Térinformatika növényvédelmi alkalmazása. Előadásvázlat

Átírás

1 Térinformatika növényvédelmi alkalmazása Előadásvázlat

2 Növényvédelemben használható GIS eszközök (I.) Relációs téradat adatbáziskezelési eszköztár Térinformatikai ( GIS) rendszerek Térinformatikai (GIS) műveletek Térinformatikai (GIS) elemzések Kimeneti lehetőségek a GIS rendszerekben Nyílt webtérképek alkalmazása, létrehozása Digitális térkép készítése, georeferencia Hálózati kiegyenlítés, koordináta rendszerek, vetületek GNSS (Globális helymeghatározó) rendszerek alkalmazása GNSS korrekciók GNSS bázisállomás rendszere/rendszerek Méréstervezési eszközök használata GNSS mérés végrehajtása Mérési eredmények feldolgozása Megjelenítés eszközei, 3D lehetőségek 2

3 Téradatkezelés eszközei Hozzáférés műveletek Adatbáziskezelés eszközei Relációs modell Térinformatikai rendszerek alapvető feladatai Adatmodell Térinformatikai rendszerek alapvető műveletei I-II. Térinformatikai elemzés műveletei Döntéstámogatás Szimuláció Térképformátumok, térképszerverek Konverzió Webes Mashup térképezés 3

4 Adatbáziskezelés eszközei Adatbáziskezelés feladata Adatmodell típusai Relációs adatmodell Kulcs, funkcionális függőség Normálformák Kapcsolatok Műveletek 4

5 Adatbázis Sémák, adatmodellek alkotása Adataink kapcsolatokkal együtt történő ábrázolása, tárolása Egyed, kapcsolat, tulajdonság Adatbáziskezelő rendszerek feladatai Adatbázis létrehozása Lekérdezések végrehajtása Adatvédelem, adatbiztonság Integritási feltételek vizsgálata Szinkronizáció 5

6 Adatmodell típusok Hálós Gráfszerkezet Egyedek: csomópontok Kapcsolat: élek Egyed tulajdonságok Hierarchikus Relációs Speciális gráf: fa A táblázattal adott egyedek közti kapcsolatot nem az adatmodellel együtt adjuk meg Objektum-orientált Relációs adatbázis kezelők alkalmazása az objektum orientált GIS szoftverekben is általános 6

7 Relációs adatmodell Táblázat (oszlopai tulajdonságtípusok), vagy tulajdonságtípus-halmazok direkt szorzatának részhalmaza R (A 1,A 2, A n ) A 1,A 2, A n attribútumok R reláció elnevezése N reláció fokszáma Egyedtípus = Reláció Táblákat közös oszlopok kötik össze 7

8 Kulcs, funkcionális függőség Attributumok legszűkebb részhalmaza, mely a reláció minden sorát egyértelműen azonosítja Egyszerű kulcs Összetett kulcs Külső kulcs Adott attribútum részhalmaz funkcionálisan meghatároz egy másikat, ha egy értékéhez pontosan egy érték tartozik a másikban Teljes függőség, ha nem függ részhalmazaitól Tranzitív függőség, ha van köztes, funkcionálisan függő attribútumhalmaz 8

9 Normálformák 1. NF Reláció minden sorában pontosan egy attribútumérték van Sorszám Név Lakhely Kazettakód Kazettacím 101 Kiss Lajos Keszthely 1001,3002 Egri csillagok, Aranyember 102 Tóth Ottó Budapest 2008 Beszterce ostroma 103 Nagy Géza Siófok 3002 Aranyember Sorszám Név Lakhely Kazettakód Kazettacím 101 Kiss Lajos Keszthely 1001 Egri csillagok 101 Kiss Lajos Keszthely 3002 Aranyember 102 Tóth Ottó Budapest 2008 Beszterce ostroma 103 Nagy Géza Siófok 3002 Aranyember 9

10 Normálformák - 1. NF II. Sorszám Név Lakhely Kazettakód Kazettacím 101 Kiss Lajos Keszthely 1001,3002 Egri csillagok, Aranyember 102 Tóth Ottó Budapest 2008 Beszterce ostroma 103 Nagy Géza Siófok 3002 Aranyember Sorszám Név Lakhely 101 Kiss Lajos Keszthely 102 Tóth Ottó Budapest Sorszám Kazettakód Kazettacím 103 Nagy Géza Siófok Egri csillagok Aranyember 10

11 Normálformák 2. NF 1. NF-ban van és minden másodlagos attribútum teljesen függ a kulcstól Sorszám Név Lakhely Kazettakód Kazettacím 101 Kiss Lajos Keszthely 1001 Five Little Pigs 101 Kiss Lajos Keszthely 3002 Aranyember 102 Tóth Ottó Budapest 2008 Beszterce ostroma 103 Nagy Géza Siófok 3002 Aranyember Sorszám Kazettakód Sorszám Név Lakhely Kiss Lajos Keszthely Tóth Ottó Budapest 103 Nagy Géza Siófok Kazettakód Kazettacím 1001 Five Little Pigs 3002 Aranyember 2008 Beszterce ostroma 11

12 Normálformák 3. NF 2. NF-ban van és egyetlen másodlagos attribútum sem függ tranzitíven a kulcstól Sorszám Kazettakód Sorszám Név Lakhely 101 Kiss Lajos Keszthely 101 Kiss Lajos Keszthely 102 Tóth Ottó Budapest 103 Nagy Géza Siófok Sorszám Kazettacím 1001 Five Little Pigs Sorszám Név 3002 Aranyember 101 Kiss Lajos 2008 Beszterce ostroma 102 Tóth Ottó 103 Nagy Géza Név Kiss Lajos Tóth Ottó Nagy Géza Lakhely Keszthely Budapest Siófok 12

13 Kapcsolatok Egy-egy Egy-több Több-több Vizsga Diák Dazon Dnév 1 Vazon Tazon Dazon Jegy 1 Tanár Tazon Tnév 13

14 Reláció műveletei Unió, Metszet Descartes szorzat Projekció Szelekció Hányados Metszet Összekapcsolás Természetes összekapcsolás 14

