

16 10. Elsődleges adatnyerési eljárások: geodézia, fotogrammetria, távérzékelés, GPS, mobil, inerciális rendszerek Áttekintés az adatnyerési eljárásokról: Mind a geometriai, mind az attribútum adatok nyerésére különböző eljárások szolgálnak. Az eljárásokat szokás elsődleges és másodlagos eljárásoknak nevezni: elsődleges eljárás: az adatot közvetlenül az objektumról, vagy annak képéről nyerjük, lényegesen több időt és költséget igényel, de az adatok általában érezhetően jobb minőségűek pl: -földi geodéziai eljárások -mesterséges holdakon alapuló helymeghatározások -fotogrammetriai módszerek -távérzékelés, másodlagos eljárás: az adatot meglévő analóg adat digitalizálásával kapjuk. A fejezetben viszonylag teljes képet adunk a geometriai adatok adatnyerési eljárásairól, s példákat mutatunk be a különböző jellegű attribútum adatok adatnyerési eljárásaira. Vektor jellegű geometriai adatokat szolgáltató elsődleges adatnyerési eljárások: Földi geodéziai eljárások: Lokális rendszerek létrehozásához használt, nagy pontosságú (cm-dm) eljárás. Idő és költségigényes. Előfeltétele: geodéziai alappont hálózat létezése. Távolságok és szögek mérésén alapszik. Két alapvető módszerét használják. A derékszögű koordinátamérés eszköze: mérőszalag, szögprizma. Az adatokat nem digitális formában szolgáltatja. Célszerűen kevés adat mérése esetén használható. A poláris koordinátamérés eszköze: mérőállomás. Digitális adatokat szolgáltat. Célszerűen nagy pontossági igényű adatnyeréshez használható. Mesterséges holdakon alapuló helymeghatározások GPS: Különböző kiterjedésű rendszerek adatnyeréséhez és járművek navigálásához használt eljárások. A választott műszertől és mérési időtől függően cm m pontosságot biztosítanak. A költség a pontossági igénytől függ. Az ismeretlen pontok koordinátái ismert koordinátájú mesterséges holdakra végzett távolságmérés alapján határozhatók meg. Különböző rendszerek léteznek: összefoglaló nevük: Global Navigation Satellite System (GNSS). Megvalósult rendszerek: Global Positioning System (GPS). Amerikai. Mintegy 30 darab 20 ezer km magasságban keringő mesterséges holdat használ fel. Nagyobb pontossági igény esetén differenciális mérés szükséges (DGPS). A differenciális mérést permanens állomásokkal biztosítják (WAGPS). GLONASS. Orosz. Jelenleg 10 darab mesterséges holdat használ. Tervezett, illetve kiépülő rendszerek: Galileo (EU), Beidou (Kína), IRNSS (India). Inerciális rendszerek: Járművek navigálásához használt rendszerek. Méter nagyságrendű pontosságot biztosítanak. A nevüknek megfelelően inerciális rendszerben folyamatosan mért gyorsulás integrálásával határozzák meg a helyet. Gyakran a mesterséges holdakon alapuló helymeghatározó rendszerek kiegészítő rendszerei. Mobil telefonok A mobil telefonok is alkalmasak helymeghatározásra a következő módokon: 16

17 a mobil telefon momentán helyzetéhez tartozó adó (az un. cella) megadásával, több adóra végzett hossz, illetve szögmérés alapján un. háromszögeléssel. Pontosságuk az adók távolságától függően m nagyságrendű. A mobil telefonokba gyakran építenek GPS vevőt, és digitális fényképezőgépet is. Képeken alapuló geometriai adatokat szolgáltató elsődleges adatnyerési eljárások A képeken alapuló eljárások a képek jellegétől és a feldolgozás módjától függően vektor és raszter adatok, továbbá ortofotók, digitális magassági modellek előállítására egyaránt alkalmasak. Fotogrammetriai eljárások: A lokális és a regionális rendszerek geometriai adatait szolgáltató eljárás. Pontossága a képek és a tárgyak távolságától függően cm m nagyságrendű. Költségigénye kisebb a földi eljárások költségigényénél. A képeket centrális vetítést lehetővé tevő eszközökkel (un. kamarákkal) a földről, levegőből esetenként az űrből készítik. A képek lehetnek analógok (fénykép) és digitálisak. A feldolgozás analóg, analitikus és digitális eszközökkel történhet. Ha a képeket átfedéssel készítik az eljárás alkalmas térbeli (3D) adatok előállítására is. Távérzékelés: A távérzékelés mindazon eljárások összefoglaló neve, amelyekkel valamely tárgy helyzetéről, tulajdonságairól információhoz jutunk anélkül, hogy közvetlen kapcsolatba kerülnénk a tárggyal. Globális, regionális és lokális rendszerek geometriai és attribútum adatainak előállítására egyaránt alkalmas. Távérzékelési célra optikai vagy mikrohullámú tartományban működő felvevő rendszereket használnak. Az elsőre a fénykép, a másodikra a radar lehet a példa. A felvételek a földről, levegőből vagy az űrből készülnek. Az űrből történő távérzékelés esetén a felvételeket a hordozó eszközzel és a felvevő eszközzel azonosítják. (Például Landsat TM). A távérzékelés fő alkalmazási területei: meteorológiai, környezet és erőforrás kutatás, térképészet. Az egyes eljárások geometriai, spektrális és időbeli felbontása a következő: meteorológiai1 km- 5 km3-5 csatornafolyamatos erőforrás kutatási20m- 120m4-8 csatorna2 hét, esetenkénti térképészeti0,5m -10m1-3 csatornaesetenkénti. A képekből a geometriai információkat fotogrammetriai eljárással, az attribútum adatokat képfeldolgozással nyerik 17

18 11. Másodlagos adatnyerési eljárások: digitalizálás, szkennelés, digitális állományok átvétele. Analóg térképek digitalizálása A geometriai adatok előállításnak gazdaságos módja a meglévő analóg térképek digitalizálása. A térképek digitalizálását globális, regionális és lokális rendszereknél egyaránt felhasználják. A térképek digitalizálása viszonylag olcsó eljárás. A pontosság egyrészt a felhasznált térkép méretarányától, másrészt a pontosságától függ. A digitalizálásnak két módszere terjedt el: manuális digitalizálás, szkennelés. Mindkét eljárás a következő lépésekre bontható: előkészítés, tulajdonképpeni digitalizálás, szerkesztés. A manuális digitalizáláskor a térkép állapota nem meghatározó. A digitalizáláshoz digitalizáló táblát használnak. A digitalizáláskor először az un. azonos pontokat, majd a többi pontot digitalizálják. A digitalizáló tábla koordináta-rendszerének és a térkép koordinátarendszerének kapcsolatát az azonos pontok felhasználásával hasonlósági, vagy affin transzformációval biztosítják. A szkennelés előfeltétele a térkép jó fizikai állapota. A szkenneléshez legtöbbször DIN A0 méretű (840mm 1190mm) szkennert használnak. A szkennelés eredménye egy raszter állomány, amelyet azután digitalizálnak. A meglévő adatok átvételét nagymértékben megkönnyíti a metaadatok felhasználása. A metaadatok előállításának módját szabványok tartalmazzák. Metaadatokban a következő megadása indokolt: az adatállomány azonosítása (például neve, tulajdonosa), az adatállomány általános jellemzése (például tartalom, használt nyelv), az adatok minősége (lásd 8.fejezet), az alkalmazott vonatkozási rendszerek (például alapfelület, vetület), az adatállomány terjedelme (például legkisebb és legnagyobb koordináták), adminisztratív információk (például a tulajdonos címe), az adatállomány hozzáférési módja (például tulajdonos, ár). 18