15 Desktop GIS rendszer felépítése Fájlkezelő, katalogizáló Koordinátabeállítások Adatrétegek áttekintése Térképező Megjelenítés, lekérdezés Elemzések Eszköztár Konverzió Elemzés 15

16 Fontosabb GIS adatmodellek, adatformátumok Vektoros adatmodell Spagetti-modell Hálózati modell Topológiai modell Raszteres adatmodell Hibrid adatmodell Vektoros Shapefálj Geoadatbázis DXF, DWG (CAD) Raszteres Grid 2,5D-3D DEM-TIN Szintvonal, pontfelhők, 3D Lézerszkenner formátumok SOLAP multidimenzionális adatstruktúrák Hiperspektrális adatformátumok 16

17 Hibrid adatmodell, Mashup térkép Raszteres és vektoros adatokat hibrid rendszerek segítségével együtt használhatunk. Vektoradatokat, raszteradatokat és attribútumadatokat a modellnek legjobban megfelelő módon külön-külön tárolják. A műveleteket mindig abban a modellben hajtják végre ezek a rendszerek, mely előnyös a kérdéses művelet szempontjából. A rendszerek széleskörűen alkalmazzák a vektor-raszter, raszter-vektor átalakításokat a műveletek előtt és után. Hibrid adatmodellre épül a GoogleMaps szolgáltatása. Összegyúrt térkép (Mashup): több internetes vagy egyéb forrásból készített összeállítás (gyakran másik alkalmazást (API) épít be magába). MASHUP Hibrid térkép 17

18 GIS műveletek, szerkesztés Adatbázisműveletek Transzformációk Lekérdezések térbelivé alakítása Szomszédság elemzése Méretmeghatározás Összevonás, átkódolás, egybeolvasztás Fedvényezés (overlay) Védőövezet,puffer zóna (buffer) generálása Modellezés (domborzatmodell) Elem mozgatása, forgatása, másolása és beillesztése, törlése Töréspont hozzáadása és törlése, mozgatása Töréspont meglévő jellemzőinek szerkesztése Vonal és poligon átalakítása sketch (vázlat) használatával Poligon elem felosztása Vonal elem felosztása, trimmelése, kiterjesztése, darabolása Elem méretaránya, vágása Elem geometriájának arányos nyújtása Elem egyszerűsítése és simítása (generalizálás) 18

19 Generalizálás, mozgatás, nyújtás, poligon átalakítás 19

20 GIS elemzések DDM elemzések Lejtés Kitettség Rálátás Hálózatok elemzése Közlekedési tervezés Szerkesztés, átlapolás Övezetgenerálás 20

21 Döntéselőkészítés, térbeli területi modellezés On-line döntéstámogató rendszer Gyors döntési lehetőség megteremtése Szimulációs lehetőségek Térbeli, területi statisztika Sűrített információk Információk, információs szintek kombinációja Heterogenitás, klaszterezettség Szimuláció Objektumok, események, folyamatok Monitoring Változások figyelése Modell működtetése Visszacsatolás (monitoring) Modell finomítása Validálás 21

22 Térinformatikai rendszerek alapvető műveletei I-II. Térinformatikai rendszer feladatai Adatgyűjtés Adattárolás Lekérdezés Elemzés Megjelenítés Publikálás Adatbázis Térkép Modell Adatok Szoftver Hardver Fejlesztő, felhasználó Feldolgozás 22

23 Videók, animációk az I. fejezethez Videók MASHUP Hibrid térkép Animációk 23

24 Feladatok az I. fejezethez I. Kérdés 1. Jelölje ki az elsődleges kulcsot! 2. Adjon meg funkcionális függőséget! Személyi szám Név Névnap Kiss János December Nagy Ferenc November Nagy Ottó Október 4. 24

25 Feladatok az I. fejezethez II. Kérdés 1. Első normálformában van-e az adatbázis? 2. Második normálformában van-e az adatbázis? 3. Harmadik normálformában van-e az adatbázis? 4. Ha nincs, akkor mindhárom esetben hozza az adott formára! Személyi szám Név Névnap Kiss János December Tóth Katalin November Nagy Ferenc Október 4. 25

26 Feladatok az I. fejezethez III. Kérdés Hozzon létre egy a több kapcsolattal több-több kapcsolatot a vásárlás, vásárló, eladó és gyomirtószer táblák segítségével! (egy vásárló több eladótól is vásárolhat, egy eladó több vásárlót is kiszolgálhat) Vásárló (Vazon, Vnév) Eladó (Eazon, Enév) Vásárlás (Vásárlásazon, Összeg, ) Gyomirtószer (Gyomirttóazon, Gyomirtónév, Gyomirtóár, ) 26

27 Műveletek bemutatása (ArcExplorer JEE) Rétegek és térképösszeállítás Új térképi réteg létrehozása (pont, vonal, poligon) Raszteres, vektoros rétegek kezelése Pufferzóna kialakítása Kijelölés Vetületek kezelése Megjelenítés Méretarányfüggő megjelenítés Térképi kimenet létrehozása Hozzáférés a szoftverhez: 27

28 Felhasznált térképi források ESRI térképszerver Georgikon térképszerver AIR térképszerver Corine Land Cover 2000 adatbázis 28

29 ESRI térképszerver 29

30 Georgikon térképszerver 30

31 AIR térképszerver 31

32 Corine Land Cover 2000 adatbázis 32

33 Rétegek és térképösszeállítás megnyitása Hozzáférés a szoftverhez: ESRI térképszerver: 33

34 Mintavételi térkép generálás GPS pontok alapján EOV koordináták Hozzáférés a szoftverhez, mintafájlokhoz és lépésenkénti leírás: 34

35 Szövegfájl létrehozása - *.csv 35

36 Shape file generálás Shape generálás lépései.csv (Comma Separated Values) fájl létrehozása (pl: notepad) a pontok koordinátái alapján Shape file generálás (pl: ArcExplorer JEE) Megjelenítés (pl: ArcExplorer JEE) MASHUP térképösszeállításban 36