19 12. A térinformatikai rendszerek adatminősége, minőségkoncepciók. A minőség fogalma A minőség nem más, mint a szolgáltatás, illetve termék azon tulajdonsága, illetve jellegzetessége, hogy milyen mértékben felel meg a megrendelő, a felhasználó deklarált vagy feltételezett elvárásainak. A minőséggel összefüggő tevékenység fejlődése: minőség-ellenőrzés (quality control) a termék (szolgáltatás) jellemzőit vizsgálja, minőségbiztosítás (quality assurance) a termék (szolgáltatás) előállítási folyamatát helyezi a középpontba, minőségmenedzsment (quality management) (quality assurance) a szervezet egészére kiterjedő szemléletmód. A minőséggel kapcsolatos szabványok: ISO szabványok, six szigma A térinformációs rendszerek minősége A térinformációs rendszerek minősége alapvetően az adatminőségtől függ. A térinformációs rendszerek nem megfelelő minősége: hibás döntést eredményezhet, adatszolgáltatás esetén jogi következményekkel járhat. Valamely térinformációs rendszer létrehozásakor az adatminőség előírása a következőktől függ: tényleges igények, költségek, megvalósíthatóság, rendelkezésre álló idő. Szemléletváltás: olyan pontosan, ahogy lehet olyan pontosan, ahogy kell. A térinformációs rendszerekre is érvényesek az összes információs rendszer információival kapcsolatos követelmények: sértetlenség (integrity), biztonság (safety), adatvédelem/adatbiztonság (security), titkosság (privacy), hitelesség (credibility), rendelkezésre állás (availibity). az adatminőséget befolyásoló legfontosabb tényezők: adatok eredete o ki kell érni: mely szervezet és milyen eljárással végezte az adatgyűjtést milyen referencia-rendszerre vonatkoznak az adatok milyen pontosságúak, ill. élességűek voltak az adatok milyen jellegű transzformációkat, s milyen eljárással végeztek az adatokon o valamely adat felhasználásakor szükséges az adat múltjának felderítése geometriai pontosság o a felhasznált adatok jellemzésére szolgál o fontos eleme: helyzeti pontosság műszaki szempontból fontos méretek pontossága 19

20 az attribútumok tartalmi pontossága o felhasznált tematikák minőségét jellemzi a geometriai és attribútum-adatok konzisztenciája o különböző jellegű adatok összhangjának előfeltétele o a konzisztencia előfeltétele az adatbázisok összehangolt létrehozása s a változások szintén összehangolt vezetése geometriai adatok topológiai konzisztenciája o a felhasznált vektoradatok összhangjának előfeltétele o vizsgálata elsőrendű fontosságú feladat az adatok teljessége o annak fokát jellemzi, mennyire fejezik ki az adatok a lehetséges tételek összességét o vizsgálata azt mutatja meg, hogy minden elképzelhető objektumot magába foglal-e az adatbázis o objektumonként más-más lehet az adatok aktualitása o az adatminőség olyan összetevője, amely az eddig felsoroltat minőségi jellemzőket alapvetően befolyásolja o az adatok aktualitás megszűnik, ha meglévő objektumok geometriai és/vagy tartalmi tulajdonságai megváltoznak o új objektumok jönnek létre o objektumok megszűnnek o biztosítása nagyon nehéz feladat o különböző objektumok változásának mértéke különböző lehet o vonatkozó előírásokat temporális információnak is nevezik A szabványokról általában: A szabványosítás olyan tervszerű tevékenység, amelynek során az érdekelt körök társadalmi úton valósítják anyagok és nem anyagi tárgyak egységesítését a közösség hasznára. A szabványosítás szintjei (zárójelbe téve a jelölést): nemzetközi (ISO), európai (EN), nemzeti (Magyarország esetében: MSZ), vállalati. A nemzetközi szabványosítás szervezetei: a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO), a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC), Nemzetközi Távközlési Unió (ITU). Az európai megfelelő szervezet az Európai Szabványügyi Szervezet (CEN). Magyarországon a szabványokat a Magyar Szabványügyi Testület gondozza. Gazdaságilag indokolt törekvés a nemzetközi, az európai és a nemzeti szabványok közelítése. Például: MSZ EN ISO 9001 Minőségirányítási rendszerek. Követelmények. A nemzetközi és nemzeti szervezetek mellett a különböző mindenek előtt informatikai cégek törekszenek arra, hogy saját vállalati előírásaikat elterjesszék. Az ilyen előírásokat de facto szabványnak nevezik. Példaként az AutoCad DXF előírását említjük. 20