37 Generált pontok megjelenítése 37

38 HOTLINK webhivatkozás és a shape állományok 38

39 Raszteres réteg hozzáadása térképszerverről 39

40 Raszter kiválasztása 40

41 Megjelenítés raszteres alapfelületen 41

42 Vektoros réteg hozzáadása shape file-ból 42

43 Pufferzóna létrehozása Pontok kijelölése Puffer zóna 43

44 Pufferzóna megadása a pontszerű objektumokra 44

45 Többszörös Pufferzóna 45

46 Többszörös bufferzóna különböző rétegeken 46

47 Kijelölés Attribútumok alapján Logikai lekérdezéssel Megjelenítés alapján Elhelyezkedés alapján Térbeli lekérdezéssel GIS műveletek 47

48 Generált shape attribútumtábla 48

49 Kijelölés Kapcsolt kijelölés Attribútumtáblában Térképi rétegen 49

50 Kijelölés lekérdezéssel 50

51 Kijelölés megjelenítés alapján 51

52 Kijelölés elhelyezkedés alapján 52

53 Kijelölés térbeli lekérdezéssel 53

54 Vetületek GIS beállítások 54

55 Vetületváltás 55

56 Földrajzi vetület 56

57 Eckert IV. vetület 57

58 Ortografikus vetület 58

59 Alberts Equal Area vetület 59

60 Megjelenítés - Corine Land Cover 2000 adatbázis GIS térképösszeállítás 60

61 Lépcsőzetes kitöltés 61

62 CLC2000 Nomenklatúra 62

63 Corine Land Cover nomenklatúrarészlet Code Level 3,"Label Level1","Label Level2","Label Level3","RGB Color" 112,"Artificial surfaces","urban fabric","discontinuous urban fabric"," " 121,"Artificial surfaces","industrial, commercial and transport units","industrial or commercial units"," " 141,"Artificial surfaces","artificial, non-agricultural vegetated areas","green urban areas"," " 142,"Artificial surfaces","artificial, non-agricultural vegetated areas","sport and leisure facilities"," " 211,"Agricultural areas","arable land","non-irrigated arable land"," " 221,"Agricultural areas","permanent crops","vineyards"," " 231,"Agricultural areas","pastures","pastures"," " 242,"Agricultural areas","heterogeneous agricultural areas","complex cultivation patterns"," " 311,"Forest and semi natural areas","forests","broad-leaved forest"," " 411,"Wetlands","Inland wetlands","inland marshes"," " 412,"Wetlands","Inland wetlands","peat bogs"," " 63

64 Kitöltés egyedi szimbólummal 64

65 Méretarányfüggő megjelenítés Körvonal: 1:7500 és 1:30000 méretaránytartományban Pontok: 1:15000 fölötti méretaránytartományban Parcellák: 1:7500 fölötti méretaránytartományban 65

66 Méretarányfüggő megjelenítés II. 66

67 Térképi kimenet létrehozása 67

68 Térképformátumok, térképszerverek Hagyományos térkép- Digitális térkép Méretarányfogalom átalakulása Georeferencia Rétegek használata Térképezés Adatforrások különbözősége Térképek elérése webes felületen Webtérképek Webtérképek rétegei Térképösszeállítások 68

69 Digitális térkép létrehozása Nem csak egyszerűen a térkép tartalmának számítógéppel kezelhető, digitális leírása (Nincs szükség szelvényekre bontásra, valós méretűek az elemei, pontos illeszkedésekkel, topológiával rendelkezik, gyakran rétegeket, objektumokat használ). Elsődleges adatnyerési eljárások Mérésekből (GPS) Meglévő jegyzőkönyvekből Elsődleges adatnyerési eljárásokkal általában vektoros adatokat állítunk elő. Másodlagos forrásból Digitalizálással, majd automatikus vagy kézi vektorizálással Másodlagos eljárásoknál georeferálás, vektorizálás esetén szintén vektortérképet kapunk. Amennyiben a másodlagos adatnyerést (szkennelést) georeferálás után nem követi vektorizálás, digitális rasztertérkép az eredmény. 69

70 Adatminőség ellenőrzése Adatok érvényességét leginkább befolyásoló tényezők: adatok eredete geometriai pontosság attribútum adatok pontossága attribútum adatok konzisztenciája topológiai konzisztencia adatok teljessége, aktualitása 70

71 Térképszerverek elérése webes felületen Példák térképszerverek böngészővel történő használatára Keresés talajtípusra Agrár-környezetgazdálkodási Információs Rendszer Keresés térképellátottsági információra Georgikon Térképszerver Keresés Természetvédelmi Információs rendszer Webtérképek 71

72 AIR Térképtár elérése webes felületen Webcím Szolgáltatás Belépés a nyilvános térképekhez Térkép betöltése: Magyarország genetikus talajtérképekeresés talajtípusokra Réti csernozjom talaj Kijelölés a lekérdezés eredményei alapján 72

73 Keresés talajtípusra 73

74 Georgikon Térképszerver elérése webes felületen Webcím Szolgáltatás Talajtérképek a Balaton vízgyűjtőjére Aktív réteg beállítása (Active Layer) Zala megyei szelvényhatáros térképek (zalaszh) Lekérdezés Field: Telepules, Operator: Egyenlő, Value: Zalaszentgrót Lekérdezés futtatása (Add to Query String, Execute) Kijelölés a lekérdezés eredményei alapján 74

75 Keresés szelvényhatáros talajtérképekre 75

76 Természetvédelmi Információs rendszer Webcím Szolgáltatás Térkép megnyitása Aktív réteg és láthatóság beállítása (Rétegek) EOTR 10 szelvényháló Keresés :10000 EOTR szelvényre Keresés az aktív rétegen 76

77 Keresés webtérképen 77

78 Nyitott webtérképek alakalmazása Nyilvános API (Application Programming Interface) Összetett webtérképészeti rendszerek, amelyek biztosítják az API-t mások weboldalán és termékein való újrafelhasználáshoz. Ilyen rendszer például a Google Maps a Google Maps API-val, vagy a YahooMaps, ESRI ArcIMS, GIS Server API Jelentősebb webtérképek GoogleMaps YahooMaps Bing Geoportal 78

79 Webtérkép egyszerű internetes publikálása Google webszolgáltatások Honlapszerkesztő program Projektwebhely Webes térképszerver Webes képszerver Webes videószerver Webtárhely szolgáltató Webtárhely szolgáltató Honlapkészítő program 79

80 Térképet tartalmazó webhely létrehozása Megvalósítás lépései: 1. Témaválasztás 2. Térkép létrehozása, adatok feltöltése a. Webalbum létrehozása, képek feltöltése b. Videók feltöltése az internetre 3. Webhely létrehozása, térkép beágyazása 4. Webhely közzététele 80

81 Videók, animációk az II-III-IV. fejezethez Videók Puffer zóna GIS műveletek GIS beállítások GIS térképösszeállítás Webtérképek Animációk 81

82 Feladatok a II-III-IV. fejezethez I. Keresse meg az AIR genetikus talajtérképén Fejér megye jellemző talajtípusát! 82

83 Feladatok a II-III-IV. fejezethez II. Készítse el az ArcExplorer JEE segítségével az alábbi pontokat tartalmazó (bp.shp) shape fájlt! 1. Parlament , Lánchíd , Mátyás-templom ,

84 Feladatok a II-III-IV. fejezethez III. Keresse meg az ArcExplorer JEE ( vagy más megjelenítőszoftver) segítségével az alábbi Mashup (több forrásból származó) talajtérképellátottsági- és talajtérképet! 1. Add internet server 2. Talajmap 3. Nitrat (90% átlátszóság) 84

85 Feladatok a II-III-IV. fejezethez IV. Nyissa meg ArcExplorer JEE (vagy más megjelenítő) segítségével az webhelyen az Atlas_Landuse.shp adatbázist és a projekciót állítsa Eckert IV, SPHERE-re! 85

86 Feladatok a II-III-IV. fejezethez V. Nyissa meg ArcExplorer JEE (vagy más megjelenítő) segítségével az webhelyen az Atlas_Landuse.shp adatbázist és jelöljön ki 20 km-es pufferzónát Magyarország folyói körül! 86

87 Feladatok a II-III-IV. fejezethez VI. Nyissa meg ArcExplorer JEE (vagy más megjelenítő) segítségével az webhelyen valamelyik adatbázist és próbálja ki az alábbi funkciókat! Egyedi (One Symbol) Lépcsőzetes (Graduated Symbols) Egyedi (Unque Symbols 87

88 Feladatok a II-III-IV. fejezethez VII. Nyissa meg ArcExplorer JEE (vagy más megjelenítő) segítségével az webhelyen valamelyik adatbázist és készítsen térképösszeállítást (Layout) az alábbi elemekkel! Kép Szöveg Északjel Méretarány Jelmagyarázat 88

89 Feladatok a II-III-IV. fejezethez VIII. Nyissa meg ArcExplorer JEE (vagy más megjelenítő) segítségével az webhelyen valamelyik adatbázist és állítson be legalább három rétegre különböző méretarányban történő láthatóságot! 89

90 Feladatok a II-III-IV. fejezethez IX. Készítsen GoogleMaps térképet tetszőleges mezőgazdasági témában legalább öt objektummal, beillesztett képekkel, majd küldje el a hivatkozását ben! 90

91 Transzformáció georeferálás A kép, térkép pontjaihoz koordinátákat rendelünk Alapponti rendszerek OGPSH Magassági alappontok Vízszintes alappontok Integrált Geodéziai Alapponthálózat (INGA) kb olyan alappontot, melyeket többféle méréstechnikával, többféle vonatkoztatási rendszerben határoznak meg, új típusú állandósítással. Cél a 4D geodézia és a fenntarthatóság. Georeferálás Grafikus Manuális 91

92 Geoidunduláció GPS mérés: ellipszoid feletti magasság Tengerszint feletti magasság: figyelembe kell venni a geoidundulációt A geoidunduláció a Föld fizikai alakját jellemző, a Föld nehézségi erőterének egy kiválasztott szintfelülete (geoid) és a Föld alakját geometriailag helyettesítő forgási ellipszoid közötti távolság, a pont ellipszoidi normálisán mérve. h = H + N h a pont ellipszoid feletti magassága H a pont tengerszint feletti magassága N a pontban lévő geoidunduláció értéke 92

93 Geoidunduláció Magyarországon Geoid Óceánok és tengerek felszíne, ha kicsi csatornákon összekötnénk a szárazföld alatt (Listing 1873) A geoid formája függ a gravitációtól és a centrifugális gyorsulástól A geoidhoz leginkább hasonlító szabályos, matematikailag leírható test az ellipszoid 93

94 Egységes Országos Térkép Rendszer (EOTR) Magyarország területét 85 db 48000x32000m-es es szelvény fedi le. A 32 szelvény északnyugati EOV koordinátája például (480000;160000). 32-es szelvény 431 M 1: M 1: M 1: M 1:

95 EOV koordináták Az EOV kettős vetítésű, szögtartó, ferdetengelyű, metsző hengervetületi rendszer Alapfelülete az IUGG/1967 ellipszoid. A vetítés kettős az IUGG/1967 ellipszoidról a Gauss gömbre, majd onnan a süllyesztett (metsző) hengerre történik a vetítés. Az ország területe egyetlen hengervetületre képződik le. A metszőkörön belül hosszrövidülés, a körön kívül hossznövekedés figyelhető meg. A kezdőkoordinátákat 200km-rel délre és 650km-rel nyugatra helyezték. Így az Y koordináták kisebbek, az X koordináták pedig mindig nagyobbak 400-nál, tehát jól megkülönböztethetők. 95

96 Egységes Országos Magassági Alaphálózat (EOMA) Magyarország első szintezését között adriai alapszinthez végezték. Nadap főalappont magassága maf 173,8385 m. A II.világháború után használt balti alapszint Nadap főalappont magassága mbf 173,1638 m, amely 0,6747 m- rel alacsonyabb. 96