21 13. Minőségi modellek: Q modulok, Q-formátumok, Q-vonatkozások Minőségi modell: A térinformációs rendszerek egy lehetséges minőségi modellje a következő részekből tevődik össze: az adatminőséget befolyásoló tényezők (Q-modul), amelynek komponensei a következők: o az adatok eredete: valamely adat felhasználásakor szükséges az adat múltjának felderítése, o a geometriai hibák: műszaki szempontból fontos méretek pontossága, o az osztályba sorolás és az attribútum adatok hibái:részben az osztályba sorolás részben a felhasznált tematikák minőségét jellemzi, o a geometriai adatok konzisztenciája: különböző jellegű adatok összhangjának előfeltétele, o az adatok teljessége: vizsgálata azt mutatja meg, hogy minden elképzelhető objektumot magába foglal-e az adatbázis, o az adatok aktualitása: az adatminőség olyan összetevője, amely az eddig felsoroltat minőségi jellemzőket alapvetően befolyásolja; a minőség jellemzési módjai (Q-formátumok): o o szöveges leírás:számszerű jellemzés nem lehetséges, mérőszámok (élesség:valamely mennyiséget hány jegyre élesen adnak meg, pontosság:értékek eltérését jellemzi, megbízhatóság:legkisebb durva hiba értéke, osztályba sorolásának helyessége: o.s minősége), o belső és külső vizsgálati jelentés, o minőségi fólia:grafikus megjelenítésre szolgál; a minőségi modell vonatkozásai (Q-vonatkozás): o teljes adatállomány: általános kép az adatok minőségéről a többi speciális igények esetén-, o valamely téma, o valamely kiválasztott terület, o bizonyos objektumok, o bizonyos attribútumok. 21

22 14. Adatminőség tervezése, tanúsítása, térinformatikai szabványok. A minőség tervezése és ellenőrzése: A minőség tervezésekor meghatározzuk a minőségi modellben szereplő moduloknak, formátumoknak és a vonatkozásnak a megengedett konkrét értékeit. A tervezés történhet: szabványok, előírások, A szabványosítás három szintjét különböztethetjük meg: 1. szint. Általános a térinformatikához közvetlenül nem kapcsolódó szabványok. Például informatikai, minőségi szabványok. 2. szint. A felhasználási területtől független térinformatikai szabványok. Például a geometriát, topológiát leíró szabványok. 3. szint. Valamely felhasználási területhez kapcsolódó térinformatikai szabványok. szakmai tapasztalatok, szakirodalmi adatok alapján. A minőség ellenőrzésekor a következő jellegű vizsgálatokat célszerű elvégezni: geometriai-topológiai vizsgálatok, területfedési vizsgálatok, attribútumok vizsgálata, grafikus adatok vizsgálata. Az ellenőrzés eredményeit minőségvizsgálati jelentésben (Data Qality Report) szokás összefoglalni. Szabványosítás a térinformatikában: A szabványosítás előnyei a térinformatikában a következők: növeli a megértést a helyhez kötött információk különböző felhasználói között, csökkenti az adatcserélés technikai problémáit, elősegíti a helyhez kötött információk és az egyéb információk együttes felhasználását. Például kataszteri, közmű szabványok. A térinformatikai szabványok rendszerét dolgozta ki az ISO/TC 211 munkacsoportja. Az ISO szabvány a térinformatikai tevékenység egészére kiterjed. Magyarországon érvényes szabványok: Digital Geographical Information Exchange Standard (DIGEST), amely a NATO szervezetében kötelező; MSZ Digitális térképek. 1. rész: A digitális alaptérkép fogalmi modellje szabvány, amely a nagyméretarányú térképek céljait szolgáló digitális alaptérkép (DAT) fogalmi modelljének leírása; MSZ Digitális térképek. 2. rész: A digitális topográfiai adatbázis szabvány, amely a digitális topográfiai adatbázis (DITAB) alapja. 22