97 Transzformáció OGPSH (ETRS89-WGS84) EOV EOV OGPSH (ETRS89-WGS84) OGPSH (Országos GPS Hálózat) ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989) WGS-84 (World Geodetic System 1984 ) EOV (Egységes Országos Vetület) Hozzáférés a szoftverhez: 97

98 Transzformáció Koordináták (φ, λ, h) OGPSH (Országos GPS Hálózat) ETRS89 - WGS- 84(European Terrestrial Reference System World Geodetic System 1984 ) : Keleti sarokpont: 46, , ,403 Észak-nyugati sarokpont: 46, , ,276 Koordináták (y, x, H) EOV (Egységes Országos Vetület): Keleti sarokpont: , , ,295 Észak-nyugati sarokpont: , , ,171 98

99 Transzformáció EOV OGPSH 99

100 Transzformáció EOV OGPSH 10

101 Transzformáció OGPSH EOV 10

102 Transzformáció OGPSH EOV 10

103 Georeferencia Georeferenciának nevezzük a raszterkép elhelyezési adatait a geodéziai koordinátarendszerben. Megoldás szokásos módjai: World fájl Header (GeoTiff, GeoJP2 ) Hozzáférés a szoftverhez: 10

104 Georeferencia két pontból 10

105 Georeferencia több pontból (RMS) 10

106 Georeferálás Tábla körvonalrajz georeferálása WGS-84 Koordináták (φ, λ, h): Keleti sarokpont: 46, , ,403 Észak-nyugati sarokpont: 46, , ,276 10

107 Georeferálás Ismert koordinátájú pont megadása 10

108 Georeferálás - World file generálás: *.jpgw 10

109 Georeferálás Tábla körvonalrajz georeferálása EOV Koordináták (y, x, H): Keleti sarokpont: , , ,295 Észak-nyugati sarokpont: , , ,171 10

110 Georeferálás Ismert koordinátájú pont megadása 11

111 Georeferálás World file generálás: *.jpgw 11

112 Grafikus georeferálás Referálandó és a referált kép betöltése Kontrollpontok létrehozása Transzformáció kiválasztása Módosítások mentése Segédfájlok létrehozása Új raszter létrehozása Hozzáférés a szoftverhez (60 napos próbaverzió): are/arcgis/arcinfo Grafikus georeferálás 11

113 Grafikus georeferálás Négy grafikus kontrollpont segítségével Polinomiális (1) 11

114 Videók, animációk az V. fejezethez Videók Grafikus georeferálás Animációk 11

115 Feladatok a V. fejezethez I. Mely OGPSH pontokat használja az EEHHTT transzformáció, ha a Galyatetőre alakalmazzuk? 11

116 Feladatok a V. fejezethez II. Digitalizáljon lapolvasó segítségével egy tetszőleges térképlapot, majd georeferálja három referenciaponttal a GEOREGARCVIEW szoftver segítségével! A szükséges koordinátákat térképszerverekről (pl: Googlemaps) szerezhetjük be. 11

117 Feladatok a V. fejezethez III. Digitalizáljon lapolvasó segítségével egy újabb, az előzővel átfedésben lévő térképlapot, majd georeferálja három referenciaponttal a GEOREGARCVIEW szoftver segítségével! Nyissa meg az előző feladat georeferált állományával együtt ArcExplorer JEE (vagy más) megjelenítővel és ellenőrizze a pontosságot! A szükséges koordinátákat térképszerverekről (pl: Googlemaps) szerezhetjük be. 11

118 GNSS rendszerek Internetes pontosításgnss (Globális helymeghatározó) rendszerek alkalmazása Navstar GPS Glonass Galileo... GNSS korrekciók, GNSS bázisállomás rendszere/rendszerek Méréstervezési eszközök használata GNSS mérés végrehajtása Mérési eredmények feldolgozása Megjelenítés eszközei, 3D lehetőségek 11

119 GNSS rendszerek Globális helymeghatározás alapelve GNSS rendszerek GPS Glonass Galileo BeiDou GNSS pontosítás GBAS SBAS Internetes pontosítás 11

120 Globális helymeghatározás Adott időpontban ismernünk kell három műhold koordinátáit. Amennyiben nagyon pontosan tudjuk mérni az időt, akkor a hullám terjedési sebesség és a közben eltelt idő alapján meghatározható, hogy milyen távolságra vagyunk a műholdtól. Ez egy műhold esetén egy gömbfelületet ad. Amennyiben két műholddal van kapcsolatunk, akkor mindkét műhold gömbjén rajta kell, hogy legyünk. Két gömb metszeteként egy kört kapunk. A harmadik műhold gömbje és a kör metszéspontjaként két pontot kapunk, amelyek közül mindig kizárható az egyik (pl. földfelszíntől távoli pontok). 12

121 Mérés pontosságát befolyásoló tényezők Műholdak pályaadathibái, órajel pontossága Hullámterjedés sebességének változása Ionoszféra állapota (mérés több frekvencián) Légkörben uralkodó aktuális viszonyok(hőmérséklet, nyomás, nedvességtartalom, egyéb jelenségek) Többutas hullámterjedés, DOP (Dilution of Position) GPS vevő környezete (árnyékolás, takarás) Környezetben érzékelhető elektromágneses zajok Szándékos zavarás GPS Jamming GPS Spoofing GPS Meaconing 12

122 GPS alrendszerei A GPS rendszer három alapvető alrendszerből épül fel: Űrszegmensből (műholdak), Felhasználói rendszerből (vevőkészülékek és szolgáltatások) Vezérlőrendszerből (földi vezérlő- és monitorállomások) GNSS rendszer 12

123 Szelektív hozzáférés, pontosság monitor Pontosság változása az SA május 2-i kikapcsolásakor Global Performance Assessments /Globális Működés Értékelése/ il/gps 12

124 Navstar GPS NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System 1973 Első műhold fellövése 1978 Hivatalos rendszerszolgáltatások 1995-től GPS SUPPORT CENTER USA VÉDELMI MINISZTÉRIUMA NAVIGATION CENTER 12

125 Glonass Teljes GLONASS rendszer 24 műholdból áll, 3 orbitális pályaszinten, amelyek 120 fokos szögben helyezkednek el Minden síkon 8 műhold helyezkedik el egymástól egyenlő távolságra, 45 fokos szélességi eltéréssel A műholdak km-es körpályán mozognak Periódusidő kb. 11 óra 15 perc Minden műhold külön frekvencián sugároz 12

126 Galileo A 27 működő és három tartalék műhold három pályasíkban km sugarú pálya Integritás Integritási jeleket is Galileo műholdak fogják sugározni. legalább két műhold 25 fok felett 6s riasztási idő 12

127 BeiDou - Compass Beidou-1 holdak jelzései és indítási története: 1A (2000. október 31.) 1B (2000. december 21.) 1C (2003. május 25.) 1D (2007. február 3.) A Beidou (Compass)-2 M1 (2007. április 14.) közepes magasságú pálya G2 műhold (2009. április 15.) G1 műhold (2009. január 16.) G3 műhold (2010. június 2.) Teljes második generációs rendszer 27 MEOs, 3 IGSOs, and 5 GEOs öt magasan keringő, valamint még 30 közepes pályamagasságú műholdat tartalmazna 12

128 AGPS (=Assisted GPS), GPRS lefedettség GPS vételét javító módszer, amit a mobilszolgáltató nyújt Működése a telefonban lévő GPS és a mobilszolgáltató szervere közötti adatcserén alapul Az erőforrásigényes számítási feladatokat a mobilszolgáltató szervere végzi 12

129 AGPS (=Assisted GPS), GPRS lefedettség GPS vételét javító módszer, amit a mobilszolgáltató nyújt Működése a telefonban lévő GPS és a mobilszolgáltató szervere közötti adatcserén alapul Az erőforrásigényes számítási feladatokat a mobilszolgáltató szervere végzi

130 GPRS lefedettség Vodafone Telenor T-Mobile

131 Mobil internet szabványok CSD (Circuit Switched Data) vonalkapcsolt mobilinternet - 9,6 kbit/s - 1G GPRS (General Packet Radio Service) csomagkapcsolt kbit/s - 2G EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) 3G a GPRS megerősítése kbit/s-os ( ) - 2,5G harmadik generációs mobilhálózat, videóhívás is 384 kbit/s - 3G HSPA (High-Speed Downlink/Uplink Packet Access) a HSDPA elméleti adatátviteli sebessége az eszköztől és a lefedettségtől függően akár 21 Mbit/s 3,5G 4G LTE (Long Term Evolution) 1Gbit/s - 4G 13

132 Navigáció 13

133 Navigáció, útvonaltervwzés mobiltelefonon (2008) 13

134 Pontosító rendszerek Abszolút Relatív méréstervezés Geodéziai pontosságra Térinformatikai pontosságra Navigációs pontosságra Pontosság növelése a cél Rendszer hibafelismerési képességnövelése (integritás) a cél Minél kevesebb kiesés (rendelkezésre állás) a cél SoL (Safety of Life) 13

135 GPS pozícióhibák 13

136 Differenciális korrekció elve 13

137 GPS mérés jellemző pontosságai 13

138 Méréstípus, pontosítási módszer szerint Utófeldolgozás Abszolút: tracklog DGPS: adatgyűjtés Relatív: nagypontosságú koordináta-meghatározás Valós idő Abszolút: navigáció DGPS: sorvezetés Relatív: kitűzés, földmunkák 13

139 Földi pontosítás Egyetlen bázis Pontossága a bázistól távolodva csökken Több bázis Pontossága nem homogén Hálózati pontosítás (VRS - Virtual Reference Stations) Pontossága homogén A rendszer pontossága csak kis mértékben változik egyetlen állomás kiesése esetén 13

140 Trimble VRS rendszer 14

141 GPS Glonass Trimble VRS bázisok Magyarországon 14

142 VRS rendszer mezőgazdasági felhasználásra 14

143 GNSSnet bázisai és VRS rendszere Magyarországon Hagyományos RTK GNSSnet Hálózati RTK GNSSnet NtripCaster IP cím, port száma: :

144 Geotrade többázisos rendszere Geotrade GNSS lefedettség Host: Port: geotradegnss 14

145 Pannon Egyetem Georgikon egybázisos rendszer Georgikon RTK lefedettség DGPS az egész országra :

146 GNSS bázisállomás (NetR5) adatai Konfigurálás Műholdinformációk Észlelés beállításai Műholdas pontosító rendszerek beállításai Bázis pozícióadatai GoogleEarth, GoogleMaps adatok Műholdelőrejelzés GPS műhold láthatósága Glonass műhold láthatósága 14

147 Bázisadatok (Georgikon GNSS bázisállomás) 14

148 Műholdinformációk táblázatosan és diagrammon 14

149 Műholdinformációk - Skyplot 14

150 Észlelés beállítása 15

151 Műholdas pontosító rendszerek 15

152 Műholdak számának előrejelzése 15

153 Műholdak pozíciója 15

154 GPS műhold láthatósága Tracklog és eleváció 15

155 Glonass műhold láthatósága Tracklog és eleváció 15

156 Bázisállomás adatai a GoogleEarth felületen 15

157 Báziállomás GoogleMaps felületen 15

158 Pozíció (magasság) 15

159 Pozíció (vízszintes koordináták) 15

160 Érzékelő státusza 16

161 Érzékelő pozíciója 16

162 Műholdak száma, elhelyezkedése 16

163 Összefoglaló adatok 16

164 Bázisállomás vezérlőszoftvere (GPSBase) 16

165 SkyPlot 16

166 Pozícióelemzés, tárhelyadatok 16

167 Pozícióadatok (Cartesian, Geographical) 16

168 Pozícióadatok egy órára és egy percre 16

169 GPS vevő kapcsolódása 16

170 Bázisállomás pozíciója 17

171 Bázisállomás pozíciója (idő és GPS idő szerint) 17

172 Videók, animációk az VI-VII-VIII. fejezethez Videók Animációk GNSS rendszer 17

173 Feladatok a VI-VII-VIII. fejezethez I. Számítsa ki a Kaposvári és Nagykanizsai GNSSnet bázisállomás térbeli távolságát OGPSH koordinátáik alapján! d=((x 1 -x 2 ) 2 +(y 1 -y 2 ) 2 +(z 1 -z 2 ) 2 ) 0,5 17