23 15. Hardverelemek a térinformációs rendszerek technológiai folyamataiban: technológiai folyamatok, felhasználói szerepek, erőforrások. Hardver elemek a térinformációs rendszerek technológiai folyamataiban Az elmúlt évtizedek informatikai fejlődése szinte minden szakterületen jelentős változásokat indukált. Az informatikához kapcsolódó iparágak, az információgyűjtés, -feldolgozás, - szolgáltatás a korszak meghatározó technológiájává váltak. A rendkívül fiatal informatikai ipar az utóbbi évtizedekben óriási fejlődésen ment keresztül, jelentős mértékben megváltoztatva a társadalom döntési, üzleti folyamatainak menetét, eszköztárát, szervezetét. Az úttörő korszakot a problémák hardver orientáltsága jellemezte. Ezt a közelmúltban fokozatosan háttérbe szorította a szoftver kérdések, technológiai módszerek dominanciája. Napjaink és a közeljövő a hálózati technológiák és a térinformatika társadalmi integrációjának területére helyeződik a hangsúly. Ez a tendencia a térinformatika területén is érvényesül, jelentősen leegyszerűsítve a hardver elemekkel kapcsolatos döntési folyamatokat. A térinformációs rendszerek alkalmazói környezete igen széleskörű: magába foglalja a nagy erőforrás igényű, speciális hardver eszközök támaszkodó adatgyűjtő, adatbázis-építő eszközöket és a széleskörű irodai, hálózati felhasználást jellemző egyszerű kliens munkahelyeket is. A számítógépek a digitális formában leképezett különböző adatokból információt, tudást állítanak elő. A különböző alkalmazások speciális adatokat, feldolgozó, alkalmazói szoftvereket és megjelenítési módszereket igényelnek. A térinformatikai rendszerek összetett funkciói tovább gazdagítják a hardver eszközök választékát. Az adott munkahely technológiai jellege (adatgyűjtés, adatkezelés, elemzés, megjelenítés), felhasználói szerepe (készítő, elemző, megjelenítő) eltérő hardver eszközök, erőforrások használatát igényelheti. A térinformációs rendszerek készítői, adatgazdái és az adatgyűjtésben érdekelt szereplők adatgyűjtő és adatkezelő munkahelyei komoly követelményeket támasztanak a hardver erőforrásokkal szemben. A térinformációs rendszerek készítői egy viszonylag szűk piaci szegmenst képviselnek. A kis piaci volumennek egyenes következménye hogy adatgyűjtési, adatbázis építési feladataik végzésekor csak mérsékelten részesülhetnek a tömegpiac előnyeiből, többnyire speciális, nagy teljesítményű eszközök igénybevételére kényszerülnek. A térinformációs rendszerek professzionális felhasználói az elemzők, a helyhez kötött adatokra támaszkodó elemzési, szimulációs feladataik megoldása során nagy tranzakció méretű adatbázisok igénybevételére kényszerülnek, de erőforrás igényüket kielégítik a tömeg piac professzionális kategóriába sorol eszközei. Számítógépek: A számítógépek olyan elektronikus programvezérelt, tárolt programú gépek, amelyek aritmetikai, logikai, adatátviteli feladatok végzésére alkalmasak. Napjaink számítógépei CPU, Memória, Háttértár komponensekből épülnek fel. A számítógép meghatározó építő elemeit egy közös áramköri lapon az un. alaplapon kerülnek elhelyezésre. Az alaplapon kialakításra kerülő buszrendszer biztosítja az adatok, vezérlő jelek, eszköz címek átvitelét a különböző elemek közötti szabványos kommunikációt. A szabványos buszrendszeren keresztül biztosított az Input és Output perifériák csatolása a részegységek közötti kommunikációs folyamatba. Az alaplap nagymértékben befolyásolja az alapelemek és a perifériák közötti kommunikáció sebességét, lényegesen befolyásolja a számítógép 23

24 effektív teljesítményét. Alapvető komponensek: Processzorok: o Szekvenciális: CISC, RISC, Multi, o Nem Szekvenciális: Pipe-line. Vektor, Neuron Memóriák: o RAM o ROM o EPROM Háttértárak: o Mágnesszalagos tárolók o Mágneslemezes tárolók o Optikai tárolók Képernyők: o Alfanumerikus o Vektorgrafikus o Rasztergrafikus o Speciális képernyők: 3D megjelenítés Adatbeviteli eszközök: o Billentyűzet o Egér o Tablet o Szkennerek o Digitális fényképező gépek Nyomtató eszközök: o Vektoros rajzgépek o Raszter plotterek (elektrografikus, termál, tintasugaras) Számítógépes hálózatok: o Építőelemek o Hálózati topológia o Vezetékes, vezeték nélküli hálózati közeg o Aktív elemek o Hálózati kommunikáció 24