174 Feladatok a VI-VII-VIII. fejezethez II. Keresse meg a Glonass rendszerben aktuálisan hozzáférhető műholdak adatait! 17

175 Feladatok a VI-VII-VIII. fejezethez III. Keresse meg a Navstar GPS rendszerben aktuálisan hozzáférhető műholdak adatait! 17

176 Feladatok a VI-VII-VIII. fejezethez IV. Keresse meg a Galileo és a BEIDOU rendszerben aktuálisan hozzáférhető műholdak adatait! 17

177 Feladatok a VI-VII-VIII. fejezethez V. Keresse meg az aktuális időpontban a Navstar GPS rendszer földi vezérlőállomásait! 17

178 Feladatok a VI-VII-VIII. fejezethez VI. Keresse meg az aktuális időpontban az ionoszféra állapota szempontjából legkedvezőtlenebb mérési helyet a Föld felszínén! Használja az ausztrál űridőjárás előrejelzést (vagy egyéb információforrást)! 17

179 Feladatok a VI-VII-VIII. fejezethez VII. Keresse meg a penci Bázisállomás koordinátáit! WGS84 Lamda= Fí= h= EOV X= y= heov= 17

180 Feladatok a VI-VII-VIII. fejezethez VIII. Keresse meg a Georgikon Bázisállomás koordinátáit! WGS84 Lamda= Fí= h= EOV X= y= heov= 18

181 Feladatok a VI-VII-VIII. fejezethez IX. Keresse meg a Vodafone, T-mobile és Pannon hálózatban a Keszthely központjához legközelebbi helyet, ahol nincs GPRS lefedettség! Kültéri: Beltéri: Keresse meg a Vodafone, T-mobile és Pannon hálózatban a Keszthely központjához legközelebbi helyet, ahol nincs HSDPA lefedettség! Kültéri: Beltéri: 18

182 GNSS mérés végrehajtása Mérés megtervezése (almanach) Mérés végrehajtása (online pontosítás esetén feldolgozás is) Adatátvitel (csereformátumok használata, RINEX - Receiver Independent Exchange Format) Feldolgozás (vektorok, transzformáció, hibaellenőrzés) Hálózatkiegyenlítés (OGPSH - Országos GPS Hálózat) 18

183 Méréselőkészítés Meglévő téradatok beszerzése, ellenőrzése, konverziója Mérési terv elkészítése Pontossági igény Rendelkezésre álló eszközök, szolgáltatások Területi specialitások Mérési módszer kiválasztása Mérési helyek Konverzió a terepi eszköz formátumára Adatok feltöltése a terepi eszközre 18

184 GNSS mérés tervezése Tervezés célja Integritás garantálása GNSS Pontosítás módja Szükséges pontosság garantálása Rover eszköz pontossága Pontosítás módja Műholdkonstelláció Egyéb zavaró tényezők minimalizálása 18

185 GIS feldolgozás Adatok feltöltése GIS rendszerbe Konverziók Elemzések Interpolációk Modellépítés Szimuláció Statisztikai elemzés Publikálás Online korrekció esetében Feldolgozás Offline korrekció esetében Mérési időpont visszakeresése Korrekciós adatok beszerzése Korrekció lefuttatása Ellenőrzés Transzformáció ellenőrzése 18

186 Tervezés eszközei GNSS műholdadatok Almanach Trimble Planning Leica Satellite Availability Topcon Occupation Planning Pontosító adatok fogadása Mobil internet GPRS lefedettség Mérési stílus, eszközök, megvalósítás GNSS tervezés ionoszféraállapotra GNSS tervezés ionoszféra- troposzféra állapotra Alapadatok tervezéshez 18

187 Almanach Aktualizálás Időben előre Időben hátra Általános YUMA formátum,usa Coast Guard Navigációs Központ A dátum és a GPS-hét kapcsolata a GPS-naptárban Trimble Leica Topcon 18

188 Trimble Planning Beállítások Magassági vágás Kitakarás Hely, időpont, időzóna Időtartam, időintervallum Letöltés Almanach Szoftver GNSS méréstervezés 18

189 GPS méréstervezés Egy álláspontra Tervezőszoftver letöltése Tervezőszoftver telepítése Almanach adatok letöltése Almanach betöltése Álláspont adatainak térbeli és időbeli adatainak megadása Mérőeszköz adatainak megadása Használni tervezett műholdak, műholdrendszerek beállítása Több álláspontra Többálláspontos mérés álláspontjainak betöltése 18

190 GPS méréstervezés II. 19

191 GPS méréstervezés III. GPS adatforrások, almanach trimble.com/gpsdataresources.shtml GPS/GLONASS almanac in Trimble Planning file format Letöltés - importálás - betöltés Global Reference Station List Beacon Reference Station List CORS (Continuously Operating Reference) Stations EGNOS Information GPS Status from the Coast Guard 19

192 Műholdinformációk, almanach frissítése GNSS almanac frissítése 19

193 Műholdmagasság változása Navstar GPS 19

194 Műholdak láthatósága árnyékolással és anélkül 19

195 Pozícióhigulás árnyékolással és anélkül 19

196 Látható műholdak Navstar GPS - Glonass A majdnem teljes kiépítettségű Glonass rendszer jelentősen megnöveli az adott helyen, adott pillanatban látható műholdak számát. 19

197 Egnos - Galileo rendszer 19

198 Compass Beidou rendszer 19

199 Méréstervezés több álláspontra 19

200 Videók, animációk az IX. fejezethez Videók Animációk GNSS almanac frissítése GNSS méréstervezés GNSS tervezés ionoszféraállapotra GNSS tervezés ionoszféra- troposzféra állapotra Alapadatok tervezéshez 20