25 16. Informatikai fejlődési törvények, számítási teljesítmény, adat tárolás, megjelenítés, kommunikáció. Informatikai fejlődési törvények : A térinformációs rendszerek alkalmazásának okai közül a legfontosabbak a következők: Az infokommunikációs technológiák gyors fejlődése. A fejlődést leíró törvények: o Moore-törvény a számítási kapacitásról (az integrált áramkörökbe épített tranzisztorok száma évente megkétszereződik, o Shugart-törvény az adattárolók áráról: a mágneses adathordozók egy bitjének ára 18 havonként feleződik, o Ruettgers-törvény a tárolási kapacitásról: a felhhasznált tárolási kapacitás 12 havonta mmegkétszereződik, o Gilder-törvény a sávszélességről: a kommunikációs rendszerek teljes sávszélessége 12 havonta megháromszorozódik. Az Internet elterjedése. A távérzékelési mesterséges holdak számának és a képek felbontásának növekedése. A felhasználói kör bővülése. 25

26 17. Szoftver eszközök, használati üzemmódok, operációs rendszerek, programnyelvek Szoftver eszközök: Az utóbbi évtizedek dinamikus informatikai fejlődésének következtében mindennapossá vált az informatikai eszközök alkalmazása az élet szinte minden területén. Az informatikai alkalmazások kiléptek a műszaki, üzleti, tudományos élet keretei közül, és a hétköznapi élet szinte minden területén bevonultak az egyszerű munkaeszközök csoportjába. A személyi számítógépeken futó egyedi alkalmazásoktól, a nagyteljesítményű munkaállomások speciális alkalmazásain keresztül a nagyszámítógépeken (mainframe) futó komplex hálózati alkalmazásokig a szoftver eszközök, és használati üzemmódok igen széles skálájával találkozhatunk. A felhasználók nézőpontjából, az utóbbi években egyre inkább elmosódik a határ az un. professzionális alkalmazások és a személyi számítógép alapú alkalmazások között. Tanúi lehetünk a nagygépes eszközök, a PC alapú technikák és a hálózati alkalmazások térnyerésével az egyedi alkalmazások és a hálózati erőforrásokra támaszkodó osztott erőforrás alapú alkalmazások békés egymás mellett élésének, egymást kölcsönösen kiegészítő használatának. Napjaink informatikai alkalmazói környezetét a felhasználás eltérő környezete, üzemmódja alapján az alábbi önkényes típusokba oszthatjuk: Személyi számítógépen vagy munkaállomáson megvalósított, egy felhasználó vagy kisebb csoport informatikai igényeit kielégítő megoldások Egy központi helyen centralizáltan kiépített, nagyszámítógépes mainframe környezetben vagy professzionális PC eszközök vagy munkaállomások felhasználásával megvalósított, megfelelő védelmi és megbízhatósági eszközökkel felruházott lokális hálózati megoldások, nagyobb csoportok vagy egy teljes szervezet lokális feladatainak támogatására Osztott környezetben, decentralizáltan kialakított nagyszámítógépes mainframe környezetben vagy professzionális PC eszközök vagy munkaállomások felhasználásával megvalósított, osztott erőforrásokon alapuló, de a felhasználók számára a felhasználás helyétől függetlenül integrált szolgáltatásokat biztosító globális hálózati megoldások. A fix telepítésű csomópontok mellett, egyre jelentősebb a mobil eszközök és alkalmazások integrációja. A térinformatikai alkalmazások területén tradicionálisan az első és második kategóriába sorolt izolált és lokális alkalmazások domináltak, de a hálózati alkalmazások széles körű elterjedésével és a hálózati sávszélesség növekedésével egyre szélesebb körben találkozhatunk az osztott erőforrásokon alapuló globális hálózati alkalmazásokkal. Operációs rendszerek Az operációs rendszerek feladata a hardver elemek és a felhasználó közötti kapcsolattartás biztosítása, a felhasználói programok végrehajtásának vezérlése, az erőforrások kezelése, a felhasználói kommunikáció biztosítása. Az operációs rendszer így lényegileg egy olyan számítógépen futó algoritmus, amely a számítógépek hardver lehetőségeire építve a felhasználó felé egy virtuális gépet jelenít meg. Az így megjelenített virtuális gép szolgáltatásaihoz a felhasználó magasabb szinten, kényelmesebben fér hozzá, és biztosításra kerül az erőforrások hatékony felhasználása. Az operációs rendszer szolgáltatásai a felhasználók és a felhasználói programok részére is biztosítanak szolgáltatásokat. A 26