201 Feladatok a IX. fejezethez I. Készítsen előrejelzést a Georgikon kar D épületének déli homlokzata előtti területre (árnyékolás északról 180 fokban, Lambda = 46 fok 45 perc, Fí = 17fok 15perc, h = 180 m) a másnap déli 13 óra és óra közötti időtartamra, 10 fokos magassági vágás fölött! GDOP= PDOP= HDOP VDOP= TDOP= GPS műholdak száma= Glonass műholdak száma= Galileo műholdak száma= Compass műholdak száma= 20

202 Feladatok a IX. fejezethez II. Készítsen előrejelzést a Georgikon kar D épületének déli homlokzata előtti területre (árnyékolás északról 180 fokban, Lambda = 46 fok 45 perc, Fí = 17fok 15perc, h = 180 m) a másnap déli 12 óra és óra közötti, illetve 15 óra és óra közötti időtartamra, 30 fokos magassági vágás fölött! Mindkét észlelésben részt vevő GPS műholdak száma= Mindkét észlelésben részt vevő GPS+Glonass műholdak kódja= Keressen a 45 fok alatt látható műholdat! Kód = Azimut = Eleváció = 20

203 Feladatok a IX. fejezethez III. Készítsen előrejelzést két magyarországi, egymástól legalább 250 km-re lévő GNSSnet bázisállomásra a másnap déli 12 óra és óra közötti időtartamra, 5 fokos magassági vágás fölött! Mindkét észlelésben részt vevő GPS műholdak kódja = Mindkét észlelésben részt vevő GPS+Glonass műholdak száma = 20

204 GNSS mérés végrehajtása Kapcsolódás műholdakhoz, vezérlőhöz Kapcsolódás pontosító szolgáltatáshoz Mérési stílus beállítása Mérés megkezdése Adatok rögzítése Mérési stílus Pontosítás nélkül DGPS RTK 20

205 Mérés térinformatikai vevővel Leica Zeno 10 Leica Zeno Field A Leica Zeno Field az ArcPad 8 OEM verziója Leica Zeno Office, ArcGIS alapokra épülő irodai alkalmazás 20

206 Mobil eszköz munkafelülete Microsoft Windows CE 6 Zeno Field 20

207 Új térképi réteg beállítása I. 20

208 Új térképi réteg beállítása II. 20

209 Mérési eszköztárak 20

210 Fontosabb beállítási lehetőségek 21

211 Mérési módszer beállítása 21

212 Mérés GPS mérés eredményén 21

213 Új térképi réteg létrehozása Shapefájlok létrehozása Geoadatbázis létrehozása Típus megadása Pont Vonal Poligon Koordinátarendszer és vetület megadása 21

214 GPS mérési réteg megnyitása GIS szoftverrel 21

215 Új térképi réteg létrehozása GIS szoftverrel 21

216 Mérési eszköz térinformatikai szoftverrel 21

217 COGO (COordinate GeOmetry) rendszer Interaktív mérnöki tervezői rendszer Bármely geodéziai feladat megoldható. Az általunk bevitt koordinátákat, vagy a tárolt koordinátákat egyaránt kezelni tudja. Bármely mérési adat feldolgozásával a rendszer is tud koordinátát számolni. Segítségével a koordináták közvetlenül is megváltoztathatók. 21

218 COGO irány és távolság Irány és távolság meghatározása két pont alapján 21

219 COGO bezárt szög Bezárt szög meghatározása három pont segítségével 21

220 COGO merőleges távolság Merőleges távolság meghatározása szakasz és pont között 22

221 COGO felosztás és egyéb eszközök Koordináta meghatározása Felosztás További eszközök 22

222 Mérés geodéziai vevővel 22

223 Munkafeladat beállítása 22

224 GNSS mérés befejező tevékenységei Mérés adatainak ellenőrzése Megtekintés Törlés, szerkesztés Új felvételezés Adatok Exportálása a szükséges formátumokban Terepi eszköz kikapcsolása Adatok betöltése a terepi eszközről Formátumok Koordinátarendszer, dátum megadása Adatbetöltési hibák vizsgálata Megtekintés Törlés, szerkesztés Exportálás a feldolgozás formátumára 22

225 3D modellépítés mint GIS mashup eszköz Magasságmodell Raszteralapú Vektoralapú Objektumok modellje Doborzatmodell Terepmodell VRML 3D tervezés 22

226 3D objektumépítés Sketchup szoftverrel 22

227 GIS és 3D objektummodell GPS; GNSS CAD GIS modell Terepmodell Adatgyűjtés 3D modell 22

228 Terepmodell 22

229 GNSS mérés közvetlen feltöltése GoogleEarth-re GoogleEarth telepítése Kontroller szoftver telepítése KMLfile.xls letöltése a Trimble Data könyvtárba Export a Fájl -> Import-Export -> Kivitel egy egyéni formátumba segítségével Másolás a számítógépre és megnyitás a GoogleEarth segítségével erwithtsce&nav=collection

230 3D objektum GoogleEarth felületen 23

231 3D modell web 2 eszközei, automatikus generálás 3D modell (web2) Saját modellek feltöltése 2006 (SketchUp) Building Maker (3D-s épületek készítése) 3 dimenziós Budapest Nagy hatékonyságú automatikus eszközrendszerek Open Street Maps, vagy Googlemaps megjelenítő rendszerekre építő 3D térképező rendszerek 23

232 Videók, animációk az X. fejezethez Videók Animációk 3D tervezés 23

233 Feladatok a X. fejezethez I. Készítse el és töltse fel saját lakóházának modelljét a GoogleEarth felületére! 23

234 Feladatok a X. fejezethez II. Készítsen el egy 16 pontból álló, 50x50 m-es hálót talajmintavételezéshez tetszőleges magyarországi területre az ArcExlorer JEE (vagy tetszőleges más szoftver) segítségével! 23

235 Feladatok a X. fejezethez III. Töltsön le a webhelyről tetszőleges Trimble JobXML fájlt és készítsen belőle KML fájlt a Trimble ASCII File Generator (vagy más szoftver) segítségével! 23

236 Térinformatika növényvédelmi alkalmazása Készítette: Dr. Busznyák János Georgikon Kar AZ ELŐADÁS LETÖLTHETŐ: -